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殼寡糖的十項功能(néng)你都知道嗎(ma)？
甲殼素是一(yī)種取之不盡的生(shēng)物(wù)資源，安全無毒，不會(huì)對環境造成污染，甲殼素脫去部分乙酰基，形成氨基葡萄糖的大分子聚合物(wù)——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(xiǎo)的殼寡糖。殼寡糖，又(yòu)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(dī)聚糖。此外，甲殼素與殼聚糖還(hái)可在畜禽水(shuǐ)産養殖業(yè)中用作飼料添加劑，可減少或替代抗生(shēng)素。
作為(wèi)一(yī)種安全的生(shēng)物(wù)刺激素，殼寡糖在農業(yè)領域用途十分廣泛，可顯著提高(gāo)農産品品質。殼寡糖憑借其在農業(yè)上(shàng)強大的功能(néng)性、廣譜的抗菌性，收獲了大批忠實粉絲，特别是其在植物(wù)免疫及抗逆性能(néng)、抑制線蟲上(shàng)的優異效果，更是獲得了水(shuǐ)溶肥廠家的親睐。
殼寡糖的十大功能(néng)
（1）提高(gāo)作物(wù)抗病性
在植物(wù)感病前用甲殼素及其衍生(shēng)物(wù)處理植株，可以産生(shēng)增敏作用，處理後的植物(wù)再受到(dào)病蟲害侵染時可表現出比正常植株更高(gāo)的防範作用。能(néng)夠對某些真菌、細菌、病毒及害蟲産生(shēng)毒性，誘導植物(wù)啓動防禦系統。
殼寡糖不能(néng)直接使病毒失活，但對于植物(wù)體内病毒的複制和長(cháng)距離移動具有明顯的抑制作用，通(tōng)過抑制植物(wù)間病毒和類病毒的傳播，提高(gāo)宿主對感染的過敏性反應，從(cóng)而達到(dào)控制植物(wù)病毒性疾病的效果。病毒發生(shēng)前使用，可預防病毒病發生(shēng)，能(néng)誘導植物(wù)對病毒增殖和體内長(cháng)距離移動的抵抗性，且其誘導活性不依賴寄主的R基因，病毒爆發後使用，可抑制病毒向新生(shēng)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防作用，包括白(bái)粉病、霜黴病、黑(hēi)痣病、立枯病等，與靶向性殺菌劑混配，如烯酰嗎(ma)啉、氟矽唑、吡唑醚菌酯、噻呋酰胺、乙蒜素、戊唑醇、氰烯菌酯等，可實現内外兼顧，達到(dào)減藥增效的效果。
（2）激活植物(wù)自(zì)身先天性免疫系統
幾丁質作為(wèi)真菌病原體細胞壁的主要組分，可刺激植物(wù)産生(shēng)免疫反應。在植物(wù)的細胞膜上(shàng)存在多(duō)種模式識别受體，通(tōng)過識别病原體上(shàng)的一(yī)些共有的、保守的分子基序（也即病原相(xiàng)關分子模式），引發先天免疫反應，植物(wù)的先天免疫是植物(wù)免疫系統的重要組成部分。殼寡糖能(néng)夠與植物(wù)細胞上(shàng)的受體結合，激發抗性信号分子産生(shēng)，經過信号轉導，激發抗性基因表達，産生(shēng)抗性物(wù)質，從(cóng)而達到(dào)防治病害的目的。
一(yī)般殼寡糖的聚合度在2~10，其乙酰基在殼聚糖分子鏈上(shàng)的分布是随機(jī)的，其數量和位置對殼寡糖活性的影響很大。殼寡糖因脫乙酰基工(gōng)藝中脫乙酰度的多(duō)少差異較大，即相(xiàng)同條件(jiàn)下(xià)，脫乙酰度越高(gāo)，自(zì)由基含量越多(duō)，殼寡糖抑菌活性越高(gāo)。
（3）提升作物(wù)抗逆性
在農業(yè)生(shēng)産過程中，外界環境的急劇變化會(huì)對植物(wù)産生(shēng)巨大的不可逆傷害。在北(běi)方大棚區及早春露地作物(wù)上(shàng)低(dī)溫凍害經常發生(shēng)，天氣異常時，南(nán)方的柑橘、葡萄等也會(huì)出現凍害或冷害，發生(shēng)苗弱、葉片萎蔫、落花落果、果實畸形等，地溫低(dī)也讓根系的吸收能(néng)力下(xià)降，光(guāng)合效率低(dī)下(xià)，直接影響作物(wù)産量和品質。如低(dī)溫環境易導緻植物(wù)細胞膜流動性降低(dī)以及過氧化，對植物(wù)細胞造成傷害，殼寡糖可提高(gāo)可溶性蛋白(bái)和可溶性糖等抗寒性物(wù)質的含量，降低(dī)膜脂過氧化水(shuǐ)平和膜透性的增加程度，維持作物(wù)較高(gāo)的光(guāng)合強度，有效抵禦低(dī)溫對作物(wù)的傷害。三浦百草(cǎo)張劍波試驗表明，殼寡糖在誘導植物(wù)抗寒方面效果顯著，提前1~7天使用效果顯著。此外，通(tōng)過在高(gāo)溫環境下(xià)的菠菜試驗，張劍波發現噴施500倍百淨（3%氨基寡糖素）的菠菜葉片受損傷的程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低(dī)于對照(zhào)，說明殼寡糖對植物(wù)的抗熱、耐熱能(néng)力效果明顯，殼寡糖的抗熱特性為(wèi)在高(gāo)溫季節使用殼寡糖的意義重大。
另外，用殼聚糖的Cu2+、Mn2+配合物(wù)處理玉米種子和幼苗，配合物(wù)能(néng)夠顯著提高(gāo)玉米幼苗葉片中的SOD活性，降低(dī)由鹽害脅迫引起的超氧陰離子自(zì)由基的氧化脅迫，特别是在殼聚糖-銅配合物(wù)作用下(xià)，玉米幼苗中脯氨酸含量由空白(bái)時的1684µg·g-1降低(dī)至913，表明能(néng)夠顯著提高(gāo)玉米幼苗的耐鹽性。
（4）改善根際微生(shēng)物(wù)種群，抑制線蟲
土(tǔ)壤中很多(duō)生(shēng)物(wù)體（如植物(wù)體、細菌、真菌等）都可以産生(shēng)幾丁質酶，這種酶會(huì)分解真菌和昆蟲體内的幾丁質組織，破壞其結構。給土(tǔ)壤增施殼聚糖類物(wù)質促進微生(shēng)物(wù)的繁衍與活動，這些微生(shēng)物(wù)通(tōng)過産生(shēng)更多(duō)的幾丁質酶、抗生(shēng)素和毒素，或直接與有害生(shēng)物(wù)競争營養，或直接寄生(shēng)，或激活植物(wù)防禦系統等方式，增加了對有幾丁質成分結構的有害生(shēng)物(wù)的防控水(shuǐ)平。殼寡糖有輔助抑線的作用，殼寡糖可以誘導植物(wù)根系分泌幾丁質水(shuǐ)解酶，破壞線蟲卵細胞壁中的幾丁質；佛山盈輝試驗發現殼寡糖可以修複受損根系，促進生(shēng)根，1-2天起效，5~7天後明顯的發現新根長(cháng)出，緩解噻唑膦的藥害并增效與噻唑膦複配。
（5）刺激作物(wù)生(shēng)根
殼寡糖被植物(wù)吸收後，誘導植物(wù)産生(shēng)吲哚乙酸等生(shēng)長(cháng)素類物(wù)質和赤黴素，刺激了植物(wù)的根系發育，在辣椒、水(shuǐ)稻、馬鈴薯種子中，用300~500倍液百淨拌種，可刺激作物(wù)早發芽，在作物(wù)的苗期的毛細根多(duō)且長(cháng)，中後期馬鈴薯具有強大的吸收根系，更好地利用肥料和水(shuǐ)分，成為(wèi)作物(wù)抗旱和增産的基礎。0.05~0.2%濃度對棉種包衣處理30min，可刺激種子萌發，提高(gāo)發芽率，增加單株棉鈴數。
（6）促進植物(wù)前期生(shēng)長(cháng)
殼寡糖在植物(wù)細胞和組織中具有抗菌、誘導植物(wù)生(shēng)産甲殼素酶的作用，并可提高(gāo)酶活性，促進蛋白(bái)質合成，調節植物(wù)基因的關閉和開(kāi)放(fàng)，誘導生(shēng)長(cháng)素吲哚乙酸（IAA）的合成。刺激植物(wù)多(duō)種生(shēng)長(cháng)發育基因，合成利于植物(wù)生(shēng)長(cháng)的生(shēng)物(wù)活性物(wù)質，活化植物(wù)細胞、促進植物(wù)的快速生(shēng)長(cháng)和發育。
由于殼寡糖處理植物(wù)種子後，促進出苗整齊一(yī)緻、主莖粗、促進早封壟、促進了植物(wù)的前期生(shēng)長(cháng)，縮短了營養生(shēng)長(cháng)的時間，可提前2~3天開(kāi)花，為(wèi)增産打下(xià)基礎，采收期還(hái)能(néng)比空白(bái)對照(zhào)提前3~5天。試驗發現，低(dī)濃度殼寡糖（最适濃度0.1mg·L-1）處理黃瓜種子和幼苗，能(néng)促進黃瓜幼苗生(shēng)長(cháng)，與對照(zhào)組相(xiàng)比，各項生(shēng)長(cháng)指标均顯著增加。
（7）增加作物(wù)産量，提高(gāo)農産品品質
由于殼寡糖刺激根系、促進前期生(shēng)長(cháng)、提高(gāo)葉片光(guāng)合效率，特别在大棚光(guāng)照(zhào)不夠充足的條件(jiàn)下(xià)，植物(wù)增産顯著。在遭受雹災的情況下(xià)，張劍波試驗表明，大西(xī)洋品種收獲前15天的對照(zhào)畝産1951kg，畝用100毫升噴溝可增産334公斤，增産率17.1%，畝用150毫升噴溝可增産21.6%。說明百淨噴溝促進了馬鈴薯的早期根系，植株早發，對後期産量增加明顯，并且用量越大，增産越明顯。同時，均勻度增加，可提高(gāo)一(yī)級薯塊的商品率。
柑橘在生(shēng)長(cháng)季節噴施殼寡糖溶液3次後，品質有很大的提高(gāo)，主要體現在維C含量提高(gāo)20%，可溶性總糖提高(gāo)13%，可溶性固形物(wù)含量提高(gāo)6%，固酸比提高(gāo)52%，柑橘可滴定酸含量降低(dī)21%。在葡萄、西(xī)瓜、番茄上(shàng)得到(dào)了類似的結果。
（8）降解植物(wù)體内化學農藥殘留
殼寡糖可以誘導提高(gāo)植物(wù)細胞内的P450酶活性，降解植物(wù)體内化學農藥殘留，對于茶葉、中藥材、果蔬、煙(yān)草(cǎo)等作物(wù)中的甲氰菊酯、氰氯菊酯、哒螨酮、聯苯菊酯的降解效果顯著，達到(dào)了100%。
（9）安全增效
與殺菌劑混用，可以大幅降低(dī)殺菌劑用量，最高(gāo)可降低(dī)化學農藥用量的90%，防治作物(wù)病害及提高(gāo)産量效果明顯。此外，殼聚糖及其衍生(shēng)物(wù)可以和木(mù)黴菌、白(bái)僵菌、蘇雲金杆菌等生(shēng)物(wù)菌包封在一(yī)起做成制劑，不但利于這些微生(shēng)物(wù)制劑的儲運（作為(wèi)微生(shēng)物(wù)的碳源和氮源），也能(néng)夠促進它們的使用效果。
（10）果蔬保鮮劑
果蔬采摘後損失主要是由真菌感染、生(shēng)理疾病和物(wù)理傷害引起的。果蔬保鮮是基于控制微生(shēng)物(wù)的活動來減緩其正常生(shēng)命活動速度，并保持果蔬自(zì)然耐藏及抗病能(néng)力，即抑制果蔬呼吸作用，阻止乙烯生(shēng)成或降低(dī)乙烯濃度。
使用殼聚糖及其衍生(shēng)物(wù)為(wèi)主體的水(shuǐ)溶液或乳濁液，在果蔬表面噴塗或浸泡，幹燥後可以形成一(yī)層無色透明薄膜，降低(dī)果蔬的蒸騰作用，使果蔬保持良好的質地。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(cháng)短有著(zhe)明顯的影響，一(yī)般選擇濃度為(wèi)1%~2%效果較為(wèi)理想。
除此之外，殼聚糖具有獨特的調節植物(wù)氮代謝功能(néng)、形成作物(wù)及土(tǔ)壤屏障膜、鈍化及螯合重金屬、改善土(tǔ)壤結構上(shàng)作用優秀，值得大家共同探索。
殼寡糖終端應用
殼寡糖的最佳使用濃度：
（1）種子處理
100ppm浸種12~24小(xiǎo)時（與溫度有關），或500ppm拌種或噴種；
（2）葉面噴施
50~100 ppm（人工(gōng)或機(jī)械噴霧器(qì)）；适合飛(fēi)防，濃度需增大；
（3）地下(xià)沖施
畝用量為(wèi)15~25克殼寡糖原藥；
殼寡糖的最佳使用時間
（1）在作物(wù)生(shēng)長(cháng)的關鍵時期使用，包括種子、幼苗期、定植前或後、開(kāi)花前、膨大期或灌漿期等；
（2）在逆境發生(shēng)前或初期，包括凍害、旱害、澇害、病害等發生(shēng)前1天以上(shàng)。
殼寡糖的起效期、見(jiàn)效期與持效期
（1）起效時間
（2）見(jiàn)效期在24-36小(xiǎo)時；
（3）持效期在7-9天以上(shàng)。
殼寡糖的安全性
（1）過量使用會(huì)在短期内延緩作物(wù)的生(shēng)長(cháng)，數天内會(huì)恢複，不會(huì)對作物(wù)造成減産和不可逆的傷害；
（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(wù)安全
殼寡糖發展前景及存在問題
對于大分子量的甲殼素來說，是不溶于水(shuǐ)，也不溶于酸和堿的，這直接限制了其在多(duō)領域的實際應用。因此，就(jiù)必須用土(tǔ)壤施用的方法，通(tōng)過土(tǔ)壤微生(shēng)物(wù)的作用把甲殼素分解成更小(xiǎo)分子的物(wù)質才能(néng)被作物(wù)吸收利用。
這樣一(yī)來，鑒于分子量相(xiàng)對較小(xiǎo)的殼寡糖類産品可葉噴、可土(tǔ)施、可包衣、可沖施，其功能(néng)性及施用方式的優勢就(jiù)非常明顯了，此類産品的在農業(yè)上(shàng)的應用必定會(huì)前景無限。
盡管如此，但也存在了不少問題，如原料生(shēng)産及加工(gōng)企業(yè)規模普遍偏小(xiǎo)、工(gōng)藝技(jì)術(shù)落後、産業(yè)化程度低(dī)、殼寡糖有效活性成分含量低(dī)等，“小(xiǎo)作坊”式的生(shēng)産企業(yè)殼寡糖的出廠檢測還(hái)停留在脫乙酰度、含量、水(shuǐ)不溶物(wù)、水(shuǐ)分、灰分、pH、分子量、聚合度、重金屬含量等基礎指标上(shàng)，産品活性及性能(néng)是否穩定尚未能(néng)形成指标，如何關注并提高(gāo)的活性成為(wèi)殼寡糖産業(yè)化至關重要的一(yī)環。
來源：農資頭條，李曉平編輯整理
參考資料來源：
《甲殼素/殼聚糖材料及應用》施曉文 鄧紅(hóng)兵 杜予民(mín)編著，化學工(gōng)業(yè)出版社
《植物(wù)免疫誘抗劑氨基寡糖素應用技(jì)術(shù)》楊普雲 李萍 張善學 陸紅(hóng)霞編著，中國(guó)農業(yè)出版社
三浦百草(cǎo)生(shēng)物(wù)微信訂閱号《氨基寡糖素系列》張劍波
《殼寡糖在農業(yè)中的研究與應用》趙勇
