甲殼素和殼聚糖衍生物(殼寡糖等)
主要包括甲殼素、殼聚糖和殼寡糖,是從蟹、蝦殼中應(yīng)用遺傳基因工程提取的動(dòng)物性高分子纖維素。其中殼寡糖的分子量更低、水溶好,更易被植物吸收。
主要作用
改變土壤菌群,促進(jìn)有益微生物的生長(zhǎng),還可誘導(dǎo)植物的抗病性,對(duì)多種真菌、細(xì)菌和病毒產(chǎn)生免疫。調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng),改善作物品質(zhì)。
多年前國(guó)外就有報(bào)道,殼聚糖及其衍生物在農(nóng)業(yè)中可作為植物生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)劑、種子包衣劑、葉面噴灑劑、保濕劑、殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、飼料添加劑和土壤改良劑。由于殼聚糖及其衍生物在農(nóng)業(yè)中有增產(chǎn)、品質(zhì)改良以及誘導(dǎo)植物的廣譜抗病性等作用,所以引起國(guó)外的廣泛重視,并且已經(jīng)取得一些可喜的研究成果。
在我國(guó)將殼聚糖、殼寡糖等用于農(nóng)業(yè)方面的研究起步較晚,但也取得明顯效果。例如:將其用于小麥拌種,可促進(jìn)分蘗,增加有效穗數(shù),比對(duì)照組增產(chǎn)10.9%~22.5%。如果與其它殺菌劑配合使用,可抑制枯紋病的發(fā)生,其發(fā)病率比對(duì)照組降低30%~50%。
大豆種子經(jīng)殼聚糖包衣后,其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)均有所提高。種子播種后,能促進(jìn)幼苗發(fā)根、結(jié)瘤及地下部的生長(zhǎng),能促進(jìn)幼苗葉片蛋白質(zhì)合成,提高光合速率等。
利用殼寡糖水溶液處理玉米種子,可促進(jìn)種子萌發(fā),提高發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì),用羧甲基殼聚糖水溶液處理玉米果穗,則能提高玉米未成熟籽粒的可溶性蛋白,能提高成熟種子的貯藏蛋白的含量。
除此之外,在棉花、水稻及馬鈴薯、白菜、黃瓜等蔬菜上也都進(jìn)行了試驗(yàn)研究,結(jié)果均表明殼聚糖及其衍生物在促進(jìn)作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)等方面都獲得了顯著的效果。有研究表明,殼聚糖及其衍生物促使谷氨酸胺合成酶提高,由此帶動(dòng)了氮代謝途徑運(yùn)轉(zhuǎn)增強(qiáng),相應(yīng)地提高了蛋白質(zhì)的合成,使種子中貯藏蛋白也明顯提高。另外,谷氨酸脫氫酶存在于植物的多種組織,它催化的反應(yīng)是氨態(tài)氮進(jìn)入有機(jī)化合物形成氨基酸的最主要途徑之一。試驗(yàn)表明,殼聚糖及其衍生物可提高谷氨酸脫氫酶的活性。所以,殼聚糖及其衍生物對(duì)作物的氮代謝也具有一定的調(diào)節(jié)功能。
值得注意的是,用殼聚糖及其衍生物以不同方式(浸種、包衣、噴灑等)處理作物,其最佳效果并不一樣。試驗(yàn)結(jié)果還表明,殼聚糖及其衍生物對(duì)作物的產(chǎn)量、品質(zhì)的影響有明顯的濃度效應(yīng),即存在著一個(gè)最佳的濃度范圍。此外,一般方法制備出的殼聚糖或其衍生物,無(wú)論在分子的均一性、成膜的可塑性都存在著不同,因此,試驗(yàn)結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生較大的差異,所以,對(duì)于殼聚糖及其衍生物的制取,只有經(jīng)過(guò)較為嚴(yán)格的制作工藝才能得到較為理想的效果。
由于殼聚糖及其衍生物與其它生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑相比,具有天然、無(wú)毒、無(wú)味、環(huán)境相容性好、活性高、易降解等明顯的優(yōu)點(diǎn),因此,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有非常大的發(fā)展前景,所以能成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。