（植物营养学专业论文）壳聚糖对蔬菜产量品质、根系生长及土壤理化性状的影响.pdf

t v 。 华中农业大学学位敝剿舻明及删删蜮期g 学何论文 是否保密足 如需保密，解密时间 加7 年石月o 日 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料，指导教师对此进行了审定。与我一同1 - _ 作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意。 研究生签名：主ir 童6 乙 时间：m6 年6 月j 罗日 学位论文使用授权书 本人完全了解“华中农业大学关于保存、使用学位论文的规定”，即学生必须按 照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印刷版和电 子版，并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇 编学位论文本人同意华中农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论 文的全部或部分内容 注：保密学位论文在解密后适用于本授权书 学位论文作者签名：孝) 食，过导师签名：详户6 签名日期：工肋占年月侈日签名日期：2 0 n d 多年多月，岁日 注：请将本表直接装订在学位论文的扉页和目录之间 壳聚糖对蔬菜产盈品质、根系生长及十壤理化性状的影响 目录 摘要l a b s t r a c t 3 1 文献综述5 1 1 壳聚糖的来源和性质5 1 2 壳聚糖在食品上的应用5 1 3 壳聚糖在饲料上的应用6 1 4 壳聚糖对作物产量的影响7 1 4 1 拌种处理对产量的影响7 1 4 2 喷施处理对产量的影响7 1 5 壳聚糖对作物品质的影响7 1 6 壳聚糖对作物生长的影响8 1 6 1 壳聚糖作为种子处理剂的效果8 1 6 2 壳聚糖作为叶面喷施剂的效果8 1 7 壳聚糖对养分利用和土壤肥力的影响9 1 7 1 壳聚糖作为肥料的应用研究9 1 7 2 壳聚糖作为土壤改良剂的应用研究9 1 7 3 壳聚糖可以吸附重会属，减少土壤环境污染l o 1 8 壳聚糖对作物抗病抗菌能力的影响l l 2 研究背景l3 2 1 研究目的及意义。13 2 2 研究内容13 2 3 技术路线1 4 3 壳聚糖对蔬菜生长及土壤理化性质的影响1 5 3 1 试验材料及方法15 3 1 1 试验材料l5 3 1 2 试验方法l5 3 1 3 取样及分析方法1 6 3 2 数据统计方法。1 6 3 3 结果与分析。l7 3 3 1 壳聚糖对蔬菜产量品质的影响1 7 3 3 2 壳聚糖对蔬菜生长状况的影响1 9 3 3 3 壳聚糖对土壤物理性状的影响2 2 3 3 4 壳聚糖对土壤肥力的影响。2 5 3 3 5 壳聚糖对蔬菜抗逆性指标的影响2 9 3 4 j 、结31 4 壳聚糖对不同蔬菜根系生长及土壤养分的影响3 l 4 1 前言3 2 华中农业大学刘金凤硕十学位论文2 0 0 6 年5 月 4 2 试验材料与方法3 2 4 2 1 试验材料3 2 4 2 2 试验方法3 2 4 2 3 试验管理3 2 4 2 4 取样及分析方法3 2 4 3 结果与分析3 3 4 3 1 壳聚糖对五种蔬菜根系生长的影响3 3 4 3 2 壳聚糖对五种蔬菜生长的影响3 5 4 3 3 壳聚糖对根箱根际土和非根际土壤肥力的影响3 5 5 壳聚糖对水培小白菜产量品质及根系生长的影响3 8 5 1 前言3 8 5 2 试验材料及方法。3 8 5 2 1 试验设置及方法3 8 5 2 2 取样及测定方法3 8 5 3 结果与分析3 8 5 3 1 壳聚糖对水培小白菜产量及品质的影响3 8 5 3 2 壳聚糖对水培小白菜根系的影响3 9 5 3 3 壳聚糖对水培小白菜生长的影响4 1 5 3 4 壳聚糖对水培小白菜丙二醛含量的影响4 3 5 4 小结4 3 6 讨论4 4 6 1 壳聚糖对翁栽蔬菜产量品质的影响4 4 6 2 壳聚糖对蔬菜生长的影响4 4 6 3 壳聚糖对蔬菜根系生长的影响4 5 6 4 壳聚糖对土壤物理性状的影响4 5 6 5 壳聚糖对土壤肥力的影响4 6 6 6 壳聚糖对蔬菜抗逆性指标的影响4 7 7 结论4 9 参考文献：51 致谢5 6 壳聚糖对蔬菜产量品质、根系生k 及十壤理化性状的影响 摘要 采用靛栽、水培和根箱试验，研究壳聚糖对蔬菜产量品质、蔬菜根系生长及土 壤理化性状的影响。主要结论如下： 1 壳聚糖能提高蔬菜的产量。施用壳聚糖处理能提高樱桃番茄的产量 1 6 2 - - 2 0 0 ，提高番茄产量2 4 6 - - - 2 6 1 ，提高盆栽小白菜产量3 6 2 9 4 ， 适宜浓度的壳聚糖也可以提高水培小白菜产量。 2 壳聚糖能改善蔬菜品质。施用壳聚糖在提高蔬菜产量的同时，还改善了其品质。 壳聚糖能显著提高番茄果实中v c 的含量，并调节果实中的糖酸比，使之口感更佳。 且施用壳聚糖处理的番茄果实果型更加美观。翁栽试验中，施肥+ 壳聚糖处理比单 施肥料处理小白菜叶片v e 含量提高1 8 2 ，糖酸比提高2 4 8 ，硝态氮含量降低 1 2 9 ；水培试验中，用浓度为2 m g l 壳聚糖处理小白菜叶片v c 含量提高3 1 ， 糖酸提高2 5 5 ，硝态氮含量降低2 6 6 。 3 壳聚糖能促进蔬菜营养生长和生殖生长。壳聚糖可以促进蔬菜地上部的生长，尤 其能促进蔬菜苗期生长。在番茄盛花期到来之前，施用壳聚糖能使番茄株高增长速 度比对照快一倍，茎较对照粗壮，叶色也较浓绿。壳聚糖处理的樱桃番茄和水培小 白菜叶片叶绿素含量也显著提高。到生殖生长时期，施用壳聚糖处理的蔬菜开花多、 座果率高，成熟期可提早两到三天。 4 壳聚糖促进了蔬菜根系生长，增加了蔬菜根冠比，增加了水培小白菜根系活跃吸 收面积。施用壳聚糖不仅促进蔬菜地上部生长，而且对蔬菜根系生长促进作用尤为 显著。施用壳聚糖处理的水培小白菜根冠比、根长和根重较对照均有所增加，尤其 是壳聚糖浓度为2 m g l 时，小白菜根系的侧根较多，根颜色发亮，根系生长态势良 好；根系活跃吸收面积增加3 5 8 ，根系的比表面积和总吸收面积也分别增加1 9 7 和4 9 8 。但壳聚糖浓度过高时，则会抑s o d , 白菜根系的生长。由根箱试验可以得 出，施用壳聚糖处理的番茄、黄瓜、小白菜、苋菜、辣椒五种蔬菜的根冠比提高了 1 5 - - 6 0 ：根系密度也有所增加，尤其是番茄和黄瓜，效果十分显著。 5 壳聚糖能改善土壤物理性质。壳聚糖可以增加未种植蔬菜黄棕壤和潮土的总孔隙 度，且作用时间越长增加量越大。壳聚糖可以增加土壤毛管孔隙度，增强土壤保持 水分的能力，尤其是在种作物的条件下。壳聚糖可以增加黄棕壤粒径较大的微团聚 体含量，减少粒径较小微团聚体含量，改善黄棕壤土壤结构。 6 壳聚糖促进了土壤有机质分解。施用壳聚糖可以促进种蔬菜的黄棕壤有机质的分 解。对于未种蔬菜土壤，壳聚糖对土壤有机质的作用与土壤类型有关。施用壳聚糖 促进贫瘠的黄棕壤土壤有机质的分解；施用壳聚糖还增加了肥力较高的潮土土壤有 机质含量。 7 壳聚糖提高了土壤速效养分含量，促进了蔬菜对养分的吸收壳聚糖处理可以增 华中农业人学刘金凤硕上学位论文2 0 0 6 年5 月 加未种蔬菜土壤速效氮的含量。肥料+ 壳聚糖处理的未种蔬菜黄棕壤和潮土两种土壤 的速效氮含量增加量与单施肥料处理相比，差异分别达到极显著和显著水平。对于 生物量较小的种蔬菜土壤和根箱非根际土，壳聚糖使其速效氮含量均有所增加。而 对于种蔬菜土壤和根箱根际土，施肥+ 壳聚糖处理可使其速效氮含量减少。且使蔬菜 养分含量增加。土壤速效磷变化趋势与速效氮基本一致，只是幅度略小。对于土壤 速效钾含量而言，无论是否施肥条件下，壳聚糖处理均可提高未种蔬菜的黄棕壤和 潮土的速效钾含量。但对于种蔬菜土壤，经壳聚糖处理后速效钾含量则有降低的趋 势。说明壳聚糖不仅可以增加土壤速效养分含量，还可以促进蔬菜对土壤养分的吸 收，从而增加土壤肥力，提高肥料利用率。 8 壳聚糖增强了蔬菜抗逆性。壳聚糖处理可提高樱桃番茄和番茄脯氨酸的含量，降 低其丙二醛和电解质渗透率含量，其中樱桃番茄脯氨酸增加量达到显著性水平，从 而增强了它们抗高温能力；对于小白菜，壳聚糖处理可以显著提高其叶片中脯氨酸 的含量，降低丙二醛的含量，从而提高其抗寒能力。 关键词：壳聚糖；产量；品质：土壤理化性质；根系生长；抗逆性指标 2 壳聚糖对蔬菜产量品质、根系生长及十壤理化件状的影响 ab s t r a c t t h ep o t ，r o o tb o xa n ds o l u t i o nc u l t i v a t i o nw e r ec o n d u c t e dt os t u d yt h e e f f e c t so f c h i t o s a no nv e g e t a b l e sy i e l d s ，q u a l i t i e s ，r o o tg r o w t h s o i lp h y s i c a lp r o p e r t i e sa n dc h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c s t h er e s u i l t ss h o wt h a t ： 1 c h i t o s a nt r e a t m e n tc a ni n c r e a sv e g e t a b l e sy i e l d s a p p l i c a t i o no fc h i t o s a ni n c r e a s e d t h e y i e l d o fc h e r r yt o m a t o ，t o m a t o ，a n dc h i n e s e c a b b a g g eb y 16 2 2 0 0 ， 2 4 6 , - - 2 6 1 ，a n d3 6 - 2 9 4 ，s e p a r a t e l y 2 c h i t o s a na p p l i c a t i o ni m p r o v e dq u a l i t i e so fv e g e t a b l e s a p p l i c a t i o no fc h i t o s a n i n c r e a s e dt h ev cc o n t e n ta n dt h eb r i x a c i dr a t i oi nv e g e t a b l e s t h ep o tc u l t i v a t i o ns h o w e d t h a tf e r t i l i z e r - c h i t o s a nt r e a t m e n ti n c r e a s e dc o n t e n to fv c ，b r i x a c i dr a t i oa n dd e c r e a s e d n o r - nc o n c e n ti nc h i n e s ec a b b a g e 1 1 1 es o l u t i o nc u l t i v a t i o na l s os h o w e dt h a ta p p l i c a t i o n o f2 m g lc h i t o s a ni n c r e a s e de o n c e n to fv ca n db r i x a c i dr a t i oi nc h i n e s ec a b b a g eb y 3 1 a n d2 5 5 ，s e p a r a t e l y , b u td e c r e a s e dc o n c e n to fn 0 3 - nb y2 6 6 3 c h i t o s a nt r e a t m e n tc a ni m p r o v ev e g e t a b l e sg r o w t h c h i t o s a nt r e a t m e n ti m p r o v e d g r o w t ho fv e g e t a b l es h o o t ，e s p e c i a l l ys e e d l i n gg r o w t h t h eg r o w t hs p e e do fp l a n th e i g h t o ft o m a t ob yu s i n gc h i t o s a nw a st w ot i m e st h a nc o n t r o lb e f o r et h ef l o w e r i n gp e r i o di n c h e r r yt o m a t oa n dt o m a t o ，t h es t e mw a st h i c k e rt h a nc o n t r o l ，t h ec o n t e n to fc h l o r o p h y l l w a si n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y , t h en u m b e ro ff l o w e ra n df r u i tw e r em o r et h a nc o n t r o l ，a n d t h ed a t eo fm a t u r i t yw a sa d v a n c e dt w oo rt h r e ed a y s 4 c h i t o s a na p p l i c a t i o ni n p r o v e dt h er o o tg r o w t h ，i n c r e a s e dt h ea c t i v ea b s o r p t i o n a r e aa n dt h er a t i oo fr o o t - s h o o t t h es o l u t i o nc u l t u r a lc u l t i v a t i o ni n d i c a t e dt h a t c h i t o s a na p p l i c a t i o ni n c r e a s e dt h el e n g t ha n dw e i g h to fr o o ta n dt h er a t i oo fr o o t - s h o o t ， a n dt h ee f f e c t sw e r eg r e a t e ra t2 m g lc h i t o s a nc o n c e n t b u tw h e nt h ec h i t o s a nc o n t e n t w a st o oh i g h ，t h er o o tg r o w t hw a si n h i b i t e d c h i t o s a na l s oi n c r e a s e dt h er o o t s h o o tr a t i o o ft h ef i v ev e g e t a b l e s ：t o m a t o ，c u c u m b e r , c h i n e s ec a b b a g e ，a m a r a n t ha n dp e p p e ri nr o o t b o xc u l t i v a t i o n ，t h er o o t - s h o o tr a t i oo ff i v ev e g e t a b l e sw e r ei n c r e a s e d15 6 0 ：t h e i r r o o td e n s i t yw e r ea l s oi n c r e a s e d ，e s p e c i a l l yi nt o m a t oa n dc u c u m b e r 5 c h i t o a nt r e a t m e n tc a na m e n ds o i l p h y s i c a lp r o p e r t i e s a p p l i c a t i o no fc h i t o a n i m p r o v e dt h et o t a lp o r o s i t yi ny e l l o wb r o w ns o i la n df l a v o r - a q u i cs o i l i ta l s oi n c r e a s e d t h es o i lc a p i l l a r yp o r o s i t y , e s p e c i a l l yi nt h ec o n d i t i o no fp l a n t i n gv e g e t a b l e s t h ea b i l i t y o fh o l d i n gw a t e ra n dt h eb i g g e rd i a m e t e rm i c r o a g g r e g a t ew e r ee n h a n c e d ，b u td e c r e a s e d c o n t e n to ft h es m a l l e rd i a m e t e r 6 c h i t o s a nf a c i l i t a t e dt h ed e c o m p o s i t i o no fs o i lo r g a n i cm a t t e r c h i t o s a nf a c i l i t a t e d t h ed e c o m p o s i t i o no fs o i lo r g a n i cm a t t e r f o rn op l a n t i n gs o i l ，t h ee f f e c t so fc h i t o s a nw e r e r e l a t e dw i t hs o i ls p e c i e s c h i t o s a nf a c i l i a t e dt h ed e c o m p o s i t i o no fo r g a n i cm a t t ei ny e l l o w 华中农业大学刘金凤硕l ：学位论文2 0 0 6 年5 月 b r o w ns o i l ，b u ti n c r e a s e dt h eo r g a n i cc o n t e n ti nf l a v o r - a q u i cs o i l 7 c h i t o s a ne l e v a t e da v a i l a b l en u t r i t i o nc o n t e n t si ns o i la n df a c i l i a t e dn u t r i t i o n a b s o r p t i o nb yv e g e t a b l e c h i t o s a ni n c r e a s e dt h ea v a i l a b l enc o n t e n ti nn op l a n t i n gs o i l c o m p a r e dw i t ht h ec o n t r o l ，f e r t i l i z e r - c h i t o s a nt r e a t m e n ts i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e da l k a l i h y d r o l y s a b l en i nb o t hy e l l o wb r o w ns o i la n df l a v o r - a q u i cs o i l s t h ec o n t e n to fa l k a l i h y d r o l y s a b l ena l s ow a si n c r e a s e di np l a n t i n gs o i lw i t hs m a l lb i o m a s sa n db u l ks o i l 、析t i l i nr o o tb o xc u l t u r e b u tt h ec o n t e n to fa l k a l ih y d r o l y s a b l ena l s ow a sr e d u c e di np l a n t i n g s o i la n dr h i z o s p h e r es o i li nr o o tb o xc u l t u r e 1 1 1 en u t r i t i o nc o n t e n t so f v e g e t a b l ew e r e i n c r e a s e d t h ec h a n g et r e n do fs o i la v a i l a b l epw a sc o n s i s t e n tw i t ha l k a l ih y d r o l y s a b l en b u ti t sr a n g ew a ss m a l l e r t h ea v a i l a b l ekc o n t e n t si ns o i l ，w i t ho rw i t h o u tf e r t i l i z e r , w e r e e l e v a t e di nt h et w os o i l st r e a t e dw i t hc h i t o s a n b u tf o rt l l ep l a n t i n gs o i l t h ec o n t e n to f a v a i l a b l ekw a sr e d u c e d w ec o n c l u d e dt h a tc h i t o s a ni m p r o v e ds o i la v a i l a b l en u t r i e n t c o n t e n t , f a c i l i a t e dv e g e t a b l et a k e u po fn u t r i e n t s ，a n di m p r o v e ds o i lf e r t i l i t ya n df e r t i l i z e r e f f i c i e n c y 8 c h i t o s a nt r e a t m e n tc a ne n h a n c ev e g e t a b l er e s i s t a n c e c h i t o s a ni n c r e a s e dt h e c o n t e n to fp r a l i n ei nt o m a t ol e a v e s ，a n dd e c r e a s e dt h ec o n t e n to fm d a a n de l p r a l i n e c o n c e n ti nc h e r r yt o m a t ow a ss i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e dw i t hc h i t o s a na p p l i c a t i o n c h i t o s a n a l s oi n c r e a s e dp r a l i n ec o n t e n ti nc a b b a g el e a v e s ，a n dd e c r e a s e dt h em d a c o n t e n t ， i m p r o v i n gc o l d r e s i s t a n c eo fc h i n e s ec a b b a g e k e yw o r d s ：c h i t o s a n ；y i e l d ；q u a l i t y ；s o i lp h y s i c o c h e m i s t r yp r o p e r t i e s ；r o o tg r o w t h ； r e s i s t a n c ec r i t e r t i o n 4 壳聚糖对蔬菜产量品质、根系生长及十壤理化性状的影响 1 文献综述 1 1 壳聚糖的来源和性质 在自然界中的低等生物菌类、藻类的细胞、节肢动物( 如虾、蟹、昆虫) 的外 壳、软体动物( 如鱿鱼、乌贼) 的内壳和软骨，以及高等植物的细胞壁中，广泛存 在着一种人们通常称之为甲壳素或几丁质的天然高分子聚合物，其分子式为 ( c 8 h 1 3 n 0 5 ) n ，属氨基多糖。该物质每年的生物合成量可达2 0 0 0 亿吨，在自然界 中产量仅次于植物纤维、是人类取之不竭的资源。但是，该物质不可溶的特性决定 了其广泛应用的局限性。为此，人们采取各种工艺，使其降解以达到充分利用这一 宝贵资源的目的。如，甲壳素经乙酰化可得到一种天然阳离子多糖，称为壳聚糖( 分 子式为( c 6 h i i n 0 4 ) n ) ，分子量约1 0 万左右。该物质具有溶解性、成膜性、可降解 性、无毒性、吸附性、絮凝性、诱导抗病性、保湿性、生物相容性等特性，可广泛 应用于工业( 如取代塑料) 、农业( 不需要农药的肥料) 、医药( 可降解缝合材料、 人造皮肤、药物载体等) 、环保( 污水处理剂) 以及健康等领域，相关应用研究也已 展开。对于该物质在农业上的应用研究，主要集中在以下几个方面： 1 2 壳聚糖在食品上的应用 在食品工业上，壳聚糖常被用作食物保鲜剂。将壳聚糖衍生物涂抹在水果上成 膜，可延长其保鲜期( 胡文玉等，1 9 9 4 ) 。将青椒和番茄浸入配置好的壳聚糖保鲜剂 中3 0 - - - 6 0 s ，捞出晾干，装入包装箱，分别在8 c 1 0 c 条件下保存，可保鲜2 个月左 右，商品率达9 5 以上( 郑宗勤等，1 9 9 6 ) 。将番茄( 1 2 ) 、青椒( 8 1 0 ) 、甘蓝和芹 菜( 2 c - , - 4 c ) 分别用0 2 m m 厚普通包装纸和0 2 m m 厚涂有1 壳聚糖乳酸液的包装纸包 装贮藏，发现后者营养成分损失较少，品质保持较好( 张明春等，2 0 0 1 ) 。以壳聚糖 为原料制取壳聚糖，并以壳聚糖作为主要成分研制成壳聚糖涂膜保鲜剂( 含2 壳聚 糖) ，能使银条( 一种中药材) 在贮藏过程中的硬度、腐烂度、失重率、表皮颜色等 变化较小，且v c 和还原糖含量等指标远优于空白组，延长了银条的贮藏期( 李欣等， 2 0 0 5 ) 。用两种不同分子量的壳聚糖混合配制成适宜浓度的保鲜剂，高分子量的壳聚 糖在果蔬表面形成膜，低分子量的壳聚糖渗入果蔬，从而达到从内外保鲜水果的作 用( 水茂兴等，2 0 0 1 ) 。沈东风等( 2 0 0 0 ) 也通过试验研究了不同分子量及不同浓度 壳聚糖对草莓防腐效果，得到分子量在l 1 0 万的壳聚糖其浓度为2 时效果最好。此 外，将脱乙酰率7 0 的甲壳素和抗坏血酸按o 7 ：2 ( 重量比) 制成海鲜保鲜剂，效果 极佳。壳聚糖在氢氧化钠存在条件下与氯乙酸反应制成的羧甲基壳聚糖c m c t ，可作 为水果、蔬菜的保鲜剂，具有保鲜时间长、无毒、杀菌的作用。c m c t 还可以与能导 致肉类食品变质腐败的铁离子作用生成鳌合物，从而起到防腐作用( 黄丽萍等， 1 9 9 9 ) 。 壳聚糖对汁液有一定的澄清作用，作为絮凝剂在食品工业上的应用有独特的优 华中农业大学刘金凤硕- ：学位论文2 0 0 6 年5 月 点。作为一种阳离子型絮凝剂，壳聚糖特别适合于酸性或低酸性食品的保鲜，可用 于澄清果汁、啤酒、葡萄酒等饮料以增加其透明度，提高其品质( 冉艳红等，2 0 0 1 ) 。 原料糖汁中含有无机和有机胶体物质、纤维素、石灰和其它微小悬浮物，制糖时， 必须首先使之分离，壳聚糖是理想的糖汁絮凝剂，在糖汁中添! j 1 2 - 5 0 m g k g 壳聚糖， 就能使糖汁中的悬浮物迅速凝集，形成的凝集物颗粒大、沉降迅速且易于过滤。另 外，将壳聚糖作为豆腐的凝固剂，做出来的豆腐洁白细嫩( 董学畅等，2 0 0 2 ) 。 壳聚糖还是一种功能性食品，具有多项生理调节功能。无毒害的壳聚糖具有抗 癌、改善消化吸收功能、降低脂肪及胆固醇的摄取、降低高血压、强化免疫力的作 用( 张英峰，2 0 0 3 ) 。壳聚糖进入人体后，能与脂类物质( 如甘油三脂等) 结合形成 壳聚糖络盐或复合物。由于该物质具有较强的疏水性，不易被肠胃湿润，因而也就 不易被肠胃消化吸收而随粪便排出，具有一定的减肥功效。根据这一特点，可将壳 聚糖添加到冰淇淋中，制成具有减肥和营养保健功能的冰淇淋( 马龙，2 0 0 5 ) 。 根据壳聚糖的成膜性和可降解特性，可将其制成生物可降解包装膜及塑料( 陈 津津，2 0 0 3 ) ，壳聚糖还具有无毒害性，可以和其他原料制成具有防腐、抗菌、透明、 机械性高、柔韧性好等特征的可食性包装材料，用以减轻同益严重的白色污染。 1 3 壳聚糖在饲料上的应用 研究发现，壳聚糖具有较强的抑菌、杀菌作用。进入动物体后，壳聚糖分子中 所带的正电荷及其聚合分子中所带的正电荷及其聚合分子结构可与病原菌表面的鞭 毛及荚膜吸附凝集，抑制病原菌繁殖，同时促进肠道有益菌如双歧杆菌、乳酸菌等 增殖，改进动物的小肠代谢功能( 郑爱娟等，2 0 0 3 ) 。用壳聚糖饲喂，能明显降低试 验性脂肪肝大鼠肝脏中的t c 和t g 含量，改善其肝脏功能( 戚晓红等，2 0 0 1 ) 。壳聚糖 进入动物体内后，可以吸附脂类，降低血液中胆固醇、甘油三脂的含量，因而常被 用作饲料添加剂以调节动物的脂肪代谢( 刘海英等，2 0 0 2 ) 。用壳聚糖饲养生猪，添 加稀土剂量为0 2 、0 3 、0 5 和1 0 ，可提高只增重5 3 5 - - 1 0 1 7 ，节省饲料 3 - 1 4 3 7 ，其中以0 5 为佳( 顾振权等，1 9 9 4 ) 。稀土壳聚糖饲料添加剂还能防治 河蟹蜕壳障碍症，减少疾病，降低死亡率，促进河蟹生长，显著提高河蟹产量和河 蟹规格，提高经济效益5 0 以上( 胡品虎等，1 9 9 9 ) 。此外，在牛的饲料中添加壳聚 糖，可显著提高牛乳中v c 的含量，改善牛乳的品质，且v c 含量具有随壳聚糖饲喂时 间和饲喂量增加而增加的趋势。其中，每天在饲料加4 克壳聚糖的处理，在第3 4 周 牛乳中v c 含量比对照组提高4 1 , - , 5 2 ，力1 1 6 9 的处理牛乳中v c 含量比对照组提高 4 9 - - 6 5 。 因此，壳聚糖制剂是一种值得研究开发应用的饲料添加剂，具有广泛的应用前 景。 6 壳聚糖对蔬菜产量品质、根系生长及十壤理化性状的影响 1 4 壳聚糖对作物产量的影响 1 4 1 拌种处理对产量的影响 壳聚糖能促进作物生长，并可提高作物和蔬菜产量。用壳聚糖拌种处理过的小 麦，产量可比对照分别增加4 6 9 8 和6 7 7 8 ( 于汉寿等，1 9 9 7 ) ；用壳聚糖 拌种处理的水稻，有效穗数和实粒数分别比对照增力1 1 2 9 6 7 和2 5 4 ，空秕粒减少 7 8 4 4 ，产量提高3 4 1 4 ，( 姜海平等，1 9 9 9 ) ；用壳聚糖拌种处理后的油菜，油菜 籽产量可显著增加，其中o 5 9 壳聚糖k g 种子拌种处理增产效果可达1 3 5 9 ，考种结 果得出壳聚糖拌种增产的主要原因是增加了有效角果数和每角粒数( 于汉寿等， 1 9 9 9 ) ；用壳聚糖处理过的豌豆和扁豆产量可增加1 0 , - 一3 0 。对于大田作物，壳聚 糖可使单产增加1 0 3 0 ；对于水果类，可使单产增力1 ：1 5 0 - - - 1 0 0 。因此，壳聚糖 被誉为“不是农药的农药，不是化肥的化肥 ( 齐风生，2 0 0 2 ) 。 1 4 2 喷施处理对产量的影响 用壳聚糖水剂在作物生长周期内进行喷施处理，对作物有一定的增产效果。如， 刘和众等( 1 9 9 6 ) 曾用0 0 5 和0 0 3 浓度的壳聚糖溶液对玉米作喷施处理，可分别 增产1 4 8 和8 5 ，百粒重、单株粒重、穗粒数和出米率都显著高于对照。刘伟等 ( 2 0 0 4 ) 在番茄始花期用3 0 0 , - - 1 0 0 0 倍的水剂作茎叶喷施，使其产量增加，3 0 0 倍和5 0 0 倍液可使番茄单个果重分别增 j i 6 7 和1 1 1 ，5 0 0 倍液可使产量增加2 1 7 。施永 新( 1 9 9 3 ) 研究发现，将稀土与可溶性壳聚糖络合而成一种有机液剂，在棉花盛蕾 期和盛花期每亩各喷1 5 0 - - 4 0 0 m l ，可使单株结铃数提高1 1 6 a r - 3 2 9 ，铃重增加 3 6 1 9 3 ，皮棉产量提高2 8 1 4 6 。 综上所述，将壳聚糖作为种子拌种剂或在作物生长周期内用壳聚糖溶液喷施， 可使小麦、水稻、油菜籽、玉米、番茄、棉花等作物的产量有不同程度的提高。 1 5 壳聚糖对作物品质的影响 随着生活水平的同益提高，人们对食物的要求逐渐由量转到质上，对食品安全 问题的关注程度也越来越高。虽然研究发现壳聚糖可以促进作物生长、提高作物产 量，但会不会是以降低作物品质为代价的呢? 实验发现，结果恰恰相反，施用壳聚 糖不仅可以提高作物产量，同时还可以提高作物品质。用壳聚糖处理的不结球白菜， 叶片中可溶性蛋白质、大多数氨基酸、可溶性糖、v e 等品质指标非但没有降低，而 且均有不同程度的增加，叶片中粗纤维含量明显下降，其中0 6 m g g 拌种处理和 2 0 u g m l 喷叶处理可使粗纤维分别下降3 6 3 和2 2 9 ( 欧阳寿强等，2 0 0 3 ) ，其蔬菜 营养更丰富，商品价值更高。这表明壳聚糖具有改善作物营养品质的作用。 近年来，化肥尤其是氮肥的大量使用使作物产量成倍增加，但随之而来的蔬菜 中硝酸盐富集的问题也同益突出。n 0 3 在人的肠胃中被还原成n 0 2 能迅速进入人体 华中农业大学刘金凤硕上学位论文2 0 0 6 年5 月 血液，从而影响血细胞对氧气的运载，导致人体缺氧和中毒反应；严重的还可能诱 发人体消化系统的癌变。而人体摄入的硝酸盐有8 0 以上来自所吃的蔬菜。因此， 严格控制蔬菜中硝酸盐的含量，已成为世界各国普遍关注的问题。试验表明，用0 0 5 壳聚糖处理生菜，其硝酸盐含量较对照降低了6 ；当壳聚糖溶液浓度为0 1 时，硝 酸盐含量降低量达到2 l ( 徐岩等，2 0 0 2 ) 。这表明壳聚糖对生菜植株内的硝酸盐有 一定的降解作用，且一定范围内，浓度越高效果越好。如果类似的结果可以在其他 蔬菜品种上得到验证，将会是蔬菜硝酸盐含量控制研究方面的一大突破。但是这方 面的研究还比较少，需要进一步的试验验证。 1 6 壳聚糖对作物生长的影响 1 6 1 壳聚糖作为种子处理剂的效果 早在8 0 年代，壳聚糖已被证实是一种无毒、无害、无污染的新型植物生长促进 剂。它对于作物的碳、氮代谢具有一定生物调节功能，作为一种天然生长调节剂被 广泛地用应用到作物上。利用壳聚糖溶剂拌种、浸种、对种子进行包衣处理等，能 有效提高种子的发芽能力，促进作物生长。如，用不同浓度的低聚壳聚糖浸泡小麦 种子2 4 d , 时，可使其发芽势和发芽率分别比对照提高2 5 和9 ( 陈云等，2 0 0 3 ) 。 经壳聚糖处理后的玉米种子，发芽率和发芽指数均高于对照( 周天，2 0 0 4 ) 。经壳聚 糖处理过的油松种子，其发芽率、发芽势和生长量能比对照分别增加4 7 8 、5 2 7 和5 0 o ，活力指数增加1 2 倍( 胡景江等，2 0 0 3 ) 。在蔬菜上，用壳聚糖浸种也有类 似的效果。如，用壳聚糖浸过的黄瓜陈种，萌发率可增加2 3 9 ，第一和第二片真 叶之间的茎长较对照增加1 3 5 2 ，茎粗增加2 7 3 ，株高增加5 3 8 5 ，根鲜重增 加4 7 0 9 ( 罗兵等，2 0 0 4 ) 。用壳聚糖对黄瓜、辣椒进行包衣处理，除出苗株数与对 照差异不显著外，其他指标都有显著性差异。其中，株高分别比对照提高5 0 和1 4 ， 最大叶片长分别增长2 5 和1 6 ，叶片数与最大叶宽也有不同程度的提高，苗株的 干重也有明显差别( 隋雪燕等，2 0 0 2 ) 。用壳聚糖处理过的豌豆和扁豆种子，发芽能 力增强，种子早出苗、出全苗、出壮苗( 齐凤生，2 0 0 2 ) 。此外，董建萍等( 2 0 0 3 ) 研究发现，进行壳聚糖浸种处理的草坪草，根系早期生长旺盛，株高虽不高，但植 株分蘖好，生长态势呈健壮之势，竞争力显著提高。 1 6 2 壳聚糖作为叶面喷施剂的效果 将可溶性壳聚糖作为叶面喷施剂作用于作物叶片，可促进作物生长。如，用浓 度为0 2 壳聚糖对3 0 d 苗龄的小麦叶面作喷施处理，叶片叶绿素含量和干物重分别提 高2 6 2 和2 8 2 ( 陈云等，2 0 0 3 ) ；用浓度为0 2 壳聚糖对玉米植株作喷洒处理后， 其植株叶长、株高形态指标均高于对照( 周天，2 0 0 4 ) 。这表明壳聚糖对小麦、玉米 细胞的分裂和伸长均有一定的促进作用。 用壳聚糖对小白菜进行拌种和叶面喷施处理，能使其农艺性状和品质有所改善， 8 壳聚糖对蔬菜产量品质、根系生长及十壤理化性状的影响 且叶面喷施处理效果好于拌种处理。两种处理可分别使小白菜的株高比对照增长1 3 o 和1 3 6 ；根增长9 4 矛1 1 3 6 0 ；根鲜重增加2 0 1 和3 3 5 ( 欧阳寿强等， 2 0 0 3 ) 。经壳聚糖叶面喷施处理后的芸豆、豇豆幼苗生长状况较对照有所改善，角瓜、 黄瓜、甜瓜的根生长分别增，j 1 1 2 2 ，2 7 8 和2 0 ，甜瓜幼苗重量可提高3 6 。 综上所述，采用壳聚糖浸种、喷施，或二者配合施用等处理方法，可提高小麦、 玉米、蔬菜等作物种子的发芽率和发芽势