新型植物源抗病肥料的绿色制备技术研究

一、引言

在农业生产中，病虫害一直是影响作物产量与品质的重要因素。传统化学农药和肥料的大量使用，虽在一定程度上控制了病虫害、提高了作物产量，但也带来了环境污染、土壤质量下降、农产品农药残留超标等诸多问题，严重威胁生态平衡与人类健康。在此背景下，开发环境友好、高效安全的新型农业投入品成为农业可持续发展的迫切需求。新型植物源抗病肥料应运而生，其以植物为原料，通过特定绿色制备技术获得，不仅能为作物提供养分，还具备显著的抗病功能，符合现代绿色农业发展方向，具有广阔的研究与应用前景[1]。

二、新型植物源抗病肥料概述

2.1 概念与特点

新型植物源抗病肥料是指利用植物中含有的具有抗病活性的成分，如植物抗菌肽、生物碱、黄酮类、萜类等物质，经过提取、加工等绿色工艺制备而成的肥料产品。与传统肥料相比，具有独特优势。其一，绿色环保，原料来自植物，生产过程遵循绿色化学原则，减少对环境的污染与破坏；其二，具有多重功效，既能为作物生长提供氮、磷、钾及微量元素等营养物质，又能激发作物自身防御机制，提高抗病能力，还可改善土壤微生态环境；其三，安全性高，植物源成分相对温和，在农产品中残留低，保障了农产品质量安全，降低对人畜健康的潜在风险；其四，作用机制多样，通过直接抑制病原菌生长、诱导植物产生系统抗性、调节植物生长发育等多种途径发挥抗病增产效果。

2.2 作用机制

2.2.1 直接抗菌作

植物源抗病肥料中的某些活性成分能够直接作用于病原菌，破坏其细胞结构和生理功能。例如，一些生物碱可与病原菌细胞膜上的特定受体结合，改变细胞膜通透性，导致细胞内物质外流，从而抑制病原菌生长繁殖；萜类化合物能够干扰病原菌的呼吸代谢过程，使其能量供应受阻，无法正常生长。

2.2.2 诱导植物系统抗性

部分植物源活性物质可作为激发子，诱导植物产生系统抗性（Systemic Acquired Resistance，SAR）和诱导系统抗性（Induced Systemic Resistance，ISR）。当植物感知到这些激发子后，会启动一系列信号传导途径，激活植物体内的防御基因表达，促使植物合成并积累植保素、病程相关蛋白等抗菌物质，增强植物对病原菌的抵抗能力[2]。

2.2.3 调节植物生长发育

植物源抗病肥料中的营养成分和活性物质能够调节植物的生长发育过程，使植物生长健壮，增强自身对病虫害的抵御能力。比如， 些植物生 促进植 根系生长，提高根系对养分和水分的吸收能力；某些氨基酸、多肽等成分能够参与植物的新 谢 ，调节植物的光合作用、呼吸作用等生理过程，从而提升植物的整体健康水平。

三、绿色制备技术研究

3.1 植物活性成分提取技

3.1.1 水浸提法

水浸提法是一种较为传统且常用的提取植物活性成分的方法。其原理是利用植物活性成分在水中的溶解性，将植物原料与水按一定比例混合，在适当温度下进行浸泡、搅拌，使活性成分溶解于水中，然后通过过滤、离心等手段分离提取液。该方法具有设备简单、成本低、无污染等优点，但提取效率相对较低，且对于一些在水中溶解度较小的活性成分提取效果不佳。例如，在提取具有抗逆防病功能肥料中的地榆、海风藤、艾叶有效成分时，采用 80 - 100℃浸提 5 - 20min，浸提 3 - 4 次，加水量为原料总质量的 3 - 6 倍，可得到一定浓度的提

取液。

3.1.2 有机溶剂提取法

有机溶剂提取法是利用相似相溶原理，选择合适的有机溶剂（如乙醇、丙酮、石油醚等）对植物原料进行浸泡或回流提取，使植物活性成分溶解于有机溶剂中。该方法能够有效提取多种类型的活性成分，提取效率较高，但存在有机溶剂残留、成本较高以及对环境有一定污染等问题。为降低有机溶剂残留，常采用减压蒸馏、旋转蒸发等方法对提取液进行浓缩和除杂。例如，在提取某些植物中的黄酮类化合物时，常用乙醇作为提取溶剂，通过控制提取温度、时间和乙醇浓度等条件，可提高黄酮类化合物的提取率。

3.1.3 超临界流体萃取法

超临界流体萃取法是利用超临界流体（如二氧化碳）在临界温度和压力附近具有特殊溶解性能的特点，对植物活性成分进行萃取。超临界流体具有类似气体的扩散性和液体的溶解性，能够快速渗透到植物组织内部，溶解目标活性成分。萃取完成后，通过降低压力或升高温度使超临界流体气化，从而实现活性成分与萃取剂的分离。该方法具有萃取效率高、产品纯度高、无有机溶剂残留、操作条件温和等优点，但设备投资较大，对操作技术要求较高。在提取植物源精油、生物碱等活性成分方面具有良好应用前景。

3.2 发酵制备技术

3.2.1 微生物发酵

微生物发酵是利用微生物（如细菌、真菌、放线菌等）在生长代谢过程中产生的酶和代谢产物，对植物原料进行分解、转化，从而制备植物源抗病肥料的方法。微生物发酵可将植物原料中的大分子物质降解为小分子物质，提高肥料的有效性和利用率；同时，微生物在发酵过程中还能产生多种具有抗菌、促生长等功能的代谢产物，增强肥料的抗病和促生性能。例如，利用枯草芽孢杆菌对植物秸秆进行发酵，可将秸秆中的纤维素、半纤维素等物质分解为有机酸、氨基酸等小分子物质，同时枯草芽孢杆菌产生的抗生素类物质对病原菌具有抑制作用。在发酵过程中，需要控制好发酵温度、湿度、pH 值、通气量以及微生物接种量等条件，以确保发酵过程顺利进行。

3.2.2 植物细胞发酵

植物细胞发酵是在体外模拟植物体内环境，利用植物细胞的生长和代谢特性，生产植物源活性物质的技术。通过培养特定植物细胞系，在适宜的培养 条件 使植物 增殖并合成目标活性成分。与传统提取方法相比，植物细胞发酵具有生 过调控培养条件提高活性成分产量等优点。例如，通过培养拟南芥 pepr1 pepr2 双 胞 ，并在培养体系中添加 5nm flg22 诱导悬浮细胞 立A 植物抗菌肽特肥，经超滤膜过滤、 冷冻干燥等 得富含植物抗菌肽的肥料制剂。但植物细胞发酵技术对设备和培养条件要求较高，成本相对较高，目前在实际应用中还存在一定局限性。

四、结论

新型植物源抗病肥料作为一种绿色、高效、多功能的农业投入品，具有广阔的应用前景。其绿色制备技术涵盖植物活性成分提取、发酵制备、肥料复配等多个环节，每种技术都有其独特优势和适用范围。通过这些技术制备的植物源抗病肥料在抗病效果、促进作物生长以及环境效益等方面表现出色，能够有效解决传统农业生产中化学农药和肥料带来的诸多问题，符合农业可持续发展的要求。

参考文献

[1]曹亮亮,孟秋峰,沈小龙,等. 新型植物生长调节剂二氢卟吩铁在单季茭白上的应用效果 [J]. 长江蔬菜,2025, (10): 54-57.

[2]王晓念,吕敏,凡欣雨,等. 植物蛋白的新型提取技术功能特性与改性及应用现状研究新进展 [J]. 农业与技术, 2025, 45 (09): 1-5.