Применение аминокислот

Когда накопаете интересное - расскажите здесь.

   Многое, оказывается, изучено и описано, если поискать :) Можно даже не мучиться с переводом англоязычных сайтов, где информация подробнее, но много технических малопонятных для меня слов и процессов.

   Из учебника физиологии растений Медведева СС, из главы про транспортные каналы растений.

23 часа назад, Ekaterina N сказал:

Про проникновение + уже понятней куда копать, интересно ещё, что с ними дальше происходит в растении, как и в каком виде они встраиваются в процессы...

   По этим аминокислотам (и ещё фульвокислотам) много опытов об их применении, сравнений опыт/контроль, и бывшие коллеги их применяли. 

А механизм и правда подробно не расписан, в т.ч. у производителей.

31 минуту назад, Ekaterina N сказал:

Из учебника физиологии растений Медведева СС, из главы про транспортные каналы растений.

И какой из белков транспортирует фульвокислоты?

   Фульвокислоты разные по составу и по свойствам. И больше всё-таки на микробиоту воздействуют, на структуру почвы и на повышение доступности находящихся в ней элементов. 

   О прямом действии на растения упоминается в книге Попова "гуминовые вещества", там же и состав и отличия. На англоязычных сайтах есть что-то о сигнальных путях, например, https://www.hindawi.com/journals/bmri/2016/3747501/  но это надо разбираться, то это или нет. Я не генетик, и слабый почвовед, увы) им, наверное, понятнее. Мне пока понятно, что объем информации огромен, что нужно почитать про транспортные пути в растении и повторить строение органических веществ) Это если хочется больше понять, ибо слишком много нюансов. 

Я конечно понимаю, что ранее аминокислотные удобрения, да и сейчас как основной вид удобрений не рассматриваются. Понимаю, что изучение влияния аминокислот в растениях, начатое в 70-80-е прошлого века а также "экологизация" всего и вся в борьбе за снижение выбросов в атмосферу всего и вся, можно рассматривать как маркетинговый ход. Но растущий рынок аминокислотных удобрений скорее свидетельствует об обратном, а не о том, что они бесполезны. Почему экзогенное внесение удобрений через листовые подкормки эффективно? И почему столько скепсиса в отношении органических форм?

Из интересного, например...

DOI:10.1007/s11356-020-10658-7

https://doi.org/10.3390/agronomy9050266

http://dx.doi.org/10.1016/j.molp.2015.09.005

Еще вот это весьма забавно читать.

s11829-017-9522-8.pdf

 Любопытное исследование.

"Roots exude proteolytic enzymes that digest protein at the root surface and possibly in the apoplast of the root cortex. Intact protein also was taken up into root cells most likely via endocytosis. These findings change our view of the spectrum of nitrogen sources that plants can access and challenge the current paradigm that plants rely on microbes and soil fauna for the breakdown of organic matter." 

pnas.0712078105.pdf

Странно, почему это раньше не обнаруживали? А так вполне логично, но как быть с барьерной функцией эндодерма? Но я понял, что речь идёт об апопласте коры, т.е. до эндодермы. В нём это вполне допустимо, т.к. это свободное пространство.

37 минут назад, Askar сказал:

Странно, почему это раньше не обнаруживали?

Ранее обнаруживали и придерживались теории, что только растения обладающие эндо/экзомикоризными сообществами способны использовать органический азот в питании.

Насколько я понимаю, эндодерма не преграда для аминокислот, которые и перемещаются по ксилеме и флоэме в растениях.

FEBS Letters - 2007 - Rentsch - Transporters for uptake and allocation of organic nitrogen compounds in plants.pdf

14 часов назад, Юлианна сказал:

Ранее обнаруживали и придерживались теории, что только растения обладающие эндо/экзомикоризными сообществами способны использовать органический азот в питании.

Насколько я понимаю, эндодерма не преграда для аминокислот, которые и перемещаются по ксилеме и флоэме в растениях.

 

FEBS Letters - 2007 - Rentsch - Transporters for uptake and allocation of organic nitrogen compounds in plants.pdf 107.25 \u043a\u0411 · 0 загрузок

В документе говорится о нахождении ранее предсказанных транспортных белков при исследовании арабидопстса, их строгой селективности и описании веществ которые они переносят. В основном это АТФ "семейство" и различные гормоны. Причем проведены опыты по переносу сродных молекул других растений, и они оказались часто отрицательны. Я не знаю как вы это читали чтобы сделать подобные выводы.

Для себя узнал, что транспорт азота в растениях очень различается, у бобовых это аллантоин, мочевая кислота и ксантин, причем переносчики заимствованы у бактерий,  а у арабидопсиса они совершенно не участвуют :)

1 час назад, Олег сказал:

В документе говорится

Олег, "у кого чего болит, тот о том и говорит") Тема начиналась совсем с другого, и основной вопрос был не в том, в какой форме азот транспортируется в растениях того или иного вида.

Арабидопсис - растение для опытов... и в данном случае весьма наглядно показана скажем реакция растения на содержание во внешней среде неорганического и органического азота. И скажем, описан механизм поглощения органического азота растениями, не имеющими для этого симбиотических механизмов. У бобовых есть бактерии, те самые клубеньковые... а у Арабидопсиса их нет, поэтому и логично, что "они совершенно не участвуют".)))) 

Я понимаю реакцию коллег-агрономов, которые пожелали разобраться в аминокислотных продуктах для применения в растениеводстве (назовем их так, потому как единой классификации/сертификация в мире нет).

Вот тоже решила "покопаться").

Скучно Вам, это заметно.)

17 часов назад, Askar сказал:

но как быть с барьерной функцией эндодерма?

"The endodermis surrounds the vascular tissues and forms diffusion barriers. It thereby compartmentalizes the root and allows control of nutrient transport from the soil to the vasculature, as well as preventing backflow of nutrients from the stele. To achieve this role, endodermal cells undergo two specialized differentiations states consisting of deposition of two impermeable polymers in the cell wall: lignin, forming the Casparian strips, and suberin lamellae. Recent publications showed that endodermal barrier formation is not a hard-wired, irreversible process. Synthesis and degradation of suberin lamellae is highly regulated by plant hormones in response to nutrient stresses. Moreover, Casparian strip continuity seems to be constantly checked by two small peptides produced in the vasculature that diffuse into the apoplastic space in order to test endodermal barrier integrity."

DOI:10.1016/j.pbi.2017.06.010

И еще несколько интересных научных статей...

New Phytologist - 2021 - Calvo‐Polanco - Physiological roles of Casparian strips and suberin in the transport of water and.pdf 9eebd043de20987f3fddf239cc5f6e2ccd13.pdf

Еще одну статью к предыдущему комментарию не пропускает, больше 20 МБ...

https://doi.org/10.1101/2020.06.18.159475

Аскар Камбарович, по-моему данные статьи относительно суберенизации/лигнификации также объясняют ранее обсуждаемые физиологические проблемы с неравномерностью окрашивания плодов томата, серостенность и пустотелость стеблей. Или нет?

PIIS0092867415016852.pdf

3 часа назад, Юлианна сказал:

И скажем, описан механизм поглощения органического азота растениями, не имеющими для этого симбиотических механизмов. У бобовых есть бактерии, те самые клубеньковые...

Там в основном рассматривается именно "дальний транспорт", а не поглощение через мембрану. Статья в целом опровергает целесообразность листового питания органикой. Тут бы с транспортом по флоэме сначала разобраться.

3 часа назад, Олег сказал:

Там в основном

Я не планирую обсуждать "основное", потому как заинтересовало иное, а именно сам факт того, что Арабидопсис, не имея симбиотических механизмов для поглощения органического азота, все-таки способен его усваивать.

Вот эта картинка более чем наглядна.

Через лист аминокислоты способны поглощаться, в этом как бы сомнений не было, и механизм был относительно понятен. Но при чем тут "листовое питание органикой"?))) 

Аминокислотные препараты, как и гуминовые, правильнее относить к биостимуляторам или же к удобрениям биостимуляторного действия. И они скорее не столько "питают", сколько оказывают стимулирующее, регуляторное действие. Кто-то почему-то назвал продукты "удобрениями" и породил огромное количество споров на тему "можно ли растения накормить гуматами и аминокислотами?")))

Юлианна, это хорошо, что Вы обратили внимание на эти статьи. Всё бы хорошо, но сделано тысячи анализов состава пасоки на уровне подсемядольного колена. Там практически нет АК и пептидов. Собственно, это и послужило основанием утверждения о том, что по ксилеме из корня поступает только вода и мин. соли. А вот выше листьев состав ксилемного сока  меняется и в нем должны появиться органические вещества. Обмен между флоэмным и ксилемным соком происходит в апопласте листа. Я так думаю.

Кстати, микориза заселяет клетки коры и не проникает в ксилему, поэтому она тоже не может быть источником АК и пептидов в ксилеме.

И еще одно: отсутствие АК и пептидов в ксилеме корня и подсемядольного колена превращают это пространство водяной пустыней. Патогены (типа фузария) испытывают большие трудности при росте по ксилеме здесь, и только достигнув первого узла могут начать интенсивно расти в сосудах. Следовательно, чем длиннее гипокотиль, тем устойчивее растение к трахеомикозам.

Чтобы добраться до кормного места фузарий вынужден использовать проблемы в зоне корневой шейки (травмы, разрывы и пр.). Гриб выходит на поверхность, вызывая прикорневую гниль. Получив питание от деятельности пектолитических и других ферментов, фузарий уже спокойно может дорасти до первого узла, а там уж пищи хватит. Как-то так получается.

Аскар Камбарович, согласна. По большому счету скепсис агрономов в отношении поглощения органического азота корнем именно этим и объясняется. И я такая же, солидарна с большинством.)

Но вот опубликованное фото не то, чтобы заставило сомневаться, скорее задуматься, что не все так однозначно и присутствует "недоисследованность". И это фото наглядно показывает, что в отсутствии неорганического азота, органический азот не смотря ни на что, все-таки способен усваиваться через корень. И играет скорее защитную и стимулирующую функцию, его роль в питании минимальна.

Сейчас много исследований появилось и в отношении концентраций, и в отношении способов внесения конкретных аминокислот (под корень, по листу)... вопросов становится все больше, а ответов все меньше... хочется разобраться, чтобы не впадать в крайности.

Юлианна! Растение через корни выбрасывает 15% ассимилятов и продуктов распада клеток корня в субстрат. АК и пептиды вполне могут использоваться самими клетками корня, а это немало, по массе это не менее 50% (от эпидермиса до эндодермы и снизу до корневой шейки). Всё это скопище клеток требует пищи.

10 часов назад, Askar сказал:

Растение через корни выбрасывает 15% ассимилятов и продуктов распада клеток корня в субстрат.

Да, но на начальных этапах прорастания семени какие ассимиляты могут быть? Нет азота в среде - семя не прорастает. Добавили азот в среду - семя прорастает. Среда стерильна - нет симбиотических бактерий, эндо- или экзомикориз. С неорганичекой формой азота все понятно. Если бы органический азот был столь "бесполезен" для растений, то визуально мы видели бы другую картинку. Не будем говорить, что органический азот в субстрате жизненно необходим растениям, но его присутствие однозначно растениям "по вкусу".

Мне не нравится, когда говорят, что гуматами или аминокислотами пытаются "накормить" растения. Но я также не понимаю, когда отрицают их влияние на рост и развитие, и принижают роль в жизни растений. Когда выращиваем растения в почве и на солнышке, вроде как это "мелочи", потому что как саморазумеещееся, от природы. А когда на неорганическом субстрате и на светокультуре? Или в условиях суперинтенсивных технологий, когда микробиологическая часть в корневой зоне нарушается? 

5 часов назад, Марите сказал:

Кто-то в практических условиях показал достоверную прибавку урожая от этих продуктов в современном интенсивном производстве?

Не знаю.) На органических субстратах на разных культурах прибавка урожайности и повышение качества продукции, как и снижение пестицидной нагрузки - есть информация. А на минвате - не встречала в публичном доступе. Да и что считать "успехом"? Обратила внимание, что на международной арене об аминокислотных удобрениях и стимуляторах частенько говорят, как о продуктах, инновационных и формирующих добавочную стоимость.) Не привычно, потому как влияние на рентабельность я так понимаю незначительное.

Предполагаю, что в защищенном грунте на минвате и светокультуре применение некоторых продуктов возможно, но весьма ограниченно.

P.S. Вспомнила про занимательную статью по выращиванию рукколы на плотах.) Не то, чтобы применение дало прибавку, но по крайней мере качество и урожайность не пострадали, хотя концентрации минеральных солей были использованы меньшие. Руккола плот Италия.pdf

Руккола плот Италия.pdf

Юлианна, мне кажется, что Вы погорячились. Давайте вспомним. Как только  прорастает семя, то идёт процесс разрушения запасных веществ в простые сахара, аминокислоты и т.д. По градиенту концентрации они диффундируют в омывающий корень раствор. Это привлекает псевдомонады, которые "садятся" на корень с самого начала прорастания корня, поэтому псевдомонады (д.в. Ризоплана, Псевдобактерина-2) рекомендовано наносить на поверхность семян. Кстати Вы не пробовали проращивать семена огурца в дистиллированной воде? Нормально прорастают.

Аскар Камбарович, не понимаю, в чем именно я погорячилась? В данном опыте, из которого взято фото с Арабидопсисом стерильная агаровая среда, только в рецептуре питсреды азот находится в разных формах. Там, где нет азота никакого, прорастание (корешок) может и есть, но формирования фотосинтетического аппарата не видно, нет ассимилятов. Почему? На среде с органическим азотом (протеин=белок) развитие слабое, но есть. В среде нет никаких "помощников" - ни бактерий, ни грибов. И авторы высказывают предположение, что выделяемые из семени/корешка ферменты расщепляют белок, как я понимаю до аминокислот. Или я не правильно перевела и поняла? С неорганическим азотом - рост нормальный, но в присутствии органического и неорганического азота - рост наилучший.

Для себя я решила разобраться, чтобы скорее руководствоваться здравым смыслом и иметь возможность объяснить происходящее. И еще в целесообразности использования всех этих инновационных продуктов в том или ином случае, прежде всего на неорганическом субстрате и гидропонике.

Или Вы про суберенизацию/лигнификацию? В начале года не думаю, что мне показалось по намекам Ольги. А тут смотрела другое, и такие красивые "картинки" с логичными объяснениями.)

Надо самим поставить опыт.