Ламінарія японська як джерело біостимуляторних екстрактів морських водоростей

У світовому сільському господарстві екстракти морських водоростей стали однією з найпоширеніших видів сировини для виробництва біостимуляторів, стимулюючи інновації в живленні сільськогосподарських культур та сталому сільському господарстві. Протягом тривалого часу ринок був найбільш знайомий з Ascophyllum nodosum, який вважається майже «стандартною сировиною», а його екстракти домінують на ринку. Однак, із розвитком наукових досліджень та модернізацією промислових ланцюгів, інша бура морська водорість — Laminaria Japonica (Saccharina japonica) (ламінарія) — поступово стає об’єктом міжнародної уваги. Вона не тільки демонструє унікальні переваги активних компонентів, але й забезпечує міцну основу для широкого впровадження біостимуляторів завдяки сталому вирощуванню та великомасштабним постачанням.

Середовище зростання та походження ламінарії японської

Ламінарія японська — велика бура водорість, широко поширена в помірних і холодних прибережних водах. Вона зазвичай зустрічається на глибині 5–20 метрів у районах, багатих на мінеральні солі та з сильними течіями, з оптимальною температурою росту 5…15 °C. Навіть за умов коливань припливів та змінних умов освітлення ламінарія японська може швидко рости, утворюючи величезні «підводні ліси». Ці екосистеми не лише життєво важливі для морського біорізноманіття, а й слугують джерелом високоякісної сировини для екстрактів морських водоростей та біостимуляторів, що застосовуються в програмах живлення сільськогосподарських культур.

Китай є основним виробником ламінарії японської. Зокрема, Жунчен, провінція Шаньдун, де розташований завод Seawin Biotech, відомий як «батьківщина ламінарії японської», на який припадає понад 80 % світового її виробництва. Завдяки сприятливим природним умовам та розвиненим методам культивування, цей регіон забезпечує як високу якість, так і стабільне постачання ламінарії японської для біостимулюючих екстрактів морських водоростей.

Ламінарія японська — велика бура водорість, широко поширена в помірних і холодних прибережних водах

Ламінарія японська — велика бура водорість, широко поширена в помірних і холодних прибережних водах

Активні компоненти ламінарії японської

Ламінарія японська містить широкий спектр активних сполук, які сприяють ефективності екстрактів морських водоростей у біостимуляторних сполуках. Ці речовини не лише відіграють вирішальну роль у власному рості та стійкості ламінарії до стресу, але й забезпечують значні переваги у разі застосування для живлення рослин.

Полісахариди в ламінарії японській

Полісахариди є одними з найважливіших біоактивних компонентів Laminaria Japonica, головним чином включаючи альгінат, фукоїдан та ламінарин. Кожен із цих полісахаридів має унікальні хімічні структури та біологічні функції, і разом вони надають екстрактам морських водоростей видатні біостимулюючі властивості, зокрема, для підвищення стійкості рослин до стресу та сприяння здоров'ю рослин.

Альгінат може утворювати повітропроникну плівку на поверхні коренів і листя рослин, зменшуючи транспірацію та покращуючи структуру ґрунту. Завдяки своїм карбоксильним та гідроксильним групам він демонструє сильну хелатну здатність, тим самим збільшуючи доступність мікроелементів, таких як залізо, цинк, марганець та мідь. У ґрунті альгінат може поступово розкладатися мікроорганізмами на менші альгінатні олігосахариди (АОС). Ці молекули АОС діють як потужні сигнальні агенти, здатні викликати стійкість рослин та стимулювати ріст.

Фукоїдан містить унікальну сульфатну структуру, яка може активувати імунні реакції рослин та викликати системну набуту стійкість (СНР). Він відіграє значну роль у профілактиці захворювань та посиленні захисних механізмів рослин.

Ламінарин функціонує як сигнальна молекула, що індукує захисні реакції рослин, тим самим підвищуючи стійкість культури до стресу.

Ламінарія японська містить широкий спектр активних сполук, які сприяють ефективності екстрактів морських водоростей у біостимуляторних сполуках.

Інші активні компоненти ламінарії японської

Мінерали та мікроелементи

Ламінарія японська багата на калій, кальцій, магній, а також йод, залізо, цинк та інші елементи. Серед них вміст йоду значно вищий, ніж у більшості інших водоростей, що сприяє посиленню фотосинтезу та антиоксидантної активності. Залізо та цинк діють як кофактори для різних ферментів, впливаючи на ріст рослин та енергетичний обмін. Ці елементи існують в органічно зв'язаних або іонних формах, що робить їх легше засвоюваними та використовуваними рослинами. В результаті вони ефективно усувають симптоми дефіциту поживних речовин та підвищують ефективність використання добрив.

Аналоги фітогормонів та регуляторні речовини

Ламінарія японська містить різні природні аналоги фітогормонів та сигнальні молекули, які можуть зовні регулювати фізіологічні процеси рослин:

• Ауксини, такі як індол-3-оцтова кислота (IAA), які сприяють поділу та подовженню клітин, особливо корисні для розвитку коренів та росту розсади.
• Цитокініни, такі як зеатин, які затримують старіння, стимулюють зародження бічних бруньок та сприяють мобілізації поживних речовин.
• Бетаїн, важлива сумісна розчинена речовина, яка допомагає підтримувати осмотичний баланс та активність ферментів за умов сольового стресу та посухи, тим самим зменшуючи пошкодження, спричинені абіотичним стресом.
• Стерини, такі як фукостерол, які проявляють певну гормоноподібну регуляторну активність та сприяють стабілізації клітинних мембран.

Антиоксидантні сполуки

Ламінарія японська багата на природні антиоксидантні речовини, які допомагають пом'якшити окислювальний стрес у рослин:

• Поліфенольні сполуки, такі як флоротаніни, які мають сильну здатність поглинати вільні радикали та хелатувати іони металів. Вони зменшують перекисне окислення ліпідів та захищають цілісність біологічних мембран.
• Каротиноїди, включаючи фукоксантин та β-каротин, які функціонують не лише як допоміжні пігменти у фотосинтезі, а й як гасники активних форм кисню, посилюючи фотозахист та стійкість до стресу.
• Вітаміни, такі як вітамін Е та вітамін С, які беруть участь в антиоксидантному захисті через цикли відновлення-окислення та шляхи регенерації.

Ці сполуки сприяють подовженню функціонального терміну служби листя, покращенню якості після збору врожаю та забезпеченню значних переваг у стресових умовах, таких як висока температура та інтенсивне світло.

Азотвмісні сполуки

Амінокислоти. Ламінарія японська містить понад 18 видів амінокислот, включаючи глутамінову кислоту, аланін та аргінін. Ці амінокислоти можуть безпосередньо поглинатися рослинами, сприяючи азотному обміну, посилюючи синтез хлорофілу та покращуючи як розвиток коренів, так і поглинання поживних речовин.

Білки. Вміст сирого протеїну ламінарії японської становить близько 8–12 % її сухої ваги. Після ферментативного гідролізу ці білки утворюють невеликі пептиди, які відіграють подвійну роль у стимулюванні росту рослин та індукції стійкості.

Наразі компанія Qingdao Seawin Biotech Group реалізувала ефективну екстракцію та збереження активних компонентів ламінарії японської за допомогою технології цілеспрямованого ферментативного гідролізу. На основі цієї платформи компанія розробила різноманітні функціональні продукти, отримані з екстрактів ламінарії японської, що забезпечують важливу матеріальну основу для наступного покоління зелених, стійких до стресу біостимуляторів.

Наразі компанія Qingdao Seawin Biotech Group реалізувала ефективну екстракцію та збереження активних компонентів ламінарії японської за допомогою технології цілеспрямованого ферментативного гідролізу

Переваги ламінарії японської як сировини для біостимуляторів

Ламінарію японську набагато легше культивувати у великих масштабах, забезпечуючи стале та стабільне постачання. Вона також демонструє високу конкурентоспроможність з точки зору вартості, складу активних компонентів та функціональних характеристик.

Ламінарія японська багата на різноманітні біологічно активні речовини. Завдяки передовій біотехнологічній екстракції ці сполуки можна ефективно зберегти, що дозволяє виконувати численні функції, такі як стимулювання росту рослин, підвищення стійкості до стресу та покращення якості врожаю.

Китай володіє найбільшою у світі мережею аквакультури Laminaria Japonica з циклом вирощування менше одного року. Порівняно з Ascophyllum nodosum, обсяги якої переважно залежать від вилову в дикій природі, Laminaria Japonica пропонує набагато кращу стабільність поставок.

Висока врожайність та масштабне вирощування ламінарії японської значно знижують витрати на сировину, забезпечуючи більшу цінову конкурентоспроможність. Ця економічно ефективна система виробництва підтримує глобальне впровадження екстрактів морських водоростей у сільське господарство.

Забігаючи вперед, з розвитком таких технологій, як оптимізація ферментів, контроль молекулярної маси та точне формулювання функціональних компонентів, біостимулятори на основі ламінарії японської ще більше розкриють свій потенціал у сталому та зеленому сільському господарстві.

За матеріалами agropages.com