禾生素在植物中的應用研究進展

張芮寧　袁舟宇　陳萍

摘 要 禾生素是一種新型的綠色生物源農藥、植物功能性營養劑。經過研究發現，禾生素對農作物、園藝植物的生長發育都會起到一定的促進和輔助作用。對于不同種屬的植物使用一定劑量的禾生素或將其與其他功能性營養劑、農藥等按一定比例施用都會在一定程度上起到抵御病蟲害、抗寒抗旱、緩解藥害肥害、增產增質、調節土壤等的效果?；诖?，分析禾生素在不同植物中的應用，并對其發展前景進行展望，為禾生素在綠色安全的農產品生產上的推廣及應用提供參考。

關鍵詞 禾生素（CTS-N）;植物;抗病;研究進展

中圖分類號：S859.79+7 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.05.061

殼聚糖（Chitosan）又名脫乙酰幾丁質，是由甲殼素經脫乙酰化反應轉化而成的大分子產物[1]，能夠抑制多種植物病原物的生長，誘導植物產生廣譜抗性[2]，增強植物的免疫力，在農業領域具有廣闊的應用空間和良好的發展前景。

禾生素又名禾甲安，通用名稱為殼聚糖-N（CTS-N），加工劑型一般為4%水劑，具有高活性的殼聚糖[3]。禾生素可以誘導植物合成甲殼素酶、殼聚糖酶、葡聚糖酶等多種酶以及植物保護素、木質素等化合物[4]，增強植物自身免疫能力，提升植物對不良環境、病蟲侵染、藥害、肥害等的抗性，達到高產優質的效果。在生產中，將禾生素與碧護、益微、種衣劑等通過拌種、噴霧等應用于多種作物，可以抗病蟲害[5-6]，也可以促根壯苗、增強抗逆性[7]。禾生素綠色無污染，適用于大多數農作物與園藝植物。

1 農作物中禾生素的應用

農作物與人們的生活息息相關，是人類飲食的重要來源和基本生活的保證。農作物的生產實踐更是不容忽視，提高農作物的產量與品質是農業生產的重要一環，保證農產品的綠色安全是農業生產的重要保障。

1.1 糧食作物

1.1.1 禾本科作物

1.1.1.1水稻

1）抗病。水稻是重要的糧食作物，其產量和品質影響著人們的生活質量。研究表明，禾生素對水稻稻瘟病、紋枯病有良好的預防效果，也可以促進增產增質[8]。禾生素能有效控制水稻細菌性褐斑病、鞘腐病及褐變穗的發生[9]，另外，禾生素與益護等植物營養劑配合施用，可有效抵御稻瘟病、立枯病等多種病害[8，10]。

2）緩解藥害肥害。研究發現，將禾生素與碧護、益微等按照一定比例拌種、噴霧、灌根，一定程度上可緩解水稻的藥害肥害[11-12]。

3）增產增質。實驗表明，使用禾生素處理后，水稻穗長、穗粒數等均增加，總產量也會提高[9]。在水稻孕穗期前或孕穗期，將禾生素與益護混合施用，可以明顯促進水稻早熟，改善水稻品質[8]。

1.1.1.2玉米

1）抗病、抗蟲、抗逆。禾生素與其他生物菌劑、功能性營養劑混合使用，可以促使玉米產生抗性。實驗發現，用禾生素與益護對玉米種子進行拌種，在一定范圍內，玉米莖基腐病發病率呈降低趨勢[13]。另外，在秋季粘蟲發生嚴重時，禾生素在一定程度上能降低粘蟲對玉米的為害率[14]。

同時，禾生素與益護拌種可以減輕種衣劑和除草劑藥害，提高玉米的抗逆性，促進幼苗生長，提高根部的抗病能力[15]。苗后，將禾生素與益護混合噴霧對病原菌有抑制作用，可誘導玉米抗逆，預防玉米藥害[15]。此外，禾生素與除草劑混用在一定程度上還可以減輕除草劑的藥害[16]，與種衣劑混用可以促使植株抗病蟲、抗低

溫干旱[17]。

2）增產增質。實驗表明，用禾生素與益護對玉米種子進行拌種可促使玉米穗長、莖粗等增加，禿尖長度降低，總產量增加。用禾生素與益護混合噴灑玉米植株葉面兩次，玉米增產顯著[13，15]，可增產25%～30%[15]。

1.1.1.3小麥

小麥是世界各地廣泛種植的一種谷類作物，采取合理措施控制小麥病害的發生與蔓延十分重要。禾生素在一定程度上可以有效控制小麥銹病、白粉病等真菌性病害[10，18]，從而提高小麥的免疫力。

1.1.1.4大麥

研究發現，禾生素可以有效防治大麥黑粉病與紋枯病，增強大麥自身的免疫功能，促使大麥更耐儲存[18]。

1.1.2 豆科作物

1.1.2.1大豆

1）抗病、抗逆。相關研究表明，禾生素與其他植物營養劑混合使用可以促使大豆有效抵御病蟲害、緩解藥害肥害、抗旱抗寒、抗倒伏。

禾生素與益護混合噴灑，對大豆菌核病、灰斑病等后期病害的發生具有預防效果[19];同時，將禾生素與碧護、益微混合拌種、噴霧可以有效防治大豆根腐病和大豆孢囊線蟲，也可以增強大豆對不良環境、藥害肥害的抗逆性[4，11]。在大豆生育期間，用禾生素與益護混合噴灑，可促使大豆體內代謝平衡，促進纖維素的合成，從而增強大豆的抗倒伏能力[19]。

2）增產增質。實驗表明，將禾生素作葉面肥施用，可提高大豆單株粒數[20]。禾生素與碧護混用，可以促進大豆營養平衡，提高大豆對病蟲的抗性，達到增產增質的目的[21]。而且，禾生素與益護混合噴灑，可以促進大豆的光合作用與葡萄糖的合成，從而提高大豆蛋白質和脂肪含量[19]。另外，在大豆鼓粒期，禾生素與益護等混用，可以增加粒重，較大幅度增產增質[19]。

1.1.2.2綠豆、紅小豆

研究成果表明，在綠豆、紅小豆生育期，用禾生素與碧護、益微等營養劑混用噴霧對于預防除草劑殘留藥害有較好效果[12]。

1.2 經濟作物

1.2.1 豆科花生

在田間，禾生素可以誘導花生合成甲殼素酶，從而提高花生的免疫功能，有效控制花生炭疽病、白絹病、焦斑病和瘡痂病等真菌性病害[10]。另外，在發病初期，于雨后晴天或開花前使用禾生素噴霧對花生青枯病具有較好的防治效果[22]。

1.2.2 藜科甜菜

甜菜在種植過程中經常需要噴施除草劑，不僅不利于作物生長，還會影響作物的品質與安全。實驗表明，利用禾生素與碧護等營養劑拌種、噴霧，有明顯預防和解救甜菜殘留藥害的效果，還能促進發根、抗逆增產[23]。另外，在甜菜的塊根膨大期施用禾生素混合藥劑，能快速防治甜菜病害[3]。

1.2.3 錦葵科棉花

棉花在生產上有許多病害，使用化學農藥會污染環境，也會降低棉花的品質。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]，同時又可以減少污染、保護環境。

1.2.4 大戟科橡膠樹

試驗發現，禾甲安500倍液對橡膠樹白粉病有51.4%的抗病防效，能夠有效抑制殺死白粉菌，可為橡膠樹白粉菌的防控提供新思路[24]。

1.2.5 菊科向日葵

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

1.2.6 茄科煙草

據研究，禾生素的使用可以溶解煙草多種病菌細胞壁，對于煙草枯萎病、立枯病等病害有控制發生之效[10]。

1.2.7 亞麻科亞麻

亞麻是重要的經濟作物，在生產過程中使用禾生素可以提高亞麻的抗病力，減少病原菌的侵染與傳播，有效控制亞麻立枯病、炭疽病等病害發生[10，18]。

大多數農作物的真菌性病害病原菌的細胞壁是由甲殼素和糖類構成的，禾生素可以誘導植株體內產生甲殼素酶，使病原真菌細胞壁松弛，細胞解體，增強作物自身的免疫能力和抗性，同時也具有緩解藥害肥害、增強耐儲性、改善品質的作用[10，18]。

2 園藝植物中禾生素的應用

園藝植物含有豐富的營養物質，是人們生活中不可或缺的農產品。增強園藝植物抗逆能力，提高其產量與品質，才能給人們提供健康的飲食條件，更好地提升人們的生活水平。

2.1 蔬菜

2.1.1 茄科蔬菜

2.1.1.1馬鈴薯

1）改土造田。在馬鈴薯栽種期，長時間使用農藥化肥會導致土壤環境惡化，土傳病蟲害增多，而禾生素可促進土壤放線菌繁殖，抵御土傳病害，給馬鈴薯創造良好的生態環境與根際環境，平衡營養[25]。

2）抗病、抗逆。禾生素與其他營養劑混用，可誘導葡聚糖酶與甲殼素酶的產生，提高植物抗逆性，及時防治馬鈴薯枯萎病、晚疫病等病害[10，11]，也可以在一定程度上緩解一些除草劑藥害[25]。另外，在馬鈴薯生育期用禾生素進行噴霧處理，利用禾生素對土壤作物親和的特點，可以促使馬鈴薯廣譜抗病、抗逆（抗寒抗旱抗鹽堿等）[4，25]。

3）增產增質。研究發現，以1 000～2 000倍液禾生素對馬鈴薯進行灌根，能增產增質[25]。禾生素與益微、碧護混用噴霧，同樣可以提高馬鈴薯的淀粉含量，增產明顯[26]。

2.1.1.2番茄

實驗表明，對番茄，禾生素和碧護等聯用，能在抗病蟲、抗逆增產等方面起重要作用[4]。禾生素等多種功能性營養劑混合浸種噴霧，可較好防治番茄晚疫病[11，18]，且禾生素作用于病原真菌的細胞壁，對于番茄根腐病、酸腐病等病害也有一定的防治效果[10]。同時，禾生素和赤霉素混用可以及時治療番茄的黃化曲葉病毒病[27];禾甲安也能使番茄葉片保持健康狀態，對灰葉斑病有防治作用[28]。

2.1.1.3茄子

研究表明，在茄子的種植生產過程中，采用拌種、噴霧等方法施用禾生素，可減少褐斑病、白絹病等病害的發生[10]。

2.1.1.4辣椒

禾生素與碧護等藥劑混合施用，對辣椒苗期的灰霉病、斑枯病等有一定的防控效果，能夠有效誘導植株抗病性[10]。

2.1.2 十字花科蔬菜

據研究，禾生素與碧護等混用，在十字花科蔬菜的病害防治上功效顯著[10];禾生素還能有效控制十字花科蔬菜的白銹病等病害，增加作物的免疫功能和耐儲性[18]。

2.1.3 豆科菜豆（蕓豆）

研究表明，菜豆應用禾生素，可破壞病菌細胞壁，對白粉病、銹病等防治效果明顯;并且禾生素、碧護等混用，有增產、增質的作用[18]。

2.1.4 葫蘆科瓜類

實驗發現，禾生素對瓜類蔬菜的疫病、枯萎病有控制效果[18]。防治西瓜的枯萎病、蔓割病，可以用禾生素與碧護浸種、噴霧[11]。對于黃瓜的白粉病、枯萎病等，應用禾生素也能起到較好的預防效果[10]。對于南瓜，應用禾生素噴霧處理，同樣有一定的誘導抗逆、增產增質的作用[4]。

2.2 果樹

2.2.1 薔薇科果樹

2.2.1.1 蘋果

試驗表明，禾甲安在蘋果生產中可作為殺菌劑[29]，在紅富士蘋果套袋后噴施禾甲安，具有保護葉片的作用;摘袋后噴施禾甲安，可以使果實更耐貯藏[30]。同時，禾甲安的使用對于蘋果的枝干病害具有一定的防治作用[31]。

2.2.1.2 枇杷

實驗顯示，禾甲安可以有效抑制灰葡萄孢與擬盤多毛孢的孢子萌發，對于枇杷花腐病有很好的防治效果，可用于生產實踐[32]。

2.2.2 番木瓜科番木瓜

1）抗病。實驗結果表明，禾生素可以有效防治番木瓜花葉病。對于番木瓜花葉病，用禾生素處理14 d后，一些防御酶活性較高[33];對番木瓜環斑病毒，則可以抑制病毒外殼蛋白基因表達，誘導抗病性[34]。

2）生理生化特性。禾生素處理，能誘導提升番木瓜POD、PPO、SOD等防御酶的活性。實驗表明，經禾生素處理14 d的番木瓜，在一定濃度范圍內，一些防御酶活性較高[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，葉片葉綠素含量、光能轉換頻率升高，細胞膜透性始終維持較低水平[36]。

2.2.3 芭蕉科香蕉

實驗發現，用禾甲安處理香蕉，可誘導其產生對枯萎病局部或系統的抗性，提高香蕉對病菌的抗性與免疫力[37]。數據表明，禾甲安800倍液噴施、100倍液灌根對香蕉枯萎病的外部癥狀防效較好，1 000倍液對內部癥狀防效較好[37]。

2.2.4 漆樹科杧果

杧果幼果在果實膨大期易感染細菌，在后期易發生黑斑病，施用禾甲安，可以有效防治此類細菌性病害[38]。

2.2.5 葡萄科葡萄

在開墩過程中，使用禾甲安葡萄專用殺菌劑，可以促進葡萄生長，有助于葡萄開墩移栽，但噴灑時要注意禾甲安藥劑的使用濃度[39]。

2.3 觀賞植物

2.3.1 菊科萬壽菊

經證明，萬壽菊專用禾甲安和其他藥劑混用可以抑制色素萬壽菊的病原菌的生長，對于褐斑病、菊花莖腐病等均有一定的防治效果，同時也有助于作物生長，提高產量[40]。

2.3.2 楊柳科楊樹

楊樹在苗木移植時期容易受病菌侵害，引起潰瘍病。研究表明，在楊樹移栽前使用禾甲安進行浸泡處理，能夠提高樹體對于病菌的抵抗力，抑制潰瘍病的發生[41]。

2.4 藥用植物

研究表明，禾生素與碧護混合噴霧，能有效緩解異惡草松除草劑對五味子的藥害，同時可以減少生長點死亡、落花落果等情況發生[42]。

3 總結與展望

禾生素（禾甲安）含有高活性殼聚糖，是一種新型的植物功能性營養劑，具有調節和改良土壤的功能，能平衡植物酶代謝，提高植物的免疫功能及抗逆性[43]，能利用化感物質有效緩解藥害[44]，對多種植物病害均有一定的防治效果[3]。同時，禾生素還是一種綠色生物農藥，安全無毒，可以減少生產中化學藥劑的使用，綠色環保。

禾生素的推廣應用對于農業生產幫助很大，但目前禾生素的應用局限于少數地區，還沒有得到推廣。究其原因，包括3點內容：1）禾生素是新型的植物免疫調節劑，對其了解熟悉的人較少;2）禾生素多限于局部地區的研究試驗，未得到較好的推廣;3）還需加強專業人士對禾生素的宣傳講解與鑒別評定，增加大眾的信任度。禾生素的推廣與運用需要相應政策的支持，需要制定相應的產品安全標準。同時，對于禾生素的科學研究也要繼續，要積極探索禾生素的使用價值與經濟價值，將其真正應用于生產實踐中。

經查詢資料發現，禾生素的研究試驗主要集中在我國的東北地區（尤其是黑龍江?。?，在海南省也有少部分地區進行了應用試驗。研究表明，禾生素可以促使多種農作物和園藝植物提高免疫功能和抗逆性，實現高產優質。因此，可以嘗試將禾生素推廣到我國其他地區，增強植物抗逆性，有效防治病蟲侵染，提高作物的經濟價值與效益。

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（責任編輯：趙中正）

收稿日期：2020-01-12

基金項目：國家自然科學基金項目（31560544）。

作者簡介：張芮寧（1999—），男，山東濟南人，本科在讀，研究方向為園藝。

※為通信作者，E-mail： chenping199607@163.com。