蛋白水解物與氨基酸
蛋白水解物主要是由植物源（種子、農作物稭稈）和動物源（膠原、上皮組織）殘留物通過酶解法、化學法或熱水解法得到的産物，以及工農業副産品水解得到的氨基酸、多肽、蛋白混合物以及一些含氮化合物（如甜菜堿、多胺、非蛋白氨基酸）。植物根部通過吸收和轉運蛋白質水解的氨基酸和小肽，調節植物的新陳代謝和生理生化反應，促進種子萌發與根系發育，增強營養物質吸收，提高植物的抗逆性進而提高農作物的産量。
蛋白質水解物通過多種機制刺激植物的生長。一種機制是植物的根部和葉片直接吸收蛋白質水解物，這些物質進入植物體内，再轉移到植物其他組織部位，直接參與蛋白質的合成和形成其他含氮化合物，促進植物的生長。另一種機制是植物的根系能夠利用特殊氨基酸和小肽的螯合和配位功能，結合可利用的營養元素，提高營養物質的使用率，來促進植物的生長和提高作物的産量。例如，脯氨酸具有抗氧化活性，通過清除自由基保護植物組織免受活性氧暴發帶來的脅迫；脯氨酸等氨基酸還具有螯合作用，通過減少重金屬元素對植物的毒害來緩解環境壓力；也有助于微量元素的轉運和吸收。
幾丁質、殼聚糖及其衍生物
幾丁質是海洋甲殼動物的外殼和許多真菌細胞壁的組成成分，是由N-乙酰氨基葡萄糖通過β-1,4糖苷鍵連接配接形成的線性多聚糖（圖3A）。殼聚糖是幾丁質的脫乙酰化的産物，而殼寡糖是殼聚糖的降解産物（圖3B）。幾丁質和高分子量的殼聚糖溶解性很差，而低分子量殼聚糖和殼寡糖具有良好的水溶性，是以在農業生産得到廣泛應用。幾丁質、殼聚糖及其衍生物作為生物刺激素，可通過增加植物細胞滲透性來提高營養物質吸收，促進根系發育、提高植物光合作用、調節作物生長和誘導植物抗病性。另外，殼聚糖還能抑制土壤中病原菌的生長，同時可有效改善土壤團粒結構，進而提高作物的産量和品質。
圖3 幾丁質（A）和殼聚糖（B）的分子結構圖
幾丁質及其衍生物可以誘導植物産生廣譜抗菌性，阻止細菌侵入植物體内或直接殺死細菌，其主要的作用機理是通過誘導植物相關防衛基因的表達，使植物表現為細胞壁的加厚和木質化、胼胝質形成等，阻止細菌的侵入；幾丁質及衍生物還可以誘導植物産生抗性蛋白和植保素等，抑制病原菌的生長。此外，幾丁質盡管在提高種子發芽率和機體免疫力方面與殼寡糖相似，但是在營養物質的定向運輸調控上是不同的。幾丁質還能調節營養物質定向運輸至果實、種子等處，能改善作物的品質。
殼寡糖是由幾丁質經過生物酶催化和脫乙酰化加工得到的，結構為2～10個D-氨基葡萄糖以β-1,4糖苷鍵連結的低聚糖。與殼聚糖相比，殼寡糖的分子量低，水溶性較好，生物活性高。殼寡糖作為一類生物刺激素，能夠誘導植物免疫系統使植物獲得或提高對病菌的抗性及抗逆性。在目前的農藥行業中有潛在的優勢，在農業應用方面發展速度更快。殼寡糖通過調節植物基因的開啟和關閉來調節體内相關激素及酶等物質的合成，進而來調節植物生理，可促進作物的根、莖、葉發育，表現為根系更為發達。與對照相比，用殼寡糖進行葉面噴施處理的小麥中脯氨酸、還原糖等低溫抗性相關次生代謝物出現累積，葉片中葉綠素的含量增加，抗倒伏、抗旱、抗寒等抗逆能力的增強和光合作用強度的提高。
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