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殼寡糖的十項功能你都知道嗎？
甲殼素是一種取之不盡的生物資源，安全無毒，不會對環(huán)境造成污染，甲殼素脫去部分乙?；?，形成氨基葡萄糖的大分子聚合物——殼聚糖，再采用酶解法、超聲波法等把殼聚糖變成分子量更小的殼寡糖。殼寡糖，又叫氨基寡糖素、甲殼寡聚糖，是指D－氨基葡萄糖以β－1,4糖苷鍵連接的低聚糖。此外，甲殼素與殼聚糖還可在畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中用作飼料添加劑，可減少或替代抗生素。
作為一種安全的生物刺激素，殼寡糖在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域用途十分廣泛，可顯著提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。殼寡糖憑借其在農(nóng)業(yè)上強大的功能性、廣譜的抗菌性，收獲了大批忠實粉絲，特別是其在植物免疫及抗逆性能、抑制線蟲上的優(yōu)異效果，更是獲得了水溶肥廠家的親睞。
殼寡糖的十大功能
（1）提高作物抗病性
在植物感病前用甲殼素及其衍生物處理植株，可以產(chǎn)生增敏作用，處理后的植物再受到病蟲害侵染時可表現(xiàn)出比正常植株更高的防范作用。能夠?qū)δ承┱婢?、細菌、病毒及害蟲產(chǎn)生毒性，誘導(dǎo)植物啟動防御系統(tǒng)。
殼寡糖不能直接使病毒失活，但對于植物體內(nèi)病毒的復(fù)制和長距離移動具有明顯的抑制作用，通過抑制植物間病毒和類病毒的傳播，提高宿主對感染的過敏性反應(yīng)，從而達到控制植物病毒性疾病的效果。病毒發(fā)生前使用，可預(yù)防病毒病發(fā)生，能誘導(dǎo)植物對病毒增殖和體內(nèi)長距離移動的抵抗性，且其誘導(dǎo)活性不依賴寄主的R基因，病毒爆發(fā)后使用，可抑制病毒向新生葉片的傳播。對于真菌的作用廣譜，幾乎對所有的真菌病害都有不同程度的預(yù)防作用，包括白粉病、霜霉病、黑痣病、立枯病等，與靶向性殺菌劑混配，如烯酰嗎啉、氟硅唑、吡唑醚菌酯、噻呋酰胺、乙蒜素、戊唑醇、氰烯菌酯等，可實現(xiàn)內(nèi)外兼顧，達到減藥增效的效果。
（2）激活植物自身先天性免疫系統(tǒng)
幾丁質(zhì)作為真菌病原體細胞壁的主要組分，可刺激植物產(chǎn)生免疫反應(yīng)。在植物的細胞膜上存在多種模式識別受體，通過識別病原體上的一些共有的、保守的分子基序（也即病原相關(guān)分子模式），引發(fā)先天免疫反應(yīng)，植物的先天免疫是植物免疫系統(tǒng)的重要組成部分。殼寡糖能夠與植物細胞上的受體結(jié)合，激發(fā)抗性信號分子產(chǎn)生，經(jīng)過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，激發(fā)抗性基因表達，產(chǎn)生抗性物質(zhì)，從而達到防治病害的目的。
一般殼寡糖的聚合度在2~10，其乙?；跉ぞ厶欠肿渔溕系姆植际请S機的，其數(shù)量和位置對殼寡糖活性的影響很大。殼寡糖因脫乙酰基工藝中脫乙酰度的多少差異較大，即相同條件下，脫乙酰度越高，自由基含量越多，殼寡糖抑菌活性越高。
（3）提升作物抗逆性
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，外界環(huán)境的急劇變化會對植物產(chǎn)生巨大的不可逆?zhèn)ΑＴ诒狈酱笈飬^(qū)及早春露地作物上低溫凍害經(jīng)常發(fā)生，天氣異常時，南方的柑橘、葡萄等也會出現(xiàn)凍害或冷害，發(fā)生苗弱、葉片萎蔫、落花落果、果實畸形等，地溫低也讓根系的吸收能力下降，光合效率低下，直接影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)。如低溫環(huán)境易導(dǎo)致植物細胞膜流動性降低以及過氧化，對植物細胞造成傷害，殼寡糖可提高可溶性蛋白和可溶性糖等抗寒性物質(zhì)的含量，降低膜脂過氧化水平和膜透性的增加程度，維持作物較高的光合強度，有效抵御低溫對作物的傷害。三浦百草張劍波試驗表明，殼寡糖在誘導(dǎo)植物抗寒方面效果顯著，提前1~7天使用效果顯著。此外，通過在高溫環(huán)境下的菠菜試驗，張劍波發(fā)現(xiàn)噴施500倍百凈（3%氨基寡糖素）的菠菜葉片受損傷的程度遠遠低于對照，說明殼寡糖對植物的抗熱、耐熱能力效果明顯，殼寡糖的抗熱特性為在高溫季節(jié)使用殼寡糖的意義重大。
另外，用殼聚糖的Cu2+、Mn2+配合物處理玉米種子和幼苗，配合物能夠顯著提高玉米幼苗葉片中的SOD活性，降低由鹽害脅迫引起的超氧陰離子自由基的氧化脅迫，特別是在殼聚糖-銅配合物作用下，玉米幼苗中脯氨酸含量由空白時的1684μg·g-1降低至913，表明能夠顯著提高玉米幼苗的耐鹽性。
（4）改善根際微生物種群，抑制線蟲
土壤中很多生物體（如植物體、細菌、真菌等）都可以產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶，這種酶會分解真菌和昆蟲體內(nèi)的幾丁質(zhì)組織，破壞其結(jié)構(gòu)。給土壤增施殼聚糖類物質(zhì)促進微生物的繁衍與活動，這些微生物通過產(chǎn)生更多的幾丁質(zhì)酶、抗生素和毒素，或直接與有害生物競爭營養(yǎng)，或直接寄生，或激活植物防御系統(tǒng)等方式，增加了對有幾丁質(zhì)成分結(jié)構(gòu)的有害生物的防控水平。殼寡糖有輔助抑線的作用，殼寡糖可以誘導(dǎo)植物根系分泌幾丁質(zhì)水解酶，破壞線蟲卵細胞壁中的幾丁質(zhì)；佛山盈輝試驗發(fā)現(xiàn)殼寡糖可以修復(fù)受損根系，促進生根，1-2天起效，5~7天后明顯的發(fā)現(xiàn)新根長出，緩解噻唑膦的藥害并增效與噻唑膦復(fù)配。
（5）刺激作物生根
殼寡糖被植物吸收后，誘導(dǎo)植物產(chǎn)生吲哚乙酸等生長素類物質(zhì)和赤霉素，刺激了植物的根系發(fā)育，在辣椒、水稻、馬鈴薯種子中，用300~500倍液百凈拌種，可刺激作物早發(fā)芽，在作物的苗期的毛細根多且長，中后期馬鈴薯具有強大的吸收根系，更好地利用肥料和水分，成為作物抗旱和增產(chǎn)的基礎(chǔ)。0.05~0.2%濃度對棉種包衣處理30min，可刺激種子萌發(fā)，提高發(fā)芽率，增加單株棉鈴數(shù)。
（6）促進植物前期生長
殼寡糖在植物細胞和組織中具有抗菌、誘導(dǎo)植物生產(chǎn)甲殼素酶的作用，并可提高酶活性，促進蛋白質(zhì)合成，調(diào)節(jié)植物基因的關(guān)閉和開放，誘導(dǎo)生長素吲哚乙酸（IAA）的合成。刺激植物多種生長發(fā)育基因，合成利于植物生長的生物活性物質(zhì)，活化植物細胞、促進植物的快速生長和發(fā)育。
由于殼寡糖處理植物種子后，促進出苗整齊一致、主莖粗、促進早封壟、促進了植物的前期生長，縮短了營養(yǎng)生長的時間，可提前2~3天開花，為增產(chǎn)打下基礎(chǔ)，采收期還能比空白對照提前3~5天。試驗發(fā)現(xiàn)，低濃度殼寡糖（最適濃度0.1mg·L-1）處理黃瓜種子和幼苗，能促進黃瓜幼苗生長，與對照組相比，各項生長指標均顯著增加。
（7）增加作物產(chǎn)量，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)
由于殼寡糖刺激根系、促進前期生長、提高葉片光合效率，特別在大棚光照不夠充足的條件下，植物增產(chǎn)顯著。在遭受雹災(zāi)的情況下，張劍波試驗表明，大西洋品種收獲前15天的對照畝產(chǎn)1951kg，畝用100毫升噴溝可增產(chǎn)334公斤，增產(chǎn)率17.1%，畝用150毫升噴溝可增產(chǎn)21.6%。說明百凈噴溝促進了馬鈴薯的早期根系，植株早發(fā)，對后期產(chǎn)量增加明顯，并且用量越大，增產(chǎn)越明顯。同時，均勻度增加，可提高一級薯塊的商品率。
柑橘在生長季節(jié)噴施殼寡糖溶液3次后，品質(zhì)有很大的提高，主要體現(xiàn)在維C含量提高20%，可溶性總糖提高13%，可溶性固形物含量提高6%，固酸比提高52%，柑橘可滴定酸含量降低21%。在葡萄、西瓜、番茄上得到了類似的結(jié)果。
（8）降解植物體內(nèi)化學農(nóng)藥殘留
殼寡糖可以誘導(dǎo)提高植物細胞內(nèi)的P450酶活性，降解植物體內(nèi)化學農(nóng)藥殘留，對于茶葉、中藥材、果蔬、煙草等作物中的甲氰菊酯、氰氯菊酯、噠螨酮、聯(lián)苯菊酯的降解效果顯著，達到了100%。
（9）安全增效
與殺菌劑混用，可以大幅降低殺菌劑用量，最高可降低化學農(nóng)藥用量的90%，防治作物病害及提高產(chǎn)量效果明顯。此外，殼聚糖及其衍生物可以和木霉菌、白僵菌、蘇云金桿菌等生物菌包封在一起做成制劑，不但利于這些微生物制劑的儲運（作為微生物的碳源和氮源），也能夠促進它們的使用效果。
（10）果蔬保鮮劑
果蔬采摘后損失主要是由真菌感染、生理疾病和物理傷害引起的。果蔬保鮮是基于控制微生物的活動來減緩其正常生命活動速度，并保持果蔬自然耐藏及抗病能力，即抑制果蔬呼吸作用，阻止乙烯生成或降低乙烯濃度。
使用殼聚糖及其衍生物為主體的水溶液或乳濁液，在果蔬表面噴涂或浸泡，干燥后可以形成一層無色透明薄膜，降低果蔬的蒸騰作用，使果蔬保持良好的質(zhì)地。不同濃度的溶液，粘度不同，所形成的保鮮膜的疏密程度也不同，對保鮮時間的長短有著明顯的影響，一般選擇濃度為1%~2%效果較為理想。
除此之外，殼聚糖具有獨特的調(diào)節(jié)植物氮代謝功能、形成作物及土壤屏障膜、鈍化及螯合重金屬、改善土壤結(jié)構(gòu)上作用優(yōu)秀，值得大家共同探索。
殼寡糖終端應(yīng)用
殼寡糖的最佳使用濃度：
（1）種子處理
100ppm浸種12~24小時（與溫度有關(guān)），或500ppm拌種或噴種；
（2）葉面噴施
50~100 ppm（人工或機械噴霧器）；適合飛防，濃度需增大；
（3）地下沖施
畝用量為15~25克殼寡糖原藥；
殼寡糖的最佳使用時間
（1）在作物生長的關(guān)鍵時期使用，包括種子、幼苗期、定植前或后、開花前、膨大期或灌漿期等；
（2）在逆境發(fā)生前或初期，包括凍害、旱害、澇害、病害等發(fā)生前1天以上。
殼寡糖的起效期、見效期與持效期
（1）起效時間
（2）見效期在24-36小時；
（3）持效期在7-9天以上。
殼寡糖的安全性
（1）過量使用會在短期內(nèi)延緩作物的生長，數(shù)天內(nèi)會恢復(fù)，不會對作物造成減產(chǎn)和不可逆的傷害；
（2）針對蘋果的破壞性試驗表明，5-10倍的過量使用依然對作物安全
殼寡糖發(fā)展前景及存在問題
對于大分子量的甲殼素來說，是不溶于水，也不溶于酸和堿的，這直接限制了其在多領(lǐng)域的實際應(yīng)用。因此，就必須用土壤施用的方法，通過土壤微生物的作用把甲殼素分解成更小分子的物質(zhì)才能被作物吸收利用。
這樣一來，鑒于分子量相對較小的殼寡糖類產(chǎn)品可葉噴、可土施、可包衣、可沖施，其功能性及施用方式的優(yōu)勢就非常明顯了，此類產(chǎn)品的在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用必定會前景無限。
盡管如此，但也存在了不少問題，如原料生產(chǎn)及加工企業(yè)規(guī)模普遍偏小、工藝技術(shù)落后、產(chǎn)業(yè)化程度低、殼寡糖有效活性成分含量低等，“小作坊”式的生產(chǎn)企業(yè)殼寡糖的出廠檢測還停留在脫乙酰度、含量、水不溶物、水分、灰分、pH、分子量、聚合度、重金屬含量等基礎(chǔ)指標上，產(chǎn)品活性及性能是否穩(wěn)定尚未能形成指標，如何關(guān)注并提高的活性成為殼寡糖產(chǎn)業(yè)化至關(guān)重要的一環(huán)。
來源：農(nóng)資頭條，李曉平編輯整理
參考資料來源：
《甲殼素/殼聚糖材料及應(yīng)用》施曉文 鄧紅兵 杜予民編著，化學工業(yè)出版社
《植物免疫誘抗劑氨基寡糖素應(yīng)用技術(shù)》楊普云 李萍 張善學 陸紅霞編著，中國農(nóng)業(yè)出版社
三浦百草生物微信訂閱號《氨基寡糖素系列》張劍波
《殼寡糖在農(nóng)業(yè)中的研究與應(yīng)用》趙勇
