壳聚糖在农业中的应用(内部资料)
1、壳聚糖的作用
①壳聚糖对植物具有调节作物,如提高作物的发芽率、株高、增加单株重
量、根长、叶面积等。增加作物产量,如提高小麦、水稻、玉米、大豆等粮食作物的产量;可提高黄瓜、白菜、西红柿、马铃薯等蔬菜的产量。
②提高作物的品质
壳聚糖可明显提高作物的蛋白含量,此外,可提高维生素C含量、可溶性
总糖量、降低粗纤维含量等。可见,使用壳聚糖可以达到改善作物营养品质的目的,使其营养更丰富、商品价值更高。
③抑制病原菌生长,提高作物抗菌活性及抵御病虫害能力
研究表明,在植物病原菌与寄生植物之间,壳聚糖对植物病原菌的孢子发
芽和生长有阻碍作用,并对病原菌感染的防护机能有诱导作用,因此,壳聚糖可抑制病原菌的生长。
此外,植物都含有甲壳质酶和壳聚糖酶,尽管植物体内不存在甲壳素和壳聚糖,但是,一旦植物的壳聚糖酶接触到来自外界的壳聚糖时,就会使植物的壳聚糖酶被激活,同时使植物产生防御病虫害的能力,阻止病原菌及病虫害侵入植物组织内,从而增强了植物防御病虫害的能力。
壳聚糖与其它植物调节剂相比具有天然、无毒、无味、环境相溶性好、活性高、易降解等优点,所以,在农业上有很大的发展前景。
壳聚糖的作用方式:
① 壳聚糖与作物种子混拌,或作为浸种的包衣剂;
② 作为作物叶面的喷洒剂;
③ 作为抑制病原菌及病虫害的抑菌剂;
④ 作为土壤的改良剂或肥料的添加剂;
⑤ 食品或中药的保鲜剂。
2、在农业中使用壳聚糖的要点
①壳聚糖在农业中的作用与壳聚糖溶液的浓度大小有重要关系。
农业中使用的壳聚糖溶液一般是用乙酸配制而成。通常用1%~2%的乙
酸,配成壳聚糖浓度为1%的溶液,即在100ml溶液中含1g壳聚糖。而在具体使用时,需要将1%浓度的壳聚糖溶液稀释成不同的浓度。针对不同的使用目的、不同的作物、不同的施加方法,稀释的浓度也不相同,如果浓度太大或太小,都会影响壳聚糖的效果。
②壳聚糖的不同分子量、不同的衍生物,在农业中的应用效果有明显的不
同。例如在抑制病原菌、提高抗菌活性及抗御病虫害能力方面,甲壳低聚糖有更明显的作用。
③壳聚糖的安全性
壳聚糖是虾、蟹的甲壳质经加工而得到的纯天然动物多糖,无毒无害,对
作物、对人、畜及环境都不会产生任何污染,因此,在农业中使用壳聚糖是一项非常安全的生物技术,经壳聚糖处理后的粮食、蔬菜及其它食品等,不可能有任何农药等有害化学物质的残留。
3、壳聚糖在农业中的具体应用例
下面各例包括不同浓度壳聚糖溶液在浸种、包衣、叶面喷洒、土壤改良及
保鲜中的应用。
① 浸种 浸种可用于大田作物也可用于蔬菜,例如
玉米:提供0.1%浓度的壳聚糖溶液,使用时兑入1倍的清水,即稀释后
的壳聚糖浓度为0.05%便可用于玉米浸种。
例如浓度为0.1%,1000ml的壳聚糖溶液,使用时,再兑入1000ml清水,
共得2000ml,可放入1.67KG玉米种。浸泡中间翻动两次,使种子均匀浸湿。浸泡16小时,晾干后播种。
黄瓜:提供1%浓度的壳聚糖溶液,使用时兑入5.7倍的清水,即稀释后的壳聚糖浓度为0.15%便可用于黄瓜浸种。
例如浓度为1%,100ml的壳聚糖溶液,使用时,再兑入570ml清水,共得
670ml,可放入0.6KG黄瓜种子。浸泡过程要翻动两次,使种子均匀浸湿。浸泡24小时,晾干后播种。
②包衣 包衣可用于大田作物也可用于蔬菜,例如
大豆:提供1%浓度的壳聚糖溶液,直接用其喷洒大豆种子,边喷边搅拌,
使种子被壳聚糖溶液均匀包裹。每100ml壳聚糖溶液(即每克壳聚糖)可处理1KG大豆种子。此方法可明显促进根系发育、蛋白合成及产量的提高。
白菜:提供1%浓度的壳聚糖溶液,直接用于喷洒白菜种子,边喷边搅拌,使之均匀。每100ml壳聚糖溶液(即每克壳聚糖)可处理1.67KG白菜种子。
对于促进根部生长的种子处理:提供1%浓度的壳聚糖溶液喷洒的种子,每100ml溶液可处理1.25KG种子。
③促进生长的叶面喷洒剂
从目前掌握的资料、叶面喷洒剂主要用于蔬菜一类作物,如:
白菜:提供0.1%的壳聚糖溶液,使用时再兑入24倍清水,使壳聚糖的浓
度稀释成40ppm(0.004%)。
例如每1000ml该浓度的溶液,使用时再兑入24000ml清水,共得25000ml用于喷洒叶面。喷到使叶面全湿润,以不滴液为准。对于白菜,当子叶完全展开时,喷洒第一次,以后每隔4天喷1次,一共喷5次。
对于促进根部生长的蔬菜:提供0.1%的壳聚糖溶液,使用时再兑入49倍清水,使壳聚糖的浓度稀释为20ppm(0.002%)。喷洒方法可参照白菜或黄瓜。
例如每1000ml该浓度的溶液,使用时再兑入49000ml清水,共得50000ml用于喷洒叶面以促进根部生长。
黄瓜:提供0.1%的壳聚糖溶液,使用时再兑入9倍清水,使浓度稀释为
100ppm(0.01%)。
例如每1000ml该浓度的溶液,使用时再兑入9000ml清水,共得10000ml用于喷洒叶面。喷到使叶面全湿润,以不滴液为准。对于黄瓜,当长出三叶一心时喷洒第1次,以后每隔7天喷1次,一共喷4次即可。
④用于抑制病原菌、抗病虫害的叶面喷洒剂
提供1%浓度的壳聚糖溶液,使用时,可以不加清水,直接喷洒叶面。如
果作为预防使用,可将壳聚糖的浓度稀释为0.2%,即使用时兑入4倍清水即可。
例如作为预防作用,可提供1%浓度溶液。使用时,在100ml的溶液中兑
入400ml清水,共得500ml用于叶面喷洒。
⑥ 土壤改良剂
土壤改良剂可有效地抑制土壤中病原菌的繁殖,可促进作物生长,具有抑
菌效果稳定,持续时间长、无污染、成本低等优点。土壤改良剂适用于旱田、水田,尤其适用于大棚的土壤改良。
土壤改良剂提供0.1%浓度的壳聚糖溶液,使用时再兑入3倍的清水,使壳聚糖的浓度稀释为250ppm(0.025%)。
例如0.1%浓度的壳聚糖溶液1000ml,使用时兑入3000ml清水,共得4000ml。每100m2土地需6000ml稀释液。稀释液可与沸石粉或硅藻土或锯末等载体混合,经吸收、晾干后再施加到土壤中。稀释液亦可与肥料(如尿素等)混合后使用,或与肥料及其它吸附载体共混后使用。
⑥保鲜剂
实验表明,浓度为0.1%~1%的壳聚溶液浸泡棉花组织细胞,随着壳聚糖
浓度和脱乙酰度的增加,其抑菌作用增强。1%浓度壳聚糖溶液能抑制90%病原菌的生长,0.02%浓度的壳聚糖溶液对大肠杆菌的增殖也有阻碍作用。于是,作为保鲜剂,壳聚糖的浓度可选0.5%~1%。
另一资料表明,用羧甲基壳聚糖浓度为0.7%~2%的溶液,喷洒在苹果、梨、桃、草莓等水果表面可达到保鲜的目的。
结语:提供壳聚糖溶液时,一定要标明商品名称及具体使用方法,但不能写出壳聚糖的具体的浓度等。例如我给王院长写的力元生物土壤改良剂(浓缩液)。
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