殼聚糖（chitosn）又名甲殼胺、幾丁聚糖，它的前身名甲殼質(zhì)(chitin)、幾丁質(zhì)，它的衍生物殼寡糖（又名氨基寡糖素）。甲殼素是一個(gè)泛稱(chēng)，包含前面所說(shuō)的所有，而不是單指聚糖或者寡糖。

甲殼素廣泛存在于高等真菌類(lèi)、節(jié)肢動(dòng)物蝦、蟹昆蟲(chóng)外殼等生物體內(nèi)，在自然界的儲(chǔ)存量?jī)H次于植物纖維素，同時(shí)也是自然界中唯一一種動(dòng)物陽(yáng)離子纖維。由于大分子間強(qiáng)的氫鍵作用，導(dǎo)致自然界存在的甲殼素結(jié)晶構(gòu)造堅(jiān)固，一般不熔化，也不溶于水、酸堿和一般的有機(jī)溶劑，化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，應(yīng)用有限，只有經(jīng)過(guò)加工后的甲殼素才能廣泛應(yīng)用。

目前殼聚糖的生產(chǎn)方法一般采用酸堿處理：

殼聚糖，卻由于其分子結(jié)構(gòu)中大量游離氨的存在，溶解性能大大改觀，具有一些獨(dú)特的物化性質(zhì)及生理功能，在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品、化妝品、環(huán)保諸方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

殼聚糖在國(guó)內(nèi)商品化應(yīng)用在農(nóng)業(yè)上應(yīng)該在1998年前后的國(guó)內(nèi)的“稼棵安”（甲殼胺的諧音）后來(lái)改名“963”（名字源于國(guó)家863和973計(jì)劃）、進(jìn)口的“起土產(chǎn)”（chitosan的諧音）、“2116”開(kāi)始，慢慢被經(jīng)銷(xiāo)商和用戶認(rèn)可，由于殼聚糖本身的性質(zhì)決定了它在農(nóng)業(yè)上不是一個(gè)速效產(chǎn)品，市場(chǎng)接受和推進(jìn)一直十分緩慢，即便被用戶認(rèn)可和市場(chǎng)接受，個(gè)人認(rèn)為也不全是殼聚糖的因素。

作為“稼棵安”最早的研發(fā)者之一和生產(chǎn)者，我非常清楚，稼棵安是純的10%殼聚糖溶液，沒(méi)有任何隱性添加成分，市場(chǎng)接受程度很慢。后來(lái)結(jié)合壽光市場(chǎng)大棚的用肥習(xí)慣，推出了“963”系列的沖施肥才逐漸在市場(chǎng)有了一定的認(rèn)可度。191農(nóng)資人曾對(duì)“963”公司的負(fù)責(zé)人做過(guò)一個(gè)專(zhuān)訪，說(shuō)殼聚糖在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用效果第一次使用7天左右是有效，第二次是顯效，第三次是奇效。確實(shí)是這樣，這也是這么多年以來(lái)，有一種特有的情懷，一直對(duì)殼聚糖情有獨(dú)鐘。

對(duì)于殼聚糖在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用的作用，簡(jiǎn)單總結(jié)下面?zhèn)€方面：

1、調(diào)理作物本身的生理機(jī)能

殼聚糖對(duì)于植物猶如中藥對(duì)于人體，重在調(diào)理，在于調(diào)、防，而不是治。通過(guò)調(diào)理作物本身的生理機(jī)能，提高作物本身的抗性，達(dá)到抗病害（抗寒、抗旱、抗?jié)?、抗?。┑哪康?。一定濃度的殼聚糖噴灑在作物葉面，可以形成一層保護(hù)膜，不影響葉片呼吸，而可以有效預(yù)防病菌的侵入。同時(shí)殼聚糖可以刺激作物分泌幾丁質(zhì)酶，具有免疫機(jī)能活化的作用。外來(lái)的藥劑再好，作用再大，畢竟是外來(lái)的，自身的免疫機(jī)強(qiáng)大才是我們想要的，所以“植物疫苗”現(xiàn)在基本上成了殼聚糖的代名詞。

2、抑菌作用

一定濃度的殼聚糖施用在土壤中7天，有益菌放線菌的數(shù)量是以指數(shù)倍數(shù)增加的，而有害菌鐮刀菌屬的數(shù)量能下降70%以上。這個(gè)數(shù)據(jù)是2000-2002年，我在青島海洋大學(xué)農(nóng)用海洋材料實(shí)驗(yàn)室?guī)W(xué)生做畢業(yè)論文時(shí)得到驗(yàn)證的。殼聚糖處理后土壤24小時(shí)內(nèi)，土壤細(xì)菌密度增加19倍。優(yōu)勢(shì)菌屬為不動(dòng)桿菌(8.9%)、殼聚糖和芽胞桿菌(42%)占81%、假單胞菌(32%)占32%。 微生物活性的增加也與腐生線蟲(chóng)數(shù)量的增加有關(guān)。結(jié)果表明，殼聚糖在促進(jìn)土壤微生物活性方面具有積極的作用，從而在土壤中具有拮抗作用，從而減少線蟲(chóng)感染，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。

抗菌作用的不同機(jī)制是:

與質(zhì)膜磷脂和蛋白的相互作用導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞膜的破壞和非細(xì)胞物質(zhì)的泄漏。與細(xì)胞表面帶負(fù)電荷成分的相互作用。細(xì)胞壁完整性的破壞和細(xì)胞內(nèi)的改變。螯合金屬，抑制毒素的產(chǎn)生和微生物的生長(zhǎng)。與帶電荷的DNA/RNA磷酸基相互作用，抑制mRNA和蛋白質(zhì)的合成，細(xì)菌表面沉積，造成養(yǎng)分流動(dòng)受阻。

對(duì)于誘導(dǎo)植物的防御反應(yīng)，殼聚糖可能直接影響與染色質(zhì)相互作用的基因表達(dá)，或與特定受體結(jié)合。

3、增強(qiáng)機(jī)體對(duì)非生物脅迫和生物脅迫的防御反應(yīng)

誘導(dǎo)植物防御酶和合成次生代謝物，如多酚、木質(zhì)素、類(lèi)黃酮等，用殼聚糖處理過(guò)的許多植物中發(fā)現(xiàn)了植物抗毒素。包括：胼胝體對(duì)位、細(xì)胞質(zhì)Ca增加、mapk激酶激活、質(zhì)膜H+- atp酶抑制，染色質(zhì)改變、生物堿的合成和植物調(diào)節(jié)劑。殼聚糖分子被一種特定的細(xì)胞受體識(shí)別后，第二信使(s)必須轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)來(lái)誘導(dǎo)生理反應(yīng)?；钚匝?ROS)、Ca、一氧化氮(NO)、ABA等分子參與殼聚糖介導(dǎo)的信號(hào)通路。

下面是在馬鈴薯上的應(yīng)用實(shí)例：

用殼聚糖對(duì)馬鈴薯植株進(jìn)行體外處理

處理過(guò)的和控制過(guò)的植株轉(zhuǎn)移到溫室內(nèi)噴灑殼聚糖溶液和沒(méi)有噴灑作為對(duì)照。 殼聚糖處理后小塊莖種子品質(zhì)得到改善，產(chǎn)生了田間植物隨著塊莖數(shù)量和產(chǎn)量的增加。 殼聚糖與葉面的結(jié)合體外馴化期的應(yīng)用對(duì)小塊莖種子品質(zhì)的影響大于該濃度在體外應(yīng)用。

用可溶性殼聚糖進(jìn)行田間小區(qū)試驗(yàn)

采用殼聚糖作為種子塊莖處理劑、葉面噴霧劑和種子塊莖與種子的組合劑

葉的治療。與未處理的對(duì)照相比，殼聚糖的應(yīng)用提高了產(chǎn)量參數(shù)。殼聚糖的應(yīng)用也可以減少晚疫病的發(fā)病率。種子塊莖處理與葉面施用相結(jié)合效果最好。

殼聚糖對(duì)后期接種病原體時(shí)的枯萎病有保護(hù)作用

噴灑在葉子上可以減少疾病的發(fā)生，菌絲生長(zhǎng)被抑制，導(dǎo)致減少?gòu)较蛟鲩L(zhǎng)超過(guò)74%。莖中總多酚含量顯著增加。在田間試驗(yàn)中，葉面的應(yīng)用效果顯著減少馬鈴薯晚疫病的發(fā)生。同時(shí)殼聚糖的應(yīng)用，鮮重馬鈴薯、優(yōu)質(zhì)馬鈴薯也有所增加。結(jié)果表明，利用殼聚糖控制晚疫病是可行的。

馬鈴薯黃萎病

是馬鈴薯生產(chǎn)中的一個(gè)限制因素， 馬鈴薯播種前塊莖浸泡在殼聚糖水溶液中，播種后15、25、40天，通過(guò)葉面噴施對(duì)馬鈴薯進(jìn)行處理，都顯著降低了疾病的嚴(yán)重程度，增加了塊莖的新鮮重量。表明，殼聚糖可誘導(dǎo)馬鈴薯的抗性和保護(hù)馬鈴薯抵抗黃萎病的危害。

由枯霉引起的早期枯萎病

殼聚糖的還原率最高4.0g/L，線性增長(zhǎng)率降低93.3%。在田間條件下殼聚糖顯著降低(76.6%)疾病發(fā)生率。殼聚糖濃度越高，抗真菌能力活性越強(qiáng)。

用殼聚糖溶液噴灑馬鈴薯植株

經(jīng)過(guò)處理的樹(shù)葉被剪掉并機(jī)械感染用土豆病毒X (PVX)，用從接種過(guò)的葉子上切下的圓盤(pán)用于確定病毒積累。在另一組實(shí)驗(yàn)中，這些植物被PVX感染，并確定系統(tǒng)感染的植物數(shù)量。經(jīng)過(guò)一天治療，這些植物對(duì)病毒感染產(chǎn)生了抗藥性。與對(duì)照組相比，殼聚糖處理后的葉盤(pán)積累的病毒量更少。殼聚糖處理也顯著減少了系統(tǒng)性感染植物的數(shù)量。

殼聚糖對(duì)冬孢子蟲(chóng)病的影響

在貯藏過(guò)程中，用殼聚糖對(duì)塊莖進(jìn)行噴灑后，Erwinia（軟腐病）對(duì)塊莖的侵染減少了約30%。

殼聚糖對(duì)貯藏期馬鈴薯根瘤菌侵染的影響

殼聚糖處理后的塊莖產(chǎn)量高于對(duì)照。對(duì)塊莖進(jìn)行浸泡處理，對(duì)植株進(jìn)行殼聚糖噴施處理，產(chǎn)量提高最大。在貯藏過(guò)程中，經(jīng)殼聚糖處理和噴霧處理后，鐮刀菌對(duì)塊莖的侵染率降低了33%以上。

蠕蟲(chóng)孢子梭菌

在土豆儲(chǔ)藏過(guò)程中引起銀屑。病原體引起塊莖上銀色、灰色和發(fā)亮的斑點(diǎn)。塊莖的皮裂開(kāi)、枯干，果肉變黑，導(dǎo)致土豆價(jià)值下降。 此外，受影響的塊莖發(fā)芽弱或根本不發(fā)芽，導(dǎo)致產(chǎn)量損失。將殼聚糖作為塊莖敷料，在植株上噴灑4次。塊莖的平均感染程度比對(duì)照低33%，結(jié)果表明，殼聚糖對(duì)茄尼菌絲線形生長(zhǎng)有抑制作用。

對(duì)馬鈴薯結(jié)痂病感染的影響

對(duì)照組塊莖上結(jié)痂的百分比約為22%，經(jīng)殼聚糖處理的土壤塊莖在收獲時(shí)結(jié)痂的比例僅為4%， 第二次種植后，對(duì)照馬鈴薯塊莖的結(jié)痂率為21%，經(jīng)殼聚糖改性后土壤的結(jié)痂率為9.5%。

馬鈴薯根瘤菌

是一種土壤源性病原菌，在貯藏過(guò)程中引起馬鈴薯黑頭皮屑。應(yīng)用殼聚糖對(duì)蘇蘭尼病的發(fā)生進(jìn)行了田間試驗(yàn)。 與對(duì)照相比，殼聚糖明顯降低了蘇蘭尼的侵染程度(43%)和塊莖侵染率。

小土豆均勻涂覆殼聚糖溶液。與對(duì)照組相比，1%殼聚糖涂層的減重率降低了50%。在1%殼聚糖涂層下，發(fā)芽厚度也有所改善。同時(shí)提高了小土豆的貨架期和生存能力。

以上是純的殼聚糖溶液（嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)應(yīng)該是殼聚糖和殼寡糖的混合溶液）針對(duì)馬鈴薯做的一部分推廣應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果。

筆者現(xiàn)在負(fù)責(zé)中國(guó)農(nóng)資現(xiàn)代農(nóng)業(yè)服務(wù)中心液體配肥中心的建設(shè)和服務(wù)，成功在所有液體肥中添加殼聚糖（殼寡糖）作為助劑，經(jīng)過(guò)前期在遼寧葡萄、內(nèi)蒙古馬鈴薯、煙臺(tái)蘋(píng)果、新疆棉花上推廣試驗(yàn)示范，在提高作物抗性、提高氮磷鉀利用率，減少肥料用量，提高作物品質(zhì)等方面均取得了不錯(cuò)的效果。

殼聚糖（殼寡糖）作為一個(gè)不是新事物的新事物，其推廣應(yīng)用需要大家一起群策群力，樹(shù)立正確的觀念，正確引導(dǎo)。相信在所有有識(shí)之士的努力下，殼聚糖（殼寡糖）的春天肯定會(huì)到來(lái)。

作者：中農(nóng)控股磷復(fù)肥部 張廣華，編輯：農(nóng)資頭條李曉平