肌醇与功能肥料

《肌醇与功能肥料》全书共9章，分别介绍了肌醇的性质及用途、肌醇的生产、肌醇在植物中的合成与代谢、肌醇的促生功能、肌醇的抗盐功能、肌醇的抗低温功能、肌醇的抗旱功能、肌醇的其他功能、功能性肥料的设计原则与现状等内容，理论结合实践。
本书可作为高等院校植物营养、农学、植保、园艺、林学等专业师生的参考用书，也可作为相关肥料科研、推广人员的参考用书。

随着我国肥料产业的发展，肥料产品在提高作物产量、提高作物品质的基础上，还应具有增效、提高作物抗逆性的作用。生物刺激剂不仅可以像传统肥料那样靠自身的养分供应给植物，其包含的某些成分和微生物，还可以增加肥效，改善土壤环境，激发作物潜能，增强作物抗逆性，提高作物免疫力，改善作物品质并提高产量等，对提升作物健康、促进养分吸收具有关键作用。
肌醇是食品和动物饲料中一种常用的添加剂，因其具有类似维生素B1和维生素B2的作用，可以治疗因相应维生素缺乏而导致的疾病。肌醇广泛存在于动植物体内，几乎所有生物都含有游离态或结合态的肌醇。尤其是在植物中，肌醇主要以肌醇磷酸酯的形式存在，在全谷物、豆类、果仁和种子等中含量较高。国外研究肌醇提取已有近百年的历史，我国小规模提取肌醇开始于20世纪80年代末。我国是玉米、水稻生产大国，提取肌醇优先选择的原料主要是廉价的米糠、玉米皮等，原料来源相当丰富。从这些植物原料中直接提取肌醇，采用的是溶剂法。
从肌醇生产企业来看，目前我国肌醇行业主要生产企业有诸城市浩天药业有限公司、邹平西王生物工程有限公司、肃宁县宇威生物制剂有限公司等，其中诸城市浩天药业有限公司是一家大型肌醇生产企业，年产肌醇6000t。目前越来越多的研究工作开始注重肌醇在农作物生产中的应用。为了促进人们对肌醇的性质、功能和应用的认识，我们特组织编写了本书。
本书构建了从分子机制到应用实践的完整理论体系，系统阐述了肌醇的基础理化性质、工业化制备工艺及其在植物体内的生物合成、代谢调控等核心生理功能，强调其信号分子和渗透调节作用。本书聚焦肌醇的多维生物效应，阐述其显著促生机理，提升植物抗盐、抗低温、抗旱等非生物胁迫能力的分子机制，活化土壤养分及缓解复合胁迫等辅助功能。本书基于功能肥料设计原理，重点论述了肌醇在水溶性肥料中的功能化设计与精准施用技术及其在多元肥料体系中的集成应用策略，为开发环境友好型智能肥料提供科学支撑。
鉴于作者水平有限，加之时间仓促，书中疏漏之处在所难免，敬请读者批评指正。

编者
2025年7月

第1章肌醇的性质及用途 1
1.1肌醇的物理化学性状及热力学特点 2
1.2肌醇的检测方法 5
1.2.1重量法 5
1.2.2化学法 6
1.2.3微生物法 6
1.2.4气相色谱法 7
1.2.5气相色谱-质谱联用法 7
1.2.6高效液相色谱法 8
1.2.7液相色谱-质谱联用法 9
1.3肌醇的市场应用 9
1.3.1食品工业 10
1.3.2医药工业 10
1.3.3化妆品业 11
1.3.4饲料业 12
参考文献 13

第2章肌醇的生产 16
2.1提取水解法 16
2.1.1提取法 17
2.1.2加压水解法 17
2.1.3常压水解法 19
2.2化学制备法 20
2.2.1化学合成法 21
2.2.2仿生合成法 21
2.3微生物酶解法与发酵法 21
2.3.1微生物酶解法 22
2.3.2微生物发酵法 24
2.4生产中存在的问题 26
参考文献 28

第3章肌醇在植物中的合成与代谢 30
3.1肌醇在植物体内的合成与代谢 30
3.1.1肌醇的生物合成与代谢 30
3.1.2肌醇与细胞壁木聚糖、果胶等的生物合成 32
3.2肌醇对植物幼苗生长发育过程中Ca2+的影响 38
3.3肌醇对花粉发育和花粉管生长过程的影响 40
3.3.1肌醇对花粉萌发和花粉管生长的影响 41
3.3.2肌醇磷脂信号组分调节花粉发育和花粉管生长 43
参考文献 44

第4章肌醇的促生功能 46
4.1肌醇对不同植物的促生功能 46
4.1.1肌醇的促生功能概述 46
4.1.2外源肌醇对小麦生长的影响 48
4.1.3外源肌醇提高苹果果实品质 49
4.2肌醇对植物根部的促进作用 51
4.2.1外源施用生物刺激素和植物生长调节剂对根系生长的影响 52
4.2.2外源添加肌醇对植物根系生长的影响 53
4.3肌醇对微生物的促生功能 54
4.3.1肌醇促进木霉菌的生长 54
4.3.2肌醇促进小球藻的生长 54
4.3.3肌醇促进酿酒酵母的生长 56
4.4肌醇衍生物对植物的促生功能 56
4.4.1植酸 57
4.4.2植酸钙镁 57
4.4.3磷脂酰肌醇 57
参考文献 58

第5章肌醇的抗盐功能 61
5.1盐胁迫对植物生长的影响 61
5.2植物的抗盐机理 62
5.3肌醇提高植物抗盐性的机理 63
5.3.1肌醇改变植物生长参数 63
5.3.2肌醇抑制膜脂过氧化 64
5.3.3肌醇调节离子毒性和渗透稳态 64
5.4肌醇的抗盐应用效果 64
5.5结论 76
参考文献 77

第6章肌醇的抗低温功能 80
6.1低温胁迫影响植物生长的原理 81
6.2低温胁迫下外施肌醇对不同植物的影响 82
6.2.1肌醇对低温胁迫下玉米的影响 82
6.2.2肌醇对低温胁迫下黄瓜幼苗的影响 90
6.2.3肌醇对低温胁迫下水稻幼苗的影响 96
6.2.4肌醇对低温胁迫下香蕉幼苗的影响 99
6.2.5肌醇对低温胁迫下长春花幼苗的影响 102
参考文献 110

第7章肌醇的抗旱功能 112
7.1肌醇对缓解植物干旱胁迫的保护作用 112
7.2肌醇叶面施用对叶绿素和光合作用的影响 116
7.3肌醇对氧化损伤和抗氧化防御的影响 119
参考文献 122

第8章肌醇的其他功能 124
8.1肌醇的抗热干风功能 124
8.2肌醇对叶片衰老的延缓作用 127
8.3肌醇对果实贮藏的影响 129
8.4肌醇对药害的缓解作用 131
参考文献 135

第9章功能性肥料的设计原则与现状 136
9.1功能性肥料 136
9.1.1功能性肥料的定义 136
9.1.2功能性肥料的种类 136
9.1.3功能性肥料的特点 142
9.2功能性肥料的功能实现 144
9.2.1养分浓度创新 144
9.2.2养分形态创新 145
9.2.3养分比例创新 145
9.2.4肥料助剂创新 145
参考文献 148