Šiuolaikinėje žemės ūkio gamyboje aminorūgštys plačiai naudojamos visuose pasėlių auginimo etapuose kaip veiksmingos ir aplinką tausojantys augalų augimo reguliatoriai bei maisto papildai. Glutamatas, lizinas ir prolinas yra trys tipiškos žemės ūkio aminorūgštys, kurios vaidina svarbų vaidmenį skatinant pasėlių augimą, didinant atsparumą stresui ir gerinant kokybę. Tačiau dėl molekulinės struktūros ir fiziologinių funkcijų skirtumų jų specifiniai taikymo scenarijai ir naudojimo būdai labai skiriasi.
Bendros žemės ūkio glutamato, lizino ir prolino funkcijos
Nors šių trijų aminorūgščių fiziologinės funkcijos skiriasi, žemės ūkyje jos turi šias bendras funkcijas:
1. Augalų mitybos papildymas ir augimo bei vystymosi skatinimas
Glutamatas, lizinas ir prolinas yra svarbios žaliavos baltymų sintezei augaluose. Jas gali tiesiogiai absorbuoti ir panaudoti pasėliai purškiant per lapus arba naudojant šaknis, dalyvaujant ląstelių struktūros kūrime ir fermentų sintezėje, taip skatinant augalų augimą ir didinant biomasę. Pavyzdžiui, naudojant sėjinukų tarpsnį, visi trys gali paspartinti šaknų vystymąsi ir lapų plėtimąsi, padėdami pagrindą tolesniam augimui.
2. Padidinkite pasėlių atsparumą stresui
Visų trijų tipų aminorūgštys gali pagerinti pasėlių prisitaikymą prie nepalankių sąlygų, tokių kaip sausra, druskingumas ir žema temperatūra, reguliuodamos osmosinį balansą ir aktyvindamos antioksidacines sistemas. Kai pasėliai patiria abiotinį stresą, laisvųjų aminorūgščių kiekis augale žymiai padidėja, o išoriniai papildai gali dar labiau sustiprinti vandens-sulaikymą ir ląstelių membranų stabilumą, taip sumažinant streso sukeltą ląstelių žalą.
3. Pagerinkite pasėlių kokybę ir padidinkite derlių
Visi trys gali pagerinti pasėlių derlių ir kokybę, dalyvaudami azoto apykaitoje ir skatindami fotosintezės produktų kaupimąsi. Pavyzdžiui, naudojant vaisiui augant, vaisiuose gali padidėti tirpių cukrų ir vitaminų kiekis, pagerėja skonis ir maistinė vertė; kartu skatina maistinių medžiagų perkėlimą į nuimtus organus, padidindama tūkstančio-grūdų arba vieno vaisiaus svorį.
4. Trąšų panaudojimo gerinimas
Kaip organinio azoto šaltinius, glutamatas, lizinas ir prolinas gali būti naudojami kartu su neorganinėmis trąšomis. Aktyvindami dirvožemio mikroorganizmus ir skatindami azoto, fosforo, kalio ir kitų elementų įsisavinimą iš šaknų, jie sumažina trąšų nuostolius, pagerina trąšų panaudojimą ir sumažina aplinkos taršos riziką.
Žemės ūkio glutamato, lizino ir prolino funkcijų skirtumai
1. Pagrindinė glutamato funkcija
Glutamatas yra pagrindinis tarpinis azoto apykaitos produktas augaluose, o jo funkcija labiau skirta „metaboliniam reguliavimui“ ir „maistinių medžiagų transformacijai“:
(1) Dalyvavimas azoto metabolizme ir aminorūgščių sintezėje
Glutamatas yra įvairių aminorūgščių (pvz., glutamino, prolino ir arginino) sintezės augaluose pirmtakas. Transaminuojant jis suteikia amino grupes kitoms aminorūgštims ir yra pagrindinis azoto asimiliacijos ir paskirstymo centras. Todėl glutamato naudojimas augimo tarpsniais, kai pasėliams reikalingas didelis azoto poreikis (pvz., vegetatyvinio augimo tarpsnis), gali žymiai paskatinti azoto įsisavinimą ir panaudojimą.
(2) Chlorofilo sintezės ir fotosintezės skatinimas
Glutamatas yra chlorofilo porfirino žiedo komponentas. Egzogeninis papildymas gali pagreitinti chlorofilo sintezę ir padidinti lapų fotosintezės greitį. Kai pasėlių lapai pagelsta arba fotosintezės efektyvumas mažėja (pavyzdžiui, ilgai debesuotomis dienomis arba priešlaikinio senėjimo metu), purškiant glutamatu galima greitai palengvinti simptomus ir atkurti lapų funkciją.
(3) Stomatalų atsidarymo ir uždarymo bei vandens balanso reguliavimas
Glutamatas gali reguliuoti stomato atidarymą ir uždarymą, paveikdamas apsauginių ląstelių osmosinį slėgį, sumažindamas vandens transpiraciją sausros sąlygomis, tuo pačiu užtikrindamas CO₂ tiekimą, taip subalansuodamas vandens sulaikymo ir fotosintezės santykį. Šis poveikis ypač svarbus auginant augalus sausringuose regionuose.
2. Pagrindinis lizino vaidmuo
Lizinas yra nepakeičiama aminorūgštis augaluose (būtina žmonėms, bet ją sintetina augalai). Jos vaidmuo labiau sutelktas į „fiziologinės veiklos reguliavimą“ ir „kokybės gerinimą“:
(1) Augalų apsaugos sistemos aktyvinimas ir atsparumo ligoms didinimas
Lizinas augaluose gali būti paverstas antibakteriniu poveikiu pasižyminčiomis medžiagomis (pvz., kadaverinu, lizino dekarboksilazės produktu), stabdančiomis patogenų augimą ir dauginimąsi; kartu jis gali paskatinti pasėlius gaminti su patogeneze susijusius baltymus (PR baltymus), didindamas atsparumą grybelinėms ir bakterinėms ligoms. Todėl naudojant liziną didelio susirgimų dažnumo laikotarpiais (pvz., vidutinio ir vėlyvojo pasėlių augimo tarpsniais) galima sumažinti ligų atsiradimą.
(2) Reprodukcinio augimo skatinimas ir vaisių kokybės gerinimas
Lizinas turi ypatingą reguliuojantį poveikį pasėlių žydėjimui ir vaisiui, skatina žiedadulkių vystymąsi, didina apdulkinimo greitį ir pagreitina baltymų ir nepakeičiamų aminorūgščių kaupimąsi vaisiuose. Lizino naudojimas vaismedžių ir daržovių žydėjimo ir vaisių vystymosi etapais gali žymiai pagerinti vaisių stingimą, padidinti nepakeičiamų aminorūgščių, tokių kaip lizinas, kiekį vaisiuose ir padidinti maistinę vertę.
(3) Sumažinti sunkiųjų metalų įtampą
Lizinas gali jungtis su sunkiųjų metalų jonais (pvz., švinu ir kadmiu) dirvožemyje, sudarydamas chelatą, sumažindamas jų biologinį prieinamumą ir sumažindamas sunkiųjų metalų pasisavinimą pasėliuose; kartu reguliuoja sunkiųjų metalų detoksikacijos fermentų aktyvumą augale, mažina sunkiųjų metalų toksiškumą ląstelėms. Dėl šio poveikio jis vertingas sodinant sunkiaisiais metalais{1}}užterštoje dirvoje.
3. Pagrindinis prolino vaidmuo
Prolinas yra vienas iš svarbiausių osmosinių augalų reguliatorių, kurio vaidmuo yra „apsauga nuo streso“ ir „ląstelių atstatymas“:
(1) Osmosinė apsauga esant stipriam stresui
Esant ekstremalioms įtampoms, tokioms kaip sausra ir druskingumas, prolinas yra gausiausia laisvoji aminorūgštis augaluose. Jo molekulinė struktūra turi stiprų hidrofiliškumą, kuris gali sumažinti osmosinį potencialą padidindamas ląstelių sulčių koncentraciją, sumažindamas vandens praradimą ir palaikydamas ląstelių turgoro slėgį. Todėl prolino naudojimas prieš stresą arba jo metu turi daug geresnį atsparumo stresui- poveikį nei kitų dviejų tipų aminorūgštys.
(2) Biologinių makromolekulių struktūros stabilizavimas
Prolinas gali jungtis prie biologinių makromolekulių, tokių kaip baltymai ir nukleino rūgštys, išlaikydamas jų erdvinės struktūros stabilumą ir užkertant kelią baltymų denatūracijai ir fermentų aktyvumo praradimui streso sąlygomis. Pavyzdžiui, esant žemai{1}}temperatūrai, prolinas gali apsaugoti ląstelių membranas ir fermentų sistemas, palaikyti normalią medžiagų apykaitą.veikla.
(3) Antioksidantas ir laisvųjų radikalų šalinimas
Prolinas gali tiesiogiai pašalinti reaktyviąsias deguonies rūšis (pvz., Hidroksilo radikalus ir vandenilio peroksidą), susidarančias streso metu, arba sumažinti oksidacinę žalą, padidindamas antioksidacinių fermentų, tokių kaip superoksido dismutazė (SOD) ir peroksidazė (POD), aktyvumą. Šis poveikis ypač ryškus, kai pasėliai patiria sausrą ir aukštą{1}}temperatūrinį stresą.
Žemės ūkio glutamato, lizino ir prolino naudojimo būdai
1. Taikomi pasėliai ir augimo etapai
(1) Glutamatas
Taikomi augalai: visų rūšių augalai (ypač lapinės daržovės ir javai).
Optimalus laikas: Sėjinukų sodinimo stadija (skatina vegetatyvinį augimą), lapų pageltimo stadija (atkuria fotosintezės funkciją), didžiausio azoto poreikio stadija (pvz., kviečių derėjimo, ryžių auginimo stadija).
(2) Lizinas
Taikomi augalai: vaismedžiai, daržovės, ankštiniai augalai (pasėliai, kuriems reikia geresnės kokybės ir atsparumo ligoms).
Optimalus laikas: Žydėjimo laikotarpis (gerina vaisių stingimo greitį), vaisių išsiplėtimo laikotarpis (gerina kokybę), didelio sergamumo ligomis laikotarpis (padidina atsparumą ligoms).
(3) Prolinas
Taikomi augalai: sausrai-atsparūs augalai (pvz., kukurūzai ir medvilnė), sūraus-šarminio dirvožemio pasėliai ir atviro-lauko augalai, jautrūs nepalankioms sąlygoms.
Optimalus laikas: 1-3 dienos prieš neigiamą stresą (pvz., prieš sausrą ar šalčio bangą), streso metu (sumažina žalą) ir atsigavimo po streso laikotarpiu (skatina atsigavimą).
2. Naudojimo būdai ir koncentracijos
(1) Purškimas per lapus
Glutamatas: Koncentracija paprastai yra 0,2–0,5%, dozė 50–100 gramų vienam hektarui, praskiesta 30–50 kg vandens, tolygiai purškiama ant abiejų lapų pusių, kartą per 7–10 dienų, 2–3 kartus iš eilės.
Lizinas: Koncentracija 0,1%-0,3%, dozė 30-50 gramų vienam mu (667 kvadratiniai metrai), praskiestas 30 kg vandens. Sutelkite dėmesį į gėlių ir vaisių purškimą, purkškite 2–3 kartus nuo žydėjimo iki vaisių nokimo.
Prolinas: Koncentracija 0,1%-0,2%, dozė 20-40 gramų vienam mu (667 kvadratiniai metrai), praskiestas 30 kg vandens. Purkšti prieš abiotinį stresą arba jo metu. Esant stipriam stresui, intervalą galima sutrumpinti iki 5 dienų, taikant du kartus iš eilės.
(2) Šaknų taikymas
Glutamatas: gali būti maišomas su organinėmis arba cheminėmis trąšomis, dozavimas 100-200 gramų vienam mū (667 kvadratiniai metrai), tręšiama laistymo vandeniu arba tręšiama vagomis. Tinka pasėlių daigams arba kai dirvoje nepakanka azoto.
Lizinas: dažnai naudojamas kartu su sudėtinėmis trąšomis, dozė 50-100 gramų vienam mu (667 kvadratiniai metrai). Tepkite vaisių auginimo metu kartu su drėkinimu, kad būtų skatinamas maistinių medžiagų pernešimas į vaisius.
Prolinas: tepkite ant šaknų 0,3%-0,5% koncentracijos, naudojant 50-100 gramų vienam mu (maždaug 0,067 ha). Tinka druskingoms ir šarminėms žemėms gerinti arba šaknų drėkinimui prieš sėjant pasėlius sausringuose regionuose, didinant šaknų atsparumą.
(3) Sėklų apdorojimas
Sėklų mirkymui galima naudoti liziną ir proliną, kurio koncentracija yra 0,1–0,2%. Mirkymo laikas turi būti derinamas pagal pasėlių tipą (pvz., kviečiams 6-8 val., kukurūzams 8-12 val.). Tai gali pagerinti sėklų daigumą ir sodinukų atsparumą. Glutamatas turi silpnesnį poveikį ir retai naudojamas vienas.
Atsargumo priemonės
1. Kombinuotas naudojimas
Trys aminorūgštys gali būti maišomos pagal pasėlių poreikius. Pavyzdžiui, sėjinukų sodinimo stadijoje pagrindinis komponentas turėtų būti glutamatas, derinamas su prolinu, kad padidintų atsparumą; vaisiaus fazėje pagrindinis komponentas turėtų būti lizinas, derinamas su glutamatu, kad būtų skatinamas maistinių medžiagų apykaita. Tačiau būtina kontroliuoti koncentraciją, kad būtų išvengta per didelės bendros aminorūgščių koncentracijos, dėl kurios trąšos nepakenktų.
2. Venkite maišyti su nesuderinamomis medžiagomis
Nemaišykite tiesiogiai su stipriai šarminiais pesticidais (pvz., Bordo mišiniu ar kalkių siera) arba didelės koncentracijos{0}} trąšomis, nes tai gali pažeisti aminorūgščių struktūrą. Rekomenduojama naudoti vieną arba kartu su neutraliomis arba silpnai rūgštinėmis medžiagomis.
3. Purškimo laikas
Folikulinis purškimas turėtų būti atliekamas saulėtą rytą arba vakarą, vengiant aukštos temperatūros ir stiprių saulės spindulių laikotarpių, kad būtų sumažintas garavimo praradimas ir lapų nudegimas. Nepurkšti lietingomis dienomis; jei lietus lyja per 6 valandas po purškimo, purškite iš naujo.
4. Laikymo sąlygos
Aminorūgščių produktai yra higroskopiški, todėl juos reikia sandariai uždaryti ir laikyti vėsioje, sausoje vietoje, vengiant tiesioginių saulės spindulių ir aukštos temperatūros, kad būtų išvengta veikliųjų medžiagų irimo.
