Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

БИОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЛОДОВ И АДАПТАЦИЯ СОРТОВОГО РАЗНООБРАЗИЯ УНАБИ В НИЖНЕМ ПОВОЛЖЬЕ

Семенютина В.А. 1 Свинцов И.П. 1
1 ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский агролесомелиоративный институт
Приведены результаты биохимического анализа плодов шести интродуцированных сортов унаби (крупноплодные - Южанин, Та-Ян-Цзао, среднеплодные – Дружба, Финик и мелкоплодные - Темрюкский, Сочинский). Выявлено, что продуктивность и качественный состав плодов являются одними из важнейших показателей адаптации при интродукции. В плодах изученных сортов в условиях северной границы произрастания (Волгоградская область) содержание аскорбиновой кислоты, биофлавоноидов и сахаров определяется сортовыми особенностями и условиями произрастания. Намечены пути и эколого-хозяйственные перспективы применения как пищевых и лекарственных новых нетрадиционных растений унаби. Проведены полевые наблюдения и лабораторные эксперименты по общепринятым методикам. Выявлены закономерности роста, развития растений и особенности их адаптации в условиях засушливого климата сухой степи. На основе изучения адаптационных возможностей предложены сорта для широкого и ограниченного применения: крупноплодные – для частного садоводства и фермерских хозяйств; среднеплодные – для озеленительных целей; мелкоплодные для насаждений деградированных ландшафтов. Направление по поиску хозяйственно ценных растений на основе выявления механизмов адаптации способствует расширению возможностей их использования в многофункциональных насаждениях деградированных ландшафтов в районах с бедным видовым флористическим составом дикорастущих популяций плодово-ягодных культур.
унаби
адаптация
биоразнообразие
интродукция
плоды
рутин
аскорбиновая кислота
биохимический состав
1. Байерман К. Определение следовых количеств органических веществ. – М. : Мир, 1979. – 318 с.
2. Беззубов Л.П. Химия жиров. – М. : Пищевая промышленность, 1975.
3. Деревья и кустарники СССР. Дикорастущие, культивируемые и перспективные для интродукции / С.Я. Соколов [и др.]. – М. : Изд-во АН СССР, 1951. – Т. 2. Покрытосеменные. - С. 373–390.
4. Кошеев А.К., Смирняков Ю.И. Лесные ягоды : справочник. – М., 1992. – 178 с.
5. Ксенофонтова Д.В. Научные основы создания промышленных садов унаби в Краснодарском крае / Д.В. Ксенофонтова, Л.В. Первицкая // Интеграция науки и производства в развитии субтропического растениеводства : тезисы докладов научно-практической конференции. – Сочи, 2003. – С. 86-91.
6. Ксенофонтова Д.В. Перспективы возделывания унаби в условиях Краснодарского края / Д.В. Ксенофонтова, Л.В. Первицкая // Сб. статей. – Майкоп, Сочи, 1994. – С. 96-111.
7. Кунце У., Щведт Г. Основы качественного и количественного анализа. – М. : Мир, 1997. – 475 с.
8. Моисейченко В. Ф. Основы научных исследований в плодоводстве, овощеводстве и виноградарстве / В.Ф. Моисейченко, А.Х. Заверюха, М.Ф. Трифонова. – М., 1994. – 383 с.
9. Сапиев А.М. Субтропическое растениеводство России / А.М. Сапиев, В.В. Воронцов, В.В. Кобляков. – М. : Аграрная наука, 1997. – 184 с.
10. Семенютина А.В. Интродукция фундука и унаби в Нижнем Поволжье // Интеграция науки и производства в развитии субтропического растениеводства : тезисы докладов науч.-практ. конф. (28-31 октября 2002 г.). – Сочи, 2003. – С. 82-85.
11. Свинцов И.П., Семенютина В.А. Оценка биоэкологического потенциала // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. - 2013. - Т. 1. - № 3-1 (31). - С. 29-34.
12. Свинцов И.П., Семенютина В.А. Адаптация Zizyphus jujuba в засушливых условиях // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. - 2014. - № 2 (34). - С. 9-14.
13. Gupta Anil K. Origin of agriculture and domestication of plants and animals linked to early Holocene climate amelioration // Current Science, Vol. 87, No. 1, 10 July 2004 59. Indian Academy of Sciences.
14. Ki-Yeon Yoo, Hua Li, In Koo Hwang, Jung Hoon Choi, Choong Hyun Lee, Dae Young Kwon, Shi Yong Ryu, Young Sup Kim, Il-Jun Kang, Hyung-Cheul Shin, Moo-Ho Won Zizyphus Attenuates Ischemic Damage in the Gerbil Hippocampus via Its Antioxidant Effect // Journal of Medicinal Food. June 2010. – Р. 557-563.
15. Kurihara Y. Characteristics of antisweet substances, sweet proteins, and sweetness-inducing proteins. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 32, 1992. – Р. 231-252.

В настоящее время большое внимание уделяется изучению биохимического состава хозяйственно ценных древесных растений [1; 7]. Перспективна для многоцелевого применения унаби – Zizyphus jujubа Mill. (зизифус, китайский финик). Она является ценной плодовой, лекарственной, лесомелиоративной и декоративной культурой из семейства крушиновых. Это листопадные древесные растения до 5-7 м высотой, которые в варьирующих метеорологических условиях устойчиво формируют высокий урожай [3; 6]. Родина Китай, где площади промышленных насаждений достигают 200 тыс. га [14]. Унаби широко встречается в Индии, Афганистане и Иране, в Таджикистане и на юге Туркмении и успешно введена в культуру в Ставропольском крае [4; 9; 11]. Интродукция морозостойких сортов Zizyphus jujubа представляет научно-практический интерес для южных районов Нижнего Поволжья, биохимический состав плодов которых мало изучен. В настоящее время развитие наукоемких технологий предусматривает расширение сырьевой базы биотехнологии и увеличение производства биологически активных веществ (БАВ) [13; 14]. Растущий интерес к БАВ для нужд медицины, парфюмерии, пищевой промышленности при одновременном истощении традиционных ресурсов заставляет уделять внимание новым нетрадиционным источникам сырья. С этой точки зрения сорта унаби можно рассматривать как перспективный объект благодаря высокому содержанию углеводов, протеинов, витаминов, пектина, органических кислот [2; 12; 15].

Цель исследований – изучить биохимический состав шести сортов унаби (Zizyphus jujubа Mill.) с учетом их адаптационных возможностей и эколого-хозяйственной перспективы практического применения в засушливых условиях Волгоградской области.

Материал и методы исследований

Объектами исследований являлись плоды, листья, растения коллекции сортов унаби, произрастающей в ФГУП «Волгоградское» ВНИАЛМИ. На протяжении 2010-2014 гг. изучали адаптацию и биохимический состав плодов шести сортов унаби (крупноплодные - Южанин, Та-Ян-Цзао; среднеплодные – Дружба, Финик; мелкоплодные – Темрюкский, Сочинский).

Методика исследований базировалась на натурных и лабораторных наблюдениях и экспериментах, которые проводились на опытных участках. Накопление аскорбиновой кислоты в плодах определялось по ГОСТ 24556-89, сахара по ГОСТ 875613-87, определение рутина по методу Левенталя.

Результаты исследования и их обсуждение

Унаби – субтропическая плодовая культура, и при подборе сортов следует уделять большое внимание возможному влиянию всего комплекса неблагоприятных факторов. В условиях Кубанских и Ставропольских предгорий установлена высокая морозостойкость этой культуры до – 30 ºС [9]. Имеются сведения о низкой зимостойкости в Нижнем Поволжье сортообразцов унаби в однолетнем возрасте, которые подмерзли до уровня снегового покрова в суровую зиму 1998/99 гг., а весной следующего года успешно отросли и нормально развивались [10].

Ответная реакция на эти климатические факторы визуально определялась весной по наличию поврежденных побегов (таблица 1). Если в молодом возрасте повреждение стволиков над уровнем снегового покрова проявлялось в виде трещин и морозобоин, то во взрослом состоянии эти повреждения нами не были замечены.

Таблица 1

Адаптация по зимостойкости

Сорта, возраст

Экстремально низкие

температуры

Степень адаптации

по зимостойкости

Та-Ян-Цзао, Южанин 3

 

 

 

-37 °С

0,24-0,34

7

0,77-0,80

Финик, Дружба 3

0,21-0,37

7

0,75-0,83

Сочинский, Темрюкский 3

0,26-0,40

7

0,80-0,86

ШКАЛА СТЕПЕНИ АДАПТАЦИИ

Растение не повреждается зимними условиями 1,0

Повреждаются эпизодически однолетние побеги до 50% 0,8

Полностью отмирают побеги текущего года и частично 0,6

повреждаются более старые ветви

Обмерзают 2-3-летние побеги и скелетные ветви 0,4

Полностью погибаюет надземная часть растений 0,2

(или выше уровня снежного покрова)‏

Результаты эксперимента позволили разделить сорта Zizyphus jujubа по степени засухоустойчивости на три группы: I – с высокой; II – средней; III – низкой степенью засухоустойчивости.

В I группу объединены мелкоплодные сорта Zizyphus jujubа (Сочинский, Темрюкский), относительный выход электролитов у которых составил 1,70-2,26. Среднеплодные сорта (Дружба, Финик) вошли во II группу, их выход электролитов составил 3,68–3,96. Крупноплодные сорта Та-Ян-Цзао и Южанин с относительным выходом электролитов 4,24–5,0 отнесены к III группе. В условиях Волгоградской области лучшим ростом и высокими адаптационными свойствами характеризуются растения I группы (мелкоплодные сорта). У средне- и крупноплодных сортов отмечен более медленный рост. Данный метод приемлем для быстрого проведения сравнительной оценки засухоустойчивости растений по структурному составу протоплазмы клеток. Полученные данные подтверждают многолетние наблюдения за фенологией, ростом и развитием каждого сорта по методике сортоизучения [5; 8].

В плодах сортов Сочинский, Темрюкский самое высокое содержание аскорбиновой кислоты (739,4 и 740,3 мг %). Меньшим содержанием витамина С характеризуются плоды крупноплодных сортов Та-ян-цзао и Южанин. Самое низкое содержание аскорбиновой кислоты из изученных образцов обнаружено у среднеплодных сортов Дружба и Финик (408,3 и 413,3 мг %) (таблица 2).

Таблица 2

Содержание аскорбиновой кислоты в различных сортах унаби

Сорт унаби

Витамин С, мг %

Та-ян-цзао

477,0

Южанин

459,2

Дружба

408,3

Финик

413,3

Сочинский

740,3

Темрюкский

739,4

Плоды изученных сортов содержат около 70 мг % витамина Р. Самое высокое содержание рутина (около 72 мг %) в плодах сортов Сочинский и Та-ян-цзао. Наименьшее содержание витамина Р в плодах сортов Южанин и Темрюкский (70,4 и 70,8 мг %). Средним содержанием рутина из изученных сортов характеризуются Дружба и Финик (68,6 и 69,4 мг %) (рис. 1).

Рис. 1. Содержание витамина Р (мг %) в различных сортах: 1 – Сочинский; 2 – Темрюкский; 3 – Дружба; 4 – Финик; 5 – Та-ян-цзао; 6 – Южанин.

Установлено, что в зрелых плодах унаби содержится 24,8–30,4% общего сахара (таблица 3).

Таблица 3

Содержание общего сахара в различных сортах унаби

Сорт унаби

Общий сахар, %

Та-ян-цзао

28,3

Южанин

30,4

Дружба

26,6

Финик

27,4

Сочинский

26,1

Темрюкский

24,8

Самое высокое его количество обнаружено в плодах крупноплодных сортов: Та-ян-цзао, Южанин (28,3 и 30,4%); меньшее содержание сахара имеют плоды среднеплодных сортов: Дружба, Финик (26,6 и 27,4%). Из изученных сортов меньшим содержанием сахара характеризуются сорта Сочинский и Темрюкский (рис. 2).

Рис. 2. Содержание общего сахара (%) в различных сортах: 1 – Сочинский; 2 – Темрюкский; 3 – Дружба; 4 – Финик; 5 – Та-ян-цзао; 6 – Южанин.

Плоды унаби имеют различную форму и величину, содержат около 30% сахара, значительное количество аскорбиновой кислоты и Р-активных соединений, а также белки, значительное количество железа, кобальта, йода.

Плоды в биологической продуктивности надземной массы унаби достигают значительных величин – от 30 до 40%. На высокие адаптивные возможности мелкоплодных сортов и сортосмеси указывает наличие самосева.

Для успешной выживаемости в конкретном ареале растения должны обладать высокой выносливостью, широкой амплитудой реакций с учетом использования адаптивных технологий возделывания и размещения культуры.

Испытанные сорта унаби имеют потенциальные возможности в условиях засушливого лета. Главный лимитирующий фактор, определяющий их распространение, это устойчивость к низким температурам. При моделировании условий произрастания с учетом эдафических и орографических факторов испытанные сорта могут найти применение в частном садоводстве и озеленительных посадках.

Заключение

Проведены полевые наблюдения и лабораторные эксперименты по общепринятым методикам. Выявлены закономерности роста, развития растений и особенности их адаптации в условиях засушливого климата сухой степи. На основе изучения адаптационных возможностей предложены сорта для широкого и ограниченного применения: крупноплодные – для частного садоводства и фермерских хозяйств; среднеплодные – для озеленительных целей; мелкоплодные для насаждений деградированных ландшафтов. Направление по поиску хозяйственно ценных растений на основе выявления механизмов адаптации способствует расширению возможностей их использования в многофункциональных насаждениях деградированных ландшафтов в районах с бедным видовым флористическим составом дикорастущих популяций плодово-ягодных культур.

Получены экспериментальные данные по биохимическому составу плодов крупноплодных, среднеплодных и мелкоплодных сортов в новых условиях произрастания, они будут востребованы для нужд медицины, парфюмерии, пищевой промышленности.

С этой точки зрения унаби можно рассматривать как перспективный объект благодаря высокому содержанию аскорбиновой кислоты (413-740,3 мг %). Было установлено содержание в плодах биофлавоноидов. Плоды изученных сортов содержат около 70 мг % витамина Р. Установлено, что в зрелых плодах унаби содержится 24,8–30,4% общего сахара.

Изученные сорта представляют большую научно-практическую ценность в качестве ассортимента пород многоцелевого назначения, перспективных для оптимизации лесомелиоративных насаждений, для применения в фармацевтической промышленности, плодоводстве и озеленении.

Рецензенты:

Литвинов Е.А., д.с.-х.н., профессор, заведующий кафедрой агроэкологии и защиты растений ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный аграрный университет», г. Волгоград;

Кимсанбаев О.Х., д.с.-х.н., профессор кафедры садоводства, селекции и семеноводства ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный аграрный университет», г. Волгоград.


Библиографическая ссылка

Семенютина В.А., Свинцов И.П. БИОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЛОДОВ И АДАПТАЦИЯ СОРТОВОГО РАЗНООБРАЗИЯ УНАБИ В НИЖНЕМ ПОВОЛЖЬЕ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1-1. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=18217 (дата обращения: 20.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074