In de moderne landbouwproductie worden aminozuren op grote schaal gebruikt in alle stadia van de gewasteelt als efficiënte en milieuvriendelijke plantengroeiregulatoren en voedingssupplementen. Glutamaat, lysine en proline zijn drie representatieve agrarische aminozuren die een belangrijke rol spelen bij het bevorderen van de groei van gewassen, het verbeteren van de stressbestendigheid en het verbeteren van de kwaliteit. Vanwege verschillen in moleculaire structuur en fysiologische functie verschillen hun specifieke toepassingsscenario's en gebruiksmethoden echter aanzienlijk.
Gemeenschappelijke functies van landbouwglutamaat, lysine en proline
Hoewel de fysiologische functies van deze drie aminozuren verschillen, delen ze de volgende gemeenschappelijke functies in landbouwtoepassingen:
1. Aanvulling van plantenvoeding en bevordering van groei en ontwikkeling
Glutamaat, lysine en proline zijn allemaal belangrijke grondstoffen voor de eiwitsynthese in planten. Ze kunnen direct door gewassen worden opgenomen en gebruikt door middel van bladbesproeiing of worteltoepassing, waardoor ze deelnemen aan de constructie van de celstructuur en de enzymsynthese, waardoor de plantengroei wordt bevorderd en de biomassa toeneemt. Wanneer ze bijvoorbeeld tijdens de zaailingfase worden toegepast, kunnen ze alle drie de wortelontwikkeling en bladuitbreiding versnellen, waardoor de basis wordt gelegd voor daaropvolgende groei.
2. Verbeter de weerstand tegen gewasstress
Alle drie soorten aminozuren kunnen het aanpassingsvermogen van gewassen aan ongunstige omstandigheden zoals droogte, zoutgehalte en lage temperaturen verbeteren door het osmotische evenwicht te reguleren en antioxidantsystemen te activeren. Wanneer gewassen te maken krijgen met abiotische stress, neemt het gehalte aan vrije aminozuren in de plant aanzienlijk toe, en exogene suppletie kan het waterretentievermogen en de membraanstabiliteit van cellen verder verbeteren, waardoor celschade veroorzaakt door stress wordt verminderd.
3. Verbeter de gewaskwaliteit en verhoog de opbrengst
Alle drie kunnen de opbrengst en kwaliteit van gewassen verbeteren door deel te nemen aan het stikstofmetabolisme en de accumulatie van fotosynthetische producten te bevorderen. Toepassing tijdens de vruchtvergrotingsfase kan bijvoorbeeld het gehalte aan oplosbare suikers en vitamines in het fruit verhogen, waardoor de smaak en voedingswaarde verbeteren; tegelijkertijd bevordert het de overdracht van voedingsstoffen naar geoogste organen, waardoor het gewicht van duizenden- granen of het gewicht van één vrucht toeneemt.
4. Verbetering van het gebruik van kunstmest
Als organische stikstofbronnen kunnen glutamaat, lysine en proline worden gebruikt in combinatie met anorganische meststoffen. Door micro-organismen in de bodem te activeren en de opname van stikstof, fosfor, kalium en andere elementen door de wortels te bevorderen, verminderen ze het verlies aan kunstmest, verbeteren ze het gebruik van kunstmest en verlagen ze het risico op milieuvervuiling.
Verschillen in de functies van landbouwglutamaat, lysine en proline
1. De kernfunctie van glutamaat
Glutamaat is een belangrijk tussenproduct van het stikstofmetabolisme in planten, en zijn functie richt zich meer op "metabolische regulatie" en "transformatie van voedingsstoffen":
(1) Deelname aan het stikstofmetabolisme en de aminozuursynthese
Glutamaat is een voorloper van de synthese van verschillende aminozuren (zoals glutamine, proline en arginine) in planten. Door transaminering levert het aminogroepen voor andere aminozuren en is het een kernknooppunt voor stikstofassimilatie en -distributie. Daarom kan het toepassen van glutamaat tijdens de groeifasen waarin gewassen een hoge stikstofbehoefte hebben (zoals de vegetatieve groeifase) de stikstofopname en -gebruik aanzienlijk bevorderen.
(2) Bevordering van de chlorofylsynthese en fotosynthese
Glutamaat is een bestanddeel van de porfyrinering in chlorofyl. Exogene suppletie kan de chlorofylsynthese versnellen en de fotosynthesesnelheid van bladeren verhogen. Wanneer de bladeren van gewassen geel worden of de fotosynthese-efficiëntie afneemt (zoals tijdens langdurige bewolkte dagen of voortijdige veroudering), kan het sproeien van glutamaat de symptomen snel verlichten en de bladfunctie herstellen.
(3) Reguleren van de opening en sluiting van de huidmondjes en de waterbalans
Glutamaat kan het openen en sluiten van de huidmondjes reguleren door de osmotische druk van de wachtcellen te beïnvloeden, waardoor de watertranspiratie onder droogte wordt verminderd en tegelijkertijd de CO₂-toevoer wordt gewaarborgd, waardoor de relatie tussen waterretentie en fotosynthese in evenwicht wordt gebracht. Dit effect is vooral belangrijk bij de teelt van gewassen in droge gebieden.
2. De kernrol van lysine
Lysine is een essentieel aminozuur in planten (essentieel voor mensen, maar kan door planten worden gesynthetiseerd). Zijn rol richt zich meer op "regulering van fysiologische activiteiten" en "kwaliteitsverbetering":
(1) Activering van het plantenafweersysteem en verbetering van de ziekteresistentie
Lysine kan in planten worden omgezet in stoffen met antibacteriële activiteit (zoals cadaverine, een product van lysinedecarboxylase), waardoor de groei en reproductie van ziekteverwekkers wordt geremd; tegelijkertijd kan het gewassen ertoe aanzetten pathogene{0}}gerelateerde eiwitten (PR-eiwitten) te produceren, waardoor de weerstand tegen schimmel- en bacteriële ziekten wordt vergroot. Daarom kan het toepassen van lysine tijdens perioden met een hoge ziekte-incidentie (zoals de midden- en late stadia van de gewasgroei) het optreden van ziekten verminderen.
(2) Het bevorderen van de reproductieve groei en het verbeteren van de vruchtkwaliteit
Lysine heeft een speciaal regulerend effect op de bloei en vruchtzetting van gewassen, bevordert de ontwikkeling van stuifmeel, verhoogt de bestuivingssnelheid en versnelt de accumulatie van eiwitten en essentiële aminozuren in fruit. Het toepassen van lysine tijdens de bloei- en fruitontwikkelingsfasen van fruitbomen en groenten kan de vruchtzetting aanzienlijk verbeteren, het gehalte aan essentiële aminozuren zoals lysine in fruit verhogen en de voedingswaarde verhogen.
(3) Het verlichten van stress door zware metalen
Lysine kan zich door chelatie aan zware metaalionen (zoals lood en cadmium) in de bodem binden, waardoor hun biologische beschikbaarheid wordt verminderd en de opname van zware metalen door gewassen wordt verminderd; Tegelijkertijd reguleert het de activiteit van ontgiftingsenzymen voor zware metalen in de plant, waardoor de toxiciteit van zware metalen voor cellen wordt verminderd. Dit effect maakt het waardevol voor herstelbeplanting in met zware metalen-verontreinigde bodems.
3. De kernrol van Proline
Proline is een van de belangrijkste osmotische regulatoren in planten, met een rol die zich concentreert op "stressbescherming" en "celreparatie":
(1) Osmotische bescherming onder sterke stress
Bij extreme spanningen zoals droogte en zoutgehalte is proline het meest voorkomende vrije aminozuur in planten. De moleculaire structuur heeft een sterke hydrofiliciteit, die het osmotische potentieel kan verminderen door de celsapconcentratie te verhogen, het waterverlies te verminderen en de celturgordruk te handhaven. Daarom heeft het aanbrengen van proline vóór of tijdens stress een veel beter stressbestendig effect- dan de andere twee soorten aminozuren.
(2) Stabilisatie van de structuur van biologische macromoleculen
Proline kan zich binden aan biologische macromoleculen zoals eiwitten en nucleïnezuren, waardoor de stabiliteit van hun ruimtelijke structuur behouden blijft en eiwitdenaturatie en verlies van enzymactiviteit onder stressomstandigheden worden voorkomen. Bij stress bij lage-temperaturen kan proline bijvoorbeeld celmembranen en enzymsystemen beschermen, waardoor een normale metabolische werking behouden blijft.activiteit.
(3) Antioxidanten en vrije radicalen wegvangen
Proline kan reactieve zuurstofsoorten (zoals hydroxylradicalen en waterstofperoxide) die worden gegenereerd onder stress direct opvangen, of oxidatieve schade verminderen door de activiteit van antioxiderende enzymen zoals superoxide dismutase (SOD) en peroxidase (POD) te verbeteren. Dit effect is vooral prominent aanwezig wanneer gewassen worden blootgesteld aan droogte en hoge temperatuurstress.
Gebruiksmethoden van landbouwglutamaat, lysine en proline
1. Toepasselijke gewassen en groeifasen
(1) Glutamaat
Toepasselijke gewassen: Alle soorten gewassen (vooral bladgroenten en granen).
Optimale tijd: Zaailingsfase (bevordert de vegetatieve groei), bladvergelingsfase (herstelt de fotosynthetische functie), fase met maximale stikstofvraag (zoals de fase van het verbinden van tarwe, de fase van het uitbouwen van rijst).
(2) Lysine
Toepasbare gewassen: fruitbomen, groenten, peulvruchten (gewassen die een verbeterde kwaliteit en ziekteresistentie vereisen).
Optimale tijd: bloeiperiode (verbetert de vruchtzetting), periode van vruchtvergroting (verbetert de kwaliteit), periode met hoge ziekte-incidentie (verhoogt de ziekteresistentie).
(3) Proline
Toepasbare gewassen: droogte-gewassen (zoals maïs en katoen), zoute-alkaligrondgewassen en open-veldgewassen die gevoelig zijn voor ongunstige omstandigheden.
Optimale tijd: 1-3 dagen vóór ongunstige stress (zoals vóór droogte of koudegolf), tijdens stress (verlicht schade) en tijdens de herstelperiode na stress (bevordert herstel).
2. Applicatiemethoden en concentraties
(1) Bladbespuiting
Glutamaat: Concentratie is gewoonlijk 0,2%-0,5%, dosering is 50-100 gram per hectare, verdund in 30-50 kg water, gelijkmatig aan beide zijden van de bladeren gespoten, eens in de 7-10 dagen, gedurende 2-3 opeenvolgende keren.
Lysine: Concentratie 0,1%-0,3%, dosering 30-50 gram per mu (667 vierkante meter), verdund in 30 kg water. Concentreer u op het besproeien van de bloemen en vruchten, 2-3 keer aanbrengen vanaf de bloei tot aan de rijping van het fruit.
Proline: Concentratie 0,1%-0,2%, dosering 20-40 gram per mu (667 vierkante meter), verdund in 30 kg water. Spray voor of tijdens abiotische stress. Bij ernstige stress kan het interval worden ingekort tot 5 dagen, tweemaal achter elkaar toegepast.
(2) Root-applicatie
Glutamaat: Kan worden gemengd met organische of chemische meststoffen, dosering 100-200 gram per mu (667 vierkante meter), toegepast met gietwater of voortoepassing. Geschikt voor zaailingen van gewassen of wanneer de stikstof in de bodem onvoldoende is.
Lysine: Vaak gebruikt in combinatie met samengestelde meststoffen, dosering 50-100 gram per mu (667 vierkante meter). Toe te passen tijdens de vruchtvergroting samen met irrigatie om het transport van voedingsstoffen naar het fruit te bevorderen.
Proline: Aanbrengen op de wortels in een concentratie van 0,3%-0,5%, met een dosis van 50-100 gram per mu (ongeveer 0,067 hectare). Geschikt voor het verbeteren van zoute alkalische gronden of voor wortelirrigatie vóór het zaaien van gewassen in droge gebieden, waardoor de wortelweerstand wordt verbeterd.
(3) Zaadbehandeling
Lysine en proline kunnen worden gebruikt voor het weken van zaden in een concentratie van 0,1% -0,2%. De weektijd moet worden aangepast aan het type gewas (bijvoorbeeld 6-8 uur voor tarwe, 8-12 uur voor maïs). Dit kan de kiemkracht van het zaad en de weerstand van zaailingen verbeteren. Glutamaat heeft een zwakker effect en wordt zelden alleen gebruikt.
Voorzorgsmaatregelen
1. Gecombineerd gebruik
De drie aminozuren kunnen worden gemengd volgens de behoeften van het gewas. Tijdens de zaailingfase zou glutamaat bijvoorbeeld het hoofdbestanddeel moeten zijn, gecombineerd met proline om de weerstand te vergroten; tijdens de vruchtvormingsfase zou lysine het hoofdbestanddeel moeten zijn, gecombineerd met glutamaat om de omzetting van voedingsstoffen te bevorderen. Concentratiecontrole is echter noodzakelijk om te voorkomen dat een overmatige totale aminozuurconcentratie leidt tot schade aan de kunstmest.
2. Vermijd vermenging met onverenigbare stoffen
Niet rechtstreeks mengen met sterk alkalische bestrijdingsmiddelen (zoals Bordeaux-mengsel of kalkzwavel) of meststoffen met een hoge- concentratie, omdat dit de aminozuurstructuur kan beschadigen. Het wordt aanbevolen om alleen of in combinatie met neutrale of zwak zure stoffen te gebruiken.
3. Spuittijd
Folliculair spuiten moet worden gedaan op zonnige ochtenden of avonden, waarbij perioden met hoge temperaturen en sterk zonlicht worden vermeden om verdampingsverlies en bladverbranding te verminderen. Niet spuiten op regenachtige dagen; als er binnen 6 uur na het spuiten regen optreedt, opnieuw-spuiten.
4. Opslagomstandigheden
Aminozuurproducten zijn hygroscopisch en moeten worden afgesloten en op een koele, droge plaats worden bewaard, waarbij direct zonlicht en hoge temperaturen worden vermeden om afbraak van de actieve ingrediënten te voorkomen.
