深度解析氨基酸在农业上的应用价值
蛋白质是构成生命的基础物质,而蛋白质的基础物质就是氨基酸,氨基酸对于植物和人、动物都是不可或缺的,氨基酸除参与蛋白质合成的基本营养功能外,同时也具备功能性,直接参与人和植物的各种生理活动和刺激剂的合成。
什么是氨基酸?
哪些氨基酸能够被植物吸收利用?
各种氨基酸的来源及在植物内有哪些功能?
氨基酸(amino acid),是含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称。强调一下,它是有机化合物,是组成蛋白质的基本单位,是一切生命的基础,对于同样是生命体的植物来讲,氨基酸是其构建生命大厦的基石。20世纪以来,科学家对氨基酸的应用研究重点一直放在人类营养和动物营养上,忽视了其在植物营养上的重要作用。最近几十年, 植物生理学逐渐发展起来,氨基酸的重要作用也被发掘了出来。
▍哪些氨基酸能够被植物吸收利用?
首先科学家发现氨基酸有L-和右旋之分,被定义为 L-型氨基酸(L-氨基酸)和D-型氨基酸(右旋氨基酸),L-型氨基酸是D-型氨基酸的镜像,就像是人的双手,左手是右手的镜像,L-就像人的左手,右旋就像人的右手。动植物只能利用L-型氨基酸(L-氨基酸),而D-型氨基酸不能给动植物体所利用。 因此,只有L-氨基酸才具有生物活性,才能被动植物所吸收利用。氨基酸的生产工艺
▍氨基酸的生产工艺有哪些?
不同的生产方法对氨基酸的效果也有很大影响,氨基酸的生产方法包括化学合成法、酶解法、微生物发酵法、水解法,目前农业上主要采用的是水解法和酶解法。
酸、碱水解法
此种生产方法生产成本低,工艺相对简单,采用盐酸、硫酸或者烧碱进行水解处理,然后经过中和、浓缩等工艺,生产出氨基酸,因此生产出的氨基酸不仅L-氨基酸被破坏,其中通常氯离子或者钠离子含量高。酸解时色氨酸、羟基氨基酸(丝氨酸、苏氨酸)容易被分解;碱解时精氨酸会脱氨损失,这些氨基酸对植物有特定的生长调节作用;且生命活性物质如核苷酸、多肽等含量低,多数被破坏。(市面上有部分企业就是采用这种氨基酸来源)
酶解法
此种方法相对氨基酸种类保留比较全面,植物可吸收的L-氨基酸得到保护,寡肽含量较高,有害物质少,在农业中应用无疑是最适合的。一些先进的技术可以根据分子量需求进行定向剪切,得到需要的分子量区间,如寡肽的分子量在1000道尔顿以下,更利于作物吸收利用,但技术要求比较高。
▍植物源&动物源氨基酸
蛋白分为植物性蛋白和动物性蛋白,蛋白经过分解后形成氨基酸,也就是我们说的植物源氨基酸和动物源氨基酸。经常会有人问,植物源氨基酸和动物源氨基酸哪种好,针对这个问题也出现过很多争论,各说各有理。
实际不管是哪种来源的氨基酸,没有好与坏之分,这个问题好比是问人吃肉好,还是吃鱼好,还是吃大豆好。人为什么五谷杂粮、鱼、肉都要吃,为什么要均衡饮食才能身体健康,就是因为不同的食物中的氨基酸组成比例不同,20种基本的氨基酸靠某一种食物不可能涵盖的全面,或是不可能均衡, 不同的氨基酸对人体都有各自的作用,对于植物也是一样,不同来源的氨基酸组成比例不同,对植物的生理功能影响也是不一样的。
人可以将蛋白类食物经过牙齿粉碎,然后进入肠胃,经过胃酸和肠道的胰酶分解,将蛋白质分解成多肽、寡肽、小肽、游离氨基酸等进行吸收。但是植物不具备这些分解功能,只能人为的分解后进行叶面或是根部补充,虽然植物自身可以合成所需的各种氨基酸,但是受不良气候和病虫害、药害等各种逆境影响,有些氨基酸的合成受到限制或是合成功能减弱, 就需要通过根部或是叶面外源的补充来调节植物达到各种生理平衡,促使植物生长达到较好状态,这也是我们使用氨基酸类生物刺刺激剂的目的。
植物源氨基酸常见的来源有大豆、小麦、燕麦、玉米等,动物源蛋白来源相对比较广泛,动物毛发(羽毛、猪鬃等)、蚕蛹、动物血液、内脏、皮骨、低值鱼等都可以被水解成可利用的氨基酸,而同样是植物源的所含的氨基酸比例也大不相同,动物源的亦是如此。比如,水解动物毛发中含胱氨酸、丝氨酸较高,水解动物皮骨中含甘氨酸、脯氨酸较高,动物血液里含亮氨酸、苯丙氨酸较高,玉米、小麦中则含谷氨酸较高。
不同来源的氨基酸因氨基酸的组成比例不同,对作物的效果表现是有差异的。如需要提高作物的抗逆性,含脯氨酸、甘氨酸较高的动物皮骨来源的氨基酸是较好的选择,如要增加植物的木质化、控梢、增加花青素,那含苯丙氨酸较高的动物血液来源的氨基酸是较好的选择,如果是 绿叶、促长,那含谷氨酸较高的小麦、玉米等植物性氨基酸原料效果突出。 所以说,植物源氨基酸和动物源氨基酸没有好坏之分,只有针对其特性,才能更好的发挥作用。
我们只有充分发掘并了解氨基酸对植物生长中的作用,才能根据这些特性有针对性的更好的去开发和应用好各种氨基酸,对现代农业产生更大的推动的作用。