植物多酚在环境保护与农业生产中的应用分析

边缘

植物多酚，也被称为植物单宁，主要是植物体中所具有的一种次生代谢物，同时还具有多元酚结构。植物多酚存在于植物的叶、根、皮和果中，和其它物质相比，其存在的含量仅仅少于半纤维素、纤维素以及木质素。人类对植物多酚的认识，最早只是发现动物皮与某些种类的植物用水一起浸泡后会逐渐转变成革，这种革所具有的特性和植物的涩性十分相似。直到18世纪末，人类才用“单宁”一词来命名植物水浸提取物中能使生皮转变成革的这类涩性物质。从上个世纪末开始，我国在多个领域中，从各个角度开展了对于植物多酚的相关研究和应用。

1、植物多酚的性质

植物多酚主要可以分为聚黄烷醇类多酚和聚焙酸酯类多酚两种类型。虽然它们在化学性质以及应用范围上都具有一定差异，但是它们具有相同的分子结构——酚羟基。这些多元酚结构赋予了植物多酚可以和生物碱、蛋白质以及多糖等进行结合的特性，使其具有收敛性和涩性，同时还可以表现出对酶的抑制性，并且和金属离子进行结合后可以有效形成金属螯合物。对于自由基来说，因为具有一定抗氧化性，所以在食品的保鲜和储存方面有着广泛应用。植物多酚所具有的这些特性，使得它在医学、鞣革、食品以及化工、环保、畜牧等领域中有着非常广泛的应用。近些年相关学者通过研究发现，从植物中提取的植物多酚可以用来修复已经污染的环境，还对微量元素叶面肥的施用具有十分明显的效果。植物多酚属于一种天然的有机物，所以植物多酚可以被生物降解，同时环境也不会受到破坏。对这种绿色资源展开科学合理的开发，拓展其在工农业领域和环境中的应用，可以得到良好的发展前景。

2、植物多酚在环境保护中的应用

单宁含有各种活性官能团，单宁作为多基配位体可以以一个中心离子和两个以上的配位原子络合形成螯合物，比如与Cu、Fe、Pb以及Cr等金属离子络合后，在不同pH值环境中会出现沉淀。利用植物多酚所具有的这个特性，可以有效修复水环境和改善重金属污染的土壤。相关学者通过研究发现，农业废弃物如玉米穗轴和花生壳等含有单宁，所以可以将其当做吸附剂用于去除废水中的Cd、Ni、Pb以及Zn等重金属。还可以在某些高分子底物上接枝单宁得到固化单宁，此情况对处理废料或废液中的重金属具有一定便利性。

植物多酚的金属络合能力实际上和分子量具有一定关联。植物多酚分子量相对较大，同时单个活性基团数比较多，所以络合金属的能力就较强。相关学者研究土壤中Cu受到植物多酚的吸持解吸影响后，发现其对土壤吸持Cu具有着明显的促进作用，可以对Cu的溶出作用进行有效抑制。

3、植物多酚在农业上的应用

对于植物缺Fe来说，其产生的原因和石灰性土壤中的高浓度重碳酸盐密切相关。人类研究概括了植物对 Fe的吸收、运输以及利用过程受到重碳酸盐影响的情况。比如HCO3—可以导致土壤 pH升高，所以土壤溶液中的Fe浓度会出现降低的情况。在pH值比较高的情况下，植物对缺Fe胁迫的适应机制会受到一定抑制，同时植物体内HCO3—会导致Fe出现钝化，最终出现失活等情况。

如果土壤中含有很多没有腐熟的有机肥料，那么在有机肥料的分解过程中会产生很多二氧化碳，就会导致出现大量HCO3—，从而对土壤中Fe的可供给性造成严重影响。如果作物出现缺Fe现象，则会对最终的产量产生严重影响;如果城市绿化树种或观赏植物出现了缺Fe的情况，那么植物的叶片会变得发黄，对植物的观赏价值产生严重影响。

长久以来，人们将硫酸亚铁铵、硫酸亚铁等无机铁盐通过叶面喷施的方式来矫正植物缺铁的现象，但无机铁盐十分容易出现氧化的情况，最终生成沉淀，无法被植物吸收利用。而且无机铁盐也不适合与其它各类农药和肥料混合使用。随着近年来绿色化学的兴起，植物多酚以其独特的化学性质得到了广泛关注，多元酚结构可以与其他金属离子进行络合反应。比如多酚以一个酚羟基和Fe配合或二个离子态的负氧离子和Fe之间配合形成一价或是二价的正络离子，让土壤中的Fe 2+离子浓度有效提高，从而使土壤中铁元素的可给性得到显著提高。植物多酚具有很好的配位化学性能，经过降解处理后单宁的金属螯合物有着很好的水溶性、稳定性以及可稀释性。植物细胞是亲水的，此情况下该螯合物可以有效的形成 EDTA螯合肥的替代品，不但使用起来十分方便还没有污染。针对缺Fe的苹果树，可将10%的单宁溶液在树冠覆盖范围的土壤中进行使用，缺Fe的苹果树在15天后会全部变绿，而且新叶的长势十分茂盛。

另外在农业上植物多酚物质可以起到生物农药和生长激素的作用。相关学者在茶叶中提取出了茶多酚，通过研究可知茶多酚对农作物的细菌性病原菌具有一定的抑制作用。它对番茄以及豆类的腐病菌具有十分強的抑制能力，还可以有效的抑制大田水稻的斑病菌孢子萌芽。将其应用在稻田脲酶菌的抑制研究中，发现茶多酚可以对脲酶菌的生长进行抑制，同时有效抑制脲酶的分泌。茶多酚还可以让尿素的水解得到减缓并显著增强尿素肥效。生产中还可以将低浓度的茶多酚作为植物发根的活化剂使用。

植物多酚的多元酚结构，使其具有独特的化学性质。对植物多酚进行研究并加以广泛应用，必将为现代农业带来巨大的收益。植物多酚不仅能够保护和改善农业环境，还能减少农作物病害，增强肥料效用，从而增产增收。发展绿色农业是我国可持续发展道路上的重要一环，植物多酚的研究应用必将是绿色农业的闪亮环节。

（作者单位：065000河北省廊坊市农业农村局）