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农业专家 农业专家免费咨询

2024-07-15 投稿人 : 懂农资网 围观 : 1607 次
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农业专家:推广现代化种植技术提高农业产量

农业是国民经济的重要组成部分,也是国家粮食安全的重要支柱。传统的农业种植技术已经不能满足现代农业发展需求,需要推广现代化种植技术来提高农业产量。

现代化种植技术的优势

传统的农业种植技术主要依靠劳动力和自然条件,无法满足现代化农业发展的要求。现代化种植技术则可以利用先进的科学技术,提高农业生产效率,降低生产成本,增加农业产量。

推广现代化种植技术的方法

推广现代化种植技术需要采用多种方法,包括**支持、农业专家指导、农民培训等。**可以出台相关政策,鼓励企业投资现代化农业技术,提供财政支持和税收优惠等措施。农业专家可以通过农业科技推广站等途径,向农民宣传现代化种植技术,并提供技术指导和培训。农民则需要积极学习新的种植技术,提高自身的种植水平。

现代化种植技术的应用

现代化种植技术在实际应用中取得了显著的成效。例如,水稻的杂交种和超级稻的推广,使得稻谷产量大幅提高;果树的无土栽培和无花果的催芽技术,使得果树的产量和质量都得到了提升。

拓展百科知识

超级稻(chāojídà)是指高产、优质、耐逆的新品种水稻,是中国农业部“948”项目的重点研究方向之一。

无花果(wúhuāguǒ)是无花果科植物的果实,味甜、多汁、口感细腻,是一种营养价值很高的水果。

参考来源:《现代化农业技术应用》

相关问答拓展:

1、立体种植技术的原理

立体种植就是指充分利用立体空间的一种种植(养殖)方式,简单的例子就是“稻-萍-鱼”种养结合。广义来说立体种植也可以理解成充分利用时间、空间等多方面种植(养殖)条件来实现优质、高产、高效、节能、环保的农业种养模式。

典型的例子应该就是中国传统的“四位一体”的庭院农业模型(例如:将鸡、猪、沼、菜等生物组分整合成一个生态微循环系统)。

关于立体农业这一学术名词,早在20世纪初美国哥伦比亚大学的J.R.**ith教授曾概括为:立体农业是“种植业、畜牧业与加工业有机联系的综合经营方式。”目前我国有关立体农业的定义大体有以下3种表述:

狭义的立体农业

仅指立体种植而言,是农作物复合群体在时空上的充分利用。根据不同果园种草

作物的不同特性,如高秆与矮秆、富光与耐荫、早熟与晚熟、深根与浅根、豆科与禾本科,利用它们在生长过程中的时空差,合理地实行科学的间种、套种、混种、复种、轮种等配套种植,形成多种作物、多层次、多时序的立体交叉种植结构。

中义的立体农业

是指在单位面积土地上(水域中)或在一定区域范围内,进行立体种植、立体

立体农业(3张)

养殖或立体复合种养,并巧妙地借助模式内人工的投入,提高能量的循环效率、物质转化率及第二性物质的生产量,建立多物种共栖、多层次配置、多时序交错、多级质、能转化的立体农业模式。?[1]?

广义的立体农业

着眼于整个大农业系统,它包括农业的广度,即生物功能维;农业的深度,即资源开发功能维;农业的高度,即经济增值维。它不是通常直观的立体农业,而是一个经济学的概念,与当前“循环经济”的概念相似。

上述3种观点从不同的角度对立体农业进行理论尝试,都是对传统平面农业单作的扬弃。第一种概念的边界只限于立体多层种植,是农作物轮作、间作、套作在现代农业技术下的延伸和发展,

2、有机蔬菜种植方法?

一、品种选择

种植有机蔬菜的时候要选好的种子和品种,种子要保证没有经过化学物质和转基因的,要到正规的厂家**种子。具体要结合当地的实际情况,选抗病虫害能力强、抗逆性强的品种。

二、选择地块

种植有机蔬菜对地块的选择极为重要,必须要远离工业区、矿区、城区等污染地区,这几个地区的土壤和空气质量不好,种植出来的蔬菜也不是有机蔬菜,且地块要有一定转换期,将常规的地块转为有机场地一般也要两三年的时间,经过转换的地块种植出来的蔬菜才是有蔬菜。地块最好是天然园土加有机肥混合,这样土壤松软、透气,利于种子萌发。

三、播种入土

大多数蔬菜种子都是用撒播、条播的方法种植的。种植前最好翻土处理,保证土壤松软,然后将备好的种子撒在土壤表面,或者挖好的条沟内,在上面覆盖一层薄土,若是在冬季还要覆盖塑料膜来保温保暖,并保证土壤微湿,这样的环境下有机蔬菜才可更好的生长。

3、有机农业发展的原则是什么?

什么是有机农业?基本原则的完整诠释!

摘要:为了探究如何保持有机完整性即有机产品质量、有机生产技术与管理和目的意义的完整性,从有机农业的四大原则入手,阐述了有机完整性的具体涵义。

内容包括:

(1)健康原则要求保持有机产品质量的完整性;

(2)生态原则要求保持有机农场生产技术和管理的完整性;

(3)公平、关爱原则要求保持有机产品开发目的意义的完整性。全面理解有机农业基本原则的内涵对于指导有机农业科学发展,理解保持有机完整性等均具有重要意义。

有机农业基本原则为健康、生态、公平、关爱,只有在有机生产、加工、流通、消费等各个环节都遵从四大基本原则,有机完整性才能得以保持。目前,关于有机农业原则和理念深入阐述的研究不多,席运官等曾对有机产品基地建设的理论、原则和方法做过研究;王延军曾在中国有机农业存在问题及对策研究中论述有机农业生产所应遵循的原则。

目前还没有从有机农业的四大基本原则的角度来阐述如何保持有机完整性的报道。在有机农业的实际发展过程中,存在着对有机农业的生产标准、技术原理理解不透把握不准甚至误解,一味寻求对农用化学品替代品的依赖而忽视整个农业生态系统协调发展、部分有机产品价格虚高、有机产品经营过程中农民的利益没有得到保障等问题,从而损害了有机完整性,究其本质都是对有机农业基本原则缺乏深入理解造成的。

本研究尝试对有机农业基本原则进行详细阐述,论述如何理解保持有机完整性的内涵,以期帮助有机从业人员以及消费者深入理解有机农业的本质要求,指导有机农业科学发展。

1健康原则要求保持有机产品质量的完整性

健康原则贯穿于有机产品的生产、加工、流通和消费等各个领域,以维持和促进生态系统和生物的健康,包括土壤、植物、动物、微生物、人类和地球的健康为终极目标。有机农业尤其致力于生产高品质、富营养的食物,以服务于人类健康和动物福利保护。健康原则重点体现出有机产品质量的完整性,可以从以下4个方面来理解。

1.1健康的生产环境

高质量的有机产品首先来自于健康的有机农场,由土层深厚、土质肥沃、微生物和土壤动物丰富、生命力旺盛的健康土壤,生长出健康的植物,构成多样性丰富、景观优美、功能协调的生产环境,花草散发芳香,蜜蜂、蚂蚁、蚯蚓、昆虫大量出现,一个和谐、自然、高效的生产环境是保证有机产品高质量的第一步。如果只是一味地对环境造成破坏,有机完整性将没有立足之地。

1.2适宜的作物品种

有机农场的建设要遵循“因地制宜,因时制宜,因物制宜”原则,首先是选择适合当地的高质量品种。有机农业不仅拒绝转基因作物,以避免带来健康和生态风险,更肩负着保存当地原生种、保护当地遗传基因种子库的使命。

虽然有机农业不拒绝外来高质量种子的进入,但更主张强调生产和消费的本土化,以避免引种不当造成生产“全军覆没”或生物入侵等潜在风险,而这种例子在中国时有发生。以当地种为主,选育适合当地环境、适宜有机种植的优良作物品种也是保证有机生产完整性的重要环节。

1.3严把加工、储藏、流通质量关

有机产品首先是尽可能地少加工,保持产品营养成分的完整性和全面性,即使要加工,也只能采用生物、物理和机械的方法。当有机和非有机的产品储存在同一仓库时,容易发生有机产品被常规产品污染的危险。为了避免可能发生的风险最好有专门的有机产品生产线和储藏仓库。

如果不能满足这样的条件,也要做好将有机和常规产品分离和清洗的工作,在流通环节也最好配备有机产品专用运输车辆,如果条件达不到,则在有机产品装车前要彻底清洗,将风险降到最低。

应该对所有生产场所和生产流程的风险进行评估和分析;

然后,制定防止污染的措施,例如与认证机构协商制定生产场所和机器的清洗步骤;

由认证机构进行检查,采样和实验室分析,控制风险,确保有机产品的有机完整性。

1.4有机产品的可追溯性

有机产品的可追溯性要贯穿到“从田头到餐桌”整个过程,以确保消费者了解自己消费的有机产品是健康的、安全的、可靠的。有机产品必须具备可追溯性。而这也给生产企业提出了更高的要求。

如果一个企业要做到生产的有机产品可追溯,必须精心准备相关文件,以应对认证机构和管理部门的严格审查。认证机构要对生产基地进行检查、认证,查明生产过程是否使用过禁用物质。

对有机转换期的判定,必须要有证据证明停止使用化学合成农用化学品的日期,并提供改良和保持土壤肥力的方法,这是有机农业的一个基本目标。

另外,追溯确认中应该包括生产基地作物的轮作计划、豆科作物和绿肥的种植、间作套种、动物粪便和其他有机肥料的使用以及保持水土等内容。

而且,在转换期过程中也必须严格遵守有机生产的所有要求,不能使用任何禁用物质,这是有机生产的重要保障。

同时,国家认监委对我国有机产品的追溯性做出了严格的要求。建立了有机产品和有机产品认证标志使用的追溯系统,要求企业**产品需开具**证并建立“一品**”追溯体系,消费者通过查询产品的“有机码”就能了解其全部信息,此举对于打击假冒有机产品行为,确保有机产品完整性,规范有机产品市场行为,增强有机产品消费信心具有重要作用。

2生态原则要求保持有机农场生产技术和管理的完整性

有机农场应基于活的生态系统和物质循环,与自然和谐共处,效仿自然并维护自然。有机农业采取适应当地条件、生态、文化和规模的生产方式,通过回收、循环使用和有效的资源和能源管理,降低外部投入品的使用,以维持和改善环境质量,保护自然资源。

生态原则体现了有机农业的和谐、循环、低碳理念,主要体现了要保持有机农场生产技术和管理完整性的要求。

2.1多样性种植

一个健康、有活力的有机农场必然具有丰富的生物多样性,不仅体现在环境背景丰富的多样性,更重要的是有机作物的多样性种植。通过间作、轮作、混作、套种等种植方式,不仅可以最大限度的发挥光、热、土、肥、水、气等环境因子的增产作用,而且可以有效防御病虫害,增加种植效益,美化农场景观,体现生态理念。通过间作、套种等方式增加生物多样性、提高土壤肥力、增强有机作物的抗病能力,也是保证有机农场生产管理完整性的重要环节之一。

2.2按自然节律进行生产

中国古代的农业生产就讲究根据自然节律、生物生长发育规律,采取相应的农业技术措施,以“顺天地时利之宜”,使“五谷繁盛”。在中国家喻户晓的二十四节气反映了一年中季节的变化,春生夏长秋收冬藏,指导着农事活动,影响着千家万户的衣食住行。

现代有机农业生产虽然允许使用温室、大棚等技术手段以提高温度、防风抗灾、预防病虫害,但仍推崇根据作物的自然属性和气候节律进行生产,即大自然长什么,人们吃什么,即食在当地,食在当季,这不仅保持了食品的天然属性和口感,更体现了遵循自然、与自然和谐相处的生活理念。

2.3科学的土壤培肥

土壤肥力是衡量有机农场是否健康的重要指标,维持较高水平的土壤肥力不能仅靠大量投入有机肥来实现,更需要智慧的设计和科学的实践,体现生态、循环理念。

应通过适当的耕作与栽培措施维持和提高土壤肥力,包括:回收、再生和补充土壤有机质和养分来补充因植物收获而从土壤带走的有机质和土壤养分;采用种植豆科植物、免耕或土地休闲等措施进行土壤肥力的恢复;

施用有机肥以维持和提高土壤的肥力、养分平衡和土壤生物活性,同时应避免过度施用有机肥,造成环境污染。通过上述有机产品基地建设手段体现有机农业生产的生态原则,以保证有机农场生产管理的完整性。

2.4促进当地消费

有机农业提倡本土化,在当地生产,同时优先供应给当地人们消费,以尽量减少运输距离和贮藏时间,减少能源消耗,体现生态原则。

中国山清水秀、环境优美的原生态地域很多,比如云南、贵州、内蒙、新疆,发展有机农业具有得天独厚的环境、气候、品种和自然资源,很多龙头企业也正是看中了这些优势,花大力气、下大成本投资有机农业开发,然而其生产出来的有机产品大部分由飞机运往北京、上海等地,运输成本和储藏成本(特别是蔬菜)非常高,能源消耗高,损害了有机生产的完整性。

人们更应该推动有机消费的本土化,由当地的专卖店、超市、有机餐厅、社区等来消费有机产品,采取会员制、配送、团购、电子商务、CSA等多种行销模式促进当地消费,体现有机农业的生态、低碳原则。

3公平、关爱原则要求保持有机产品开发目的意义的完整性

有机农业倡导建立开放、机会均等的生产、流通和贸易体系,以符合社会公正和生态公正的方式管理自然和环境资源,在所有层次上,对所有团体——农民、工人、加工者、**商、贸易商和消费者,以公平的方式处理相互关系。

在全球化作为主流、两极分化日益严重、自然资源破坏的今天,倡导人与人之间的公平、人与动物之间的公平、人与自然的公平是顺应生命、顺应社会发展、顺应自然规律的本质需求。有机农业有责任保护当代人类和环境的健康,并防止后代的健康受到损害。

关爱原则表明,有机农业的管理、发展和技术选择应考虑预防和责任2个主要因素。人类根据实践经验和现有的知识所提出的一系列技术方案都要经受时间的考验。

有机农业应通过采用合理技术、**无法预知结果的技术来防止重大风险的发生,如基因工程技术。公平、关爱原则是保持有机产品开发目的意义完整性的重要一环。

3.1价格与利润的公平

公平价格体系对有机完整性来说至关重要。所有的利益相关者,包括农民、工人、加工者、零售商及消费者都必须要公平对待。生产成本之间的公平关系,即消费者**给产品的价格和生产者获得的利润应该相互协调。

如果有机产品的价格比常规产品高出十几倍,远远高出生产成本和实际价值,那么有机生产的完整性也将缺失。另一方面,如果农民得不到从事有机农业带来的应有回报,大部分的利润仍然被农业企业或贸易商所掌控,同样严重损害了有机生产的完整性。

3.2公平的社会环境

有机产品的命脉是广大消费者,是基于消费者对有机产品的信任以及对安全食品的追求,这些利于人体健康的食品应该具有环境友好性和人文关怀的因素。而这些因素都需要生产者公开、真诚、直接地面对消费者。

有机完整性还要求审核生产企业,以确认他们的有机生产和加工过程是否对当地环境和经济发展产生了影响。有机完整性还包括促进公平贸易的发展,支持当地生产机构、家庭农场、食品安全及非**组织的积极参与,为营造和维护一个健康、积极、向上、温暖、和谐的社会环境做出贡献。

3.3尊重地方文化与习俗

有机农业强调个性化、地方化和本土化,要求在有机农业的原则和标准下,尊重当地的社会经济发展规律,尊重历史、文化、习俗,保持地方农业传统和技术,保护地方传统文化和乡村文化,保障地区性结构安全(强调无化学投入品、无转基因品种和辐射污染),这是有机农业在中国也是在全世界范围内发展的指导原则。

中国自古以农立国,农业文明在博大精深的中华文明体系中占据核心地位,它对中华民族的生存、生活方式和价值观念都产生极其深刻的影响。

农耕文化中的农谚、农事节日、饮食文化等等是祖先留给我们的瑰宝,以其中具有典型代表的二十四节气来说,所蕴含的天文、气象、地理、自然、历史、饮食文化相当丰富,比如“立春”就有“咬春饼、吃春盘、鞭春牛、剪春鸡、塑春娃”等多个习俗,丰富有趣,取意六畜兴旺,五谷丰登,平安吉祥。

有机农业不仅仅是提供有机产品,在生产上是传统农耕技术与现代技术的融合,在责任上是农耕文明的传承与弘扬,在义务上是传统文化的保护与自然的回归,维护我们的精神家园。

动物福利涉及动物保护、自然环境、人文**、国际贸易以及社会自身的发展等多个方面,有机农业重视生产中的动物福利,善待动物,不仅仅是人类爱心的体现,也与我们人类健康息息相关,体现公平原则。

国家《有机产品》标准中针对畜禽生产中的饲养条件、**防治、繁殖、运输和屠宰等均有明确规定,比如提**畜禽活动足够的空间和充足的睡眠时间;应使所有畜禽在适当的季节能够到户外自由运动;不应使用抗生素或化学合成的兽药对畜禽进行预防性治疗;运输和宰杀动物的操作应力求平和,并合乎动物福利原则;不应使用电棍及类似设备驱赶动物;不应在运输前和运输过程中对动物使用化学合成的镇静剂等。

3.5对人类、自然和社会的关爱

第一次世界大战期间,英国为了提高粮食产量,大量使用“生长剂”,配合化肥施进土地。生物动力农业创始人Steiner博士回答说,吃此粮食的人短期看不出有什么不好,但他们的下一代精神系统会衰弱,他多次强调农业上的问题经常在第2代、第3代才出现,但那时并不知道问题的根源。当今社会儿童性早熟、老人痴呆症、**、精神病、神经衰弱的例子日益增多,也许Steiner在80年前已预言到了。

有机农业给人们提供健康、安全、营养、补充生命力的食物,在增强人类体质的同时也在滋养人们的灵魂,为下一代的健康成长,为人类的繁衍不息做贡献。同时,有机农业禁止使用化学合成的肥料、植物保护产品、兽药和食品添加剂,结束农民“泡在药水中种地”的局面,有利于改善农村日益增多的重大**的出现,体现出对农民的关爱。

人类是自然的一部分,并不高于自然,更无法脱离自然。从事有机农业,首先就要维护人们的地球家园,呵护人们赖以生存的土地,尊重在土地上生长繁衍的万物,唤醒人们重新认识天与地的关系,通过跟土地接触来涵养人类自然的心灵,建立起人类与大自然之间的同胞关系,把人类曾经对天与地的古老智慧带回自然和人间,顺应自然之道,和谐共存。

有机农业通过向人们提供健康、优质的食物,弘扬传统文化和人类文明,传播正面能量,以改变当前浮躁、压力过大等社会不良风气,通过推行有机慢生活逐步树立人们乐观、向上、相互关爱的精神风貌,为整个社会的良性发展做出贡献。

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4.1尊重农民

中国是一个农业大国,农民的地位举足轻重,农民同样是有机农业的实践者,处于核心地位。整个社会要懂得尊重农民,提高农民的社会地位,有机农业的开发者懂得如何与农民打交道,将他们作为有机事业的重要一份子,而不是简单的把农民当作农民工来对待,要通过利益共享、共同学习、相互关爱,使农民具有有机农业开发主人翁的意识,其才能在生产中严格执行标准、辛勤耕作土地、细心照看**,把产量和品质提高上去。

同时,也要加强对农民的培训和教育,努力创建一个自我学习、自我完善的生产组织,来确保有机生产环节的完整性。

4.2培养现代有机农业家

美国农业从“传统农业1.0”到“工业农业2.0”,现在向“生态农业3.0”过渡,其核心的转变就是培养现代农业家(Agriculturalist),要求其不但具有丰富的农业生产知识和农场管理经验,而且是一名优秀的营养学专家和人体健康医生,懂得如何从土地获得对人类健康有益的食物,同时又是一个“自醒”的人,具有合作精神和良好的沟通能力,懂得如何与别人、与大自然和谐相处。

同样,中国有机农业的开发紧缺这方面的人才,而随着大型国企、私企纷纷进军有机农业,更是对有机农业专家型人才求贤若渴。

值得一提的是,一大批“80后”也纷纷加入到有机农业中来,他们有热情,有学历,有实干精神、吃苦精神、拼搏精神,通过5-6年在有机农业第一线的磨练,将成为有技术、懂市场、善管理的综合型骨干人才,从中产生一批专家型人才,对于引领有机农场可持续发展、保障“子实体”有机完整性起到关键作用,而这对于确保整个有机产品产业的完整性同样至关重要。

4.3培育健康、公平、透明的有机产品市场

这不仅需要**部门制定较为完善的法律法规,加强市场行为规范引导,加大监管和惩戒力度,以确保有机产品市场的严肃性和真实性,有机产品开发的企业、生产者和消费者也需要行动起来,建立多样化的沟通和信任渠道。

比如国内日渐兴起的有机农夫市集、有机体验之旅、田间生产网上实时监控等都是生产者和消费者努力建立信任与合作的有益尝试,对于保持有机完整性具有重要作用。

4、富硒水稻种植方法?

1、基地选择

要选择土壤、水、空气等无污染区域建立无公害稻米生产基地,生产地的环境质量应达到规定标准:土壤中重金属、砷含量不超标,符合GB-1995二级标准中关于农田或水田部分的要求;农田灌溉水质达到地面水二级标

2、品种选择

要根据水稻对产地生态环境的适应性及其富硒能力,选择品质好、产量高、抗病耐虫害的品种作为主栽品种。经试验研究,长三角地区宜选用抗病虫、抗逆性强的嘉禾218、秀水128等新型优质稻品种作为富硒大米的生产品种。种植全过程实行无公害管理,在水稻生长中后期进行叶面喷施硒肥,使稻米中含硒量符合国家食品中硒**标准,米中硒含量控制在0.100~0.300mg/kg范围内。

3、沼液浸种

采用沼液浸种育秧具有提高稻谷发芽率,播后易扎根、现青快、生长旺,提高水稻苗期抗寒能力,简便易行,操作安全等优势。沼液浸种具体操作方法:在浸种前先除去籽粒不饱满、发霉变质的劣种,晒种1~2d,以提高种子的吸水性,并杀灭部分病菌。然后把种子装入透气性较好的编织袋,每袋最多装15~20kg种子,留出一定空间,扎紧袋口,放入正常产气使用的沼气池水压间内(水压间内的浮渣等要事先清理干净),一般种子浸泡12h左右。最后将种子取出,在清水中洗净,再按常规方法催芽、播种。

4、稀播稀植

根据种植方式和播种移栽期的迟早,确定播种量和栽插密度。一般直播单季晚稻播种量为37.5kg/hm2左右,秧龄掌握在25d左右;移栽稻行株距为23.1cm×13.2cm左右,插30万丛/hm2左右,每丛插2~3株,确保基本苗75~90万株/hm2。瓜翻稻及栽插偏迟的单季晚稻栽插密度可适当提高。

5、测土配方施肥

根据各地土壤分析测试结果和目标产量,制定平衡施肥方案及相应的施肥方法。洲泉、乌镇生产基地通过实施测土配方施肥,改变了农民长期偏施氮肥的传统做法,解决了过量施肥和施肥比例不合理问题,有效地控制了施肥量,提高了肥料利用率,增强了作物抗性和减少了化学物质对环境的污染,农田生态环境得到了改善。

6、病虫害统防统治

长三角地区晚稻主要病虫害有纵卷叶螟、螟虫、稻虱、纹枯病、稻曲病等。应以“预防为主,防治结合”为原则,以选择抗病良种为中心,强化栽培为基础,依托市镇2级农业技术部门,加强病虫害测报,安装频振式杀虫灯,选用优质品牌农药,控制用药次数和用量,禁用高毒高残留农药,有条件的地方开展病虫害统防统治,达到节本增效、控制农业污染源的目的。

7、施用富硒叶面肥

有机富硒稻米的生产技术跟普通稻米的生产技术主要区别于生产环节多了喷施富硒叶面肥的过程。硒经过水稻生理化学转化,把无机硒转化为便于人体吸收的有机硒贮存在稻米内。富硒叶面肥的使用方法为:每半瓶富硒叶面肥兑水25kg,均匀喷施一亩地。避免扬花期间使用。为不影响硒之源的活性,请单独使用。

拓展好文:【农技】讲讲最近很火的“甲壳素”(专业版)

  农

  人

  农

  技

  丁酉年·农历闰六月廿七

  【摘要】

  甲壳素及其衍生产品,近几年在农业及其他各生产生活领域中被大量推广应用。但对于甲壳素及其产品的有关知识人们了解的极少。为了帮助人们尤其是农业技术人员更好地使用甲壳素产品,多年来一直从事甲壳素研究的专家李向群先生,撰写了有关甲壳素知识的系列问答,供读者参考。

  问:甲壳素是什么物质,它在自然界以什么状态存在?

  答: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,糖类化学在生命科学、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-β-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(NHCOH3)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。

  问:甲壳素的主要用途及应用前景如何?

  答:农业:生物肥料、生物农药、植物生长调节剂、土壤改良剂、农用保鲜防腐剂、饲料添加剂等。

  医用生物材料:人造皮肤、医用粘合剂、绷带、医用脱脂棉、缝合线等。

  化妆品:洗发剂、洗涤剂、护肤品等。

  医药原料:抗癌剂、胆固醇降低剂、驱虫剂、免疫功能复合剂、抗凝剂等。

  工业领域:造纸、绘画、照相材料、废水处理剂、食品添加剂、防腐剂等。

  食品:保健饮料、机能性食品(保健食品)。

  问: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?

  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。

  问:甲壳素的以下几个概念有何不同?

  甲壳质是虾蟹壳经过脱钙、脱蛋白之后,还没有脱乙酰时的产物。这时它的化学性质还很不活泼,不溶于水、碱、一般的酸和有机溶剂,只溶于部分浓酸。甲壳质大部分是乙酰氨基葡萄糖组成的聚糖。

  甲壳胺、壳聚糖、虾蟹壳经过脱钙、脱蛋白、脱乙酰之后的产物,也就是甲壳质脱乙酰后的产物,大部分是氨基葡萄糖的分子,也有少量乙酰氨基葡萄糖的分子。由于其分子结构中游离氨基的存在,溶解性大大改善,并具有很多独特的理化性质和生物活性,可以溶于稀酸,比甲壳质进了一步。但是甲壳质和壳聚糖都是大分子,分子量在几十万到几百万,都不能直接溶于水。

  可溶性甲壳素:国内研究的甲壳素多是指壳聚糖,对壳聚糖来说除了低聚糖外,分子量大的壳聚糖都是酸溶的,而不是水溶的,国外称之为“可溶性甲壳素”。“可溶性甲壳素”在应用上有许多局限。

  水溶性甲壳素通过先进的技术生产的完全溶于水的甲壳素,国际上称为“水溶性甲壳素”,这种甲壳素易于在以水为介质的状态下被动植物吸收和利用。

  分子量段:分子量在某一个范围内。在甲壳素领域中,不可缺少的一个词,不同分子量段的甲壳素具有不同的功能:

  壳寡糖,分子量200—2000、糖分子数1—10

  甲壳低聚糖,分子量2000—6000糖分子数10—30

  甲壳多糖,分子量6000—糖分子数30—500

  复合甲壳素,根据不同功效的要求,将不同分子量段的甲壳素复合制备成由不同分子量段组成的、分子量分布较宽的复合甲壳素,这种甲壳素功能更突出、效果更明显、作用更显著。

  问:甲壳素在农业上的研究进展如何?

  甲壳素有广谱抗菌性。研究表明,甲壳素对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的多数菌属都有很好的抑杀作用。甲壳素诱导作物产生多种抗性物质,对由病毒、真菌、细菌等引起的病害的防治都有效。尤其重要的是,对病毒病的防治过去往往是植保的难题,而用甲壳素农药防治效果却十分理想。甲壳素农药在作物发病前使用能获得最佳效果。应用甲壳素对作物炭疽、疫病、枯黄萎、根腐等病害均可预防并直接控制。当植物遭遇其他多种病害病情严重时,可与外抑农药(减量)配伍,内抗外抑,协同作用,多数情况也都能取得满意的效果。

  研究发现,在棉花上施用可以减少土壤中的病菌的数量,并且具有持续效果。用甲壳素处理小麦种子可抑制小麦纹枯病发生,在多种植物(豆类、烟草等)叶片上喷洒或注射壳聚糖可保护植株不受病毒的侵染。赖凡等观察到不同浓度的壳聚糖对小麦赤霉病菌、稻纹枯病菌、灰霉病菌、甘薯软腐病菌等种植物病原真菌的生长有一定的抑制作用,并且壳聚糖还可以抑制灰霉病菌和甘薯软腐病菌孢子的萌发。以甲壳素为主要成分的混合粉在水稻播前处理,可使水稻对毒素的抗性提高30~40倍,产量增加13~23%。蕃茄苗浸种或喷雾壳聚糖或在生长基质中加入壳聚糖可诱导蕃茄对根腐病的抗性。黄瓜水溶液中加入壳聚糖可控制由腐霉菌引起的猝倒病。李宝英等用甲壳素拌种,可降低水稻根腐病的发病率和病情指数,防效达89%,同时可促进大豆根系生长,单株荚果数、粒数、粒重增加。芹菜苗浸根处理可显著延缓尖孢镰刀菌引起的萎蔫症状。

  经常使用甲壳素的作物还较少发生虫害。在昆虫刚孵化成幼虫时用甲壳素农药效果最好。甲壳素对各种蚜虫均有明显的触杀作用,蚜虫触药后4~12小时即死亡。美国马里兰MG0N0公司正在利用甲壳素生产的一种新型用于杀灭线虫的有机农药,可起到杀虫的作用,该农药无残留,对天敌的影响较小,能有效地保护环境和维持生态平衡。北京市土肥工作站在保护地施用甲壳素、石灰氮等具有药用功能的肥料,很大程度减少了化学农药的用量,对线虫病害具有较好的防治效果,同时可以改善根际微生态区系组成。连续施用药肥防治线虫病害,第一年可以减轻发病率40%,产量增加45%,品质明显改善;第二年可减轻发病率60%,产量增加32%,微生物区系明显改善。

  甲壳素可作为药物缓释剂,延长药物作用时间和减少用药量;还可在植物表面形成一层半透膜,阻止有害生物的入侵。甲壳素及其衍生物可作粮食、蔬菜作物等种子的处理剂,激发种子提前发芽,促进作物生长,提高抗病能力,从而提高作物产量。甲壳素作为种子处理剂用量少、成本低廉、无毒副作用。利用甲壳素的抗菌能力和改善土壤的作用,可将甲壳素及其衍生物和其他一些物质共同用做土壤改良剂。

  甲壳素进入土壤后可以大大促使有益细菌如固氮菌、纤维分解菌、乳酸菌、放线菌的增生,抑制有害细菌如霉菌、丝状菌的生长。它可使放线菌的数量增加近30倍,甲壳素可生物降解转化成优质的有机肥料,供作物吸收利用,同时可有效的改善土壤团粒结构,有效改良土壤,改善作物的生存环境,是一种多功能的土壤改良剂。

  甲壳素在植株表面形成薄膜,对病菌的侵害起阻隔作用,而且这层膜有良好的保湿作用和选择性透气作用。这些特性决定了甲壳素可以成为果蔬保鲜剂的最好原料。目前应用最多的是水果、蔬菜的保鲜。对猕猴桃、苹果、青椒、梨、番茄、黄瓜、柑橘、芒果,草莓等的研究发现,利用这一方法可以一定程度上延缓果实衰老,减少腐烂,延长贮藏时期。虽然甲壳素的保鲜效果不如气调、冷藏等传统的贮藏方法,但是它应用方便,价格低廉,无毒无害,作为一种辅助的贮藏方法是大有应用空间的。

  施用甲壳素还可提高作物的抗寒冷、抗高温、抗旱涝、抗盐碱、抗肥害、气害、抗营养失衡等抗逆性。譬如甲壳素诱导作物产生的多种抗性物质中,有些具有预防、减轻或修复逆境对植物细胞的伤害的作用;能促使作物生长健壮,健壮的植株自然也有较强的抗逆能力。

  甲壳素对作物的增产作用也是十分突出的,这是因为甲壳素可以激活、增强植株的生理生化机制,促使根系发达、茎叶粗壮,使植株吸收和利用水肥的能力以及光合作用等都得到增强。用甲壳素处理粮食种子可增产5%~15%;用于果蔬喷灌等可增产20%~40%或更多。其可改善作物品质,如增加粮食蛋白质和面筋的含量以及果蔬中糖的含量。由此可见,甲壳素及其衍生物在农业上可以用做生长调节剂、饲料添加剂、种子处理剂、农产品保鲜剂、农药载体、缓释剂、抗性诱导剂和食品添加剂等诸多方面,并且因其无毒、无害、无污染可安全降解等特点而具有广阔的应用前景。

  问:目前已报道甲壳素可诱导防治的的主要农业病害有哪些?

  甲壳素对细胞壁为甲壳质的真菌病害有诱导抗病作用,对细胞壁为纤维素的真菌病害没有诱导抗病作用。目前已报道甲壳素可诱导防治的农业主要病害有:

  小麦,赤霉病、白粉病、锈病;

  大麦,纹枯病、黑粉病;

  水稻,稻瘟病、恶苗病、立枯病;

  大豆,菌核病、叶斑病;

  油菜,菌核病、炭疽病;

  烟草,枯萎病、炭疽病、菌核病、蛙眼病;

  棉花,立枯病、炭疽病、枯萎病、根腐病;

  花生,炭疽病、白绢病;

  芸豆(菜豆),褐斑病、白粉病、炭疽病、锈病;

  西瓜,镰刀菌根腐病、丝核菌立枯病、叶枯病、白粉病、菌核病;

  黄瓜,霜霉病、白粉病、枯萎病、红粉病、叶点霉叶斑病;

  蕃茄,褐色根腐病、黑点根腐病、酸腐病、红粉病、斑点病、煤污病、白粉病、青霉果腐病、黑刺盘孢炭疽病;

  茄子,褐斑病、果腐病、黄萎病、赤星病、斑枯病、褐轮纹病、煤斑病、黑点根腐病等;甜椒、辣椒,苗期灰霉病、根腐病、黄萎病、白绢病等。

  问:甲壳素在种植业中使用的主要作用机理是什么?

  答:(一)对土壤生态环境的改善作用。

  (1)培养基作用。

  甲壳素是土壤有益微生物的营养源和保健品,是土壤有益微生物的良好培养基,对土壤微生物区系有良好的识别作用。经试验测定,灌根1次,15天后测定。有益菌:纤维分解细菌、自生固氮细菌、乳酸细菌增加10倍;放线菌增加30倍;有害菌:常见霉菌是对照的1/10,其它丝状真菌是对照的1/15。

  (2)有益微生物的综合作用。

  放线菌分泌出抗生素类物质可抑制有害菌(腐霉菌、丝核菌、尖镰孢菌、疫霉菌等)的生长。纤维素分解菌可加速土壤中有机质(有机肥、秸秆等)的矿化分解速度,分解成氮、磷、钾、微量元素及形成黄腐酸、褐腐酸等有机物质,为植物生长提供充足营养;自生固氮细菌可固定空气中的氮素,提高土壤中的氮素水平,减少氮肥的使用量。

  (3)改良土壤。

  微生物的大量繁殖可促进土壤团粒结构的形成,改善土壤的理化性质,增强透气性和保水保肥能力,从而为根系提供良好的土壤微生态环境,使土壤中的多种养分处于有效活化状态,可提高养分利用率,减少化学肥料用量。

  (4)螯合微量元素。

  甲壳素分子结构中含有-NH2(氨基),与微量元素铁、铜、锰、锌、钼等能产生螯合作用,使肥料中的微量元素有效态养分增加,同时使被土壤固定的微量元素养分释放出来,供作物吸收利用,从而提高了肥效。

  (二)对植物本身的整体调节和对细胞的活化作用。

  (1)诱导抗病抗逆性。

  甲壳素诱导植物的结构抗病性,如使植物的细胞壁加厚或木质化程度增强;可迅速活化细胞,短时间内诱导植物产生自身多种抗性物质,例如苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(PO)、多酚氧化酶(PPO),植保素等,病程相关蛋白如几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶等;诱导植物一系列防御反应,提高植物的抗病能力和抵御不良环境条件的能力。

  (2)对细胞的活化作用,诱导内源激素的整体调节。

  喷施于植物叶面上具有透气、保水之功效;喷施于叶面或施入土壤可促进根系细胞的分生,使根系发达,增强植物抗旱抗倒伏能力,茎节缩短粗壮,叶片浓绿润泽,显著提高光合作用,促进光合产物的定向运输。

  1991年,美国、欧洲的医学界和营养食品研究机构将甲壳素称为继蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质之后的人体必须的第六大生命要素。有学者提出甲壳素是植物生长发育的必需物质,给植物适当补充甲壳素,可提高植物对其它养分的吸收利用,从而提高产量,改善品质。

  问:甲壳素肥料的主要功效是什么?

  甲壳素肥料是以甲壳素为主要原料生产的肥料。1996年3月至2024年5月山东济南的一家甲壳素企业的生物专家和农业专家在系统研究了甲壳素与作物生长、发育的关系后发现,甲壳素既有肥料、农药、生长素的作用,又有改良土壤、改善品质、促进生根的作用;既有提高产量、提高农产品等级的作用,也有增强作物抗逆性、减少农药使用量的作用。2024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该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。从此中国农业史上又掀开了减少化肥、农药使用量,实现农业高产、优质、高效、无污染的新篇章。目前,国内许多农业出口基地、农业集团已将甲壳素肥料用于生产绿色食品、无公害食品、有机食品、出口食品的必备原料。

  当前,甲壳素肥料的主要功效表现在以下几方面:

  1、改良土壤,培肥地力,提高土壤中养分利用率,减少化学肥料用量。

  2、良好的生根保根效果,解除根系生长不良,有效解决重茬问题。

  3、显著的诱导植物抗病抗逆性,以生物防治取代化学防治,减少化学农药用量。

  4、降低根部病害的发生率,防治根结线虫。

  5、强化光合作用,提高品质,优极品率提高显著。

  6、双向调控,增产效果显著,长期使用产量较常规施肥提高。

  问:甲壳素肥料与传统意义上的肥料产品相比有何特点?

  答:目前,在农业生产资料市场上的肥料品种较多,除农民朋友大量使用和熟知的氮、磷、钾、钙、镁、硫及微量元素肥料外,2024年5月,中华人民共和国农业部已将甲壳素批准为商品肥料(有机可溶性肥料,2024年甲壳素、海藻酸等肥料均称为有机水溶肥料)。这不仅标志着我国肥料市场的繁荣和甲壳素肥料农业应用的开始,同时,也标志着甲壳素在农用技术、毒理卫生学、土壤学、植物生理学、农用分析和农用产品生产等方面都取得了突破性的进展。以甲壳素水剂和粉剂为例,针对我国粮食、油料、水果、蔬菜、花生、花卉等100多种作物,都有增产效果,其幅度为10~30%,同时,还能达到无公害农产品的标准。当前设施果品、设施蔬菜基地、无公害农产品基地及出口基地使用甲壳素肥料的经济效益为投资1元,收益10~20元。

  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。

  问:应怎样判断甲壳素肥料的使用效果?

  什么是眼前效果呢?前几年,农民朋友普遍有一种心态,害怕上当受骗,要求杀虫剂打上虫子最好马上就死,杀菌剂喷上病害立刻就好,肥料用上一天两天就要能看出效果来。心情可以理解,但要求不实际。这几年通过宣传引导和实际应用,人们逐渐明白了,见效快的不一定就是好,见效慢的并不一定不好。作为生物防治的杀虫和杀菌药剂虽然效果较慢,但是治疗比较彻底,而且长期用不易产生抗性,残留低,还可以保护环境。人生病了还需要有个疗程,有个治愈、恢复的过程,何况植物呢?现在人们都知道了,见效快的肥料里肯定是加了激素了,当然不是说加了激素就一定不好,短期效果可能好,产量高、效益好,但是长期来说,可能造成植株过早衰老,品质下降,畸型果多,售价低,从另外一个方面降低了效益。

  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。那么现在讲的甲壳素产品的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。

  问:为什么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?

  答: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**。简单地讲,甲壳素就是一种非常好的诱导抗性物质。

  植物病害笼统地分为真菌、细菌、病毒和线虫病害。真菌和线虫的细胞壁均含有甲壳素(几丁质)这种成分,当真菌和线虫攻击植物的时候,植物为抵御进攻,能够分泌出一种甲壳素(几丁质)酶来分解真菌和线虫的细胞壁。如果提前和经常使用甲壳素肥料,植物会误以为致病菌来了,这样就可以诱导植物自身产生多种抗性物质(苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(PO)、多酚氧化酶(PPO),植保素等,病程相关蛋白如几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶等),从而激活植物的抗病基因,使植物产生系统抗性,这些抗体可以长时间保持在较高水平。如果植物的抗病基因激活的早,植物已经做好了抵抗致病菌的准备,这样当致病菌(真菌、细菌、病毒、线虫等)再来侵染时,植物就不会得病。某些昆虫,例如蚜虫、白粉虱等的刺吸式口器含有几丁质(甲壳素)成分,当其吸取植物汁液时,大量的几丁质酶可以将其口器分解掉,所以使用过甲壳素肥料的作物蚜虫和白粉虱等很少光顾,有很好的趋避作用。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。

  另外,甲壳素有很好的促进伤口愈合的功能,利用甲壳素促进伤口愈合这个功能,现在的比较高级的疮可贴里面都添加了甲壳素,在农业上嫁接、整枝、打杈、苗木移栽、定植等这些农事活动造成的伤口是病菌浸染的一个重要渠道,通过使用甲壳素可以加快伤口愈合,就减少了致病的机会,所以发病率就大大降低了,发病也轻了。

  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。

  寿光是山东省的菜蓝子,甲壳素肥料在这里做的试验是比较多的,当地的农业专家和广大农民朋友都比较认可,其中有一个试验是山东省农业厅植保总站委托了寿光市植保站,在寿光的圣城一家农户大棚里做的,种的是黄瓜,试验课题是“一减双保”。所谓一减就是减少农药的用量,双保就是保护生态环境,保证产量和品质。当地农民的病害预防意识很强,有病没病,每周要打上一次药,因为建大棚不容易,投入资金很多,万一得了病虫害,就减产,减少收入,所以有病没病都得打,不打药不放心。后来动员他做试验,让他减少杀菌剂用量,减少一半,每周打一次杀菌剂改为半月打一次,中间加一次叶面喷施甲壳素粉剂,结果最后测定杀菌剂用量减少了50%,产量却增加25%,实际上试验是非常成功,这对生产无公害、绿色、有机农产品意义是非常大的。

  问:甲壳素肥料为什么灌根和冲施时这么少的用量却有这么好的肥效,为什么对根部问题(根腐、姜瘟、茎基腐、重茬、肥害、沤根、烧根、烂根、不生根等)有突出效果?

  答:作物生长的土壤,不单单是土壤颗粒构成的,土壤中更存在着巨量的微生物群体,这些微生物群体在作物的生长过程中起着至关重要的作用。根据微生物和作物的关系,人们将土壤中的微生物分为两类,一类叫做有益菌,一类叫做有害菌。所谓有益菌是对作物生长有益的,能够促进植株健康,增产和提升品质,所谓有害菌是危害植物的,引发植物病害,造成减产和品质恶化。科学家们提出一种微生物生存的“空间竞争理论”,也就是说某一个土壤空间中的食物是有限的,微生物要生存就必须通过食物获取能量,有益菌数量增多,有害菌数量必然减少,同样道理有害菌数量增加,有益菌数量必然减少。

  作为土壤有益微生物的激发因子,甲壳素能够在短时间内促使土壤有益微生物的大量繁殖,通过有益微生物(纤维分解细菌、自生固氮细菌、乳酸细菌;放线菌)的综合作用,土壤中有机质的矿化(释放出氮、磷、钾、中微量元素等)和腐殖化(形成黄腐酸、褐腐酸等)的速度加快,为植物提供更多营养,加快了土壤团粒结构的形成,土壤的理化性质得到改善,透气性和保水保肥能力增强,土壤中的养分处于有效活化状态,土壤肥力提高。具体来讲,纤维分解细菌的作用是将有机质(纤维素等)分解成小分子物质和矿物质,这样有机质才能被吸收利用,自生固氮细菌可以将空气中的氮变成作物可吸收利用的氮素营养,就像给土壤施入了氮肥。

  据测定,使用一次甲壳素肥料,土壤中的纤维分解细菌、自生固氮细菌增加近10倍,放线菌数量增加30倍。放线菌作为土壤中一类最重要的有益菌群被人们所重视,现在生产中使用的抗生素(如链霉素、中生菌素、阿维菌素等)均是不同种类放线菌的代谢产物,因此放线菌对于土壤微生态环境和根部病害的防控具有极为重要的意义。放线菌分泌出大量的抗性酶(几丁质酶等)来分解吸收甲壳素,从而使自身数量呈几十倍地增加,通过占据大部分土壤空间和分泌抗生素类物质、抗性酶等的双重作用抑制有害菌(如腐霉菌、疫霉菌、丝核菌、尖镰孢菌、霉菌、镰刀菌等)的生长繁殖,因此对由这些致病菌引起的根腐病、茎基腐病、疫病、猝倒病、立枯病、枯萎病、黄萎病等均有非常好的预防和抑制作用。

  甲壳素可显著促进根系细胞的分生,短时间内促使毛细根显著增多,根系发达,通过对作物进行叶面喷施和灌根、冲施等处理可有效促使根系发达,同时为根系创造良好的土壤环境,具有很好的生根养根保根效果。

  另外,像使用未腐熟的粪肥造成的烧根、因为定植期阴天浇水大造成的沤根、冬季大棚长期的连阴天造成的不生根和死棵、近年来频繁发生的腐霉菌引起根腐病、茎基腐病等病害、连年重茬种植造成的根系生育不良等,这些实际生产中的种种难题,以往没有很好的解决办法和防控措施。通过多年的推广实践证明,因为甲壳素能够调整土壤微生物区系、短时间内促根生长、诱导抗性等等的优良特性的综合作用,对根部的种种难题甲壳素都能起到相当好的作用,能够缓解、解决或辅助解决这些难题。可以说,甲壳素在根部病害、土传病害、重茬死棵等等根部问题的解决方面效果显著,得到了广大农业专家和农民朋友的认可,其应用面也越来越广,甲壳素在解决作物根部问题方面必将做出更多的贡献。

  问:甲壳素肥料防治根结线虫的机理是什么,与目前的线虫防治措施相比有何不同,能够达到何效果?

  答:根结线虫病害主要发生在多年种植的保护地蔬菜及大田的生姜、花生等作物上。保护地蔬菜因为多年的重茬种植和特殊的环境因素,造成根结线虫病害十分严重,已经成为制约保护地蔬菜发展的毁灭**害。保护地蔬菜投资大、收益高,因此根结线虫病害防治效果直接关系到收益的高低,防治措施不到位就会带来相当大的经济损失。发生线虫病害的菜农朋友们就很着急,“有病乱投医”,大量地使用国家明令禁止使用的高(剧)毒农药,使用各种各样的防治措施,但是根结线虫危害还是有增无减、危害越来越重。

  多年的根结线虫防治实践证明,根结线虫病害一旦发生很难根治,结合目前我国农业生产的实际情况,专家提出线虫防治必须改变观念,改变急功近利的做法,必须结合根结线虫自身的生长繁殖规律,有针对性的采取措施。把线虫防治措施作为常规措施,以防为主,只要将线虫的危害程度控制在一定限度之内,不造成作物减产和品质下降即可。检验线虫防治措施好坏的标准应当是作物产量不减、品质不降、投入不增加、产出效益不降低。

  目前根结线虫的防治措施可以分为三类,即物理防治、化学防治和生物防治。甲壳素与阿维菌素配伍使用防治根结线虫的方法(以下简称:甲壳素生物防治线虫措施)属于生物防治措施,作为生物防治措施的最大优势就是对环境和作物具有很好的安全性、相容性,有利于环境的不断改善和作物的健康生长,无任何毒副作用,且有相当好的增产效果。甲壳素生物防治线虫措施于2024年被纳入了山东省农科院承担的国家科技攻关课题,经过四年多时间的试验、调查、验证,该种防治措施的防治效果可以达到83%,与其它线虫防治措施相比,增产效果显著。

  甲壳素生物防治线虫措施能够达到如此好的效果,分析其内在原因,可用十二个字概括:机理独特、卵虫同防、标本兼治。简单地说,阿维菌素只触杀成虫,效果快,持效期短;甲壳素对卵和成虫都有效,效果慢,持效期长。

  甲壳素的作用机理主要有三点:

  (1)甲壳素可以诱导作物产生一种几丁质酶来分解吸收线虫和卵壳中的甲壳素使线虫体壁和卵壳溶解掉,从而导致线虫和虫卵死亡,提前和经常在作物上使用甲壳素可诱导几丁质酶的数量长时间保持在较高水平,达到预防线虫的目的。

  (2)甲壳素施入土壤后,能在短时间内培养起大量的放线菌等有益菌群,这些有益菌群分泌出的大量抗生素类物质和抗性酶(几丁质酶等)可直接抑制线虫和虫卵,同时抑制腐霉菌、疫霉菌、丝核菌、尖镰孢菌、霉菌、镰刀菌等有害菌群,从而减轻因线虫危害造成的有害菌的复合侵染,减轻“死棵”。

  (3)甲壳素具有强大的生根养根作用,促进根系细胞的分生,使毛细根快速增多,减少沤根、死根和腐烂根的出现,促使根系发达。因此当作物在生长或结果盛期出现线虫危害时,通过灌根处理可以使作物重新恢复生机,保持正常生长状态,因此能够将线虫危害带来的损失降到最低。

  问:为什么使用甲壳素肥料后瓜果蔬菜恢复了原有的风味?

  答:瓜甜果香、蔬菜口感好说到底是一个内在品质的问题,好看就是指果型、色泽、大小等外在品质。作为内在品质的提升最关键的原因就是果实中的光合产物多了,风味物质形成了,果实营养全面了。作物叶片利用水分和二氧化碳,在阳光的作用下合成碳水化合物,这就是光合作用,这些碳水化合物进一步合成淀粉、蛋白质、维生素等营养物质输送到果实贮藏起来;输送到根系,为根系吸收各种营养提供能量等等。

  通过多年对甲壳素的追踪研究,我们发现,甲壳素肥料对于作物来讲,它的一个最重要的作用就是能够纠正作物的不良生长状态,调整作物的长势至最适宜的水平,使作物始终处于一个最佳生长状态易形成风味物质。山东省葡萄酿酒研究所测定,使用甲壳素的葡萄叶片光合速率提高60-80%,光合速率高了,单位时间内制造出的光合产物自然就多了。甲壳素对作物具有双向调控的作用,一方面可以使作物生长壮而不旺,如弱苗通过灌根和叶面喷施可以促使根系新发,使弱苗变壮。如植株徒长,通过灌根和叶面喷施促使根系发达,茎节缩短,控制旺长;另外一方面可以协调营养生长与生殖生长的矛盾,如作物处于开花结果期,可以提高开花质量和座果质量,促使光合产物更多地运输到果实等。

  有些学者提出,甲壳素是作物生长发育必需的一种营养物质,根据“木桶理论”,给作物补充甲壳素可以提高作物对大量、中量、微量元素等营养成分的吸收利用率。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。

  问:甲壳素在国际农业中的应用如何?

  答:对甲壳素的开发国外从30年代就开始了,主要有美国、德国、**及韩国等,其中**开发的力度最大,已成为世界上第一甲壳胺的生产大国,欧洲及美国的营养学界称甲壳胺为六大要素之一,并投入大量人力、物力、财力开发生产以甲壳胺为主要原料的产品,其中部分产品投放市场后,受到广大消费者的欢迎。现在国际上甲壳素年**额已超过20亿美元。1982年4月****农水省制定了“未利用生物资源”的十年研究开发计划(1983-1992)。1985年文部省拨款60亿日元,资助全国13所大学及医疗机构,利用10年时间,上千人从事有关甲壳素的开发利用与基础研究,取得了长足的进展,开发的产品用于农业生产,为提高中国对日农产品的质量,目前**已将其开发的甲壳素产品推广到中国对日出口基地中。韩国多年来对甲壳素在农业上的应用也是突飞猛进,不但有专门应用于农业生产的甲壳素产品,还将利用甲壳素生产出的产品单独打出品牌,如甲壳素西红柿、甲壳素黄瓜等,韩国对甲壳素在种植业的认可程度由此可见一斑。近年来美国、加拿大也将甲壳素用于设施农业的生产中,如在水培营养液中添加甲壳素已达到改善品质减少病害的作用。

  我国对甲壳素的开发和研究进行的比较晚,从80年代才开始生产甲壳素,由于我国具有丰富的甲壳素生产原料,因而生产量也比较大,1998年甲壳素产量已达到3000吨,但是以粗加工产品为主,主要面对国外市场,目前,人们已意识到甲壳胺具有优异的物化性质、生物相容性和生理活性,对于甲壳素的应用也开始起步,高附加值和高技术含量的甲壳素产品已经成为国内争相开发的热点。

  近年来,中国农业对甲壳素的认识逐渐深入,出现了许多甲壳素农资产品,如肥料、农药等,还出现了以甲壳素命名的产品如甲壳素红枣、甲壳素鸡蛋等,不但成为出口创汇的招牌,甲壳素还成为击破出口壁垒的锐利长矛。

  问:为什么使用甲壳素肥料具有投入产出比高,整体效益显著增加的特点?

  答:甲壳素肥料具有诱导作物抗性,改善土壤环境,增强作物光合作用,提升作物品质的综合作用。

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  :温泽泽