Аминокислоты для растений что это
Использование аминокислотных удобрений как способ повышения эффективности использования азота (nue) с целью увеличения урожайности.
На сегодняшний день мировое внимание активно сосредоточено на повышение эффективности использования азота (NUE). Какая существует проблема? В промышленно развитых странах высокие дозы вносимых азотных удобрений обеспечивают максимальный урожай, однако, в зависимости от вида сельскохозяйственной культуры, почвенных и климатических условий, растения потребляют менее половины вносимых азотных удобрений. Оставшийся азот подвергается денитрификации и может выбрасываться в атмосферу в виде закиси азота и мощного парникового газа, что приводит к негативным последствиям для здоровья людей и окружающей среды. В развивающихся странах противоположная ситуация – дефицит азота приводит к низким урожаям и сокращению продовольствия.
Повышение эффективности поглощения и использования азота растениями можно повысить двумя способами: селекционным и агротехнологическим. Ученые американского общества биологов (Университет штата Вашингтон, 2017) пришли к выводу, что повышение NUE может повысить урожай и при одновременном снижении дозы азотных удобрений. Взяв растения гороха со сверхэкспрессией гена Amino acid permease1 (AAP1), определили, как влияет перенос аминокислот из побега и листьев к семенам в генетически модифицированных растениях гороха. Независимо от N-питания эти ГМО растения выделяли больше азота к семенам и набирали больше зеленой массы. За счет улучшения NUE у этих растений урожайность была выше от 17 до 39%, чем у обычных растений.
В России запрещено использование ГМО растений, поэтому агротехнологический способ самый доступный и рациональный.
Агротехнологический способ можно реализовать через: 1) увеличение вклада симбиотической фиксации азота путём включения большего количества зернобобовых культур в севооборот или путем внедрения бобовых сидеральных удобрений; 2) внесение листовых удобрений с содержанием аминокислот. Первый способ не реализуем по причине возделывания монокультур. Такие условия диктует рынок, и производители стремятся к получению максимальной гектарной прибыли.
Внесение аминокислотных удобрений, содержащих глутамин, аспарагин, глутаминовую кислоту, которые влияют на передвижение азота из листовой поверхности к репродуктивным органам – обоснованный и экономически оправданный способ повышения NUE. Эти жизненно важные для растений аминокислоты содержатся в препаратах Фертигрейн Фолиар Плюс и Текамин Макс Плюс.
При производстве удобрений компания «Агритекно» использует сырье из кукурузы и благодаря исключительным технологическим процессам в каждом препарате сбалансированы аминокислоты растительного происхождения и азот, поддерживающий их жизнеспособность. Очень мало компаний указывают в составе своих продуктов свободное содержание аминокислот. Поэтому сельхозтоваропроизводителю стоит знать удельный вес аминокислот, микроэлементов и уметь определять реальный состав, понимать какое процентное соотношение должно быть между аминокислотами и азотом, чтобы отличить растительные аминокислоты от животных или синтетических и повысить в итоге результативность применяемых удобрений.
Об этом мы говорим и показываем нашим партнерам.
Глутаминовая кислота, входящая в состав Фертигрейн Фолиар Плюс, содержится в растениях сахарной свеклы в большем количестве, чем другие аминокислоты и влияет на урожайность. Так же Фертигрейн Фолиар Плюс влияет на определенные гены, которые отвечают за транспорт сахарозы.
В 2020 году мы провели полевой опыт с добавлением препаратов «Агритекно» на пересеянной 12 мая сахарной свёкле БТС 4770 (Ростовская область, Песчанокопский район, село Летник). За вегетацию мы дробно внесли: Текамин Макс Плюс 1 л/га; Фертигрейн Фолиар Плюс 2 л/га, Текнокель Амино Бор Плюс 2 л/га, Текнокель Амино Марганец Плюс 1 л/га. Контроль (средства защиты растений без удобрений) дал урожайность 500 ц/га, опыт – 579 ц/га. Для засушливого года и пересева – это очень хороший результат (ФОТО 1, ФОТО 2. Слева – контроль, справа – опыт с «Агритекно»).
Если всем известно, что бор критический микроэлемент для сахарной свёклы, и его внесение является нормой, то марганец ещё не так распространен. Хотя его роль очень важна – он отвечает за дыхание и тургор растений. В этом году на юге Ростовской области я наблюдала такую картину: здоровые растения свёклы в фазе смыкания листьев в междурядьях потеряли тургор на 70-80% и большая часть листьев легла на поверхность почвы, где подстерегала вторая опасность – высокая температура почвы буквально допекла их. Это очень сильно снизило фотосинтетическую активность и привело к потере урожайности. Помимо аминокислот Фертигрейн Фолиар Плюс содержит 40% органических веществ и 8 микроэлементов, которые быстро усваиваются растениями. В нашем опыте своевременное и правильное применение аминокислотных удобрений с микроэлементами закрыло потребности растений сахарной свёклы в питании во время стресс-факторов и хозяйство получило хороший результат.
Когда идет фаза образования генеративных органов у зерновых культур, азот, который находится в листовой поверхности, либо слабо переходит, либо не переходит к зерну. Чтобы был этот переход, необходимо, чтобы растения производили глутамин, аспарагин, глицин, лизин. Следовательно, при их отсутствии азот остается в листьях, теряется урожайность и качество продукции. Эти аминокислоты, входящие в состав Текамин Макс Плюс и Фертигрейн Фолиар Плюс, влияют на гены, участвующие в передвижении азота в растениях. Такой способ транспорта азота из листьев и его использование генеративными органами оценивается с помощью NUE.
На опыте с озимой пшеницей в Матвеево-Курганском районе Ростовской области, где вносили аминокислотные удобрения, урожайность на опытном участке составила 47,95 ц/га, на контроле – 45,38 ц/га. Прибавка на опыте – 2,57 ц/га приносит прибыль 1584 р/га с учетом вложений в препараты (при ценовой политике на зерно 12 р/кг в момент уборки).
Опыт этого года показал, что аминокислотные удобрения нужно применять чётко и правильно «под потребности» культуры, учитывая законы земледелия. И небольшой лайфхак для пшеницы: применять аминокислоты до того периода, когда есть риск возникновения захвата зерна (в нашей зоне это июнь месяц, период, когда суховеи истощают запасы почвенной влаги, высокие температуры, отсутствие влаги), работать превентивно. Применять аминокислотные удобрения эффективно в период «конец кущения – начало колошения» включительно. Конец кущения – начало выхода в трубку часто совпадает с первой гербицидной обработкой, в которую рекомендуется добавлять Текамин Макс Плюс для снятия гербицидного стресса и поддержания органогенеза растений. Внесение Фертигрейн Фолиар Плюс совмещается со следующей пестицидной обработкой. Растения, обеспеченные готовым строительным материалом в виде готовых аминокислот, менее подвержены неблагоприятным внешним условиям, в них предотвращается микродефицит и улучшается развитие генеративных органов.
Яркий пример этого года (Ростовская область, Пролетарский район) – программа питания с применением аминокислотных удобрений «Агритекно» на картофеле, где достаточно высокий уровень минерального питания, дала прибавку 4,7 т/га, это 42520 р/га чистой прибыли с учетом инвестиций в препараты. Проведенный производственный эксперимент на площади от 10 га позволяет хозяйству без лишних затрат приобрести гарантированно работающую схему на большую производственную площадь.
Конечно, NUE зависит и от вида культуры (пшеница, рис и кукуруза по-разному потребляют азот), и от генетических, и от фенотипических факторов.
В странах, имеющих самый высокий NUE – от 20 до 65 (США, Бразилия, Аргентина, Китай), часто используют листовые удобрение, содержащие аминокислоты, и именно аспарагин и глутамин, поскольку такие удобрения позволяют улучшить использование основного удобрения. То есть мы можем увеличить коэффициент NUE и работать над этим здесь и сейчас.
ГК «Агролига России» – эксклюзивный дистрибьютор «Агритекно» в России, уже 18 лет на рынке и за это время закрепила за собой репутацию надежного поставщика оригинальных семян полевых культур, средств защиты растений, удобрений и агрохимикатов от ведущих мировых производителей. Сельхозтоваропроизводитель получает возможность полностью выстроить всю цепочку технологии, включающую не только покупку необходимых для выращивания сельхозкультур оборотных средств производства, но и консультации по интересующим его производственным вопросам. Специалисты «Агролиги» всегда помогут своим клиентам разобраться в сложных вопросах технологии выращивания каждой культуры с учетом особенностей конкретного хозяйства (климат, почвы, распространенность сорняков, вредителей и болезней, доступность питательных веществ и т.д.). Важно не просто приобрести хорошие семена, правильно их посеять; необходимо также обеспечить полноценную защиту и питание растений. За консультациями и по вопросам приобретения семян, средств защиты растений и агрохимикатов обращайтесь в филиалы и региональные представительства компании.
Кудашкина Екатерина Борисов
к.с-х.н, менеджер по продвижению приоритетных продуктов ООО «Агролига»
Аминокислоты для растений что это
Хорошкин А.Б. кандидат с-х наук, ведущий специалист ГК « АгроМастер »
Активное изучение действия подкормок аминокислотами на растения началось в 80-е годы прошлого века. Многие ученые отмечали, что аминокислоты активируют механизмы роста после соляного стресса и низких температур [1, 2, 3], повышают фертильность пыльцы и образование завязи плодов [4], повышают способность усвоения элементов питания [5] и устойчивость к вредителям и болезням [6] и т.д.
В настоящее время эффект от проведения подкормок растений L-α-аминокислотами, благодаря современным методам анализа, достаточно хорошо изучен. Если свести воедино все известные данные, то получается следующая картина:
Действие свободных протеиногенных α-аминокислот на растения
Повышает устойчивость к засолению (солевому стрессу)
Улучшает прорастание пыльцы
L- Tyrosine (Тирозин)
Повышает устойчивость к суховеям и засухе
Улучшает прорастание пыльцы
Активизирует прорастание семян
Участвует в метаболизме аминокислот
Источник органического азота
Хорошие свойства хелатора
Активизирует прорастание семян
Способствует открытию устьиц
Активатор механизмов устойчивости к патогенам
Стимулирует синтез гормонов связанных с цветением и плодоношением
Усиливает развитие корней
Повышает устойчивость к засолению
Активизирует прорастание семян
α- Glycine (Глицин) (оптически неактивен) :
Хорошие свойства хелатора
Способствует росту тканей
Улучшает вкус плодов
Хорошие свойства хелатора
Улучшает созревание плодов
Регулирует открытие устьиц
Стимулирует синтез хлорофилла
Улучшает качество плодов
Регулирует открытие устьиц
Повышает устойчивость к суховеям и засухе
Хорошие свойства хелатора
Стимуляция синтеза хлорофилла
Активизирует прорастание семян
Улучшает процессы опыления и оплодотворения
Повышает устойчивость к суховеям и засухе
Активизирует прорастание семян
Стимулирует производство этилена
Улучшает процессы опыления и оплодотворения
Предшественник факторов роста
Усиливает рост корней
Регулирует открытие устьиц
Повышает сопротивляемость осмотическим стрессам, регулирует водный обмен в растении
Способствует открытию устьиц
Повышает содержание хлорофилла и фотосинтетическую способность
Улучшает генеративное развитие растений
Повышает фертильность пыльцы и завязывание плодов
Улучшает вкус плодов
Усиливает способность семян к прорастанию
Повышает сопротивляемость стрессовым воздействиям
Улучшает опыление и оплодотворение
Образование гумусовых составов
Активизирует прорастание семян
Регулирует механизм защиты во время стресса
Усиливает процесс гумификации
Стимулирует рост меристемных тканей
Улучшает качество плодов
Повышает устойчивость к суховеям и засухе
Улучшает формирование семян
Хорошие свойства хелатора
Важный компонент баланса клеточных функций
В 2006 году, в ЗАО АФ «Солнечная» (г. Краснодар) на промышленных томатах в открытом грунте с использованием систем капельного полива был заложен опыт на двух (расположенных рядом) участках по 3 га. На контроле применялась разработанная в хозяйстве бюджетная схема питания простыми водорастворимыми удобрениями. На опытном участке к этой базовой (фоновой) схеме, в « каплю» добавлялись стимуляторы гармоничного развития и корнеобразования, а на площади 0,5 га в период вегетации проводилась коррекция питания с помощью листовых подкормок. Антистрессант типа Максифол Динамикс в течение вегетации вносился 6 раз в сочетании с другими специальными агрохимикатами, в дозе 1,0 л/га. С 7.08.06 г. по 18.09.06 г. на опытном и контрольном участках производилась комиссионная учетная уборка томатов.
Урожайность томатов Перфект Пим за период с 07.08.06 г по 18.09.06 г. на опытном и контрольном участках (ЗАО АФ «Солнечная», 2006 г.)
Участок
Учетная площадь участка, га
Вес, тн
Урожайность,
тн /га
Контроль (схема фертигации хозяйства – Фон )
Проведенный опыт наглядно продемонстрировал эффективность корневых и некорневых подкормок специальными агрохимикатами, которые включают в состав аминокислоты. Это способствовало быстрому распространению по стране практики применения данных удобрений на всех с/х культурах.
В настоящее время в России зарегистрировано множество агрохимикатов содержащих аминокислоты. Их сопровождает большое количество рекламной информации, но некоторые термины могут иметь двоякое или широкое толкование, что требует дополнительных разъяснений.
Так, термин «свободные аминокислоты» (САК) применим как к белковым, так и небелковым аминокислотам. Белковые ( протеиногенные ) аминокислоты могут находиться в растительном организме в несвязанной в белки или пептиды форме. Количество белковых САК достаточно высоко в молодых растениях (или органах) и с возрастом понижается. В вегетативных органах растений свободных аминокислот больше, чем в репродуктивных. Увеличение общего количества САК наблюдается при пониженном питании растений калием, фосфором, серой, кальцием и магнием. Такое же действие происходит при недостатке ряда микроэлементов: цинка, меди, марганца, железа. Это связано с ослаблением синтеза белков из аминокислот в этих условиях.
Исходя из вышеизложенного, применение в описании агрохимикатов термина «свободные аминокислоты», как однозначно более эффективного материала, требует определенной конкретизации.
Аминофол Плюс – специальный антистрессовый агрохимикат с высоким (59%) содержанием свободных протеиногенных аминокислот, применение которого помогает растениям преодолевать стрессовые ситуации, стимулирует метаболизм и усвоение питательных веществ, что существенно повышает урожайность и качество продукции даже в неблагоприятных условиях.
Библиографический список:
Роль аминокислот и пептидов в жизни растений
С каждым годом рынок удобрений становится все более насыщенным, появляются новые препараты применяющие достижения последних научных исследований. В свою очередь, сельхозпроизводители всех уровней становятся все более образованными и понимают, что невозможно полностью раскрыть потенциал растения применяя только минеральные удобрения и СЗР. Потому все более востребованными становятся удобрения, содержащие не просто набор макро- и микроэлементов, но и набор не менее значимых для растений органических составляющих, таких как гуминовые и фульвокислоты, фитогормоны, олигосахариды, пептиды и аминокислоты. И если про важность гумуса и его составляющих уже написано и известно многое, то наличие аминокислот и, тем более, пептидов в составе современных препаратов вызывает неоднозначную реакцию агрономов, связанную с недостаточным пониманием роли подобных веществ в растениях. В настоящей статье мы хотим немного прояснить их функционал и предназначение для современного сельского хозяйства и для начала приведем определения действующих веществ в вольном переводе с научного языка.
Аминокислоты представляют собой простейшие органические соединения, образующие фундаментальную основу любой биологической молекулы, они необходимы для нормального прохождения метаболизма растений, поскольку являются теми «кирпичиками», из которых в итоге строятся белки тканей всех органов растений. Пептидами называются органические вещества, которые состоят из двух или более аминокислот, а цепочки из 10-20 аминокислот формируют олигопептиды. Когда количество аминокислот увеличивается более 50, то образуется белок (полипептид).
Из приведенной последовательности становится понятно, что именно пептиды, являются «блоками» для формирования и строительства белков. Но, наряду с запасными белками, которые определяют качество урожая, еще более важную роль выполняют пептиды, вовлеченные в регулирование всех процессов, происходящих в растительной клетке. Растение также синтезирует и использует функциональные пептиды, которые как «ключи» запускают строго определенные процессы от которых зависит здоровье и развитие и жизнедеятельность растений. Наукой установлены функциональные роли и физиологическое значение следующих групп пептидов:
• транспортные пептиды обеспечивают процессы поглощения и перемещения питательных веществ внутри растения;
• буферные пептиды ориентированы на поддержание постоянного уровня рН;
• гормональные пептиды (ауксины, гиббереллины др.) регулируют деятельность отдельных органов растения или организма в целом;
• защитные пептиды включают выработку и накопление веществ (токсинов) опасных для других растений, микроорганизмов или животных;
• антистрессовые пептиды (элиситоры) повышают устойчивость растений к биотическим и абиотическим стрессам за счет увеличения синтеза необходимых вторичных метаболитов в клетках культуры растений;
• антиоксидантные пептиды выполняют защитные функции, связанные с предотвращением или замедлением старения тканей растений.
Не секрет, что растения синтезируют собственные аминокислоты из неорганического азота и углерода, получаемые растением из минеральных удобрений и гумуса. Данный процесс включает превращение нитратов в нитриты и аммонийные соединения, их последующее встраивание в органические молекулы при биосинтезе аминокислот и формировании пептидных цепочек. Но, на все эти процессы растение вынуждено затрачивает существенные запасы энергии и теряет время, отведенное на вегетацию и формирование урожая.
Согласно определения, мы знаем, что стресс — это реакция растительного организма на воздействие неблагоприятных факторов, которая сопровождается замедлением метаболических процессов, затратами энергии на преодоление негативных факторов внешней среды в ущерб формированию урожая.
Стрессы могут иметь абиотическую (температурные, химические ожоги) и биотическую (заболевания и вредители) природу, различное по времени действие, однако в любом случае оказывают негативное влияние на величину и качество урожая.
Поэтому основной принцип действия всех антистрессантов заключается в том, что специально подобранные биологически активные вещества запускают, поддерживают и стимулируют физиологические процессы организма, улучшают усвоение органических и неорганических элементов, не допускают проявления или в кратчайшие сроки восстанавливают оптимальную жизнедеятельность растений, т.е. дают нам возможность реализовать генетический потенциал и получить максимальную хозяйственную эффективность в сложившихся почвенно-климатических условиях.
Использование препаратов, которые в своем составе содержат вещества, способные напрямую использоваться и сразу включающиеся в метаболизм растений, являются наилучшей антистрессовой поддержкой необходимой для полного раскрытия потенциала сорта в любых почвенно-климатических условиях.
Применение пептидов и аминокислот во внекорневых подкормках, в настоящее время является одним из самых эффективных способов коррекции воздействия негативных условий окружающей среды (град, заморозки, водный дефицит, солнечные ожоги) на сельскохозяйственные растения. Попадая в растение в виде действующих веществ удобрений пептиды и аминокислоты, практически сразу включаются в обменные процессы организма без потери времени и энергии на преобразование неорганических веществ в органические.
Однако, в связи с нарастающей популярностью применения препаратов на основе аминокислот, следует отметить, что не все они имеют одинаковый аминокислотный состав и следует быть готовым к тому, что ряд свободных аминокислот, полученных из морских водорослей или гидролизатов животного происхождения, будут бесполезными или окажут угнетающее влияние на растительный организм. Так, например, животные аминокислоты гидроксипролин и гидроксилизин не несут пользы для растений, поскольку они не смогут усвоить их, а глицин, присутствующий в животных продуктах в больших количествах (>27% против 4,5% в растительных), оказывает фитотоксичное действие при нарушении оптимальных дозировок. Поэтому только пептиды и аминокислоты растительных гидролизатов сбалансированы для оптимального использования растениями, т.к. имеют правильный набор и соединение аминокислот в пептидах, т.е. могут быстро и без дополнительных модификаций использоваться растением.
Так как растительные пептиды и аминокислоты представляют собой готовый строительный материал для любой растительной ткани, то их внесение в фазы формирования урожая за короткое время активизируют оптимальную функциональную деятельность всего растительного организма и обеспечивает накопление питательных веществ в генеративных органах, тем самым непосредственно влияя на качество урожая.
Добавление препаратов с растительными пептидами и аминокислотами в баковые смеси с пестицидами уменьшает стрессовую нагрузку на растение, снижает проявления фитотоксичности за счет ускорения метаболизма и ускоренного обновления тканей культурного растения. При этом наличие функциональных пептидов усиливают проникновение и движение селективных гербицидов в тканях сорных растений, повышая их эффективность и позволяя снижать дозировки при совместном использовании.
Таким образом, удобрения с растительными пептидами и аминокислотами являются прорывом на рынке удобрений, они являются незаменимым инструментом в достижении цели многих агрономов – максимальных урожаев высокого качества без лишних затрат.
Аминокислоты в удобрениях и их роль в развитии растений
В настоящее время рынок агрохимической промышленности развивается очень стремительно и динамично. Компании химической отрасли ежегодно разрабатывают и внедряют качественно новые виды удобрений, содержащие помимо традиционного набора макро- и микроэлементов ранее неиспользуемые компоненты и соединения.
Сегодня уже никого не удивляет включение в состав современных препаратов низкомолекулярных органических веществ (фитогормонов), гуминовых кислот и фульвокислот, дисахаридов, трисахаридов и олигосахаридов, пептидов и нуклеотидов.
Похоже, что наука добралась и до аминокислот, поскольку в настоящее время уже официально зарегистрировано порядка пятидесяти препаратов, в состав которых входят, в том числе и эти вещества.
Ученые начали активно изучать воздействие аминокислот на растения еще в 70-е годы прошлого столетия. Уже тогда они обратили внимание, что эти вещества повышают способность растений лучше усваивать питательные элементы, усиливают уровень фертильности пыльцы, способствуют ускоренному формированию завязи и оказывают положительное воздействие на иммунную систему большинства культур.
Кроме того, ученым удалось определить, что аминокислоты способны активизировать механизмы быстрого восстановления после воздействия неблагоприятных природных факторов, а также улучшают устойчивость растений к различным заболеваниям и вредителям.
С тех пор рынок специализированных удобрений предназначенных для листовых подкормок неумолимо растет и становится более разнообразным.
Сегодня в список ключевых стран-лидеров по производству удобрений, содержащих в своем составе аминокислоты, помимо Китая, Испании, Германии и Италии, входит и Украина. В настоящее время в нашей стране производится добрый десяток таких препаратов.
В этой ситуации агрономам, фермерам и другим представителям аграрного сектора, чтобы не отстать от передового мирового опыта, приходиться держать руку на пульсе и внимательно следить за изменениями, которые происходят на рынке удобрений. Они вынуждены изучать состав, характеристики, определять достоинства того или иного препарата, чтобы использовать его на практике с максимальной эффективностью. Современные аграрии намного более осведомленные и требовательные в этом вопросе, чем 50 лет тому назад.
Роль аминокислот в развитии растений
Аминокислоты принимают активное участие в процессе метаболизма растений. По сути, они представляют собой элементы или кирпичики, благодаря которыми происходит строительство растительных клеток.
На самом деле формирование аминокислот представляет собой очень сложный процесс, на который растение затрачивает большое количество энергии. Эти вещества образуются в результате фотосинтеза, а затем участвуют во многих биохимических процессах, помогая культурам нормально расти и развиваться в течение всего вегетационного периода.
При этом аминокислоты, входящие в состав растительного белка, относятся к альфа (α) аминокислотам. Как правило, именно эта группа изомеров аминокислот входит в базовый состав микроудобрений, хотя внутри растений могут в свободном состоянии встречаться также бета (β) и гамма (γ) изомеры.
В природе можно наблюдать два типа оптических изомеров:
Аминокислотные комплексы, произведенные из сырья животного происхождения, содержат не более 17 типов аминокислот, в то время как комплексы из растительного сырья включают и важный 18-й элемент – триптофан.
В свою очередь D-изомеры могут не усваиваться растениями и к тому же иметь токсичность. Кроме того данная группа аминокислот часто входит в состав патогенных белков.
Отдельные разновидности аминокислот способны формировать с ионами двухвалентных металлов (кальция, магния и других) обычные или внутрикомплексные соли, которые называются комплексонатами. Именно эту природную способность некоторых разновидностей аминокислот и используют химики при производстве микроудобрений.
В первую очередь к таковым аминокислотам относятся:
Соединения этих веществ с ионами металлов часто называют хелатами, что является ошибкой. Кроме того, аминокислоты, входящие в состав современных препаратов, многие производители иногда называют незаменимыми, что также некорректно. Дело в том, что именовать аминокислоты незаменимыми можно исключительно по отношению к животным или человеку, поскольку эти вещества должны обязательно входить в рацион их питания.
В строительстве белков принимают участие 20 аминокислот (19 первичных и одна вторичная). К таковым относятся: валин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, метионин, треонин, трептофан, лизин и другие.
Что же касается растений, то они сами способны синтезировать все необходимые аминокислоты в достаточном объеме. При этом гораздо более важную роль для получения высокого и качественного урожая выполняют белки-ферменты, участвующие во всех жизненно важных процессах, происходящих внутри растительных клеток.
И, тем не менее, при наличии неблагоприятных природных факторов, когда растения испытывают сильный стресс, дополнительное поступление аминокислот извне позволяет улучшить протекание внутренних обменных процессов и ускорить метаболизм, не затрагивая при этом внутренние ресурсы для обеспечения синтеза.
Кроме того, ученым удалось определить, что в стрессовых ситуациях растения способны накапливать большое число свободных аминокислот, не связанных в пептиды и белки. Именно эти аминокислоты выступают в роли защитного механизма при наличии неблагоприятных факторов, поскольку быстро включаются в процесс метаболизма как собственные.
Высокий уровень усвоения питательных элементов обеспечивают в первую очередь такие аминокислоты как глютаминовая кислота, лизин, гистидин, глицин, которые при соприкосновении с микроэлементами образуют хелатные соединения.
В свою очередь валин, треонин, серин, пролин, аланин, аргинин и тирозин положительно влияют на уровень метаболизма, благодаря чему растения быстрее восстанавливаются в стрессовых ситуациях.
Наиболее важные виды аминокислот и выполняемые ими функции
Участвует в процессе синтеза хлорофилла
Способствуют удержанию влаги и обмену газов
Укрепляет стенки растительных клеток и оптимизирует водный обмен
Повышает устойчивость растений к неблагоприятным природным факторам
Нивелирует последствия стресса
Повышает степень фертильности пыльцы
Улучшает процесс опыления и формирования плодов
Является источником синтеза хлорофилла и строительным материалом для построения других видов аминокислот
Активизирует обменные процессы и восстанавливает водный баланс
Способствует быстрому оплодотворению завязи
Укрепляет стенки растительных клеток
Улучшает жизнестойкость растений
Оказывает положительное влияние на процесс опыления и формирования плодов
Положительно влияет на осмотические процессы в протоплазме, способствуя открыванию и закрыванию устьиц
Способствует лучшему прорастанию семян
Является эффективным комплексоном (хелатирующим агентом)
Повышает концентрацию хлорофилла внутри растений
Регулирует работу листовых устьиц
Участвует в процессе опыления
Улучшает устойчивость растений в условиях стресса
Участвует в процессе опыления и формирования плодов
Улучшает процесс синтеза гормонов, связанных с формированием цветов и плодов
Способствует проникновению в корневую систему питательных веществ
Помогает растениям преодолевать стресс
Является активатором фитогормонов и веществ, оказывающих влияние на рост и развитие растений
Оптимизирует водный обмен
Оказывает стимулирующее действие на процесс созревания плодов
Регулирует работу листовых устьиц
Является базовым материалом, обеспечивающим синтез гормональных веществ ауксинового типа
Способствует быстрому формированию корневой системы
Помогает растению преодолевать стрессовую ситуацию
Предотвращает задержку в развитии растений
Принимает активное участие в азотном обмене и синтезе белка
Стимулирует прорастание семян
Является строительным материалом для других аминокислот
Улучшает вкусовые качества плодов
Способствует быстрому прорастанию семян
Ускоряет процесс опыления
Повышает устойчивость растений к неблагоприятным природным факторам
Является осмотическим протектантом
Повышает устойчивость растений в условиях засухи
Способствует быстрому прорастанию пыльцы
Помогает растениям преодолеть солевой стресс
Способствует синтезу хлорофилла
Повышает устойчивость растений в условиях засухи
Оптимизирует процесс водного обмена
Способствует лучшему созреванию плодов
Улучшает процесс поглощения питательных элементов
Оптимизирует процесс водного обмена
Регулирует работу листовых устьиц
Регулирует работу листовых устьиц при неблагоприятных погодных условиях
Помогает растениям преодолевать солевой стресс
Способствует быстрому прорастанию пыльцы
Повышает устойчивость растений при неблагоприятных природных факторах
Участвует в синтезе хлорофилла
Обеспечивает растениям устойчивость к засухе
Регулирует работу листовых устьиц
Обеспечивает лучшее прорастание пыльцы
Является осмотическим протектантом
Способствует устойчивости растений в условиях засухи
Является осмотическим протектантом
Ускоряет прорастание пыльцы
Повышает устойчивость растений в условиях засухи
Протеиногенные и непротеиногенные аминокислоты
В настоящее время ученые обнаружили и смогли определить характеристики более 300 видов различных аминокислот. При этом лишь около 20 из них входят в состав белков и называются протеиногенными.
К такому виду аминокислот относятся натуральные альфа-аминокислоты, которые входят в состав животных и растительных белков. При этом они имеют оптически активную L-конфигурацию и, синтезируясь внутри растений, хорошо ими усваиваются (их встраивание в молекулу белка регулируется информацией генетического кода).
Непротеиногенные аминокислоты имеют D-конфигурацию. К этой категории относится целая группа соединений (более 200 разновидностей), не входящих в состав белков. Они редко встречаются в природе и, как правило, представляют продукты обмена низших организмов и могут быть токсичными.
Белок, как правило, изготавливается из растительных отходов, экстрактов растений, водорослей и отходов переработки сырьевых ресурсов животного происхождения.
По способу получения различают два основных вида аминокислот:
· синтетические аминокислоты, которые получаются путем синтеза смеси изомеров D – формы (данная группа, как правило, не используется при изготовлении удобрений)
· аминокислоты, полученные благодаря ферментированному или химическому гидролизу белка с использованием различных кислот и щелочей (используются при изготовлении удобрений)
Ферментативный гидролиз белка, включающий L-аминокислоты, является очень сложным и дорогостоящим процессом, поскольку происходит при непосредственном использовании особых разновидностей бактерий, благодаря воздействию которых и образуются полноценные свободные биологически активные вещества, представляющие наибольшую ценность.
Микроудобрения, содержащие аминокислоты, изготовленные при помощи ферментативного гидролиза, очень эффективны, поскольку они содержат L-аминокислоты, которые максимально приближены к природной аминограмме растений.
Химический гидролиз чаще всего происходит с применением кислоты или щелочи. Эта модель производства аминокислот требует меньше затрат, а потому является более рентабельной и позволяет значительно снижать цену на конечный продукт.
Увы, под воздействием кислоты или щелочи L-триптофан разрушается, а потому полученные таким способом аминокислоты перестают быть биологически активными и оказываются неспособными участвовать в качестве строительного материала при построении белков.
Наиболее низкокачественные и потому дешевые препараты, содержащие около 30% аминокислот животного происхождения, поставляются в настоящее время из Китая. При изготовлении этих микроудобрений, как правило, используется соляная кислота.
Качественные и эффективные микроудобрения, содержащие аминокислоты можно получить исключительно из сырья растительного происхождения. При этом они должны иметь концентрацию протеиногенных аминокислот от 30% до 50%.
Благодаря таким препаратам растения будут лучше усваивать питательные вещества, что в свою очередь окажет положительное воздействие на урожайность и качество продукции даже при наличии неблагоприятных условий.
Роль аминокислот в борьбе растений со стрессовыми ситуациями
К негативным факторам, вызывающим стресс у растений, можно отнести низкую или слишком высокую температуру воздуха, недостаток или переизбыток света и влаги, а также неблагоприятный состав почвы и наличие патогенных болезней и вредителей. Кроме того, в стрессовую ситуацию культуры попадают в период активной борьбы с сорняками, когда аграрии активно применяют пестициды.
Все перечисленные негативные факторы могут вызывать снижение обменных процессов внутри растений и способны приводить к таким заболеваниям, как хлороз и некроз. При этом ущерб от нанесенных повреждений может оказывать отрицательное влияние на общую урожайность и составлять от 5 до 70%.
Дело в том, что в результате стресса у растений происходит активный процесс распада белково-синтетического аппарата. При стрессовых ситуациях внутри растений происходит гидролиз и превращение белков в аммоний, который становится токсичным и вызывает гормон старения (этилен). При этом, внутри всходов повышается концентрация абсцизовой кислоты, в результате чего происходит торможение ключевых обменных процессов. Это чревато тем, что растение может раньше срока перейти к репродуктивной фазе и перенаправить внутренние ресурсы на формирование плодов, так и не завершив до конца этапы естественного вегетативного развития.
Управление обменными процессами при помощи препаратов, содержащих аминокислоты
Ученые неоднократно доказывали, что обработка культур препаратами, содержащими аминокислоты, значительно повышает иммунитет и степень жизнестойкости растений, способствует их быстрому восстановлению при неблагоприятных условиях.
При этом все обозначенные выше аминокислоты не только активируют фитогормоны, управляющие обменными процессами, но и определяют, в какую именно часть растения следует направить ресурсы, чтобы восстановить нарушенный внутренний баланс.
Поскольку аминокислоты хорошо растворяются в воде, при листовой и корневой обработке растений они способны легко проникать в растительные клетки, помогая им противостоять негативным факторам. Благодаря этому улучшается процесс фотосинтеза, поддерживается естественный гормональный баланс и налаживается азотный обмен внутри растений.
Что такое свободные аминокислоты
Производители микроудобрений часто используют термин «свободные аминокислоты», который можно применять как к белковым аминокислотам, которые встречаются в несвязанной в белки или пептиды форме, так и к небелковым формам.
Принято считать, что у свободных аминокислот молекула аминокислоты не связанна химическими связями с другими молекулами, что способствует их более быстрому усвоению.
При этом замечено, что молодые растения содержат большее количество свободных аминокислот, чем старые и в вегетативных органах их процент содержания выше, чем в репродуктивных.
Каким микроудобрениям, содержащим аминокислоты следует отдавать предпочтение в первую очередь
Во-первых, при выборе того или иного препарата следует обращать внимание на состав аминокислот.
Во-вторых, необходимо внимательно изучить способ получения аминокислот и применяемое при этом сырье. Оно обязательно должно иметь растительную основу.
Способы применения препаратов
Микроудобрения, включающие аминокислоты, хорошо растворяются в воде, поэтому их можно вносить как методом листовой обработки растений, так и путем внесения препарата непосредственно к корневой системе.
Данная группа препаратов, как правило, позволяет осуществлять процесс подкормки с использованием баковых смесей одновременно с пестицидами, благодаря чему растения получают не такой сильный стресс.