– Chitosan kháng virus, kháng vi khuẩn, kháng nấm, kháng một số côn trùng. Do đó, nó thường được ứng dụng trong kiểm soát bệnh hại.
– Bảo quản hạt giống, tăng khả năng nảy mầm của hạt giống cũng như cải thiện sức sống của cây trồng, hạn chế nấm bệnh gây hại.
– Là phân bón qua lá giúp cây giảm thoát hơi nước, tăng sức chống chịu khô hạn
– Cải tạo đất, hạn chế vi sinh vật gây hại trong đất, đồng thời kích thích các vi sinh vật có ích phát triển.
1/ Bảo quản nông sản sau thu hoạch.
Trong nông nghiệp, chitosan thường được sử dụng như là một cách xử lý hạt giống tự nhiên và tăng trưởng thực vật tăng cường, và như là một chất biopesticide sinh thái thân thiện làm tăng khả năng bẩm sinh của cây trồng để bảo vệ mình chống lại nhiễm trùng nấm. Các kiểm soát sinh học tự nhiên thành phần hoạt tính, chitin / chitosan , được tìm thấy trong vỏ của các loài giáp xác như tôm hùm, cua, tôm, và nhiều sinh vật khác, bao gồm cả côn trùng và nấm. Nó là một trong những vật liệu phân hủy sinh học phong phú nhất trên thế giới.
Ứng dụng Chitosan cho các cây trồng và các loại cây trồng được quy định bởi EPA (cơ quan bảo vệ Môi sinh Hoa Kỳ), và Chương trình hữu cơ quốc gia của USDA (Bộ Nông nghiệp Mỹ) điều chỉnh việc sử dụng nó trong các trang trại được chứng nhận hữu cơ và các loại cây trồng. EPA chấp thuận, các sản phẩm chitosan phân hủy sinh học được phép sử dụng ở ngoài trời và trong nhà trên cây trồng, cây trồng thương mại và người tiêu dùng.
Khả năng kiểm soát sinh học tự nhiên của chitosan không nên nhầm lẫn với những ảnh hưởng của phân bón hay thuốc trừ sâu đến cây trồng hoặc môi trường. Chitosan- thuốc trừ sâu sinh học đại diện cho một tầng lớp mới về kiểm soát sinh học hiệu quả các loại cây trồng cho nông nghiệp và rau quả.
Các chế độ kiểm soát sinh học tác động của chitosan gợi phản ứng phòng thủ bẩm sinh tự nhiên trong thực vật để chống côn trùng, mầm bệnh, và bệnh trong đất truyền qua khi áp dụng để phun lên tán lá hoặc vào đất. Chitosan tăng quang hợp, thúc đẩy và tăng cường sự tăng trưởng thực vật, kích thích sự hấp thu chất dinh dưỡng, làm tăng sự nảy mầm và nảy mầm, và làm tăng sức sống thực vật.
Khi được sử dụng như xử lý hạt giống hoặc lớp phủ trên bông, ngô, khoai tây giống, đậu tương, củ cải đường, cà chua, lúa mì và nhiều hạt khác, nó gợi ra một phản ứng miễn dịch bẩm sinh trong việc phát triển rễ, phá hủy tuyến trùng bào nang ký sinh mà không làm tổn hại đến tuyến trùng có ích và sinh vật.
Ứng dụng nông nghiệp của chitosan có thể làm giảm căng thẳng môi trường do hạn hán, tăng cường sức sống hạt giống, nâng cao chất lượng, tăng năng suất và giảm sâu trái cây các loại rau, hoa quả và các loại cây họ cam quýt. Ứng dụng trong làm vườn của chitosan tăng nở hoa và kéo dài cuộc sống của hoa cắt cành. Lâm nghiệp Mỹ đã tiến hành nghiên cứu trên chitosan để kiểm soát mầm bệnh trong cây thông và tăng nhựa sân chảy và chống bọ phá hoại thông.
CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA CHITOSAN
Cơ chế chống bệnh hại của Chitosan chủ yếu bao gồm:
Hoạt tính trực tiếp chống lại mầm bệnh
Hoạt tính trực tiếp của chitosan trong việc kháng virut chủ yếu ở khả năng chitosan bất hoạt quá trình sinh sản của virut. Nó thâm nhập vào mô tế bào cây, liên kết chặt chẽ với các acid nucleic và gây ra một loạt các thương tổn và gây ức chế lựa chọn. Ngay lập tức, ức chế có chọn lọc này có thể bất hoạt các mRNA mã hóa các gen cần cho quá trình điều trị thương tổn của vi khuẩn.
Ngược lại, các nấm, vi khuẩn, oomycete và các côn trùng khác, chitosan tác động thông qua cơ chế gia tăng khả năng đề kháng của cây, giúp cây tiết ra các kháng thể chống lại sự xâm nhập của nấm, vi khuẩn, oomycete.
Hàng rào vật lý quanh vị trí xâm nhập mầm bệnh
Khi chitosan xâm nhập vào mô cây, thường kết dính quanh các vị trí xâm nhập và có 3 tác động chính:
1 – Tạo lập hàng rào cách ly vị trí xâm nhập để tránh mầm bệnh lây lan và bảo vệ các tế bào khỏe mạnh khác. Tại vị trí cách ly, cây sẽ nhận biết để kích thích sự phản ứng nhạy cảm giúp tiết ra H2O2để giúp tăng cường thành tế bào và báo động cho các tế bào bên cạnh.
2 – Chitosan liên kết các kim loại khác nhau và giúp kích hoạt nhanh chóng quá trình làm lành vết thương.
3 – chitosan có điện tích dương, vi khuẩn có điện tích âm do đó chitosan kết dính với vi khuẩn gây ra quá trình rò rỉ protein và các cơ quan nội bào của vi khuẩn, khiến vi khuẩn bị tổn thương nghiêm trọng và chết.
Khả năng tạo chelate với dinh dưỡng và khoáng chất
Chitosan có khả năng liên kết các kim loại và khoáng (như Fe, Cu) giúp tránh mầm bệnh xâm nhập, gây ức chế quá trình sinh sản và tạo ra độc tố. Chitosan còn tạo phức với mycotoxin (độc tố do nấm tiết ra), giúp giảm tổn hại ở tế bào chủ do độc tố nấm.
Chất tăng cường làm lành vết thương
Vì khả năng bám chặt vào màng sinh học và các phân tử sinh học cùng với điện tích dương, chitosan cung cấp khả năng làm lành vết thương nhanh chóng khi có tổn hại cơ học hay mầm bệnh tấn công.
Vì là chất kích hoạt, chitosan hoạt hóa quá trình tổng hợp và hình thành một loạt các protein PR và các protein bảo vệ trong đó có phenylalanine ammonia-lyase và peroxidase. Hai emzyme này giúp tổng hợp và xây dựng lên ma trận lignin và hình thành tyllose, những chất đóng vai trò quan trọng trong làm lành vết thương.
Kích thích cơ chế phòng thủ của cây trồng:
Chất kích hoạt là các chất có khả năng kích thích các phản ứng bảo vệ khi được đưa vào các mô tế bào cây (như oligosaccharit, glycoprotein, peptit và lipit). Các chất kích thích oligosaccharit bao gồm oligoglucan, oligochitin, oligochitosan và oligogalacturonic.
Khi cây trồng được tăng cường cơ chế bảo vệ sẽ chịu được sự tấn công mầm bệnh, nhanh chóng khoanh vùng tế bào bị chết và tạo ra các chất sinh hóa xung quanh tế bào bị chết. Các cơ chế này bao gồm tạo ra các oxygen hoạt tính, thay đổi cấu trúc tế bào, tổng hợp các protein kháng thể và tổng hợp sinh học phytoalexin.Chitosan là chất có khả năng kích hoạt các cơ chế phòng thủ của cây. Khi sử dụng chitosan, cây trồng sẽ có một loạt biến đổi về vật lý và sinh lý học.
Thay đổi vật lí là sẽ giảm khe hở khí khổng, giảm khả năng tiếp cận của nấm vào mô tế bào lá (sự giảm khe hở của khí khổng sẽ giúp cho cây tăng khả năng kháng hạn do giảm bốc thoát hơi nước qua đường khí khổng). Các tế bào bảo vệ của lá sẽ tạo ra H2O2, để phản ứng lại với sự giảm khe hở khí khổng. Nồng độ acid phenolic trong lá, đặc biệt ferulic acid sẽ gia tăng đáng kể khi gia tăng nồng độ chitosan.
Nồng độ lignin trong lá cũng sẽ tăng cao. Các tiền chất của lignin như p-courmaric, ferulic acid, sinapoc acid và phenolic acid có khả năng kháng khuẩn đều bị kích hoạt bởi chitosan. Bản thân các oligogalacturonic là sản phẩm của quá trình phân giải thành tế bào cây do enzyme pectic của vi khuẩn tiết ra do đó khiến cây tạo ra cơ chế bảo vệ. Ngoài ra, chitosan là thành phần tìm thấy của nhiều loại nấm. Nên khi các olgigosaccharit giải phóng khỏi chitosan sẽ giúp kích thích cơ chế bảo vệ của cây.
Nguồn: huucosinhhoc.com