V moderní zemědělské výrobě jsou aminokyseliny široce používány ve všech fázích pěstování plodin jako účinné a ekologické regulátory růstu rostlin a doplňky živin. Glutamát, lysin a prolin jsou tři reprezentativní zemědělské aminokyseliny, které hrají důležitou roli při podpoře růstu plodin, zvyšování odolnosti vůči stresu a zlepšování kvality. Vzhledem k rozdílům v molekulární struktuře a fyziologické funkci se však jejich konkrétní aplikační scénáře a způsoby použití výrazně liší.
Společné funkce zemědělského glutamátu, lysinu a prolinu
Ačkoli se fyziologické funkce těchto tří aminokyselin liší, sdílejí tyto společné funkce v zemědělských aplikacích:
1. Doplňování výživy rostlin a podpora růstu a rozvoje
Glutamát, lysin a prolin jsou všechny důležité suroviny pro syntézu bílkovin v rostlinách. Mohou být přímo absorbovány a využívány plodinami postřikem na list nebo aplikací kořenů, podílejí se na stavbě buněčné struktury a syntéze enzymů, čímž podporují růst rostlin a zvyšují biomasu. Například při aplikaci ve fázi sazenice mohou všechny tři urychlit vývoj kořenů a expanzi listů, čímž položí základ pro další růst.
2. Zlepšete odolnost plodin vůči stresu
Všechny tři typy aminokyselin mohou zlepšit adaptabilitu plodin na nepříznivé podmínky, jako je sucho, slanost a nízká teplota, regulací osmotické rovnováhy a aktivací antioxidačních systémů. Když se plodiny setkají s abiotickým stresem, obsah volných aminokyselin v rostlině se výrazně zvýší a exogenní suplementace může dále zvýšit schopnost zadržovat vodu- a membránovou stabilitu buněk, čímž se sníží poškození buněk způsobené stresem.
3. Zlepšete kvalitu plodin a zvyšte výnos
Všechny tři mohou zlepšit výnos a kvalitu plodin tím, že se účastní metabolismu dusíku a podporují akumulaci produktů fotosyntézy. Například aplikace během fáze zvětšování ovoce může zvýšit obsah rozpustných cukrů a vitamínů v ovoci, zlepšit chuť a nutriční hodnotu; zároveň podporuje přenos živin do odebraných orgánů, čímž zvyšuje hmotnost tisíc-zrn nebo hmotnost jednoho plodu.
4. Zlepšení využití hnojiv
Jako organické zdroje dusíku lze použít glutamát, lysin a prolin v kombinaci s anorganickými hnojivy. Aktivací půdních mikroorganismů a podporou vstřebávání dusíku, fosforu, draslíku a dalších prvků kořeny snižují ztráty hnojiva, zlepšují jeho využití a snižují riziko znečištění životního prostředí.
Rozdíly ve funkcích zemědělského glutamátu, lysinu a prolinu
1. Základní funkce glutamátu
Glutamát je klíčovým meziproduktem metabolismu dusíku v rostlinách a jeho funkce se zaměřuje spíše na „regulaci metabolismu“ a „transformaci živin“:
(1) Účast na metabolismu dusíku a syntéze aminokyselin
Glutamát je prekurzorem syntézy různých aminokyselin (jako je glutamin, prolin a arginin) v rostlinách. Prostřednictvím transaminace poskytuje aminoskupiny pro jiné aminokyseliny a je hlavním centrem pro asimilaci a distribuci dusíku. Proto aplikace glutamátu během růstových fází, kdy mají plodiny vysoké požadavky na dusík (jako je vegetativní růstová fáze), může významně podpořit absorpci a využití dusíku.
(2) Podpora syntézy chlorofylu a fotosyntézy
Glutamát je součástí porfyrinového kruhu v chlorofylu. Exogenní suplementace může urychlit syntézu chlorofylu a zvýšit rychlost fotosyntézy listů. Když listy plodin zežloutnou nebo se sníží účinnost fotosyntézy (například během dlouhých zamračených dnů nebo předčasného stárnutí), postřik glutamátem může rychle zmírnit příznaky a obnovit funkci listů.
(3) Regulace otevírání a uzavírání průduchů a vodní bilance
Glutamát může regulovat otevírání a zavírání průduchů ovlivněním osmotického tlaku ochranných buněk, snížením transpirace vody za sucha a zároveň zajištěním dodávky CO₂, čímž se vyrovnává vztah mezi zadržováním vody a fotosyntézou. Tento efekt je zvláště důležitý při pěstování plodin v suchých oblastech.
2. Základní role Lysinu
Lysin je esenciální aminokyselina v rostlinách (nezbytná pro člověka, ale syntetizovatelná rostlinami). Jeho role se zaměřuje spíše na „regulaci fyziologické aktivity“ a „zlepšování kvality“:
(1) Aktivace obranného systému rostlin a zvýšení odolnosti vůči chorobám
Lysin může být v rostlinách přeměněn na látky s antibakteriální aktivitou (jako je kadaverin, produkt lysindekarboxylázy), inhibující růst a reprodukci patogenů; současně může přimět plodiny, aby produkovaly proteiny související s patogenezí (PR proteiny)-, čímž se zvyšuje odolnost vůči houbovým a bakteriálním chorobám. Proto aplikace lyzinu během období vysokého výskytu onemocnění (jako jsou střední a pozdní fáze růstu plodin) může snížit výskyt onemocnění.
(2) Podpora reprodukčního růstu a zlepšování kvality ovoce
Lysin má speciální regulační účinek na kvetení a nasazování plodů v plodinách, podporuje vývoj pylu, zvyšuje rychlost opylení a urychluje akumulaci bílkovin a esenciálních aminokyselin v ovoci. Aplikace lyzinu během fáze kvetení a vývoje plodů ovocných stromů a zeleniny může výrazně zlepšit rychlost nasazování plodů, zvýšit obsah esenciálních aminokyselin, jako je lysin v ovoci, a zvýšit nutriční hodnotu.
(3) Zmírnění stresu z těžkých kovů
Lysin se může vázat s ionty těžkých kovů (jako je olovo a kadmium) v půdě prostřednictvím chelace, což snižuje jejich biologickou dostupnost a snižuje absorpci těžkých kovů plodinami; současně reguluje aktivitu enzymů detoxikujících těžké kovy v rostlině, čímž zmírňuje toxicitu těžkých kovů pro buňky. Tento efekt je cenný pro sanační výsadbu v půdách kontaminovaných těžkými kovy-.
3. Hlavní role Prolinu
Prolin je jedním z nejdůležitějších osmotických regulátorů v rostlinách a jeho role se zaměřuje na „ochranu před stresem“ a „opravu buněk“:
(1) Osmotická ochrana při silném stresu
Při extrémních stresech, jako je sucho a slanost, je prolin nejhojnější volnou aminokyselinou v rostlinách. Jeho molekulární struktura má silnou hydrofilitu, která může snížit osmotický potenciál zvýšením koncentrace buněčné mízy, snížením ztráty vody a udržením tlaku buněčného turgoru. Proto aplikace prolinu před stresem nebo během něj má mnohem lepší-odolnost vůči stresu než ostatní dva typy aminokyselin.
(2) Stabilizace struktury biologických makromolekul
Prolin se může vázat na biologické makromolekuly, jako jsou proteiny a nukleové kyseliny, přičemž udržuje stabilitu jejich prostorové struktury a zabraňuje denaturaci proteinů a ztrátě enzymové aktivity ve stresových podmínkách. Například při nízkém-teplotním stresu může prolin chránit buněčné membrány a enzymatické systémy a udržovat normální metabolický ačinnost.
(3) Antioxidant a pohlcování volných radikálů
Prolin může přímo vychytávat reaktivní formy kyslíku (jako jsou hydroxylové radikály a peroxid vodíku) vznikající při stresu nebo snižovat oxidační poškození zvýšením aktivity antioxidačních enzymů, jako je superoxiddismutáza (SOD) a peroxidáza (POD). Tento účinek je zvláště výrazný, když jsou plodiny vystaveny suchu a stresu z vysokých{1}}teplot.
Způsoby použití zemědělského glutamátu, lysinu a prolinu
1. Použitelné plodiny a fáze růstu
(1) Glutamát
Použitelné plodiny: Všechny druhy plodin (zejména listová zelenina a obiloviny).
Optimální doba: Fáze sazenice (podporuje vegetativní růst), fáze žloutnutí listů (obnovuje fotosyntetickou funkci), fáze maximální potřeby dusíku (jako fáze spojování pšenice, fáze odnožování rýže).
(2) Lysin
Použitelné plodiny: Ovocné stromy, zelenina, luštěniny (plodiny vyžadující zlepšenou kvalitu a odolnost vůči chorobám).
Optimální doba: Období květu (zlepšuje sazbu plodů), období zvětšování plodů (zlepšuje kvalitu), období vysokého výskytu chorob (zvyšuje odolnost vůči chorobám).
(3) Prolin
Použitelné plodiny: plodiny odolné vůči suchu- (jako je kukuřice a bavlna), solné-plodiny v alkalické půdě a polní plodiny-na otevřeném poli náchylné k nepříznivým podmínkám.
Optimální doba: 1-3 dny před nepříznivým stresem (např. před suchem nebo vlnou chladu), během stresu (zmírňuje poškození) a během období zotavení po stresu (podporuje nápravu).
2. Aplikační metody a koncentrace
(1) Postřik na list
Glutamát: Koncentrace je obvykle 0,2%-0,5%, dávkování je 50-100 gramů na akr, zředěno ve 30-50 kg vody, stříkáno rovnoměrně na obě strany listů, jednou za 7-10 dní, 2-3krát po sobě.
Lysin: Koncentrace 0,1%-0,3%, dávka 30-50 gramů na mu (667 metrů čtverečních), zředěný ve 30 kg vody. Zaměřte se na postřik květů a plodů, aplikujte 2-3krát od květu po dozrání plodů.
Prolin: Koncentrace 0,1%-0,2%, dávka 20-40 gramů na mu (667 metrů čtverečních), zředěný ve 30 kg vody. Sprej před nebo během abiotického stresu. Při silné zátěži lze interval zkrátit na 5 dní, aplikovat dvakrát po sobě.
(2) Kořenová aplikace
Glutamát: Lze míchat s organickými nebo chemickými hnojivy, dávkování 100-200 gramů na mu (667 metrů čtverečních), aplikovat se závlahovou vodou nebo aplikací do brázdy. Vhodné pro sazenice plodin nebo při nedostatku půdního dusíku.
Lysin: Často se používá v kombinaci s kombinovanými hnojivy, dávkování 50-100 gramů na mu (667 metrů čtverečních). Aplikujte během zvětšování plodů spolu se zavlažováním, abyste podpořili transport živin do ovoce.
Proline: Aplikujte na kořeny v koncentraci 0,3 %-0,5 %, použijte 50-100 gramů na mu (přibližně 0,067 hektaru). Vhodné pro zlepšení slano-alkalické půdy nebo pro zavlažování kořenů před setím plodin v suchých oblastech, čímž se zvyšuje odolnost kořenů.
(3) Ošetření semen
Lysin a prolin lze použít k namáčení semen v koncentraci 0,1%-0,2%. Doba namáčení by měla být upravena podle druhu plodiny (např. 6-8 hodin u pšenice, 8-12 hodin u kukuřice). To může zlepšit rychlost klíčení semen a odolnost sazenic. Glutamát má slabší účinek a jen zřídka se používá samostatně.
Opatření
1. Kombinované použití
Tyto tři aminokyseliny lze smíchat podle potřeb plodin. Například ve fázi sazenic by měl být glutamát hlavní složkou v kombinaci s prolinem pro zvýšení odolnosti; během plodové fáze by měl být lysin hlavní složkou v kombinaci s glutamátem pro podporu přeměny živin. Kontrola koncentrace je však nezbytná, aby se zabránilo nadměrné celkové koncentraci aminokyselin vedoucí k poškození hnojiva.
2. Vyvarujte se míchání s nekompatibilními látkami
Nemíchejte přímo se silně alkalickými pesticidy (jako je Bordeauxská směs nebo vápenná síra) nebo hnojivy s vysokou -koncentrací, protože by to mohlo poškodit strukturu aminokyselin. Doporučuje se používat samostatně nebo v kombinaci s neutrálními či slabě kyselými látkami.
3. Doba stříkání
Folikulární postřik by měl být prováděn za slunečného rána nebo večer, vyhýbejte se obdobím vysokých teplot a silnému slunečnímu záření, aby se snížily ztráty odpařováním a spálení listů. Nestříkejte v deštivých dnech; pokud se do 6 hodin po postřiku objeví déšť, postříkejte znovu-.
4. Podmínky skladování
Aminokyselinové produkty jsou hygroskopické a měly by být uzavřeny a skladovány na chladném a suchém místě, aby se zabránilo přímému slunečnímu záření a vysokým teplotám, aby se zabránilo degradaci aktivních složek.
