Больше всего витамина “C” синтезируется в листьях растений, особенно на солнечной стороне. В период подготовки к цветению количество аскорбиновой кислоты достигает максимума. Во время цветения и плодообразования в земных частях растений витамина “C” становится все меньше и меньше, он накапливается в бутонах, цветах, завязях и плодах. Созревшие плоды, как правило, наиболее богаты витамином “C” (Овчаров, 1955).
Синтез аскорбиновой кислоты идет с использованием солнечной энергии. Поэтому интенсивность образования витаминов в растениях подчиняется известному принципу: чем больше света и тепла, тем больше “молекул жизни”. Уже давно установлено, что в годы с небольшим количеством солнечных лучей содержание витамина “C” снижено. На скорость синтеза и сохранность аскорбиновой кислоты в растениях положительно влияет оптимальная обеспеченность их водой, минеральными и органическими питательными веществами (Овчаров, 1969).
Известны следующие типы образования аскорбиновой кислоты в растениях:
1) световой, то есть зависимый от фотосинтеза тип образования ее в земных листьях;
2) независимый от света синтез ее в прорастающих семенах;
3) независимый от света, так называемый травматический синтез в пораненных органах (Карабанов, 1977).
Многие исследователи считают, что аскорбиновая кислота в организме растений синтезируется за счет сахаров. Однако, вопрос о конкретной форме сахара, из которого она синтезируется и путях его превращения по- прежнему не ясен. Одни авторы считают, что аскорбиновая кислота образуется в тканях растений при ближайшем участии маннозы; другие – из глюкозы; третьи полагают, что синтез витамина “C” в одинаковой мере стимулируется как моно - , так и дисахарами (Егоров, 1954). В настоящее время преполагают, что аскорбиновая кислота синтезируется в растениях из Д-глюкозы и Д-галактозы независимыми путями. При образовании аскорбиновой кислоты из Д-галактозы идут следующие реакции:
[pic]
При образовании аскорбиновой кислоты из Д- глюкозы используется (- гулоновая кислота, образующаяся из глюкуроновой кислоты (Гребинский, 1975):
Человек и другие приматы не способны синтезировать аскорбиновую кислоту. Источником поступающего с пищей витамина “C” служат растительные ткани (Гудвин, Мерсер, 1986).
3. Значение аскорбиновой кислоты для растений и животных.
Возможности витамина “C” сложны и многогранны. Он непременный участник биосинтеза белков в животных организмах, прежде всего коллагена и эластина, которые обеспечивают прочность и эластичность костей, хрящей. Аскорбиновая кислота участвует в окислительно-восстановительных процессах , происходящих в тканях, обезвреживании токсичных веществ, биосинтезе гормонов и других необходимых для организма веществ. Витамин “C” участвует в освоении животным организмом питательных веществ из пищи, в том числе различных витаминов и минеральных веществ. Аскорбиновая кислота является внутренней “скорой помощью” при простудах, обеспечивая высокий уровень защитных сил против болезнетворных микробов и повышает сопротивляемость организма к нервно-психическим нагрузкам. Без нее невозможно выздоровление организма от ран, воспалительных процессов, язвенных поражений желудка, кишечника. Витамин “C” повышает адаптационные возможности и сопротивляемость организма к неблагоприятным воздействиям.
Когда потребность в витамине “C” удовлетворяется не полностью, возникает его недостаточность –гиповитаминоз. В условиях большего дефицита развивается авитаминоз (цинга). Суточная потребность в аскорбиновой кислоте составляет 50-100 мг.
Потребность в витамине “C” в основном удовлетворяется за счет растительных продуктов (картофеля, капусты). Кладовыми аскорбиновой кислоты являются шиповник, облепиха, смородина черная, зелень, клубника, горох зеленый, томаты и многие другие овощные и плодовые культуры.
Хорошими и надежными источниками витамина “C” являются дикорастущие съедобные травы: борщевик, лебеда, крапива, лопух, клевер, одуванчик, ромашка аптечная, сныть обыкновенная и другие (Шараев, 1994).
В растениях, также как и в животных организмах, аскорбиновая кислота играет немаловажную роль. Отдавая или присоединяя атом водорода аскорбиновая кислота выступает в роли его переносчика, особенно там, где происходит образование богатых энергией молекул АТФ. Тем самым она служит промежуточным звеном между различными веществами и реакциями растительного организма (Карабанов, 1977).
Аскорбиновая кислота может быть донором электронов в фотосинтетических реакциях. Полагают так же, что аскорбиновая кислота участвует в переносе электронов от пластохинона к цитохрому f при фотофосфорилировании.
Кроме непосредственного участия аскорбиновой кислоты в процессах фотосинтеза, она может положительно воздействовать на ассимиляцию углекислоты путем предохранения хлорофилла от окисления (Кудряшов, 1948 ; Овчаров, 1958).
Аскорбиновой кислоте принадлежит значительное место в дыхании растений. Наличие аскорбиновой кислоты в растении и ее участие в дыхательной системе придает большую стойкость растительному организму, так как она может окисляться различными ‘конечными” оксидазами, то есть может функционировать в различных условиях температуры и на различных этапах развития растений (Егоров, 1954).
Сорта, содержащие большое количество аскорбиновой кислоты, характеризуются повышенной морозо- и газоустойчивостью.
В растительных организмах, витамин “C” действует в составе единой окислительно-восстановительной системы, вторым компонентом которой выступает глютатион. Система аскорбиновая кислота – глютатион наиболее активна в зоне клеточного деления, то есть она имеет непосредственное отношение к росту растений (Карабанов, 1977).
Участвуя во всех окислительно-восстановительных процессах в растительном и животном организмах, аскорбиновая кислота оказывает активирующее действие на ферменты, может функционировать в качестве коферлинта, способствует нормальному развитию и повышению сопротивляемости организма к неблагоприятным факторам внешней среды.
Глава 2. Методика исследования
В 1999 году на базе Ботанического сада УдГУ был заложен полевой опыт на площади 180 м2. Повторность опыта была трехкратная (рис. 2 ).
Летом 1999 года (18.06) были взяты почвенные образцы методом конверта. Анализ почв был проведен в лаборатории М.Ф. Кузнецова (1997) (прил. 1).
Объектом нашего исследования была новая генетическая форма Ромашки аптечной с тетраплоидным набором хромосом, семена которой были привезены из США. Исследование данного генетического типа продолжалось 2 года (1999-2000 г.г.).
Семена Ромашки были посеяны 1.05.99 года рядками с междурядьями шириной 0,5 м. Ряды располагались поперек склона. Глубина заделки семян 1- 1,5 см. Высеянные семена были присыпаны торфяной крошкой против образования корки на почве.
Уход за посевами Ромашки аптечной состоял в прополке и рыхлении междурядий в оба года исследования.
В 1999 году произошло обильное осыпание семян Ромашки, часть из них сразу дали всходы, поэтому Ромашка ущла под зиму в стадии розетки листьев.
В период с 1999- 2000г.г. проводились дальнейшие наблюдения за особенностями онтогенеза Ромашки аптечной, исследовалось влияние внешних факторов на урожайность и накопление витамина “C” в листьях и цветах Ромашки в условиях Удмуртии.
В связи с этим перед нами были поставлены следующие задачи:
1. Проследить за особенностями развития Ромашки . Отметить наступление очередного этапа генеративной фазы развития растения в условиях
Удмуртии.
2. Изучить влияние погодных условий на количественные характеристики
Ромашки аптечной: число соцветий, их размер и массу.
3. Выяснить как влияют погодные условия на урожайность соцветий
Ромашки аптечной.
4. Проследить за динамикой накопления аскорбиновой кислоты в листьях и цветах Ромашки аптечной за период онтогенеза.
5. Сравнить онтогенетические особенности развития Ромашки аптеч- ной, а также количественное содержание аскорбиновой кислоты в листьях и цветах Ромашки диплоидного и тетраплоидного типа.
Для решения вышепоставленных задач в оба года исследования проводились следующие наблюдения и анализы:
1. Для изучения особенностей развития Ромашки аптечной проводились фенологические наблюдения с момента появления всходов до гибели растений, в 1999 году с периодичностью в 14 дней, в 2000 году с перерывом в 7-10 дней, так как неблагоприятные погодные условия ускорили прохождение основных этапов развития Ромашки.
В связи с тем, что особенностью Ромашки аптечной является продол- жительное цветение, генеративное развитие было разделено на несколько фаз: бутонизацию, начало цветения, массовое цветение, цветение – начало плодоношения, массовое плодоношение. В каждый год исследования отмечалась дата наступления, продолжительность и конец определенной фенофазы Ромашки аптечной.
2. Для измерения диаметра соцветий Ромашки каждые две недели ви-
зуально отбирались три типичных по своим характеристикам растения с каждой повторности. При этом с помощью линейки определяли длину и ширину ложно- язычковых цветов, диаметр цветоложа одного верхнего соцветия каждого взятого растения.
3. Урожайность Ромашки аптечной определялась путем сбора вручную распустившихся соцветий с типичного по фитометрическим показателям ряда каждой повторности. Пересчет производился на площадь участка, а затем на гектар.
В течение лета в оба года исследования 5 раз производился сбор и взвешивание свежесобранных, а затем сухих соцветий для расчета процентного выхода сухого сырья.
4. Биохимический анализ на содержание аскорбиновой кислоты прово- дился в течение всего вегетационного периода 5-6 раз в листьях и цветах Ромашки аптечной.
Анализы на аскорбиновую кислоту делали титролитрическим методом по Б.П.Плешкову (1968). Данный метод основан на способности аскорбиновой кислоты восстанавливать в кислой среде индикатор синего цвета 2,6 – дихлорфенолиндофенола до лейкоформы.
5. Обработка данных была произведена методом дисперсионного ана- лиза по Б.А.Доспехову (1979).
Глава 3. Эдафо-климатические погодные условия района исследования.
Климат Удмуртии – умеренно-континентальный с продолжительной холодной зимой и коротким теплым летом. В летнее время изредка наблюдается поступление с юга и юго-востока очень теплых воздушных масс, с которыми связан засушливый жаркий период.
Длительность холодного периода (с температурами ниже 0(С) составляет 165-175 дней. Продолжительность теплого периода (с температурой больше 0(С) – 190-200 дней (Агроклиматический справочник , 1974).
Основными климатическими факторами, определяющими условия роста и развития являются тепло и влага. Так как благоприятные условия растений складываются при средних температурах воздуха 10-25(С, поэтому теплообеспеченность территории принято оценивать суммой положительных температур выше 10(С за период активной вегетации (124 – 133 дня ), которая в пределах республики изменяется от 1500(С на севере до 2100(С на юге (Агрометеорологические условия…,1978).
По характеру увлажнения Удмуртия относится к зоне с неустойчивым увлажнением, где испарение нередко превышает количество выпавших осадков и бывают засухи.
Средняя годовая сумма осадков колеблется в пределах 450 – 550 мм. За вегетационный период выпадает 250 – 300 мм осадков.
Ботанический сад УдГУ, на территории которого проводились исследования, находится на северной окраине г.Ижевска. По географическому положению и климатическим условиям он относится к наиболее теплому третьему агроклиматическому району, включающему южную половину Удмуртии (Агроклиматический справочник, 1974).
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
