酵素在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

柳中浩，張福順,2

(1.黑龍江大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生態(tài)環(huán)境學(xué)院，哈爾濱 150080；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部甜菜品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心，哈爾濱 150080)

0 前言

酵素在我國有著悠久的歷史，據(jù)我國古代史料記載，早在《黃帝內(nèi)經(jīng)》中便有“醍醐治百病”一說，此“醍醐”的本質(zhì)便為現(xiàn)代意義的酵素。發(fā)展至今，我國生物酵素的相關(guān)研究和應(yīng)用已經(jīng)取得很多成果。同時不可避免的存在著一些突出的制約性因素和問題。例如，對于物料的最優(yōu)化選擇、酵素生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)及其應(yīng)用的重點領(lǐng)域、投放市場上的產(chǎn)品品質(zhì)和質(zhì)量良莠不齊等問題都亟待解決。

近年來許多酵素產(chǎn)品作為保健食品在市場上已經(jīng)屢見不鮮，因其具有豐富的營養(yǎng)成分，受到許多消費者的親睞。酵素對農(nóng)作物和動物更有著很好的營養(yǎng)補充作用，對植物來說，酵素肥料能使植物更好地生長發(fā)育，且不會對生態(tài)環(huán)境造成污染；對于動物來說，酵素飼料能提高動物的消化率，進而提高飼料報酬率。所以，酵素的研究和應(yīng)用具有很大的價值，研究空間也十分廣闊。

1 酵素的特點

酵素通常是指以動物、植物和微生物菌類等為原料，經(jīng)自然或人工發(fā)酵制取得到的含有特定的生物活性物質(zhì)的產(chǎn)品。因為酵素是以動物、植物以及微生物菌類為原料發(fā)酵而來，所以其含有發(fā)酵原料本的多種維生素、多酚、黃酮、酶等營養(yǎng)物質(zhì)的同時，還含有通過自然發(fā)酵或人工發(fā)酵產(chǎn)生新的活性成分物質(zhì)，營養(yǎng)成分更為豐富；酵素中的活性小分子物質(zhì)更容易為機體吸收，調(diào)節(jié)機體的新陳代謝；酵素產(chǎn)品大多安全穩(wěn)定，其制成的酵素肥料施用方便,可以作為基肥(追肥、底肥、鐘肥)、沖施肥、葉面肥等，施用便捷，且制取物料多為植物，對于生態(tài)環(huán)境污染小、安全性及穩(wěn)定性好；酵素可改良土壤環(huán)境及微生物群落，防止土壤板結(jié)；對病蟲草鼠害有一定防治作用，且有機質(zhì)的含量豐富，能及時補充作物所需的營養(yǎng)元素，促進作物的生長發(fā)育和促進莖稈健壯，增加干物質(zhì)的積累，增進作物結(jié)實率的提高。

2 酵素對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的作用

2.1 酵素能夠提高作物結(jié)實率，提升作物的產(chǎn)量

酵素中不僅含有作物生長發(fā)育所需的氮、磷、鉀等必需元素，而且含有大量維生素、多酚、萜類、木質(zhì)素、類黃酮、鞣質(zhì)等活性物質(zhì)，必需元素與活性物質(zhì)相互作用，能夠促進作物生長發(fā)育，對提高作物結(jié)實率進而提高作物產(chǎn)量具有一定的積極作用。相關(guān)研究表明，施用酵素的營養(yǎng)液能夠使得根系深扎，活力強，植株健壯，同時還可增強光合作用，加強養(yǎng)分積累，增產(chǎn)顯著。根據(jù)李潔等的研究，植物酵素對黃瓜的生長具有明顯的促進作用，能顯著降低黃瓜的發(fā)病率，增產(chǎn)23.49%。

2.2 酵素能夠使作物更好利用農(nóng)業(yè)資源

酵素營養(yǎng)液根據(jù)作物的生態(tài)和生理特性，能夠使作物既有利于利用農(nóng)藥、化肥、農(nóng)機等社會資源，又有利于充分利用太陽光、水、熱、氣和土等自然資源。又據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，噴施酵素營養(yǎng)液能使農(nóng)作物對太陽能和其他輔助能的利用率提高18.2%。

2.3 酵素能夠改善作物的品質(zhì)

衡量作物品質(zhì)的指標(biāo)是其所結(jié)的果實中含有淀粉、維生素、還原糖和蔗糖等可溶性糖、有機酸、單寧、酯類、以及果膠的相關(guān)含量。酵素營養(yǎng)液中的有效活性物質(zhì)能夠提高果實中蛋白質(zhì)、糖類、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)的含量。根據(jù)武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所黃興學(xué)等的研究，噴施植物酵素對莧菜的生長具有促進作用，改善了莧菜蛋白質(zhì)、可溶性糖和維生素C含量等品質(zhì)指標(biāo)，增加了17.7%。

2.4 酵素能夠?qū)Ψ乐尾∠x草鼠害產(chǎn)生一定作用

長期以來，化學(xué)防治一直在作物病蟲草鼠害的防治中起著主導(dǎo)作用，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對農(nóng)藥的日漸依賴，施藥者時常任意提高施藥濃度、增加施藥次數(shù)，這些不合理的用藥現(xiàn)象普遍存在。酵素營養(yǎng)液中含有許多有益的微生物菌群，能夠?qū)Ψ乐无r(nóng)作物病蟲草鼠害起到一定積極作用。根據(jù)諶江華等的研究，大蒜、洋蔥和生姜的發(fā)酵液對朱砂葉螨的趨避作用較好，分別達到68.0%，53.3%和52.3%。

2.5 酵素能夠改良土壤結(jié)構(gòu)，使作物均衡利用土壤養(yǎng)分

作物的生長發(fā)育、抗逆、抗害和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)都需要有一個適宜的土壤結(jié)構(gòu)，利于調(diào)節(jié)水氣矛盾，及時通氣排水，調(diào)節(jié)水肥供應(yīng)，實現(xiàn)保水保肥，并有利于根系在土壤中穿插等。酵素營養(yǎng)液中的多種有機活性物質(zhì)可使表層的土壤松散，做到土肥相融合，實現(xiàn)土肥一體，連續(xù)增加土壤中的有機膠結(jié)質(zhì)，對改良土壤結(jié)構(gòu)，是作物均衡利用土壤中的養(yǎng)分，促進水穩(wěn)性團粒的形成有十分重要的意義。連續(xù)使用酵素營養(yǎng)液，可以不斷補充有機質(zhì)，供給形成團粒結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。很多優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)田的耕作層均具有良好的團粒結(jié)構(gòu)和較高肥力特性。根據(jù)李絲絲等的實驗研究，施用環(huán)保酵素可使土壤中有效磷的含量最多增長15.99%。

3 展望

3.1 加強對酵素營養(yǎng)液的應(yīng)用性和前瞻性研究，深入地研究以植物、動物以及微生物為原料的發(fā)酵機理。掌握自然發(fā)酵和人工發(fā)酵過程中化學(xué)反應(yīng)的區(qū)別，研究物料在發(fā)酵過程中的變化，通過研究不同物料配比下的發(fā)酵效率，選取最優(yōu)化的物料配比。

3.2 通過優(yōu)化酵素發(fā)酵的工藝流程，使其生產(chǎn)逐漸向?qū)I(yè)化和規(guī)?；l(fā)展。由于市場消費等級和消費水平的提高，使酵素生產(chǎn)行業(yè)的規(guī)范度和集中度提升，對農(nóng)業(yè)的貢獻度也會不斷地增強。

3.3 盡管酵素行業(yè)在國內(nèi)處于發(fā)展初期，目前深入人心的本土酵素品牌較少。但是隨著消費者對酵素產(chǎn)品的認識加深，對其功效更加了解，以及行業(yè)規(guī)范程度的提升，國內(nèi)酵素生產(chǎn)企業(yè)有望依據(jù)本土豐富的蔬菜、水果、茶以及草藥作為原料來生產(chǎn)具有中國民族特色的酵素產(chǎn)品，消費者對自主生產(chǎn)的酵素產(chǎn)品也更加認可。因此我們可以期待的是，未來將有大批自主品牌應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。

3.4 通過研究酵素營養(yǎng)液各種有機質(zhì)含量、微生物菌類群落對作物生長發(fā)育、防治病蟲草鼠害、提高作物品質(zhì)、改良土壤等影響，建立不同種類酵素營養(yǎng)液產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)酵素產(chǎn)品專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。

3.5 通過探究酵素最佳的制備工藝流程，為改進酵素產(chǎn)品的加工工藝提供理論依據(jù)，對實現(xiàn)酵素資源的高效利用和發(fā)酵工藝的優(yōu)化具有重要意義。通過研發(fā)發(fā)酵、存儲、施用等標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備，實現(xiàn)從發(fā)酵到應(yīng)用的規(guī)?；?、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、集約化生產(chǎn)。

3.6 發(fā)展多種功效的酵素產(chǎn)品，比如環(huán)保植物酵素、食用植物酵素和日化植物酵素(可用作洗滌劑)等。酵素產(chǎn)品的種類會更加細化，分類標(biāo)準(zhǔn)也會更加詳細合理。