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生物刺激素——氨基酸

2015-10-19 10:02:01聽聽聽聽聽聽点击:

生物刺激素——氨基酸

随着农业规模化种植以及节水农业、精准农业的发展,越来越多的新产品、新技术应用到农业中来。区别于传统化学肥料,国内把施用于灌溉设施、叶面喷施等肥料新产品产品叫做新型肥料,而国外叫做特种植物营养(SpecialityPlant Nutrition)。

自从201212月初在法国召开了第一届国际生物刺激素大会之后,世界各国很多著名的公司都开始使用生物刺激素(Biostimulant这个新的分类方法在推荐一些新产品。生物刺激素目前是全球农资市场非常时尚的名词,可以用来作为生物刺激素的物质有:氨基酸(动物源、植物源),腐植酸(矿物质类),海藻酸类,壳聚糖类,还有一些天然提取的生长调节物质以及一些无机的盐(亚磷酸盐和聚合磷)、有益元素等。

我们最常见的生物刺激素产品就是氨基酸,在中国有很长的使用历史,而且提取原料相对来说资源丰富,在自然界中普遍存在。氨基酸(amino acid)是含有氨基羧基的一类有机化合物的通称,是构成生物分子的基础,是所有细胞的结构元件。天然氨基酸均具有旋光性,它们以左旋形式存在。所有生物体中,蛋白质是由左旋氨基酸构成的。生命的产生、存在和消亡,无一不与蛋白质有关,正如恩格斯所说:蛋白质是生命的物质基础,生命是蛋白质存在的一种形式。故有人称蛋白质为生命的载体。可以说,它是生命的第一要素。

同样天然氨基酸对作物也起着重要的作用,特别是在一些经济作物上,有着不可替代的生物促进作用:

1、氨基酸为蛋白质合成提供基本成分;

2、氨基酸为植物提供氮源、碳源和能量,提高作物的光合作用及叶绿素的合成;

3、氨基酸为根际微生物提供营养(腐生菌);

4、氨基酸可以钝化多种重金属元素,减轻其毒副作用;

5、氨基酸作用于作物后,能提高作物抗逆作用,如抗低温,还能帮助受灾后的作用恢复生长;

6、氨基酸可以螯合多种中微量元素,被植物吸收和利用后,为植物提供必需的微量元素

自然界中氨基酸的种类有几百种,但对作物生长有利,比较重要的是以下十八种:

氨基酸名称

氨基酸名称

丙氨酸Alanine

赖氨酸聽 Lysine

精氨酸Arginine

甲硫氨酸(蛋氨酸)Methionine

天(门)冬氨酸Aspartic

苯丙氨酸 Phenylalanine

半胱氨酸 Cysteine

脯氨酸Proline

谷氨酸 Glutamic Acid

丝氨酸 Serine

甘氨酸 Glycine

苏氨酸 Threonine

组氨酸 Histidine

色氨酸 Tryptophan

异亮氨酸 Isoleucine

酪氨酸 Tyrosine

亮氨酸 Leucine

缬氨酸Valine

常见的氨基酸按其来源分为植物源和动物源,按其提取方法又分为酶解氨基酸和水解氨基酸。水解方法提取氨基酸是我们常用的方法,一般来讲,动物源性氨基酸是通过高温(100-110°C)化学水解法制备的。化学法制备时无需对底物进行净化处理,并且用盐酸等强酸水解。因而半胱氨酸、色氨酸和甲硫氨酸等氨基酸易被破坏。动物源性化学水解物由于NaCl的存在而盐度较高。一些品质低劣,价格低廉的产品是通过动物毛皮、尸体等的自解(自然发酵)作用而制备的。酶法水解是水解蛋白最温和的方法。酶法水解虽对不稳定氨基酸无破坏作用,但应用起来比其他工艺较为复杂,最终得到无异味的纯品。这种方法不仅保持了氨基酸的完整性和生物活性,而且还产生了多种有机酸及其他有刺激作用的物资。酶解氨基酸可以有动物源的,也可以有植物源的。比如意大利的SICTI2000公司生产的是酶解动物源氨基酸,而意大利另一家公司ITALPOLLINA公司生产的是酶解植物源氨基酸。当然这种方法相对成本较高,设备要求也高,让国内很多肥料厂家望而却步,大量的酶解氨基酸产品只是用在医药、保健品和动物饲料上。

关于动物源氨基酸和植物源氨基酸各有什么优缺点,哪种更好是存在争议的。一种观点是动物源中含有植物源中没有的氨基酸,另一种观点是植物源中对植物有利的氨基酸含量更高。套用中国古话,不管黑猫白猫,抓住耗子就是好猫。

施用于作物上,氨基酸可以直接吸收,表现为对有机氮的需求,能代替部分氮

肥,光合作用增强,叶色变得很浓绿。也可被微生物分解后吸收,多种氨基酸可以同时吸收和利用,且效果更好。并非所有的氨基酸对植物的生长发育同等重要。例如,植物对赖氨酸、色氨酸和甲硫氨酸(蛋氨酸)的需求量就很少,而对谷氨酸和天冬氨酸的需求量则很大。然而所有的氨基酸都很重要,它们彼此相互依赖,因为某种氨基酸的缺乏会阻止其它氨基酸的合成。

在氨基酸中,有会有几种形态存在,有游离态的小分子氨基酸,有几个氨基酸形成的寡肽,也有10-50个氨基酸形成的大分子多肽。寡肽和多肽同样对作物也起着很好的生物刺激作用,又有着不同的功效。小分子量寡肽在作物体内吸收转运快;更有利于与金属离子形成螯合物;作为酶的激活物;是很多作物激素的前体;能帮助有机分子穿过细胞壁。而大分子多肽是一种有机界面活性剂;帮助其它营养元素的吸收;帮助游离氨基酸的吸收。

提取后的氨基酸还以可以进行深度加工,粉剂产品可作基肥,多为粉剂或颗粒剂,常与大量元素混用,形成有机无机复混肥料。液体产品作为生物促进剂直接用于叶面喷施肥料。还可以做成冲施肥或滴灌肥。多常常添加大量元素和部分微量元素。有时,还会添加少量海藻酸、腐植酸、多种维生素等。

近年来,越来越多的国外氨基酸产品进入了中国市场,代表性产品有意大利VALAGRO的美加富、意大利ITALPOLLINA的萃丽、先正达益施帮、西班牙普乐倍特的妙翠、艾益农的泰克明、日本朝日的朝日君、诺普信的阿脉素等,在老百姓心目中已经形成了一定品牌。随着生物刺激素概念的普及,氨基酸的应用将会越来越广泛,作用机理会研究得越来越透彻。以上文章旨在普及一些基本知识,有不当之处请予以斧正。

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