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BLOG #9

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所有的种植者都有兴趣从非生物作物压力中夺回损失的产量潜力,如干旱、高盐度、温度、水,以及在某些地区的除草剂应用。一季中的多种压力会严重影响作物产量。   

例如,除草剂的应用可以通过在细胞中产生氧活性物质增加植物的氧化应激(Gomes等人,2017),造成细胞损伤。这种损害,就像非生物胁迫的所有损害一样,范围从轻微到严重,因胁迫类型而异,而且症状可能在几天或几周内可见。无论非生物胁迫如何呈现,种植者都需要减轻它,让作物重新进入积极的生长模式,以实现其全部产量潜力。

一个明显的研究选项是使用蛋白质水解物(PHs),特别是豆类/植物衍生的蛋白质水解物,已被证明可以促进抗氧化活性(Rouphael等人,2017),并改善植物对非生物压力的反应(Lucini等人,2014)。市场上有许多PH值产品,然而,产品的成分差别很大。对含有高浓度肽的豆科植物衍生PH的研究表明,它可以刺激根系生长(Kim等人,2019年),提高氮的利用效率(Carillo等人,2019年;Lucini等人,2014年),并增加植物的养分流动性(Colla等人,2013年)--这些都有助于改善作物应激反应。

什么是肽?

肽是以特定序列结合在一起的氨基酸,形成肽链。这些细胞的基本组成部分执行着重要的生物功能。就像一个锁和钥匙系统,每个肽是一把 "钥匙",与细胞膜上的特定蛋白质受体 "锁 "相配,刺激细胞的功能并影响植物的生长。植物基因组中有数百种肽类激素,对应于它们 "解锁 "的众多生理功能,包括帮助从非生物压力中恢复的功能。此外,还有许多多肽作为抗氧化剂防止氧化应激的作用。

豆科植物衍生的PH生物刺激剂诱导了不定根反应。(Kim等人,2019年)刺激细根毛的生长可以使植物吸收更多的养分,有更好的土壤吸水能力,并为植物更好地处理压力做好准备。

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Lucini等人(2014年)研究了在盐胁迫条件下,植物源PH对温室生菜的生长、根系形态、SPAD指数、叶绿素荧光、叶片矿物成分和代谢分析的影响。在这项研究中,与对照组相比,生物刺激剂的应用导致了较低的产量损失率和生物量减少,并且能够保持 "较好的营养状态(较高的氮和磷),导致较高的作物表现"。   

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Carrillo等人(2019年)发现 "叶面施用一种[植物衍生的]PH,即使在次优的氮处理下,也能增加菠菜植物的产量"。这种新鲜产量的增加与PH中存在的氨基酸和小肽有关,这些氨基酸和小肽作为信号分子,除其他外,诱发了 "养分获取反应,增强了养分获取和同化"。  

研究、研究,还有更多的研究。

Colla等人(2013年)测量了植物源PH对玉米的影响。下图显示的结果表明,基于植物的PH值增加了干生物量,并提高了SPAD指数--这是植物叶绿素生成的一个指标。肽还大大增加了叶面上的氮含量--所有这些都表明营养吸收和同化的改善。

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氧化应激导致细胞膜脂质过氧化(产生MDA),使细胞功能丧失。植物有一个天然的抗氧化防御系统,包括非酶性和酶性成分。基于PH值的生物刺激剂可以作为抗氧化剂的来源(一些杀虫剂)并通过加强植物的抗氧化防御系统来缓解氧化压力。(Lucini et al., 2014)

MDA(丙二醛)是细胞膜的脂质过氧化的几种副产品之一。下图中较低的MDA水平显示,在大豆盆栽实验中,植物源PH值减轻了除草剂施用所引起的氧化压力。(Cardarelli等人,未发表)

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仍有许多东西需要学习!

这是一个非常光明的前景,可以继续使用植物性PH值和许多相关的好处,包括减轻非生物压力。 我们很感激能给你带来信息和学习。对更多的阅读感兴趣?点击下面的链接,可以看到本篇文章的所有参考文献和相应的研究文章的链接。请欣赏!

点击查看参考资料

Gomes MP, Bicalho EM, Smedbol É, Cruz FV, Lucotte M, Garcia QS.草甘膦可降低抗草甘膦大豆的发芽率。J Agric Food Chem.2017年3月22日;65(11):2279-2286。DOI:10.1021/acs.jafc.6b05601。Epub 2017 Mar 8.


Youssef Rouphael, Giuseppe Colla, Maria Giordano, Christophe El-Nakhel, Marios C. Kyriacou, Stefania De Pascale.叶面施用豆科植物蛋白水解物可使两个温室番茄栽培品种的生长、叶片矿物成分、产量和果实质量产生剂量依赖性的增加。https://doi.org/10.1016/j.scienta.2017.09.007
 

Kim, H.-J.; Ku, K.-M.; Choi, S.; Cardarelli, M. Vegetal-Derived Biostimulant Enhances Adventitious Rooting in Cuttings of Basil, Tomato, and Chrysanthemum via Brassinosteroid-Mediated Processes。Agronomy 2019, 9, 74.https://www.mdpi.com/2073-4395/9/2/74


Luigi Lucini, Youssef Rouphael, Mariateresa Cardarell, Renaud Canaguier, Pradeep Kumar, Giuseppe Colla. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2014.11.022植物源性生物刺激剂对盐碱地条件下生长的莴苣的代谢概况和作物表现的影响


Carillo, P.; Colla, G.; Fusco, G.M.; Dell'Aversana, E.; El-Nakhel, C.; Giordano, M.; Pannico, A.; Cozzolino, E.; Mori, M.; Reynaud, H.; Kyriacou, M.C.; Cardarelli, M.; Rouphael, Y. 基于蛋白质水解物的生物刺激剂和氮素率在温室菠菜中引起的形态学和生理学反应。Agronomy 2019, 9, 450.https://www.mdpi.com/2073-4395/9/8/450
 

Colla, G., Svecová, E., Cardarelli, M., Rouphael, Y., Reynaud, H., Canaguier, R. and Planques, B. (2013).植物来源的蛋白质水解物在不同生长条件下改善作物性能的效果。Acta Hortic.1009, 175-179DOI: 10.17660/ActaHortic.2013.1009.21