【農業洞察 AgriINSIDE】〔ROS自由基:細胞殺手〕作物逆境傷害系列#2

本文由〔科技農報〕和〔國歡植保〕共同編排與撰文,國歡植保致力以「農業科學」推廣農業資材,本次推出「逆境傷害」系列科普文章,期盼藉由科技農報的社群傳播力,讓更多農民了解「ROS自由基、與植物抗氧化系統」如何影響作物生長、以及田間管理的應變措施。


【農報文摘】上篇文章提到:極端氣候越來越常發生,包含乾旱、淹水、鹽基障礙、高光照、熱傷害、凍傷、臭氧、病蟲害等,都會在細包中產生高濃度的ROS(自由基),讓造成細胞走向凋亡的命運,導致作物健康生病、減產、甚至影響農作物收成。

為了防止細胞被ROS破壞、

為了守護細胞抗氧化系統的正常運作,

貫徹農業科學的精神,

聰明又努力的作物學家發現了「生物刺激素」,
生物刺激素能誘發細胞內的逆境訊號傳遞機制,
強化細胞的抗氧化系統,增強作物抵禦逆境的能力。

《當下重肥已經無法提升產量,生物刺激素就是你的神隊友》

生物刺激素被證實能誘導植物細胞內的抗氧化反應、提高光合作用效率、並減緩細胞老化的功用。因此當作物遭逢逆境時,適當使用生物刺激素,可以提高植物細胞的「抗氧化能力」,減少活性氧族對細胞的傷害,達到強化植株的功用。

根據歐盟生物刺激素產業聯盟(European Biostimulant Industry Council, EBIC) )定義:「生物刺激素是泛稱對作物生長有益的物質與微生物,其功能是促進根圈發育、提升植株吸收養分、利用養分的效率、讓植物遭遇逆境時得以健康生長、並確保作物品質。」

國歡植保推廣經理劉佩芳從實際的田間經驗發現:「要提升產量,不能只增加肥料的使用量。」當肥料出現使用過量的時候,反而會出現嚴重的土壤連作障礙。這時候便需要生物刺激素,提升作物的重要生理代謝功能,才能突破產量極限。

《是光合作用,光合作用讓作物有抗逆境的能量》

作物利用陽光、空氣(二氧化碳)、水,透過光合作用合成醣類供作物使用。醣類除了代謝分解變成可用的能量,也能合成纖維素幫助植體壯大。醣類透過累積、分解、運輸、儲藏等,在生育的後期提高醣類與澱粉質量。 在更下游的「次級代謝」中,光合作用產生的醣類是形成色素的原料,並且能產生風味物質,提升品質。其中產生的二次代謝物,有些更是抗病抗蟲的物質。 

因此,提高光合作用效率,就是幫作物累積能量,讓生理代謝有充足的原料,好應付每一次的逆境。國歡植保商務技術副理林煥智表示,作物的抗氧化系統會利用兩個系統:

1. 醣類:光合作用累積的葡萄糖,會以各種形態儲藏在細胞中。醣類能夠在細胞中分解產生能量,或幫助抗氧化劑的產生。此外還有蔗糖或一些小分子醣類,可以提高細胞內的溶質含量,保持滲透壓,保護乾旱下細胞的活性。

2. 抗氧化劑 (含非酵素類與酵素類):非酵素類的抗氧化劑有脯氨酸、穀胱甘肽,抗壞血酸、類黃酮類、植物某些多酚單寧類二次代謝物等。酵素類的抗氧化劑則有:SOD、CAT、POD、APX、GR、MDHAR等抗氧化酵素。


《國歡好產品,讓你逆境生信心》

上述兩類抗氧化系統,其源頭都需要穩定的光合作用。光合作用累積醣類,調節滲透壓,累積能量,讓細胞產生有用的抗氧化酵素。因此我們要避免過量的ROS(自由基)破壞葉綠體與細胞膜產生,就能有效強化逆境下的光合作用效率。 

國歡植保提出逆境下的解決方案,億長好具有提升光合作用與平衡ROS的功能。一定飽與一路花的胺基酸產品能穩定細胞代謝,快速補充代謝所需胺基酸與關鍵生長期的所需元素。藻到寶的紅藻多醣具有穩定細胞滲透壓的功能,天然的海藻賀爾蒙能讓細胞在逆境下維持活性。根系是作物健康基礎,逆境前後使用菁大讚,只需要透過葉片噴灑就能照護逆境前後的根系健康。


參考資料:

  • 生物刺激素,台灣新興的科技肥料
    https://www.agritech.org.tw/2020/11/agriinside.html
  • Biostimulants for the Regulation of Reactive Oxygen Species Metabolism in Plants under Abiotic Stress
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8533957/
  • 億長好/適長好
    https://www.gofarco.com.tw/plant/list/37
  • 藻到寶
    https://www.gofarco.com.tw/plant/list/44
  • 菁大讚
    https://www.gofarco.com.tw/plant/list/25

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