前言

甲殼素及其衍生產(chǎn)品，近幾年在農(nóng)業(yè)及其他各生產(chǎn)生活領(lǐng)域中被大量推廣應(yīng)用。但對于甲殼素及其產(chǎn)品的有關(guān)知識人們了解的極少。為了幫助人們尤其是農(nóng)業(yè)技術(shù)人員更好地使用甲殼素產(chǎn)品，多年來一直從事甲殼素研究的專家李向群先生，撰寫了有關(guān)甲殼素知識的系列問答，供讀者參考。

問：甲殼素是什么物質(zhì)，它在自然界以什么狀態(tài)存在？

答：說起甲殼素，首先就要談?wù)勌穷愇镔|(zhì)，糖類物質(zhì)是除蛋白質(zhì)和核酸外的又一類非常重要的生命物質(zhì)，糖類化學(xué)在生命科學(xué)、藥物研究中占有很重要的地位和廣泛的用途，我們接觸比較多的有單糖葡萄糖和二糖果糖、蔗糖等。而甲殼素也是一種多糖，是目前自然界中唯一帶正電荷的天然高分子聚合物，屬于直鏈氨基多糖，也可以稱做氨基葡萄糖，功能神奇。甲殼素是自然界中唯一含氨基的均態(tài)多糖，學(xué)名為【（1，4）-2-乙酰氨基-2-脫氧-β-D-葡萄糖】，分子式為（C8H13NO5）n。甲殼素分子化學(xué)結(jié)構(gòu)與植物中廣泛存在的纖維素非常相似，所不同的是，若把組成纖維素的單個分子——葡萄糖分子第二個碳原子上的羥基(OH)換成乙酰氨基（NHCOH3）或者氨基（NH2），這樣纖維素就變成了甲殼素，從這個意義上講，甲殼素可以說是動物性纖維。甲殼素現(xiàn)在也是一種通稱，包括各種類似結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，作為一種多糖類物質(zhì)甲殼素具有較高的生物相容性和安全性。

甲殼素在自然界中廣泛存在于高等真菌類、節(jié)支動物蝦、蟹、昆蟲的外殼等生物體中。由于大分子間強的氫鍵作用，導(dǎo)致自然界存在的甲殼素結(jié)晶構(gòu)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(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，應(yīng)用有限，只有經(jīng)過加工后的甲殼素才能廣泛應(yīng)用。

甲殼素作為天然多糖，在地球上的蘊藏量非常大，自然界年合成量10億噸以上，甲殼素是自然界中僅次于纖維素的第二大生物資源，有動物纖維素之稱。

問：甲殼素的主要用途及應(yīng)用前景如何？

答：農(nóng)業(yè)：生物肥料、生物農(nóng)藥、植物生長調(diào)節(jié)劑、土壤改良劑、農(nóng)用保鮮防腐劑、飼料添加劑等。

醫(yī)用生物材料：人造皮膚、醫(yī)用粘合劑、繃帶、醫(yī)用脫脂棉、縫合線等。

化妝品：洗發(fā)劑、洗滌劑、護膚品等。

醫(yī)藥原料：抗癌劑、膽固醇降低劑、驅(qū)蟲劑、免疫功能復(fù)合劑、抗凝劑等。

工業(yè)領(lǐng)域：造紙、繪畫、照相材料、廢水處理劑、食品添加劑、防腐劑等。

食品：保健飲料、機能性食品（保健食品）。

隨著人們對甲殼素的關(guān)注，甲殼素的許多新功能正在不斷被人們發(fā)現(xiàn)、開發(fā)和利用。甲殼素從被人遺棄的廢物到被廣泛開發(fā)利用成為受人追捧的第二大再生資源，由于物理學(xué)粉碎混合復(fù)配、輻射降解、化學(xué)降解接枝改性、生物學(xué)酶法處理等技術(shù)的應(yīng)用，使甲殼素的開發(fā)應(yīng)用擴展到各行各業(yè)，包羅萬象，21世紀將是甲殼素的大研究、大開發(fā)、大應(yīng)用時代，甲殼素的研究開發(fā)將是21世紀高新科技爭奪的制高點之一，甲殼素產(chǎn)業(yè)將是21世紀最有希望的新興產(chǎn)業(yè)，它的開發(fā)應(yīng)用，將引發(fā)相關(guān)產(chǎn)業(yè)革命。人類社會離不開甲殼素，甲殼素是我們?nèi)祟惞餐膶氋F財富。

問：為什么甲殼素具有這么多的功能，涉足這么多不同的使用領(lǐng)域？

答：僅從來源來說，甲殼素有從海洋生物（如蝦蟹）中提取的、有從昆蟲（如蛆殼、蠶蛹殼）中提取的、有從真菌（如蘑菇、靈芝）中提取的，這些甲殼素本身就具有不同的分子量和結(jié)構(gòu)。單從海洋中提取的，就有蝦蟹之分，而這些蝦蟹的不同海域也導(dǎo)致了甲殼素的不同，即使在同一海域不同季節(jié)不同水溫下形成的甲殼素也有不同，而在同一只螃蟹和蝦身上不同部位的甲殼素成分也不同。在具有了這么多不同之后科學(xué)工作者又把甲殼素制成了不同分子量段，并對甲殼素進行接枝改性，使它賦予更多的功能。

不同分子量段的甲殼素具有不同性質(zhì)，也具有不同的用途。

從接枝改性來說，甲殼素與不同的化學(xué)物質(zhì)在不同的鍵上進行接枝改性，可以改變甲殼素的性質(zhì)，也擴展了甲殼素的用途。

問：甲殼素的以下幾個概念有何不同？

答：目前我們使用的甲殼素多數(shù)是從蝦蟹殼中提取的，下面的內(nèi)容主要以蝦蟹殼中甲殼素提取為例說明。

甲殼質(zhì)是蝦蟹殼經(jīng)過脫鈣、脫蛋白之后，還沒有脫乙酰時的產(chǎn)物。這時它的化學(xué)性質(zhì)還很不活潑，不溶于水、堿、一般的酸和有機溶劑，只溶于部分濃酸。甲殼質(zhì)大部分是乙酰氨基葡萄糖組成的聚糖。

甲殼胺、殼聚糖、蝦蟹殼經(jīng)過脫鈣、脫蛋白、脫乙酰之后的產(chǎn)物，也就是甲殼質(zhì)脫乙酰后的產(chǎn)物，大部分是氨基葡萄糖的分子，也有少量乙酰氨基葡萄糖的分子。由于其分子結(jié)構(gòu)中游離氨基的存在，溶解性大大改善，并具有很多獨特的理化性質(zhì)和生物活性，可以溶于稀酸，比甲殼質(zhì)進了一步。但是甲殼質(zhì)和殼聚糖都是大分子，分子量在幾十萬到幾百萬，都不能直接溶于水。

可溶性甲殼素：國內(nèi)研究的甲殼素多是指殼聚糖，對殼聚糖來說除了低聚糖外，分子量大的殼聚糖都是酸溶的，而不是水溶的，國外稱之為“可溶性甲殼素”?！翱扇苄约讱に亍痹趹?yīng)用上有許多局限。

水溶性甲殼素通過先進的技術(shù)生產(chǎn)的完全溶于水的甲殼素，國際上稱為“水溶性甲殼素”，這種甲殼素易于在以水為介質(zhì)的狀態(tài)下被動植物吸收和利用。

分子量段：分子量在某一個范圍內(nèi)。在甲殼素領(lǐng)域中，不可缺少的一個詞，不同分子量段的甲殼素具有不同的功能：

殼寡糖，分子量200—2000、糖分子數(shù)1—10

甲殼低聚糖，分子量2000—6000糖分子數(shù)10—30

甲殼多糖，分子量6000—100000糖分子數(shù)30—500

復(fù)合甲殼素，根據(jù)不同功效的要求，將不同分子量段的甲殼素復(fù)合制備成由不同分子量段組成的、分子量分布較寬的復(fù)合甲殼素，這種甲殼素功能更突出、效果更明顯、作用更顯著。

問：甲殼素在農(nóng)業(yè)上的研究進展如何？

甲殼素有廣譜抗菌性。研究表明，甲殼素對革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌的多數(shù)菌屬都有很好的抑殺作用。甲殼素誘導(dǎo)作物產(chǎn)生多種抗性物質(zhì)，對由病毒、真菌、細菌等引起的病害的防治都有效。尤其重要的是，對病毒病的防治過去往往是植保的難題，而用甲殼素農(nóng)藥防治效果卻十分理想。甲殼素農(nóng)藥在作物發(fā)病前使用能獲得效果。應(yīng)用甲殼素對作物炭疽、疫病、枯黃萎、根腐等病害均可預(yù)防并直接控制。當(dāng)植物遭遇其他多種病害病情嚴重時，可與外抑農(nóng)藥(減量)配伍，內(nèi)抗外抑，協(xié)同作用，多數(shù)情況也都能取得滿意的效果。

研究發(fā)現(xiàn)，在棉花上施用可以減少土壤中的病菌的數(shù)量，并且具有持續(xù)效果。用甲殼素處理小麥種子可抑制小麥紋枯病發(fā)生，在多種植物（豆類、煙草等）葉片上噴灑或注射殼聚糖可保護植株不受病毒的侵染。賴凡等觀察到不同濃度的殼聚糖對小麥赤霉病菌、稻紋枯病菌、灰霉病菌、甘薯軟腐病菌等種植物病原真菌的生長有一定的抑制作用，并且殼聚糖還可以抑制灰霉病菌和甘薯軟腐病菌孢子的萌發(fā)。以甲殼素為主要成分的混合粉在水稻播前處理，可使水稻對毒素的抗性提高30～40倍，產(chǎn)量增加13～23%。蕃茄苗浸種或噴霧殼聚糖或在生長基質(zhì)中加入殼聚糖可誘導(dǎo)蕃茄對根腐病的抗性。黃瓜水溶液中加入殼聚糖可控制由腐霉菌引起的猝倒病。李寶英等用甲殼素拌種，可降低水稻根腐病的發(fā)病率和病情指數(shù)，防效達89%，同時可促進大豆根系生長，單株莢果數(shù)、粒數(shù)、粒重增加。芹菜苗浸根處理可顯著延緩尖孢鐮刀菌引起的萎蔫癥狀。

經(jīng)常使用甲殼素的作物還較少發(fā)生蟲害。在昆蟲剛孵化成幼蟲時用甲殼素農(nóng)藥效果。甲殼素對各種蚜蟲均有明顯的觸殺作用，蚜蟲觸藥后4～12小時即死亡。美國馬里蘭MG0N0公司正在利用甲殼素生產(chǎn)的一種新型用于殺滅線蟲的有機農(nóng)藥，可起到殺蟲的作用，該農(nóng)藥無殘留，對天敵的影響較小，能有效地保護環(huán)境和維持生態(tài)平衡。北京市土肥工作站在保護地施用甲殼素、石灰氮等具有藥用功能的肥料，很大程度減少了化學(xué)農(nóng)藥的用量，對線蟲病害具有較好的防治效果，同時可以改善根際微生態(tài)區(qū)系組成。連續(xù)施用藥肥防治線蟲病害，年可以減輕發(fā)病率40％，產(chǎn)量增加45％，品質(zhì)明顯改善；第二年可減輕發(fā)病率60％，產(chǎn)量增加32％，微生物區(qū)系明顯改善。

甲殼素可作為藥物緩釋劑，延長藥物作用時間和減少用藥量；還可在植物表面形成一層半透膜，阻止有害生物的入侵。因此，甲殼素及其衍生物可作糧食、蔬菜作物等種子的處理劑，激發(fā)種子提前發(fā)芽，促進作物生長，提高抗病能力，從而提高作物產(chǎn)量。甲殼素作為種子處理劑用量少、成本低廉、無毒副作用。利用甲殼素的抗菌能力和改善土壤的作用，可將甲殼素及其衍生物和其他一些物質(zhì)共同用做土壤改良劑。

甲殼素進入土壤后可以大大促使有益細菌如固氮菌、纖維分解菌、乳酸菌、放線菌的增生，抑制有害細菌如霉菌、絲狀菌的生長。它可使放線菌的數(shù)量增加近30倍，甲殼素可生物降解轉(zhuǎn)化成優(yōu)質(zhì)的有機肥料，供作物吸收利用，同時可有效的改善土壤團粒結(jié)構(gòu)，有效改良土壤，改善作物的生存環(huán)境，是一種多功能的土壤改良劑。

甲殼素在植株表面形成薄膜，對病菌的侵害起阻隔作用，而且這層膜有良好的保濕作用和選擇性透氣作用。這些特性決定了甲殼素可以成為果蔬保鮮劑的原料。目前應(yīng)用最多的是水果、蔬菜的保鮮。對獼猴桃、蘋果、青椒、梨、番茄、黃瓜、柑橘、芒果，草莓等的研究發(fā)現(xiàn)，利用這一方法可以一定程度上延緩果實衰老，減少腐爛，延長貯藏時期。雖然甲殼素的保鮮效果不如氣調(diào)、冷藏等傳統(tǒng)的貯藏方法，但是它應(yīng)用方便，價格低廉，無毒無害，作為一種輔助的貯藏方法是大有應(yīng)用空間的。

施用甲殼素還可提高作物的抗寒冷、抗高溫、抗旱澇、抗鹽堿、抗肥害、氣害、抗營養(yǎng)失衡等抗逆性。譬如甲殼素誘導(dǎo)作物產(chǎn)生的多種抗性物質(zhì)中，有些具有預(yù)防、減輕或修復(fù)逆境對植物細胞的傷害的作用；能促使作物生長健壯，健壯的植株自然也有較強的抗逆能力。

甲殼素對作物的增產(chǎn)作用也是十分突出的，這是因為甲殼素可以激活、增強植株的生理生化機制，促使根系發(fā)達、莖葉粗壯，使植株吸收和利用水肥的能力以及光合作用等都得到增強。用甲殼素處理糧食種子可增產(chǎn)5%～15%；用于果蔬噴灌等可增產(chǎn)20%～40%或更多。其可改善作物品質(zhì)，如增加糧食蛋白質(zhì)和面筋的含量以及果蔬中糖的含量。由此可見，甲殼素及其衍生物在農(nóng)業(yè)上可以用做生長調(diào)節(jié)劑、飼料添加劑、種子處理劑、農(nóng)產(chǎn)品保鮮劑、農(nóng)藥載體、緩釋劑、抗性誘導(dǎo)劑和食品添加劑等諸多方面，并且因其無毒、無害、無污染可安全降解等特點而具有廣闊的應(yīng)用前景。

問：目前已報道甲殼素可誘導(dǎo)防治的的主要農(nóng)業(yè)病害有哪些？

甲殼素對細胞壁為甲殼質(zhì)的真菌病害有誘導(dǎo)抗病作用，對細胞壁為纖維素的真菌病害沒有誘導(dǎo)抗病作用。目前已報道甲殼素可誘導(dǎo)防治的農(nóng)業(yè)主要病害有：

小麥，赤霉病、白粉病、銹??；

大麥，紋枯病、黑粉??；

水稻，稻瘟病、惡苗病、立枯??；

大豆，菌核病、葉斑??；

油菜，菌核病、炭疽?。?/p>

煙草，枯萎病、炭疽病、菌核病、蛙眼病；

棉花，立枯病、炭疽病、枯萎病、根腐?。?/p>

花生，炭疽病、白絹病；

蕓豆（菜豆），褐斑病、白粉病、炭疽病、銹??；

西瓜，鐮刀菌根腐病、絲核菌立枯病、葉枯病、白粉病、菌核病；

黃瓜，霜霉病、白粉病、枯萎病、紅粉病、葉點霉葉斑病；

蕃茄，褐色根腐病、黑點根腐病、酸腐病、紅粉病、斑點病、煤污病、白粉病、青霉果腐病、黑刺盤孢炭疽??；

茄子，褐斑病、果腐病、黃萎病、赤星病、斑枯病、褐輪紋病、煤斑病、黑點根腐病等；甜椒、辣椒，苗期灰霉病、根腐病、黃萎病、白絹病等。

問：甲殼素在種植業(yè)中使用的主要作用機理是什么？

答：（一）對土壤生態(tài)環(huán)境的改善作用。

（1）培養(yǎng)基作用。

甲殼素是土壤有益微生物的營養(yǎng)源和保健品，是土壤有益微生物的良好培養(yǎng)基，對土壤微生物區(qū)系有良好的識別作用。經(jīng)試驗測定，灌根1次，15天后測定。有益菌：纖維分解細菌、自生固氮細菌、乳酸細菌增加10倍；放線菌增加30倍；有害菌：常見霉菌是對照的1/10，其它絲狀真菌是對照的1/15。

（2）有益微生物的綜合作用。

放線菌分泌出抗生素類物質(zhì)可抑制有害菌（腐霉菌、絲核菌、尖鐮孢菌、疫霉菌等）的生長。纖維素分解菌可加速土壤中有機質(zhì)（有機肥、秸稈等）的礦化分解速度，分解成氮、磷、鉀、微量元素及形成黃腐酸、褐腐酸等有機物質(zhì)，為植物生長提供充足營養(yǎng)；自生固氮細菌可固定空氣中的氮素，提高土壤中的氮素水平，減少氮肥的使用量。

（3）改良土壤。

微生物的大量繁殖可促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成，改善土壤的理化性質(zhì)，增強透氣性和保水保肥能力，從而為根系提供良好的土壤微生態(tài)環(huán)境，使土壤中的多種養(yǎng)分處于有效活化狀態(tài)，可提高養(yǎng)分利用率，減少化學(xué)肥料用量。

（4）螯合微量元素。

甲殼素分子結(jié)構(gòu)中含有-NH2（氨基），與微量元素鐵、銅、錳、鋅、鉬等能產(chǎn)生螯合作用，使肥料中的微量元素有效態(tài)養(yǎng)分增加，同時使被土壤固定的微量元素養(yǎng)分釋放出來，供作物吸收利用，從而提高了肥效。

（二）對植物本身的整體調(diào)節(jié)和對細胞的活化作用。

（1）誘導(dǎo)抗病抗逆性。

甲殼素誘導(dǎo)植物的結(jié)構(gòu)抗病性，如使植物的細胞壁加厚或木質(zhì)化程度增強；可迅速活化細胞，短時間內(nèi)誘導(dǎo)植物產(chǎn)生自身多種抗性物質(zhì)，例如苯丙氨酸解氨酶（PAL）、超氧物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（PO）、多酚氧化酶（PPO），植保素等，病程相關(guān)蛋白如幾丁質(zhì)酶和β-1，3-葡聚糖酶等；誘導(dǎo)植物一系列防御反應(yīng)，提高植物的抗病能力和抵御不良環(huán)境條件的能力。

（2）對細胞的活化作用，誘導(dǎo)內(nèi)源激素的整體調(diào)節(jié)。

噴施于植物葉面上具有透氣、保水之功效；噴施于葉面或施入土壤可促進根系細胞的分生，使根系發(fā)達，增強植物抗旱抗倒伏能力，莖節(jié)縮短粗壯，葉片濃綠潤澤，顯著提高光合作用，促進光合產(chǎn)物的定向運輸。

1991年，美國、歐洲的醫(yī)學(xué)界和營養(yǎng)食品研究機構(gòu)將甲殼素稱為繼蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)之后的人體必須的第六大生命要素。有學(xué)者提出甲殼素是植物生長發(fā)育的必需物質(zhì)，給植物適當(dāng)補充甲殼素，可提高植物對其它養(yǎng)分的吸收利用，從而提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)。

問：甲殼素肥料的主要功效是什么？

甲殼素肥料是以甲殼素為主要原料生產(chǎn)的肥料。1996年3月至2002年5月山東濟南的一家甲殼素企業(yè)的生物專家和農(nóng)業(yè)專家在系統(tǒng)研究了甲殼素與作物生長、發(fā)育的關(guān)系后發(fā)現(xiàn)，甲殼素既有肥料、農(nóng)藥、生長素的作用，又有改良土壤、改善品質(zhì)、促進生根的作用；既有提高產(chǎn)量、提高農(nóng)產(chǎn)品等級的作用，也有增強作物抗逆性、減少農(nóng)藥使用量的作用。2002年5月，中華人民共和國農(nóng)業(yè)部土壤肥料專家在認真聽取了該企業(yè)的技術(shù)報告后認為，甲殼素作為肥料使用，適合我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀，符合我國有關(guān)肥料的規(guī)定。報經(jīng)中華人民共和國農(nóng)業(yè)部批準，將甲殼素作為商品肥料在全國推廣使用。從此中國農(nóng)業(yè)史上又掀開了減少化肥、農(nóng)藥使用量，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、無污染的新篇章。目前，國內(nèi)許多農(nóng)業(yè)出口基地、農(nóng)業(yè)集團已將甲殼素肥料用于生產(chǎn)綠色食品、無公害食品、有機食品、出口食品的必備原料。

當(dāng)前，甲殼素肥料的主要功效表現(xiàn)在以下幾方面：

1、改良土壤，培肥地力，提高土壤中養(yǎng)分利用率，減少化學(xué)肥料用量。

2、良好的生根保根效果，解除根系生長不良，有效解決重茬問題。

3、顯著的誘導(dǎo)植物抗病抗逆性，以生物防治取代化學(xué)防治，減少化學(xué)農(nóng)藥用量。

4、降低根部病害的發(fā)生率，防治根結(jié)線蟲。

5、強化光合作用，提高品質(zhì)，優(yōu)極品率提高顯著。

6、雙向調(diào)控，增產(chǎn)效果顯著，長期使用產(chǎn)量較常規(guī)施肥提高。

問：甲殼素肥料與傳統(tǒng)意義上的肥料產(chǎn)品相比有何特點？

答：目前，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料市場上的肥料品種較多，除農(nóng)民朋友大量使用和熟知的氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫及微量元素肥料外，2002年5月，中華人民共和國農(nóng)業(yè)部已將甲殼素批準為商品肥料（有機可溶性肥料，2010年甲殼素、海藻酸等肥料均稱為有機水溶肥料）。這不僅標志著我國肥料市場的繁榮和甲殼素肥料農(nóng)業(yè)應(yīng)用的開始，同時，也標志著甲殼素在農(nóng)用技術(shù)、毒理衛(wèi)生學(xué)、土壤學(xué)、植物生理學(xué)、農(nóng)用分析和農(nóng)用產(chǎn)品生產(chǎn)等方面都取得了突破性的進展。以甲殼素水劑和粉劑為例，針對我國糧食、油料、水果、蔬菜、花生、花卉等100多種作物，都有增產(chǎn)效果，其幅度為10～30%，同時，還能達到無公害農(nóng)產(chǎn)品的標準。當(dāng)前設(shè)施果品、設(shè)施蔬菜基地、無公害農(nóng)產(chǎn)品基地及出口基地使用甲殼素肥料的經(jīng)濟效益為投資1元，收益10～20元。

國內(nèi)外學(xué)者對甲殼素農(nóng)用作用的理論有兩種見解，一種認為甲殼素是繼作物需要的主要養(yǎng)分（氮、磷、鉀）、次要養(yǎng)分（鈣、鎂、硫）、微量養(yǎng)分（硼、錳、銅、鋅、鉬、鐵、氯）之后發(fā)現(xiàn)的作物必需的超微量養(yǎng)分即作物必需的第四大類營養(yǎng)素，另一種認為屬于“植物疫苗”。但一致的看法是：甲殼素具有一定的生理活性，在一定的條件下，它是一組既對作物生長發(fā)育起促進作用，又能防病、抗病，對作物起保護作用和品質(zhì)改良作用的有益物質(zhì)。

在目前市場上眾多的肥料產(chǎn)品中，甲殼素肥料不論從作用機理還是從應(yīng)用效果上都具有鮮明的特色。甲殼素給植物提供的不是單質(zhì)元素，也不是活性菌，而是一種生物多糖，與傳統(tǒng)意義上的肥料相比，藥肥雙效，具有營養(yǎng)、防病、調(diào)節(jié)等多種作用。作為新一代的肥料產(chǎn)品，甲殼素肥料可謂多種功能融為一體，各種優(yōu)點集于一身，特別適合生產(chǎn)無公害、綠色、有機農(nóng)產(chǎn)品，對于提升國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品的市場競爭力，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，具有重要的意義和廣闊的應(yīng)用前景。

問：應(yīng)怎樣判斷甲殼素肥料的使用效果？

答：作為甲殼素肥料，我們認為，用戶朋友應(yīng)當(dāng)關(guān)注三種效果，即眼前效果、短期效果和長期效果。

什么是眼前效果呢？前幾年，農(nóng)民朋友普遍有一種心態(tài)，害怕上當(dāng)受騙，要求殺蟲劑打上蟲子馬上就死，殺菌劑噴上病害立刻就好，肥料用上一天兩天就要能看出效果來。心情可以理解，但要求不實際。這幾年通過宣傳引導(dǎo)和實際應(yīng)用，人們逐漸明白了，見效快的不一定就是好，見效慢的并不一定不好。作為生物防治的殺蟲和殺菌藥劑雖然效果較慢，但是治療比較徹底，而且長期用不易產(chǎn)生抗性，殘留低，還可以保護環(huán)境。人生病了還需要有個療程，有個治愈、恢復(fù)的過程，何況植物呢？現(xiàn)在人們都知道了，見效快的肥料里肯定是加了激素了，當(dāng)然不是說加了激素就一定不好，短期效果可能好，產(chǎn)量高、效益好，但是長期來說，可能造成植株過早衰老，品質(zhì)下降，畸型果多，售價低，從另外一個方面降低了效益。

作為甲殼素肥料，本身無毒無害，因為沒有激素成分，所以效果比較緩慢。這也是甲殼素產(chǎn)品推廣難度比較大的一個原因。那么現(xiàn)在講的甲殼素產(chǎn)品的應(yīng)用的眼前效果是什么呢？

我們總結(jié)了三句話：一遍起效，兩遍顯效，三遍奇效。使用一遍，作物開始吸收甲殼素，甲殼素對作物有個整體調(diào)整作用，開始起作用，但是肉眼從表面很難看出，除非仔細觀察。使用兩遍，效果就開始比較顯著了，從根系毛細根的發(fā)生數(shù)量，葉片的色澤、大小、厚度，莖稈的粗度和長度，植株的整體長勢等等。但是當(dāng)使用三遍之后，就會有非常神奇的效果，在這期間可以觀察到病害的減少、開花座果質(zhì)量的提高、莖稈的縮短粗壯、根系的發(fā)達等等。特別對于原先長勢差的，更會發(fā)生更讓人意想不到的效果。這就是眼前效果。每種作物不同，使用三遍，看到效果，可能需要15～30天的時間。這也是我們在作推廣時，一個簡單對比示范試驗的周期。

作為甲殼素肥料使用的一個短期效果，指的是在作物的一個生育周期，直到最后收獲，可以從產(chǎn)量的提高、內(nèi)在品質(zhì)和外在的商品性的提升、農(nóng)藥和肥料用量的減少，得出甲殼素肥料使用的短期效果：整體投入的減少和整體效益的增加。

而作為甲殼素肥料使用的長期效果，就不僅僅表現(xiàn)在經(jīng)濟效益的大幅度增加，更重要的是巨大的生態(tài)效益。據(jù)我們調(diào)查，甲殼素肥料連續(xù)使用兩年以上，土壤的生態(tài)環(huán)境將得到極大的改善，土壤板結(jié)、酸化、鹽漬化的現(xiàn)象消失，有益微生物數(shù)量大幅度增加，根部和土傳病害顯著降低，土壤得到了修復(fù)，重新恢復(fù)了生機，作物生長健壯，農(nóng)藥和化肥用量大幅度減少，作物品質(zhì)大幅度提升，從而改善了自然環(huán)境，提升了人們的生活質(zhì)量。

問：為什么經(jīng)常使用甲殼素肥料的農(nóng)作物病害少、對環(huán)境的適用能力強？

答：使用過甲殼素肥料的農(nóng)民朋友都會有這樣一個體會，農(nóng)作物用了甲殼素之后，病蟲害明顯少了，植株生長健壯，對不良環(huán)境的適用性明顯增強，抗寒、抗旱、抗?jié)?、抗病蟲、抗藥害、抗肥害、抗低溫弱光等，甲殼素使用次數(shù)越多，使用時間越長，這種作用表現(xiàn)越突出。那么為什么會有這種現(xiàn)象呢，它的道理在哪里？要解釋這個現(xiàn)象，就不得不提出植保上的一個重要概念“誘導(dǎo)抗性”。

近代的科研成果表明，植物作為活的生命體，與高級動物一樣，對環(huán)境有相當(dāng)強的適應(yīng)力，當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化不利于其生長時，其自身會產(chǎn)生多種化學(xué)物質(zhì)，從而起到保護自己，抵抗逆境（如鹽堿、熱、寒、旱、澇、風(fēng)、雹、病蟲、藥害、肥害、低溫弱光、污染等）造成的影響。植物病理學(xué)研究表明，植物這種抗性是可以誘導(dǎo)的。細胞生物學(xué)研究表明，動、植物的信號傳遞系統(tǒng)相同，因此有人認為植物是“慢”的動物。同時，對于一個健康生長的植株而言，只要病菌不達到一定臨界量，并不會引起嚴重的疾病。簡單地講，甲殼素就是一種非常好的誘導(dǎo)抗性物質(zhì)。

植物病害籠統(tǒng)地分為真菌、細菌、病毒和線蟲病害。真菌和線蟲的細胞壁均含有甲殼素（幾丁質(zhì)）這種成分，當(dāng)真菌和線蟲攻擊植物的時候，植物為抵御進攻，能夠分泌出一種甲殼素（幾丁質(zhì)）酶來分解真菌和線蟲的細胞壁。如果提前和經(jīng)常使用甲殼素肥料，植物會誤以為致病菌來了，這樣就可以誘導(dǎo)植物自身產(chǎn)生多種抗性物質(zhì)（苯丙氨酸解氨酶（PAL）、超氧物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（PO）、多酚氧化酶（PPO），植保素等，病程相關(guān)蛋白如幾丁質(zhì)酶和β-1，3-葡聚糖酶等），從而激活植物的抗病基因，使植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗性，這些抗體可以長時間保持在較高水平。如果植物的抗病基因激活的早，植物已經(jīng)做好了抵抗致病菌的準備，這樣當(dāng)致病菌（真菌、細菌、病毒、線蟲等）再來侵染時，植物就不會得病。某些昆蟲，例如蚜蟲、白粉虱等的刺吸式口器含有幾丁質(zhì)（甲殼素）成分，當(dāng)其吸取植物汁液時，大量的幾丁質(zhì)酶可以將其口器分解掉，所以使用過甲殼素肥料的作物蚜蟲和白粉虱等很少光顧，有很好的趨避作用。因此在國外，將甲殼素肥料形象地稱為“植物疫苗”，主要就是指甲殼素的誘導(dǎo)抗性作用，就像給植物打上了預(yù)防針，可以少生病、不生病。作為誘抗效果，作物生長前期要好于后期，連續(xù)要比間斷好，所以從這個道理上講甲殼素肥料要提早使用，連續(xù)使用，僅從防病這一點講，應(yīng)當(dāng)作為一種常規(guī)措施來使用。

另外，甲殼素有很好的促進傷口愈合的功能，利用甲殼素促進傷口愈合這個功能，現(xiàn)在的比較高級的瘡可貼里面都添加了甲殼素，在農(nóng)業(yè)上嫁接、整枝、打杈、苗木移栽、定植等這些農(nóng)事活動造成的傷口是病菌浸染的一個重要渠道，通過使用甲殼素可以加快傷口愈合，就減少了致病的機會，所以發(fā)病率就大大降低了，發(fā)病也輕了。

同時，幾丁質(zhì)酶等抗性酶可活化植物細胞，啟動植物的免疫系統(tǒng)，極大增強植物對外界不良環(huán)境的抗御能力，所以可以抗寒、抗旱、抗?jié)?、抗病蟲、抗藥害、抗肥害、抗低溫弱光等。

壽光是山東省的菜藍子，甲殼素肥料在這里做的試驗是比較多的，當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)專家和廣大農(nóng)民朋友都比較認可，其中有一個試驗是山東省農(nóng)業(yè)廳植?？傉疚辛藟酃馐兄脖Ｕ?，在壽光的圣城一家農(nóng)戶大棚里做的，種的是黃瓜，試驗課題是“一減雙?！?。所謂一減就是減少農(nóng)藥的用量，雙保就是保護生態(tài)環(huán)境，保證產(chǎn)量和品質(zhì)。當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的病害預(yù)防意識很強，有病沒病，每周要打上一次藥，因為建大棚不容易，投入資金很多，萬一得了病蟲害，就減產(chǎn)，減少收入，所以有病沒病都得打，不打藥不放心。后來動員他做試驗，讓他減少殺菌劑用量，減少一半，每周打一次殺菌劑改為半月打一次，中間加一次葉面噴施甲殼素粉劑，結(jié)果最后測定殺菌劑用量減少了50%，產(chǎn)量卻增加25%，實際上試驗是非常成功，這對生產(chǎn)無公害、綠色、有機農(nóng)產(chǎn)品意義是非常大的。

問：甲殼素肥料為什么灌根和沖施時這么少的用量卻有這么好的肥效，為什么對根部問題（根腐、姜瘟、莖基腐、重茬、肥害、漚根、燒根、爛根、不生根等）有突出效果？

答：作物生長的土壤，不單單是土壤顆粒構(gòu)成的，土壤中更存在著巨量的微生物群體，這些微生物群體在作物的生長過程中起著至關(guān)重要的作用。根據(jù)微生物和作物的關(guān)系，人們將土壤中的微生物分為兩類，一類叫做有益菌，一類叫做有害菌。所謂有益菌是對作物生長有益的，能夠促進植株健康，增產(chǎn)和提升品質(zhì)，所謂有害菌是危害植物的，引發(fā)植物病害，造成減產(chǎn)和品質(zhì)惡化?？茖W(xué)家們提出一種微生物生存的“空間競爭理論”，也就是說某一個土壤空間中的食物是有限的，微生物要生存就必須通過食物獲取能量，有益菌數(shù)量增多，有害菌數(shù)量必然減少，同樣道理有害菌數(shù)量增加，有益菌數(shù)量必然減少。

作為土壤有益微生物的激發(fā)因子，甲殼素能夠在短時間內(nèi)促使土壤有益微生物的大量繁殖，通過有益微生物（纖維分解細菌、自生固氮細菌、乳酸細菌；放線菌）的綜合作用，土壤中有機質(zhì)的礦化（釋放出氮、磷、鉀、中微量元素等）和腐殖化（形成黃腐酸、褐腐酸等）的速度加快，為植物提供更多營養(yǎng)，加快了土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成，土壤的理化性質(zhì)得到改善，透氣性和保水保肥能力增強，土壤中的養(yǎng)分處于有效活化狀態(tài)，土壤肥力提高。具體來講，纖維分解細菌的作用是將有機質(zhì)（纖維素等）分解成小分子物質(zhì)和礦物質(zhì)，這樣有機質(zhì)才能被吸收利用，自生固氮細菌可以將空氣中的氮變成作物可吸收利用的氮素營養(yǎng)，就像給土壤施入了氮肥。

據(jù)測定，使用一次甲殼素肥料，土壤中的纖維分解細菌、自生固氮細菌增加近10倍，放線菌數(shù)量增加30倍。放線菌作為土壤中一類最重要的有益菌群被人們所重視，現(xiàn)在生產(chǎn)中使用的抗生素（如鏈霉素、中生菌素、阿維菌素等）均是不同種類放線菌的代謝產(chǎn)物，因此放線菌對于土壤微生態(tài)環(huán)境和根部病害的防控具有極為重要的意義。放線菌分泌出大量的抗性酶（幾丁質(zhì)酶等）來分解吸收甲殼素，從而使自身數(shù)量呈幾十倍地增加，通過占據(jù)大部分土壤空間和分泌抗生素類物質(zhì)、抗性酶等的雙重作用抑制有害菌（如腐霉菌、疫霉菌、絲核菌、尖鐮孢菌、霉菌、鐮刀菌等）的生長繁殖，因此對由這些致病菌引起的根腐病、莖基腐病、疫病、猝倒病、立枯病、枯萎病、黃萎病等均有非常好的預(yù)防和抑制作用。

甲殼素可顯著促進根系細胞的分生，短時間內(nèi)促使毛細根顯著增多，根系發(fā)達，通過對作物進行葉面噴施和灌根、沖施等處理可有效促使根系發(fā)達，同時為根系創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境，具有很好的生根養(yǎng)根保根效果。

另外，像使用未腐熟的糞肥造成的燒根、因為定植期陰天澆水大造成的漚根、冬季大棚長期的連陰天造成的不生根和死棵、近年來頻繁發(fā)生的腐霉菌引起根腐病、莖基腐病等病害、連年重茬種植造成的根系生育不良等，這些實際生產(chǎn)中的種種難題，以往沒有很好的解決辦法和防控措施。通過多年的推廣實踐證明，因為甲殼素能夠調(diào)整土壤微生物區(qū)系、短時間內(nèi)促根生長、誘導(dǎo)抗性等等的優(yōu)良特性的綜合作用，對根部的種種難題甲殼素都能起到相當(dāng)好的作用，能夠緩解、解決或輔助解決這些難題。可以說，甲殼素在根部病害、土傳病害、重茬死棵等等根部問題的解決方面效果顯著，得到了廣大農(nóng)業(yè)專家和農(nóng)民朋友的認可，其應(yīng)用面也越來越廣，甲殼素在解決作物根部問題方面必將做出更多的貢獻。

問：甲殼素肥料防治根結(jié)線蟲的機理是什么，與目前的線蟲防治措施相比有何不同，能夠達到何效果？

答：根結(jié)線蟲病害主要發(fā)生在多年種植的保護地蔬菜及大田的生姜、花生等作物上。保護地蔬菜因為多年的重茬種植和特殊的環(huán)境因素，造成根結(jié)線蟲病害十分嚴重，已經(jīng)成為制約保護地蔬菜發(fā)展的毀滅性病害。保護地蔬菜投資大、收益高，因此根結(jié)線蟲病害防治效果直接關(guān)系到收益的高低，防治措施不到位就會帶來相當(dāng)大的經(jīng)濟損失。發(fā)生線蟲病害的菜農(nóng)朋友們就很著急，“有病亂投醫(yī)”，大量地使用國家明令禁止使用的高（劇）毒農(nóng)藥，使用各種各樣的防治措施，但是根結(jié)線蟲危害還是有增無減、危害越來越重。

多年的根結(jié)線蟲防治實踐證明，根結(jié)線蟲病害一旦發(fā)生很難根治，結(jié)合目前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際情況，專家提出線蟲防治必須改變觀念，改變急功近利的做法，必須結(jié)合根結(jié)線蟲自身的生長繁殖規(guī)律，有針對性的采取措施。把線蟲防治措施作為常規(guī)措施，以防為主，只要將線蟲的危害程度控制在一定限度之內(nèi)，不造成作物減產(chǎn)和品質(zhì)下降即可。檢驗線蟲防治措施好壞的標準應(yīng)當(dāng)是作物產(chǎn)量不減、品質(zhì)不降、投入不增加、產(chǎn)出效益不降低。

目前根結(jié)線蟲的防治措施可以分為三類，即物理防治、化學(xué)防治和生物防治。甲殼素與阿維菌素配伍使用防治根結(jié)線蟲的方法（以下簡稱：甲殼素生物防治線蟲措施）屬于生物防治措施，作為生物防治措施的優(yōu)勢就是對環(huán)境和作物具有很好的安全性、相容性，有利于環(huán)境的不斷改善和作物的健康生長，無任何毒副作用，且有相當(dāng)好的增產(chǎn)效果。甲殼素生物防治線蟲措施于2002年被納入了山東省農(nóng)科院承擔(dān)的國家科技攻關(guān)課題，經(jīng)過四年多時間的試驗、調(diào)查、驗證，該種防治措施的防治效果可以達到83%，與其它線蟲防治措施相比，增產(chǎn)效果顯著。

甲殼素生物防治線蟲措施能夠達到如此好的效果，分析其內(nèi)在原因，可用十二個字概括：機理獨特、卵蟲同防、標本兼治。簡單地說，阿維菌素只觸殺成蟲，效果快，持效期短；甲殼素對卵和成蟲都有效，效果慢，持效期長。

甲殼素的作用機理主要有三點：

（1）甲殼素可以誘導(dǎo)作物產(chǎn)生一種幾丁質(zhì)酶來分解吸收線蟲和卵殼中的甲殼素使線蟲體壁和卵殼溶解掉，從而導(dǎo)致線蟲和蟲卵死亡，提前和經(jīng)常在作物上使用甲殼素可誘導(dǎo)幾丁質(zhì)酶的數(shù)量長時間保持在較高水平，達到預(yù)防線蟲的目的。

（2）甲殼素施入土壤后，能在短時間內(nèi)培養(yǎng)起大量的放線菌等有益菌群，這些有益菌群分泌出的大量抗生素類物質(zhì)和抗性酶（幾丁質(zhì)酶等）可直接抑制線蟲和蟲卵，同時抑制腐霉菌、疫霉菌、絲核菌、尖鐮孢菌、霉菌、鐮刀菌等有害菌群，從而減輕因線蟲危害造成的有害菌的復(fù)合侵染，減輕“死棵”。

（3）甲殼素具有強大的生根養(yǎng)根作用，促進根系細胞的分生，使毛細根快速增多，減少漚根、死根和腐爛根的出現(xiàn)，促使根系發(fā)達。因此當(dāng)作物在生長或結(jié)果盛期出現(xiàn)線蟲危害時，通過灌根處理可以使作物重新恢復(fù)生機，保持正常生長狀態(tài)，因此能夠?qū)⒕€蟲危害帶來的損失降到最低。

問：為什么使用甲殼素肥料后瓜果蔬菜恢復(fù)了原有的風(fēng)味？

答：瓜甜果香、蔬菜口感好說到底是一個內(nèi)在品質(zhì)的問題，好看就是指果型、色澤、大小等外在品質(zhì)。作為內(nèi)在品質(zhì)的提升最關(guān)鍵的原因就是果實中的光合產(chǎn)物多了，風(fēng)味物質(zhì)形成了，果實營養(yǎng)全面了。作物葉片利用水分和二氧化碳，在陽光的作用下合成碳水化合物，這就是光合作用，這些碳水化合物進一步合成淀粉、蛋白質(zhì)、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)輸送到果實貯藏起來；輸送到根系，為根系吸收各種營養(yǎng)提供能量等等。

通過多年對甲殼素的追蹤研究，我們發(fā)現(xiàn)，甲殼素肥料對于作物來講，它的一個最重要的作用就是能夠糾正作物的不良生長狀態(tài)，調(diào)整作物的長勢至最適宜的水平，使作物始終處于一個生長狀態(tài)易形成風(fēng)味物質(zhì)。山東省葡萄釀酒研究所測定，使用甲殼素的葡萄葉片光合速率提高60-80%，光合速率高了，單位時間內(nèi)制造出的光合產(chǎn)物自然就多了。甲殼素對作物具有雙向調(diào)控的作用，一方面可以使作物生長壯而不旺，如弱苗通過灌根和葉面噴施可以促使根系新發(fā)，使弱苗變壯。如植株徒長，通過灌根和葉面噴施促使根系發(fā)達，莖節(jié)縮短，控制旺長；另外一方面可以協(xié)調(diào)營養(yǎng)生長與生殖生長的矛盾，如作物處于開花結(jié)果期，可以提高開花質(zhì)量和座果質(zhì)量，促使光合產(chǎn)物更多地運輸?shù)焦麑嵉取?/p>

有些學(xué)者提出，甲殼素是作物生長發(fā)育必需的一種營養(yǎng)物質(zhì)，根據(jù)“木桶理論”，給作物補充甲殼素可以提高作物對大量、中量、微量元素等營養(yǎng)成分的吸收利用率。通過甲殼素的綜合作用可以使果實營養(yǎng)全面、內(nèi)在品質(zhì)和商品性都提升顯著，好吃、好看、產(chǎn)量高、品質(zhì)好、效益高。

問：甲殼素在國際農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用如何？

答：對甲殼素的開發(fā)國外從30年代就開始了，主要有美國、德國、日本及韓國等，其中日本開發(fā)的力度，已成為世界上甲殼胺的生產(chǎn)大國，歐洲及美國的營養(yǎng)學(xué)界稱甲殼胺為六大要素之一，并投入大量人力、物力、財力開發(fā)生產(chǎn)以甲殼胺為主要原料的產(chǎn)品，其中部分產(chǎn)品投放市場后，受到廣大消費者的歡迎?，F(xiàn)在國際上甲殼素年銷售額已超過20億美元。1982年4月日本政府農(nóng)水省制定了“未利用生物資源”的十年研究開發(fā)計劃（1983-1992）。1985年文部省撥款60億日元，資助全國13所大學(xué)及醫(yī)療機構(gòu)，利用10年時間，上千人從事有關(guān)甲殼素的開發(fā)利用與基礎(chǔ)研究，取得了長足的進展，開發(fā)的產(chǎn)品用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，為提高中國對日農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，目前日本已將其開發(fā)的甲殼素產(chǎn)品推廣到中國對日出口基地中。韓國多年來對甲殼素在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用也是突飛猛進，不但有專門應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的甲殼素產(chǎn)品，還將利用甲殼素生產(chǎn)出的產(chǎn)品單獨打出品牌，如甲殼素西紅柿、甲殼素黃瓜等，韓國對甲殼素在種植業(yè)的認可程度由此可見一斑。近年來美國、加拿大也將甲殼素用于設(shè)施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)中，如在水培營養(yǎng)液中添加甲殼素已達到改善品質(zhì)減少病害的作用。

我國對甲殼素的開發(fā)和研究進行的比較晚，從80年代才開始生產(chǎn)甲殼素，由于我國具有豐富的甲殼素生產(chǎn)原料，因而生產(chǎn)量也比較大，1998年甲殼素產(chǎn)量已達到3000噸，但是以粗加工產(chǎn)品為主，主要面對國外市場，目前，人們已意識到甲殼胺具有優(yōu)異的物化性質(zhì)、生物相容性和生理活性，對于甲殼素的應(yīng)用也開始起步，高附加值和高技術(shù)含量的甲殼素產(chǎn)品已經(jīng)成為國內(nèi)爭相開發(fā)的熱點。

近年來，中國農(nóng)業(yè)對甲殼素的認識逐漸深入，出現(xiàn)了許多甲殼素農(nóng)資產(chǎn)品，如肥料、農(nóng)藥等，還出現(xiàn)了以甲殼素命名的產(chǎn)品如甲殼素紅棗、甲殼素雞蛋等，不但成為出口創(chuàng)匯的招牌，甲殼素還成為擊破出口壁壘的銳利長矛。

問：為什么使用甲殼素肥料具有投入產(chǎn)出比高，整體效益顯著增加的特點？

答：甲殼素肥料具有誘導(dǎo)作物抗性，改善土壤環(huán)境，增強作物光合作用，提升作物品質(zhì)的綜合作用。