Сельское хозяйство/5.Растениеводство, селекция и семеноводство или Биологические науки/2.Структурная ботаника и биохимия растений.

Нестеренко О. В., к. х. н. Леонтьев В. М.

ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

«Торгово-экономический институт», Россия

Влияние солей микроэлементов на биохимический состав сельскохозяйственных растений

В настоящее время перед хозяйствами Красноярского края стоит проблема улучшения биохимического состава сельскохозяйственных растений, которые могут быть использованы в качестве сырья для пищевой промышленности. В частности такой культурой является топинамбур.

Топинамбур является прекрасной кормовой культурой и перспективным сырьем для пищевой промышленности. Ценность этого растения заключается в том, что его клубни помогают при нетрадиционном лечении многих заболеваний [3]. Растение содержит в себе эссенциальные вещества для жизнедеятельности человека [2].

Хозяйства края, занимающиеся выращиванием исследуемого растения – пытаются воздействовать на биохимический состав, путем их обработки различными минеральными удобрениями.

Целью настоящего исследования явилось изучение влияния обработки растений водными растворами солей кобальта, йода и селена на биохимический состав клубней топинамбура (Helianthes tuberosus L.)

Объектом исследований служили растения топинамбура (сорт Интерес). В процессе эксперимента было заложено десять участков (далее варианты). Варианты с 1 по 9-ый в опыте три раза за летний период обрабатывались водными растворами разной концентрации солей микроэлементов кобальта, йода и селена. 10-ый участок поливали дистиллированной водой и использовали в качестве контроля. Концентрации вносимых солей микроэлементов кобальта, йода и селена следующие: вариант 1 - 0,01%-ый CoCl_2, вариант 2 - 0,1%-ый CoCl_{2 ,} вариант 3 - 1,0%-ый CoCl_2, вариант 4 - 0,01%-ый KI, вариант 5 - 0,1%-ый KI, вариант 6 - вариант 1,0%-ый KI , вариант 7 - 0,01%-ый Na₂ SeO_4, вариант 8 - 0,1%-ый Na₂ SeO_4, вариант 9 - 1,0%-ый Na₂ SeO_4,

Место проведения исследований - опытное поле в Емельяновском районе Красноярского края (56º04′ с.ш., 92º45′ в.д.). Почвы серые лесные, слегка оподзоленные, окультуренные [1].

Для исследования биохимического состава использовали образцы подземной части растений. Определяли влияние обработки растений разными концентрациями солей микроэлементов на содержание в клубнях топинамбура белков, аскорбиновой кислоты, инулина, золы (табл. 1).

Таблица 1 - Влияние микроэлементов на биохимический состав клубней топинамбура

Варианты	Наименование биохимического показателя, сух. в.
	белок, %	инулин, %	зола, %	аскорбин. к-та, мг%
0,01%СоСI2 (вар. 1)	8,1±0,1	33,1±0,4	5,02±0,07	63,2±1,4
0,1%СоСI2 (вар. 2)	8,2±0,1	35,1±0,4	5,12±0,07	65,6±1,4
1,0%СоСI2 (вар. 3)	9,5±0,1	37,4±0,4	5,31±0,07	65,3±1,2
0,01%KI (вар. 4)	8,0±0,1	30,1±0,4	5,05±0,08	63,7±1,2
0,1%КI (вар. 5)	7,7±0,1	33,5±0,4	5,13±0,08	60,1±1,2
1,0%KI (вар. 6)	7,2±0,1	34,5±0,4	5,22±0,08	58,0±1,0
0,01%Na2SеО4 (вар. 7)	11,2±0,2	36,9±0,7	5,18±0,08	59,8±1,1
0,1%Na2SеО4 (вар. 8)	8,1±0,2	26,2±0,6	5,33±0,10	59,3±1,1
1,0%Na2SеО4 (вар. 9)	7,1±0,1	24,5±0,6	5,91±0,10	57,0±1,1
Контроль-вода (вар. 10)	8,0±0,1	31,2±0,4	4,52±0,07	60,9±1,2

Исследования показали, что различные дозы минеральных веществ неодинаково влияли на биохимический состав клубней топинамбура.

Обработка растений 1,0%-ым раствором кобальта (вариант 3-й), оказала статистически достоверный стимулирующий эффект на накопление белка, увеличив уровень белка в 1,08 раза сравнительно с контролем. В литературе также имеются сведения о повышении содержания белка под влиянием кобальта у растений. Предполагается, что кобальт может быть связан с биосинтезом белка не только благодаря его роли в обмене амидов, но и в связи с его участием в нуклеиновом обмене. 0,01%-ый и 0,1%-ые концентрации раствора не повлияли на содержание белка.

Обработка растений 0,1% и 1,0%-ыми растворами хлористого кобальта повлияла на уровень инулина. 0,1%-ый раствор соли увеличил количество вещества в 1,13 раза. 1,0%-ая концентрация увеличила содержание инулина в

1,19 раза.

Обработка растений водными растворами хлористого кобальта положительно повлияла на накопление зольных элементов. По сравнению с контролем 0,01%-ая концентрация увеличила количество золы в среднем - в 1,11 раза. 0,1%-ая концентрация увеличивала количество золы в 1,13 раза. 1,0%-ая – в 1,17 раза.

Обработка растений хлористым кобальтом не повлияла на содержание аскорбиновой кислоты в клубнях топинамбура.

При обработке растений водными растворами йодистого калия было статистически достоверно выявлено, что 0,01% и 0,1%-ые концентраций не оказали воздействия на накопление белка в клубнях топинамбура, а 1,0%-ая концентрация проявила слабо ингибирующий эффект в отношении вещества (в 0,9 раза). Также обработка растений йодистым калием меньшей и средней концентрации не повлияла на содержание инулина, однако 1,0%-ая концентрация оказала слабо стимулирующий эффект (в 1,11 раза). Йодистый калий не проявил себя в отношении аскорбиновой кислоты, но оказал положительное действие на накопление минеральных веществ (золы) в клубнях топинамбура.

Если обработка растений 0,01%-ым раствором селената натрия оказала статистически достоверный стимулирующий эффект на синтез и накопление белка (вероятно, селен, в данной концентрации, усиливает окислительные процессы и повышая энергетический баланс в клетках, способствует синтезу белка), то 0,1%-ый раствор ни как не повлиял, а вот 1,0%-ая концентрация раствора соли, напротив, ингибировала синтез в 0,9 раза по сравнению с контролем.

Обработка растений 0,01%-ым раствором селенатом натрия стимулировала накопление инулина, а 0,1%-и 1,0%-ые ингибировали. При обработке 0,01%-ой концентрацией количество полисахарида увеличилось в 1,18 раза, а при обработке 0,1%-ой и 1,0%-ой концентрациями количество инулина уменьшилось в 0,8 и 0,7 раза соответственно.

Все используемые концентрации растворов стимулировали накопление золы. При обработке 0,01%-ой концентрацией количество золы увеличилось в 1,15, 0,1%-ой – в 1,18 раза, 1,0%-ой – в 1,31 от контроля.

В процессе эксперимента статистически достоверно обнаружено, что никакие концентрации селената натрия не оказывали влияния на уровень аскорбиновой кислоты.

Итак, при обработке растений солями кобальта, выявлено повышение содержания белка, инулина, золы в клубнях топинамбура под влиянием 1,0%-ой концентраций. При обработке 0,1%-ой концентрации раствора имело место увеличение инулина и количества золы. При обработке 0,01%-ой концентраций раствора имело место увеличение только количества зольных элементов. Не одна из используемых концентраций хлористого кобальта не повлияла на содержание аскорбиновой кислоты.

Отличительной особенностью опыта с солями йода стало то, что 0,01%-ая и 0,1%-ая используемые концентрации растворов не оказали эффекта на биохимический состав клубней, но повлияли на содержание золы. А вот, 1,0%-ая концентрация слабо подавляла синтез белка, но в то же время стимулировала накопление полисахарида и зольных элементов. В максимальной степени интенсификация накопления зольных элементов наблюдалась в варианте с использованием раствора йодистого калия 1,0%-ой концентрации.

В опыте с солями селена показано, что 0,01%-ая концентрация стимулировали синтез и накопление белка, инулина и золы, но не оказали воздействие на уровень аскорбиновой кислоты. 0,1%-ая концентрация если стимулировала рост золы, то ни как не влияла на синтез белка и аскорбиновой кислоты и ингибировала накопление углевода. 1,0%-ая же концентрация ингибировала как синтез белка, так и накопление инулина, в то же время стимулировала накопление зольных элементов, не оказывая никакого влияния на синтез аскорбиновой кислоты. Особенность этого опыта в том, что если на накопление белков и инулина максимальное воздействие оказала 0,01%-ая концентрация, то на накопление золы в большей степени повлияла обработка растений 1,0%-ой концентрацией.

Таким образом, выявлено, что из всех используемых концентраций хлористого кобальта на синтез белков, инулина и золы в большей степени повлияла обработка 1,0%-ым раствором. В опытах с селенатом натрия - на количество белка и инулина эффективнее влиял 0,01%-ый раствор, а на зольные элементы - 1,0%-ый раствор. Так как исследуемые концентрации солей йода не оказывали особого влияния на содержание белка и инулина в клубнях растений, то этот микроэлемент можно использовать только в целях интенсификации процессов поступления минеральных веществ. Исследуемые концентрации кобальта, йода и селена не способны влиять на уровень аскорбиновой кислоты в клубнях.

Литература:

1. Ковда В. А. Биохимия почвенного покрова/ В. А. Ковда – М.: Наука,1985. - 264 с.

2. Сапсайко И. П. Домашняя аптека: целебные действия растений./ И. П. Сапсайко – Абакан: Хак. Издат., 1991. – 300 с.

3. Семенова - Тян-Шанская А. М. Мир растений и людей./ А. М. Семенова - Тян-Шанская – Л.:Наука, 1986. – 175 с.