تفاوت ها و کاربردهای گلوتامات، لیزین و پرولین چیست؟

در تولیدات کشاورزی مدرن، اسیدهای آمینه به طور گسترده در تمام مراحل کشت محصولات به عنوان تنظیم کننده های رشد گیاهی کارآمد و سازگار با محیط زیست و مکمل های غذایی مورد استفاده قرار می گیرند. گلوتامات، لیزین و پرولین سه آمینو اسید معرف کشاورزی هستند که نقش مهمی در ترویج رشد محصول، افزایش مقاومت به تنش و بهبود کیفیت دارند. با این حال، به دلیل تفاوت در ساختار مولکولی و عملکرد فیزیولوژیکی، سناریوهای کاربرد خاص و روش های استفاده از آنها به طور قابل توجهی متفاوت است.

عملکردهای رایج گلوتامات، لیزین و پرولین کشاورزی

اگرچه عملکردهای فیزیولوژیکی این سه آمینو اسید متفاوت است، اما آنها عملکردهای مشترک زیر را در کاربردهای کشاورزی دارند:

1. تکمیل تغذیه گیاه و ترویج رشد و توسعه

گلوتامات، لیزین و پرولین همگی مواد اولیه مهم برای سنتز پروتئین در گیاهان هستند. آنها را می توان مستقیماً از طریق محلول پاشی یا کاربرد ریشه جذب و توسط محصولات مورد استفاده قرار داد و در ساخت ساختار سلولی و سنتز آنزیم شرکت کرد و در نتیجه رشد گیاه را افزایش داد و زیست توده را افزایش داد. به عنوان مثال، هنگامی که در مرحله گیاهچه استفاده می شود، هر سه می توانند رشد ریشه و گسترش برگ را تسریع کنند و پایه و اساس رشد بعدی را ایجاد کنند.

2. مقاومت در برابر استرس محصول را افزایش دهید

هر سه نوع اسید آمینه با تنظیم تعادل اسمزی و فعال کردن سیستم های آنتی اکسیدانی می توانند سازگاری محصولات را با شرایط نامطلوب مانند خشکی، شوری و دمای پایین افزایش دهند. هنگامی که محصولات زراعی با استرس غیرزیستی مواجه می شوند، محتوای اسیدهای آمینه آزاد در گیاه به طور قابل توجهی افزایش می یابد و مکمل های خارجی می توانند ظرفیت نگهداری آب و پایداری غشای سلول ها را بیشتر افزایش دهند و آسیب سلولی ناشی از استرس را کاهش دهند.

3. بهبود کیفیت محصول و افزایش عملکرد

هر سه می توانند عملکرد و کیفیت محصول را با مشارکت در متابولیسم نیتروژن و ترویج تجمع محصولات فتوسنتزی بهبود بخشند. به عنوان مثال، استفاده در مرحله بزرگ شدن میوه می تواند محتوای قندهای محلول و ویتامین ها را در میوه افزایش دهد و طعم و ارزش غذایی را بهبود بخشد. در عین حال، انتقال مواد مغذی به اندام‌های برداشت شده را افزایش می‌دهد و وزن هزار دانه یا وزن تک میوه را افزایش می‌دهد.

4. بهبود استفاده از کود

به عنوان منابع آلی نیتروژن، گلوتامات، لیزین و پرولین را می توان در ترکیب با کودهای معدنی استفاده کرد. با فعال کردن میکروارگانیسم‌های خاک و تقویت جذب ریشه نیتروژن، فسفر، پتاسیم و سایر عناصر، از دست دادن کود را کاهش می‌دهند، مصرف کود را بهبود می‌بخشند و خطر آلودگی محیط را کاهش می‌دهند.

تفاوت در عملکرد گلوتامات کشاورزی، لیزین و پرولین

1. عملکرد اصلی گلوتامات

گلوتامات یک محصول میانی کلیدی متابولیسم نیتروژن در گیاهان است و عملکرد آن بیشتر بر "تنظیم متابولیک" و "تبدیل مواد مغذی" متمرکز است:

(1) مشارکت در متابولیسم نیتروژن و سنتز اسیدهای آمینه

گلوتامات پیش ساز سنتز اسیدهای آمینه مختلف (مانند گلوتامین، پرولین و آرژنین) در گیاهان است. از طریق ترانس آمینو، گروه های آمینه را برای سایر اسیدهای آمینه فراهم می کند و مرکز اصلی جذب و توزیع نیتروژن است. بنابراین، استفاده از گلوتامات در طول مراحل رشد، زمانی که محصولات نیاز به نیتروژن بالایی دارند (مانند مرحله رشد رویشی) می تواند به طور قابل توجهی جذب و استفاده از نیتروژن را افزایش دهد.

(2) ترویج سنتز کلروفیل و فتوسنتز

گلوتامات جزء حلقه پورفیرین موجود در کلروفیل است. مکمل اگزوژن می تواند سنتز کلروفیل را تسریع کند و سرعت فتوسنتز برگ ها را افزایش دهد. هنگامی که برگ‌های محصول زرد می‌شوند یا کارایی فتوسنتزی کاهش می‌یابد (مانند روزهای ابری طولانی یا پیری زودرس)، سمپاشی گلوتامات می‌تواند به سرعت علائم را کاهش داده و عملکرد برگ را بازیابی کند.

(3) تنظیم باز و بسته شدن روزنه و تعادل آب

گلوتامات می تواند باز و بسته شدن روزنه را با تأثیر بر فشار اسمزی سلول های نگهبان تنظیم کند، تعرق آب را در شرایط خشکی کاهش دهد و در عین حال تامین CO2 را تضمین کند، بنابراین رابطه بین احتباس آب و فتوسنتز را متعادل می کند. این اثر به ویژه در کشت محصولات در مناطق خشک اهمیت دارد.

2. نقش اصلی لیزین

لیزین یک اسید آمینه ضروری در گیاهان است (برای انسان ضروری است اما توسط گیاهان قابل سنتز است). نقش آن بیشتر بر "تنظیم فعالیت فیزیولوژیکی" و "بهبود کیفیت" متمرکز است:

(1) فعال کردن سیستم دفاعی گیاه و افزایش مقاومت در برابر بیماری

لیزین می تواند به موادی با فعالیت ضد باکتریایی (مانند کاداورین، محصول لیزین دکربوکسیلاز) در گیاهان تبدیل شود و از رشد و تولید مثل پاتوژن ها جلوگیری کند. به طور همزمان، می‌تواند محصولات را وادار به تولید پروتئین‌های مرتبط با پاتوژنز-(پروتئین‌های PR) کند و مقاومت در برابر بیماری‌های قارچی و باکتریایی را افزایش دهد. بنابراین، استفاده از لیزین در دوره‌های شیوع بالای بیماری (مانند مراحل میانی و اواخر رشد محصول) می‌تواند بروز بیماری را کاهش دهد.

(2) ترویج رشد تولید مثل و بهبود کیفیت میوه

لیزین اثر تنظیمی ویژه ای بر گلدهی و میوه دهی در محصولات، ترویج رشد گرده، افزایش سرعت گرده افشانی و تسریع تجمع پروتئین و اسیدهای آمینه ضروری در میوه ها دارد. استفاده از لیزین در مراحل گلدهی و رشد میوه درختان میوه و سبزیجات می تواند به طور قابل توجهی سرعت میوه دهی را بهبود بخشد، محتوای اسیدهای آمینه ضروری مانند لیزین در میوه ها را افزایش دهد و ارزش غذایی را افزایش دهد.

(3) کاهش استرس فلزات سنگین

لیزین می تواند با یون های فلزات سنگین (مانند سرب و کادمیوم) در خاک از طریق کیلاسیون متصل شود و فراهمی زیستی آنها را کاهش دهد و جذب فلزات سنگین را کاهش دهد. به طور همزمان، فعالیت آنزیم های سم زدایی فلزات سنگین را در گیاه تنظیم می کند و سمیت فلزات سنگین را برای سلول ها کاهش می دهد. این اثر آن را برای کاشت اصلاحی در خاک‌های آلوده به فلزات سنگین- ارزشمند می‌کند.

3. نقش اصلی پرولین

پرولین یکی از مهم ترین تنظیم کننده های اسمزی در گیاهان است که نقش خود را بر "محافظت از استرس" و "ترمیم سلولی" متمرکز می کند:

(1) حفاظت اسمزی تحت استرس شدید

در تنش های شدید مانند خشکی و شوری، پرولین فراوان ترین آمینو اسید آزاد در گیاهان است. ساختار مولکولی آن دارای آب دوستی قوی است که می تواند پتانسیل اسمزی را با افزایش غلظت شیره سلولی، کاهش اتلاف آب و حفظ فشار تورگ سلولی کاهش دهد. بنابراین، استفاده از پرولین قبل یا در حین استرس، نسبت به دو نوع اسید آمینه دیگر، اثر مقاومت در برابر استرس بسیار بهتری دارد.

(2) تثبیت ساختار ماکرومولکول های بیولوژیکی

پرولین می تواند به ماکرومولکول های بیولوژیکی مانند پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک متصل شود و ثبات ساختار فضایی آنها را حفظ کند و از دناتوره شدن پروتئین و کاهش فعالیت آنزیم در شرایط استرس جلوگیری کند. برای مثال، تحت استرس دمای پایین، پرولین می‌تواند از غشای سلولی و سیستم‌های آنزیمی محافظت کند و متابولیسم طبیعی را حفظ کند.فعالیت

(3) آنتی اکسیدان و پاکسازی رادیکال های آزاد

پرولین می‌تواند مستقیماً گونه‌های فعال اکسیژن (مانند رادیکال‌های هیدروکسیل و پراکسید هیدروژن) را که تحت استرس تولید می‌شوند، حذف کند یا با افزایش فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی مانند سوپراکسید دیسموتاز (SOD) و پراکسیداز (POD) آسیب اکسیداتیو را کاهش دهد. این اثر به ویژه زمانی که محصولات در معرض خشکی و تنش دمایی بالا قرار می‌گیرند، آشکار می‌شود.

روش های استفاده از گلوتامات، لیزین و پرولین کشاورزی

1. محصولات قابل اجرا و مراحل رشد

(1) گلوتامات

محصولات قابل استفاده: انواع محصولات زراعی (به ویژه سبزیجات برگ دار و غلات).

زمان بهینه: مرحله نهال (تشویق رشد رویشی)، مرحله زرد شدن برگ (بازیابی عملکرد فتوسنتزی)، مرحله اوج نیاز نیتروژن (مانند مرحله پیوند گندم، مرحله پنجه برنج).

(2) لیزین

محصولات قابل استفاده: درختان میوه، سبزیجات، حبوبات (محصولاتی که نیاز به بهبود کیفیت و مقاومت در برابر بیماری دارند).

زمان بهینه: دوره گلدهی (میزان تشکیل میوه را بهبود می بخشد)، دوره بزرگ شدن میوه (بهبود کیفیت)، دوره شیوع بالای بیماری (افزایش مقاومت به بیماری).

(3) پرولین

محصولات قابل استفاده: محصولات مقاوم به خشکی-مثل ذرت و پنبه)، محصولات شور-خاک قلیایی، و محصولات زراعی باز- مستعد شرایط نامطلوب.

زمان بهینه: 1-3 روز قبل از استرس نامطلوب (مانند قبل از خشکسالی یا موج سرما)، در طول استرس (کاهش آسیب) و در طول دوره بهبودی پس از استرس (ترمیم را ترویج می‌کند).

2. روش های کاربرد و غلظت

(1) محلول پاشی

گلوتامات: غلظت معمولاً 2/0 تا 5/0 درصد، مقدار مصرف 100-50 گرم در جریب، در 30-50 کیلوگرم آب رقیق شده، به طور یکنواخت در دو طرف برگ ها هر 7-10 روز یک بار، 2-3 بار متوالی اسپری می شود.

لیزین: غلظت 0.1٪ -0.3٪، دوز 30-50 گرم در مو (667 متر مربع)، رقیق شده در 30 کیلوگرم آب. روی سمپاشی گل ها و میوه ها تمرکز کنید و 2 تا 3 بار از گلدهی تا رسیدن میوه بمالید.

پرولین: غلظت 0.1٪ -0.2٪، دوز 20-40 گرم در مو (667 متر مربع)، رقیق شده در 30 کیلوگرم آب. قبل یا در حین استرس غیر زنده اسپری کنید. در استرس شدید، این فاصله را می توان به 5 روز کاهش داد و دو بار متوالی اعمال کرد.

(2) برنامه ریشه

گلوتامات: قابل مخلوط کردن با کودهای آلی یا شیمیایی، دوز 100-200 گرم در مو (667 متر مربع)، با آب آبیاری یا کاربرد شیار. مناسب برای نهال های زراعی یا زمانی که نیتروژن خاک کافی نیست.

لیزین: اغلب در ترکیب با کودهای مرکب، دوز 50-100 گرم در مو (667 متر مربع) استفاده می شود. در هنگام بزرگ شدن میوه همراه با آبیاری برای انتقال مواد مغذی به میوه استفاده شود.

پرولین: با غلظت 0.3%-0.5% با 50-100 گرم در مو (تقریباً 0.067 هکتار) روی ریشه ها بمالید. مناسب برای بهبود زمین شور-قلیایی یا برای آبیاری ریشه قبل از کاشت محصولات در مناطق خشک، افزایش مقاومت ریشه.

(3) تیمار بذر

لیزین و پرولین را می توان برای خیساندن بذر در غلظت 0.1٪ -0.2٪ استفاده کرد. زمان خیساندن باید بر اساس نوع محصول تنظیم شود (به عنوان مثال، 6-8 ساعت برای گندم، 8-12 ساعت برای ذرت). این می تواند سرعت جوانه زنی بذر و مقاومت گیاهچه را بهبود بخشد. گلوتامات اثر ضعیف تری دارد و به ندرت به تنهایی استفاده می شود.

موارد احتیاط

1. استفاده ترکیبی

سه آمینو اسید را می توان با توجه به نیاز محصول مخلوط کرد. به عنوان مثال، در مرحله نهال، گلوتامات باید جزء اصلی باشد، همراه با پرولین برای افزایش مقاومت. در مرحله باردهی، لیزین باید جزء اصلی باشد و با گلوتامات ترکیب شود تا تبدیل مواد مغذی را تقویت کند. با این حال، کنترل غلظت برای جلوگیری از غلظت بیش از حد اسید آمینه کل منجر به آسیب کود ضروری است.

2. از اختلاط با مواد ناسازگار خودداری کنید

مستقیماً با آفت‌کش‌های قلیایی قوی (مانند مخلوط بوردو یا گوگرد آهک) یا کودهای{0}با غلظت بالا مخلوط نکنید، زیرا ممکن است به ساختار اسید آمینه آسیب برساند. توصیه می شود به تنهایی یا همراه با مواد خنثی یا ضعیف اسیدی استفاده شود.

3. زمان سمپاشی

سمپاشی فولیکولار باید در صبح یا عصر آفتابی انجام شود و از دوره های گرمای بالا و نور شدید خورشید جلوگیری شود تا تبخیر و سوختگی برگ کاهش یابد. در روزهای بارانی سمپاشی نکنید. اگر باران در عرض 6 ساعت پس از سمپاشی رخ داد، دوباره- سمپاشی کنید.

4. شرایط نگهداری

محصولات آمینو اسیدی رطوبت سنجی هستند و باید مهر و موم شده و در جای خشک و خنک نگهداری شوند و از تابش مستقیم نور خورشید و دمای بالا جلوگیری شود تا از تخریب مواد موثره جلوگیری شود.