Каков эффект аминокислот в гидропонике? – Наука в гидропонике

Производители гидропонных питательных веществ очень часто добавляют аминокислоты в свои продукты. Они часто упоминают значительные преимущества, которые варьируются от укрепления растений до значительного увеличения урожайности или качества продукции, но они редко упоминают какие-либо проверенные экспертами данные, изучающие эти эффекты. Сегодня мы рассмотрим применение аминокислот в гидропонной культуре и эффекты, которые аминокислоты оказывают при использовании на различных типах культур. Мы увидим некоторые преимущества и проблемы, которые они вызывают, а также обсудим, действительно ли стоит применять их в гидропонном питательном растворе.

–

–

Аминокислоты, которые я буду использовать здесь для обозначения L-альфа-аминокислот, в основном представляют собой органические молекулы, которые используются в качестве основного блока для построения белков во всех формах жизни. Растения способны синтезировать все необходимые им аминокислоты внутри организма, в то время как в случае животных многие из этих аминокислот должны поступать из других источников животного или растительного происхождения. Однако, поскольку аминокислоты можно добавлять в питательные растворы, и растения могут их поглощать (см. здесь), интересно узнать, какие эффекты они могут иметь.

Есть два способа, которыми аминокислоты могут повлиять на гидропонную культуру. Они могут поглощаться и использоваться непосредственно растением, или они могут образовывать хелат с ионом металла и влиять на поглощение этого металла. Очень трудно разделить оба эффекта, за исключением случаев, когда проводятся специальные исследования поглощения металлов, поэтому влияние на выход обычно является комбинацией этих двух факторов. Конкретные используемые аминокислоты и их соотношение также имеют решающее значение для этих эффектов, поскольку как поглощение растениями, так и стабильность хелатов металлов зависят от точной структуры аминокислот в растворе.

Имеются убедительные доказательства того, что применение аминокислот снижает усвоение нитратов (см. здесь, здесь и здесь), это неудивительно, учитывая, что аминокислоты конкурируют с нитратами в азотном цикле и могут легче усваиваться растениями. Это особенно актуально, если концентрация нитратов низкая, а растения лишены азота. Эффект наиболее важен для глютамина, что неудивительно, поскольку синтез глутамата в основном является механизмом, используемым для включения аммония растениями.

–

–

Имеются также данные о том, что аминокислоты могут помочь растениям в условиях стресса. Например, клубника в аутотоксичных условиях – это означает, что она сделала питательный раствор токсичным после продолжительной рециркуляции – значительно выиграла от внесения аминокислотного коктейля (здесь), а растения канолы продемонстрировали увеличение урожайности в условиях засоления при применении пролина (здесь ). Растения, находящиеся в условиях стресса от тяжелых металлов, также могут получить пользу от присутствия аминокислот, например, проростки риса показали пользу от применения аминокислот при стрессе от кадмия (здесь).

Есть также ограниченные исследования по использованию аминокислот в качестве хелатов металлов в гидропонике. Исследование 2012 года (здесь) сравнило различные хелаты Fe с Fe EDTA и показало, что некоторые из этих хелатов работают лучше, чем традиционный хелат EDTA при абсорбции Fe. Глицин Fe продемонстрировал наилучшее поглощение корнями и побегами, а также лучшие урожаи томатов (второе изображение в этом посте). Это показывает, что глицин Fe может быть хорошим кандидатом на замену Fe ЭДТА в гидропонных растворах. Другое исследование (здесь) также сравнило различные хелаты аминокислот, содержащие медь, и обнаружило, что цистеин можно эффективно использовать для удобрения медью и фиторемедиации.

Стоит ли применять аминокислоты в гидропонике? Это может зависеть от конкретных условий, в которых находятся растения. В то время как аминокислоты оказались полезными для усвоения определенных питательных веществ, таких как Fe и Cu, или для облегчения некоторых стрессовых условий (засоление, аутотоксичность), нет никаких убедительных доказательств, указывающих на широкий спектр полезных эффектов в нормальных условиях выращивания растений, особенно если они близки к идеалу. В нормальных гидропонных растворах введение большого количества аминокислот может даже иметь значительные отрицательные эффекты из-за их влияния на поглощение ионов и метаболизм азота. Необходимы дополнительные доказательства, прежде чем можно будет дать общие рекомендации по применению экзогенных аминокислот.

Это не означает, что аминокислоты могут быть бесполезны в нормальных условиях, просто у нас пока нет данных, показывающих, какие аминокислотные профили могут лучше всего работать для каких растений и при каких концентрациях, и мы знаем, что могут быть потенциально вредные последствия, если эти параметры тщательно не изучаются.