Екстракти водоростей та амінокислоти. Якість продуктів та особливості застосування

559
Екстракти водоростей та амінокислоти. Якість продуктів та особливості застосування

Біостимулятори рослин вважаються інноваційними агрономічними інструментами, ефективність яких обумовлена синергетичною дією різних біоактивних речовин. Вони можуть впливати безпосередньо на фізіологічні процеси рослин або покращувати ґрунтові умови росту.

БІОСТИМУЛЯТОРИ ПОКРАЩУЮТЬ:

• ефективність використання поживних речовин;

• стійкість до абіотичних стресів;

• якість урожаю;

• доступність елементів живлення у ґрунті чи у ризосфері.

Згідно з новим регламентом ЄС 2019/1009, біостимулятори виділяють серед інших добрив як продукти, що впливають на процеси живлення рослин незалежно від вмісту поживних речовин. Тобто ці продукти виконують стимулюючу функцію. Зачну частку ринку біостимуляторів займають продукти на основі екстрактів морських водоростей та амінокислот, але їх склад значною мірою залежить від сировини і способу екстракції.

ЕКСТРАКТИ МОРСЬКИХ ВОДОРОСТЕЙ

Екстракти водорості складаються з хімічних речовин, які природно присутні в рослині, та сполук, що утворюються під час виробничого процесу. Хімічний склад екстрактів значною мірою залежить від методу екстрагування та хімічних речовин, що використовуються у процесі виробництва. Таким чином, біологічна активність екстрактів одного й того ж виду водорості, отриманої різними способами, може значно відрізнятися.

Крім того, на склад екстракту значною мірою впливає також місце вирощування та збору сировини. Високим вмістом біологічно активних компонентів відзначаються екстракти, отримані з рослин, які ростуть в екстремальних умовах припливної зони океанів і постійно зазнають дії негативних чинників: різкої зміни температур, високого рівня ультрафіолетового випромінювання тощо.

В таких умовах рослини акумулюють значну кількість антистресових сполук, завдяки яким рослини можуть адаптуватися та продовжувати розвиток. При правильно підібраному способі екстракції максимальна кількість біологічно активних речовин переходить в екстракт, що надалі забезпечує високу антистресову ефективність при використанні в сільському господарстві.

Такі витяжки, як правило, містять різні органічні сполуки, макро- та мікроелементи. Основним компонентом екстрактів водоростей є карбогідрати, тобто полі- та оліго­сахариди (альгінати, фукоїдани, ламінарини, глюкани). Наприклад, альгінати стимулюють ріст рослин, а ламінарини активують захист від патогенів. Прогормональні сполуки сприяють росту рослин, розвитку кореневої системи, впливають на стресові сигнали та молекулярну відповідь на них.

Лінійка продуктів компанії НВК «Квадрат» включає комплексне концентроване добриво з екстрактом морських водоростей Квантум – СіАмін, яке застосовується для підвищення стресостійкості, нормалізації живлення та активації росту рослин. Добриво Квантум – СіАмін містить 21% екстракту водоростей і додатково збагачене макроелементами. Для виробництва Квантум – СіАмін використовують високоякісну концентровану сировину з водорості Ascophyllum nodosum канадської компанії Acadian Seaplants, екстракти з яких характеризуються насиченням біостимулюючими речовинами.

АМІНОКИСЛОТНІ КОМПЛЕКСИ

Амінокислотні та пептидні суміші отримують хімічним шляхом і ферментативним гідролізом білка рослинного походження (рослинних залишків) або відходів тваринництва (колаген, епітеліальні тканини тощо).

Прямий вплив таких сполук на рослини включає дію на сигнальний шлях поглинання та засвоєння азоту коренями, метаболізм N і C способом регуляції роботи ферментної системи. Антиоксидантна активність проявляється за рахунок поглинання вільних радикалів деякими азотистими сполуками, включаючи гліцин бетаїн і пролін, що сприяє пом’якшенню абіотичних стресів. Відомо також про хелатуючий ефект деяких амінокислот (наприклад проліну), які сприяють проникненню мікроелементів через листову поверхню та їх транспорту тканинами рослин.

Хімічний склад амінокислотних сумішей значною мірою залежить від походження сировини та процесу виробництва. Амінокислоти тваринного походження отримують у більшості випадків хімічним гідролізом при високій температурі в лужному середовищі, що може призвести до деградації або трансформації вибіркових амінокислот. Наприклад, при кислотному гідролізі повністю руйнується триптофан, втрачається значна частина цистеїну, метіоніну та тирозину (10-30%). Ферметативний гідроліз є більш бережливим методом отримання амінокислот із сировини як рослинного, так тваринного походження. Рослинні гідролізати отримують переважно при використанні специфічних ферментів за низьких температур, що дає змогу максимально зберегти амінокислотній склад рослинних тканин. Загалом рослинні гідролізати характеризуються високою концентрацією аспарагінової та глутамінової кислот, а в сумішах тваринного походження домінують гліцин і пролін.

Крім того, використання тваринних білкових гідролізатів викликає дедалі більшу екологічну стурбованість. ЄС заборонив застосовувати в органічному землеробстві білки тваринного походження на їстівних частинах культур (Регламент (ЄС) № 354/2014). Це може бути пов’язано з гігієнічними нормами та ризиком зараження продукції паразитами. Додаткові обмеження можуть бути накладені на застосування таких біостимуляторів при виробництві їжі для вегетаріанців або людей із релігійними дієтичними обмеженнями споживання м’яса.

НВК Квадрат при виробництві своїх продуктів використовує амінокислоти рослинного походження, отримані шляхом ферментативного гідролізу. Лінійка біостимуляторів на основі амінокислот включає висококонцентровані добрива, які мають виражену антистресову функцію та комплексні препарати зі стимулюючою дією. Наприклад, Квантум Аміномакс 200 містить 20% амінокислот, макро- та мікроелементи, які значно впливають на підвищення стресостійкості. Квантум АміНоФрост розроблений для захисту рослин від дії низьких температур, містить захисні кріопротекторні речовини, амінокислоти та органічні кислоти, завдяки яким рослини швидше відновлюються після дії стресу.

Добрива з вибірковою стимулюючою дією містять спеціально підібрані амінокислоти, покликані активізувати певну фізіологічну функцію рослини. Так, Квантум Т80 містить набір компонентів, націлених на стимуляцію розвитку кореневої системи, підвищення посухостійкості та, як результат, більше вологозабезпечення. З метою покращення плодоношення, наливу та дозрівання плодових культур створено добриво-біостимулятор Квантум ФортНокс. Спеціально підібрані амінокислоти сприяють накопиченню вуглеводів, синтезу фенольних сполук і накопиченню антоціанів.

ЯК ЗРОБИТИ ВИБІР?

На польових культурах біостимулятори використовують насамперед із метою захисту рослин від стресів. Вирішальне значення в ефективності біостимуляторів має строк їх застосування по відношенню до настання чинника, що зумовлює стрес. У зв’язку з цим можна запропонувати такі практичні рішення.

Агрономічні стратегії антистресової дії:

Превентивна діяПревентивна дія (попередження пошкоджень). Підготовка рослини до стресу, тобто підвищення її загальної стресостійкості, за допомогою якої рослина загартовується і краще протистоїть стресу. Біостимулятори з таким типом дії ефективні при ймовірності заморозків, посухи або високих температур.

Регенеруюча діяРегенеруюча дія. Швидке відновлення, коли пошкодження клітин стресовим чинником уже відбулося.

Такі біостимулятори незамінні при механічних пошкодженнях (градобій), значній втраті тургору та хімічному стресі під дією гербіцидів.

Для попередження негативного впливу стресу ідеально підходять екстракти морських водоростей. Антистресова дія біологічно активних речовин, що містяться в екстрактах, проявляється в активації антиоксидантної системи, регуляції роботи продихів і транспірації, підвищенні міцності клітинних стінок, що покращує загальну адаптивність до дефіциту вологи та високих температур.

Як екстрену допомогу після згубної дії стресу використовують амінокислотні препарати, що сприяють швидкому відновленню рослин. Білкові гідролізати виконують роль сигнальних молекул у регуляції захисних реакцій. За рахунок низької молекулярної маси та хелатуючих властивостей амінокислоти починають діяти у момент надходження в рослину. Рослина залежно від потреби включає отримані амінокислоти в метаболізм і синтезує потрібні білки, не витрачаючи додаткової енергії.

Отже, біостимулятори є дієвим інструментом підвищення стресостійкості та стимулювання росту рослин. Розуміння переваг кожного виду продукту і відмінностей механізмів їх дії дає змогу мінімізувати негативний вплив чинників навколишнього середо­вища й забезпечити максимальну продуктивність культур.

Сергій Полянчиков, директор з розвитку; Ольга Капітанська, канд. біол. наук, керівник науково-дослідного відділу НВК «Квадрат»

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2020

Найсвіжіші матеріали читайте в журналі «Агроном». Слідкуйте за головними агрономічними новинами на нашій сторінці у Facebook та каналі в Telegram