اسید آمینه
اسید آمینه
یکی از ترکیباتی که جایگاه و یژه ای در پیکره گیاهان دارند اسید آمینه ها هستند. اسید آمینه ها ترکیبات آلی هستند و متشکل از گروه عاملی، بخش آمین و کربوکسیلیک اسید هستند. بسیاری از واکنش های بیوشیمیایی مهم گیاهی مرتبط با اسید آمینه ها هستند. اسید آمینه ها، پروتئین هایی را تشکیل می دهند که در برابر تنش های محیطی مانند سرما، گرما، شوری و خشکی و… به گیاه مقاومت می بخشند و در برابر آسیب های مخرب تنش ها جلوگیری و از گیاه محافظت می نمایند. تعدادی از اسید آمینه ها در ساختمان آنزیم های مختلف مشارکت می نمایند. آنزیم ها برای پیشبرد اهداف مختلفی در مسیرهای بیوشیمیایی ضروری هستند. و در غیاب آن ها پیشرفتی در سوخت و ساز گیاه بوجود نمی آید و نتیجه توقف رشد و نمو گیاه و مرگ آن خواهد بود. و با توجه به اینکه واحدهای سازنده تمام پروتئن ها اسید آمینه ها هستند و اندام های پروتئینی گیاهان مانند دانه های سویا محل های ذخیره سازی پروتئین های ساخته شده هستند. که برای مصرف انسان و دام اهمیت زیادی دارند. با در اختیار قرار دادن ازت و مواد آلی برای گیاهان، آن ها می توانند با این مواد اولیه اسید آمینه ها را سنتز کنند. در صورت عدم تامین مواد اولیه ذکر شده، ساخت پروتئین ها و آنزیم ها دچار اختلال خواهد شد. روشن است علت نیاز زیاد گیاهان به کودهای دارای نیتروژن بیشتر به دلیل این هست که این عنصر در ساختمان بخش آمین تمام اسیدآمینه ها مشارکت دارد. و بیشترین ماکرو مولکول که در گیاهان سنتز می شوند، پروتئین ها هستند چرا که کاربرد گسترده ای برای گیاهان دارند. در شرایط عادی سنتز پروتئین ها برای گیاهان امری عادی هست و به طور طبیعی قابل انجام هست. موارد محدود کننده سنتز پروتئین ها در گیاهان به طور عمده عدم تامین نیتروژن و مواد آلی و بروز تنش های محیطی و مداوم هستند. در شرایط کمیود مواد غذایی با تامین آن ها مشکل برطرف خواهد شد. اما در شرایط تنش های محیطی بایستی اسید آمینه ها در اختیار گیاه قرار گیرند.
برخی اسید آمینه ها برای شرکت در ساختار پروتئین ها نیستند و نقش های دیگری مانند توسعه گیاهی، آنزیمی و اسید آمینه های مقاوم کننده در برابر استرس های محیطی هستند.
۹ اسید آمینه از ۲۲ اسید آمینه پروتئین ساز در جانوران قابل سنتز نیستند. و همچنین سه مورد یا یشتر از اسید آمینه هایی که توسط جانوران سنتز می شوند، به حد کافی سنتز نمی شوند. این اسید آمینه ها توسط گیاهان تماما قابل سنتز هستند. و جانوران با تغذیه گیاه می توانند این اسید آمینه ها را دریافت نمایند. Galili et al., 2016, Hou and Wu, 2018)). این اسید آمینه ها در غذای انسان هم بایستی وجود داشته باشند.
پیش ساز اکسین اسید ایندول استیک اسیدآمینه تریپتوفان می باشد. و جهت تولید اتیلن اسید آمینه متیونین پیش ساز خواهد بود. البته این اسید آمینه ها را می توان از طریق محلول پاشی در اختیار گیاه قرار داد. رابطه همزیستی قابل توجهی بین ریشه گیاهان و باکتری های تثبیت کننده ازت وجود دارد. ریشه های گیاه مواد غذایی و شیره پرورده را در اختیار باکتری ها می گذارند. از طرفی باکتری ها نیتروژن موجود در خاک را تثبیت می نمایند و به صورت آمینو اسیدها در اختیار گیاه قرار می دهند.
بنابراین یکی از کودهایی که نیاز هست هر کشاورزی از آن برای گیاهان استفاده کند، کود اسید آمینه است. تعداد زیادی از اسید آمینه ها شناخته شده اند که نزدیک ۱۰۰ نوع هستند. حدود ۲۰ نوع اسید آمینه بین این ها توسط جانداران استفاده می شوند.
اسید آمینه ها به دو گروه تقسیم می شوند:
اسیدهای آمینه ضروری شامل:
آرژنین، هیستیدین، ایزولوسین، لوسین، لیزین، متیونین، فنیل آلانین، ترئونین، ترپتوفان، والین.
اسیدهای آمینه غیرضروری شامل:
آلانین، آسپارتیک اسید، آسپارانین، سیستئین، گلوتامیک اسید، گلوتامین، گلیسین، پرولین، سرین، تیروزین.
نقش اسیدهای آمینه مختلف در تغذیه گیاهی:
آسپارتیک اسید: در جوانه زنی بذور و در متابولیسم اسیدهای آمینه نقش دارد.
تیروزین: در موفقیت گرده افشانی و در افزایش تحمل گیاه به تنش‌های محیطی تاثیر گذار هست.
گلیسین: به عنوان پیش ساز شکل گیری گروه‌های پیرول هست. این گروه ها در کنترل اثرات مخرب تنش های محیطی مهم می باشند. و همچنین در سنتز کلروفیل نقش ایفا می کند.
سیستنین: در ساختمان آنزیم نیتروژناز که در تثبیت ازت نقش دارد، استفاده می شود.
والین: علاوه بر افزایش موفقیت گرده افشانی در بهبود مقاومت گیاه به تنش‌های محیطی و نیز در جوانه زنی بذور نقش اساسی دارد.
فنیل آلانین: در موفقیت گرده افشانی دخیل است.
لیزین: در تنظیم باز و بسته شدن روزنه ها، جوانه زنی دانه‌های گرده و سنتز کلروفیل مورد استفاده قرار می گیرد.
لوسین: در بهبود تحمل گیاه به شوری و در جوانه زنی دانه‌های گرده موثر می باشد.
هیستیدین: نقش اساسی در تنظیم باز و بسته شدن روزنه های برگ د ارد.
ایزولوسین: در بهبود تحمل گیاه به شوری و در جوانه زنی دانه‌های گرده و بهبود شرایط گرده افشانی موثر می باشد.
آرژنین: در افزایش مقاومت به تنش شوری و پیش ساز شکل گیری پلی آمین‌ها استفاده می شود.
سرین: در موفقیت گرده افشانی دخیل است.
ترئونین: در موفقیت گرده افشانی و در افزایش تحمل گیاه به تنش‌های محیطی تاثیر گذار هست.
متیونین: پیش ساز هورمون اتیلن بوده و در تنظیم باز شدن روزنه ها در برگ نقش دارد.
پرولین: دیواره سلولی را تقویت می نماید و گیاه را در برابر تنش های محیطی مقاوم می نماید.
چند روش برای تولید اسید آمینه ها وجود دارند:
۱- هیدرولیز آنزیمی:
در این فرآیند از چند نوع آنزیم جهت تبدیل پیش سازهای اسیدآمینه به اسیدآمینه های مورد نظر استفاده می شود. . یکی از مهمترین موارد در این هیدرولیز، انتخاب نوع آنزیم می باشد. یکی از آنزیم هایی که در این باره استفاده می شوند، آنزیم هاي پروتئولتیک ماهی هستند که محصولات حاصل از آن براي غذاي حیوانی و کود مورد استفاده قرار می گیرند. در این روش اسید آمینه های تولید شده بالاترین کیفیت را دارند. زیرا در حضور آنزیم ها، اسیدهای آمینه تولید شده دارای ساختمان کاملی هستند و به صورت پپتید ها یا پلی آمین نیستند. علاوه بر این تمام اسید آمینه های حاصل آزاد بوده و ایزومر L هستند و به آسانی جذب گیاه شده و استفاده های گوناگون برای گیاه دارد. ضمن اینکه در این روش فرآیند طولانی نیست.
فرآیند هیدرولیز در pH های بالا و پائین منجر به کاهش کیفیت و بازدهی اسید آمینه ها می گردد
۲- هیدرولیز اسیدی
هیدرولیز منابع پروتئین حیوانی و گیاهی در حضور اسید کلریدریک و یا اسید سولفوریک تحت دما و فشار بالا فرایند سخت تری دارد. اما این روش برای هیدرولیز پروتئین های گیاهی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. از مزایای این روش ساده بودن و کم هزینه بودن آن هست. و تولید ترکیبات مضر هم از معایب اصلی این روش به شمار می رود. در این روش اسید آمینه های مهمی مانند تریپتوفان، متیونین و سیستئین تخریب می شوند.
۳- هیدرولیز قلیایی
هیدرولیز قلیایی پروتئین ها به اسید آمینه ها در حضور هیدروکسید سدیم انجام می گردد. در این روش سرعت شکستن پروتئین ها به پلی پپتیدها ابتدا زیاد بوده و به تدریج کاهش می یابد. در این روش نیز همانند روش هیدرولیز اسیدی دارای معایبی است و واکنش های مضری اتفاق می افتند و اسیدهاي آمینه مانند سیستئین، آرژنین، ترئونین، سرین، ایزولوسین و لیزین تاثیر گذاشته و محتواي این ها را کاهش می دهد و همچنین آمینواسیدهایی مانند لیزینوآلانین یا لانیتونین غیر نرمال باقی می مانند.
۴- سنتز شیمیایی اسید آمینه ها:
در این روش از طریق واکنش های شیمیایی برای تولید اسید آمینه ها استفاده می شود. ایراد اصلی این روش در تولید ایزومرهای L و D اسید آمینه هاست که نوع D برای تغذیه گیاهی مناسب نیستند. تبدیل اسید آمینه های D به اسید آمینه های L در این روش مقرون به صرفه نبوده و هزینه های زیادی را می طلبد.
۵- فرآیند تخمیر:
از تخمیر گندم و سویا و چغندرقند هم اسید آمینه ها تولید می شوند. در این روش با هزینه کمتری مانند زراعت سویا و گندم می توان اسید آمینه های آن ها را با تخمیر بدست آورد.
منابع پروتئینی برای تولید اسید آمینه ها:
۱- منابع حیوانی:
یکی از منابع تولید اسید آمینه ها اعضای مختلف حیوانی مانند مو، پر، ناخن، غضروف، ماهی و… هستند.
۲- منابع گیاهی
بهترین منبع برای استخراج اسیدآمینه های مورد نیاز در تغذیه گیاهی منابع گیاهی هستند. مانند گندم، سویا، چغندرقند و بقایای آلی گیاهان
نوع اسید آمینه های تولیدی را نوع منابع تعیین می کنند. و ممکن است شامل انواع مختلف با مقادیر متفاوت باشند. برای یک اسید آمینه اختصاصی این منابع مناسب نیستند. اما منبع مناسبی برای تامین اسید آمینه های مورد نیاز گیاهان هستند. و در این خصوص اسید آمینه هایی که پایه گیاهی دارند برای تغذیه گیاهان مناسب تر هستند.
اثرات مهم کودهای اسید آمینه ای برای گیاهان:
تولید کلروفیل و افزایش فتوسنتز:
افزایش تولید کلروفیل در برگ ها نیازمند وجود اسید آمینه هاست و به همین دلیل پس از مصرف یک کود اسید آمینه ای مناسب شما افزایش سبزینگی برگ را مشاهده می نمایید. افزایش کلروفیل منجر به افزایش سطح فتوسنتز شده که موجب رشد و باردهی گیاه می شود.
کنترل تنش های محیطی و مراقبت از گیاهان در برابر تنش ها:
در برابر انواع تنش های محیطی مانند گرما، سرما، شوری، خشکی و .. گیاهان نیاز به اسید آمینه های آزاد آماده دارند که از آن ها در جهت تولید پروتئین های ضد تنش استفاده نمایند. زیرا در این شرایط گیاهان قادر به تولید اسید آمینه های نیستند.
تقویت گیاهان در زمین های خسته و یا ضعیف:
در بیشتر مواقع زمین ها به دلیل برداشت های متوالی و یا عدم کوددهی تضعیف می شوند و از عناصر و مواد غذایی تخلیه می شوند. در این گونه زمین ها برای بهبود رشد گیاهان و افزایش باردهی آن ها کودهای اسید آمینه ای بسیار کمک کننده هستند.
بهبود کیفیت و ماندگاری محصول:
اسید آمینه ها محرک رشد هستند و موجب افزایش اندازه میوه ها، گل ها و برگ ها می شوند. همچنین کیفیت و بازارپسندی محصول را افزایش می دهند. مدت زمان انبارمانی میوه ها را نیز بیشتر می نمایند.
افزایش جذب ریشه ها:
در حضور اسید آمینه ها ریشه ها فعال تر هستند و مواد و عناصر غذایی بیشتری را می توانند جذب نمایند. ضمن اینکه اسید آمینه ها کمپلکس کننده هستند و عناصر غذایی را قابل جذب می نمایند. به همین دلیل در حضور اسید آمینه ها سرعت جذب کودها و کارآیی مصرف آن ها بالا می رود. در کودهای محلول پاشی هم این موضوع صدق می کند.
تاثیر اسید آمینه ها بر گرده افشانی:
مرحله گرده افشانی یکی از مراحل حساس و زودگذر برای گیاهان هست که برای دستیابی به محصول مهم ترین مرحله می باشد که بایستی به آن توجه ویژه نمود. استفاده از کودهای اسید آمینه ای دوره تورم جوانه ها برای درختان و برای سایر گیاهان قبل از گلدهی منجر به افزایش باروری گیاه شده و قدرت جوانه زنی دانه گرده را بالا می برند. بدین ترتیب گرده افشانی با موفقیت بسیار زیادی حاصل می شود.
تاثیر بر روزنه های هوایی:
تنظیم باز و بسته شدن روزنه ها با همکاری عنصر پتاسیم و اسید آمینه ها صورت می گیرد. در حضور اسید آمینه ها روزنه ها باز می شوند و تبادلات گازی فتوسنتز به خوبی انجام می شود و سطح فتوسنتز افزایش چشمگیری پیدا می کند. و یک مزیت مهم دیگر این هست که در حضور اسید آمینه ها عناصر غذایی به آسانی وارد گیاه می شوند. بنابراین کودهای محلول پاشی اسید آمینه ای هم کمپلکس کننده عناصر غذایی هستند و هم منجر به باز شدن روزنه ها و ورود آسان عناصر به گیاه می شوند.
کمک به جذب کلسیم و افزایش تولید هورمون های رشد در گیاهان نیز از دیگر مزایای مصرف اسید آمینه ها در گیاهان هستند.
زمان مصرف اسید آمینه ها:
درباره زمان مصرف کودهای اسید امینه ای هیچ محدودیتی وجود ندارد و در تمام مراحل رشدی گیاه قابل استفاده هست. اما قبل از گل دهی و در زمان رشد میوه ها زمان های مهمی برای مصرف اسید آمینه ها هستند. مقدار مصرف اسید آمینه ها بستگی به نوع گیاه، مرحله رشدی و نوع کود دارد. انواع پودری و مایع دارند. مقدار مصرف خاکی و محلول پاشی آن ها نیز متفاوت هست.
معرفی کود اسید آمینه ای:
محصول آمینون فورت برند مافا اسپانیا غنی از اسید آمینه های آزاد و فعال بوده و با دارا بودن ۱۹ نوع اسید آمینه آزاد موثر بر فعالیت های گیاه که هم محرک رشد بوده و هم ضد تنش می باشد یکی از کودهای بسیار مناسب در جهت محلول پاشی و همراه آبیاری هست. بطوریکه واکنش گیاهان به این کود بسیار امیدبخش بوده. محلول پاشی این کود چند روز قبل از بروز سرما از خسارت سرما می کاهد. و بعد از سرما در ریکاوری گیاهان تاثیر بسزایی دارد.
