氨基酸：不為人知的力量！

如今，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐漸在向低成本，有機(jī)，可持續(xù)和環(huán)保的方向發(fā)展，確保作物的高質(zhì)量和高產(chǎn)量。越來越多的學(xué)者提出在植物營(yíng)養(yǎng)中使用生物刺激素而不是無機(jī)肥料來改善植物的營(yíng)養(yǎng)吸收和利用。

目前生產(chǎn)工藝上，通過酶解動(dòng)物蛋白可以獲得18 種高活性左旋游離氨基酸（ L-α-左旋氨基酸），即Asp，Ser，Glu，Gly，His，Arg，Thr，Ala，Pro，Cys，Tyr，Val，Met，Lys，Ile，Leu，Phe 和 Trp。酶解所得的氨基酸再螯合各種中微量元素制成肥料用于植物，可以在克服植物面臨的不良環(huán)境，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，提高作物的質(zhì)量和產(chǎn)量方面有明顯效果。

為什么是左旋氨基酸？為此我們最需要理解的是 L-氨基酸（左旋）和 D-氨基酸（右旋）之間的差異。兩種類型的氨基酸都具有完全相同的分子結(jié)構(gòu)，但它們之間互成鏡像，但不能通過旋轉(zhuǎn)完全重合，就像左手和右手一樣。而能被植物吸收并參與功能代謝的氨基酸只有左旋氨基酸。

左旋氨基酸與右旋氨基酸的鏡像結(jié)構(gòu)

工業(yè)上氨基酸的提取方法將決定所得產(chǎn)品中 L-氨基酸和 D-氨基酸的數(shù)量：生物酶解是用于制造左旋氨基酸產(chǎn)品的自然過程，不會(huì)引起外消旋作用（從 L 型轉(zhuǎn)化為 D 型），酶解動(dòng)物蛋白生產(chǎn)的氨基酸含有存在于動(dòng)物蛋白質(zhì)中的全部 18 種左旋氨基酸。相反，化學(xué)水解（堿水解、酸水解）會(huì)產(chǎn)生 L-氨基酸到 D-氨基酸的一些外消旋化，導(dǎo)致大量產(chǎn)物活性喪失，且在化學(xué)水解條件（強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫）下，大多數(shù)不穩(wěn)定的氨基酸如色氨酸，組氨酸，半胱氨酸和甲硫氨酸因功能基團(tuán)被破壞而顯著減少。

18 種不同的左旋氨基酸在植物代謝中具有不同的功能，如果只提供它們中的一部分，植物在脅迫恢復(fù)下的需求未被完全滿足，植物仍然需要合成其他所缺的氨基酸，大量的時(shí)間和能量被消耗，從而導(dǎo)致植物對(duì)脅迫危害的恢復(fù)顯得緩慢低效，所以擁有各類氨基酸完整平衡配比的氨基酸肥料可以有效快速地加強(qiáng)作物在脅迫環(huán)境下的恢復(fù)。氨基酸在植物中的功能眾多，以下是一些氨基酸的重要功能。

蛋白質(zhì)生物合成

不同氨基酸的排列組合，可以生成無數(shù)不同的蛋白質(zhì)。在植物體內(nèi)，蛋白質(zhì)幾乎用于每個(gè)生物過程：結(jié)構(gòu)（支持）、代謝（酶和刺激）、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸、氨基酸儲(chǔ)備。植物根據(jù)生長(zhǎng)的特定階段、營(yíng)養(yǎng)需求、壓力等制造自己的蛋白質(zhì)。而制造氨基酸是一個(gè)耗能過程，如果原材料存在，它們能高效地構(gòu)建所需的蛋白質(zhì)。因此，通過根或葉組織提供額外的 L-氨基酸可確保植物具有大量用于構(gòu)建這些重要蛋白質(zhì)的材料。

對(duì)非生物脅迫的抗性

非生物脅迫，如高/低溫、干旱、水淹、施用化學(xué)農(nóng)藥引起的疾病、植物毒性效應(yīng)等對(duì)植物新陳代謝帶來負(fù)面影響，植物處于壓力之下時(shí)，氨基酸的自我生產(chǎn)會(huì)變慢，因?yàn)檫@是一個(gè)高耗能的過程，從而降低作物的質(zhì)量和產(chǎn)量。在壓力條件之前、期間和之后，應(yīng)用氨基酸肥料給植物直接提供具有預(yù)防和修復(fù)效果的氨基酸，植物可以利用外部施加的氨基酸從而節(jié)省能量消耗，提高應(yīng)對(duì)非生物脅迫的抗性。比如在植物遇到高溫或低溫時(shí)，會(huì)增加自身L-脯氨酸的產(chǎn)生，以幫助減少影響并加快恢復(fù)時(shí)間，而通過葉面或根施富含L-脯氨酸的肥料直接補(bǔ)充L-脯氨酸，可以增強(qiáng)植物抗高/低溫的能力和受其影響后的恢復(fù)能力。

光合作用

L-甘氨酸和 L-谷氨酸是葉綠素合成和組織形成的必需代謝物。給植物補(bǔ)充這兩種氨基酸會(huì)提高植物葉綠素的濃度。更多的葉綠素意味著更多的光能吸收，從而增加光合作用。

穩(wěn)定的有機(jī)氮源

能被植物利用的最常見的氮素形式是硝酸鹽（NO3-）和銨鹽（NH4+）。多數(shù)商業(yè)含氮素化肥大量含有這兩種形式。植物也很容易利用這兩種形式的氮。其實(shí)如今已經(jīng)被科學(xué)試驗(yàn)證明，氨基酸、寡肽和小分子多肽也可以被植物直接吸收，一旦進(jìn)入植物，通過直接利用的形式直接參與植物的各種代謝活動(dòng)。

同時(shí)，過量的硝酸鹽特別傾向于產(chǎn)生加速的生長(zhǎng)和細(xì)胞伸長(zhǎng)。隨著快速生長(zhǎng)的細(xì)胞形成，細(xì)胞壁被拉伸和變薄。這個(gè)較弱的組織成為入侵害蟲的完美目標(biāo)。你可以看到許多大田作物如玉米快速生長(zhǎng)但植株較弱。過量的硝酸鹽也會(huì)對(duì)其他重要的礦物質(zhì)如鈣，鎂和鉀產(chǎn)生拮抗作用。而當(dāng)硝酸鹽平衡并且氮由氨基酸等有機(jī)來源提供時(shí)，細(xì)胞傾向于以更自然和堅(jiān)固的形狀生長(zhǎng)，強(qiáng)壯的健康植物細(xì)胞更能抵抗壓力和攻擊。

礦物螯合

氨基酸最重要的作用之一是提高營(yíng)養(yǎng)元素的生物利用率。由于分子結(jié)構(gòu)，離子電荷等原因，某些營(yíng)養(yǎng)元素不能被植物直接吸收。L-氨基酸（和其他一些有機(jī)酸）可以“裹挾”并運(yùn)輸這些無法被直接攝取的礦物質(zhì)到達(dá)植物體內(nèi)被吸收利用。與氨基酸螯合，通過葉面施用氨基酸可以更高效地將礦物質(zhì)輸送到植物體內(nèi)進(jìn)而到達(dá)各個(gè)部位。 L-甘氨酸和 L-谷氨酸被認(rèn)為是非常有效的螯合劑，主要是因?yàn)樗鼈兊姆肿恿啃?，可以輕松地穿過細(xì)胞膜。除了增加良好的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，氨基酸還可以通過與多余的金屬結(jié)合來降低植物和土壤中的金屬毒性。

植物激素和生長(zhǎng)因子的前體

某些氨基酸是各種植物激素和其他生長(zhǎng)化合物的前體。L-甲硫氨酸是乙烯（對(duì)水果和花卉成熟很重要）和其他 生長(zhǎng)因子如精胺和亞精胺的前體；L-色氨酸是生長(zhǎng)素合成的前體（僅僅動(dòng)物蛋白通過生物酶解方法才能產(chǎn)生） 。吲哚-3-乙酸（生根必需生長(zhǎng)激素）需要 L-色氨酸 ；L-精氨酸是細(xì)胞分裂素產(chǎn)生的前體；幾種氨基酸影響基因表達(dá)。

授粉和果實(shí)形成

氨基酸在植物峰值代謝活動(dòng)期間被廣泛使用。授粉和果實(shí)形成是植物最重要的兩個(gè)生理時(shí)期，代謝活動(dòng)增強(qiáng)。L-組氨酸有助于水果成熟；L-脯氨酸提高花粉育性；L-賴氨酸，L-蛋氨酸和 L-谷氨酸增加花粉萌發(fā)和花粉管長(zhǎng)度；L-丙氨酸，L-纈氨酸和 L-亮氨酸可改善水果質(zhì)量。

土壤中的微生物活性

由于所有生命都依賴于氨基酸，這包括生活在根區(qū)域內(nèi)和周圍的所有微生物。這些微生物與植物一樣利用氨基酸，土壤中的氨基酸提供了豐富的有機(jī)物質(zhì)來源，有助于建立土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高肥力和保水性。

(作者：楊光)