Интродуцированные виды ягодных растений как источник витамина с в экстремальных климатических условиях Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 10 (19), 2015 | БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

35

Это заметно отличается от ситуации, наблюдаемой в лесной подстилки. Для этого сообщества характерна пестрая картина доминирования, с относительно непостоянным составом доминантов. Степень доминирования отдельного доминанта редко превышает порог в 15%. Нет вида, который бы занимал главентствующее положение в большинстве выборок. Значительная доля в процентном отношении от общей численности принадлежит многочисленным субдоминантам и резидентам.

Различие в структуре доминирования ярко илюстрируют определенные из расчетов показатели индексов видового разнообразия Шеннона-Уивера (H’) и Симпсона (D). Несмотря на однообразность показателей в пределах одного типа сообществ, очевидна разница между обитателями древесного ствола и подстилки. В последнем случае этот показатель на порядок выше.

На основании рассчитанных индексов можно определить выравненность видовой структуры рассматриваемых сообществ. Показатели лесной подстилки превышают показатели комля на несколько порядков, что можно объяснить отсутствием в лесной подстилки жесткого доминирования постоянных групп.

Нами определены показатели степени взаимного сходства (бета-разнообразие) фаун орибатид сравниваемых сообществ по индексу Съеренсена (S) и Жаккара (S). Несмотря на некоторые отклонения, оба показателя достаточно малы.

Невысокий уровень индексов Съеренсена и Жаккара указывает на существенные различия в структуре населения панцирных клещей даже пограничных сообществ нижней части древесного ствола и лесной подстилки. Но в тоже время этот показатель подтверждает взаимное влияние сообществ в отношении видового состава. Это подтвержда-

ет и тот факт, что в комле нами не обнаружено ни одного вида панцирных клещей, спецефичных только для указанной зоны ствола. Напротив, по видовому составу орибатид, населяющих комель, можно отметить следы миграции как снизу-вверх, так и с верхних зон ствола вниз.

Таким образом, структура сравниваемых сообществ, с одной стороны, явно неоднородна, что можно объяснить многими факторами, среди которых прежде всего экологическая приуроченность вида. С другой стороны, в структуре заметны следы прямого взаимодействия. В холодное время года эти следы можно объяснить помимо прочего миграцией клещей и стремлением перезимовать в удобном для себя месте.

Список литературы:

1. Гиляров, М. С. Количественные методы в почвенной зоологии / М. С. Гиляров, Б. Р. Стриганова. - М.: Наука, 1987. - 287 с.

2. Недбала В.Я. Фауна древесных панцирных клещей окрестностей Познани / В.Я. Недбала // Орибатиды (Oribatei), их роль в почвообразовательных процессах. - Вильнюс, Моксклас, 1970. С.103-Ш.

3. Aoki J. Soil mites (Oribatids) climbing trees /J. Aoki // Proceedings of the З International Congress of Acarolo-gy. - Prague, 1971. - P.59-65.

4. Berlese A. Ricerche sugli organ a sulla funzione della di-gestione nili Acari /A. Berlese // Riv.patol.veget. 1886. Vol.5.- P. 129-195.

5. Michael A.D. British Oribatidae. Ray Society Publ. / A.D. Michael, - London. 1883. Vol.1.- 336 pp.

6. Trave J. Ecologie et biologie des Oribates (Acariens) sa-xicoles et arboricoles /J. Trave // Vie et Milieu, suppl. - 1963. Vol. 14a. - 276 pp.

ИНТРОДУЦИРОВАННЫЕ ВИДЫ ЯГОДНЫХ РАСТЕНИИ КАК ИСТОЧНИК ВИТАМИНА С В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Коробкова Татьяна Сергеевна

Канд. биол. наук, зав. ботанического сада, Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН, г. Якутск

АННОТАЦИЯ

Цель - исследование содержания аскорбиновой кислоты в плодах интродуцированных в Центральной Якутии ягодных и плодовых культур. Содержание аскорбиновой кислоты определяли методом титрования с использованием 2,6-дихлорфенолиндофенола (краска Тильманса ГОСТ 24556-89) в плодах в стадии неполной зрелости, стадии полной (съемной) зрелости и через 4 -6 месяцев хранения замороженных плодов. Замораживание проводили согласно ГОСТ 29187-91. Плоды хранили при температуре ниже -18 °С.

Работа выполнена в ботаническом саду ИБПК СО РАН с 2009 - 20144 гг.. Интродуцированные виды представлены Ribes atropurpureum Malus baccata, Prunus besseyi, Malus sibirica, Berberis amurensis, Sorbus aucuparia. Контролем служили местные виды ягодных растений.

Исследования показали, что интродуцированные виды содержат значительное количество аскорбиновой кислоты, хотя и уступают местным видам по ее содержанию. Так, в плодах яблони содержалось 45-53 мг% (в зависимости от вида), барбарис амурский - 40 мг/%, рябина обыкновенная - 48 мг% аскорбиновой кислоты, вишня песчаная (Бессея) - 33 мг%. Наибольшее количество витамина С содержат плоды в стадии неполной зрелости. При замораживании плодов сохраняется 66-80 % аскорбиновой кислоты после 6месяцев хранения. Таким образом, включение интродуцированных видов не только расширит сортимент, но и увеличит период потребления свежей витаминной продукции на Севере.

Ключевые слова: Центральная Якутия, аскорбиновая кислота, дикорастущие и интродуцированные виды, плоды, заморозка, хранение.

36

Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 10 (19), 2015 | БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

ABSTRACT

The purpose of our research was the study of ascorbic acid content in berries of local and introduced berry plant specie under conditions of Central Yakutia. The content of ascorbic acid is determined by titration with 2,6-dichlorophenol in fresh fruit at the different phase of ripeness; andfreezing and storage at low temperature by 4 to 6 months. Fruits were stored at a temperature below -18 ° C.

Investigations were carried out at the Yakut Botanical Garden of IBPC SB RAS during 2009 - 2014 years. Introduced species represented Ribes atropurpureum Malus baccata, Prunus besseyi, Malus sibirica, Berberis amurensis, Sorbus aucuparia. The controls were native species of berry plants.

Studies have shown that the introduced species contain a significant amount of ascorbic acid, although inferior to native species in quantity. Thus, in Malus fruits ascorbic acid was 45-53 mg% (depending on species), Berberis - 40 mg /%, Sorbus aucuparia - 48 mg%, Prunus besseyi - 33 mg%. The highest amount of vitamin C accumulates at the stage of incomplete maturity. After freezing and storage by 4 to 6 months 66-80% ascorbic acid have been preserved.

Keywords: Central Yakutia, vitamin C (ascorbic acid), contents, freezing and storage introduction, species

Якутия относится к территориям с крайне суровыми условиями жизни. Период с отрицательными температурами длится 7-8 месяцев, при этом на жестко-морозную (—32,5°С, —42,4°С) и крайне морозную погоду (средняя суточная температура ниже -45,2°С) приходится от 7 дней в октябре до 25-30 дней в декабре - январе.

В Якутии традиционный пищевой рацион коренных жителей Севера состоит из мясных, рыбных и молочных продуктов, вследствие чего формируется белково-липидный тип обмена [1], который увеличивает потребность в жирорастворимых витаминах.

Однако питание современного жителя Якутии привело к изменению традиционного типа питания на углеводный, при этом наблюдаются эндокринные, психо-эмоциональные, метаболические проявления стресс реакции, что свидетельствует о значительном снижении стрессоустойчивости людей на Севере. Для уравновешивания внутренней среды организма с экстремальными факторами геоэкологической среды высоких широт возрастают потребности организма в пластических и энергогенных веществах, в том числе и витаминах водорастворимой группы [2] .

Самый естественный способ увеличения количества витаминов в рационе, это- потребление их с пищей. Если жирорастворимые витамины можно получить из производимых на месте мясо-молочных продуктов, рыбы, то поступление аскорбиновой кислоты с пищевыми продуктами, связано с рядом проблем. Прежде всего, это ограниченный набор сельскохозяйственных культур, выращиваемых в Якутии. Во-вторых, отдаленность региона и сложность транспортировки приводят к тому, что во время перевозки и хранения, фрукты и овощи теряют значительное количество витаминов [3].

Климатические и погодные условия Центральной Якутии не могут обеспечить потребное количество тепла и продолжительность вегетации многим традиционным плодовым растениям. В то же время, в Якутии соотношение тепла и света, несмотря на короткий безморозный период и летние заморозки, позволяет выращивать скороспелые, скороплодные и среднеспелые сорта зерновых, овощных культур, картофеля и плодово-ягодных растений [4]. Продолжительность солнечного сияния составляет в апреле 281 часов, мае - 291, июне - 338, июле - 337, августе - 260 (всего 1507 ч). В Центральной, Юго-Западной и Юго-Восточной агроклиматических зонах Якутии сумма температур воздуха выше 10С составляет 1330 - 1565°, что достаточно для культивирования здесь ряда плодовых и ягодных культур

[5]. Это открывает возможности для интродукции в Якутию новых видов растений.

Большинство видов, имеющих пищевое значение, относятся к семействам: Grossulariaceae DC., Rosaceae Juss., Empetraceae L., Vaccinium L., Caprifoliacеaе Juss. Традиционно возделываются в личных хозяйствах, а теперь и в промышленном садоводстве смородина черная и красная, малина [6,7]. Повсеместно собираются брусника, земляника, голубика. В последнее десятилетие благодаря разработкам Якутского ботанического сада (ЯБС) широко используется такие дикорастущие виды, как жимолость съедобная, рябина сибирская, шиповник иглистый, боярышник кроваво-красный, черемуха азиатская, а также виды из других регионов, успешно интродуцированных в Центральной Якутии. К ним относятся вишня песчаная (Бессея), облепиха крушиновая, яблоня ягодная, барбарис канадский, гибриды черемухи виргинской, а также сорта традиционных культур. Все это создает предпосылки для использования дикорастущих и интродуцированных видов в качестве источника аскорбиновой кислоты.

Материалы и методы

Целью данной работы было исследование содержания аскорбиновой кислоты в плодах интродуцированных ягодных и плодовых культур.

Определение аскорбиновой кислоты выполняли общепринятым методом с применением краски Тильманса [8] в стадии неполной зрелости, стадии полной (съемной) зрелости и через 4 -6 месяцев хранения замороженных плодов. Замораживание проводили согласно ГОСТ 29187-91. Плоды хранили при температуре ниже -18 °С.

Интродуцированные виды представлены Ribes atropurpureum Hedl. (смородина темно-пурпуровая), Malus baccata (L.) Borkh (яблоня ягодная), Prunus besseyi Bailey (вишня песчаная), Malus sibirica (яблоня сибирская), Berberis amurensis (барбарис амурский), Sorbus aucuparia (рябина обыкновенная).

Для сравнения использовали дикорастущие аборигенные виды: Vaccinium vitis - idea L (брусника), Sorbus sibirica Hedl. (рябина сибирская), Rosa acicularis Lindl, R.jacutica Jus. (шиповник иглистый и ш. якутский), Lonicera edulis L.(жимолость сьедобная), Ribes glabellum (смородина голенькая), R. pauciflorum (см. мелкоцветковая), R. palczewskii (см. пальчевского). Все растения выращиваются на плодово-ягодном питомнике ботанического сада ИБПК СО РАН.

Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 10 (19), 2015 | БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

37

Брусника собрана также в ботаническом саду, в окрестностях горы Чучур-Муран.

Результаты и обсуждение

Содержание аскорбиновой кислоты в ягодах дикорастущих видов зависит, в первую очередь, от культуры (табл.1).

Наиболее витаминной культурой среди исследованных дикорастущих видов является шиповник иглистый (704 мг%), ш. якутский уступает ему по содержанию аскорбиновой кислоты (572мг%), меньше всего ее содержится в ягодах брусники (15мг%). Достаточно много витамина С и в жимолости съедобной (65 мг%).

Таблица 1.

Содержание витамина С в плодах дикорастущих видов во время технологической зрелости и после 4 месяцев хранения при -18°С (2012-2014 гг.)

Вид Количество аскорбиновой кислоты, мг/100 г Потери витамина С, %

2.09/ 18.08* 25.12/ 20.12**

Vaccinium vitis - idea 15±0,08 12±0,26 20

Sorbus sibirica 51±0,11 21±0,20 58

Lonicera edulis 65±0,06 48±0,15 26

Rosa acicularis 704±0,2 491±1,10 30,3

R.jacutica 572±0,3 438±0,56 23,4

* в знаменателе приведена дата сбора жимолости съедобной ** в знаменателе приведена дата анализа жимолости

По нашим данным наибольшее количество аскорбиновой кислоты среди видов смородины содержит смородина черная R. pauciflorum (150 мг%), наменьшее - красная смородина, R. palczewskii (43,32±0,11). Интродуцированный вид, смородина темно-пурпуровая, R. atropurpureum содержала 51 мг% [9].

Интродуцированные виды в условиях Центральной Якутии в годы исследования (2009 - 2014 гг.) накапливали аскорбиновую кислоту в меньших количествах, чем в природных условиях местообитания. Так, в плодах яблони содержалось 45-53 мг% (в зависимости от вида), тогда как в других регионах отмечалось до 60 мг% аскорбиновой

кислоты, барбарис амурский - 40 мг/% (в других регионах до 172 мг/%), рябина обыкновенная - 48 мг% аскорбиновой кислоты (в других регионах 76-100 мг/%), вишня песчаная (Бессея) - 33 мг%. [10,11]. Возможно, причиной этого является изменение погодных условий последнего десятилетия, в сторону увеличения температуры воздуха в период созревания плодов и уменьшения количества осадков. Это подтверждается тем, что в сухую и жаркую погоду по всем сортам и видам смородины содержание аскорбиновой кислоты резко снижается (табл.2). В ягодах местных сортов смородины черной содержание витамина С высокое, но колебание составляет от 116,6 до 378,3 мг%. [12]

Таблица 2.

Содержание витамина С в ягодах смородины черной (1992-1995 гг.)

Сорт Витамин С, мг/100 г

min max

Якутская - контроль 202,1 265,3

Хара Кыталык 258,7 378,3

Мюрючана 116,16 326,58

Эркээни 181,60 258,64

38

Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 10 (19), 2015 | БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

В тоже время, инорайонные культуры не теряют в условиях Якутии своих ценных качеств, как источники витамина С. Вишня песчаная (Cerasus besseyi) даже превосходит по количеству витамина традиционную бруснику. Для все

изучаемых видов максимальное количество витамина С отмечали в плодах неполной зрелости за 7-10 дней до съема плодов, причем разница в количестве витамина достигала 10-30%. (табл. 3).

Таблица 3.

Динамика аскорбиновой кислоты в зависимости от степени ее зрелости и хранения (2009 - 2014 гг)

Вид Неполная спелость Съемная зрелость Через 6 м хранения в замороженном виде

Ribes glabellum 51,61±0,12 34,21±0,24 30,26±0,16

R. palczewskii 43,32±0,11 35,04±0,21 32,45±0,19

R. atropurpureum 50,87±0,14 45,75±0,22 40,05±0,28

R. pauciflorum 150±0,33 93,33±0,21 85,46±0,

Malus baccata 45±0,2 35±0,2 30±0,1

M. sibirica 53±0,2 45±0,2 43±0,2

Berberis amurensis 68±0,2 40±0,1 37±0,2

Sorbus aucuparia 53±0,2 48±0,2 45±0,1

Cerasus besseyi 33,0±0,06 22,5±0,05

Надо отметить, что в Якутии население традиционно собирает ягоды раньше их полной зрелости и хранит, как правило, в замороженном виде. Потери витамина С в замороженных плодах наименьшие по сравнению с другими видами заготовок и составляют после полу-года хранения от 10 до 60%. Меньше всего теряют витамин С смородины, шиповник, брусника. 58 % аскорбиновой кислоты составили потери у рябины сибирской, тогда как плоды рябины обыкновенной потеряли меньше 10 % от исходного количества.

Выводы

В условиях Центральной Якутии изученные интродуци-рованные виды Malus baccata, M. Sibirica, Berberis amuren-sis, Sorbus aucuparia, Cerasus besseyi содержат достаточное количество витамина С (33 - 51 мг%), и могут быть рекомендованы для выращивания в Якутии в качестве источника аскорбиновой кислоты. Немаловажным является то, что созревание плодов интродуцированных видов происходит позже местных видов и, следовательно, период потребления свежих богатых витаминами плодов, может быть увеличен.

Максимальная концентрация аскорбиновой кислоты, как в местных, так и интродуцированных видах отмечается в стадии неполной зрелости. Возможно, это связано с перераспределением аскорбиновой кислоты в тканях растения в связи с подготовкой к закаливанию и вступлению в покой. Косвенным подтверждением может служить факт, что виды с высоким содержанием витамина С в плодах более зимостойки.

Лучшим способом хранения ягод и плодов является их быстрое замораживание. В процессе хранения в замороженном состоянии сохранность витамина С составляет 66-88 % от исходного содержания даже после 6 месяцев. Замороженные ягоды и плоды можно использовать как дополнительный источник биологически активных веществ.

Список литературы:

1. Кривошапкин В.Г. Очерки клиники внутренних болезней на Севере. /В.Г.Кривошапкин. Якутск: Изд. Департамента НиСПО МО, РС(Я), 2001.- 128с.

2. Хаснулин В.И. Синдром полярного напряжения. // Медико-экологические основы формирования, лечения и профилактики заболеваний у коренного населения Ханты-Мансийского автономного округа. Новосибирск, 2004.-С. 24-35

3. Коробкова Т.С. Дикорастущие и интродуцирован-ные виды растений как источник аскорбиновой кислоты в Якутии // Наука и образование». № 2.- 2014. С.23-27

4. Черткова М.А., Готовцева Л.П. Плодово-ягодные культуры в Якутии. Новосибирск, 2004.- 152 с.

5. Зональная система земледелия Якутской АССР. Якутск, 1982. - 253 с.

6. Сабарайкина С. М. Сохранность витамина С в продуктах переработки черной и красной смородины // Интеллектуальный потенциал молодежи - селу XXI века / Якут. науч.-исслед. ин-т сел. хоз-ва. Якутск, 2004. - С. 209-211.

7. Коробкова Т.С. Популяционное разнообразие и ин-тродукционные ресурсы дикорастущих ягодных

Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 10 (19), 2015 | БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

39

видов в Якутии // Межд. конф. памяти Е.Н. Син-ской.- Генетические ресурсы культурных растений. Санкт-Петербург, 2009.- С.84-87

8. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. Орел: Изд-во ВНИИ селекции плодовых культур, 1999. - 608 с.

9. Сабарайкина С.М., Сорокопудов В.Н., Коробкова Т.С., Сорокопудова О.Ю. Динамика содержания аскорбиновой кислоты в плодах древесных растений в условиях Якутии //Современные проблемы науки и

РОЛЬ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ в формировании РЕГИОНАЛЬНОЙ ФЛОРЫ НА ПРИМЕРЕ РЕКИ КОБОЖИ

(ВОЛОГОДСКАЯ ОБЛАСТЬ)

Левашов Андрей Николаевич

старший преподаватель кафедры ботаники, ВоГУ, г. Вологда

Рассохина Ирина Игоревна

студентка 4 курса естественно-географического факультета, ВоГУ

образования.№6.- 2011. URL: www.science-education. ru/100-5147

10. Романовский В.Е., Синькова Е.А., Витамины и витаминотерапия. Ростов на Дону: Феникс, 2000. - 320 с.

11. Справочник технолога плодоовощного консервного производства. М., 1983. 408 с.

12. Готовцева Л.П. Особенности возделывания сортов черной смородины в условиях Центральной Якутии. Ав-тореф. канд. дис. на звание к.б.н. Якутск, 2005.- 15 с.

АННОТАЦИЯ

В статье дается оценка роли речных долин в распространении и закреплении на территории Вологодской области азональных видов растений. На примере реки Кобожа выявлены возможные пути миграции и факторы, обеспечивающие закрепление азональных видов. Показана специфика географической структуры флор речных долин.

ABSTRACT

The article assesses the role of river valleys in the spread and consolidation on the territory of the Vologda region azonal species ofplants. For example, Kobozha river identifies possible migration paths and factors that fixate azonal species. The specificity of the geographical structure of flora of the river valleys is shown.

Ключевые слова: флора, речные долины, экологические коридоры, географические элементы, Вологодская область.

Keywords: flora, river valleys, ecological corridors, geographic elements, Vologda Region.

Проблема изучения и сохранения биологического разнообразия природных экосистем в настоящее время приобрела глобальный характер, так как это необходимое условие сохранения естественной среды обитания человека. Её решение невозможно без флористических исследований [13]. Влияние антропогенных факторов на флору в первую очередь приводит к исчезновению местных антропофобных видов. Не случайно в списке редких видов Вологодской области преобладают бореальные виды [6, 11]. Но наибольшей угрозе исчезновения подвергаются северные и южные виды, произрастающие на границах ареалов. Эти виды, находясь на пределах географического распространения, испытывают постоянное воздействие отрицательных абиотических, биотических и антропогенных факторов [9]. Кроме этого, на границах ареала ниже вероятность того, что при уничтожении одного местонахождения произойдет естественная заместительная миграция с соседних территорий.

Распространение и закрепление на территории области азональных видов в первую очередь происходит по речным бассейнам, которые играют роль своеобразных «экологических коридоров», поддерживающих биоразнообразие и обеспечивающих возможность обмена видами между отдельными природными комплексами [3]. Экологические особенности

речных биотопов (пестрота почвенно-геоморфологических и гидрологических условий, микроклиматическая неоднородность и пр.) способствуют сохранению разнообразия в целом и сохранению редких видов в частности. Продвижение новых видов по речным долинам происходит только в направлении от истока к устью, поэтому существенное значение на процессы флорогенеза речных долин имеют: расположение истоков реки, направление ее течения, площадь бассейна, связь с другими водотоками, геоморфологические особенности территории [4]. Таким образом, флоры долинных комплексов должны отличаться высокой специфичностью.

Для подтверждения этой гипотезы в июле 2013 года была изучена флора долинного комплекса реки Кобожа. Исследование проводилось традиционным маршрутным методом, в качестве средств передвижения были выбраны байдарки. В ходе экспедиции преодолено расстояние более 100 км с подробным изучением акватории реки, ее поймы, надпойменных террас, коренных берегов, приустьевых частей участков притоков Кобожи и прилегающих участков междуречья в пределах трехкилометровой зоны. На мониторинговых площадках и местах стоянок составлялся полный список сосудистых растений, что позволило выяснить характер