Биологические науки:

Структурная ботаника и биохимия растений.

Биохимические характеристики чайного листа при внесении микроэлементов в условиях субтропиков России

Белоус О.Г., д.б.н.

ГНУ ВНИИ цветоводства и субтропических культур Россельхозакадемии, Сочи, Россия, oksana191962@rambler.ru

Известно, что качественные показатели чая, а именно, содержание экстрактивных веществ и танинов подвержено сильной изменчивости, обусловленной рядом причин.

Так, применение на чайных плантациях высоких доз азотных, фосфорных и калийных удобрений положительно сказывается на урожайности растений, но уменьшает содержание дубильных и экстрактивных веществ. Иное влияние оказывает питание растений на содержание кофеина в чайном листе: установлено, что с увеличением доз азотных удобрений содержание кофеина увеличивается. Нами отмечено, что на эти показатели оказывают влияние и микроэлементы.

Исследования проводили в течение 11 лет на полновозрастной плантации чая сорта Каратум ОАО «Дагомысчай», экспериментальные анализы – на базе лаборатории биотехнологии, физиологии и биохимии растений ВНИИЦиСК. Микроэлементы (Mn, Zn, Cu, Fe) вносили в виде некорневых подкормок в период летней депрессии ростовых процессов (последняя декада июня).

Нами показано, что некорневые подкормки биогенными элементами не оказывали заметного влияния на содержание танина (23,7 – 31,3%) и экстрактивных веществ (41,2 – 43,9%), достоверно влияя на содержание кофеина в зеленом чайном листе.

Весьма интересные результаты были получены нами при проведении биохимического анализа готового чая (полуфабриката), выработанного из данного сырья. Так, некорневые обработки растений чая микроэлементами способствовали некоторому повышению содержания экстрактивных веществ (коэффициент корреляции, r = 0,59) и танина (r = 0,65) по сравнению с контролем. При этом к существенному увеличению в готовом чае содержания танина и экстрактивных веществ привела фолиарная обработка смесью элементов. В свою очередь, достоверно увеличивалось содержание кофеина в готовом продукте при обработке растений медью и марганцем. Регрессионный анализ данных влияния микроэлементов на качество готового чая выражается следующими уравнениями: Y = 12,5 + 0,6Cu + 1,2Zn + 2,0CuZn (для экстрактивных веществ); Y = 8,6 + 0,1Mn + 0,2Fe + 0,4Cu + 1,4Zn (для танина); Y = 1,2 + 0,2Zn + 0,5Mn + 0,8Cu (для кофеина).

Наши данные согласуются с известным положением о том, что микроэлементы, участвуя в окислительных процессах во время скручивания и особенно ферментации чая, и, являясь катализаторами, способствуют не столько большему образованию, сколько снижению потерь веществ, определяющих качество готовой продукции.

Данные по влиянию микроэлементных подкормок на качественные показатели чайного листа с учетом изменяющихся погодных условий были использованы для оценки их экологической пластичности. При этом, отношение качественных показателей к термическому и гидрологическому режиму различно. Коэффициенты линейной регрессии по отношению к гидрологическим условиям на вариантах с внесением микроэлементов меньше единицы. Этот факт свидетельствует о том, что вносимые элементы стабилизируют процесс накопления танина вне зависимости от водообеспеченности растений, являясь фактором, существенно влияющим на повышение качественных показателей чайного листа, и, соответственно, готового продукта. В то же время, на контроле – коэффициент приближается к единице, составляя 0,73, т.е., имеется полное соответствие изменения урожайности изменению условий выращивания.

Анализ полученных значений дисперсии свидетельствует о высокой стабильности опытных растений на вариантах с фолиарным внесением меди, марганца и смеси, так как данный показатель выше контрольной величины. В то же время, стабильность признака при внесении цинка и железа низкая, о чем свидетельствует величина дисперсии на этих вариантах. В итоге можно говорить о том, что элементами, достоверно увеличивающими содержание танина вне зависимости от влажностного режима, являются медь и марганец. Это не случайный факт, если учесть, что медь участвует в процессе ферментации чайного листа и является необходимым элементом, влияющим на качество готового продукта, а марганец – элементом, необходимым для протекания большинства физиологических процессов в чайном растении, являющемся манганофилом.

Что касается температурного фактора, то зависимость качественных показателей на всех опытных вариантах слабая, подтверждая статистические закономерности, описанные в предыдущем разделе.

Оценка экологической пластичности чайных растений по содержанию экстрактивных веществ показала, что их содержание в очень малой степени зависит от гидротермических условий вегетации.

Процесс синтеза и накопления водорастворимой фракции качественных показателей находится в тесной связи с некорневыми подкормками микроэлементами, оказывающими, в комплексе с климатическими условиями вегетации, сильное влияние на вариабельность данного качественного показателя. Так, все опытные растения проявляют значительную нестабильность на изменение гидрологических условий вегетации, выражающуюся и в высоких коэффициентах линейной регрессии (много больше единицы), и в малой величине дисперсии, характеризующей степень стабильности растений в изменяющихся условиях.

Это позволяет классифицировать показатель содержания экстрактивных веществ в чайном растении (и в целом само растение чая по данной характеристике) как экологически пластичный. В то же время, низкие коэффициенты регрессии при оценке пластичности растений к температурному фактору, указывают на относительную стабильность растений чая на всех вариантах опыта.

В итоге можно сделать вывод о том, что микроэлементы, вносимые через лист, позволяют получать качественное сырье для получения готового чая, стимулируя генетически заложенные в растении признаки при минимальных затратах на их выращивание (без полива плантаций и неограниченного увеличения доз макроудобрений).