L-氨基酸(左旋)在农业生产中的作用与意义
[L-型是左旋的代号,】
中获取氨基酸,并在必要时合成自身所需的氨基酸。然而,现代农业破坏了健康的土壤结构,土壤中自然氨基酸含量大幅降低,植物需要在自身氨基酸合成上耗费能量,这直接导致作物缺乏必备的能量用在其他重要功能上。
L-氨基酸(左旋)和D-氨基酸(右旋)具有完全相同的分子结构,但它们实际上是镜像,不同结构直接影响植物的吸收利用。氨基酸的提取方法直接决定所得产品中L-氨基酸和D-氨基酸的比例,为了使生命利用氨基酸,这些分子需要适应特定形状的受体,这就是左手有机体不能使用右手氨基酸的原因。人工合成制造的蛋白质产生的D-氨基酸可用于其他功能,但不适用于生命。
化学水解包括使用强介质(酸或碱)和高温导致极端pH值,会导致产物活性的损失,产生L-氨基酸到D-氨基酸的一些外消旋化。在此条件下,大多数不稳定的氨基酸如色氨酸、组氨酸、半胱氨酸和甲硫氨酸显著减少或破坏。如果只提供部分氨基酸,植物在胁迫恢复下的需求未被完全满足。此种情况下,植物仍然需要合成其所缺的氨基酸,大量的时间和能量被消耗,从而导致植物对压力的缓慢和低效反应。
与其他方法相比,生物酶解提供丰富多样的氨基酸图谱。主要是因为大多数不稳定的氨基酸都在这个过程中被完好地保存了下来。这种L-氨基酸仅来自天然有机的转化过程,即生物酶解(大自然也是这样分解蛋白质)。Agro-Sorb®阿速勃氨基酸产品是经过生物酶解是的自然过程,不会引起外消旋作用(从L型转化为D型),且含有存在于动物蛋白质中的全部18种氨基酸,拥有完整平衡氨基酸图谱,可以有效快速地加强所有肋迫环境下的恢复。
同时,为了通过根或组织吸收,左旋氨基酸必须呈游离形式或作为短链肽。如果它们的组合为长链肽,则会因为分子太大而无法穿透植物组织。氨基酸在植物中的功能几乎是无限的,比如以下的重要的功能:增加叶绿素产量提供丰富的有机氮源、刺激维生素的合成、影响各种酶系统、刺激开花、更好的坐果、提高果实大小风味和水果色泽、增加糖度、加强对病虫害的抵抗力生力等。
蛋白质生物合成。氨基酸是蛋白质的基础结构。标准氨基酸几乎可以无限变化,生成无数不同的蛋白质。这些蛋白质对植物组织的许多结构组分是必不可少的。植物根据生长的特定阶段,营养需求,压力等制造自己的蛋白质。如果原材料存在,他们能有效地构建所需的蛋白质,但植物制造氨基酸是一个耗能过程。
对非生物肋迫的抗性。非生物肋迫,如高/低温、干旱、水淹、害虫侵袭、施用化学农药引起的疾病或植物毒性效应等对植物新陈代谢具有负面影响。当植物处于压力之下时,因生产氨基酸是一个高耗能的过程,氨基酸的自我生产就会变慢。在逆境之前、期间及之后,为植物补充外源氨基酸,植物可直接利用外部施加的氨基酸提供预防和修复效果的构件,从而节省能量消耗,提高应对非生物肋迫的抗性。
光合作用。植物通过吸收二氧化碳,水和光能合成糖。糖(碳水化合物)然后被植物用作其他代谢过程的能量来源。这个关键功能受氨基酸影响。L-甘氨酸和L-谷氨酸是叶绿素合成和组织形成的必需代谢物。这些氨基酸提高植物叶绿素的浓度,从而增加光合作用。
稳定的有机氮源。能被植物利用的最常见的氮素形式是硝酸盐和铵盐,除此之外,有机物质(如L-氨基酸)含有有机氮。但过量的硝酸盐会对其他重要的矿物质如钙,镁和钾产生拮抗作用,并特别倾向于产生加速的生长和细胞伸长。随着快速生长的细胞形成,细胞壁被拉伸和变薄。这个较弱的组织成为入侵害虫的完美目标,比如玉米快速生长但植株较弱,强壮的健康植物细胞更能抵抗压力和攻击。当硝酸盐平衡并且氮由有机来源提供时,细胞顷向于以更自然和坚固的形状生长,L-氨基酸一旦进入植物,有机氮就会释放出来并被植物利用,可通过即用形式参与氨基酸和蛋白质的合成。不仅如此,由L-氨基酸提供的有机氮也倾向于在较长的时间内浸在土壤中,浸出较少。
矿物鳌合。氨基酸最重要的作用之一是提高营养素的生物利用度。由于分子结构、离子电荷等原因,某些营养素不能被植物直接吸收。L-氨基酸(和其他一些有机酸)可以“裹挟”并运输这些无法被直接摄取的矿物质到达植物体内被吸收利用。L-甘氨酸和L-谷氨酸被认为是非常有效的鳌合剂,主要是因为他们的分子量小,可以轻松地穿过细胞膜。除了增加良好的营养物质外,氨基酸还可以通过与多余的金属结合来降低植物和土壤中的金属毒性。
植物激素和生长因子的前体。某些氨基酸是各种植物激素和其他生长化合物的前体。如-甲硫氨酸是乙烯(对水果和花卉成熟很重要)和其他生长因子如精胺和亚精胺的前体;L-色氨酸是生长素合成的前体(仅仅通过生物酶解方法才能产生);吲哚-3-乙酸(生根必需生长激素)需要L-色氨酸等。
授粉和果实形成。氨基酸在植物峰值代谢活动期间被广泛使用。授粉和果实形成是植物最重要的两个生理时期,代谢活动增强。L-组氨酸有助于水果成熟;L-丙氨酸,L-撷氨酸和L-亮氨酸可改善水果质量等。
生长培养基中的微生物活性。由于所有生命都依赖于氨基酸,这包括生活在根区域内和周围的所有微生物。这些微生物与植物一样利用氨基酸。一些氨基酸被用作结构组分和蛋白质合成的结构单元。其他用作刺激剂用于生产各种激素和生长化合物。一些微生物还消耗氨基酸作为有机氮和蛋白质的来源。
此外,土壤中的氨基酸也可以为土壤提供丰富的有机物质来源,有助于建立土壤团粒结构,肥力和保水性。
尽管氨基酸的功能很强大,切记,只有采用L-氨基酸,才能保证生物活性并在植物中发挥其基本功能。相信在不远的将来,随着科学家及广大的应用企业的挖掘,氨基酸更多不为人知的力量将会被一一揭开。
参考文献
【1】杨光.L-氨基酸(左旋)不为人知的力量[J].特肥观察.2019,冬季.
文章来自网络讨论
https://mp.weixin.qq.com/s/cDUcOkrt6AWi8pCsluUrYg】
在拥有健康生态系统的自然土壤环境中,植物会从腐烂的有机物