نقش آمینواسید در کشاورزی

کشاورزی اصولی یکی از جنبه های حساس مرتبط با کیفیت و کمیت محصولات است. برای کشاورزی اصولی، باید عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان را فراهم کنیم تا بتوانیم کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی را افزایش دهیم. در این مقاله قصد داریم شما را با آمینواسیدها که یکی از مهمترین عنصر مورد نیاز گیاهان هستند، آشنا کنیم.

برای مشاوره رایگان کشاورزی با گیاهپزشک با شماره 09175392010 در ارتباط باشید.

آمینواسید در کشاورزی

اسیدهای آمینه در کشاورزی برای تامین مواد مغذی ضروری، حمایت از رشد گیاه، افزایش تحمل استرس، تنظیم سطح هورمون ها و بهبود بهره وری محصول استفاده می شود. آنها را می توان به عنوان کود برای تکمیل نیازهای غذایی، تحریک رشد ریشه و بهبود جذب و استفاده از مواد مغذی استفاده کرد. اسیدهای آمینه همچنین به گیاهان کمک می‌کنند تا با استرس‌های محیطی کنار بیایند، سنتز هورمون‌ ها را تنظیم کنند و به بازده محصول بالاتر و کیفیت بهتر کمک کنند. استفاده از آنها در کشاورزی باعث ترویج شیوه های کشاورزی پایدار و ارگانیک می شود.

ساختار اسید آمینه

جهت شناخت بهتر آمینو اسیدها ابتدا باید ساختار آن را بشناسیم. اسید آمینه واحد ضروری در تشکیل پروتئین می باشد. اسیدهای آمینه از یک کربن نامتقارن به نام کربن آلفا α  تشکیل شده است که با 4 گروه مختلف کربوکسیل (COOH)، اتم هیدروژن، گروه آمینه بازی (NH2) و یک زنجیره غیرجانبی گروه( R )پیوند برقرار می کند. زنجیره غیرجانبی چندین اتم کربن دارد و آنها را به ترتیبی که از کربن آلفا فاصله می گیرند β ،γ، δ  می نامند.

تاثیر آمینو اسید در گیاهان

اسیدهای آمینه نقش مهمی در رشد و نمو گیاهان دارند. در اینجا برخی از اثرات اسیدهای آمینه در گیاهان آورده شده است:

سنتز پروتئین

اسیدهای آمینه اجزای سازنده پروتئین ها هستند. آنها برای سنتز آنزیم ها، پروتئین های ساختاری و سایر پروتئین های مهم گیاهی ضروری هستند. پروتئین ها در فرآیندهای فیزیولوژیکی مختلفی مانند فتوسنتز، تنفس و مکانیسم های دفاعی نقش دارند.

رشد و نمو

اسیدهای آمینه با تقویت تقسیم سلولی، طویل شدن و تمایز به رشد گیاه کمک می کنند. آنها در سنتز تنظیم کننده های رشد مانند اکسین ها، جیبرلین ها و سیتوکینین ها نقش دارند که رشد و نمو گیاه را تنظیم می کنند.

تحمل به تنش

اسیدهای آمینه نقش مهمی در افزایش تحمل گیاه به تنش های غیرزیستی (غیر زنده) مختلف از جمله خشکی، شوری، سرما و گرما دارند. آنها به عنوان محافظ اسمز عمل می کنند، تورگر سلولی را حفظ می کنند و از ساختارهای سلولی در شرایط استرس محافظت می کنند. اسیدهای آمینه همچنین در سنتز پروتئین های مرتبط با استرس و آنتی اکسیدان ها شرکت می کنند که به گیاهان کمک می کند تا با استرس مقابله نمایند.

جذب عناصر غذایی

اسیدهای آمینه در جذب و انتقال عناصر غذایی ضروری در گیاهان نقش دارند. آنها کلات و مواد معدنی را حل می کنند و آنها را برای جذب گیاه در دسترس تر می کند. اسیدهای آمینه همچنین در جذب نیتروژن شرکت می کنند و نیتروژن معدنی را به اشکال آلی تبدیل می کنند که می تواند توسط گیاهان استفاده شود.

فتوسنتز و متابولیسم کربن

اسیدهای آمینه در تنظیم فتوسنتز و متابولیسم کربن در گیاهان نقش دارند. آنها به عنوان منبع کربن و انرژی برای مسیرهای متابولیک مختلف، از جمله چرخه اسید تری کربوکسیلیک (TCA) و گلیکولیز عمل می کنند. اسیدهای آمینه همچنین به عنوان مولکول های سیگنالی عمل می کنند و بیان ژن های دخیل در فتوسنتز و تثبیت کربن را تعدیل می کنند.

مکانیسم های دفاعی

اسیدهای آمینه در دفاع گیاه در برابر عوامل بیماری زا و آفات نقش دارند. آنها در سنتز ترکیبات مرتبط با دفاع، مانند فیتوالکسین ها، لیگنین و متابولیت های ثانویه نقش دارند. اسیدهای آمینه همچنین در فعال شدن مسیرهای سیگنالینگ دفاعی شرکت می کنند و باعث تحریک پاسخ های ایمنی در گیاهان می شوند.

انواع اسید آمینه در کشاورزی

در کشاورزی، انواع مختلفی از اسیدهای آمینه برای تقویت رشد گیاه، افزایش جذب مواد مغذی و بهبود تحمل استرس استفاده می شود. در اینجا برخی از اسیدهای آمینه رایج مورد استفاده در کشاورزی آورده شده است:

ال-گلوتامیک اسید

گلوتامیک اسید (Glutamic acid) یک آمینو اسید غیر ضروری است که در سنتز پروتئین و متابولیسم گیاه نقش دارد. Glutamic گلوتامیک اسید باعث رشد ریشه، فتوسنتز و جذب مواد مغذی می شود. همچنین تحمل گیاه را به تنش های غیرزیستی مانند خشکی و شوری افزایش می دهد.

آمینو اسید گلایسین

گلیسین یک اسید آمینه غیر ضروری است که به عنوان یک بلوک ساختمانی برای پروتئین ها عمل می کند. در متابولیسم نیتروژن نقش دارد و در افزایش جذب و استفاده از مواد مغذی در گیاهان نقش دارد. گلیسین همچنین به بهبود فتوسنتز و سنتز کلروفیل کمک می کند.

آمینو اسید متیونین

متیونین یک اسید آمینه ضروری است که در فرآیندهای متابولیکی مختلف در گیاهان نقش دارد. این ماده پیش ساز سنتز اتیلن است که رسیدن و پیری میوه را تنظیم می کند. متیونین همچنین در متابولیسم گوگرد نقش دارد و برای سنتز پروتئین مهم است.

آمینو اسید لیسین

لیزین یک اسید آمینه ضروری است که نقش مهمی در سنتز پروتئین و رشد گیاه دارد. این آمینو اسید در متابولیسم نیتروژن نقش دارد و برای تولید آنزیم ها و هورمون ها مهم است. لیزین همچنین باعث افزایش تحمل گیاه به شرایط تنش مانند دماهای بالا و کمبود آب می شود.

آمینو اسید تریپتوفان

آمینو اسید تریپتوفان یک اسید آمینه ضروری است که به عنوان پیش ساز برای سنتز ترکیبات مختلف بیولوژیکی فعال در گیاهان، از جمله اکسین، که رشد و نمو گیاه را تنظیم می کند، عمل می کند. تریپتوفان همچنین در تثبیت نیتروژن نقش دارد و باعث افزایش تحمل گیاه به تنش های غیرزیستی می شود.

آمینو اسید پرولین

پرولین یک اسید آمینه غیر ضروری است که به عنوان یک محافظ اسمز عمل می کند و به گیاهان کمک می کند تا با خشکی، شوری و دمای بالا کنار بیایند. در تنظیم اسمزی سلولی نقش دارد و از گیاهان در برابر استرس اکسیداتیو محافظت می کند. پرولین همچنین به سنتز پروتئین ها و آنزیم های دخیل در پاسخ های استرس کمک می کند.

ساخت کود آمینو اسید

1. مواد غنی از پروتئین را انتخاب کنید.
2. مواد را به صورت پودر ریز خرد کنید.
3. پودر را با آب مخلوط کنید تا دوغاب ایجاد شود.
4. pH دوغاب را تنظیم کنید.
5. مخلوط را حرارت داده و هم بزنید.
6. محلول را خنک کرده و مواد جامد را فیلتر کنید.
7. مایع را غلیظ کرده و تثبیت کنید.
8. کود را از نظر کیفیت آزمایش کنید.
9. کود را به درستی بسته بندی و نگهداری کنید.

شایان ذکر است که فرآیند و شرایط خاص ممکن است بسته به فرمول کود اسید آمینه مورد نظر و منابع موجود متفاوت باشد. تولید تجاری کودهای آمینه اسید اغلب شامل تکنیک ها و تجهیزات پیشرفته تری است.

تاریخچه و ماهیت اسیدهای آمینه

مهم ترین ترکیبات حیاتی برای سلول های گیاهی، پروتئین ها هستند. مولکول های سنگین و بلندی که از اتصال اسیدهای آمینه به یکدیگر زنجیره های پپتیدی را تشکیل می دهند. در پروسه تولید پروتئین در گیاه، حدود 20 نوع اسید آمینه و 2 آمید دخالت دارند. گیاهان آمینو اسیدها را از عناصر اولیه کربن و اکسیژن موجود در هوا، هیدروژن موجود در آب و نیتروژن موجود در خاک، سنتز می کنند و با استفاده از فتوسنتز و تشکیل هیدرات های کربن و ترکیب آن با نیتروژنی که از خاک به دست می آورند منجر به سنتز آمینو اسیدها از طریق مسیرهای متابولیکی جانبی می شوند. بنابراین نیاز به آمینو اسیدها جهت افزایش کیفیت، به عنوان ابزار خیلی مهم در عملکرد گیاهان شناخته شده است.

خواص و فواید کود آمینواسید در گیاهان

1. عملکرد سریع تغذیه ای
2. ایجاد تعادل و موازنه در رشد گیاه
3. تقویت سیستم ایمنی گیاه
4. افزایش کمی و کیفی محصول
5. القای فرآیند گرده افشانی
6. افزایش سرعت رسیدگی محصول
7. افزایش سرعت تشکیل اندام های گیاهی
8. افزایش دوره ماندگاری محصولات پس از برداشت
9. افزایش سبزینگی و تولید کلرفیل
10. خاصیت کلات کنندگی
11. تامین نیتروژن گیاه
12. متعادل سازی میکروفلورای در خاک که باعث بهبود کیفیت و ساختار خاک میشود،متیونین باعث افزایش استحکام دیواره ی سلولی میکروفلورای در خاک میشود.
13. سنتز هورمون های گیاهی
14. سنتز پروتئین
15. تعادل فلور خاک
16. افزایش مقاومت گیاه در برابر استرس

تنظیم فعالیت روزنه های هوایی با استفاده از آمینو اسیدها

روزنه‌های هوایی ساختارهای سلولی در برگ‌های گیاه هستند که برای کنترل تعادل هیدروژنی و جذب عناصر غذایی و دیگر فرایندهای ضروری گیاه، مسئولیت مهمی را بر عهده دارند. این روزنه‌ها در پوسته برگ‌ ها قرار دارند و با باز و بسته شدن، میزان تعریق و جذب گیاه تنظیم می‌شود. تحریک باز و بسته شدن روزنه‌ ها توسط عوامل مختلفی مانند رطوبت، دما، غلظت نمک و غلظت آمینو اسیدها کنترل می‌ شود. در شرایط نامساعد مانند خشکی یا تنش شوری، روزنه‌ ها بسته می‌ شوند و این موضوع می‌ تواند منجر به کاهش فتوسنتز و تعرق گیاه شود. در نتیجه، جذب عناصر غذایی کمتر می‌ شود و رشد گیاه کاهش می‌ یابد.

برای کنترل انسداد روزنه‌ ها در شرایط نامساعد، از اسیدهای آمینه مانند گلوتامیک اسید استفاده می‌ شود. این اسیدهای آمینه می‌ توانند با تأثیر بر سلول های نگهبان روزنه، باز و بسته شدن روزنه‌ ها را تنظیم کنند و از انسداد آن‌ها جلوگیری نمایند. استفاده از روش‌ هایی مانند اسیدهای آمینه و سایر ابزارهای کنترل روزنه‌ های هوایی، می‌ تواند به بهبود رشد و توسعه گیاهان در شرایط نامساعد کمک کند.

نقش اسیدهای آمینه در گیاهان

وجود آمینو اسیدها در گیاهان بسیار ضروری  است. مطالعات بسیاری ثابت کردند که اسیدهای آمینه در مراحل مختلف رشد، نقش مثبتی در افزایش عملکرد و کیفیت گیاه دارند. به ویژه در مراحل مانند گلدهی، پنجه زنی و یا شرایط تنش زا ( مانند خشکسالی، درجه حرارت بالا، شوری، عوامل بیماری زا و…). بنابراین آمینو اسیدها به کاهش اثر تنش خشکی و شوری از طریق فعالیت های مختلف فیزیولوژیکی کمک می کنند.

آمینو اسیدها با تغییر پتانسیل اسمزی بافت گیاهی، آسیب های ناشی از تنش های زیستی را تا حد زیادی کاهش می دهند و باعث افزایش مقاومت گیاه در برابر استرس می شوند. همچنین در فرایند بیوشیمیایی و سنتز پروتئین و کربوهیدرات شرکت می کنند. یکی دیگر از نقش های امینو اسیدها فعالیت در تقسیم سلولی و تولید برخی از هورمون های رشد طبیعی مانند IAA و GA3 می باشد. در نتیجه باعث افزایش عملکرد و بهبود کیفیت گیاهان می شوند.

جدول لیست اسامی اسید آمینه ضروری و غیر ضروری گیاهی

به صورت کلی آمینو اسیدها به دو دسته ضروری و غیر ضروری در گیاه تقسیم می شوند. آمینو اسیدهای ضروری در خود گیاه وجود ندارند و توسط بقایای گیاهان، حیوانات و … تولید می شوند. آمینو اسیدهای غیر ضروری با توجه به فرآیندهای متابولیکی و … در خود گیاه تولید می شوند.

جدول فواید آمینو اسید در رشد گیاهان

تحقیقات انجام شده برروی تاثیرات آمینو اسید ها بر رشد گیاهان

آمینو اسیدها در میتوکندری و کلروپلاست گیاه یافت می شود. در نتیجه با تشکیل و در دسترس بودن کتونیئک اسید، کربوهیدرات تشکیل شده توسط کربن وارد چرخه Kreb cycle می شوند. میزان امینو اسید در گیاهان متفاوت می باشد. همچنین آمینو اسیدها نقش مهمی در بیوتی ، چه به صورت آزاد و چه به صورت پروتئین در گیاه دارد، که در مراحل رشد گیاه بسیار اهمیت دارند.

نتایج تحقیقات متعدد نشان داده است که پاشش اسید آمینه بر روی گیاهان باعث افزایش رشد رویشی ریشه ها و برگ ها، افزایش کلروفیل و در نتیجه بهبود عملکرد و کیفیت بیشتر محصولات می شود.

اسید های آمینه به عنوان القا کننده های زیستی می توانند کیفیت دانه برخی از محصولات را افزایش دهند. همچنین باعث افزایش جذب مواد معدنی و افزایش بهره وری عناصر مغذی در گیاه می شوند. اسید های آمینه بعنوان منبع مهمی برای نیتروژن است، بنابراین تا حد زیادی بر رشد محصول تاثیر می گذارند. همچنین مطالعات ثابت کردند که اسید های امینه می توانند به طور مستقیم و غیر مستقیم بر فیزیولوژی گیاه تاثیر بگذارند.

نقش انواع آمینو اسید در گیاهان

برخی اسید های آمینه از جمله پرولین و آرژنین، نقش مهمی در برابر شرایط نامطلوب مانند شوری، خشکسالی و درجه حرارت بالا یا پایین دارند. پرولین یک اسید آمینه در سنتز پروتئین می باشد. پرولین باعث کلات شدن یون فلز در بین سلول های گیاهی و در شیره آوند چوبی، می گردد و ممکن است به عنوان آنتی اکسیدان عمل نماید و با جذب فلز سنگین از اثرات رادیکال های آزاد، بکاهد.

نتایج بررسی ها نشان می دهد که اسیدهای آمینه آسپاراجین، گلوتامین، سیستئین و پپتیدهایی مثل گلوتاتیون و کلات های گیاهی در کلات کردن عناصر روی، نیکل، مس، کادمیوم و آرسنیک موثر هستند.

اسیدهای آمینه گلایسین، بتایین و پرولین، باعث افزایش مقاومت گیاه در برابر تنش های غیرزیستی در گیاهان ذرت، جو، سویا، یونجه و برنج می شوند.

آرژینین که در ذخیره نیتروژن و انتقال آن در گیاه نقش مهمی دارد در شرایط تنش های زنده و غیر زنده در گیاه تجمع می یابد.

آمینواسیدها و پپتیدها در افزایش مقاومت گیاه به تنش های ناشی از مسمومیت انواعی از فلزات سنگین، نقش دارند. اسید آمینه ها این کار را از طریق خنثی نمودن رادیکال های آزاد به وسیله ترکیبات نیتروژنی، انجام می دهند.

چه زمانی از آمینو اسید ها باید استفاده کرد؟

• زمان زرد شدن برگ ها
• زمان کاهش سرعت رشد گیاهان
• زمان مشاهده بیماری در گیاه
• زمان رشد بیش از حد علف های هرز
• زمان ایجاد استرس و تنش در گیاه (تعویض گلدان، تغییر از کشت هیدروپونیک به کشت خاکی، تغییرات دمایی شدید و …)

مصرف کودهای حاوی اسید آمینه

در شرایط بحرانی سنتز اسید آمینه بسیار دشوار است و یا به طور کامل متوقف می شود. کاربرد اسیدهای امینه به صورت کود علاوه بر برطرف کردن نیاز گیاه موجب می شود تا گیاه انرژی خود را صرف رشد بیشتر و بالا بردن کیفیت محصول نمایید.  با اینکه آمینو اسیدها فواید مثبت زیادی در خاک دارند، بسیاری از آن‌ها فقط از طریق روزنه‌ های برگ و با تغذیه‌ برگی و محلول‌ پاشی در اختیار گیاه قرار می‌ گیرند. اگر از آمینو اسیدها به‌ درستی استفاده شود، تأثیرات عمیقی خواهند داشت.

نکات مهم در هنگام استفاده از آمینو اسیدها

• اسپری کردن آمینو اسیدها در صبح زود
• از مخلوط کردن محلول حاوی کلسیم و گوگرد با مواد معدنی روغنی بپرهیزید.
• پاشش امینو اسیدها در ابتدای تنش گیاه و مرحله رشد به منظور تقویت ریشه و اندام هوایی
• گیاهان در زمان استفاده از آمینو اسیدها نباید در معرض کمبود فسفر قرار گیرند.

بهترین روش مصرف کود آمینه اسیدها

کودهای آمینو اسید به صورت پودری و مایع در بازار وجود دارند. عمدتا به صورت محلولپاشی مورد استفاده کشاورزان قرار می گیرد. افزودن آمینو اسید به خاک باعث بهبود ساختار خاک شده و بر روی جذب عناصر غذایی توسط گیاه تاثیر می گذارد.

جمع بندی

باتوجه به این که در این مقاله به نقش مهم آمینو اسیدها در ساختار گیاهان پی بردیم . توصیه ما به شما کشاورزان عزیز استفاده از کودهای حاوی آمینو اسید بخصوص در دوره فعالیت رویشی گیاه و در زمان هایی که گیاه تحت تاثیر انواع تنش های زنده مانند آفات و بیماری ها و یا جهت افزایش سریع مقاومت گیاه در برابر تنش های غیرزنده مانند کمبود آب و خشکی، شوری خاک، یخ زدگی، تگرگ … می باشد تا رشد گیاه را تنظیم نمایند.

منابع

• https://www.britannica.com/science/amino-acid
• https://www.mdpi.com/2223-7747/9/8/967
• https://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%A2%D9%85%DB%8C%D9%86%D9%88_%D8%A7%D8%B3%DB%8C%D8%AF

با ما همراه باشید

با ارائه برترین مقالات و مطالب روز کشاورزی توسط کارشناسان فنی

  **اگری راز ، راز رویش ها**