În producția agricolă modernă, aminoacizii sunt utilizați pe scară largă în toate etapele cultivării culturilor ca regulatori de creștere a plantelor eficienți și ecologici și suplimente nutritive. Glutamatul, lizina și prolina sunt trei aminoacizi agricoli reprezentativi care joacă un rol important în promovarea creșterii culturilor, creșterea rezistenței la stres și îmbunătățirea calității. Cu toate acestea, datorită diferențelor în structura moleculară și funcția fiziologică, scenariile lor specifice de aplicare și metodele de utilizare diferă semnificativ.
Funcții comune ale glutamatului agricol, lizinei și prolinei
Deși funcțiile fiziologice ale acestor trei aminoacizi diferă, ei au următoarele funcții comune în aplicațiile agricole:
1. Suplimentarea nutriției plantelor și promovarea creșterii și dezvoltării
Glutamatul, lizina și prolina sunt toate materii prime importante pentru sinteza proteinelor în plante. Ele pot fi absorbite și utilizate direct de culturi prin pulverizare foliară sau aplicare rădăcină, participând la construcția structurii celulare și la sinteza enzimelor, promovând astfel creșterea plantelor și creșterea biomasei. De exemplu, atunci când sunt aplicate în timpul etapei de răsad, toate trei pot accelera dezvoltarea rădăcinilor și expansiunea frunzelor, punând bazele creșterii ulterioare.
2. Îmbunătățiți rezistența la stresul culturilor
Toate cele trei tipuri de aminoacizi pot spori adaptabilitatea culturilor la condiții nefavorabile, cum ar fi seceta, salinitatea și temperatura scăzută prin reglarea echilibrului osmotic și activarea sistemelor antioxidante. Atunci când culturile se confruntă cu stres abiotic, conținutul de aminoacizi liberi din plantă crește semnificativ, iar suplimentarea exogene poate îmbunătăți și mai mult capacitatea-de reținere a apei și stabilitatea membranei celulelor, reducând daunele celulare cauzate de stres.
3. Îmbunătățiți calitatea culturilor și creșteți randamentul
Toate trei pot îmbunătăți randamentul și calitatea culturilor prin participarea la metabolismul azotului și prin promovarea acumulării de produse fotosintetice. De exemplu, aplicarea în timpul etapei de mărire a fructelor poate crește conținutul de zaharuri solubile și vitamine din fructe, îmbunătățind gustul și valoarea nutritivă; în același timp, promovează translocarea nutrienților către organele recoltate, crescând greutatea unei mii-de boabe sau a unui singur fruct.
4. Îmbunătățirea utilizării îngrășămintelor
Ca surse de azot organic, glutamatul, lizina și prolina pot fi utilizate în combinație cu îngrășăminte anorganice. Prin activarea microorganismelor din sol și prin promovarea absorbției radiculare a azotului, fosforului, potasiului și a altor elemente, acestea reduc pierderile de îngrășământ, îmbunătățesc utilizarea îngrășămintelor și scad riscul de poluare a mediului.
Diferențele în funcțiile glutamatului agricol, lizinei și prolinei
1. Funcția de bază a glutamatului
Glutamatul este un produs intermediar cheie al metabolismului azotului în plante, iar funcția sa se concentrează mai mult pe „reglarea metabolică” și „transformarea nutrienților”:
(1) Participarea la metabolizarea azotului și sinteza aminoacizilor
Glutamatul este un precursor al sintezei diferiților aminoacizi (cum ar fi glutamina, prolina și arginina) în plante. Prin transaminare, furnizează grupări amino pentru alți aminoacizi și este un centru central pentru asimilarea și distribuția azotului. Prin urmare, aplicarea glutamatului în timpul etapelor de creștere, când culturile au cerințe ridicate de azot (cum ar fi etapa de creștere vegetativă) poate promova în mod semnificativ absorbția și utilizarea azotului.
(2) Promovarea sintezei și fotosintezei clorofilei
Glutamatul este o componentă a inelului porfirinic din clorofilă. Suplimentarea exogenă poate accelera sinteza clorofilei și crește rata fotosintetică a frunzelor. Când frunzele recoltei devin galbene sau eficiența fotosintetică scade (cum ar fi în timpul zilelor înnorate prelungite sau a senescenței premature), pulverizarea glutamatului poate atenua rapid simptomele și poate restabili funcția frunzelor.
(3) Reglarea deschiderii și închiderii stomatice și a echilibrului apei
Glutamatul poate regla deschiderea și închiderea stomatelor prin afectarea presiunii osmotice a celulelor de gardă, reducând transpirația apei în condiții de secetă, asigurând în același timp aprovizionarea cu CO₂, echilibrând astfel relația dintre retenția de apă și fotosinteză. Acest efect este deosebit de important în cultivarea culturilor în regiunile aride.
2. Rolul de bază al lizinei
Lizina este un aminoacid esențial în plante (esențial pentru oameni, dar sintetizat de către plante). Rolul său se concentrează mai mult pe „reglarea activității fiziologice” și „îmbunătățirea calității”:
(1) Activarea sistemului de apărare a plantelor și creșterea rezistenței la boli
Lizina poate fi transformată în substanțe cu activitate antibacteriană (cum ar fi cadaverina, un produs al lizin decarboxilazei) în interiorul plantelor, inhibând creșterea și reproducerea agenților patogeni; simultan, poate induce culturile să producă proteine asociate-patogenezei (proteine PR), sporind rezistența la bolile fungice și bacteriene. Prin urmare, aplicarea lizinei în perioadele de incidență mare a bolii (cum ar fi etapele mijlocii și târzii de creștere a culturii) poate reduce apariția bolii.
(2) Promovarea creșterii reproductive și îmbunătățirea calității fructelor
Lizina are un efect de reglare special asupra înfloririi și a întăririi fructelor în culturi, promovând dezvoltarea polenului, crescând rata de polenizare și accelerând acumularea de proteine și aminoacizi esențiali în fructe. Aplicarea lizinei în timpul etapelor de înflorire și de dezvoltare a fructelor pomilor fructiferi și legumelor poate îmbunătăți semnificativ rata de întărire a fructelor, poate crește conținutul de aminoacizi esențiali precum lizina din fructe și poate crește valoarea nutritivă.
(3) Atenuarea stresului metalelor grele
Lizina se poate lega de ioni de metale grele (cum ar fi plumbul și cadmiul) din sol prin chelare, reducând biodisponibilitatea acestora și scăzând absorbția de metale grele pe cultură; simultan, reglează activitatea enzimelor de detoxifiere a metalelor grele din plantă, atenuând toxicitatea metalelor grele asupra celulelor. Acest efect îl face valoros pentru plantarea de remediere în soluri-contaminate cu metale grele.
3. Rolul de bază al Prolinei
Prolina este unul dintre cei mai importanți regulatori osmotici din plante, rolul său concentrându-se pe „protecția la stres” și „repararea celulelor”:
(1) Protecție osmotică în condiții de stres puternic
În situații de stres extrem, cum ar fi seceta și salinitatea, prolina este cel mai abundent aminoacid liber din plante. Structura sa moleculară are o hidrofilitate puternică, care poate reduce potențialul osmotic prin creșterea concentrației sevei celulare, reducerea pierderilor de apă și menținerea presiunii turgenței celulare. Prin urmare, aplicarea prolinei înainte sau în timpul stresului are un efect de rezistență la stres-mult mai bun decât celelalte două tipuri de aminoacizi.
(2) Stabilizarea structurii macromoleculelor biologice
Prolina se poate lega de macromolecule biologice, cum ar fi proteinele și acizii nucleici, menținând stabilitatea structurii lor spațiale și prevenind denaturarea proteinelor și pierderea activității enzimatice în condiții de stres. De exemplu, sub stres la temperatură scăzută, prolina poate proteja membranele celulare și sistemele enzimatice, menținând un metabolism normal.activitate.
(3) Antioxidanți și eliminarea radicalilor liberi
Prolina poate elimina direct speciile reactive de oxigen (cum ar fi radicalii hidroxil și peroxidul de hidrogen) generate sub stres sau poate reduce daunele oxidative prin îmbunătățirea activității enzimelor antioxidante, cum ar fi superoxid dismutaza (SOD) și peroxidaza (POD). Acest efect este deosebit de proeminent atunci când culturile sunt supuse la secetă și la stres-de temperatură ridicată.
Metode de utilizare a glutamatului agricol, lizinei și prolinei
1. Culturi aplicabile și etape de creștere
(1) Glutamat
Culturi aplicabile: Toate tipurile de culturi (în special legume cu frunze și cereale).
Timp optim: stadiul de răsad (promovează creșterea vegetativă), stadiul de îngălbenire a frunzelor (restaurează funcția fotosintetică), stadiul de cerere maximă de azot (cum ar fi etapa de îmbinare a grâului, etapa de măcinare a orezului).
(2) Lizina
Culturi aplicabile: pomi fructiferi, legume, leguminoase (culturi care necesită o calitate îmbunătățită și rezistență la boli).
Timp optim: Perioada de înflorire (îmbunătățește rata de depunere a fructelor), perioada de mărire a fructelor (îmbunătățește calitatea), perioada de incidență mare a bolii (îmbunătățește rezistența la boli).
(3) Proline
Culturi aplicabile: culturi rezistente la-secetă (cum ar fi porumb și bumbac), culturi cu soluri saline-alcaline și culturi-de câmp deschis susceptibile la condiții nefavorabile.
Timp optim: 1-3 zile înainte de stres nefavorabil (cum ar fi înainte de secetă sau val de frig), în timpul stresului (atenuează daunele) și în timpul perioadei de recuperare după stres (promovează repararea).
2. Metode de aplicare și concentrații
(1) Pulverizare foliară
Glutamat: Concentrația este de obicei 0,2%-0,5%, doza este de 50-100 grame pe acru, diluat în 30-50 kg apă, pulverizat uniform pe ambele părți ale frunzelor, o dată la 7-10 zile, de 2-3 ori consecutiv.
Lizina: Concentratie 0,1%-0,3%, dozare 30-50 grame per mu (667 metri patrati), diluata in 30 kg apa. Concentrați-vă pe stropirea florilor și fructelor, aplicând de 2-3 ori de la înflorire până la coacerea fructelor.
Prolina: Concentratie 0,1%-0,2%, dozare 20-40 grame per mu (667 metri patrati), diluata in 30 kg apa. Pulverizați înainte sau în timpul stresului abiotic. În stres sever, intervalul poate fi scurtat la 5 zile, aplicat de două ori consecutiv.
(2) Aplicație rădăcină
Glutamat: Poate fi amestecat cu îngrășăminte organice sau chimice, dozaj 100-200 grame per mu (667 metri pătrați), aplicat cu apă de irigare sau aplicare în brazdă. Potrivit pentru răsaduri de cultură sau când azotul din sol este insuficient.
Lizina: Adesea folosită în combinație cu îngrășăminte compuse, dozare 50-100 grame per mu (667 metri pătrați). Aplicați în timpul măririi fructelor împreună cu irigarea pentru a promova transportul nutrienților către fructe.
Proline: Aplicați pe rădăcini la o concentrație de 0,3%-0,5%, folosind 50-100 grame per mu (aproximativ 0,067 hectare). Potrivit pentru îmbunătățirea terenurilor saline-alcaline sau pentru irigarea rădăcinilor înainte de însămânțarea culturilor în regiuni aride, sporind rezistența rădăcinilor.
(3) Tratarea semințelor
Lizina și prolina pot fi folosite pentru înmuierea semințelor la o concentrație de 0,1%-0,2%. Timpul de înmuiere trebuie ajustat în funcție de tipul de cultură (de exemplu, 6-8 ore pentru grâu, 8-12 ore pentru porumb). Acest lucru poate îmbunătăți rata de germinare a semințelor și rezistența răsadurilor. Glutamatul are un efect mai slab și este rareori utilizat singur.
Precauții
1. Utilizare combinată
Cei trei aminoacizi pot fi amestecați în funcție de nevoile culturii. De exemplu, în timpul etapei de răsad, glutamatul ar trebui să fie componenta principală, combinată cu prolina pentru a spori rezistența; în timpul etapei de fructificare, lizina ar trebui să fie componenta principală, combinată cu glutamatul pentru a promova conversia nutrienților. Cu toate acestea, controlul concentrației este necesar pentru a evita concentrația totală excesivă de aminoacizi care duce la deteriorarea îngrășămintelor.
2. Evitați amestecarea cu substanțe incompatibile
Nu amestecați direct cu pesticide puternic alcaline (cum ar fi amestecul Bordeaux sau sulful de var) sau cu îngrășăminte cu concentrație mare-, deoarece acest lucru poate deteriora structura aminoacizilor. Se recomanda utilizarea singura sau in combinatie cu substante neutre sau slab acide.
3. Timp de pulverizare
Pulverizarea foliculară trebuie făcută în diminețile sau serile însorite, evitând perioadele de temperatură ridicată și lumina puternică a soarelui pentru a reduce pierderea prin evaporare și arsurile frunzelor. Nu pulverizați în zilele ploioase; dacă plouă în decurs de 6 ore de la pulverizare, re-pulverizați.
4. Condiții de depozitare
Produsele cu aminoacizi sunt higroscopice și trebuie sigilate și depozitate într-un loc răcoros și uscat, evitând lumina directă a soarelui și temperaturile ridicate pentru a preveni degradarea ingredientelor active.
