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壳聚糖在农业领域中的应用


壳聚糖在农业领域中的应用 摘要 介绍了壳聚糖在农业领域中作为种子处理剂、植物生长调节剂、植 物病害诱抗剂、植物病原菌抑制剂、杀虫剂、土壤改良剂、保鲜剂、食品和饲料 添加剂等的应用情况及发展前景,以为壳聚糖的开发利用提供参考。 关键词 壳聚糖;农业;应用 壳聚糖(chitosan)是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用 得到的,是 N-乙酰-2-氨基-2-脱氧-D

-葡萄糖以 β-1,4 糖苷键连接而成的无分支 的线性高分子化合物。自 1859 年,法国人 C. Rouget 第 1 次分离出壳聚糖后,这 种天然高分子的生物相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被 各行各业广泛关注,在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、 生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。 如壳聚糖可作添加 剂添加到食品、饲料中、化妆品中,或可作食品防腐剂用于水果保鲜。我国研究 壳聚糖在农业领域的应用起步较晚, 从 20 世纪 80 年代开始出现壳聚糖在农业领 域中的应用报道。迄今,对壳聚糖在农业领域的实验室研究、实际应用研究,无 论从深度和广度上都有了很大的进展,下面进行总结,以期为科研工作者及生产 者提供一些帮助。 1 种子处理剂和植物生长调节剂[1-5] 用壳聚糖处理小麦、 玉米、 水稻等谷物类以及黄瓜、 番茄等蔬菜种子和桑树、 大豆、 棉花等经济作物种子或植株, 一方面能利用自身的成膜性保持种子内水分, 另一方面,还能阻隔土壤中病原菌的入侵,与其他药剂、生长调节剂、肥料等混 合可配成种衣剂,对提高种子的发芽率和发芽势,促进根的生长,增加幼苗干物 重,株高和叶绿素含量,光合作用强度,产量和可溶性蛋白、酶的活性等品质的 提高和改善均有效果。 2 植物病害诱抗剂、病原菌抑制剂、杀虫剂[5-10] 用不同浓度的壳聚糖溶液处理种子和植株,可提高植物对多种细菌、真菌、 病毒的抗性,如水稻胡麻斑病、花生叶斑病、番茄根腐病、黄瓜腐霉菌、烟草环 纹病毒等,并能增强抗土传真菌病害的能力。对棉花炭疽病菌、烟草黑胫病、小 麦赤霉病菌、水稻白叶枯病菌、马铃薯环腐病菌、棉花角斑病菌等的生长繁殖及 真菌孢子萌发均有明显抑制作用。美国登记的虾蟹壳粉(chitin-protein)为美国 IGIN 公司出品的 Clandosan 618,是一种从甲壳纲动物的壳中分离得到的干粉状 甲壳素蛋白与尿素的混合物, 具有杀灭线虫的功能,作用机理是刺激土壤有益微 生物的生长产生能杀死线虫和虫卵的酶,间接消灭害虫。 3 土壤改良剂[5,11-12] 壳聚糖及其衍生物可以改良土壤,培肥地力,改变土壤微生物区系,改善土 壤理化性质,活化土壤养分。同时,壳聚糖及其衍生物具有可降解性,在土壤中 可被微生物分解,为植物提供更多营养,土壤肥力提高;抑制土壤中的病原菌生 长和繁殖;具有保墒作用;还可将农药或化肥掺入其中,使它们均匀混合,取得 缓释的效果;壳聚糖分子结构中含有氨基(-NH2) ,与微量元素铁、铜、锰、锌、 钼等能产生螯合作用, 使壳聚糖肥料中的微量元素有效态养分增加;促进植物根 系细胞分生, 短时间内毛细根显著增多, 根系发达, 对养分吸收能力提高。 因此, 壳聚糖及其衍生物对土壤和植物具有双重作用。 4 保鲜剂[13-18] 随着现代食品工业的发展以及商品流通步伐的加快,肉、海鲜、果蔬等类食 品在流通及储藏过程中的防腐保鲜非常重要。食品的腐败涉及糖的变质即发酵, 致使产气、变酸;蛋白质的变质称为腐败,由于产生了恶臭的硫化物、氮化物, 致使食品发臭,产生异

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