殼聚糖（chitosn）又名甲殼胺、幾丁聚糖，它的前身名甲殼質(chitin)、幾丁質，它的衍生物殼寡糖（又名氨基寡糖素）。甲殼素是一個泛稱，包含前面所說的所有，而不是單指聚糖或者寡糖。
甲殼素廣泛存在于高等真菌類、節(jié)肢動物蝦、蟹昆蟲外殼等生物體內，在自然界的儲存量僅次于植物纖維素，同時也是自然界中唯一一種動物陽離子纖維。由于大分子間強的氫鍵作用，導致自然界存在的甲殼素結晶構造堅固，一般不熔化，也不溶于水、酸堿和一般的有機溶劑，化學性質非常穩(wěn)定，應用有限，只有經(jīng)過加工后的甲殼素才能廣泛應用。
目前殼聚糖的生產方法一般采用酸堿處理：
殼聚糖，卻由于其分子結構中大量游離氨的存在，溶解性能大大改觀，具有一些獨特的物化性質及生理功能，在農業(yè)、醫(yī)藥、食品、化妝品、環(huán)保諸方面具有廣闊的應用前景。
殼聚糖在國內商品化應用在農業(yè)上應該在1998年前后的國內的“稼棵安”（甲殼胺的諧音）后來改名“963”（名字源于國家863和973計劃）、進口的“起土產”（chitosan的諧音）、“2116”開始，慢慢被經(jīng)銷商和用戶認可，由于殼聚糖本身的性質決定了它在農業(yè)上不是一個速效產品，市場接受和推進一直十分緩慢，即便被用戶認可和市場接受，個人認為也不全是殼聚糖的因素。
作為“稼棵安”最早的研發(fā)者之一和生產者，我非常清楚，稼棵安是純的10%殼聚糖溶液，沒有任何隱性添加成分，市場接受程度很慢。后來結合壽光市場大棚的用肥習慣，推出了“963”系列的沖施肥才逐漸在市場有了一定的認可度。191農資人曾對“963”公司的負責人做過一個專訪，說殼聚糖在農業(yè)上的應用效果第一次使用7天左右是有效，第二次是顯效，第三次是奇效。確實是這樣，這也是這么多年以來，有一種特有的情懷，一直對殼聚糖情有獨鐘。
對于殼聚糖在農業(yè)上的應用的作用，簡單總結下面?zhèn)€方面：
1、調理作物本身的生理機能
殼聚糖對于植物猶如中藥對于人體，重在調理，在于調、防，而不是治。通過調理作物本身的生理機能，提高作物本身的抗性，達到抗病害（抗寒、抗旱、抗?jié)场⒖共。┑哪康摹Ｒ欢舛鹊臍ぞ厶菄姙⒃谧魑锶~面，可以形成一層保護膜，不影響葉片呼吸，而可以有效預防病菌的侵入。同時殼聚糖可以刺激作物分泌幾丁質酶，具有免疫機能活化的作用。外來的藥劑再好，作用再大，畢竟是外來的，自身的免疫機強大才是我們想要的，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。這個數(shù)據(jù)是2000-2002年，我在青島海洋大學農用海洋材料實驗室?guī)W生做畢業(yè)論文時得到驗證的。殼聚糖處理后土壤24小時內，土壤細菌密度增加19倍。優(yōu)勢菌屬為不動桿菌(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數(shù)量的增加有關。結果表明，殼聚糖在促進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，從而減少線蟲感染，促進植物生長。
抗菌作用的不同機制是:
與質膜磷脂和蛋白的相互作用導致細菌細胞膜的破壞和非細胞物質的泄漏。與細胞表面帶負電荷成分的相互作用。細胞壁完整性的破壞和細胞內的改變。螯合金屬，抑制毒素的產生和微生物的生長。與帶電荷的DNA/RNA磷酸基相互作用，抑制mRNA和蛋白質的合成，細菌表面沉積，造成養(yǎng)分流動受阻。
對于誘導植物的防御反應，殼聚糖可能直接影響與染色質相互作用的基因表達，或與特定受體結合。
3、增強機體對非生物脅迫和生物脅迫的防御反應
誘導植物防御酶和合成次生代謝物，如多酚、木質素、類黃酮等，用殼聚糖處理過的許多植物中發(fā)現(xiàn)了植物抗毒素。包括：胼胝體對位、細胞質Ca增加、mapk激酶激活、質膜H+- atp酶抑制，染色質改變、生物堿的合成和植物調節(jié)劑。殼聚糖分子被一種特定的細胞受體識別后，第二信使(s)必須轉導信號來誘導生理反應?；钚匝?ROS)、Ca、一氧化氮(NO)、ABA等分子參與殼聚糖介導的信號通路。
下面是在馬鈴薯上的應用實例：
用殼聚糖對馬鈴薯植株進行體外處理
處理過的和控制過的植株轉移到溫室內噴灑殼聚糖溶液和沒有噴灑作為對照。 殼聚糖處理后小塊莖種子品質得到改善，產生了田間植物隨著塊莖數(shù)量和產量的增加。 殼聚糖與葉面的結合體外馴化期的應用對小塊莖種子品質的影響大于該濃度在體外應用。
用可溶性殼聚糖進行田間小區(qū)試驗
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。與未處理的對照相比，殼聚糖的應用提高了產量參數(shù)。殼聚糖的應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合效果最好。
殼聚糖對后期接種病原體時的枯萎病有保護作用
噴灑在葉子上可以減少疾病的發(fā)生，菌絲生長被抑制，導致減少徑向增長超過74%。莖中總多酚含量顯著增加。在田間試驗中，葉面的應用效果顯著減少馬鈴薯晚疫病的發(fā)生。同時殼聚糖的應用，鮮重馬鈴薯、優(yōu)質馬鈴薯也有所增加。結果表明，利用殼聚糖控制晚疫病是可行的。
馬鈴薯黃萎病
是馬鈴薯生產中的一個限制因素， 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，通過葉面噴施對馬鈴薯進行處理，都顯著降低了疾病的嚴重程度，增加了塊莖的新鮮重量。表明，殼聚糖可誘導馬鈴薯的抗性和保護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。
用殼聚糖溶液噴灑馬鈴薯植株
經(jīng)過處理的樹葉被剪掉并機械感染用土豆病毒X (PVX)，用從接種過的葉子上切下的圓盤用于確定病毒積累。在另一組實驗中，這些植物被PVX感染，并確定系統(tǒng)感染的植物數(shù)量。經(jīng)過一天治療，這些植物對病毒感染產生了抗藥性。與對照組相比，殼聚糖處理后的葉盤積累的病毒量更少。殼聚糖處理也顯著減少了系統(tǒng)性感染植物的數(shù)量。
殼聚糖對冬孢子蟲病的影響
在貯藏過程中，用殼聚糖對塊莖進行噴灑后，Erwinia（軟腐病）對塊莖的侵染減少了約30%。
殼聚糖對貯藏期馬鈴薯根瘤菌侵染的影響
殼聚糖處理后的塊莖產量高于對照。對塊莖進行浸泡處理，對植株進行殼聚糖噴施處理，產量提高最大。在貯藏過程中，經(jīng)殼聚糖處理和噴霧處理后，鐮刀菌對塊莖的侵染率降低了33%以上。
蠕蟲孢子梭菌
在土豆儲藏過程中引起銀屑。病原體引起塊莖上銀色、灰色和發(fā)亮的斑點。塊莖的皮裂開、枯干，果肉變黑，導致土豆價值下降。 此外，受影響的塊莖發(fā)芽弱或根本不發(fā)芽，導致產量損失。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照低33%，結果表明，殼聚糖對茄尼菌絲線形生長有抑制作用。
對馬鈴薯結痂病感染的影響
對照組塊莖上結痂的百分比約為22%，經(jīng)殼聚糖處理的土壤塊莖在收獲時結痂的比例僅為4%， 第二次種植后，對照馬鈴薯塊莖的結痂率為21%，經(jīng)殼聚糖改性后土壤的結痂率為9.5%。
馬鈴薯根瘤菌
是一種土壤源性病原菌，在貯藏過程中引起馬鈴薯黑頭皮屑。應用殼聚糖對蘇蘭尼病的發(fā)生進行了田間試驗。 與對照相比，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（嚴格意義上來說應該是殼聚糖和殼寡糖的混合溶液）針對馬鈴薯做的一部分推廣應用試驗結果。
筆者現(xiàn)在負責中國農資現(xiàn)代農業(yè)服務中心液體配肥中心的建設和服務，成功在所有液體肥中添加殼聚糖（殼寡糖）作為助劑，經(jīng)過前期在遼寧葡萄、內蒙古馬鈴薯、煙臺蘋果、新疆棉花上推廣試驗示范，在提高作物抗性、提高氮磷鉀利用率，減少肥料用量，提高作物品質等方面均取得了不錯的效果。
殼聚糖（殼寡糖）作為一個不是新事物的新事物，其推廣應用需要大家一起群策群力，樹立正確的觀念，正確引導。相信在所有有識之士的努力下，殼聚糖（殼寡糖）的春天肯定會到來。
作者：中農控股磷復肥部 張廣華，編輯：農資頭條李曉平
