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[新型肥料]剖析生物刺激素之Ⅰ--氨基酸篇(最新原创) [复制链接]

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离线娃哈哈

只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2015-09-03
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                                                  剖析生物刺激素之---氨基酸篇

     生物刺激素(Biostimulant)这词从2014年开始不断出现于各农资媒体,引起农资圈极大的关注,很多国外这类产品先后进入中国市场,尤其以欧洲企业居多,论坛之前有很多介绍生物刺激素的文章,可能大多坛友还是不明白生物刺激素到底是什么,为什么起作用,还很多农资人误认为生物刺激素就是激素。其实,生物刺激素并不神秘,只是作为一个新的词语进入国内,我们了解的不多而已。
  
  生物刺激素肯定不是所谓的植物生长调节剂,植物生长调节剂也就是俗称的激素,是指人们根据植物内源激素的原理和功能进行人工合成的化学物质,当然不排除有个别企业也添加植物生长调节剂。而真正意义上的生物刺激素主要是天然物质经过提取或是分解得到的产物,对植物具有生理活性的物质,甚至有些可以直接刺激植物内源激素的形成,主要的种类有腐植酸、氨基酸、微生物、甲壳素类、海藻提取物以及其他的一些植物提取物,其中应用最广泛的是氨基酸、腐植酸、海藻提取物这三类。
  
  很多坛友会奇怪,氨基酸、腐植酸、海藻提取物这些国内很多年就有了,为什么老外的叫生物刺激素呢?这个问题就像前几年出现的水溶肥(water soluble fertilizer)一样,生物刺激素(Biostimulant)也是一个舶来语,其意义上跟国内的这几年说的功能性肥料差不多,国内所谓的功能性肥料也是非官方的称呼,按农业部的登记划分分别是含氨基酸水溶肥料、含腐植酸水溶肥料、有机水溶肥料(海藻提取物、甲壳素类、还有一些其他动植物提取物),功能性肥料基本涵盖在这三类里。
  
  肥料方面我们中国基本是向国外发达国家借鉴学习的,复合肥最早,然后是大量元素水溶肥,这两类肥料相对生产技术和应用技术含量都较低,进入中国也很多年,国内只要用真材实料做出来的东西,基本跟国外优秀的相差无几。但是在生物刺激素(功能性肥料,下面都统称生物刺激素)方面,国内企业确实存在着差距,差距首先是认知,并不是我们没有能力生产出优秀的生物刺激素产品,而是我们不了解其机理和作用,知其然不知其所以然,自然也很难做出优秀的产品;其次是目前国内农业部的登记标准也一定程度上限制了生物刺激素的发展。
  
  我们就先从应用最广泛的氨基酸类生物刺激素的认知方面谈起,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激素的合成。
  
  一、氨基酸在作物生长中的主要作用和功能
  
      不同的氨基酸对作物的生理功能不同,但又具有协同性,目前国内对氨基酸在植物中的生理功能研究的较少,下面内容是根据国内外一些文献及资料整理的,仅供参考。


  丙氨酸 :增加合成叶绿素,调节开放气孔,对病菌有抵御作用;
  
  精氨酸 :增强根系发育,是植物内源激素多胺合成的前体,提高作物的抗盐胁迫能力;
  
  天冬氨酸:提高种子发芽,蛋白质的合成,并在压力时期的生长提供氮;
  
  半胱氨酸 :含有氨基酸维持细胞功能,并作为抗氧化剂的硫;
  
  谷氨酸 :降低作物体内硝酸盐含量;提高种子发芽,促进叶片光合作用,增加叶绿素生物合成
  
  甘氨酸 :对作物的光合作用有独特的效果,利于作物生长, 增加作物糖的含量,天然金属螯合剂;
  
  组氨酸 :调节气孔开放,并提供碳骨架激素的前体,细胞分裂素合成的催化酶;
  
  异亮氨酸和亮氨酸 :提高抵抗盐胁迫,提高花粉活力和萌发,芳香味的前体物质;
  
  赖氨酸 :增强叶绿素合成,增加耐旱性;
  
  蛋氨酸 :植物内源激素乙烯和多胺合成的前体;
  
  苯丙氨酸 :促进木质素的合成,花青素合成的前体物质;
  
  脯氨酸 :增加植物对渗透胁迫的耐性,提高植物的抗逆性和花粉活力;
  
  丝氨酸 :参与细胞组织分化,促进发芽;
  
  苏氨酸 :提高耐受性和昆虫病虫危害,提高腐殖化进程;
  
  色氨酸 :内源激素生长素吲哚乙酸合成的前体,提高芳族化合物的合成;
  
  酪氨酸 :增加耐旱性,提高花粉萌发;
  
  缬氨酸 :提高种子发芽率,改善作物风味。
  
  上面是关于氨基酸在植物生长中的作用简单介绍,如果详细的内容可能需要很厚的一本书才能介绍全面,不过目前还没发现有这样的书籍。了解了氨基酸的作用,根据这些特性才能有针对性的去开发和应用,才能更好的发挥氨基酸类生物刺激素的功能。
  
  二、植物源氨基酸&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(具体可以问度娘),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,促使植物生长达到最佳状态,这也是我们使用氨基酸类生物刺激素的目的。
  
  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。所以,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最佳的选择,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。
  
  三、氨基酸生产工艺
  
  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、酶转化法、微生物发酵法、水解法,目前农业上主要采用的是水解法和微生物发酵法,做了两张图,可以来了解一下。
 



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  由图中我们看到,各种氨基酸生产方法的优劣,目前农业上应用最广泛的还是酸水解法、酶解法和发酵法。酸解法生产成本低,生产工艺相对简单,大多采用盐酸进行水解处理,生产出的氨基酸中氯离子含量高,不过也可进行脱氯处理。酸水解工艺氨基酸容易被破坏,尤其是植物生长素前体的色氨酸完全被破坏,但也并不是那么不堪,合理的选择和应用也是很不错的。
  
  酶解法和微生物发酵法相对氨基酸种类保留比较全面,寡肽含量较高,有害物质少,这两种生产方法在农业中应用无疑是最适合的,尤其是酶解法,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。虽然国内使用酶解法氨基酸的肥料企业很少,但并不表示我们国内的酶解氨基酸技术水平达不到,只是由于目前国内大多肥料企业对氨基酸的认知不够,以及原料成本较高,用于农业上的较少。 现阶段酶解氨基酸大多是用于微生物培养、保健品(海洋鱼低聚肽、大豆低聚肽等胶原蛋白肽)、养殖业等方面,相信国外生物刺激素这一理念传入中国,国产氨基酸类肥料也会更健康的发展。中国农业落后于一些发达国家,肥料企业创新能力可能不足,但中国企业的借鉴能力和在借鉴中创新的能力绝对是独步全球。
  
  四、氨基酸生物刺激素的应用
  
  氨基酸叶面肥,给大多农资人的第一感觉就是廉价,往往跟激素联系到一起,确实由于种种原因,目前国内生产的氨基酸液肥大多是采用一些氨基酸下脚料以及一些低端的原料,本身氨基酸含量低,而使用浓度又不够(习惯的推荐和使用倍数500-800倍),造成氨基酸液肥按农业部的标准生产(游离氨基酸≥100g/L 微量元素≥20g/L或中量元素≥30g/L),使用效果微乎其微;其次,大多数生产企业对氨基酸的认识不足,一般只注重登记要求的游离氨基酸,忽视了多肽的功能,所以只能是添加植物生长调节剂来增加效果。
  
  一般认为蛋白质是由51个以上的氨基酸构成,通常将由11~50个氨基酸组成的称为多肽,将由2~10个氨基酸构成的称为寡肽(也称低聚肽、小肽),单个的氨基酸也叫游离氨基酸,游离氨基酸的相对分子量最小,也就是我们农业部登记氨基酸水溶肥料要求的那种。理论上会认为分子量越小越是容易被吸收,但可能不完全是那样,十几种不同的游离态氨基酸在被植物吸收过程中会有竞争和拮抗,就像我们熟知的十六种营养元素那样,相互促进、竞争、拮抗。
  
  虽然多肽、寡肽和氨基酸都是由蛋白质逐步分解而来,但寡肽具有氨基酸所不具备的独特的生理功能(生长调节、抗病等),更容易被植物吸收,且不消耗自身能量。寡肽、多肽也是植物内源激素,在植物发育过程中起到重要的作用,多肽激素的作用机理十分复杂,仅是寡肽就可以有成千上万种不同的组合。
  
  一个功能性很强的氨基酸生物刺激素,不仅是含氨基酸及寡肽、多肽那么简单,很多国外企业会在总氨基酸(多肽、寡肽、游离氨基酸)的基础上,再添加一些可以增加功能的生物活性物质,如氨基酸的衍生物、维生素系列,甜菜碱、海藻等植物提取物,充分利用这些活性物质的功能性,配合氨基酸,发挥更大的作用,维生素和植物提取物的功能和作用会在下一篇里作介绍。

   总结,国外的含氨基酸生物刺激素进入中国市场为什么会迅速火爆呢,崇洋媚外的观念固然有之,推广方式也很重要,但用户口碑和实际效果才是产品的根基,效果来源于好的原料和配方筛选,以及应用数据的深入挖掘,有数据才有说服力,才能更精准的去应用。生物刺激素并不神秘,也千万不可神话生物刺激素,再好的产品也得找到关键点去做合理的应用,生物刺激素这一理念正在改变中国对功能性肥料的认知。


                                                                                           青岛艾格米作物科学有限公司  

  

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liu5566 农币 +20 好东西啊,确实是用心了 2016-07-22
农户家家乐 农币 +10 - 2015-10-26
心珠漫漫 农币 +100 生物刺激素、激素,学习了 2015-09-12
sos521qqq 农币 +5 可惜好的氨基酸不好买 2015-09-10
筱玥 农币 +50 绝对干货,学习学习 2015-09-09
songjiwen 农币 +50 乐于助人,非常感谢。 2015-09-08
纸风筝 农币 +7 很细致,全面 2015-09-08
天堂口 农币 +10 好文章 2015-09-07
 
 
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离线徐陶松

只看该作者 沙发  发表于: 2015-09-03
不错,值得我们大家学习,进一步提高知识水平。
离线191赵小强

只看该作者 板凳  发表于: 2015-09-03
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只看该作者 地板  发表于: 2015-09-03
哈哈,压箱底的开始搬出来了

只看该作者 4楼 发表于: 2015-09-03
补充两点点红牛,哈哈
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只看该作者 6楼 发表于: 2015-09-03
不来点干货  调动不了坛友的兴趣了!~赞赞赞赞赞

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只看该作者 7楼 发表于: 2015-09-03
盼望着盼望着,终于来啦!很赞

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只看该作者 9楼 发表于: 2015-09-03
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