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氨基酸在植物营养中的作用

发布时间:2020-05-12 浏览次数:119次

 氨基酸是构建生物机体的众多生物活性大分子之一,是构建细胞、修复组织的基础材料。氨基酸对植物的营养贡献不只是提供氮源,还对植物的生理代谢有不可低估的影响。虽然土壤环境中的氮80%以上是以有机态形式存在的,但过去人们认为植物是不能利用有机态氮的。直到十九世纪末以后不断有研究结果表明植物能够吸收一定量的氨基酸并加以利用,且氨基酸在植物体内的相关生理学效应和机制被进一步认识,这也带动了氨基酸肥料的发展。

 

1、植物对氨基酸的吸收

虽然植物能够利用氨基态氮在很长时间内就被证实和认同,随着现代生物技术的不断进步,特别是同位素示踪技术和显微放射显影技术等在生物学研究领域的应用,植物吸收利用氨基态氮的研究取得了较大进展。主要有以下几点:一、植物能够直接吸收氨基酸;二、植物对不同氨基酸的吸收能力不同;三、并不是所有的氨基酸都对植物生长有促进作用,有些氨基酸可能对植物生长有抑制作用。四、植物吸收氨基酸后能够在体内转化合成其他氨基酸;五、有些植物吸收利用氨基酸与环境中无机氮源和氨基酸态氮供应量有关,且对吸收利用的氨基酸有选择性。六、不仅植物的根能吸收氨基酸,有些植物的茎叶也能吸收氨基酸。七、植物与土壤中的微生物对氨基酸的吸收有一定的竞争关系。

 

2、氨基酸在植物体内的转化、分配与代谢。

 

植物体内也有氨基转换作用和脱氨基作用。氨基转换作用是一种氨基酸的氨基被转移到一种酮酸的酮基上,而使之氨基化的反应,接受体即变成一种新的氨基酸,而供给体则变成另一种酮酸。由于氨基酸在植物体内的转化代谢较为复杂。一些作物除能通过转氨基作用、脱氨基作用进行氨基酸转化外,还能通过三梭酸循环、糖酵解和其它代谢途径形成有机酸、糖等产物,最后转化为蛋白质等植物的组成部分。植物对氨基酸的代谢可能从根部就发生转氨基作用,并能向其他部位转运。氨基酸的再分布需要载体。氨基酸在植物机体内的再分布并不是均匀的。不同氨基酸种类和不同组织器官中存在差异。

 

3、氨基酸对植物的生理效应

 

进入植物体内的甘氨酸既通过转氨基又经过脱氨基和其它过程而形成各种氨基酸,同时还通过三羧酸循环、糖酵解和其它代谢途径形成有机酸、糖等产物,最后转化为蛋白质等植物的组成部分。植物体内的甘氨酸通过苹果酸穿梭作用向硝酸还原酶提供NADH促进NO3-的还原, 当外源供给甘氨酸时会促进硝酸还原酶的活性。氨基酸具有减轻植物重金属离子毒害作用。菌根根系中游离态氨基酸的存在可能会减轻重金属离子对寄主植物的毒害作用,其原因可能是形成氨基酸-阳离子-聚磷酸复合物,减少了重金属离子的移动性。氨基酸在生物体中具有抗氧化作用。氨基酸已被建议作为活体内潜在的抗活性氧(特别是O2O2-) 的生物抗氧化剂。在氨基酸中亲O2-活力强的有甲硫氨酸、酪氨酸、谷氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺等;对于亲-OH能力,氨基酸中活力最强的是酪氨酸,其次是谷氨酸和天冬氨酸,而具有高度亲O2-活力的甲硫氨酸只表现出微弱的亲-OH活力。此外,氨基酸还有钝化病原菌毒素的作用。不同氨基酸和植物种类所产生的生理效应不同。

 

4、氨基酸对植物的营养作用

 

(1)氨基酸本身就是植物营养剂

   氨基酸是植物生长所必需的营养物质。因为氨基酸含有丰富的蛋白质,蛋白质对人和动物来说都是不可缺少的营养成份,少了蛋白质,人和动物不能正常生长和发育。因此,植物少了它也就不能正常生长。可见氨基酸对植物营养的补充作用是不可低估的。

(2)氨基酸促进植物光合作用

   由于氨基酸本身的特性,对植物生长特别是光合作用具有独特的促进作用,尤其是甘氨酸,它可以增加植物叶绿素含量,提高酶的活性,促进二氧化碳的渗透,使光合作用更加旺盛,对提高作物品质,增加Vc和糖的含量都有着重要作用。

(3)氨基酸对植物生长的影响

色氨酸和蛋氨酸在土壤中主要被微生物合成生长素和乙烯,而色氨酸是生长素的前体物质,蛋氨酸是乙烯的前体物质,因此二者可起到类激素作用。作物生长发育过程需要各种营养元素、物质,这些营养元素、物质的吸收数量比例以及在体内的平衡状况,对作物的营养生理影响很大,可直接关系到作物果实的品质,而正是解决这一问题的关键成份,植物喷施或灌施氨基酸营养液肥可增加植物体内所需的各种营养元素,加剧干物质的积累和从植物根部或叶部向其他部位的运转速度和数量,调节大量元素、微量元素以及各种营养成份的比例和平衡状态,从而起到调节植物正常生长的作用。

(4)氨基酸是强有力的络合剂

   N、P、K等大量元素、Zn、Fe、Cu、Mn、B、Mo等微量元素是作物体内所必需的物质。作物会经常出现缺乏某些元素的症状,其原因是可被作物吸收的有效部分含量太少,而氨基酸可与难溶性元素发生螯合反应,对作物所需元素产生保护作用,并生成溶解度好、易被作物吸收的螯合物,从而有利于植物吸收。在此氨基酸正是起到络合剂的作用。  

(5)氨基酸对植物体内促进硝酸还原酶的活性及NO3-吸收的效应

甘氨酸在植物体内能促进NO3-的还原,这种主用主要是通过苹果酸穿梭作用向硝酸还原酶提供NADH,增强硝酸还原酶的活性来实现的。在低浓度NO3-供应时,氨基酸对硝酸还原酶诱导的抑制是由于抑制了NO3-的吸收而使可利用的底物缺乏。甘氨酸对不结球白菜和生菜硝酸盐含量降低效果好。此外氨基酸部分替代硝态氮不但可以显著降低两种蔬菜体内硝酸盐含量,而且改善了蔬菜的品质。

(6)氨基酸肥料对作物产量、品质的影响

氨基酸肥料作为一种新型肥料,对作物增产、提高作物品质、改良土壤状况等有促进作用。在西瓜上喷施氨基酸复合肥后,西瓜植株的座瓜率、生长发育、品质等均有一定程度增强,且对西瓜的枯萎病也起到了一定的抵御作用。单季晚水稻叶面喷施氨基酸营养液,能够提高水稻得产量,并在高浓度、高剂量的喷施条件下并未见有药害的发生。在棉花初花期喷施氨基酸微肥,能够显著提高棉花得坐桃率进而提高棉花产量。喷施氨基酸复混肥能够改善荔枝的品质,荔枝的还原性糖含量比对照增加0.41%-0.71%。

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