Карбоновые кислоты в системе питания и защиты растений

Влияние карбоновых кислот на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур на примере фитостимуляторов Спрайтек | Spraytec 

Карбоновые кислоты — это органические соединения, активно участвующие в биохимических процессах растений. Данные вещества естественным образом встречаются в растениях, а также могут быть синтезированы для использования в составе специализированных препаратов. 

Применение в сельском хозяйстве открывает новые возможности для повышения урожайности, улучшения качества продукции и усиления устойчивости культур к неблагоприятным условиям среды. В статье рассмотрены механизмы влияния карбоновых кислот на растения, их роль в метаболизме и перспективы использования в современном растениеводстве.

Что такое карбоновые кислоты?

Карбоновые кислоты представляют собой класс органических соединений, содержащих карбоксильные группы (-COOH). Они широко распространены в природе и играют ключевую роль в метаболизме растений. Наиболее распространенными кислотами в контексте сельского хозяйства являются уксусная, лимонная, янтарная, яблочная и фумаровая кислоты. Эти соединения способны влиять на физиологические процессы, такие как фотосинтез, дыхание и синтез фитогормонов. 

Механизмы действия карбоновых кислот

1. Энергетический обмен. Карбоновые  кислоты являются участниками цикла Кребса, который обеспечивает клетки энергией в форме АТФ. Их применение способствует повышению энергетического потенциала растений, что особенно важно в условиях стресса. 

2. Стимуляция роста. Карбоновые кислоты могут усиливать синтез ауксинов — гормонов, отвечающих за рост корней и побегов. Это приводит к улучшению развития корневой системы и увеличению биомассы. 

3. Антиоксидантные свойства. Карбоновые кислоты помогают нейтрализовать активные формы кислорода (АФК), защищая клетки от окислительного повреждения. 

4. Улучшение питания растений. Карбоновые кислоты способны связывать микроэлементы, делая их более доступными для усвоения растениями. 

Результаты применения карбоновых кислот в сельском хозяйстве

Применение препаратов, имеющих в составе карбоновые кислоты, оказывает положительное влияние на рост и продуктивность растений: 

• Увеличивается биомасса корней и побегов; 
• Повышается интенсивность фотосинтеза (активность хлоропластов и их поддержка в неблагоприятных условиях); 
• Улучшается качество урожая (содержание сахаров, витаминов и минеральных веществ); 
• Усиливается устойчивость к засухе, засолению и другим стрессовым факторам.  Более быстрый и эффективный ввод питательных веществ в растение, поддержка растений при дефиците с уже очевидными симптомами Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Mo и B.
• Улучшается качество урожая за счет гомогенизации созревания поля.
• Улучшается формирование растительной ткани, тем самым увеличивая эффективную поверхность листьев. Снижение скорости старения тканей.
• Улучшается транспорт питательных веществ при внекорневой подкормке, особенно на критических фенологических стадиях.
• Безопасность для растений, поскольку карбоновые кислоты являются  естественными компонентами растений и не требуют дополнительных усилий для метаболизма.

Перспективы использования карбоновых кислот в сельском хозяйстве

Карбоновые кислоты являются экологически безопасными и экономически выгодными стимуляторами роста. Их применение может стать важным элементом в системах устойчивого земледелия, особенно в условиях изменения климата и увеличения нагрузки на агроэкосистемы. Карбоновые кислоты обладают значительным потенциалом для повышения урожайности и улучшения адаптации сельскохозяйственных культур к неблагоприятным условиям. 

Применение карбоновых кислот в препаратах Спрайтек | Spraytec

Компания Спрайтек | Spraytec более 30 лет исследует механизмы действия карбоновых кислот и их синтеза в растениях в процессе метаболических реакций. Фитостимуляторы Спрайтек | Spraytec разработаны таким образом, чтобы в результате применения карбоновых кислот в составе препаратов Топ Сид, Кубо, Топ Цинк, Абсортек Медь  индуцировать системную устойчивость сельхозкультуры к патогенам, а также снизить влияние стресса.

Индукция системной приобретенной устойчивости к патогенам и индуцированный иммунитет

Карбоновые кислоты способны индуцировать синтез PR-белков (Pathogenesis-Related proteins), которые играют важную роль в защите растений от патогенов. Например, янтарная кислота усиливает активность ферментов фенилпропаноидного пути, таких как фенилаланинаммонийлиаза (ФАЛ), что приводит к накоплению фенольных соединений и салициловой кислоты. Эти соединения, в свою очередь, активируют гены устойчивости и способствуют формированию системной приобретенной устойчивости (SAR).

Защита от абиотических и биотических  факторов. Окислительный стресс

Различные абиотические факторы, включая засуху, засоление, температурный стресс, приводят к окислительному стрессу у растений, вызывающему процесс угнетения жизнедеятельности клеток под действием чрезмерного количества активных форм кислорода.

Активные формы кислорода (АФК) представлены супероксидом, пероксидом водорода, синглетным кислородом, гидроксильной группой. «Безопасное» количество АФК служит в растении сигнальными элементами, которые влияют на физиологические и биохимические механизмы клеток. При этом окислительный стресс от переизбытка активных форм кислорода приводит к повреждению компонентов клетки растений (белки, липиды, метаболиты, нуклеиновые кислоты).

Фитостимуляторы Spraytec способствуют запуску метаболизма растений в сложных условиях и снижают влияние окислительного стресса путем выработки ферментов-антиоксидантов, а также стимулируют выработку аминокислот. Карбоновые кислоты в составе препаратов повышают активность антиоксидантных ферментов, таких как супероксиддисмутаза (SOD) и каталаза (CAT), что помогает растениям справляться с окислительным стрессом.

Разберем пример влияния стресса на растения сои во время цветения.  В данный период наблюдается усиленная жизнедеятельность растений: одновременный рост главного стебля и ветвей, а также развитие репродуктивных органов. Все это ведет к усилению окислительных процессов. От 27% до 84% цветков сои могут быть абортированы в результате естественного самоконтроля под влиянием нескольких факторов: водный стресс или переизбыток влаги, сильная жара или холод, несоответствие требованиям освещенности и длине дня. Применение фитостимуляторов Спрайтек способствует сохранению цветения сои. Фиксация цветков происходит за счет комплексного подхода. Карбоновые кислоты в составе препаратов уменьшают неблагоприятное воздействие окружающей среды. Дополнительные элементы питания и стимуляция процесса фотосинтеза способствует сохранению цветков и в дальнейшем поддерживают развитие бобов.

Синергия с элементами питания. Проникание. Транслокация

Карбоновые кислоты не проявляют ионного заряда и могут без труда проникать в растение или усваиваться им. Попав внутрь клеток с более щелочным pH и гидроксид-ионами (OH-) (OH-), они депротонируются, высвобождая положительные заряды (H+) (H+), которые нейтрализуют отрицательные, обеспечивая проникновение анионов удобрений и снижая электрохимическое сопротивление или защиту цитоплазмы клетки от отрицательно заряженных молекул. 

Карбоновые кислоты заметно увеличивают поглощаемые питательные вещества и осмотическое давление растения, увеличивая поток воды и транспорт питательных веществ к органам растения, где они необходимы.

Карбоновые кислоты демонстрирует значительный потенциал для повышения урожайности и улучшения качества сельскохозяйственной продукции. Например, карбоновые кислоты являются мощными комплексообразователями, в результате чего процент усваиваемого питательного вещества превышает процент этого элемента в солевой форме.

Особенность фитостимуляторов Спрайтек | Spraytec заключается в том, что в дополнение к карбоновым кислотам в состав препаратов входят хелатирующие агенты, фосфиты и элементы питания. Благодаря синергии компонентов и цели в иммуномодулировании растений препараты применяются в небольшой дозировке, что приятно сказывается на практике применения.