壳寡糖在我国农业上的应用

时间:2025-01-14 16:24:59

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        甲壳质广泛存在于昆虫、甲壳类动物外壳、真菌细胞壁及一些藻类中,甲壳质经脱乙酰化处理后得到壳聚糖,通过适当方法将壳聚糖降解成壳寡糖 ( 又名氨基寡糖素)。壳寡糖是聚合度 2-20 的糖链,是自然界中唯一带正电荷阳离子碱性氨基多糖,水溶性好,容易被生物体吸收利用,环境相容性好 ( 即对非靶标生物的毒性低,影响小,在环境中易分解,无残留影响,对 环 境 和 生 态 平 衡 无 不 良 影 响) ,超 高 效( 用量很少) ,安全性好 ( 即仅对靶标有害生物有抑制作用,对非靶标生物具有高度安全性) ,不会引起抗药性 ( 诱导植物产生系统获得性免疫) 。壳寡糖其突出的生物活性,应用前景非常广阔,在农业方面,可以诱导作物抗病、抗逆,还可以促进作物生长,改善品质,兼有药效和肥效双重生物调节功能。

  1. 防控作物病害

1. 1 防病毒病

壳寡糖属于植物免疫诱抗剂 ( 或称植物疫苗) 的一种,通过激发植物自身的免疫反应,使植物获得系统性抗性。对于壳寡糖的抗病毒效果,室内试验结果表明,壳寡糖在抗烟草花叶病毒方面表现出良好的活性,不仅可以抑制病毒的早期定殖、增殖和扩展,诱导烟草植株产生病程相关蛋白,而且还有体外钝化病毒粒子的作用,抑制病毒在植物体内的长距离移动。

在田间防病毒病的应用中,建议 2%壳寡糖含量的产品使用量稀释到 300 倍,5%壳寡糖含量的产品使用量稀释到 750 倍。对于病毒病的防治以发病前或发病初期施用为佳,推荐在作物的移栽期或苗期进行喷施,连续喷施 3 次,间隔 7~ 10d。

1. 2 防细菌病害

壳寡糖对于细菌病害的防效研究较少,胡健等通过室内的抑菌圈试验及最低抑菌量的测定等试验,结果表明,壳寡糖对水稻白叶枯病菌、马铃薯环腐病菌、棉花角斑病菌和桃根癌病菌等植物病原细菌的生长有明显的抑制作用,抑制作用的大小因壳寡糖分子量、浓度、植物病原菌的不同而有差异。王亚红等在猕猴桃园用氨基寡糖素加春雷霉素防控猕猴桃溃疡病,在春雷霉素用量减少 1 /3 的情况下,防效高于单用杀菌剂,可以达到 66. 67%。

在田间防细菌病害的应用中,建议壳寡糖与合适的细菌性药剂进行混用,并适当减少细菌性药剂的用量。

1. 3 防真菌病害

室内的抑制真菌萌发生长试验表明,壳寡糖对棉花炭疽病、小麦赤霉病、花椒干腐病和油菜菌核病菌的孢子萌发及菌丝生长均有一定的抑制作用,表现了直接的杀菌活性。

防真菌病害的应用中,在病害发生前期可以单用壳寡糖,在病害发生中后期建议壳寡糖与相应的靶向药混用,并适当减少农药的使用量,施用次数不少于 2 次。

1. 4 防线虫

通过盆钵试验表明,壳寡糖处理可以诱导黄瓜对根结线虫的抗病性,较好地缓解根结线虫对黄瓜生长及根系活力的影响。

在田间防线虫的应用中,如果上茬作物线虫发生轻度,可以单用壳寡糖,如果上茬作物线虫发生中等至严重,壳寡糖与化学杀线剂混用,化学杀线剂可以在推荐量的基础上减少 1 /3~ 1 /2,施用 1~ 2 次。

2.防虫

针对于壳寡糖用来防虫的室内及田间试验报道的均较少,在辣椒上正常施用防治白粉虱的杀虫剂基础上另外喷施氨基寡糖素,发现喷施氨基寡糖素之后对白粉虱的防效药后 45d 可以达到 57%。在棉花上施用氨基寡糖素,对棉蚜、棉叶螨均有一定的控制作用,与相应的杀虫剂复配使用可以显著提高杀虫剂的防效,对棉蚜的防治效果最高达 96. 69%,对棉叶螨的防治效果最高达 95. 64%。陆引罡等在用壳寡糖进行油菜拌种处理试验时发现,壳寡糖处理后的油菜种子有相当高的防蚜虫效果。

在田间防虫的应用中,针对蚜虫、粉虱、叶螨等害虫可用壳寡糖与杀虫剂混用,提高防虫效果。

      3.调节生长

壳寡糖作为植物生长调节剂,对很多植物的生长发育都可以起到一定的促进作用,刘润强通过 3a 以上室内的大量实验证明,使用氨基寡糖素对小麦和玉米种子进行浸种处理,在一定浓度范围内对小麦和玉米的生长都具有一定的促进作用,进而影响到其产量和品质。对油菜和黄瓜种子进行壳寡糖处理均可以促进生长,提高壮苗率,增加产量。

在葡萄、猕猴桃、茶叶、豇豆等作物上进行叶面喷施不同浓度的壳寡糖均具有一定的促进生长,提高农产品品质及产量的作用。

壳寡糖作为植物生长调节剂使用,优先进行种子处理,并在关键生育期如苗期、花果期等时期进行地上部喷施,能达到促进生长,增产提质的效果。

4.抗逆

壳寡糖可以诱导作物的抗逆性,包括对低温、高温、干旱、高盐、药害等逆境胁迫,在逆境来临前喷施壳寡糖可以起到对逆境的抗性,逆境之后施用壳寡糖可以缓解逆境对作物的胁迫伤害。在作物发生药害后,喷施一定浓度的壳寡糖对药害缓解作用显著。

5.降低农药残留

以番茄和韭菜为供试作物,辛硫磷和毒死蜱为供试药剂,进行根施处理,2d 后进行叶喷壳寡糖试验,结果表明,一定浓度的壳寡糖可以有效降解 2 种蔬菜作物中的辛硫磷和毒死蜱。

引用:齐会会,刘逸然,党蕊娟,等.壳寡糖在我国农业上的应用研究概况[J].农业与技术,2022,42(13):45-49.