ПРОДУКТЫ С СОДЕРЖАНИЕМ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ (АМИНОКИСЛОТЫ, ЭКСТРАКТЫ ВОДОРОСЛЕЙ И ДР.)

ПРОДУКТЫ С СОДЕРЖАНИЕМ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
(АМИНОКИСЛОТЫ, ЭКСТРАКТЫ ВОДОРОСЛЕЙ И ДР.)
Удобрения с экстрактами водорослей - особый тип продуктов для питания ра­стений, который в последние годы ста­новится все более популярным, хотя коммерческое использование экстрак­тов водорослей в растениеводстве было начато более 60 лет назад. Использует­ся несколько видов морских водорос­лей: красные - Corralina mediterranea, Jania rubens, Pterocladia pinnata; зеленые - Cladophora dalmatica, Enteromorpha intestinalis, Ulva lactuca и бурые - Аscophyllum nodosum, Ecklonia maxima, Saragassum spp. Многие годы добавки из водорослей успешно используют в питании животных и человека.
Экстракты водорослей оказывают биостимулирующее действие на расте­ния за счет содержания в них раститель­ных гормонов - ауксинов, цитокининов, гиббереллинов, абсцизовой кис­лоты и этилена. Ауксины отвечают за растяжение, деление, дифференциа­цию клеток, затрагивают самые разно­образные системы метаболизма - син­тез нуклеиновых кислот, белка, дыха­ние, углеводный и липидный обмен, синтез фотосинтетических пигментов, фотосинтез и синтез вторичных ве­ществ. Цитокинины стимулируют деле­ние клеток, при этом влияют на рост клеток не только за счет их деления, но и за счет растяжения, воздействуют на процесс дифференциации и транспорт веществ, определяют продолжительно­сть периода покоя, повышают устойчи­вость клеток к различным неблагопри­ятным воздействиям. Одной из основ­ных функций гиббереллинов является инициация прорастания семян, регуля­ция цветения и образования плодов, фотосинтеза, дыхания, водного обме­на. Абсцизовая кислота (АБК) и этилен ответственны за реакцию растении на стресс и их старение. АБК не только ин-гибирует процессы, вызываемые други­ми гормонами, но и способствует ин­дукции ряда физиологических про­грамм, например, синтезу запасных белков семян, формированию клубней, а также играет крайне важную роль в реакции растений на стрессовое воз­действие - обезвоживание,засоление, действие низких температур.
В производстве используют различ­ные методы получения экстрактов во­дорослей - водная экстракция под вы­соким давлением, спиртовая, щелоч­ная, селективная экстракция в надкритическом состоянии, с помощью микроволн и др. Выбор метода зависит от преобладания в сырье тех или иных гормонов, которые необходимо полу­чить.
Многочисленными исследованиями доказано положительное воздействие экстрактов водорослей на растения. Они повышают устойчивость растений к морозу, засухе и увеличивают уро­жайность. Обработанные растения также обладают более высокой устой­чивостью к повреждению вредителями и эффективней используют элементы питания из почвы. При использовании водорослей происходит обогащение почвы микроэлементами, которые не­обходимы для роста и развития расте­ний и повышают урожайность.
Классический метод использования экстрактов водорослей в растениевод­стве - внесение в почву, что широко практикуется в Китае. Удобрение из во­дорослей, в отличие от навоза и компо­ста, не содержит семян сорняков, спор патогенных грибов и яиц гельминтов. Полисахариды бурых морских водорос­лей, вступая в контакте почвенной вла­гой, улучшают структурно-механиче­ские свойства поверхностного слоя по­чвы,  а   витамины   и  аминокислоты улучшают питание корневой системы, благоприятно влияют на рост и разви­тие растений. Морские водоросли ха­рактеризуются также высоким содержа­нием микро- и макроэлементов, осо­бенно калия, азота, фосфора, йода, молибдена и бора.
Также замачивают семена в растворах экстрактов водорослей для ускорения их прорастания. Последние тенденции -создание специальных препаратов для -екорневой обработки растений. Со­временные удобрения этой группы представляют собой смеси из экстрак­тов морских водорослей в виде порош­ка или микрогранул, хорошо раство­римые в воде. Они содержат азот, фосфор, калий, кальций, магний, серу, микроэлементы, аминокислоты, регу­ляторы роста. Содержание органиче­ских компонентов может составлять 40-55%. Пример - препарат Альга 600 (производства Leili). Нормы расхода: 300-450 г/га при выращивании рас­сады; 5-8 кг при фертигации в период цветения; 3-8 кг/га при фертигации в период плодообразования. Некорне­вые обработки выполняют дозой 1,2-1,5 кг/га 2-4 раза в течение вегетацион­ного периода.
Треонин участвует в сокращении устьин клеток во время засухи.
Из жидких форм удобрений для об­работки семян, замачивания рассады, некорневых подкормок и систем ферти­гации можно применять Басфолиар Келп СЛ с содержанием экстракта бурых водорослей  Ecklonia maxima. Соотноше­ние в этом продукте ауксинов и цитокининов - 350:1 - обеспечивает развитие мощной корневой системы на первом этапе и вегетативной массы на втором, на что влияет увеличение синтеза цитокининов в корневой системе.
Механизм благоприятного действия экстрактов водорослей на растения при некорневой подкормке все еще остается неизвестным, однако исследованиями установлено, что такие обработки уве­личивают содержание в растениях орга­нического вещества, микроэлементов, витаминов и жирных кислот, а также регу­ляторов роста - ауксинов, цитокининов и гиббереллинов. Предполагается, что имеет место синергетическое действие многих компонентов раствора. Как уже отмечалось, препараты водорослей содержат макро- и микроэлементы, а также рострегулирующие вещества - аук­сины, цитокинины и бетаины, что способ­ствует увеличению содержания хлоро­филла а и b и повышению урожайности культур. Таким образом, эффект воздей­ствия экстрактов водорослей может быть объяснен положительным влиянием на фотосинтетические процессы и стимуля­цию роста и развития растений.
Удобрения с аминокислотами появи­лись на рынке сравнительно недавно, однако интерес к ним возрастает еже­годно. По качеству (растворимость аминокислот в воде, содержание актив­ных веществ) они весьма отличаются. Это напрямую влияет на цену, поэтому есть дорогие и дешевые продукты.
Аминокислоты - это класс органиче­ских соединений, которые являются структурными компонентами белков. Белки, или протеины - это главная со­ставная часть любого организма и неза­менимая основа живого вещества. Все процессы роста и развития связаны с белковыми веществами. Причем это самые сложные из соединений, имею­щихся в природе, и изучение имеет оп­ределенные трудности.
Белки представляют собой цепочки остатков аминокислот, соединенных между собой пептидными связями, и содержат от 100 до 300 тыс. аминокис­лотных остатков. В то время как растения и микроорганизмы могут синтези­ровать все аминокислоты, млекопитаю­щие (в том числе и человек) в ходе эволюции утратили способность к син­тезу половины из 20 протеиногенных (участвующих в создании белковых мо­лекул) аминокислот. Такие аминокис­лоты считаются незаменимыми, поэто­му и человек, и животные должны полу­чать их с пищей и кормом.
Животные белки богаты аминокисло­тами, они полноценны. Низкая пита­тельная ценность белков растительного происхождения, например, хлебных злаков, объясняется отсутствием или недостатком в них важных незаме­нимых аминокислот. Так, пшеница и рис бедны лизином и треонином, куку­руза - лизином и триптофаном, бобы и горох - метионином. В пище населения некоторых стран преобладают белки растительного происхождения (до 90%). Недостаток в полноценных бел­ках приводит к тяжелым заболеваниям (особенно у детей).
Многие аминокислоты не входят в со­став белков, а содержатся в растении в свободном состоянии, однако они также тесно связаны с общими процес­сами белкового обмена в растениях. В растительных белках наиболее часто встречаются следующие аминокислоты:
• аланин (Alanine);
• глутамин (Glutamine);
• аргинин (Аrginine);
• пролин (Proline);
• аспарагиновая кислота (Aspartic acid);
• серин (Serine);
• валин (Valine);
• тирозин (Тyrosine);
• гистидин (Histidine);
• треонин (Тhreonine);
• глицин (Glycine;)
• триптофан (Tryptophan);
• глутаминовая кислота (Glutamic acid);
• фенилаланин (Рhenylalanine);
• изолейцин (Isoleucine) ;
• цистеин (Cysteine);
• лейцин (Leucine);
• лизин (Lysine);
• аспарагин (Аsparagine);
• метионин (Methionine).
Глицин - одна из самых распростра­ненных аминокислот, он содержится в растительных белках и почти всегда в значительном количестве присутствует в растениях в свободном состоянии. Производным глицина является очень распространенный в природе бетаин, впервые выделенный из сока сахарной свеклы (Beta vulgaris), откуда и получил свое название.
Отдельные белки существенно разли­чаются по составу аминокислот. Напри­мер, зеин семян кукурузы не содержит лизина и триптофана, в то же время в нем много глутаминовой кислоты, лей­цина, пролина и аланина.
В белках семян растения отдельные аминокислоты находятся в количестве 3-6% от общего содержания. Однако некоторые аминокислоты в белках мо­гут и не быть представлены, а вот ме­тионин, цистин, триптофан и гистидин почти всегда присутствуют в количестве менее 3% от общего содержания ами­нокислот. С другой стороны, аспараги­новая и глутаминовая кислоты, лейцин, изолейцин и пролин содержатся в бел­ках семян растений в количестве более 5-8% и часто общее содержание этих пяти аминокислот составляет 60-70% количества содержания аминокислот в белках растений.
В природе встречаются два оптиче­ских изомера аминокислот: L- и D-ряда, причем подавляющее большинство природных аминокислот принадлежит к L-ряду, а D-аминокислоты встречают­ся крайне редко и лишь в составе неко­торых микроорганизмов.
Растения по-разному реагируют наD-и L-формы аминокислот, и если L-формы хорошо усваиваются и легко включаются в различные процессы обмена веществ, то D-формы не ассимилируют­ся, а иногда даже ингибируют процессыобмена. Это объясняется специфиче­ской приспособленностью фермента­тивных систем организмов именно к L-формам. Синтетические аминокис­лоты являются смесями D- и L форм, хотя последние разработки в этой об­ласти уже позволяют избежать оптичес­кого разделения смесей аминокислот.
Основными способами получения аминокислот являются: экстракция из белковых гидролизов растительного сырья, химический синтез, микробио­логический синтез растущими клетками при использовании иммобилизован­ных микробных клеток или ферментов, выделенных из микроорганизмов. Бел­ковый гидролиз может быть проведен с помощью ферментов или кислотно-ще­лочным методом. Способ получения не­посредственно влияет на содержание активных компонентов. Например, L-триптофан при экстракции кислотами или щелочами разрушается в растворе для его получения в стабильном состоя­нии необходима экстракция путем фер­ментативного гидролиза белка.
Аминокислоты можно получать из растительного (соевый, рапсовый шроты) или животного (мех, рыбная мука) сырья. По внешнему виду они представляют собой белые кристалли­ческие порошки, большинство из ко­торых хорошо растворимы в воде обыч­ной температуры, а их водные растворы достаточно стабильны. Концентрация различных аминокислот в удобрениях часто колеблется в пределах 0,5—10%, есть более концентрированные продук­ты (до 50%).
Предполагается, что растения спо­собны синтезировать все необхо­димые для них аминокислоты в стрес­совых условиях. Свободные амино­кислоты, поступающие извне, создают резерв для построения белков и фер­ментных систем, экономя время и энергию для этих процессов. Неко­торые аминокислоты обладают специ­фическими функциями в преодолении стрессов. Так, треонин участвует в ре­гуляции движения устьиц под воздей­ствием засухи; изолейцин, лейцин по­вышают устойчивость к засолению; глутаминовая кислота регулирует про­растание семян и выработку хлоро­филла. Кроме того, аминокислоты предотвращают распад ферментов и способствуют их стабильности в не­благоприятных условиях. Ряд амино­кислот или их производных обладают пестицидным действием.
Удобрения с аминокислотами можно вносить непосредственно в по­чву, путем фертигации или некорневых обработок. В случае заделки в почву они положительно влияют на почвен­ную микрофлору, в результате более активной минерализации органическо­го вещества облегчая и усиливая посту­пление элементов питания в растения. Кроме того, метионин, например, не­посредственно является предшествен­ником ростовых гормонов у бактерий, которые стабилизируют клеточные стенки в процессе их роста.
При некорневом внесении растения поглощают аминокислоты через устьица. Этот процесс зависит от тем­пературы - чем она выше, тем быстрее происходит поглощение. Затем ами­нокислоты включаются в метаболизм растения.
Регуляторный эффект обработок аминокислотами на рост растений мо­жет объясняться за счет того, что неко­торые аминокислоты, например, фенилаланин, орнитин влияют на синтез гиббереллинов, а также принимают участие в ассимиляции белков при об­разовании клеток, таким образом уве­личивая сырую и сухую массу расте­ний. Аминокислоты обладают также хелатирующим эффектом, а в случае совместного применения с микроэле­ментами они облегчают попадание последних внутрь клетки. Этот эффект особенно свойственен глицину и глутаминовой кислоте.
В настоящее время удобрения с ами­нокислотами чаще применяются в ово­ще - и плодоводстве, но могут исполь­зоваться и на полевых культурах. Исс­ледования, проведенные на луке и салате, показали снижение концентра­ции нитратов в опыте; на редисе некор­невая обработка аминокислотами сни­зила содержание нитратов на 24-38%; на картофеле обработка раствором аминокислот в концентрации 0,25 мл/л способствовала увеличению су­хой массы растений. В опытах с земля­никой садовой (некорневые обработки раствором аминокислот в концентра­ции 0,5 и 1 г/л) отмечено достоверное увеличение содержания в растениях общего азота, фосфора и калия, а также повышение урожайности, содер­жания аскорбиновой кислоты и общего сахара.
Одним из продуктов, который содержит аминокислоты растительно­го происхождения, является Басфолиар Авант Натур СЛ. Для производ­ства используется метод фермента­тивного гидролиза, что позволяет получить аминокислоты в L-форме. Удобрение применяется путем некор­невых подкормок полевых и овощных культур, а также в системах фертига­ции с нормой применения 1,5-2,5 л/га и 15-20 л/га соответственно.
Стоит учесть, что нежелательно сме­шивать удобрения, содержащие ами­нокислоты, с селективными гербици­дами, поскольку они усиливают по­глощение компонентов раствора, что может привести к фитотоксическому эффекту для культурных растений. Также нельзя смешивать эти удобре­ния с химикатами, содержащими тя­желые металлы, по аналогичным при­чинам.