نقش آمینو اسید در کشت هیدروپونیک
مقدمه
برای تولید کنندگان مواد مغذی هیدروپونیک بسیار رایج است که اسیدهای آمینه را به محصولات خود اضافه کنند. آنها اغلب مزایای قابل توجهی را ذکر می کنند که از تقویت گیاهان تا افزایش بسیار زیاد عملکرد یا کیفیت محصول را شامل می شود، اما به ندرت به شواهدی که توسط همتایان بررسی شده باشد اشاره می کنند که این اثرات را مطالعه کند. امروز ما قصد داریم کاربرد اسیدهای آمینه در کشت هیدروپونیک و اثراتی را که نشان داده شده است اسیدهای آمینه هنگام استفاده در انواع مختلف محصولات زراعی دارند، بررسی کنیم. ما برخی از مزایا و مشکلاتی را که نشان دادهاند ایجاد میکنند نیز خواهیم دید و در مورد اینکه آیا واقعا ارزش استفاده از آنها در محلول مغذی هیدروپونیک را دارد، بحث خواهیم کرد.
اسیدهای آمینه – که من در اینجا برای اشاره به اسیدهای آمینه L-alpha از آنها استفاده می کنم – اساساً مولکول های آلی هستند که به عنوان بلوک اساسی برای ساخت پروتئین در تمام اشکال زندگی استفاده می شوند. گیاهان می توانند تمام آمینو اسیدهای مورد نیاز خود را در داخل سنتز کنند، در حالی که در مورد حیوانات، بسیاری از این اسیدهای آمینه باید از منابع حیوانی یا گیاهی دیگر تهیه شوند. با این حال، از آنجایی که اسیدهای آمینه را می توان به محلول های غذایی اضافه کرد و گیاهان می توانند آنها را جذب کنند (اینجا را ببینید) جالب است که بدانیم چه اثراتی ممکن است داشته باشند.
دو راه وجود دارد که اسیدهای آمینه می توانند بر یک محصول هیدروپونیک تأثیر بگذارند. آنها ممکن است مستقیماً توسط گیاه جذب و استفاده شوند یا ممکن است با یک یون فلزی کلات ایجاد کنند و بر جذب آن فلز تأثیر بگذارند. جدا کردن هر دو اثر بسیار دشوار است – به جز زمانی که مطالعات جذب فلز خاصی انجام شود – بنابراین تأثیر بر بازده عموماً ترکیبی از این دو است. اسیدهای آمینه خاص مورد استفاده و نسبت آنها نیز برای این اثرات بسیار مهم است زیرا هم جذب گیاه و هم پایداری کلات های فلزی به ساختار دقیق اسیدهای آمینه در محلول بستگی دارد.
با توجه به اینکه آمینو اسیدها در چرخه نیتروژن با نیترات رقابت می کنند و می توانند به آسانی توسط گیاهان جذب شوند، می توانند به راحتی جذب شوند، وجود دارد. به نظر می رسد که این امر به ویژه در مواردی که نیترات کم باشد و گیاهان از نیتروژن محروم باشند، صادق است. این تأثیر برای گلوتامین بسیار مهم است، جای تعجب نیست زیرا سنتز گلوتامات اساساً مکانیسمی است برای ترکیب آمونیوم توسط گیاهانی که استفاده می شود.
همچنین شواهدی وجود دارد که اسیدهای آمینه می توانند به گیاهان در شرایط استرس کمک کنند. به عنوان مثال توت فرنگی در شرایط اتوتوکسیک – به این معنی که آنها یک محلول غذایی را پس از گردش مجدد زیاد سمی کرده اند – از کاربرد کوکتل اسید آمینه بسیار سود بردند (اینجا) و گیاهان کانولا نشان داده اند که در شرایط شور با کاربردهای پرولین عملکردشان را افزایش داده اند (اینجا) ). گیاهان تحت تنش فلزات سنگین نیز می توانند از حضور اسید آمینه بهره مند شوند، به عنوان مثال نشان داده شده است که نهال برنج از کاربردهای اسید آمینه تحت تنش کادمیوم بهره می برد (اینجا).
همچنین مطالعات محدودی در مورد استفاده از اسیدهای آمینه به عنوان کلات فلزی در هیدروپونیک وجود دارد. مطالعهای در سال 2012 (اینجا) کلاتهای مختلف آهن را با Fe EDTA مقایسه کرد و نشان داد که برخی از این کلاتها بهتر از کلات EDTA سنتی در جذب آهن عمل میکنند. آهن گلیسین بهترین جذب را در بین ریشه و اندام هوایی به علاوه بهترین عملکرد در گوجه فرنگی نشان داد (تصویر دوم در این پست). این نشان می دهد که گلیسین آهن ممکن است کاندید خوبی برای جایگزینی Fe EDTA در محلول های هیدروپونیک باشد. مطالعه دیگری (اینجا) همچنین کلات های مختلف اسید آمینه مس حاوی مس را مقایسه کرد و دریافت که سیستئین ممکن است به طور موثر برای لقاح مس و گیاه پالایی استفاده شود.
آیا استفاده از اسیدهای آمینه در هیدروپونیک ارزش دارد؟ این ممکن است به شرایط دقیقی که گیاهان با آن روبرو هستند بستگی دارد. در حالی که اسیدهای آمینه برای جذب مواد مغذی خاص – مانند آهن و مس – یا کاهش برخی از شرایط استرس (شوری، سمیت خودکار) مفید هستند، هیچ شواهد قوی وجود ندارد که نشان دهد طیف وسیعی از اثرات مفید در شرایط رشد طبیعی گیاه، به ویژه اگر اینها به ایده آل نزدیک باشند. در محلول های هیدروپونیک معمولی، وارد کردن مقادیر زیادی از اسیدهای آمینه ممکن است به دلیل تأثیر آنها بر جذب یون و متابولیسم نیتروژن، اثرات منفی قابل توجهی داشته باشد. قبل از ارائه توصیه های کلی برای کاربردهای اسید آمینه اگزوژن، شواهد بیشتری لازم است.
این بدان معنا نیست که اسیدهای آمینه ممکن است در شرایط عادی مفید نباشند، فقط ما هنوز هیچ مدرکی نداریم که نشان دهد کدام پروفایل اسیدهای آمینه ممکن است برای کدام گیاهان و تحت چه غلظتهایی بهترین عملکرد را داشته باشد و میدانیم که اگر ممکن است اثرات مضری داشته باشد. این پارامترها به دقت مطالعه نشده اند.