En la producción agrícola moderna, los aminoácidos se utilizan ampliamente en todas las etapas del cultivo como reguladores del crecimiento de las plantas y suplementos nutricionales eficientes y respetuosos con el medio ambiente. El glutamato, la lisina y la prolina son tres aminoácidos agrícolas representativos que desempeñan funciones importantes en la promoción del crecimiento de los cultivos, la mejora de la resistencia al estrés y la mejora de la calidad. Sin embargo, debido a diferencias en la estructura molecular y la función fisiológica, sus escenarios de aplicación específicos y métodos de uso difieren significativamente.
Funciones comunes del glutamato, lisina y prolina agrícolas
Aunque las funciones fisiológicas de estos tres aminoácidos difieren, comparten las siguientes funciones comunes en aplicaciones agrícolas:
1. Complementar la nutrición vegetal y promover el crecimiento y el desarrollo
El glutamato, la lisina y la prolina son materias primas importantes para la síntesis de proteínas en las plantas. Pueden ser absorbidos y utilizados directamente por los cultivos mediante pulverización foliar o aplicación radicular, participando en la construcción de la estructura celular y la síntesis de enzimas, promoviendo así el crecimiento de las plantas y aumentando la biomasa. Por ejemplo, cuando se aplican durante la etapa de plántula, los tres pueden acelerar el desarrollo de las raíces y la expansión de las hojas, sentando las bases para el crecimiento posterior.
2. Mejorar la resistencia al estrés de los cultivos
Los tres tipos de aminoácidos pueden mejorar la adaptabilidad de los cultivos a condiciones adversas como la sequía, la salinidad y las bajas temperaturas al regular el equilibrio osmótico y activar los sistemas antioxidantes. Cuando los cultivos enfrentan estrés abiótico, el contenido de aminoácidos libres en la planta aumenta significativamente y la suplementación exógena puede mejorar aún más la capacidad de retención de agua-y la estabilidad de la membrana de las células, reduciendo el daño celular causado por el estrés.
3. Mejorar la calidad de los cultivos y aumentar el rendimiento
Los tres pueden mejorar el rendimiento y la calidad de los cultivos al participar en el metabolismo del nitrógeno y promover la acumulación de productos fotosintéticos. Por ejemplo, la aplicación durante la etapa de agrandamiento del fruto puede aumentar el contenido de azúcares solubles y vitaminas en el fruto, mejorando el sabor y el valor nutricional; al mismo tiempo, promueve la translocación de nutrientes a los órganos cosechados, aumentando el peso de mil-granos o de un solo fruto.
4. Mejorar la utilización de fertilizantes
Como fuentes de nitrógeno orgánico, se pueden utilizar glutamato, lisina y prolina en combinación con fertilizantes inorgánicos. Al activar los microorganismos del suelo y promover la absorción de nitrógeno, fósforo, potasio y otros elementos por las raíces, reducen la pérdida de fertilizantes, mejoran su utilización y reducen el riesgo de contaminación ambiental.
Diferencias en las funciones del glutamato, lisina y prolina agrícolas
1. La función central del glutamato
El glutamato es un producto intermedio clave del metabolismo del nitrógeno en las plantas y su función se centra más en la "regulación metabólica" y la "transformación de nutrientes":
(1) Participación en el metabolismo del nitrógeno y la síntesis de aminoácidos.
El glutamato es un precursor de la síntesis de varios aminoácidos (como la glutamina, la prolina y la arginina) en las plantas. A través de la transaminación, proporciona grupos amino para otros aminoácidos y es un centro central para la asimilación y distribución de nitrógeno. Por lo tanto, la aplicación de glutamato durante las etapas de crecimiento cuando los cultivos tienen altos requerimientos de nitrógeno (como la etapa de crecimiento vegetativo) puede promover significativamente la absorción y utilización del nitrógeno.
(2) Promoción de la síntesis de clorofila y la fotosíntesis
El glutamato es un componente del anillo de porfirina de la clorofila. La suplementación exógena puede acelerar la síntesis de clorofila y aumentar la tasa fotosintética de las hojas. Cuando las hojas de los cultivos se vuelven amarillas o la eficiencia fotosintética disminuye (como durante días nublados prolongados o senescencia prematura), la pulverización de glutamato puede aliviar rápidamente los síntomas y restaurar la función de las hojas.
(3) Regulación de la apertura y cierre de los estomas y del equilibrio hídrico
El glutamato puede regular la apertura y el cierre de los estomas al afectar la presión osmótica de las células protectoras, reducir la transpiración de agua en condiciones de sequía y al mismo tiempo garantizar el suministro de CO₂, equilibrando así la relación entre la retención de agua y la fotosíntesis. Este efecto es particularmente importante en el cultivo de cultivos en regiones áridas.
2. El papel central de la lisina
La lisina es un aminoácido esencial en las plantas (esencial para los humanos pero sintetizable por las plantas). Su papel se centra más en la "regulación de la actividad fisiológica" y la "mejora de la calidad":
(1) Activar el sistema de defensa de las plantas y mejorar la resistencia a las enfermedades.
La lisina se puede convertir en sustancias con actividad antibacteriana (como la cadaverina, un producto de la lisina descarboxilasa) dentro de las plantas, inhibiendo el crecimiento y la reproducción de patógenos; Al mismo tiempo, puede inducir a los cultivos a producir proteínas-relacionadas con la patogénesis (proteínas PR), lo que mejora la resistencia a enfermedades fúngicas y bacterianas. Por lo tanto, la aplicación de lisina durante períodos de alta incidencia de enfermedades (como las etapas media y tardía del crecimiento de los cultivos) puede reducir la aparición de enfermedades.
(2) Promover el crecimiento reproductivo y mejorar la calidad de la fruta.
La lisina tiene un efecto regulador especial sobre la floración y el cuajado de frutos en los cultivos, favoreciendo el desarrollo del polen, aumentando la tasa de polinización y acelerando la acumulación de proteínas y aminoácidos esenciales en los frutos. La aplicación de lisina durante las etapas de floración y desarrollo de frutos de árboles frutales y hortalizas puede mejorar significativamente la tasa de cuajado de frutos, aumentar el contenido de aminoácidos esenciales como la lisina en las frutas y mejorar el valor nutricional.
(3) Aliviar el estrés por metales pesados
La lisina puede unirse con iones de metales pesados (como plomo y cadmio) en el suelo mediante quelación, reduciendo su biodisponibilidad y disminuyendo la absorción de metales pesados por parte de los cultivos; simultáneamente, regula la actividad de las enzimas desintoxicantes de metales pesados en la planta, mitigando la toxicidad de los metales pesados para las células. Este efecto lo hace valioso para plantaciones de recuperación en suelos contaminados con metales pesados-.
3. El papel central de la prolina
La prolina es uno de los reguladores osmóticos más importantes de las plantas y su función se centra en la "protección contra el estrés" y la "reparación celular":
(1) Protección osmótica bajo estrés fuerte
En situaciones de estrés extremo, como sequía y salinidad, la prolina es el aminoácido libre más abundante en las plantas. Su estructura molecular tiene una fuerte hidrofilia, lo que puede reducir el potencial osmótico al aumentar la concentración de savia celular, reducir la pérdida de agua y mantener la presión de turgencia celular. Por lo tanto, aplicar prolina antes o durante el estrés tiene un efecto de resistencia al estrés-mucho mejor que los otros dos tipos de aminoácidos.
(2) Estabilización de la estructura de macromoléculas biológicas
La prolina puede unirse a macromoléculas biológicas como proteínas y ácidos nucleicos, manteniendo la estabilidad de su estructura espacial y previniendo la desnaturalización de proteínas y la pérdida de actividad enzimática en condiciones de estrés. Por ejemplo, bajo estrés por baja-temperatura, la prolina puede proteger las membranas celulares y los sistemas enzimáticos, manteniendo un metabolismo normal.actividad.
(3) Eliminación de antioxidantes y radicales libres
La prolina puede eliminar directamente las especies reactivas de oxígeno (como los radicales hidroxilo y el peróxido de hidrógeno) generadas bajo estrés, o reducir el daño oxidativo al mejorar la actividad de enzimas antioxidantes como la superóxido dismutasa (SOD) y la peroxidasa (POD). Este efecto es particularmente prominente cuando los cultivos están sujetos a sequía y estrés por altas-temperaturas.
Métodos de uso de glutamato, lisina y prolina agrícolas
1. Cultivos aplicables y etapas de crecimiento
(1) glutamato
Cultivos Aplicables: Todo tipo de cultivos (especialmente hortalizas de hoja y cereales).
Momento óptimo: etapa de plántula (promueve el crecimiento vegetativo), etapa de amarillamiento de las hojas (restaura la función fotosintética), etapa de demanda máxima de nitrógeno (como la etapa de unión del trigo, etapa de macollamiento del arroz).
(2) lisina
Cultivos aplicables: Árboles frutales, hortalizas, leguminosas (cultivos que requieren mayor calidad y resistencia a enfermedades).
Época óptima: Período de floración (mejora la tasa de cuajado), período de agrandamiento del fruto (mejora la calidad), período de alta incidencia de enfermedades (mejora la resistencia a las enfermedades).
(3) prolina
Cultivos aplicables: cultivos-resistentes a la sequía (como maíz y algodón), cultivos de suelos salinos-alcalinos y cultivos-de campo abierto susceptibles a condiciones adversas.
Momento óptimo: 1-3 días antes del estrés adverso (como antes de una sequía u ola de frío), durante el estrés (alivia los daños) y durante el período de recuperación post-estrés (promueve la reparación).
2. Métodos de aplicación y concentraciones.
(1) Pulverización foliar
Glutamato: la concentración suele ser del 0,2% al 0,5%, la dosis es de 50 a 100 gramos por acre, diluida en 30 a 50 kg de agua, rociada uniformemente en ambos lados de las hojas, una vez cada 7 a 10 días, durante 2 a 3 veces consecutivas.
Lisina: Concentración 0,1%-0,3%, dosis 30-50 gramos por mu (667 metros cuadrados), diluida en 30 kg de agua. Concéntrese en rociar las flores y frutos, aplicando 2-3 veces desde la floración hasta la maduración del fruto.
Prolina: Concentración 0,1%-0,2%, dosis 20-40 gramos por mu (667 metros cuadrados), diluida en 30 kg de agua. Pulverizar antes o durante el estrés abiótico. En caso de estrés severo, el intervalo se puede acortar a 5 días, aplicándose dos veces consecutivas.
(2) Aplicación de raíz
Glutamato: Puede mezclarse con fertilizantes orgánicos o químicos, dosificar 100-200 gramos por mu (667 metros cuadrados), aplicarse con agua de riego o aplicación en surcos. Adecuado para plántulas de cultivos o cuando el nitrógeno del suelo es insuficiente.
Lisina: A menudo se usa en combinación con fertilizantes compuestos, dosis de 50 a 100 gramos por mu (667 metros cuadrados). Aplicar durante el crecimiento del fruto junto con el riego para promover el transporte de nutrientes al fruto.
Prolina: Aplicar en las raíces a una concentración de 0,3%-0,5%, utilizando 50-100 gramos por mu (aproximadamente 0,067 hectáreas). Adecuado para mejorar terrenos salino-álcalis o para riego radicular antes de la siembra de cultivos en regiones áridas, potenciando la resistencia radicular.
(3) Tratamiento de semillas
Se pueden utilizar lisina y prolina para remojar semillas en una concentración del 0,1% al 0,2%. El tiempo de remojo debe ajustarse según el tipo de cultivo (p. ej., de 6 a 8 horas para el trigo, de 8 a 12 horas para el maíz). Esto puede mejorar la tasa de germinación de las semillas y la resistencia de las plántulas. El glutamato tiene un efecto más débil y rara vez se usa solo.
Precauciones
1. Uso combinado
Los tres aminoácidos se pueden mezclar según las necesidades del cultivo. Por ejemplo, durante la etapa de plántula, el glutamato debe ser el componente principal, combinado con prolina para mejorar la resistencia; Durante la etapa de fructificación, la lisina debe ser el componente principal, combinada con glutamato para promover la conversión de nutrientes. Sin embargo, el control de la concentración es necesario para evitar una concentración excesiva de aminoácidos totales que provoque daños en los fertilizantes.
2. Evite mezclar con sustancias incompatibles
No lo mezcle directamente con pesticidas fuertemente alcalinos (como caldo bordelés o azufre de cal) ni fertilizantes de alta-concentración, ya que esto puede dañar la estructura de los aminoácidos. Se recomienda utilizar solo o en combinación con sustancias neutras o débilmente ácidas.
3. Tiempo de pulverización
La pulverización folicular debe realizarse en mañanas o tardes soleadas, evitando períodos de altas temperaturas y luz solar intensa para reducir la pérdida por evaporación y las quemaduras de las hojas. No rociar en días lluviosos; si llueve dentro de las 6 horas posteriores a la pulverización, vuelva a rociar.
4. Condiciones de almacenamiento
Los productos de aminoácidos son higroscópicos y deben sellarse y almacenarse en un lugar fresco y seco, evitando la luz solar directa y las altas temperaturas para evitar la degradación de los ingredientes activos.
