Dalam pengeluaran pertanian moden, asid amino digunakan secara meluas dalam semua peringkat penanaman tanaman sebagai pengawal selia pertumbuhan tumbuhan yang cekap dan mesra alam serta pelengkap nutrien. Glutamat, lisin, dan prolin ialah tiga asid amino pertanian yang mewakili yang memainkan peranan penting dalam menggalakkan pertumbuhan tanaman, meningkatkan ketahanan tekanan dan meningkatkan kualiti. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh perbezaan dalam struktur molekul dan fungsi fisiologi, senario aplikasi khusus dan kaedah penggunaannya berbeza dengan ketara.
Fungsi Umum Glutamat Pertanian, Lisin dan Prolin
Walaupun fungsi fisiologi ketiga-tiga asid amino ini berbeza, ia berkongsi fungsi umum berikut dalam aplikasi pertanian:
1. Menambah Pemakanan Tumbuhan dan Menggalakkan Pertumbuhan dan Perkembangan
Glutamat, lisin, dan prolin adalah semua bahan mentah yang penting untuk sintesis protein dalam tumbuhan. Mereka boleh diserap secara langsung dan digunakan oleh tanaman melalui penyemburan daun atau aplikasi akar, mengambil bahagian dalam pembinaan struktur sel dan sintesis enzim, dengan itu menggalakkan pertumbuhan tumbuhan dan meningkatkan biojisim. Sebagai contoh, apabila digunakan semasa peringkat anak benih, ketiga-tiganya boleh mempercepatkan perkembangan akar dan pengembangan daun, meletakkan asas untuk pertumbuhan seterusnya.
2. Meningkatkan Ketahanan Tekanan Tanaman
Ketiga-tiga jenis asid amino boleh meningkatkan kebolehsesuaian tanaman terhadap keadaan buruk seperti kemarau, kemasinan, dan suhu rendah dengan mengawal keseimbangan osmotik dan mengaktifkan sistem antioksidan. Apabila tanaman menghadapi tekanan abiotik, kandungan asid amino bebas dalam tumbuhan meningkat dengan ketara, dan suplemen eksogen boleh meningkatkan lagi-kapasiti pengekalan air dan kestabilan membran sel, mengurangkan kerosakan sel yang disebabkan oleh tekanan.
3. Meningkatkan Kualiti Tanaman dan Meningkatkan Hasil
Ketiga-tiganya boleh meningkatkan hasil dan kualiti tanaman dengan mengambil bahagian dalam metabolisme nitrogen dan menggalakkan pengumpulan produk fotosintesis. Sebagai contoh, penggunaan semasa peringkat pembesaran buah boleh meningkatkan kandungan gula larut dan vitamin dalam buah, meningkatkan rasa dan nilai pemakanan; pada masa yang sama, ia menggalakkan pemindahan nutrien ke organ yang dituai, meningkatkan seribu-berat bijirin atau berat buah tunggal.
4. Meningkatkan Penggunaan Baja
Sebagai sumber nitrogen organik, glutamat, lisin, dan prolin boleh digunakan dalam kombinasi dengan baja bukan organik. Dengan mengaktifkan mikroorganisma tanah dan menggalakkan penyerapan akar nitrogen, fosforus, kalium, dan unsur-unsur lain, mereka mengurangkan kehilangan baja, meningkatkan penggunaan baja, dan mengurangkan risiko pencemaran alam sekitar.
Perbezaan dalam Fungsi Glutamat Pertanian, Lisin, dan Prolin
1. Fungsi Teras Glutamat
Glutamat ialah produk perantaraan utama metabolisme nitrogen dalam tumbuhan, dan fungsinya lebih menumpukan pada "regulasi metabolik" dan "transformasi nutrien":
(1) Penyertaan dalam Metabolisme Nitrogen dan Sintesis Asid Amino
Glutamat adalah pendahulu kepada sintesis pelbagai asid amino (seperti glutamin, prolin, dan arginin) dalam tumbuhan. Melalui transaminasi, ia menyediakan kumpulan amino untuk asid amino lain dan merupakan hab teras untuk asimilasi dan pengedaran nitrogen. Oleh itu, penggunaan glutamat semasa peringkat pertumbuhan apabila tanaman mempunyai keperluan nitrogen yang tinggi (seperti peringkat pertumbuhan vegetatif) boleh menggalakkan penyerapan dan penggunaan nitrogen dengan ketara.
(2) Menggalakkan Sintesis Klorofil dan Fotosintesis
Glutamat adalah komponen cincin porfirin dalam klorofil. Suplemen eksogen boleh mempercepatkan sintesis klorofil dan meningkatkan kadar fotosintesis daun. Apabila daun tanaman menjadi kuning atau kecekapan fotosintesis merosot (seperti semasa hari mendung yang berpanjangan atau penuaan pramatang), penyemburan glutamat dengan cepat boleh mengurangkan gejala dan memulihkan fungsi daun.
(3) Mengawal Pembukaan dan Penutupan Stomata dan Imbangan Air
Glutamat boleh mengawal pembukaan dan penutupan stomata dengan menjejaskan tekanan osmotik sel pengawal, mengurangkan transpirasi air di bawah keadaan kemarau sambil memastikan bekalan CO₂, sekali gus mengimbangi hubungan antara pengekalan air dan fotosintesis. Kesan ini amat penting dalam penanaman tanaman di kawasan gersang.
2. Peranan Teras Lisin
Lysine ialah asid amino penting dalam tumbuhan (penting untuk manusia tetapi boleh disintesis oleh tumbuhan). Peranannya lebih tertumpu pada "peraturan aktiviti fisiologi" dan "peningkatan kualiti":
(1) Mengaktifkan sistem pertahanan tumbuhan dan meningkatkan daya tahan penyakit
Lisin boleh ditukar kepada bahan dengan aktiviti antibakteria (seperti kadaverin, produk lisin dekarboksilase) dalam tumbuhan, menghalang pertumbuhan dan pembiakan patogen; serentak, ia boleh mendorong tanaman untuk menghasilkan-protein berkaitan patogenesis (protein PR), meningkatkan daya tahan terhadap penyakit kulat dan bakteria. Oleh itu, penggunaan lisin semasa tempoh kejadian penyakit yang tinggi (seperti peringkat pertengahan dan akhir pertumbuhan tanaman) boleh mengurangkan kejadian penyakit.
(2) Menggalakkan pertumbuhan pembiakan dan meningkatkan kualiti buah
Lysine mempunyai kesan pengawalseliaan khas pada pembungaan dan penetapan buah dalam tanaman, menggalakkan pembangunan debunga, meningkatkan kadar pendebungaan, dan mempercepatkan pengumpulan protein dan asid amino penting dalam buah-buahan. Memohon lisin semasa peringkat berbunga dan perkembangan buah pokok buah-buahan dan sayur-sayuran boleh meningkatkan kadar penetapan buah dengan ketara, meningkatkan kandungan asid amino penting seperti lisin dalam buah-buahan, dan meningkatkan nilai pemakanan.
(3) Mengurangkan Tekanan Logam Berat
Lisin boleh mengikat dengan ion logam berat (seperti plumbum dan kadmium) dalam tanah melalui pengkelat, mengurangkan bioavailabiliti dan mengurangkan penyerapan tanaman logam berat; pada masa yang sama, ia mengawal aktiviti enzim detoksifikasi logam berat dalam tumbuhan, mengurangkan ketoksikan logam berat kepada sel. Kesan ini menjadikannya berharga untuk penanaman pemulihan dalam-tanah tercemar logam berat.
3. Peranan Teras Proline
Proline ialah salah satu pengawal selia osmotik yang paling penting dalam tumbuhan, dengan peranannya memfokuskan pada "perlindungan tekanan" dan "pembaikan sel":
(1) Perlindungan Osmotik di bawah Tekanan Kuat
Dalam tekanan yang melampau seperti kemarau dan kemasinan, prolin adalah asid amino bebas yang paling banyak dalam tumbuhan. Struktur molekulnya mempunyai hidrofilik yang kuat, yang boleh mengurangkan potensi osmotik dengan meningkatkan kepekatan sap sel, mengurangkan kehilangan air, dan mengekalkan tekanan turgor sel. Oleh itu, penggunaan prolin sebelum atau semasa tekanan mempunyai kesan rintangan-tegasan yang jauh lebih baik daripada dua jenis asid amino yang lain.
(2) Menstabilkan Struktur Makromolekul Biologi
Proline boleh mengikat kepada makromolekul biologi seperti protein dan asid nukleik, mengekalkan kestabilan struktur ruangnya dan menghalang denaturasi protein dan kehilangan aktiviti enzim di bawah keadaan tekanan. Contohnya, di bawah tekanan suhu-rendah, prolin boleh melindungi membran sel dan sistem enzim, mengekalkan metabolisme normalaktiviti.
(3) Antioksidan dan Penghapusan Radikal Bebas
Proline boleh secara langsung menghilangkan spesies oksigen reaktif (seperti radikal hidroksil dan hidrogen peroksida) yang dihasilkan di bawah tekanan, atau mengurangkan kerosakan oksidatif dengan meningkatkan aktiviti enzim antioksidan seperti superoksida dismutase (SOD) dan peroksidase (POD). Kesan ini amat ketara apabila tanaman mengalami kemarau dan tekanan suhu-tinggi.
Kaedah Penggunaan Glutamat Pertanian, Lysine, dan Proline
1. Tanaman dan Peringkat Pertumbuhan Berkenaan
(1) Glutamat
Tanaman Berkenaan: Semua jenis tanaman (terutamanya sayur-sayuran berdaun dan bijirin).
Masa Optimum: Peringkat anak benih (menggalakkan pertumbuhan vegetatif), peringkat menguning daun (memulihkan fungsi fotosintesis), peringkat permintaan nitrogen puncak (seperti peringkat penyambung gandum, peringkat membaja padi).
(2) Lisin
Tanaman yang berkenaan: Pokok buah-buahan, sayur-sayuran, kekacang (tanaman yang memerlukan kualiti yang lebih baik dan rintangan penyakit).
Masa optimum: Tempoh berbunga (meningkatkan kadar set buah), tempoh pembesaran buah (meningkatkan kualiti), tempoh kejadian penyakit yang tinggi (meningkatkan daya tahan penyakit).
(3) Prolin
Tanaman yang berkenaan: Tanaman tahan kemarau-(seperti jagung dan kapas), tanaman tanah alkali-masin dan-tanaman ladang terbuka yang terdedah kepada keadaan buruk.
Masa optimum: 1-3 hari sebelum tekanan buruk (seperti sebelum kemarau atau gelombang sejuk), semasa tekanan (mengurangkan kerosakan) dan semasa tempoh pemulihan selepas tekanan (menggalakkan pembaikan).
2. Kaedah dan kepekatan aplikasi
(1) Semburan daun
Glutamat: Kepekatan biasanya 0.2%-0.5%, dos adalah 50-100 gram setiap ekar, dicairkan dalam 30-50 kg air, disembur sama rata pada kedua-dua belah daun, sekali setiap 7-10 hari, selama 2-3 kali berturut-turut.
Lysine: Kepekatan 0.1%-0.3%, dos 30-50 gram per mu (667 meter persegi), dicairkan dalam 30 kg air. Fokus pada penyemburan bunga dan buah-buahan, memohon 2-3 kali dari berbunga hingga masak buah.
Proline: Kepekatan 0.1%-0.2%, dos 20-40 gram per mu (667 meter persegi), dicairkan dalam 30 kg air. Sembur sebelum atau semasa tekanan abiotik. Dalam tekanan yang teruk, selang boleh dipendekkan kepada 5 hari, digunakan dua kali berturut-turut.
(2) Aplikasi Akar
Glutamat: Boleh dicampur dengan baja organik atau kimia, dos 100-200 gram setiap mu (667 meter persegi), digunakan dengan air pengairan atau aplikasi alur. Sesuai untuk anak benih tanaman atau apabila nitrogen tanah tidak mencukupi.
Lysine: Selalunya digunakan dalam kombinasi dengan baja kompaun, dos 50-100 gram per mu (667 meter persegi). Sapukan semasa pembesaran buah bersama-sama dengan pengairan untuk menggalakkan pengangkutan nutrien ke buah.
Proline: Sapukan pada akar pada kepekatan 0.3%-0.5%, menggunakan 50-100 gram per mu (kira-kira 0.067 hektar). Sesuai untuk memperbaiki tanah bersalin-alkali atau untuk pengairan akar sebelum menyemai tanaman di kawasan gersang, meningkatkan ketahanan akar.
(3) Rawatan Benih
Lisin dan prolin boleh digunakan untuk rendaman benih pada kepekatan 0.1%-0.2%. Masa rendaman hendaklah diselaraskan mengikut jenis tanaman (cth, 6-8 jam untuk gandum, 8-12 jam untuk jagung). Ini boleh meningkatkan kadar percambahan benih dan rintangan anak benih. Glutamat mempunyai kesan yang lebih lemah dan jarang digunakan secara bersendirian.
Langkah berjaga-berjaga
1. Penggunaan Gabungan
Ketiga-tiga asid amino tersebut boleh dicampur mengikut keperluan tanaman. Sebagai contoh, semasa peringkat anak benih, glutamat harus menjadi komponen utama, digabungkan dengan prolin untuk meningkatkan rintangan; semasa peringkat berbuah, lisin harus menjadi komponen utama, digabungkan dengan glutamat untuk menggalakkan penukaran nutrien. Walau bagaimanapun, kawalan kepekatan adalah perlu untuk mengelakkan jumlah kepekatan asid amino berlebihan yang membawa kepada kerosakan baja.
2. Elakkan Bercampur dengan Bahan Yang Tidak Serasi
Jangan campurkan terus dengan racun perosak beralkali kuat (seperti campuran Bordeaux atau sulfur kapur) atau baja kepekatan-tinggi, kerana ini boleh merosakkan struktur asid amino. Ia disyorkan untuk digunakan secara bersendirian atau digabungkan dengan bahan neutral atau asid lemah.
3. Masa Semburan
Penyemburan folikular perlu dilakukan pada waktu pagi atau petang yang cerah, mengelakkan tempoh suhu tinggi dan cahaya matahari yang kuat untuk mengurangkan kehilangan sejatan dan daun terbakar. Jangan sembur pada hari hujan; jika hujan berlaku dalam masa 6 jam selepas penyemburan,-sembur semula.
4. Keadaan Penyimpanan
Produk asid amino adalah higroskopik dan harus dimeteraikan dan disimpan di tempat yang sejuk dan kering, mengelakkan cahaya matahari langsung dan suhu tinggi untuk mengelakkan degradasi bahan aktif.
