Применение аминокислот и пептидов в возделывании плодово-ягодных культур

Питание плодовых и овощных культур

Любое устойчивое улучшение сельскохозяйственной практики, которое увеличивает урожайность и качество, особенно в условиях ограниченного питания и абиотического стресса, представляет большой интерес для производителей по всему миру.

Это связано с тем, что многочисленные стрессы в течение одного сезона могут серьезно подорвать производство растениеводческой продукции, поэтому все плодово-ягодные хозяйства заинтересованы в том, чтобы снизить воздействие на структуру урожая таких абиотических факторов как засуха, повышенная соленость, высокая или отрицательная температура, дефицит воды, фитотоксичность средств защиты растения или удобрений, рассказал FruitNews Владимир Грошев, кандидат с/х наук, директор Италполлина в России и СНГ.

В свою очередь, сельхозпроизводители всех уровней ищут дополнительные решения и продукты для интенсификации выращивания, понимая, что невозможно полностью раскрыть потенциал растения, применяя только минеральные удобрения и СЗР. В ответ на эту потребность, с каждым годом рынок специальных удобрений и биостимуляторов становится все более насыщенным, появляются новые препараты, созданные на основе последних научных достижений в сфере биохимии и физиологии растений.

Согласно определению, растительные биостимуляторы соответствуют «любому веществу или микроорганизму, применяемому к растениям для повышения эффективности питания, устойчивости к абиотическому стрессу и/или качеству сельскохозяйственных культур, независимо от содержания питательных веществ. Обычно, применение этих веществ и микроорганизмов должно быть экологически чистым и безопасным для употребления урожая в пищу людей и животных.

Потому все более востребованы у специалистов препараты, содержащие не просто набор макро- и микроэлементов, но и набор не менее значимых для растений органических составляющих, таких как гуминовые и фульвокислоты, экстракты морских водорослей, фитогормоны, олигосахариды, пептиды и аминокислоты, микориза, ризосферные бактерии и другие полезные микроорганизмы. И если про важность гумуса и его составляющих уже написано и известно многое, то наличие аминокислот, и тем более пептидов из белковых гидролизатов, в составе современных препаратов вызывает неоднозначную реакцию агрономов, связанную с недостаточным пониманием биостимулирующей роли подобных веществ в растениях применительно к плодово-ягодным и овощным культурам, возделываемым в условиях открытого грунта и в теплицах. В настоящей статье мы хотим немного прояснить функционал и предназначение пептидов и аминокислот для современного сельского хозяйства.

Итак, аминокислоты — это простейшие органические соединения, образующие фундаментальную основу любой биологической молекулы, они необходимы для нормального прохождения метаболизма растений, поскольку являются теми «кирпичиками», из которых формируются цепочки функциональных пептидов и в конечном итоге строятся белки тканей всех органов. Не секрет, что растения самостоятельно синтезируют все необходимые аминокислоты из неорганического азота и углерода, получаемых из минеральных удобрений и воздуха. Данный процесс включает превращение нитратов в нитриты и аммонийные соединения, их последующее встраивание в органические молекулы при биосинтезе аминокислот и формировании пептидных цепочек. Но на все эти процессы растение вынужденно затрачивает существенные запасы энергии и теряет время, отведенное на вегетацию и формирование урожая.

Применение пептидов и аминокислот во внекорневых подкормках в настоящее время является одним из самых эффективных способов коррекции воздействия негативных условий окружающей среды (жара или холод, водный дефицит, солнечные ожоги) на сельскохозяйственные культуры. Попадая в растение, пептиды и аминокислоты практически сразу включаются в обменные процессы организма без потери времени и затрат энергии на преобразование неорганических веществ в органические. Вот почему биостимуляторы на основе аминокислот и пептидов стали ответом индустрии на желание агрономов максимально оптимизировать процесс роста и плодоношения гибридов – устранить все факторы, мешающие раскрыться потенциалу растения, заложенному селекционером.

Однако, в связи с нарастающей популярностью применения препаратов на основе аминокислот следует отметить, что все они имеют очень разный аминокислотный и пептидный состав, который зависит от технологии, происхождения сырья и даже понятия производителя о достаточности тех или иных компонентов для растения. По этой причине следует быть готовым, что ряд свободных аминокислот, полученных из морских водорослей, дрожжей или гидролизатов животного происхождения, будет бесполезным или окажет угнетающее влияние на растительный организм. Так, например, животные аминокислоты гидроксипролин и гидроксилизин не несут пользы в качестве компонента стимулирующего продукта, поскольку они отсутствуют в растениях и те не смогут усвоить их при всем желании, а аминокислота глицин, присутствующая в животных продуктах в больших количествах (>27 % против 4,5 % в растительных), оказывает фитотоксичное действие при нарушении оптимальных дозировок (около 5 % для большинства растений). На основании вышесказанного можно утверждать, что аминокислоты растительных гидролизатов наилучшим образом сбалансированы для оптимального использования растениями, так как имеют правильный набор и соединение аминокислот в пептидах. То есть могут использоваться быстро и без дополнительных модификаций, имеют более широкий спектр действия, чем продукция на основе экстракта морских водорослей, аминокислот из рыбных производных или животных белков.

Сегодня, на рынке, есть много продуктов на основе растительных гидролизатов, однако, состав продуктов тоже варьируется в широких пределах и, зачастую зависит от исходного сырья и степени гидролизации. Исследования гидролизатов белка бобовых культур, содержащих высокую концентрацию пептидов и аминокислот, показали, что они стимулируют рост корней, повышают эффективность использования азота, а также увеличивают подвижность питательных веществ в растениях, что способствует улучшению антистрессовой реакции и эффективности растений.

Пептиды – другой, еще менее понятный термин, который редко встретишь даже в научной литературе. Пептидами называются органические вещества, которые состоят из двух или более аминокислот. Цепочки из 10—20 аминокислот формируют олигопептиды, а когда количество аминокислот в цепи более 50, то образуется белок (полипептид). Из приведенной последовательности становится понятно, что именно пептиды, состоящие из аминокислот, являются «блоками» для формирования белков и строительства тканей любого живого организма и определяют качество урожая.

Однако, согласно современным исследованиям, во всех живых существах пептиды выполняют еще и очень важную коммуникационную и регуляторную функцию. Каждый пептид, синтезируется растением из аминокислот и как ключ, подходит к определенному рецептору клеточной стенки, что запускает или блокирует строго определенные процессы, от которых зависит здоровье, развитие и жизнедеятельность растений. Такие пептиды называются функциональными пептидами.

Наукой установлены функциональные роли и физиологическое значение следующих групп пептидов:

  • транспортные пептиды обеспечивают процессы поглощения и перемещения питательных веществ через устьица листа и внутри растения;
  • буферные пептиды ориентированы на поддержание постоянного уровня рН;
  • гормональные пептиды регулируют деятельность отдельных органов растения или организма в целом за счет запуска или предотвращения синтеза гормонов (ауксины, гиббереллины, этилен, и др.);
  • защитные пептиды включают выработку и накопление веществ (токсинов), опасных для других растений, микроорганизмов или животных;
  • антистрессовые пептиды (элиситоры) повышают устойчивость растений к биотическим и абиотическим стрессам за счет увеличения синтеза необходимых метаболитов в клетках культуры растений;
  • антиоксидантные пептиды выполняют защитные функции, связанные с предотвращением или замедлением старения тканей растений.

В качестве примера можно привести применение крупными агрохимическими концернами принципа блокирования действия антистрессовых пептидов в самых современных препаратах. Так, например, это избирательный гербицидный эффект на сорных растениях (растение лишается устойчивости к ультрафиолету и погибает от ожогов) или нарушение цикла развития вредных насекомых (после линьки не формируется хитиновый слой, и популяция вредителей погибает).

Обратным примером использования пептидов является продукция, которая использует растительные пептиды для устранения или недопущения последствий абиотических стрессов и регулирования роста отдельных органов. Например, применение гербицидов или других химических средств защиты растений может вызвать фитотоксичность, т.е. увеличить окислительный стресс в растениях за счет генерации активных форм кислорода в клетках, что вызывает окисление липидов клеточных мембран пероксидом, вызывая повреждение клеток с потерей клеточной функции, т.е. их старение и отмирание. И одним из наиболее изученных приемов, повышающих антиоксидантную активность и улучшающих реакцию растений на абиотический стресс, является использование белковых гидролизатов (пептиды и аминокислоты), в частности, полученных из бобовых растений.

Согласно определению, стресс — это реакция растительного организма на воздействие неблагоприятных факторов, которая сопровождается замедлением метаболических процессов, затратами энергии на преодоление негативного воздействия внешней среды в ущерб формированию или качеству урожая.

Учеными установлено, что при возникновении стрессовой ситуации у растения изменяется гормональный баланс и вместо ростовых гормонов (ауксины, гиббереллины, цитокинины) растение начинает продуцировать гормоны старения (этилен) и покоя (абсцизовую кислоту). Это нормальная реакция любого организма на стресс – затаиться и как можно быстрее сформировать потомство, включить экономию расходования энергии, минимизировать потребление питания за счет сброса части листовой массы и направить все силы в плодообразование. Современная наука и промышленность довольно давно умеют синтезировать аналоги растительных фитогормонов, и сельскохозяйственные производства активно их применяют, однако не все агрономы понимают, что применение гормонов не проходит безвредно для растений и после кратковременного скачка активности у растения может проявиться обратный эффект.

Подобные проявления, как и все повреждения от абиотического стресса, могут варьироваться от легкого до тяжелого, отличаться по типу стресса, а симптомы могут быть видны, как в течение нескольких дней, так и недель. Но, независимо от того, как абиотический стресс представляет себя, садовод должен смягчить его и вернуть растение обратно к положительной модели роста и развития, чтобы реализовать полный потенциал урожайности растений в данных конкретных условиях.

Поэтому основной принцип действия всех антистрессантов заключается в том, что специально подобранные биологически активные вещества запускают, а главное, постоянно поддерживают и стимулируют физиологические и биохимические процессы организма, улучшают усвоение органических и неорганических элементов, не допускают проявления или в кратчайшие сроки восстанавливают оптимальную жизнедеятельность растений, то есть дают агроному возможность реализовать генетический потенциал и получить максимальную хозяйственную эффективность в имеющихся условиях.

Так как растительные пептиды и аминокислоты представляют собой готовый строительный материал для любой растительной ткани, то их внесение в фазы формирования урожая за короткое время активизирует оптимальную функциональную деятельность всего растительного организма и обеспечивает накопление питательных веществ в генеративных органах, тем самым непосредственно влияя на качество урожая. Добавление препаратов с растительными пептидами и аминокислотами в баковые смеси с пестицидами уменьшает стрессовую нагрузку на растение, снижает проявления фитотоксичности за счет ускорения метаболизма и ускоренного обновления тканей культурного растения. При этом наличие функциональных пептидов усиливает проникновение и движение действующего вещества в тканях растений, повышая его эффективность и позволяя снижать дозировки при совместном применении. Использование препаратов, которые в своем составе содержат вещества, способные напрямую использоваться и сразу включающиеся в метаболизм растений, является наилучшей антистрессовой поддержкой, необходимой для полного раскрытия потенциала сорта в любых условиях, но особенно важно в интенсивных технологиях возделывания, где растения постоянно пребывают в стрессе от высокого темпа жизни и повышенных требований по продуктивности. Таким образом, удобрения и биостимуляторы с растительными пептидами и аминокислотами являются новым шагом в развитии рынка агрохимикатов и должны стать верным инструментом в достижении цели многих агрономов – получении максимальных урожаев высокого качества.

Ярким примером такого стимулятора роста и антистрессанта, насыщенного растительными пептидами и аминокислотами, является препарат ТРЕНЕР производства компании ИТАЛПОЛЛИНА (Италия). Этот препарат рекомендуется для проведения листовых обработок во всех случаях, когда растение находится в стрессе и/или агроному требуется превзойти самого себя и получить все то, на что способен гибрид и окружающая растение инфраструктура.

ТРЕНЕР является не типичным растительным белковый гидролизатом, так как с помощью системы запатентованного ферментативного гидролиза (LISIVEG®), компания ИТАЛПОЛЛИНА получает гидролизат белка, содержащий высокую концентрацию функциональных пептидов, полный набор всех растительных аминокислот, а также комплекс других биологически активных соединений, таких как олигосахариды, органический азот и других. Благодаря экологически чистому процессу и тщательно подбираемому сырью ТРЕНЕР имеет низкую соленость и разрешен для использования в органическом сельском хозяйстве в соответствии с органическими правилами Европейского Союза и США, а также одобрен для органического производства в России.

Эффективность препарата ТРЕНЕР, как стимулятора роста, антистрессанта и антидота против термических, механических и химических повреждений, обеспечивается четырьмя основными механизмами воздействия на растение:

  • КАТАЛИЗАТОР ФОТОСИНТЕЗА – стимулирование поглощения CO2 и использования воды ведет к активизации роста и эффективному плодообразованию;
  • СТИМУЛЯЦИЯ ПОГЛОЩЕНИЯ АЗОТА – ускоряет поглощение аммонийного азота и его трансформацию в белковые соединения растительных тканей, что также ведет к интенсивному росту и плодоношению;
  • АНТИОКСИДАНТНОЕ ДЕЙСТВИЕ – усиливает естественную антиоксидантную систему защиты растений и смягчает проявления окислительного стресса;
  • РЕГУЛЯЦИЯ БАЛАНСА ФИТОГОРМОНОВ – изменяет гормональный баланс в оптимальную сторону, то есть активизирует синтез ауксина и жасмоновой кислоты, других фитогормонов, включенных в процесс формирования корневой системы и противодействия стрессам, чем предотвращает действие гормонов покоя (цитокининов и абсцизовой кислоты).

Для включения вышеперечисленных механизмов рекомендовано проводить еженедельные листовые обработки рассады декоративных, овощных или ягодных культур 0,2–0,3% раствором, а для вегетирующих и плодоносящих растений рекомендуется некорневое применение 1,5-3 л/га каждые 10–14 дней. В случае необходимости продления продуктивного периода, устранения отставания в росте из-за стресса или обеспечения регенерации после любых повреждений, рекомендуется 1–3-кратная обработка в концентрации 0,3–0,5 % (3-5 л/га).

При проведении листовых обработок средствами защиты растений или минеральными водорастворимыми удобрениями, рекомендуется добавлять в баковую смесь 1-1,5 л/га ТРЕНЕРа, для снижения потенциальной фитотоксичности химических действующих веществ и повышения эффективности минеральных препаратов за счет обеспечения их дополнительным органическим питанием.

Для оценки биостимулирующей активности препарата ТРЕНЕР было проведено множество научных экспериментов на различных сельскохозяйственных культурах, выращиваемых в искусственно созданных стрессовых условиях окружающей среды. В частности, было определено, что применение ТРЕНЕРа в различных дозировках, увеличивает до 25% высоту растения, сухую биомассу побегов, содержание хлорофилла и концентрацию азота в листьях с/х культур, а также оказывает воздействие на степень окислительного стресса, осуществляет осмотические изменения и модификации в гормональных сетях.

Другим исследованием доказано, что корневая обработка препаратом КВИК-ЛИНК (корнестимулятор с высокой концентрацией функционального пептида LRPP) существенно повышает параметры роста растений: приводит к 1,5-2 кратному увеличению корневой системы (общей длины корня, общей поверхности корня и среднего диаметра корня), что также способствует увеличению поглощения азота, улучшает фотосинтез и усиливает перемещение продуктов фотосинтеза в плоды. Кроме того, учеными была обнаружена взаимосвязь применения препарата ТРЕНЕР и улучшения укоренения черенков плодовых культур, а в другом исследовании выявили гиббереллиноподобную активность и влияние ТРЕНЕРа на длину побегов растений с генетическим дефицитом гиббереллина (Колла и др., 2014-2019). Исследователями отмечается, что именно функциональные пептиды и аминокислоты стали причиной выявленных позитивных изменений.

В производственных и хозяйственных испытаниях листовое применение 1,5-3 л/га препарата ТРЕНЕР также улучшало урожайность и/или качество с/х культур. Препарат показывал значительные преимущества в сравнении с хозяйственными стандартами, как в нормальных, так и в стрессовых условиях, за счет того, что растения, обработанные ТРЕНЕРом, демонстрировали более высокое усвоение азота, увеличение индекса флуоресценции хлорофилла, уменьшение проявлений фитотоксичности средств защиты растений, подтверждая эффективность применения препарата ТРЕНЕР в условиях нехватки питания и абиотических стрессов.

Специалисты АО «Шетелиг Рус» - официального дистрибьютора ИТАЛПОЛЛИНА в сегменте плодово-ягодных культур и овощей защищенного грунта, готовы проконсультировать Вас по технологии применения ТРЕНЕР, КВИК-ЛИНК и сформировать для Вашего хозяйства индивидуальное решение с применением агрохимических и микробиологических решений компании ИТАЛПОЛЛИНА.

Источник: FruitNews по материалам пресс-службы компании ИТАЛПОЛЛИНА

Генеральный спонсор проекта

  • ЕВРОХИМ

    ЕВРОХИМ

    Еврохим – эксперт в питании растений

Партнеры проекта

  • Шетелиг Рус

    Шетелиг Рус

    АО «Шетелиг Рус» Официальный представитель ряда европейских компаний–производителей современного оборудования, биологических сзр, опылителей, инновационных удобрений для сельскохозяйственного производства.

  • ITALPOLLINA Group

    ITALPOLLINA Group

    Органические удобрения и микробиологические стимуляторы роста


Подписка на новостную рассылку FruitNews