甲壳素肥料国内外现状与展望xl.doc

甲壳素肥料国内外现状与展望一、概述说起甲壳素,首先就要谈谈糖类物质,糖类物质是除蛋白质和核酸外的又一类非常重要的生命物质，糖化学在生命科学、药物研究中占有很重要的地位和广泛的用途,我们接触比较多的有单糖葡萄糖和二糖果糖、蔗糖等。而甲壳素也是一种多糖,是目前自然界中唯一带正电荷的天然高分子聚合物，属于直链氨基多糖，也可以称做氨基葡萄糖,功能神奇。甲壳素是自然界中唯一含氨基的均态多糖，学名为(1，4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，分子式为(C8H13NO5)n。甲壳素分子化学结构与植物中广泛存在的纤维素非常相似，所不同的是，若把组成纤维素的单个分子葡萄糖分子第二个碳原子上的羟基(OH)换成乙酰氨基(NHCOCH3)或者氨基（NH2)，这样纤维素就变成了甲壳素，从这个意义上讲，甲壳素可以说是动物性纤维。甲壳素现在也是一种通称，包括各种类似结构的物质，作为一种多糖类物质甲壳素具有较高的生物相容性和安全性。 甲壳素在自然界中广泛存在于高等真菌类、节支动物虾、蟹、昆虫的外壳等生物体中。由于大分子间强的氢键作用，导致自然界存在的甲壳素结晶构造坚固，一般不熔化，也不溶于水、酸碱和一般的有机溶剂，化学性质非常稳定，应用有限，只有经过加工后的甲壳素才能广泛应用。 甲壳素作为天然多糖，在地球上的蕴藏量非常大，自然界年合成量10亿吨以上，甲壳素是自然界中仅次于纤维素的第二大生物资源，有动物纤维素之称.。 随着人们对甲壳素的关注，甲壳素的许多新功能正在不断被人们发现、开发和利用。甲壳素从被人遗弃的废物到被广泛开发利用成为受人追捧的第二大再生资源，由于物理学粉碎混合复配、辐射降解、化学降解接枝改性、生物学酶法处理等技术的应用，使甲壳素的开发应用扩展到各行各业，包罗万象，21世纪将是甲壳素的大研究、大开发、大应用时代，甲壳素的研究开发将是21世纪高新科技争夺的制高点之一，甲壳素产业将是21世纪最有希望的新兴产业，它的开发应用，将引发相关产业革命。人类社会离不开甲壳素，甲壳素是我们全人类共同的宝贵财富。 为什么甲壳素具有这么多的功能，涉足这么多不同的使用领域？ 仅从来源来说，甲壳素有从海洋生物（如虾蟹）中提取的、有从昆虫（如蛆壳、蚕蛹壳）中提取的、有从真菌（如蘑菇、灵芝）中提取的，这些甲壳素本身就具有不同的分子量和结构。单从海洋中提取的，就有虾蟹之分，而这些虾蟹的不同海域也导致了甲壳素的不同，即使在同一海域不同季节不同水温下形成的甲壳素也有不同，而在同一只螃蟹和虾身上不同部位的甲壳素成分也不同。在具有了这么多不同之后科学工作者又把甲壳素制成了不同分子量段，并对甲壳素进行接枝改性，使它赋予更多的功能。 不同分子量段的甲壳素具有不同性质，也具有不同的用途。 从接枝改性来说，甲壳素与不同的化学物质在不同的键上进行接枝改性，可以改变甲壳素的性质，也扩展了甲壳素的用途。 二、国内甲壳素肥料的现状 在甲壳素的研究开发过程中，逐渐有把甲壳素经过加工处理生产出作物可吸收的物质、作为肥料农药使用的报道，九十年代有韩国的产品进入国内把甲壳素作为肥料使用，国内在山东、大连等沿海地区也有科研单位和企业开始研究和生产甲壳素肥料，1999年在山东省农业厅批准了第一个甲壳素肥料登记证，2002年5月，中华人民共和国农业部土壤肥料专家在认真听取了以济南阿波罗公司为首的五家企业的技术报告后认为，甲壳素作为肥料使用，适合我国农业现状，符合我国有关肥料的规定。报经中华人民共和国农业部批准，将甲壳素作为商品肥料在全国推广使用，2002年有五个厂家取得六个甲壳素有机水溶肥料登记证。1、甲壳素作为肥料的作用扶正固本，是中医治病的主要治则之一。扶正就是扶助正气，固本就是调护人体抗病之本。通过扶正固本以促进生理机能的恢复，以达到正复邪退治疗疾病的目的。扶正固本就是扶助正气，巩固根本，调节人体的抗病能力，预防疾病，强身健体，中医的扶正固本就是西医的增强免疫力。国内外学者对甲壳素农用作用的理论有两种见解，一种认为甲壳素是继作物需要的主要养分（氮、磷、钾）、次要养分（钙、镁、硫）、微量养分（硼、锰、铜、锌、钼、铁、氯）之后发现的作物必需的超微量养分即作物必需的第四大类营养素，另一种认为属于“植物疫苗”。但一致的看法是：甲壳素具有一定的生理活性，在一定的条件下，它是一组既对作物生长发育起促进作用，又能防病、抗病，对作物起保护作用和品质改良作用的有益物质。 在目前市场上众多的肥料产品中，甲壳素肥料不论从作用机理还是从应用效果上都具有鲜明的特色。甲壳素给植物提供的不是单质元素，也不是活性菌，而是一种生物多糖，与传统意义上的肥料相比，药肥双效，具有营养、防病、调节等多种作用。作为新一代的肥料产品，甲壳素肥料可谓多种功能融为一体，各种优点集于一身，特别适合生产无公害、绿色、有机农产品，对于提升国内农产品的市场竞争力，改善农业生态环境，具有重要的意义和广阔的应用前景。 作为甲壳素肥料，本身无毒无害，因为没有激素成分，所以效果比较缓慢。这也是甲壳素产品推广难度比较大的一个原因。我们经过长期的研究、观察发现甲壳素肥料使用后会产生三个效果即：眼前效果、短期效果和长期效果。那么现在讲的甲壳素肥料应用的眼前效果是什么呢？我们总结了三句话：一遍起效，两遍显效，三遍奇效。使用一遍，作物开始吸收甲壳素，甲壳素对作物有个整体调整作用，开始起作用，但是肉眼从表面很难看出，除非仔细观察。使用两遍，效果就开始比较显著了，从根系毛细根的发生数量，叶片的色泽、大小、厚度，茎秆的粗度和长度，植株的整体长势等等。但是当使用三遍之后，就会有非常神奇的效果，在这期间可以观察到病害的减少、开花座果质量的提高、茎秆的缩短粗壮、根系的发达等等。特别对于原先长势差的，更会发生更让人意想不到的效果。这就是眼前效果。每种作物不同，使用三遍，看到效果，可能需要15-30天的时间。这也是我们在作推广时，一个简单对比示范试验的周期。 作为甲壳素肥料使用的一个短期效果，指的是在作物的一个生育周期，直到最后收获，可以从产量的提高、内在品质和外在的商品性的提升、农药和肥料用量的减少，得出甲壳素肥料使用的短期效果：整体投入的减少和整体效益的增加。 而作为甲壳素肥料使用的长期效果，就不仅仅表现在经济效益的大幅度增加，更重要的是巨大的生态效益。据我们调查，甲壳素肥料连续使用两年以上，土壤的生态环境将得到极大的改善，土壤板结、酸化、盐渍化的现象消失，有益微生物数量大幅度增加，根部和土传病害显著降低，土壤得到了修复，重新恢复了生机，作物生长健壮，农药和化肥用量大幅度减少，作物品质大幅度提升，从而改善了自然环境，提升了人们的生活质量。 经常使用甲壳素肥料的农作物病害少、对环境的适用能力强，使用过甲壳素肥料的农民朋友都会有这样一个体会，农作物用了甲壳素之后，病虫害明显少了，植株生长健壮，对不良环境的适用性明显增强，抗寒、抗旱、抗涝、抗病虫、抗药害、抗肥害、抗低温弱光等，甲壳素使用次数越多，使用时间越长，这种作用表现越突出。那么为什么会有这种现象呢，它的道理在哪里？要解释这个现象，就不得不提出植保上的一个重要概念“诱导抗性”。近代的科研成果表明，植物作为活的生命体，与高级动物一样，对环境有相当强的适应力，当环境发生变化不利于其生长时，其自身会产生多种化学物质，从而起到保护自己，抵抗逆境（如盐碱、热、寒、旱、涝、风、雹、病虫、药害、肥害、低温弱光、污染等）造成的影响。植物病理学研究表明，植物这种抗性是可以诱导的。细胞生物学研究表明，动、植物的信号传递系统相同，因此有人认为植物是慢的动物。同时，对于一个健康生长的植株而言，只要病菌不达到一定临界量，并不会引起严重的疾病。简单地讲，甲壳素就是一种非常好的诱导抗性物质。 因此在国外，将甲壳素肥料形象地称为“植物疫苗”，主要就是指甲壳素的诱导抗性作用，就像给植物打上了预防针，可以少生病、不生病。作为诱抗效果，作物生长前期要好于后期，连续要比间断好，所以从这个道理上讲甲壳素肥料要提早使用，连续使用，仅从防病这一点讲，应当作为一种常规措施来使用。 同时，几丁质酶等抗性酶可活化植物细胞，启动植物的免疫系统，极大增强植物对外界不良环境的抗御能力，所以可以抗寒、抗旱、抗涝、抗病虫、抗药害、抗肥害、抗低温弱光等。 通过甲壳素的综合作用可以使果实营养全面、内在品质和商品性都提升显著，好吃、好看、产量高、品质好、效益高。 三、甲壳素肥料目前存在的主要问题甲壳素有机水溶肥料作为一个肥料品类在我国推广应用已经有十几年时间，截止到2013年甲壳素（甲壳胺、壳聚糖）有机水溶肥料登记证全国共约30个，因为缺乏明确统一的行业标准，因此甲壳素有机水溶肥料登记证到目前为止还是临时证，而且整个行业发展比较缓慢。国内甲壳素肥料存在的几个问题：1、生产技术问题目前国内只有几家大型企业真正拥有甲壳素肥料生产的核心技术，很多厂家只是为了追求一个新概念，不具备生产甲壳素肥料的能力，买来甲壳素产品进行复配，更有甚者，直接使用一些其他物质冒充甲壳素壳聚糖产品，使得市场鱼目混珠，乱象丛生，也有的企业不是不具备技术而是因为甲壳素肥料成本的问题，而不真正使用甲壳素生产肥料，因为这些年来，甲壳素肥料行业发展缓慢，也缺乏大型的引领行业发展的龙头企业，所以使得目前的大部分厂家生产处于低水平状态。2、检测问题国内到目前为止没有统一的检测标准，对甲壳素的检测一直存在检测不准确，同一个标准重复性差，同一个标准不同的厂家、不同的人员检测出来结果差别很大，甚至很多样品用同一个方法同一个人检测样品差别都很大，目前在国内能查到甲壳素标准是一个水产行业标准，而这个标准正是很多厂家检测原料（或者是我们的中间产品）的标准，只能检测固体的甲壳素和壳聚糖，而不能检测甲壳素肥料成品，而其他的检测方法如分光光度计法，因为有其他成分如尿素、钾肥、微量元素等干扰无法形成行业标准，在这样的现状下，使得甲壳素肥料的市场更是没了约束，一个没有统一办法检测的产品只能靠各个企业自己凭自己的要求把控，这就限制了这个行业的规范和发展。3、推广应用问题：真正能够生产甲壳素肥料的厂家中也同样存在很多推广应用问题，凭着多年来的推广实践，众多的成功案例证明，甲壳素在种植业的作用效果是毋庸置疑的，有几点在产品推广应用中的心得体会和大家分享：l .甲壳素分子量问题。并不是所有分子量的甲壳素产品在作物上都有作用，必须找到合适的分子量配伍才有效果。这牵扯到产品的研发方向问题，并且需要大量的基础试验数据支撑。l .养分搭配问题。甲壳素不是通过补充某种元素来发挥作用的，所以不能替代其他养分必须保证其他养分充足，这一点的认识特别重要。所以要降低推广难度，就要根据消费者需求提供系统的营养解决方案，不要只推广产品。l .甲壳素用量问题。甲壳素折纯亩用量一定要达到最低用量才能保证效果，否则看不到甲壳素的真正效果，使消费者很难真正认识甲壳素有机水溶肥料，凸显不出甲壳素的优势。四、甲壳素肥料的发展和展望 甲壳素有机水溶肥料具有独特的作用机理，突出的应用功效，能够降低农业生产的物资（农药、肥料等）投入和大幅度地提升农产品的产量和品质，提高农产品的国际竞争力，并且能够不断的改善自然生态环境，从而提高人类的生存和生活质量，创造巨大的经济、生态和社会效益。 近