禾生素在植物中的应用研究进展

2020-05-28张芮宁袁舟宇陈萍

南方农业·中旬 2020年2期

张芮宁　袁舟宇　陈萍

摘要禾生素是一种新型的绿色生物源农药、植物功能性营养剂。经过研究发现，禾生素对农作物、园艺植物的生长发育都会起到一定的促进和辅助作用。对于不同种属的植物使用一定剂量的禾生素或将其与其他功能性营养剂、农药等按一定比例施用都会在一定程度上起到抵御病虫害、抗寒抗旱、缓解药害肥害、增产增质、调节土壤等的效果。基于此，分析禾生素在不同植物中的应用，并对其发展前景进行展望，为禾生素在绿色安全的农产品生产上的推广及应用提供参考。

关键词禾生素（CTS-N）;植物;抗病;研究进展

中图分类号：S859.79+7 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.05.061

壳聚糖（Chitosan）又名脱乙酰几丁质，是由甲壳素经脱乙酰化反应转化而成的大分子产物[1]，能够抑制多种植物病原物的生长，诱导植物产生广谱抗性[2]，增强植物的免疫力，在农业领域具有广阔的应用空间和良好的发展前景。

禾生素又名禾甲安，通用名称为壳聚糖-N（CTS-N），加工剂型一般为4%水剂，具有高活性的壳聚糖[3]。禾生素可以诱导植物合成甲壳素酶、壳聚糖酶、葡聚糖酶等多种酶以及植物保护素、木质素等化合物[4]，增强植物自身免疫能力，提升植物对不良环境、病虫侵染、药害、肥害等的抗性，达到高产优质的效果。在生产中，将禾生素与碧护、益微、种衣剂等通过拌种、喷雾等应用于多种作物，可以抗病虫害[5-6]，也可以促根壮苗、增强抗逆性[7]。禾生素绿色无污染，适用于大多数农作物与园艺植物。

1 农作物中禾生素的应用

农作物与人们的生活息息相关，是人类饮食的重要来源和基本生活的保证。农作物的生产实践更是不容忽视，提高农作物的产量与品质是农业生产的重要一环，保证农产品的绿色安全是农业生产的重要保障。

1.1 粮食作物

1.1.1 禾本科作物

1.1.1.1水稻

1）抗病。水稻是重要的粮食作物，其产量和品质影响着人们的生活质量。研究表明，禾生素对水稻稻瘟病、纹枯病有良好的预防效果，也可以促进增产增质[8]。禾生素能有效控制水稻细菌性褐斑病、鞘腐病及褐变穗的发生[9]，另外，禾生素与益护等植物营养剂配合施用，可有效抵御稻瘟病、立枯病等多种病害[8，10]。

2）缓解药害肥害。研究发现，将禾生素与碧护、益微等按照一定比例拌种、喷雾、灌根，一定程度上可缓解水稻的药害肥害[11-12]。

3）增产增质。实验表明，使用禾生素处理后，水稻穗长、穗粒数等均增加，总产量也会提高[9]。在水稻孕穗期前或孕穗期，将禾生素与益护混合施用，可以明显促进水稻早熟，改善水稻品质[8]。

1.1.1.2玉米

1）抗病、抗虫、抗逆。禾生素与其他生物菌剂、功能性营养剂混合使用，可以促使玉米產生抗性。实验发现，用禾生素与益护对玉米种子进行拌种，在一定范围内，玉米茎基腐病发病率呈降低趋势[13]。另外，在秋季粘虫发生严重时，禾生素在一定程度上能降低粘虫对玉米的为害率[14]。

同时，禾生素与益护拌种可以减轻种衣剂和除草剂药害，提高玉米的抗逆性，促进幼苗生长，提高根部的抗病能力[15]。苗后，将禾生素与益护混合喷雾对病原菌有抑制作用，可诱导玉米抗逆，预防玉米药害[15]。此外，禾生素与除草剂混用在一定程度上还可以减轻除草剂的药害[16]，与种衣剂混用可以促使植株抗病虫、抗低

温干旱[17]。

2）增产增质。实验表明，用禾生素与益护对玉米种子进行拌种可促使玉米穗长、茎粗等增加，秃尖长度降低，总产量增加。用禾生素与益护混合喷洒玉米植株叶面两次，玉米增产显著[13，15]，可增产25%～30%[15]。

1.1.1.3小麦

小麦是世界各地广泛种植的一种谷类作物，采取合理措施控制小麦病害的发生与蔓延十分重要。禾生素在一定程度上可以有效控制小麦锈病、白粉病等真菌性病害[10，18]，从而提高小麦的免疫力。

1.1.1.4大麦

研究发现，禾生素可以有效防治大麦黑粉病与纹枯病，增强大麦自身的免疫功能，促使大麦更耐储存[18]。

1.1.2 豆科作物

1.1.2.1大豆

1）抗病、抗逆。相关研究表明，禾生素与其他植物营养剂混合使用可以促使大豆有效抵御病虫害、缓解药害肥害、抗旱抗寒、抗倒伏。

禾生素与益护混合喷洒，对大豆菌核病、灰斑病等后期病害的发生具有预防效果[19];同时，将禾生素与碧护、益微混合拌种、喷雾可以有效防治大豆根腐病和大豆孢囊线虫，也可以增强大豆对不良环境、药害肥害的抗逆性[4，11]。在大豆生育期间，用禾生素与益护混合喷洒，可促使大豆体内代谢平衡，促进纤维素的合成，从而增强大豆的抗倒伏能力[19]。

2）增产增质。实验表明，将禾生素作叶面肥施用，可提高大豆单株粒数[20]。禾生素与碧护混用，可以促进大豆营养平衡，提高大豆对病虫的抗性，达到增产增质的目的[21]。而且，禾生素与益护混合喷洒，可以促进大豆的光合作用与葡萄糖的合成，从而提高大豆蛋白质和脂肪含量[19]。另外，在大豆鼓粒期，禾生素与益护等混用，可以增加粒重，较大幅度增产增质[19]。

1.1.2.2绿豆、红小豆

研究成果表明，在绿豆、红小豆生育期，用禾生素与碧护、益微等营养剂混用喷雾对于预防除草剂残留药害有较好效果[12]。

1.2 经济作物

1.2.1 豆科花生

在田间，禾生素可以诱导花生合成甲壳素酶，从而提高花生的免疫功能，有效控制花生炭疽病、白绢病、焦斑病和疮痂病等真菌性病害[10]。另外，在发病初期，于雨后晴天或开花前使用禾生素喷雾对花生青枯病具有较好的防治效果[22]。

1.2.2 藜科甜菜

甜菜在种植过程中经常需要喷施除草剂，不仅不利于作物生长，还会影响作物的品质与安全。实验表明，利用禾生素与碧护等营养剂拌种、喷雾，有明显预防和解救甜菜残留药害的效果，还能促进发根、抗逆增产[23]。另外，在甜菜的块根膨大期施用禾生素混合药剂，能快速防治甜菜病害[3]。

1.2.3 锦葵科棉花

棉花在生产上有许多病害，使用化学农药会污染环境，也会降低棉花的品质。使用禾生素可以在一定程度上防治棉花炭疽病、枯萎病等病害[10]，同时又可以减少污染、保护环境。

1.2.4 大戟科橡胶树

试验发现，禾甲安500倍液对橡胶树白粉病有51.4%的抗病防效，能够有效抑制杀死白粉菌，可為橡胶树白粉菌的防控提供新思路[24]。

1.2.5 菊科向日葵

研究表明，禾生素对于向日葵的菌核病、锈病等真菌性病害有一定控制效果，与碧护、益微等混用更是有增效作用[10]。

1.2.6 茄科烟草

据研究，禾生素的使用可以溶解烟草多种病菌细胞壁，对于烟草枯萎病、立枯病等病害有控制发生之效[10]。

1.2.7 亚麻科亚麻

亚麻是重要的经济作物，在生产过程中使用禾生素可以提高亚麻的抗病力，减少病原菌的侵染与传播，有效控制亚麻立枯病、炭疽病等病害发生[10，18]。

大多数农作物的真菌性病害病原菌的细胞壁是由甲壳素和糖类构成的，禾生素可以诱导植株体内产生甲壳素酶，使病原真菌细胞壁松弛，细胞解体，增强作物自身的免疫能力和抗性，同时也具有缓解药害肥害、增强耐储性、改善品质的作用[10，18]。

2 园艺植物中禾生素的应用

园艺植物含有丰富的营养物质，是人们生活中不可或缺的农产品。增强园艺植物抗逆能力，提高其产量与品质，才能给人们提供健康的饮食条件，更好地提升人们的生活水平。

2.1 蔬菜

2.1.1 茄科蔬菜

2.1.1.1马铃薯

1）改土造田。在马铃薯栽种期，长时间使用农药化肥会导致土壤环境恶化，土传病虫害增多，而禾生素可促进土壤放线菌繁殖，抵御土传病害，给马铃薯创造良好的生态环境与根际环境，平衡营养[25]。

2）抗病、抗逆。禾生素与其他营养剂混用，可诱导葡聚糖酶与甲壳素酶的产生，提高植物抗逆性，及时防治马铃薯枯萎病、晚疫病等病害[10，11]，也可以在一定程度上缓解一些除草剂药害[25]。另外，在马铃薯生育期用禾生素进行喷雾处理，利用禾生素对土壤作物亲和的特点，可以促使马铃薯广谱抗病、抗逆（抗寒抗旱抗盐碱等）[4，25]。

3）增产增质。研究发现，以1 000～2 000倍液禾生素对马铃薯进行灌根，能增产增质[25]。禾生素与益微、碧护混用喷雾，同样可以提高马铃薯的淀粉含量，增产明显[26]。

2.1.1.2番茄

实验表明，对番茄，禾生素和碧护等联用，能在抗病虫、抗逆增产等方面起重要作用[4]。禾生素等多种功能性营养剂混合浸种喷雾，可较好防治番茄晚疫病[11，18]，且禾生素作用于病原真菌的细胞壁，对于番茄根腐病、酸腐病等病害也有一定的防治效果[10]。同时，禾生素和赤霉素混用可以及时治疗番茄的黄化曲叶病毒病[27];禾甲安也能使番茄叶片保持健康状态，对灰叶斑病有防治作用[28]。

2.1.1.3茄子

研究表明，在茄子的种植生产过程中，采用拌种、喷雾等方法施用禾生素，可减少褐斑病、白绢病等病害的发生[10]。

2.1.1.4辣椒

禾生素与碧护等药剂混合施用，对辣椒苗期的灰霉病、斑枯病等有一定的防控效果，能够有效诱导植株抗病性[10]。

2.1.2 十字花科蔬菜

据研究，禾生素与碧护等混用，在十字花科蔬菜的病害防治上功效显著[10];禾生素还能有效控制十字花科蔬菜的白锈病等病害，增加作物的免疫功能和耐储性[18]。

2.1.3 豆科菜豆（芸豆）

研究表明，菜豆应用禾生素，可破坏病菌细胞壁，对白粉病、锈病等防治效果明显;并且禾生素、碧护等混用，有增产、增质的作用[18]。

2.1.4 葫芦科瓜类

实验发现，禾生素对瓜类蔬菜的疫病、枯萎病有控制效果[18]。防治西瓜的枯萎病、蔓割病，可以用禾生素与碧护浸种、喷雾[11]。对于黄瓜的白粉病、枯萎病等，应用禾生素也能起到较好的预防效果[10]。对于南瓜，应用禾生素喷雾处理，同样有一定的诱导抗逆、增产增质的作用[4]。

2.2 果树

2.2.1 蔷薇科果树

2.2.1.1 苹果

试验表明，禾甲安在苹果生产中可作为杀菌剂[29]，在红富士苹果套袋后喷施禾甲安，具有保护叶片的作用;摘袋后喷施禾甲安，可以使果实更耐贮藏[30]。同时，禾甲安的使用对于苹果的枝干病害具有一定的防治作用[31]。

2.2.1.2 枇杷

实验显示，禾甲安可以有效抑制灰葡萄孢与拟盘多毛孢的孢子萌发，对于枇杷花腐病有很好的防治效果，可用于生产实践[32]。

2.2.2 番木瓜科番木瓜

1）抗病。实验结果表明，禾生素可以有效防治番木瓜花叶病。对于番木瓜花叶病，用禾生素处理14 d后，一些防御酶活性较高[33];对番木瓜环斑病毒，则可以抑制病毒外壳蛋白基因表达，诱导抗病性[34]。

2）生理生化特性。禾生素处理，能诱导提升番木瓜POD、PPO、SOD等防御酶的活性。实验表明，经禾生素处理14 d的番木瓜，在一定浓度范围内，一些防御酶活性较高[33，35]。使用禾生素，可促使番木瓜中植保素含量和根系活力增加，叶片叶绿素含量、光能转换频率升高，细胞膜透性始终维持较低水平[36]。

2.2.3 芭蕉科香蕉

实验发现，用禾甲安处理香蕉，可诱导其产生对枯萎病局部或系统的抗性，提高香蕉对病菌的抗性与免疫力[37]。数据表明，禾甲安800倍液喷施、100倍液灌根对香蕉枯萎病的外部症状防效较好，1 000倍液对内部症状防效较好[37]。

2.2.4 漆树科杧果

杧果幼果在果实膨大期易感染细菌，在后期易发生黑斑病，施用禾甲安，可以有效防治此类细菌性病害[38]。

2.2.5 葡萄科葡萄

在开墩过程中，使用禾甲安葡萄专用杀菌剂，可以促进葡萄生长，有助于葡萄开墩移栽，但喷洒时要注意禾甲安药剂的使用浓度[39]。

2.3 观赏植物

2.3.1 菊科万寿菊

经证明，万寿菊专用禾甲安和其他药剂混用可以抑制色素万寿菊的病原菌的生长，对于褐斑病、菊花茎腐病等均有一定的防治效果，同时也有助于作物生长，提高产量[40]。

2.3.2 杨柳科杨树

杨树在苗木移植时期容易受病菌侵害，引起溃疡病。研究表明，在杨树移栽前使用禾甲安进行浸泡处理，能够提高树体对于病菌的抵抗力，抑制溃疡病的发生[41]。

2.4 药用植物

研究表明，禾生素与碧护混合喷雾，能有效缓解异恶草松除草剂对五味子的药害，同时可以减少生长点死亡、落花落果等情况发生[42]。

3 总结与展望

禾生素（禾甲安）含有高活性壳聚糖，是一种新型的植物功能性营养剂，具有调节和改良土壤的功能，能平衡植物酶代谢，提高植物的免疫功能及抗逆性[43]，能利用化感物质有效缓解药害[44]，对多种植物病害均有一定的防治效果[3]。同時，禾生素还是一种绿色生物农药，安全无毒，可以减少生产中化学药剂的使用，绿色环保。

禾生素的推广应用对于农业生产帮助很大，但目前禾生素的应用局限于少数地区，还没有得到推广。究其原因，包括3点内容：1）禾生素是新型的植物免疫调节剂，对其了解熟悉的人较少;2）禾生素多限于局部地区的研究试验，未得到较好的推广;3）还需加强专业人士对禾生素的宣传讲解与鉴别评定，增加大众的信任度。禾生素的推广与运用需要相应政策的支持，需要制定相应的产品安全标准。同时，对于禾生素的科学研究也要继续，要积极探索禾生素的使用价值与经济价值，将其真正应用于生产实践中。

经查询资料发现，禾生素的研究试验主要集中在我国的东北地区（尤其是黑龙江省），在海南省也有少部分地区进行了应用试验。研究表明，禾生素可以促使多种农作物和园艺植物提高免疫功能和抗逆性，实现高产优质。因此，可以尝试将禾生素推广到我国其他地区，增强植物抗逆性，有效防治病虫侵染，提高作物的经济价值与效益。

参考文献：

[1] 孟哲，唐伟斌，于淑玲.壳聚糖及其衍生物的特性和应用[J].生物学教学，2005，30（10）：7-8.

[2] 陈彧，周国英，刘君昂.壳聚糖对植物病原微生物抑制作用[J].黑龙江农业科学，2009（1）：7-9.

[3] 吕德方，李培辰.禾生素的使用技术[J].现代化农业，2009（2）：44-45.

[4] 吕云霞.马铃薯、大豆等难治病害的中药学防治新策略[J].农业科技通讯，2009（10）：185-186.

[5] 王险峰，关成宏，范志伟.磺酰脲类除草剂安全性评价[J].农药，2010，49（8）：547-551，564.

[6] 张铁峰.预防和解除除草剂残留有新法[N].农民日报，2011-12-05（006）.

[7] 王险峰.专家答疑种衣剂农业生产问题[J].营销界（农资与市场），2017（15）：90.

[8] 王险峰.寒地水稻病害控制新途径[J].现代化农业，2015（12）：1-4.

[9] 赫强，王芳，甄胜民.不同药剂防治水稻细菌性褐斑病效果[J].现代化农业，2008（8）：5-6.

[10] 王险峰.功能性植物营养剂与有害生物控制[C].中国农业产业经济发展协会.2009环保农药新技术、新产品暨生物农药技术研讨会论文集[C].中国农业产业经济发展协会：北京晟勋炎国际会议服务中心，2009：55-61.

[11] 王险峰.碧护使用技术进展[J].现代化农业，2009（4）：4-5.

[12] 李树春，杨芳，王险峰.如何预防和解救长残留除草剂药害[J].现代化农业，2010（10）：34-35.

[13] 贾维山.不同生物菌剂拌种及喷洒次数对玉米产量的影响[J].现代化农业，2017（5）：29-30.

[14] 刘延，刘华招，高增贵.几种缓解剂对玉米烟嘧磺隆与2，4-D丁酯药害的补救效果[J].现代化农业，2015（8）：7-9.

[15] 刘友香，王险峰.玉米健身防病促熟增产技术[J].现代化农业，2017（8）：28-29.

[16] 刘延.除草剂与碧护等混用对玉米的安全性影响[A].中国植物保护学会杂草学分会、湖南省农业科学院、湖南农业大学、湖南人文科技学院.第十一届全国杂草科学大会论文摘要集[C].中国植物保护学会杂草学分会、湖南省农业科学院、湖南农业大学、湖南人文科技学院：中国植物保护学会杂草学分会，2013：96.

[17] 胡洪林，李艳丽，夏艳龙，等.北方糯玉米高产高效栽培技术[J].辽宁农业科学，2018（6）：84-86.

[18] 姜元光，王险峰.抗低温冷害促熟增产夺丰收[J].黑龙江科技信息，2011（20）：232.

[19] 王险峰.加强大豆中后期管理的具体措施[N].北大荒日报，2019-08-09（003）.

[20] 冯晓辉，高世杰，胡新.大豆叶面肥应用效果对比研究[J].中国科技投资，2016（24）：335-335.

[21] 张铁峰.强壮庄稼防御病虫害[N].农民日报，2011-11-28（006）.

[22] 王洪梅.花生病虫害防治技术[J].现代农村科技，2010（2）：24-25.

[23] 刘友香，王险峰.如何预防和解救甜菜除草剂残留药害[J].现代化农业，2012（2）：52-53.

[24] 罗婵娟.BTH诱导橡胶树对白粉病的抗性研究[D].海南：海南大学，2010.

[25] 王险峰，辛明远，张忠敏.马铃薯晚疫病防治技术新进展[J].现代化农业，2011（1）：20-22.

[26] 刘友香，王险峰.如何预防和解救马铃薯除草剂残留药害[J].现代化农业，2011（1）：19-20.

[27] 马剑波，李俊香，高晓东.秋延茬番茄黄化曲叶病毒病综合防治技术[J].西北园艺（蔬菜），2013（6）：33-34.

[28] 李秀芹.番茄灰叶斑病的诊治[N].河北科技报，2012-04-17（B05）.