Aminokwasy w produkcji roślinnej

Intensywna produkcja ukierunkowana na poprawę jakości i wielkości plonu oraz zwiększenie opłacalności produkcji to główne priorytety rolników i ogrodników. Aktualnie dąży się do ograniczenia stosowania środków ochrony roślin i nawozów mineralnych. Producenci zmuszeni są stosować innowacyjne rozwiązania, które przynosi rozwój technologiczny. Jednym z takich narzędzi są naturalne preparaty oparte na aminokwasach stosowane w zrównoważonych metodach uprawy i nawożenia roślin uprawnych.

Co to są aminokwasy?

Aminokwasy to związki organiczne, pochodne węglowodorów, zawierające co najmniej jedną grupę aminową i jedną grupę karboksylową. Inaczej mówiąc są to kwasy karboksylowe alifatyczne lub aromatyczne, zawierające w cząsteczce oprócz grupy karboksylowej, grupę aminową. Są związkami biologicznie ważnymi jako materiał budulcowy wszystkich białek, w których połączone są wiązaniami peptydowymi. Niektóre aminokwasy stanowią produkty wyjściowe do biosyntezy ważnych hormonów. Rośliny mogą syntetyzować wszystkie aminokwasy z podstawowych pierwiastków tj. węgla i tlenu, które pobierane są z powietrza, z wody i z gleby. Proces ten wymaga bardzo dużych nakładów energii i jest czasochłonny. W efekcie powstają aminokwasy w formach lewoskrętnych, które są biologicznie aktywne. Dostarczenie roślinom „gotowych” aminokwasów zmniejsza nakład energii niezbędny do przyswajania azotu, co ma zasadnicze znaczenie, szczególnie w krytycznych fazach rozwojowych lub/i w warunkach stresowych. W niekorzystnych warunkach rośliny koncentrują się głównie na obronie przed występującym stresem, a nie na produkcji plonu. Jeżeli w tym momencie zostaną dostarczone aminokwasy, to wówczas rośliny są bardziej efektywne w produkcji plonu i jednoczesnej –obronie przed stresem. Aminokwasy można aplikować dolistnie w celu złagodzenia skutków stresu biotycznego i abiotycznego, zwiększenia plonów i poprawy ich jakości lub doglebowo w celu poprawy składu pożytecznej mikroflory glebowej, co ułatwia przyswajanie składników odżywczych.

Ważne aminokwasy

Analiza produktów hydrolizy białek otrzymywanych przez ich ogrzewanie w roztworach kwasów i zasad, doprowadziła do wykrycia szeregu aminokwasów. Jeszcze w XIX wieku wyodrębniono i ustalono budowę siedmiu aminokwasów: glicyny, leucyny, tyrozyny, seryny, fenyloalaniny oraz kwasu glutaminowego i asparaginowego. Wraz z udoskonaleniem metod analitycznych lista znanych aminokwasów stopniowo rosła.

Od odkrycia aminokwasów minęło już sporo czasu, badania potwierdzające ich korzystny wpływ na organizmy roślinne trwają od dwóch stuleci i wciąż odkrywane są nowe właściwości tych związków. Nadal prowadzone są żmudne i bardzo kosztowne doświadczenia nad aminokwasami i ich szerszym wykorzystaniem w rolnictwie.

Obecnie na rynku możemy znaleźć bardzo szeroką paletę produktów zawierających aminokwasy, jednak przy wyborze odpowiedniego środka warto zwrócić uwagę na kilka szczegółów. Ważne, by preparat, jaki zamierzamy użyć zawierał możliwie dużo wszystkich aminokwasów biogennych. Ponadto powinniśmy wybierać te produkty, których komponenty pozyskiwane są w toku hydrolizy enzymatycznej. Wysoka jakość procesu produkcji warunkuje stabilność, jednorodność i standardową bardzo dobrą wartość nawozu. Istotna jest zawartość wolnych aminokwasów, czyli aminokwasów niezwiązanych, cechujących się niską masą cząsteczkową, dzięki czemu mogą być najszybciej pobierane przez rośliny. Ważne jest aby wolne aminokwasy były w formach lewoskrętnych, warunkujących ich aktywność w roślinnych procesach metabolicznych. Dzięki zastosowaniu w hydrolizie enzymatycznej stereo selektywnych enzymów możliwe jest uzyskiwanie wysokiej zawartości wolnych aminokwasów o niezmienionej lewoskrętnej strukturze. Ważna jest także zawartość popiołów w preparacie. Zawartość popiołów określa jakość procesu produkcji, im jest ich mniej tym wyższej jakości jest finalny produkt.

Większość dostępnych preparatów pochodzi z chemicznej hydrolizy kolagenu. Jest to związane z niższymi nakładami produkcyjnymi, w porównaniu do metody enzymatycznej. W ciągu kilku ostatnich lat na polskim rynku pojawiły się również produkty pochodzące z hydrolizy enzymatycznej, jednak z uwagi na wyższą jakość produktu w większości przypadków są one droższe od tych pochodzących z hydrolizy chemicznej. Na rynku dostępne są produkty zawierające np. azot organiczny i kompleks 16 aminokwasów: glicyna, prolina, hydroksyprolina, kwas glutaminowy, alanina, arginina, kwas asparaginowy, seryna, histydyna, lizyna, leucyna, walina, fenyloalanina, izoleucyna, treonina, tyrozyna.

Podstawowe funkcje aminokwasów

Rola aminokwasów

Preparaty aminokwasowe przeznaczone są najczęściej do dokarmiania dolistnego wszystkich roślin z upraw polowych, sadowniczych oraz pod osłonami. Produkty aminokwasowe dzięki wysokiej zawartości materii organicznej i wolnych aminokwasów, peptydów i polipeptydów chelatują składniki odżywcze zwiększając tym samym ich dostępność dla roślin i pożytecznych mikroorganizmów. Zawarte w tych produktach składniki organiczne i frakcje białkowe pomagają utrzymywać składniki odżywcze i wykorzystywać je przez rośliny nawet w szerokim zakresie pH oraz poprawiają rozpuszczalność metali w niekorzystnych warunkach odczynu, w których normalnie miałyby tendencję do wytrącania. Ponadto, aminokwasy i peptydy działają jak nośniki składników pokarmowych, ułatwiając ich wchłanianie. Możliwe jest to przez utrzymanie tych elementów w postaci biologicznie aktywnej, co sprzyja ich mobilności w systemie transportu we floemie (łyku).

Lewoskrętne aminokwasy zawarte w produktach aminokwsowych kompleksują bor i udostępniają go roślinom w celu syntezy pektyn –ściany komórkowej oraz transportują kompleks bor-cukier z organów fotosyntezy do owoców. Aminokwasy i peptydy również kompleksują wapń – podstawowy składnik ścian komórkowych, dzięki czemu staje się bardziej mobilny i lepiej dostępny. Ponadto, obecność L-aminokwasów i peptydów, ułatwia wchłanianie i transport potasu oraz magnezu we wszystkich organach roślinnych. Synergia oddziaływania pomiędzy aminokwasami, magnezem i potasem zwiększa efektywność ich działania wewnątrz rośliny.

Jak wynika z przedstawionego opisu, aminokwasy mają wszechstronny, kompleksowy i niezwykle korzystny wpływ na kondycję upraw i wielkość uzyskiwanego plonu o wysokiej jakości. Ich stosowanie podnosi efektywność produkcji, zwiększając tym samym jej opłacalność.