几丁质的作用与功效(生物刺激素-氨基酸和几丁质)
使用生物刺激素的频率统计表示,使用率最高的是微生物菌剂和腐殖酸,其次是海藻提取物和氨基酸,而使用过几丁质的人最少。
那我们今天就来聊聊氨基酸(蛋白水解物)和几丁聚糖有什么特点。
首先蛋白水解主要分为植物源(种子、农作物秸秆)和动物源(胶原、上皮组织)残留物(鸡粪、羊粪)这些原料通过酶解法、化学法或热水解法加工得到,以及工农业副产品(豆粕等)水解得到的氨基酸、多肽、蛋白混合物,还含有一些含氮化合物(如甜菜碱、多胺、非蛋白氨基酸)。
它的主要在于氨基酸和小分子的肽能够被植物根部吸收,调节植物的新陈代谢和生理生化反应,促进种子萌发与根系发育,增强营养物质吸收,提高植物的抗逆性进而提高农作物的产量
这其中的逻辑(作用机理)有以下四个
- 直接参与蛋白质和含氮化合物的形成,植物的根部和叶片直接吸收蛋白质水解物,这些物质进入植物体内,再转移到植物其他组织部位,直接参与蛋白质的合成和形成其他含氮化合物,促进植物的生长,所以在不良环境(高温、低温、阴雨)下使用氨基酸能够提高植物的抗逆性和品质。
- 螯合配位吸收营养,植物的根系能够利用特殊氨基酸和小肽的螯合和配位功能,结合可利用的营养元素,提高营养物质的利用率,来促进植物的生长和提高作物的产量。比如脯氨酸可以螯合金属元素,减轻金属元素对植物的毒害,或者螯合转运微量元素;还可以清除ROS(活性氧爆发),延缓植物衰老。
- 调控代谢,调控氮同化过程相关酶的活力,充当植物根部氮吸收过程中信号分子,直接影响氮的吸收和同化。如通过调控三羧酸循环酶,促进植物体内 C、N 元素代谢之间的交换。
- 增强微生物繁殖、改良土壤,通过增加土壤微生物的生物量和活力,提高土壤空气量和土壤肥力。
而几丁质、壳聚糖及其衍生物来源于海洋甲壳动物的外壳和许多真菌细胞壁的组成成分,是由 N-乙酰氨基葡萄糖通过β-1,4 糖苷键连接形成的线性多聚糖,壳聚糖是几丁质的脱乙酰化的产物,而壳寡糖是壳聚糖的降解产物。
他们能够诱导植物产生抗病性是该类生物刺激素的重要特点,因为几丁质是真菌细胞壁的组成部分,使用几丁质会诱导植物认为有病菌侵染(PAMP途径),分泌植保素,开启植物的免疫系统,类似疫苗的功能。另外,壳聚糖还能抑制土壤中病原菌的生长。
几丁质还有提高营养物质吸收,促进根系发育、提高植物光合作用、调节作物生长、改善土壤团粒结构的功能。
作用机理分为四点
- 通过增加植物细胞渗透性,提高营养物质吸收。
- 诱导植物产生广谱的抗菌性,诱导植物相关防卫基因的表达,使植物表现为细胞壁的加厚和木质化,胼胝质形成等,阻止细菌的侵入。
- 几丁质及衍生物还可以诱导植物产生抗性蛋白和植保素等,抑制病原菌的生长,阻止细菌入侵或者直接杀死细菌。
- 调节植物基因的开启和关闭调节相关激素来调节植物生理,促进作物根系发育(最明显),还可以促进茎、叶的发育。
需要注意的是,几丁质和壳寡糖之间互有异同
那么几丁质、几丁聚糖和几丁寡糖分别是什么呢?
简单来说,几丁寡糖,是由几丁质经过生物酶催化和脱乙酰化加工得到的。而几丁寡糖的分子量低,水溶性较好,生物活性高的特点,当前登记为农药的仅有1家。
几丁质和几丁聚糖的水溶性较差,几丁聚糖产品当前开发较多,原药+制剂(含复配)共有27条登记信息。
虽然几丁质及其衍生物提高种子发芽率和抗病免疫力,但由于营养物质定向运输方向不同,之间的效率会有所差异。
总结一下,蛋白水解物(氨基酸、肽)的特点是:
- 小分子能够直接被植物利用,起效更快
- 配位促进元素吸收,补充微量元素
- 调控植物生长能力不如含有多种生长调节剂的海藻提取物
几丁质及其衍生物的特点是:
- 最主要的是抗逆、抗病,对多种病原菌具有活性
- 对促进营养吸收能力不如其他生物刺激素