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生物刺激素(一)——氨基酸

2015-8-13 8:34:20点击:

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生物刺激素(一)——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(Speciality Plant Nutrition)。

  自从2012年12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)是含有氨基和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:
  
说明一下谷氨酸 Glut a mic Acid 中英文字母是连在一起的,没有空格,只是论坛网警上有个t a m联在一起是禁用的。
氨基酸名称
氨基酸名称

丙氨酸Alanine

赖氨酸  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 Glut a mic 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、西班牙艾益农的泰克明、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。