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水溶性殼聚糖的抑菌作用及在農業(yè)中的應用

點(diǎn)擊次數:   更新時(shí)間:23/04/04 17:28:04     來(lái)源:www.xmmak.com關(guān)閉分    享:
  在農業(yè)方面,利用水溶性殼聚糖為原料,采用現代生物技術(shù)分解、提取并添加多種微量元素(植物生長(cháng)所需)精制而成的肥料,因其在農業(yè)方面所取得的良好效果,被人們譽(yù)為“植物疫苗”。它在農業(yè)生產(chǎn)應用中,不僅能使作物長(cháng)勢好,植株健壯,光合作用增強,而且在抗逆性、抗病蟲(chóng)害方面也表現出明顯效果,所以有穩定而顯著(zhù)的增收效果。此外,該產(chǎn)品對作物品質(zhì)的改善和食品營(yíng)養價(jià)值和經(jīng)濟價(jià)值也提高有較大的意義。
  另一方面,水溶性殼聚糖可作為植物生長(cháng)調節劑,促進(jìn)農作物產(chǎn)量提高,還可作為土壤改良劑及用于收獲后農產(chǎn)品的保鮮等。尤其是其在植物病害方面已逐漸成為人們研究的熱點(diǎn)。大量研究表明,它可以誘導植物產(chǎn)生抗性、增強植物的自身防衛能力、多種植物病原微生物的生長(cháng),而且其無(wú)毒并可為微生物降解,對環(huán)境不會(huì )產(chǎn)生污染。這使其有可能作為一種新型的綠色農藥在農業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要的作用。
  一. 水溶性殼聚糖對植物病害的抑菌作用方式
  1. 誘導植物抗性蛋白的產(chǎn)生
  水溶性殼聚糖及其衍生物可誘導植物產(chǎn)生抵御病原物質(zhì)的抗性蛋白——致病相關(guān)蛋白PR(pathogenesis -related proteins) 。所誘導的抗性蛋白主要為植物抗毒素(phtoalexin)、幾丁質(zhì)酶(chitinase)、殼聚糖酶(chitosanase)和 1,3一葡聚糖酶( l,3一glucanase)等。許多研究都表明,它可誘導植株產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶、殼聚糖酶和 l,3-葡聚糖酶,這些酶的底物是真菌細胞壁的主要組分,幾丁質(zhì)酶特別是在葡聚糖酶的共同作用下可在體外抑菌的生長(cháng)??烧T導出的幾丁質(zhì)酶、殼聚糖酶和l,3-葡聚糖酶彼此之間還有協(xié)同效應,以致抗菌作用更為明顯。
  2 .誘導木質(zhì)素形成
  木質(zhì)素是植物維管組織次生細胞壁的主要組分,它本身抗微生物的降解。大量研究證實(shí),甲殼素和水溶性殼聚糖及其衍生物可誘使植物在其受病菌侵染點(diǎn)周?chē)举|(zhì)化,形成一個(gè)物理屏障,從而阻止或延遲病原菌的生長(cháng)和向周?chē)=M織擴散,增強植物的抗病力。用甲殼素的低聚體處理小麥傷口(每個(gè)傷口用0.04 nag)結果表明,單體和二聚體幾乎沒(méi)有誘導木質(zhì)化功能,而四、五、六聚體則有明顯的誘導木質(zhì)素形成的作用。同時(shí)他們的實(shí)驗還證實(shí),脫乙?;牡途垠w都無(wú)此作用,因此認為乙?;羌讱に睾蜌ぞ厶钦T導木質(zhì)形成所須的基團。
  3 .改變植物的酚類(lèi)代謝
  人們研究天然抗體時(shí)注意到:在植物的病菌侵染點(diǎn)處,酚類(lèi)(單寧.綠原酸等)物質(zhì)大量積累。酚類(lèi)是殺菌性物質(zhì),又是木質(zhì)素形成的前體,所以植物體內酚類(lèi)增多,不但自身可以抗病,而且還可促使病原侵染處木質(zhì)化,因而使植物抗病能力增強。Ralph證實(shí),它誘導的大豆細胞中酚類(lèi)組成會(huì )迅速變化,如苯丙烷、香豆酸和綠原酸等都明顯增加。
  二 .在農業(yè)中水溶性殼聚糖的主要功能及應用
  1.在農業(yè)中水溶性殼聚糖的主要功能對植物適應性廣,親和性好,無(wú)毒無(wú)副作用,對人畜無(wú)害,能夠生物降解,在土壤中不板結土壤,可緩慢降解為小分子碳水化合物,對環(huán)境無(wú)公害,是一種優(yōu)良的純天然生態(tài)制劑。它能促使植物種子提前發(fā)芽。根系發(fā)達,根毛、須根、次生根數量大大增加,根乃植物之本,根際發(fā)達,會(huì )增強植物的吸肥吸水能力,增強抗旱、抗倒伏能力,增強免疫力,達到粗壯多結果之目的。能充分活化根際狀態(tài),溶解養分分子,迅速形成土壤溶液,使氮、磷、鉀等養分能得到植物充分有效地吸收。研究發(fā)現,它具有調節植物發(fā)育的功能,該產(chǎn)品是一種天然的植物生長(cháng)調節劑,能發(fā)根促莖,使莖縮短,粗壯旺盛,有利于養分供應果實(shí),其中微量元素在甲殼素的螫合下,容易被果實(shí)吸收,從而增加蛋白質(zhì)、氨基酸的含量,從根本上改善品質(zhì)。
  2. 植物病害誘抗劑
  研究證實(shí),水溶性殼聚糖作為植物性功能調節劑,能調節植物基因的關(guān)閉和開(kāi)放,誘導植物分泌抗性酶,這樣不僅可以促進(jìn)植物細胞的活化,刺激植物性生長(cháng),還可以增加對病蟲(chóng)害的自我防御能力,特別是較高聚合度的寡聚糖具有阻礙病原菌生長(cháng)繁殖的功能,減少病原菌特別是致病真菌對植物的危害。研究發(fā)現該產(chǎn)品具有抗真菌活性,殼聚糖的衍生物如殼寡糖也有很強的抑菌作用 。因此它又被稱(chēng)為新型植物抗性誘導劑.番茄苗用水溶性殼聚糖溶液浸根或噴霧,或在生長(cháng)基質(zhì)中加入它,可誘導番茄對根腐病的系統抗病性 ;黃瓜水培液中加入該產(chǎn)品可控制由腐霉菌(Pythium spp.)引起的猝倒病 ,此外,對大豆花葉病、大豆根腐病、小麥紋枯病、番茄早疫病、油菜菌核病、水稻惡苗病等都有抑菌作用。
  水溶性殼聚糖為土壤有益菌如放線(xiàn)菌提供營(yíng)養物質(zhì),可促進(jìn)放線(xiàn)菌的繁殖并誘導放線(xiàn)菌產(chǎn)生殼聚糖酶,從而使土壤病原菌生長(cháng)和繁殖;同時(shí)由于放線(xiàn)菌大量繁殖,可改善土壤微生態(tài)環(huán)境和提高植物品質(zhì),從而達到增產(chǎn)的目的。制成土壤改良劑,利用它的抗菌能力和改善土壤的作用,可將土壤與該產(chǎn)品溶液合成液體土壤改良劑,這種改良劑具有適當的穩定性和可降解性,降解以后是以較好的有機肥料,可供作物吸收,若將其噴灑到土壤表面,則能形成一層薄膜,還具有保墑作用。如將農藥或化肥摻入其中,使它們均勻混合,還可取得緩釋放的效果。

水溶性殼聚糖

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