Амінокислоти як складові активних біопрепаратів

Загальновідомо, що значні площі ґрунтів нашої держави характеризуються нестачею основних елементів живлення, тому виникає потреба внесення певної їхньої кількості додатково, у вигляді добрив. Також це пов’язано із загальною тенденцією зменшення використання органічних добрив, які практично нічим не компенсуються, проте являють собою джерело поповнення доступних форм мікроелементів у ґрунті. З кожним роком із врожаями виноситься достатньо велика їхня кількість. Як наслідок, спостерігається порушення нормального росту та розвитку сільськогосподарських культур протягом вегетаційного періоду. Адже лише за наявності оптимальної кількості всіх необхідних поживних речовин рослини можуть ефективно використовувати вологу та елементи живлення, перетворюючи їх в енергію.

Основу будь-якої системи живлення становить азот. Він входить до багатьох органічних сполук, зокрема амінокислот, білків, нуклеїнових кислот, фосфатидів та вітамінів. Залежно від накопичення цих сполук, у рослинах змінюються кількісні та якісні показники врожаю. Найважливішими азотистими речовинами є білки, де вміст азоту сягає близько 16–18%, а білки, своєю чергою, є основою всіх процесів життєдіяльності. Загальний уміст азоту в рослинах коливається в широких межах, залежно від умов живлення він тісно корелює з біосинтезом амінокислот.

Аби стабілізувати всі ростові процеси, науковці та практики-аграрії багато років були у пошуках рішення цієї проблеми, тобто таких препаратів, які б навіть за умови нестачі елементів у ґрунті все ж регулювали їх. На сьогодні у виконанні таких функцій лідирують препарати (добрива), що у своєму складі містять амінокислоти, зокрема протеїногенні, які більшою мірою відносять до незамінних та являють собою готовий запас речовин, необхідних для протікання біохімічних процесів. Для того, щоб утворити амінокислоти, рослина повинна витратити чималу кількість енергії, а за умови застосування спеціальних препаратів, вона отримує їх в готовому вигляді і тим самим економить енергію, яка так необхідна на етапі формування врожаю.

Дія амінокислот на рослину досить різноманітна і інколи залежить не лише від потреб рослини, а й від умов середовища. Зокрема, амінокислоти:

покращують транспірацію і регулюють осмотичні процеси;

беруть участь у більшості обмінних процесів;

незамінні для якісного процесу запилення й утворення зав’язі плодів;

сприяють протіканню азотного метаболізму з мінімальними витратами енергії;

регулюють водний баланс рослини, відкриття продихів і фотосинтезу;

підсилюють рівень ендогенного захисту рослин;

підвищують опірність рослин несприятливим факторам навколишнього середовища.

Загалом амінокислоти займають провідну роль у боротьбі зі стресами, а одним із основних проявів стресу є порушення роботи генів, які відповідають за біосинтез білків та є складовими ферментативних процесів. Особливий вплив спостерігається на фотосинтез, оскільки саме фотосинтетичні процеси є індикатором нормального функціонування рослинного організму. У разі виникнення стресових умов рослина починає переходити у так званий «економний режим», продихи закриваються і дихання уповільнюється. В такому стані рослина може перебувати від кількох діб до кількох тижнів. Особливо небезпечно, якщо стрес припадає на критичні періоди розвитку рослин (період закладання елементів урожаю), що значно знизить їхню якість та продуктивність.

Амінокислоти мають значення для регуляції росту та є запасними сполуками, що необхідні для перебігу відповідних біологічних процесів. У природі для їхнього утворення рослина витрачає велику кількість енергії, але за застосування препаратів, що уже містять у своєму складі амінокислоти, є можливість поглинання уже в готовому вигляді. Відповідно, відпадає необхідність витрачати енергію на їхній синтез, наприклад з макро- або мікроелементів. За таких умов амінокислоти одразу включаються до складу білків і ферментів.

Ще однією важливою функцією амінокислот, на яку безумовно варто звертати увагу, є стимуляція ростових процесів. Амінокислоти є учасниками обмінних процесів та вкрай необхідні для синтезу рослиною потрібної сполуки в конкретний момент часу. Наприклад, глутамінова й аспарагінова кислоти регулюють асиміляцію азоту і синтез білків в момент, коли формуються задатки майбутнього врожаю. Гліцин і пролін відповідають за рух води в рослині та її опірність стресам за рахунок регулювання транспірації й осмотичного тиску. Пролін, крім того, забезпечує фертильність пилкових зерен, а, отже, покращує запліднення. Аргінін є прекурсором поліамінів, посилює дію регуляторів росту. Кожен із наведених вище прикладів є дуже важливим сам по собі у контексті майбутнього врожаю, а їхня сукупність й зовсім може радикально перевернути ситуацію.

Застосування амінокислот практикується як за кореневого, так і позакореневого підживлення рослин, також їх можна вносити з поливною водою впродовж усього вегетаційного періоду. Норма внесення амінокислот не є сталою і може коливатись у досить відчутних межах, залежно від культури, фази розвитку та умов вирощування. Однак для кожної культури було визначено певні фази росту та розвитку, коли застосування амінокислот є максимально виправданим та раціональним.

Для плодових і квіткових культур, пасльонових та гарбузових овочів, а також винограду найбільш чутливою фазою є цвітіння.

Пояснити це досить просто – амінокислоти не тільки відчутно підвищують фертильність пилкових зерен, а й пролонгують життєвий цикл приймочки маточки, тим самим збільшуючи заплідненість.

Додатково амінокислоти сприяють й швидкому та потужному укоріненню пересаджених рослин, а також подоланню наслідків можливих стресів: післядії заморозків, граду, дії гербіцидів. У такому разі актуальним є їхнє внесення в період не пізніше двох діб з моменту появи перших характерних проявів «шкідливого» явища. Оскільки амінокислоти підвищують вбирну здатність рослин, вони сприяють оптимізації використання поживних речовини, які є доступними з ґрунту і добрив.

Сумісність амінокислот перевірено практично з усіма макро- та мікродобривами й основними пестицидами. Тенденційних проблем, які були б характерні для кожного з випадків не виявлено, однак в кожній конкретній ситуації краще додатково перевіряти сумісність наявних препаратів.

Зазвичай амінокислотні комплекси не рекомендується поєднувати з мінеральними оліями і препаратами міді. Виходячи з цього, необхідно враховувати таке – мідьумісні препарати залишаються після обробки рослин на листковій поверхні достатньо довго. Тому внесення амінокислот раніше ніж через три–чотири доби може спричинити поглинання цього елементу та викликати ефект фітотоксичності від потрапляння в тканини рослин. Не рекомендується застосовувати амінокислотні стимулятори і в бакових сумішах із гербіцидами на основі клопіраліду, оскільки сумісне їх внесення може знизити гербіцидний ефект.

Чутливість рослин до стресових чинників зазвичай досить висока, що значною мірою знижує врожайність. Фактично, амінокислоти для рослин є максимально рухомою формою азоту з усіх існуючих. Саме на їхній основі рослини можуть формувати білки, також вони є фундаментальним елементом для синтезу ферментів і гормонів росту. За стабільних умов рослини без проблем самостійно виробляють ці важливі сполуки. Однак в умовах стресу вони виробляють антистресові білки, що призупиняють у цей час їхній ріст і розвиток. Виходячи з цього, можна відмітити, що застосування амінокислотних комплексів запобігає втратам урожаю в стресових умовах. Азотні підживлення через свою природу нездатні дати подібного ефекту, оскільки з азотом добрив має відбутися ціла низка хімічних перетворень, щоб синтезувались амінокислоти, а в рослин у стресовий період просто не вистачає енергії для цього.

Сучасний ринок агрохімікатів, що містять амінокислоти, без перебільшень можна називати дуже й дуже різноманітним. Багато виробників випускають як добрив, які надзвичайно схожі між собою, так і такі, що істотно відрізняються. Це якісно нові види підживлювальних матеріалів, які включають не тільки традиційні комплекси макро- і мікроелементів, але й амінокислотну частину. Здебільшого амінокислотні складові таких препаратів добуваються з рослинних відходів, екстрактів, водоростей, а також із відходів сировинних ресурсів тваринного походження. У найдешевших (і будемо відверті – найменш якісних) товарних позиціях зазвичай присутні тваринні амінокислоти, виробництво яких традиційно не обходиться без соляної кислоти.

Якісне та ефективне мікродобриво може бути створене лише за умови залучення амінокислот із рослинної сировини і виключно у перевірений, якісний і відповідний до всіх вимог виробничий спосіб. Для порівняння: амінокислотні комплекси, в основі яких лежить рослинна сировина, мають у своєму складі 18 типів протеїногенних представників, у випадку з тваринною сировиною – 17 (відсутня надважлива амінокислота триптофан). Ще один показовий момент – за використання тваринної сировини відсоток вільних амінокислот відчутно менший від загального обсягу. Найбільш бюджетний варіант виробництва – хімічний гідроліз із задіянням кислоти або лугу. Тут існує чимало негативних нюансів, наприклад, низка амінокислот (той же L-триптофан) можуть руйнуватися, втрачаючи свою біологічну активність і здатність брати участь у побудові білків. Інша річ – ферментативний гідроліз. Так, цей спосіб більш складний та на порядок дорожчий, однак це виправдовується результатом.

Бактерії впливають на рослинну сировину таким чином, що формуються повноцінні вільні біоактивні речовини з максимальною цінністю. L-амінокислоти як підсумок гідролізу = надвисока ефективність із урахуванням максимально можливої наближеності до природної амінограми рослин. Завдяки таким розробкам, сільгоспкультури краще засвоюють поживні речовини, відповідно, поліпшується врожайність, підвищується якість продукції навіть тоді, коли умови навколишнього середовища не сприяють цьому.

Під час розробки та виготовлення добрива багато виробників використовують ще одну особливість деяких амінокислот, а саме здатність формувати з іонами двовалентних металів (Mg, Ca та ін.) звичайні або внутрішньокомплексні солі (комплексонати). Це актуально для гліцину, аспарагінової та глутамінової кислот.

Кількість амінокислотовмісних добрив, які зареєстровані у наш час, обчислюється десятками, а то й сотнями. Й тут дуже важливо звертати увагу на якість, адже є як хороші препарати, так і, скажемо м’яко, не дуже. Якісне амінокислотне добриво – відмінний помічник для сільськогосподарського сегменту.

Як же бути? Як вибрати вартий уваги продукт? Звичайно, ніхто ще не придумав нічого кращого, ніж власний досвід. Тобто, лише спробувавши всі варіанти, є можливіствибрати об’єктивно найкращий. Однак на практиці це просто нереально, враховуючи величезний асортимент. Тому сформулюємо декілька порад для вибору. Отже, за вибору добрива з вмістом амінокислот варто:

- Детально вивчити склад, зазначений виробником, а також, обов’язково, звернути увагу на походження і кінцевий склад (амінограму), не забуваючи про істотні відмінності (у разі застосування рослинної та тваринної сировини);

- Розглянути відсоткове співвідношення амінокислот, і власне, їхнє найменування;

- Перевірити відповідність того, що пропонується, саме вашим потребам (розв’язанню актуальних завдань у тих чи інших культур);

- Слід пам’ятати, що кожна амінокислота має своє власне функціональне навантаження у рослинному організмі. Тобто, максимальний результат можливий лише заповної відповідності амінограми добрива природному складу певної культури;

- Визначити, який спосіб виробництва добрива був реалізований, – хімічний або ферментативний гідроліз (про їхні особливості ми розповіли вище);

- Зверніть увагу на наявність у складі хлору, адже він згубно позначається на плодоовочевих культурах.

М. Августинович, канд. с-г. наук,

Луцький національний технічний університет, кафедра екології та агрономії

А. Чумак,

УНПЦ «Інститут живлення рослин»

Журнал «Пропозиція», №12, 2021 р.