В съвременното селскостопанско производство аминокиселините се използват широко във всички етапи на отглеждане на културите като ефективни и екологично чисти регулатори на растежа на растенията и хранителни добавки. Глутаматът, лизинът и пролинът са три представителни селскостопански аминокиселини, които играят важна роля в насърчаването на растежа на културите, повишаване на устойчивостта на стрес и подобряване на качеството. Въпреки това, поради разликите в молекулярната структура и физиологичната функция, техните специфични сценарии на приложение и методи на употреба се различават значително.
Общи функции на селскостопанския глутамат, лизин и пролин
Въпреки че физиологичните функции на тези три аминокиселини се различават, те споделят следните общи функции в селскостопанските приложения:
1. Допълване на храненето на растенията и насърчаване на растежа и развитието
Глутаматът, лизинът и пролинът са важни суровини за протеиновия синтез в растенията. Те могат да бъдат директно абсорбирани и използвани от културите чрез листно пръскане или приложение на корени, участвайки в изграждането на клетъчната структура и синтеза на ензими, като по този начин насърчават растежа на растенията и увеличават биомасата. Например, когато се прилагат по време на етапа на разсад, и трите могат да ускорят развитието на корените и разширяването на листата, поставяйки основата за последващ растеж.
2. Подобрете устойчивостта на културите към стрес
И трите вида аминокиселини могат да подобрят адаптивността на културите към неблагоприятни условия като суша, соленост и ниски температури чрез регулиране на осмотичния баланс и активиране на антиоксидантни системи. Когато културите са изправени пред абиотичен стрес, съдържанието на свободни аминокиселини в растението се увеличава значително и екзогенните добавки могат допълнително да подобрят капацитета за-задържане на вода и стабилността на мембраната на клетките, намалявайки увреждането на клетките, причинено от стреса.
3. Подобрете качеството на реколтата и увеличете добива
И трите могат да подобрят добива и качеството на културите чрез участие в азотния метаболизъм и насърчаване на натрупването на фотосинтетични продукти. Например, прилагането по време на етапа на уголемяване на плодовете може да увеличи съдържанието на разтворими захари и витамини в плодовете, подобрявайки вкуса и хранителната стойност; в същото време насърчава преместването на хранителни вещества към събраните органи, увеличавайки теглото на хиляда-зърна или теглото на един плод.
4. Подобряване на използването на тора
Като органични източници на азот, глутаматът, лизинът и пролинът могат да се използват в комбинация с неорганични торове. Чрез активиране на почвените микроорганизми и насърчаване на усвояването от корените на азот, фосфор, калий и други елементи, те намаляват загубата на тор, подобряват използването на тор и намаляват риска от замърсяване на околната среда.
Разлики във функциите на селскостопанския глутамат, лизин и пролин
1. Основната функция на глутамата
Глутаматът е ключов междинен продукт на метаболизма на азота в растенията и неговата функция се фокусира повече върху "метаболитна регулация" и "трансформация на хранителни вещества":
(1) Участие в азотния метаболизъм и синтеза на аминокиселини
Глутаматът е предшественик на синтеза на различни аминокиселини (като глутамин, пролин и аргинин) в растенията. Чрез трансаминиране той осигурява аминогрупи за други аминокиселини и е основен център за усвояване и разпределение на азота. Следователно, прилагането на глутамат по време на етапите на растеж, когато културите имат високи нужди от азот (като вегетативния етап на растеж), може значително да насърчи усвояването и използването на азот.
(2) Насърчаване на синтеза на хлорофил и фотосинтезата
Глутаматът е компонент на порфириновия пръстен в хлорофила. Екзогенните добавки могат да ускорят синтеза на хлорофил и да увеличат скоростта на фотосинтеза на листата. Когато листата на културата пожълтяват или ефективността на фотосинтезата намалее (като по време на продължителни облачни дни или преждевременно стареене), пръскането с глутамат може бързо да облекчи симптомите и да възстанови функцията на листата.
(3) Регулиране на отварянето и затварянето на устицата и водния баланс
Глутаматът може да регулира отварянето и затварянето на устицата, като повлиява осмотичното налягане на защитните клетки, намалявайки транспирацията на вода при условия на суша, като същевременно осигурява доставка на CO₂, като по този начин балансира връзката между задържането на вода и фотосинтезата. Този ефект е особено важен при отглеждане на култури в сухи райони.
2. Основната роля на лизина
Лизинът е основна аминокиселина в растенията (основна за хората, но може да се синтезира от растенията). Неговата роля се фокусира повече върху „регулиране на физиологичната активност“ и „подобряване на качеството“:
(1) Активиране на защитната система на растенията и повишаване на устойчивостта към болести
Лизинът може да се преобразува във вещества с антибактериална активност (като кадаверин, продукт на лизин декарбоксилаза) в растенията, инхибирайки растежа и размножаването на патогени; едновременно с това може да накара културите да произвеждат протеини, -свързани с патогенезата (PR протеини), повишавайки устойчивостта към гъбични и бактериални заболявания. Следователно, прилагането на лизин по време на периоди на висока заболеваемост (като средните и късните етапи на растеж на културите) може да намали появата на болести.
(2) Насърчаване на репродуктивния растеж и подобряване на качеството на плодовете
Лизинът има специален регулаторен ефект върху цъфтежа и поставянето на плодове в културите, като насърчава развитието на цветен прашец, увеличава скоростта на опрашване и ускорява натрупването на протеини и незаменими аминокиселини в плодовете. Прилагането на лизин по време на етапите на цъфтеж и развитие на плодовете на овощни дървета и зеленчуци може значително да подобри скоростта на завързване на плодовете, да увеличи съдържанието на незаменими аминокиселини като лизин в плодовете и да подобри хранителната стойност.
(3) Облекчаване на стреса от тежки метали
Лизинът може да се свързва с йони на тежки метали (като олово и кадмий) в почвата чрез хелатиране, намалявайки тяхната бионаличност и намалявайки абсорбцията на тежки метали от културите; едновременно с това регулира активността на ензимите за детоксикация на тежки метали в растението, като намалява токсичността на тежките метали за клетките. Този ефект го прави ценен за лечебно засаждане в-замърсени с тежки метали почви.
3. Основната роля на пролина
Пролинът е един от най-важните осмотични регулатори в растенията, като неговата роля се фокусира върху „защита от стрес“ и „възстановяване на клетките“:
(1) Осмотична защита при силен стрес
При екстремни натоварвания, като суша и соленост, пролинът е най-разпространената свободна аминокиселина в растенията. Неговата молекулярна структура има силна хидрофилност, която може да намали осмотичния потенциал чрез увеличаване на концентрацията на клетъчния сок, намаляване на загубата на вода и поддържане на налягането на клетъчния тургор. Следователно прилагането на пролин преди или по време на стрес има много по-добър стрес{2}}устойчив ефект от другите два вида аминокиселини.
(2) Стабилизиране на структурата на биологичните макромолекули
Пролинът може да се свързва с биологични макромолекули като протеини и нуклеинови киселини, поддържайки стабилността на тяхната пространствена структура и предотвратявайки денатурацията на протеина и загубата на ензимна активност при стресови условия. Например, при ниско-температурен стрес, пролинът може да защити клетъчните мембрани и ензимните системи, поддържайки нормален метаболитендейност.
(3) Антиоксидант и отстраняване на свободните радикали
Пролинът може директно да пречиства реактивни кислородни видове (като хидроксилни радикали и водороден пероксид), генерирани при стрес, или да намали окислителното увреждане чрез повишаване на активността на антиоксидантни ензими като супероксид дисмутаза (SOD) и пероксидаза (POD). Този ефект е особено забележим, когато културите са подложени на суша и високо-температурен стрес.
Методи за използване на селскостопански глутамат, лизин и пролин
1. Приложими култури и етапи на растеж
(1) Глутамат
Приложими култури: Всички видове култури (особено листни зеленчуци и зърнени култури).
Оптимално време: Етап на разсад (насърчава вегетативния растеж), етап на пожълтяване на листата (възстановява фотосинтетичната функция), етап на пиково потребление на азот (като етап на съединяване на пшеницата, етап на бранене на ориза).
(2) Лизин
Приложими култури: Овощни дървета, зеленчуци, бобови култури (култури, изискващи повишено качество и устойчивост на болести).
Оптимално време: Период на цъфтеж (подобрява степента на завързване на плодовете), период на увеличаване на плодовете (подобрява качеството), период на висока заболеваемост (повишава устойчивостта към болести).
(3) Пролин
Приложими култури: Устойчиви-на суша култури (като царевица и памук), култури на солени-алкални почви и-полски култури на открито, податливи на неблагоприятни условия.
Оптимално време: 1-3 дни преди неблагоприятен стрес (като преди суша или студена вълна), по време на стрес (облекчава щетите) и по време на периода на възстановяване след стрес (насърчава възстановяването).
2. Методи на приложение и концентрации
(1) Листно пръскане
Глутамат: Концентрацията обикновено е 0,2%-0,5%, дозировката е 50-100 грама на декар, разредени в 30-50 кг вода, пръска се равномерно от двете страни на листата, веднъж на всеки 7-10 дни, за 2-3 последователни пъти.
Лизин: Концентрация 0,1%-0,3%, дозировка 30-50 грама на mu (667 квадратни метра), разреден в 30 kg вода. Съсредоточете се върху пръскането на цветята и плодовете, като прилагате 2-3 пъти от цъфтежа до узряването на плодовете.
Пролин: Концентрация 0,1%-0,2%, дозировка 20-40 грама на mu (667 квадратни метра), разреден в 30 kg вода. Напръскайте преди или по време на абиотичен стрес. При силен стрес интервалът може да се съкрати до 5 дни, приложени два пъти последователно.
(2) Основно приложение
Глутамат: Може да се смесва с органични или химически торове, дозировка 100-200 грама на mu (667 квадратни метра), прилага се с вода за напояване или приложение в бразди. Подходящ за разсад на култури или когато азотът в почвата е недостатъчен.
Лизин: Често се използва в комбинация с комбинирани торове, дозировка 50-100 грама на mu (667 квадратни метра). Прилагайте по време на уголемяване на плода заедно с напояване, за да насърчите транспорта на хранителни вещества към плода.
Пролин: Нанесете върху корените в концентрация от 0,3%-0,5%, като използвате 50-100 грама на mu (приблизително 0,067 хектара). Подходящ за подобряване на солено-алкална земя или за кореново напояване преди сеитба на култури в сухи райони, повишавайки устойчивостта на корените.
(3) Третиране на семена
Лизин и пролин могат да се използват за накисване на семена в концентрация от 0,1% -0,2%. Времето за накисване трябва да се коригира според вида на културата (напр. 6-8 часа за пшеница, 8-12 часа за царевица). Това може да подобри скоростта на покълване на семената и устойчивостта на разсад. Глутаматът има по-слаб ефект и рядко се използва самостоятелно.
Предпазни мерки
1. Комбинирана употреба
Трите аминокиселини могат да се смесват според нуждите на културите. Например, по време на етапа на разсад, глутаматът трябва да бъде основният компонент, комбиниран с пролин за повишаване на устойчивостта; по време на етапа на плододаване, лизинът трябва да бъде основният компонент, комбиниран с глутамат за насърчаване на превръщането на хранителните вещества. Необходим е обаче контрол на концентрацията, за да се избегне прекомерната обща концентрация на аминокиселини, водеща до увреждане на тора.
2. Избягвайте смесването с несъвместими вещества
Не смесвайте директно със силно алкални пестициди (като смес от Бордо или варова сяра) или торове с висока -концентрация, тъй като това може да увреди структурата на аминокиселините. Препоръчва се да се използва самостоятелно или в комбинация с неутрални или слабо киселинни вещества.
3. Време за пръскане
Фоликулното пръскане трябва да се извършва в слънчеви сутрини или вечери, като се избягват периоди на висока температура и силна слънчева светлина, за да се намалят загубите от изпарение и изгарянията на листата. Не пръскайте в дъждовни дни; ако падне дъжд в рамките на 6 часа след пръскането, напръскайте повторно.
4. Условия за съхранение
Аминокиселинните продукти са хигроскопични и трябва да се затварят и съхраняват на хладно и сухо място, като се избягва пряка слънчева светлина и високи температури, за да се предотврати разграждането на активните съставки.
