Протягом останніх років на ринку агрохімікатів посиленим інтересом користуються препарати, що містять амінокислоти. Особливо ефективне застосування таких препаратів шляхом позакореневого підживлення, а також для передпосівного обробітку насіння та в краплинному зрошені. Спробуємо розглянути роль амінокислот в життєдіяльності рослин та узагальнити їх функції в рослинах. Ці знання допоможуть агрономам більш ефективно використовувати такі продукти.
Амінокислоти є одними з найактивніших учасників метаболізму. Утворюючись в процесі фотосинтезу або в результаті синтетичної діяльності коренів, вони надалі беруть участь у найрізноманітніших біохімічних процесах, у тому числі у синтезі білкових і ростових речовин, від яких, у свою чергу, залежать ростові процеси.
Амінокислоти є будівельним матеріалом для формування (розвитку та росту) клітин та виконують багато інших важливих функцій у рослинних організмах. В умовах стресу та під час росту і розвитку самих рослин амінокислоти відіграють важливу роль. Утворення амінокислот у клітинах рослин складний і енергозатратний процес. Первинним будівельним матеріалом для синтезу амінокислот є вуглець і кисень з повітря, водень і кисень з води та азот з ґрунту.
Амінокислоти, які синтезуються у рослинах, належать до груп протеїногенних (α-амінокислоти які входять до складу білків) та непротеїногенних.
Протеїногенні амінокислоти – у рослин це α-L-амінокислоти. Рослини і тварини швидше і краще засвоюють натуральні α-амінокислоти оптично активної L-конфігурації, з яких будуються білки. Такі модифікації легко сприймаються рослинним організмом і швидко включаються в метаболізм. D-форми α-амінокислот зустрічаються в природі порівняно рідко, причому лише як продукти обміну речовин нижчих організмів.
Відмінності L-амінокислот і D-амінокислот не в хімічному складі, а в стереохімічній будові молекул амінокислот (див. рис.1.). Проте саме α-L-амінокислоти є корисними для рослин і придатні для формування білків.
В рослинах синтезується 20 протеїногенних амінокислот. З амінокислот синтезуються білки, які в свою чергу утворюють прості ферменти і ферментативні комплекси. Таким чином вони відіграють важливу роль у життєдіяльності рослин. Саме від білків та їх якісного і кількісного складу в рослинах залежить стійкість рослин до стресових умов вегетації та подолання їх наслідків. Деякі амінокислоти є важливими для гормонального обміну рослин, а також як будівельний матеріал утворення клітинних стінок у рослин (Див. табл.1).
Амінокислоти, які зустрічаються в рослинах у вільному стані відомі як непротеїногенні, то б то вони не входять до складу білків. До непротеїногенних амінокислот входить велика група сполук. Їх кількість понад 200, саме вони визначають унікальні особливості амінокислотного обміну у рослин.
Функції непротеїногенних амінокислот у рослинах:
-транспортна форма азоту по рослині;
-основна запасна форма азота в насінні;
-швидка і ефективна регуляція кількості доступного NH4 + для рослини.
Непротеїногенні амінокислоти легко підвернені метаболізму і при необхідності є джерелом іонів амонію для синтезу білка.
Роль амінокислот у захисті культур від стресів
Нанесена стресами культурам шкода може бути на багато більшою, ніж ту, яку вони отримують від різного роду патогенів (хвороб) або шкідників. Водночас виробничий досвід засвідчує, що сучасні сорти та гібриди культур інтенсивного типу більш чутливі до стресових факторів, ніж «старі» сорти екстенсивного типу. Можливо це обумовлено тим, що при селекції високоврожайних сортів культур, втрачаються гени, котрі кодують культури на отримання високої врожайності за несприятливих «стрес-факторів». За формування високої врожайності культурами активуються їх обмінні процеси, що ускладнює адаптацію до стресів.
Головними причинами, які викликають фізіологічну депресію рослин є - температурний, водний, світловий, сольовий (ґрунтовий) та пестицидний стреси, іноді їх ще називають «фітостресантами». Саме ненормований їх вплив на культури породжує загостренням розвитку хвороб, шкідників, прояв некрозів і хлорозів, погіршення якості, товарності продукції, загальне зниження врожайності, а за надмірного впливу призводить до пошкодження, а то й до загибелі.
Внутрішній прояв стресу «тривоги» на культурах супроводжується зниженням метаболічних (обмінних) процесів, домінуванням розпаду над синтезом, деградацією білково-синтетичного апарату, старінням культур та величезними затратами їх енергії на відновлення обміну, що врешті-решт призводить до зниження продуктивності. Залежно від того, у якій фазі росту та розвитку культури зазнають впливу фітостресантів, зниження їх врожайності може становити від 5 до 70%. Проте науковими дослідженнями доведено, що обробка культур амінокислотами - проліном, аргініном, аспарагіновою, глютаміновою, а також олігосахаридами, поліамінами, моно-та дисахаридами, янтарною кислотою та іншими біологічно активними речовинами підсилює їх захист до фітостресів. Так, зокрема:
Глютамінова кислота добре активує обмінні процеси, синтез нових амінокислот, відновлює водний баланс культур, поліпшує їх запилення, є джерелом синтезу хлорофілу та ефективним комплексоном (хелатуючим агентом). Вона також виступає джерелом енергії та знешкоджує аміак в рослинному організмі, віднімаючи атоми азоту в процесі утворення іншої амінокислоти.
Гліцин та лізин беруть активну учать у біосинтезі хлорофілу. Гліцин також входить до складу листової тканини, приймає участь у запиленні та зав`язуванні плодів та має високу активність як комплексон, а лізин є попередником поліамінів, джерелом азоту та поліпшує стійкість культур за стресів.
Пролін, поліпшує посухостійкість та протидію водному стресу. Дослідження показали, що підживлення проліном можуть затримати в`янення, коли рослина піддається осмотичному стресу.
За результатами досліджень, гістидін, пролін та інші амінокислоти є частиною механізму відкриття та закриття продихів, і є суттєвими для утримання води та обміну газів.
Усі амінокислоти, включаючи вище наведені, є попередниками або ж активаторами фітогормонів. Саме гормони визначають, які органи рослинного організму, потрібно формувати - коріння, стебла, листки, квітки, плоди тощо. За сприятливих умов вирощування культур, виробництво продуктів їх фотосинтезу проходить нормально, що забезпечується фітогормональним балансом.
За фітостресів, в організмі рослин (відбувається гідроліз білків в амоній, який стає токсичним та примушує рослину продукувати гормон старіння-етилен) підвищується концентрація гормонів стресу – абсцизової кислоти та етилену. Як результат – гальмуються ростові процеси, погіршується поглинання та утилізація елементів мінерального живлення, прирости біомаси (рослина, не завершивши вегетативного розвитку, переходить до репродуктивної фази). Продукти фотосинтезу та метаболічних реакцій перенаправляються на формування плодів. Гормональний дисбаланс, що виник в результаті стресу, призводить до блокування надходження продуктів фотосинтезу до кореневої системи, гальмування її розвитку та відмирання. Це приводить до зниження врожайності культур. Контролюючи стрес, ми маємо можливість контролювати проблему зниження врожайності.
Важливість амінокислот для рослин переконлива та незаперечлива. Завдяки властивостям амінокислот до легко розчинення у воді і здатності до швидкого проникнення через листову поверхню у клітини рослин, відпрацьовано технології листового підживлення рослин амінокислотами. Результати підживлень рослин амінокислотними препаратами свідчать про високу ефективність цих заходів для підвищення стійкості до жаркої і посушливої погоди, подолання сольового стресу, покращення процесів запилення та плодоутворення, інтенсивності процесу фотосинтезу, підтримання гормонального балансу, покращення азотного обміну в рослинах та інше.
Ключем у подоланні різного роду стресів сучасних сортів та гібридів культур є застосування спеціального добрива-антистресанта КВАНТУМ-АміноМакс та збалансованого мінерального живлення від компанії НВК «КВАДРАТ». Зволікання з підживленням культур, які піддалися стресу, сильно позначається на їх урожайності та може знизити її до 40%. Застосовуючи КВАНТУМ-АміноМакс ще на початку стресів, або заздалегідь, ми допомагаємо культурам швидко подолати стреси за рахунок підвищення їх генетичної експресії, яку можна підвищити до 30%.
автор: Полянчиков С.П., Ковбель А.И., агроном-дослідник
источник: НПК «Квадрат»
