22
اوت

فوايد و اثرات كاربرد اسيدهاي آمينه در صنعت كشاورزي

سر فصل مطالب
  • پیش گفتار
  • تاثیرات آمینو اسیدها بر روی گیاهان
  • عملکرد آمینواسید ها در گیاهان
  • ضرورت استفاده از كودهاي حاوي اسيدهاي آمينه براي گياهان
  • بهترین زمان مصرف ترکیبات حاوی اسید آمینه در گیاهان
  • فوايد و اثرات كاربرد اسيدهاي آمينه در صنعت كشاورزي
  • مقایسه بین کلات های حاوی اسید آمینه و کود های شیمیایی مورد استفاده در کشاورزی
پیش گفتار
آمینواسیدها از اجزای بنیادی در مراحل آغازین سنتز پروتئین ها هستند. در حدود 20 نوع آمینواسید مهم درهریک از فرآیندهای تابع سنتز پروتئین ها در سلول درگیر هستند. طی مطالعاتی که در سال های اخیر صورت گرفته، اثبات شده است که آمینواسیدها می توانند به طور مستقیم تاثیر بسیار زیاد و مهمی در فعالیت های حیاتی و ساختارهای گیاهی داشته باشند.(رهروان رویش سبز) 
همچنین آمینواسیدهایی که توسط  گیاهان و در درون خود گیاه تولید می شوند نیز با آمینواسیدهایی که به صورت کود مایع همراه با آب آبیاری در اختیار گیاه قرار می گیرند، یکی شده و در ساختمان خاک و ساختار آن قرار داده ميشوند . این آمینواسیدهایی که در خاک استقرار می یابند به بهبود ساختار خاک و به طور کلی فلور گیاهی خاک کمک می کنند و بدینوسیله جذب مواد غذایی خاک را توسط ریشه گیاهان آسان می کنند. همچنین باعث می شوند که مواد غذایی به طور یکسان از طریق خاک جذب گیاه شود.
تغذیه گیاهان از طریق محلول پاشی برگی و اسپری کردن مواد مورد نیاز گیاه که به صورت همان ترکیبات آمینواسیدی هستند علاوه بر اینکه به سنتز پروتئین کمک شایانی می کند احتیاجات  تغذیه ای گیاه را نیز برطرف می نماید. در این حالت آمینواسیدها طوری تدارک دیده شده اند که ساختار مناسبی را در گیاه جهت سنتز پروتئین شکل دهند و این حالت در واقع همان عملکرد اختصاصی آمینواسیدها در گیاه محسوب می شود.
تاثیرات آمینو اسیدها بر روی گیاهان
به طور کلی همه گیاهان مانند هر اندام و ارگان سازمان یافته زنده دیگر، به طور حتم به اجزا و مکانیسمی خاص برای رشد بیشتر نیازمند هستند تا بتوانند از خاک بیرون آمده و از نور، باران، و… استفاده کافی ببرند. گیاه هیدروژن را از آب موجود در خاک به دست می آورد. از هیدارت های کربنی که به  مرور زمان در خاک شکل گرفته اند به منظور فتوسنتز و تشکیل سلول های گیاهی استفاده می کند. این دو عامل گیاه را به سمت سنتز آمینواسیدی و به عنوان راهی برای سوخت و ساز متوازن هدایت می کند.
در این راه فقط آمینو اسیدهای نوع ال هستند که بخشی از این پروتئین ها و فعالیت های متابولیکی را دارا می باشند و با وجود این آمینواسیدها می توان گفت که گیاه انرژی اش را صرف این راه سخت و طاقت فرسا برای فتوسنتز و تشکیل سلول و به دست آوردن هیدرات کربن و نیتروژن نخواهد کرد.
حال اگر منبعی جداگانه از آمینواسیدهای(رهروان رویش سبز) نوع ال در اختیار گیاه باشد باعث تسریع در رشد و تکثیر سلولی  و شرایط بهتر برای فتوسنتز گیاهی است.
حضور آمینواسیدها برای سوخت  و ساز گیاهی، متابولیسم سلولی  و همچنین افزایش کیفیت مورد نیاز برای کشاورزی امری ضروری به نظر می رسد. با وجود آمینواسیدها این سطح کیفی بسیار خوب و مثبت ارزیابی می شود و همچنین به عنوان امری ضروری و مهم نیز شناخته شده است. همچنین برای جلوگیری از کاهش محصول به مرور زمان و بالا بردن کیفیت و ارتقای محصول، استفاده از آمینواسیدها گریزناپذیر خواهد بود.
به طور کلی، کاربرد آمینواسیدها به منظور استفاده در تغذیه پایه ای مورد نیاز گیاهان و یا حتی به منظور استفاده در مراحل بحرانی تغذیه گیاهی و همچنین پیش بینی رشد گیاهی می تواند بسیار متداول باشد. در این بین جذب آمینواسیدها می تواند از روزنه های گیاهی به صورت محلول پاشی بسیار مناسب باشد به خصوص زمانی که دمای محیط اطراف گیاه نیز مناسب به نظر برسد.
عملکرد آمینواسید ها در گیاهان(رهروان رویش سبز) 
  • آلانین: در سنتز کلروفیل و در تنظیم باز شدن روزنه‌های گیاهی، در گرده افشانی، و در مقاومت به خشکی نقش دارد.
  • پرولین: در جوانه زنی دانه‌های گرده، در استرس شوری، و مقاومت به شرایط خشکی و دما نقش دارد.
  • گلوتامیک اسید در جوانه زنی بذر و به عنوان یک پیش ساز در سنتز کلروفیل کاربرد دارد. گلوتامیک اسید همچنین در سنتز سایر اسیدهای آمینه نیز نقش دارد.
  • آسپارتیک اسید: در جوانه زنی بذور و در متابولیسم اسیدهای آمینه نقش دارد.
  • فنیل آلانین: در گرده افشانی مؤثر است.
  • تیروزین: در گرده افشانی و در مقاومت به تنش‌های محیطی  در گیاه نقش دارد.
  • سرین: در گرده افشانی مؤثر است.
  • ترئونین: در گرده افشانی و مقاومت به تنش‌های محیطی در گیاه نقش دارد.
  • گلیسین: به عنوان یک پیش ساز در تشکیل گروه‌های پیرول و در سنتز کلروفیل نقش دارد.
  • والین: در گرده افشانی و در مقاومت به شرایط تنش‌های محیطی و در جوانه زنی بذرها نقش دارد.
  • لوسین: در مقاومت به شوری و در جوانه زنی دانه‌های گرده نقش دارد.(رهروان رویش سبز) 
  • ایزولوسین: در مقاومت به شوری، در جوانه زنی دانه‌های گرده و در گرده افشانی مؤثر است.
  • هیستیدین: در تنظیم باز شدن روزنه‌های برگ مؤثر است.
  • متیونین: به عنوان پیش ساز هورمون اتیلن و در تنظیم باز شدن روزنه های برگ مؤثر است.
  • سیستنین: در ساختار آنزیم نیتروژناز که در تثبیت بیولوژیک ازت نقش دارد، به کار می‌رود.
  • لیزین: در تنظیم بازشدن روزنه‌های برگ، در جوانه زنی دانه‌های گرده، در سنتز کلروفیل کاربرد دارد.
  • آرژنین: در مقاومت به تنش شوری و به عنوان یک پیش ساز برای تشکیل پلی آمین‌ها به کار می‌رود.
ضرورت استفاده از كودهاي حاوي اسيدهاي آمينه براي گياهان
در زمان‌هایی از دوره رشد (مانند پرشدن دانه یا رسیدن میوه) نیاز فیزیولوژیک گیاه به جذب عناصر غذایی جهت انجام فعالیت‌های متابولیسمی بسیار زیاد است. اما معمولاً در این مواقع به‌دلیل برخی محدودیت‌ها در جذب مواد غذایی از خاک، گیاه نمی‌تواند به میزان کافی از این عناصر بهره ‌مند شود و به‌دلیل وجود فاصله زمانی نسبتاً طولانی بین جذب این عناصر توسط گیاه و تبدیل آن‌ها به عناصر مورد نیاز گیاه (اسیدهای آمینه، پروتئین و …)، اقدامات مدیریتی همچون افزودن انواع كودهاي شیمیایی مورد نيازدر زمان مناسب باز هم نمی‌تواند جوابگوی نیاز گیاه بوده و گیاه دچار نقصان رشد و کاهش عملکرد می‌شود. محققان با توجه به این نکته مهم اقدام به تولید محصولاتی حاوی بسیاری از اسید آمینه‌های مورد نیاز گیاه از جمله پرولین، سیستئین،تریپتوفان، هیومیک اسید ، فولیک اسید و …کرده‌اند.(ارتباط با ما)
در شرايط عادي نياز عمومي گياه تعيين كننده ميزان استفاده از آمينو اسيدها بوده كه اين نياز در شرايط خاص و مراحل حساس و بحراني رشد مي تواند متغير باشد. گياهان قادرند آمينو اسيدها را از طريق روزنه هاي موجود در برگ ها جذب كنند. ميزان جذب تا حدود زيادي به دماي محيط بستگي دارد. وجود آمينو اسيدها در خاك مي تواند باعث بهبود و تقويت ميكرو فلوراي خاك شده كه اين موجودات مي توانند عامل مهمي در تسهيل جذب عناصر توسط ريشه گياه باشند .
بهترین زمان مصرف ترکیبات حاوی اسید آمینه در گیاه 
اسيدهاي آمينه اساسا از طريق روزنه ها جذب مي شوند و به مقدار كمتر از طريق غشاء سلولي نفوذ مي كند و چند ساعت پس از جذب به قسمت هاي رشد (مريستم) هدايت مي شوند. در زمان ابري شدن هوا، وزش باد و احتمال ريزش باران نبايد از كود های کشاورزی حاوي اسيدهاي آمينه استفاده شود و حداقل زمان مورد نياز جهت جذب اسيدهاي آمينه ۸ ساعت مي باشد. مناسب ترین زمان محلولپاشي قبل از طلوع يا بعد از غروب آفتاب باشد. چراكه به دليل باز بودن روزنه هاي گياهي، راندمان نفوذ محلول به درون گياه افزايش مي يابد.(رهروان رویش سبز)
فوايد و اثرات كاربرد اسيدهاي آمينه در صنعت كشاورزي
  • تقويت سيستم ايمني گياه
از طريق تقويت ديواره سلولي، افزايش توليد ليگنين (بافت خشبي گياهان) و ترميم سريعتر بافت هاي آسيب ديده موجب افزايش مقاومت گياه در برابر حمله آفات و بيماري ها مي گردد.
  • افزايش مقاومت گياه در هنگام بروز تنش هاي محيطي (Abiotic Stress)
استرس های محيطی مانند دمای بالا، سرمای شديد، يخبندان، تنش های آبی، شوری و جابجايي و انتقال گياه دارای تاثير منفی بر روی متابوليسم های گياهی بوده و موجب کاهش کميت و کيفيت محصولات می شوند. كاربرد کودهای ارگانیک حاوی اسيدهای آمينه در قبل، حين و بعد از بروز استرس محيطی، موجب کاهش خسارت ناشی از شرايط نامساعد محيطی می گردد. از اسید آمینه های مهم در کاهش بروز این مشکلات میتوان از اسید آمینه لوسین ، ایزولوسین ، والین و آرژنین نام برد .
  • تاثير بر روزنه های هوايي
روزنه های هوايي، ساختارهای سلولی اند که در تنظيمات آبی گياهان و جذب عناصر کم مصرف و پرمصرف و گازها دخيل اند. باز شدن روزنه ها توسط فاکتورهای خارجی (نور، رطوبت، دما و غلظت نمک ها) و فاکتورهای داخلي ( اسيدهای آمينه و اسيد آبسيزيک) کنترل می شوند. روزنه های هوايی در زمان نور و رطوبت و افزايش دما و غلظت نمک مسدود می شود و در پی آن نقل و انتقال و جذب عناصر غذايي و فرايند فتوسنتز تقليل می يابد و همچنين توازن فعاليت های متابوليکی بهم ريخته و فرايند کاتابوليسم از آنابوليسم پيشی می گيرد. در نتیجه سوخت و ساز گياه افزايش يافته و در نهايت رشد گياه تقليل می يابد. به کارگيری کود های آلی حاوی اسيدهای آمينه از انسداد روزنه های هوايی بر اثر شرايط نامساعد محيطی غلبه می کند. اسید آمینه لیزین و ایستیدین موجبات این تغییرات را در گیاهان فراهم می کنند
  • افزايش کمی و کيفی محصول
اسيدهای آمينه با افزايش نسخه برداري mRNA  تا ميزان 5/2 برابر، فعال سازی فرايند تشکيل قند و افزايش ميزان پروتئين در گياه موجب بهبود ويژگی های کيفی (بهبود طعم و رنگ ميوه) و ويژگی های کمی (افزايش وزن و يکسان سازی اندازه ميوه) می گردند.
  • القاء فرايند گرده افشاني
گرده افشاني عمل انتقال گرده بر روي مادگي به دنبال آن لقاح و در نهايت تشكيل ميوه مي باشد. اسيدهای آمينه از طريق فعال سازي هورمون هاي مؤثر در تشكيل گل و ميوه، بهبود جوانه زني دانه هاي گرده و افزايش سرعت گلدهي موجب بهبود فرآيند گرده افشانی می شوند. اسيدآمينه پرولين به باروري دانه گرده كمك مي كند. از سويي ديگر ليسين، متيونين و گلوتاميك اسيد آمينواسيدهاي ضروري در عمل گرده افشاني مي باشند.
  • افزايش سرعت رسيدگی محصول
اسيد آمينه متیونین از طريق تحت تاثير قراردادن توليد هورمون اتيلن، موجب سرعت بخشيدن به سرعت رسيدگی محصولات می گردد.(رهروان رویش سبز) 
  • تسريع در تشكيل و تكوين اندام هاي گياهي
فعاليت هاي مهم و ساختاري در گياه نظير فعاليت هاي سوخت و ساز و سيستم ترابري در درون گياهان به واسطه وجود پروتئين ها تنظيم و كنترل مي شوند. آمينو اسيدها از عوامل اصلي سنتز پروتئين ها مي باشند اسيدهای آمينه موجب تسريع در فرآيند تشكيل و تكوين ساقه و برگ، فعال سازي سيستم تشكيل و رشد ريشه و ارتقاء جوانه زني بذر می شوند.
  • افزايش دوره ماندگاري محصولات پس از برداشت
  • افزايش سبزينگي و توليد كلروفيل
اسيدهای آمينه از طريق افزايش درصد و ميزان کلروفيل در گياه، ارتقاء فعاليت فتوسنتتيك گياه و افزايش نسبت C/N  در درختان ميوه موجب بهبود کمی و کيفی محصولات کشاورزی می شود. گليسين و گلوتاميك اسيد دو اسيد آمينه بنيادي در فرايند تشكيل كلروفيل و افزايش مقدار بافت سبز در گياهان هستند. اين آمينواسيدها باعث افزايش سنتز كلروفيل و بالا رفتن غلظت آن در گياه شده كه افزايش جذب نور و به دنبال آن افزايش فتوسنتز را در پي دارد. رنگ سبز تند همراه با شادابي گياه از اثرات اين آمينواسيدها به دنبال مصرف آن در گياه مي باشد.(رهروان رویش سبز) 
  • بهبود فرايند جذب املاح و ريز مغذی های ضروري رشد
اسيدهای آمينه دارای ويژگی کلات کنندگی عناصر ريز مغذی هستند و جذب و انتقال عناصر را به درون گياه آسان تر می سازند و ميزان مصرف کود های شیمیایی و سموم را تقليل می بخشند.
  • خاصيت كلات كنندگي عناصر
تاثیر  گلیسین و گلوتامیک با عمل بر روی غشای سلولی، دارای خاصیت کلات کنندگی عناصر ریزمغذی می باشند. استفاده همزمان آمینواسیدها و عناصر معدنی ریزمغذی، باعث سهولت جذب و انتقال این عناصر در گیاه می شود. این دو اسید آمینه تاثیر بسزایی بر روی کلات کنندگی عناصر دارند .
  • كمك به تعادل ميكروفلوراي خاك
حفظ تعادل فلور ميكروبي در خاكهاي كشاورزي مساله اي مهم در راستاي فرايند بهتر معدني شدن مواد آلي خاك و همچنين بهبود ساختمان و حاصلخيزي خاك اطراف ريشه مي باشد. متيونين از پيش زمينه هاي ساخت فاكتورهاي رشدي است كه باعث استحكام ديواره سلولي فلوراي ميكروبي خاك مي شود.
مقایسه بین کلات های حاوی اسید آمینه و کود های شیمیایی مورد استفاده در کشاورزی
یکی از مزایای عمده کلات های آمینو اسیدی قابلیت تحرک بالای این کلات ها در داخل گیاه است. معمولا میزان کلسیم در خاک بسیار زیاد است اما به دلیل تحرک کم کلسیم در داخل گیاه معمولا کمبود آن در بسیاری از گیاهان مشاهده می شود زیرا یون کلسیم در آوندهای چوبی جا به جا نمی شود. ناگفته پیداست که یک اتم کلسیم کلات شده با اسید آمینه به راحتی در گیاه حرکت می کند و کمبود کلسیم در گیاه را در بافت هایی که رشد سریع دارند جبران می نماید.
مشکل عمده دیگری که در استفاده از کودهای مرسوم شیمیایی وجود دارد در نحوه ورود یون ها به داخل سلول گیاهی است. یون ها باعث جدا شدن کلسیم از دیوار سلولی می شوند و به دیواره سلولی آسیب می رسانند درحالی که کلات های آمینواسیدی در گیاه با کم ترین مقاومت و بدون آسیب رساندن به غشا سلولی وارد فضای داخل سلول می شوند.(رهروان رویش سبز)