甲壳素及其衍生物在农业中的应用研究进展

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1、甲壳素及其衍生物在农业中的应用研究进展冯福建(中国科学院地理研究所，北京．1139101)摘要本文综述了J11壳素及其衍生物在农业E作为植物生长调节剂、病虫害舫治剂、果蔬保鲜剂、食品饲料添加剂的近期研究进展。关键词甲壳素，Z÷业，研究进展Abstract：Thisarticlegeneralizestherecentadvancementintheappliedre；earchofchitinanditsderivativesasaplantgrowthregulator、preventionandcontrolofplantdiselsesel

2、lminationofpests、keepingf】．uitsandvegetablesfresh、foodandfeedadditireln1；heagricultu：：‘eI[o!Ⅳurd：chitin，agriculture，appliedresearch甲壳素又名甲壳质、几丁质、明角质、壳蛋白，学名(1、4)一2一乙酰氨基一2一脱氧一p—D一葡聚糖，通过D—l、4糖苷键相连的线性生物大分子[1’2’⋯，广泛分布于自然界甲壳类动物如虾、蟹、贝、蜗牛的外壳，昆虫类如独角仙、蟋蟀、蜘蛛等的骨骼及低等植物如真菌、藻类的细胞壁中，估计年产量i00亿

3、吨左右，仅次于纤维素，位居地球上天然有机高分子物质储量第二位[4、““71甲壳素在18l1年由法国科学家Braconnot从霉菌中发现，1859年Rouget把甲壳素与KOH共煮发现了甲壳胺，以后100多年问对其研究时断时续，直至二十世纪五十年代，才对甲壳素的结构、性质和制备方法有了比较详细的了解。六十年代以后，世界各国对甲壳素的研究开发工作变得十分活跃，国际性的甲壳素会议在一些国家相继召开，研制了一系列甲壳素衍生物，如水溶性甲壳索、低聚甲壳胺、羟乙基甲壳素、羟乙基甲壳胺、羧甲基甲壳素、羧甲基甲壳胺等陋1”，广泛应用于农业、纺织、印染、造纸、医学

4、、食品、化妆品、环境保护等领域(见表1)。有人预言，二十一世纪将是“甲壳素世纪”。表l本世纪末甲壳素类产品估计销售额”应用领域估计销售额(106万美元／年)农业230化妆品90食品和饮料110医药及保健品1250固定化载体和细胞培养45产品的回收与分离50废物和水处理】40由上表及最新研究动态显示，甲壳素及其衍生物在农!世上的应用潜力很大。美国、加拿大、日本、独联体等已普遍把它们用于作物浸种、痞虫害防冶、果蔬保鲜及食品、饲料添加剂方面。我国八十年代开始从事这方面的研究，也收到可喜的成果。一、种子处理及新型植物生长调节剂目前，日本已有一万多农民将甲

5、壳素使用于番茄、水稻、茶叶等作物的生长中，使用商品有“几丁质第一”、“有机俱乐部”、“螃蟹灰”等。使用这些甲壳素后，可使茶叶味道香醇，可提高水稻的耐寒能力，使番茄的颜色漂亮、味美、含糖量高(达14度，不使用甲壳素⋯般4—5度)[【“。美国已有十一个州采用甲壳胺处理小麦、碗豆和小扁豆种子，产量增加10-30％嵋3。Freepons用2％甲壳胺溶液喷涂冬小麦种子后，分蘖数增加，增产34．1％(1“。华盛顿大学的研究人员用甲壳胺处理小麦种子，可保护小麦免受±壤真菌影响，在正常情况下可使小麦增产20％“⋯。何福明等用甲壳胺处理冬小麦种子，可增产5-30％

6、，同时作物的品质也有所提高，蛋自质增加3．36％，湿面筋增加21．5％，干面筋增加20％n⋯。曹广才等在山东、河北廊房、北京用甲壳胺溶液对冬小麦、玉米、大豆浸种进行了三年多大田试验，证明小麦增产10．1％一32．8％(汇总结果见表2)，蛋白质增加0．325％、湿面筋增加2．13％、干面筋增加0．28％。甲壳胺最适宜的浓度范围在400ppm至500ppm，中低产田增产效果最明显，大豆增产效果优于小麦和玉米““。关于增加产量和增加质量的机理，最新研究表明，甲壳素及其衍生物是一种新型植物生长调节剂，提高植物叶片中叶绿素含量，提高低蛋白作物贮藏器官或种子

7、中的贮藏蛋白含量，提高种子的发芽势、发芽率和实生苗株高，加速种子萌发过程中胚乳淀粉的水解，为种子的萌发提供充足的氧分，有利于幼苗生氏“⋯。也有人认为甲壳素衍生物可能是增加植物机体的免疫力以达到增产。笔者认为其提高产量质量由它的多种功能所至：1、甲壳素及其衍生物有抑菌防腐作用，使用后可改善作物在土壤中的生存环境，提高作物的抗病能力，以利于作物生长。2、作为一种新型植物调节剂，激活植物细胞，提高机体免疫能力。3、作为优良的保湿、吸湿剂，防止七壤水分蒸发“、”’”、。，同时吸收环境中的水分供作物需要。表2曹广才等甲壳胺大田增产试验结果甲壳胺浓亩穗／穗粒

8、于粒重实际产量增产率品试验地点度(ppm)(刀4)(克)(公斤)(％)种CK30．2／29．937．3270．70北30032．1／30