CC BY
132
2. Vavilov, N. I. The problems of new crops. - Moscow-Leningrad: Selhozgis, 1932. - P. 6-22.
3. Brezhnev, D. D. State and problems of introduction of vegetable and melon crops in the USSR / D.D. Brezhnev // works on the applied botany, genetics and breeding. - L., 1971. - P. 3-18.
4. Pivovarov, V. F. Ecological breeding of crops (on the example of vegetable crops) / V.F. Pivova-rov, Ye.G. Dobrutskaya, N.N. Balashova. - M., 1994. - 248 p.
5. Savchenko, I. V. Diversification of medicinal and aromatic plants - an important factor in the adaptation of agriculture in Russian arid regions / I. V. Savchenko. - Saratov; LLC «Rakurs», 2015. - 80 p.
6. Technology of cultivation and use of non-traditional fodder and medicinal plants: Monograph / A. N. Kshnikatkina, G. E. Gushchin, V. A. Varlamov and others - M.: VNIISSOK, 2003. - 373 p.
7. Kshnikatkina, A. N. Clover Pannonian: Monograph / A. N. Kshnikatkina. - Penza: EPD PSAA, 2015. -318 p.
8. Kshnikatkina, A. N. Vetch east / A. N. Kshnikatkina - Penza: EPD PSAA, 2001. - 287 p.
9. Kshnikatkina, A. N. Alternative fodder crops: textbook / A. N. Kshnikatkina et al. - Penza: EPD PSAA, 2005. - 240 p.
10. Scientific bases of formation of highly productive agrocoenosis of annual forage crops in forest-steppe of the Middle Volga region: monograph / A. N. Kshnikatkina, G. Ye. Grishin, S. A. Sem^, et al. -Penza: EPD PSAA, 2015. - 368 p.
11. Makarov, I. P. Ways of intensification of farming in the twelfth five-year plan / I. P. Makarov -M.: Znaniye, 1987. - 64 p.
12. Posypanov, G. S. Methodical aspects of studying the symbiotic apparatus of legumes in field conditions / G. S. Posypanov // Izvestiya of the TAA. - 1983. - № 5. - P. 17-26.
13. Dospekhov, B. A. Methods of field experience / B. A. Dospekhov. - M.: Kolos, 1989. - 335 p.
14. Methodical instructions on carrying out field experiments with forage crops / Yu. K. Novoselov et al. - M.: VIC, 1987. - 198 p.
15. Sovetov, A. V. About breeding forage grasses in the fields. - 4th edition. - St. Petersburg, 1879. -320 p.
16. Alenin, P. G. Productive potential of cereals, legumes, fodder crops and medicinal crops and improving their cultivation techniques in the forest of Middle Volga area: monograph / P. G. Alenin, A. N. Kshnikatkina. - Penza, 2012. - 265 p.
УДК 635.64+631.52
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ
ПЕРЦА (CAPSICUM CHINENSE, C. FRUTESCENS, С. BACCATUM И С. PUBESCENS) В УСЛОВИЯХ ЗОНЫ УМЕРЕННОГО КЛИМАТА*
М. И. Мамедов, доктор с.-х наук; О. Н. Пышная, доктор с.-х наук;
Е. А. Джос, канд. с.-х. наук; С. М. Надежкин, доктор биол. наук;
Н. А. Голубкина, доктор с.-х наук; А. А. Матюкина, научный сотрудник
ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур, Россия, Московская область, Одинцовский район, п. ВНИИССОК,
e-mail: [email protected]
Проведена сравнительная оценка уровня остроты и количественного содержания кап-саициноидов в плодах органолептическим, спектрофотометрическим и ВЭЖХ методами в 13 образцах и 5 сортах перца острого селекции ВНИИССОК. Интервал наблюдаемых концентраций капсаицина составил 1,0...7,15 мг/г сухой массы, уровень остроты по шкале Ско-вилла - (17440-153120) БНи. Установлена прямая корреляция между органолептической оценкой остроты плодов перца и содержанием капсаицина, определенным спектрофото-метрическим и ВЭЖХ методами. Показано, что спектрофотометрический метод дает завышенные значения концентрации капсаицина в плодах перца острого, особенно при малом содержании капсаицина, что связано с отсутствием хроматографического разделения компонентов спиртового экстракта.
Ключевые слова: капсаицин, перец острый, органолептический и инструментальные методы, селекция, репродуктивные органы, семена.
*Работа выполнена при частичной поддержке гранта РНФ 16-16-10022.
В настоящее время культура перца распространена повсеместно во всех регионах земного шара, где позволяют климатические условия, как в субтропиках и тропиках, так и в условиях умеренного
климата и используется как овощ, специя, естественный краситель в кулинарии и пищевой промышленности, как лекарство в медицине, как декоративное растение в садоводстве.
Род Capsicum включает пять окультуренных - Capsicum annuum, C. baccatum, C. frutescens, C. chinense, C. pubescens и около 25 подтвержденных диких видов. В России широко распространены сорта как сладкого, так и острого перца, относящиеся к виду Capsicum annuum L. Но в большинстве стран другие виды рода Capsicum также имеют важное экономическое значение. В начале века на рынке семян появилось много сортов перца острого иностранной селекции, относящихся к этим видам, но не приспособленных к агроклиматическим условиям России.
Существенным фактором, лимитирующим возделывание разновидностей перца в условиях зоны умеренного климата в широких ареалах, является недостаточность температурных ресурсов, особенно в начале и конце вегетации. Сумма эффективных температур для оптимального роста и развития растений видов Capsicum chinense, C. frutescens, С. baccatum и С. pubescens составляет около 3000°С и более. По среднемноголетним данным, в регионах умеренного климата России сумма эффективных температур (>15°С) с 1 мая по 15 сентября составляет всего около 1500°С, что в два раза меньше биологической потребности растений.
Решить эту задачу, коренным образом изменив природу растений, возможно, используя взаимодействия «генотип-среда». Для того чтобы вскрыть роль окружающей среды в жизни сорта, нужно знать условия происхождения и адаптивные свойства, приобретенные или закрепленные от исходных форм в процессе селекции.
Виды, относящиеся к роду Capsicum, окультурены со времен возникновения сельского хозяйство и использовались в пищу как минимум 8500 лет до нашей эры. Как отмечают исследователи, род Capsicum сформировался на американском континенте (Barbieri, Neitzke, 2008). Несмотря на то, что один из видов называется перец китайский - C. chinense, предполагающий азиатское происхождение, на самом деле ареал распространения его - долина реки Амазонки в Южной Америке (Long-Solís, 1998; Reifschneider, 2000).
Самые ранние сообщения об использовании перца обнаружены в археологических раскопках в Мексике, в долине реки Tehuacán (Pickersgill, Heiser, 1977). Углеводы, извлекаемые из плодов перца чилли и хранившиеся в артефактах в семи доисторических местах стоянки древнего человека, простирающиеся от Багамских островов до Анд Южной Америки, датируются 6000 лет до нашей эры (Perry et al., 2007).
Наряду с фасолью (Phaseolus spp.), кукурузой (Zea mays L.) и тыквой (Cucurbitaceae) виды перца (Capsicum) были среди первых культур, выращиваемых на Американском континенте. Коренное население Америки начало выращивать перцы до нашей эры, между 5200 и 3400 годами, и таким образом он стал одним из самых «древних» культивируемых растений Америки. Селекционный процесс с дикими разновидностями перца начали античные земледельцы и в конечном итоге создали бесчисленное множество форм, известных в настоящее время. Во времена европейских завоевателей перец был распространен от северной части Чили и Аргентины до севера Мексики и южных регионов США (Reifschneider, 2000; Long-Solis, 1998).
Доисторическое распространение диких видов перца, вероятно, обеспечивали птицы, до того как люди стали распространять семена и растения (Andrews, 1992). По мнению исследователей, различные виды перца рода Capsicum были одомашнены одновременно в нескольких регионах американского континента (Heiser, 1995; Pickersgill, 2007): Мезоамерика (Центральная Америка), регион Анд и тропические низменности Южной Америки (Pickersgill, 2007). В каждом ареале происхождения были окультурены один или несколько видов, получившие в дальнейшем распространение в разных регионах, где продолжался отбор, что привело к появлению различных морфологических форм. Одомашнивание, распространение и отбор привели к значительному изменению размера, формы и окраски плода. Плоды диких видов были маленькие, прямостоячие, красные и осыпающиеся, в то время как плоды окультуренных форм - крупные, чаще пониклые, не осыпающиеся и с разнообразной окраской. Дальнейшее культивирование в различных условиях окружающей среды также привело к значительной изменчивости морфологических признаков, особенно уровня остроты плодов (Heiser, 1995; Long-Solis, 1998; Reifschneider, 2000; Carvalho et al., 2006).
Для более точного определения очагов одомашнивания разных видов перца и направления их распространения были использованы несколько критериев оценки. Одомашнивание, по мнению исследователей Pickersgill (1984), Eshbaugh (1993), происходило рядом с их дикими сородичами и очаг разнообразия обычно указывает на центр происхождения культуры, что подтверждается археологическими, историческими и лингвистическими исследованиями.
Нива Поволжья № 3 (40) август 2016 61
Комплекс C. annuum- chinense-frutescens мог образоваться из близкородственных диких и сорных видов (Pickersgill, 1988). Группа annuum состоит из C. annuum, C. chinense, C. frutescens и C. galapagoense, без явного морфологического единообразия, но с вполне определенным содержанием изоферментов. Известен дикий прародитель только у C. annum - C. annuum var. aviculare. Без идентификации дикого прародителя определить центр происхождения одомашненных популяций крайне сложно (Pickersgill, 1984).
Центром разнообразия рода Capsicum является Южная Америка, с наибольшим числом распространенных видов в Бразилии и Боливии. Изучение цитогенетики, молекулярной генетики, археологии и биогеографии позволило установить возможные центры происхождения каждого одомашненного вида (Pickersgill, 1984). Центром происхождения экономически более важного вида C. annuum (chili, jalapeño, cayenne) является Центральная Америка, конкретно нагорье центрально-восточной Мексики (Loaiza-Figueroa et al., 1989), что подтверждено молекулярным анализом. Центр происхождения других видов до сих пор точно неизвестен. Амазонская низменность, как предполагают исследователи, является центром происхождения C. chinense (cumari, murupi, habanero, biquinho) с огромным разнообразием и C. frutescens (cayenne, tabasco) (Pickersgill, Heiser, 1977). Но и в Центральной Америке также наблюдается значительное морфологическое разнообразие этих видов (Pickersgill, 2007).
Останки предполагаемого вида C. chinense были обнаружены в Guitarrero Cave, в западном предгорье Анд северного Перу, и датируются ранее чем 9000 лет до нашей эры, в то время как C. frutescens появился в том же регионе (Huaca Prieta) только около 3500 лет до нашей эры (Pearsall, 1992). Недавно, вероятно дикая форма, C. chinense был обнаружен в Roraima, Бразилия, что дает возможность более точно определить центр происхождения этого вида, но дикая форма C. frutescens еще не обнаружена в Амазонке и Центральной Америке. Впоследствии оба вида распространялись с Амазонской низменности до юго-востока Бразилии, Центральной Америки и Вест-Индии, островов между Южной и Северной Америкой (Reifschneider, 2000; Organization for Economic Cooperation and Development (OECD), 2006).
Юго-западная Амазонка, а именно низовье долины Анд в Боливии, считается центром происхождения C. baccatum (girl's
finger, chili or ají) (Andrews, 1992; Avise, 2000). Самые ранние археологические останки C. baccatum обнаружены в западном предгорье Анд в Перу и датируются 4000 лет до нашей эры (Pearsall, 1992).
Перцы острые популярны из-за значительного содержания в плодах витамина С и растворимых фенольных соединений, выше чем у других овощных культур, известных источников этих компонентов. В настоящее время острые перцы, относящиеся к разным видам, являются важными овощными культурами и широко используются во всем мире из-за их вкуса, аромата и, особенно, как естественный краситель продуктов питания. Сорта перца острого значительно отличаются от других плодовых овощных культур по форме, размеру, окраске, а также по аромату и вкусу, так как они могут быть острыми, сладкими, пикантными, землистыми, придымленными и цветочными.
Научными исследованиями доказано, что перец - единственная культура, которая является источником капсаициноидов, отвечающих за остроту или жгучесть плодов. Свежие плоды перца известны как богатый источник витаминов С и Е, провитамина А и каротиноидов, которые имеют антиокси-дантную активность. Витамин С, включая аскорбиновую кислоту и продукт ее окисления дегидроаскорбиновую кислоту, имеют высокую биологическую активность в организме человека, обусловленную ее антиоксидантным свойством. Установлено, что потребление 100 г свежих плодов перца обеспечивает 100...200 % рекомендованной суточной нормы витамина С.
Цель наших исследований - изучить влияние условий зоны умеренного климата, как самой северной границы ареала возделывания данных видов, на особенности формирования репродуктивных органов, их биохимические особенности для селекции новых сортов с высокими показателями качества плодов.
Материал и методы исследований.
Исследования с различными видами перца рода Capsicum L. были начаты в 1990 году в условиях неотапливаемых пленочных теплиц. Растения выращивали с мая по сентябрь. Агротехника выращивания общепринятая в условиях пленочных теплиц. По-вторность четырехкратная, размещение делянок рендомизированное. Площадь делянки 5 м2. Число учетных растений 20 штук.
В 2011-2015 годах исследовано 13 коллекционных образцов перца острого различного эколого-географического происхождения, относящихся к видам C. baccatum,
C. pubescens, C. chínense, и 5 сортов селекции ВНИИССОК. Лабораторные анализы проведены в 2013-2016 гг.
Для определения содержания биологически активных компонентов с каждого образца отбирали по 10-50 спелых плодов (в зависимости от размера плода) с двух наиболее типичных растений. Плоды высушивали до постоянной массы. 5 г плодов помещали в стамиллилитровую колбу, содержащую 5 мл этанола, плотно закрывали и помещали на водяную баню при 80оС на 4 часа, периодически перемешивая. Затем образцы охлаждали, супернатант фильтровали и хранили при 5оС до начала анализа.
Содержание капсаицина определяли методом ВЭЖХ (подвижная фаза ацетонит-рил - вода 50:50, скорость потока 0,9 мл/ мин., температура колонки 60оС, температура образца 20оС, длина волны 222 нм, колонка С18, размеры колонки 15x4,6, размер частиц 3 мм) и спектрофотометрически (American Spice Trade Association, 1992). Показатель остроты перца устанавливали органолептически и по шкале Сковилла, по формуле SHU= 1,6x107 x (содержание кап-саицина) (Sanatombi, Sharma, 2008).
Максимум поглощения капсаицина и дигидрокапсаицина соответствует 281 нм, что позволяет определять эти капсаици-ноиды одновременно и спектрофотометри-чески (American Spice Trade Association, 1992).
Статистическую обработку результатов осуществляли с использованием критерия Стьюдента.
Результаты исследований.
В отечественной литературе сведения о морфо-биологических особенностях и архитектонике растений сортов перца острого, относящихся к различным видам рода Capsicum - C. baccatum L., C. chínense Jacq., C. frutescens L. и C. pubescens L. -единичные (Мамедов и др. 2009).
В зарубежной литературе встречаются многочисленные исследования о репродуктивной способности данных видов, но эти работы, в основном, проведены в тропических и субтропических климатических условиях (Griffiths, 1997).
C. baccatum L. - раскидистое, травянистое растение, кустарник до 3 м высотой. Цветки одиночные или парные, диаметром 1,5 см, окраска белая с желтым рисунком. Плоды вверхторчащие или пониклые, одиночные или собраны по 2...4, шаровидные, овальные, конусовидные, чалмовидные, разной окраски. Длина 13 мм, диаметр 7 мм.
C. chinense - маленький кустарник высотой до 1,5 м. Цветки висячие, по 2 или более на каждом узле, бледно-белые, иногда с небольшим зеленым оттенком. Плоды округлые или удлиненные с волнистой поверхностью, висячие. Окраска плодов от красно-коричневой до кремовой.
C. frutescens - одревесневевший многолетний кустарник высотой 0,2.1,5 м и
Таблица 1
Уровень остроты и содержание капсаицина у образцов перца различного эколого-географического происхождения в условиях зоны умеренного климата (2013-2015 гг.)
Вид Сорт Острота, баллы Происхождение Содержание капсаицина, мг/г сухой массы Шкала Сковилла (SHU)
Спектрофото-метрически ВЭЖХ
C. chinense x C. frutescens Bhut jolokia * 10 и более Индия 8,05 7,15 128800
C. pubescens Sukanya 7 - 4,67 4,88 74720
C. pubescens Rocoto 6-7 Эквадор 4,3 2,84 68800
C. chinense Habolokia 8-9 Бразилия 5,79 5,3 92640
C. chinense Burkina Yellow 10 Африка 6,34 4,03 101440
C. chinense Scorpion Morouga Ttinidad 10 Тринидад 6,57 5,52 105120
C. chinense Caimarca 1 Перу 1,09 1 17440
C. chinense Lanterna 2 Италия 1,38 1,1 22080
C. baccatum Pimenta Barra Do Ribiero 2 Бразилия 1,72 1,5 27520
C. chinense Trinidad Scorpion Chocolate 9-10 Тринидад 9,04 7,1 144640
C. chinense Trinidad Dglahou 9-10 Тринидад 9,57 7,5 153120
C. chinense Maldivian 10 Мальдивы 8,57 6,5 137120
C. chinense Beni Highlands 3 - 1,36 1,29 23360
Нива Поволжья № 3 (40) август 2016 63
выше. Цветки одиночные или собраны в группу по 2...3 шт., белые или сероватые с фиолетовым оттенком, диаметром до 2 см. Плоды расположены группами по 3 шт. в узле, форма от узко-конусовидной до округлой, диаметром 1 см, длиной до 7,5 см, зеленые - в фазе технической спелости, красные - в биологической, острые или жгучие на вкус.
C. pubescens - наименее распространенный и единственный одомашненный вид перца без дикого сородича. Растения компактные, иногда раскидистые, лозопо-добные. В благоприятных условиях высота достигает 2,4.2,5 м. Венчики цветков фиолетовые, пыльники сиреневые или белые. Плоды обычно груше- или яблоковидные. Не скрещивается с другими видами перца. Окраска семян коричневая или черная.
В таблице 1 представлены уровни остроты образцов перца, установленные ор-ганолептическим, спектрофотометриче-ским и ВЭЖХ методами. Средние концентрации капсаицина в исследуемых образцах находились в интервале концентраций 1,09-8,05 мг/г сухой массы. Наиболее острые сорта (С. chínense cv. Trinidad Scorpion, cv. Trinidad Dglahou, cv. Maldivian и cv. Bhut jolokia) соответствовали 137000153000 SHU, в то время как ^рта c показателями 17400-23300 SHU были отнесены к группе умеренно острых. Наименьшее количество капсаицина, установленное для образца С. chínense из Перу, определяется, по-видимому, тем, что плоды были собраны в фазу технической спелости, когда содержание капсаицина еще не достигает максимума. Полученные результаты соответствуют известным литературным данным по содержанию капсаицина в плодах различных видов Capsicum L. (Collins et al., 1995; Tilahun et al., 2013).
Исследованиями установлено, что содержание капсаицина, определенное спек-трофотометрическим методом, выше, чем по ВЭЖХ. Действительно, в коротковолновой области спектра (около 280 нм) на-
блюдается максимум поглощения не только капсаицина, дигидрокапсаицина и нор-дигидрокапсаицина, но и некоторых других природных соединений. Поскольку спек-трофотометрический метод не предусматривает выделение чистого капсаицина, то он дает завышенные результаты. Тем не менее следует отметить, что в целях быстрой оценки сортообразцов и отбора индивидуальных растений с высоким содержанием капсаицина спектрофотометрический метод более удобен благодаря простоте и малому времени анализа.
В результате проведенных исследований установлено, что коллекционные образцы различного эколого-географического происхождения по содержанию капсаици-ноидов и других биологически активных компонентов, вкусу и аромату полностью удовлетворяют запросы потребителей. Однако все изученные образцы были позднеспелыми и за короткий вегетационный период в условиях зоны умеренного климата с недостаточной теплообеспеченностью не могли реализовать свой потенциал продуктивности. Кроме того, растения у этих образцов широкораскидистые, с длинными междоузльями, ломкими ветвями, требуют дополнительной подвязки и формирования. В связи с этим в конце прошлого века во ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур начата селекционная работа с этими нетрадиционными для условий России видами. С применением различных схем скрещиваний (парные, ступенчатые, возвратные, насыщающие) и отбора из гибридных комбинаций созданы сорта с разным вкусом, ароматом и уровнем остроты - Визирь, Маленький принц, Созвездие, Рябинушка и Огненная дева.
В условиях необогреваемых пленочных теплиц наибольшая продуктивность отмечена у сорта перца острого Визирь (С. Ьас-са^т Ь.) - 0,76 кг/раст. В этих условиях число завязавшихся и достигших биологической спелости стандартных плодов достигает 37 шт. со средней массой 12.24 г.
Таблица 2
Количественная характеристика репродуктивных органов у сортов перца острого
(2011-2013 гг.)
Вид Сорт Продуктивность, кг/раст. Масса плода, г Число плодов, шт./раст. Число семян в плоде, шт.
C. chinense Jacq. Огненная дева 0,30 5,0. 9,0 72 64
C. baccatum L. Маленький принц 0,60 5,0. 7,0 154 114
C. baccatum L. Визирь 0,76 1 2. 24 37 23
C. frutescens L. Рябинушка 0,40 3,0. 7,0 174 30
C. frutescens L. Созвездие 0,32 3,0.6,0 135 77
Среднее число семян в плоде составляет 23 шт. На одном растении формируется 851 шт. выполненных семян. Таким образом, если учесть известный факт, что масса 1000 семян перца острого в зависимости от условий выращивания составляет 4.6 г, то семенная продуктивность растений сорта Визирь составляет 3,4.5,1 г (табл. 2).
У сортов с мелкими (3-9 г), многочисленными плодами на растении (72-174 шт./раст.) - Огненная дева (С. chinense L.), Рябинушка, Созвездие (С. frutescens L.), Маленький принц (С. baccatum L.) - среднее число семян в плоде варьирует в пределах 30.114 шт. Значительное число репродуктивных органов на растении обеспечивает высокую семенную продуктивность этих сортов перца острого: Рябинушка - 5220 шт. семян/раст., или 26 г, Созвездие - 10395 шт./раст., или 52 г, Маленький принц - 17556 шт./раст., или 88 г, Огненная дева - 4608 шт./раст., или 23 г.
Содержание капсаициноидов, БАВ и уровень остроты плодов перца зависит от генотипа, агротехники и условий окружающей среды. Значительные различия по уровню остроты наблюдаются даже среди индивидуальных растений генотипа. На уровень остроты влияет водный стресс, увеличивая ее. Острота плодов перца выше при высокой температуре и зависит от фазы развития и степени зрелости плода.
Содержание капсаицина и уровень остроты варьируют значительно и зависят прежде всего от генотипа. Средние показатели содержания капсаицина зависят от видовых особенностей.
Высокие показатели этих веществ имеют сорта, относящиеся к различным видам рода Capsicum. В плодах сорта Рябинушка (C. frutescens L.) накапливается наивысшее количество капсаицина - 0,90 мг/г сухого вещества, сорта Созвездие (C. frutescens L.) - 0,78 мг/г сухого вещества (табл. 3).
В среднем в плодах С. frutescens накапливается 0,70 мг/г капсаицина, С. chinense -
0,62 мг/г, C. baccatum - 0,57 мг/г. Аналогичные результаты получены в исследованиях Dyah Juliana et al. (1997), Contreras-Padilla, Yahia (1998), Mathur et al. (2000), Gnayfeed et al. (2001), Antonious, Jarret (2006) и др. с другим набором сортов и условий выращивания.
Следует отметить, что органолептиче-ские исследования позволяют не только отличать интенсивность остроты, но и воспринимать каждый капсаициноид по-разному. Органолептической оценкой обнаружено, что капсаициноиды, содержащиеся в плодах, по-разному вызывают раздражение и жжение. У одних сортов это чувствуется передней частью рта и неба, у других жжение ощущается немедленно после проглатывания и быстро сходит на нет, у третьих жгучесть ощущается в середине рта и неба, а у некоторых образцов -как в горле, так и в задней части языка. Различные комбинации капсаициноидов вызывают разное ощущение теплоты, и это у каждого сорта индивидуально. Кроме того, плоды перца острого, кроме жгучести, значительно различаются как по вкусу, так и по аромату. Кисло-сладкий, сладко-кислый, горький, шоколадный, миндальный, апельсиновой кожуры, черной смородины и др. - часто встречающиеся вкусовые ощущения плодов перца острого у разных видов.
Заключение.
Продолжительный период селекции (более 20 лет) в условиях пониженной теп-лообеспеченности зоны умеренного климата выявил влияние экологических и метеорологических факторов на генотип растения. Естественный отбор на периферии распространения культуры (в отдалении от центра происхождения) индуцирует адаптивные свойства организма к конкретным условиям посредством генетического дрейфа, что дает возможность целенаправленного использования этих изменений и позволяет закреплять их в потомстве с применением различных методов комбинаци-
Таблица 3
Содержание капсаицина, БАВ и уровень остроты у различных сортов перца острого,
2011-2013 гг.
Вид Сорт Острота, балл Капсаицин, мг!г сухого вещества ß-каротин, мг!г сухого вещества Витамин С, мг!100 г
C. chinense Jacq. Огненная дева S 0,62 0,107 123
C. baccatum L. Маленький принц 7 0,6б 0,094 90
C. baccatum L. Визирь 4 0,2б 0,166 126
C. frutescens L. Рябинушка 9 0,90 0,1 б2 116
C. frutescens L. Созвездие S 0,7S 0,0SS 144
Нива Поволжья № 3 (40) август 2016 es
онного скрещивания, расширяющих генетическую изменчивость количественных и качественных признаков, оценки и отбора.
Подбор линий и их группировка по адаптивным свойствам, целенаправленное скрещивание генетически, экологически и
географически разнокачественных генотипов, продолжительный отбор позволяют создать скороспелые, продуктивные, с высокими вкусовыми и технологическими качествами формы, адаптированные к условиям зоны умеренного климата.
Литература
1. Mamedov M. I., Pyshnaya O. N., Golubkina N., Dzhos E. A. Capsaicin content and the pungency level at the different hot pepper varieties of the genus Capsicum L. Scientific papers «Breeding and seed production of vegetable crops», 2009, vol. 42, p. 24-30, (In Russian)
2. American Space Trade Association. Raprika oleoresin FNP-1992-Vol.52
3. Andrews J. The peripatetic chili pepper: Diffusion of the domesticated Capsicums since Columbus. In Chilies to Chocolate: Food the Americas Gave the World; Foster, N., Cordell, L. S., Eds.; The University of Arizona Press: Tucson, AZ, USA, 1992, pp. 81-93.
4. Avise J. C. Phylogeography: The History and Formation of Species; Harvard University Press: Cambridge, MA, USA, 2000, p. 447.
5. Barbieri R. L., Neitzke R. S. Pimentas do genero Capsicum. Cor, fogo e sabor. In Origem e Evolugao de Plantas Cultivadas; Barbieri, R. L., Stumpf, E. R. T., Eds.; Embrapa: Brasilia, Brasil, 2008; pp. 728-745.
6. Carvalho S. I. C., Bianchetti L. B., Ribeiro C. S. C., Lopes C. A. Pimentas do género Capsicum no Brasil; Embrapa Hortaligas: Brasilia, Brasil, 2006, p. 27
7. Collins M. D., Mayer-Wasmund L., Bosland P. W. Improved method for quantifying capsaicinoids in Capsicum using high performance liquid chromatography//Horticulture Science, 1995.-Vol.30. -P.137-139.
8. Eshbaugh W. H. Peppers: History and exploitation of a serendipitous new crop discovery. In New Crops; Janick, J., Simon, J. E., Eds.; John Wiley & Sons: NY, New York, 1993, pp. 132-139.
9. Heiser C. B., Jr. Peppers. Capsicum (Solanaceae). In Evolution of Crop Plants, 2nd ed.; Smartt, J., Simmonds, N. W., Eds.; Longman Scientific & Technical: London, UK, 1995, pp. 449-451.
10. Loaiza-Figueroa F., Ritland K., Laborde Cancino J. A., Tanksley S. D. Patterns of genetic variation of the genus Capsicum (Solanaceae) in Mexico. Plant Syst. Evol. 1989, 165, 159-188.
11. Long-Solis J. Capsicum y Cultura: La Historia del Chilli, 2nd ed.; Fondo de Cultura Económica: Ciudad de México, México, 1998, p. 203.
12. Organization for Economic Co-operation and Development (OECD). Consensus Document on the Biology of the Capsicum annuum Complex (chili peppers, hot peppers and sweet peppers; OECD: Paris, France, 2006; Series on Harmonization of Regulatory Oversight in Biotechnology, Number 36; Available online: http://www. oecd. org/ehs/ (accessed 2 November 2009).
13. Pearsall D. M. The origins of plant cultivation in South America. In The Origins of Agriculture: An International Perspective; Cowan, C. W., Watson, P. J., Eds.; Smithsonian Institution Press: Washington, DC, USA, 1992, pp. 173-206.
14. Perry L., Dickau R., Zarrillo S., Holst I., Pearsall D. M., Piperno D. R., Berman M. J., Cooke R. G., Rademaker R., Ranere A. J., Raymond J. S., Sandweiss D. H., Scaramelli F., Tarble K., Zeidler J. A. Starch fossils and the domestication and dispersal of chili peppers (Capsicum spp. L.) in the Americas. Science 2007, 315, pp. 986-988.
15. Pickersgill B. P., Heiser C. B. Origins and distribution of plants domesticated in the New World Tropics. In Origins of Agriculture; Reed, C. A., Ed.; Mouton: The Hague, The Netherlands, 1977, pp. 803-835.
16. Pickersgill B. Migrations of chili peppers, Capsicum spp., in the Americas. In Pre-Columbian Plant Migration; Stone, D., Ed.; Harvard University Press: Cambridge, MA, USA, 1984, Volume 76, pp. 105-123.
17. Pickersgill B. The genus Capsicum: A multidisciplinary approach to the taxonomy of cultivated and wild plants. Biol. Zentralbl. 1988, 107, 381-389.
18. Pickersgill B. Domestication of plants in the Americas: insights from Mendelian and molecular genetics. Ann. Bot. 2007, 100, 925-940.
19. Reifschneider F. J. B. Capsicum. Pimentas e Pimentoes no Brasil; Embrapa Comunicagao para Transferencia de Tecnologia: Brasilia, DF, Brasil, 2000, p. 113.
20. Sanatombi K, Sharma G. J. Capsaicin content and pungency of different Capsicum spp. culti-vars // Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 2008.-Vol.36.-P.89-90.
21. Tilahun S., Paramaguru P., Rajamani K. Capsicum and ascorbic acid variability in chilli and paprika cultivars as revealed by HPLC analysis // Journal of Plant Breeding and Genetics, 2013.-Vol.1.-№ 2.-P.85-89.
UDK 635.64+631.52
MORPHOLOGICAL AND BIOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF THE VARIOUS PEPPER
SPECIES (CAPSICUM CHINENSE, C. FRUTESCENS, С. BACCATUM AND С. PUBESCENS)
IN A TEMPERATE CLIMATE ZONE
M.I. Mamedov, doctor of agricultural sciences; O.N. Pyshnaya, doctor of agricultural sciences, Ye.A. Jos, candidate of agricultural sciences; S.M. Nadezhkin, doctor of biological sciences;
N.A. Golubkina, doctor of agricultural sciences; A.A. Matukina, researcher
FSBEE All-Russian Scientific Research Institute of Vegetable breeding and Seed production, Moscow region, Odintsovo district, Russia, 143072, mubaris-mamedov@yandex. ru
Capsicum species are remarkable sources of antioxidant compounds, including capsaicinoids, which are responsible for the spicy flavor of pungent peppers. The article deals with the comparative assessment of pungency level of 13 chilli varieties of different origin by organoleptic, spectrophotometric and an HPLC method. The capsaicin concentrations were in the range of 1.0-7.15 mg/g d. w., the pungency level by Scoville scale was 17440-153120 SHU. The direct correlation between organoleptic evaluation and capsaicin content determined by spectrophotometric and HPLC methods was proved by the authors. Spectrophotometric method is stated to give overrate value of capsaicin concentration, especially in the samples with low pungency that is related with a lack of chromatographic separation of the elements of ethanol extract.
Keywords: chilli pepper, capsaicin, organoleptic, spectrophotometric, and HPLC methods, breeding, reproductive organs, seeds.
References:
1. Mamedov M. I., Pyshnaya O. N., Golubkina N., Dzhos E. A. Capsaicin content and the pungency level at the different hot pepper varieties of the genus Capsicum L. Scientific papers «Breeding and seed production of vegetable crops», 2009, vol. 42, P. 24-30, (In Russian)
2. American Space Trade Association. Paprika oleoresin FNP-1992-Vol.52
3. Andrews J. The peripatetic chili pepper: Diffusion of the domesticated Capsicums since Columbus. In Chilies to Chocolate: Food the Americas Gave the World; Foster, N., Cordell, L. S., Eds.; The University of Arizona Press: Tucson, AZ, USA, 1992, P. 81-93.
4. Avise J. C. Phylogeography: The History and Formation of Species; Harvard University Press: Cambridge, MA, USA, 2000, 447 p.
5. Barbieri R. L., Neitzke R. S. Pimentas do genero Capsicum. Cor, fogo e sabor. In Origem e Evolugao de Plantas Cultivadas; Barbieri, R. L., Stumpf, E. R. T., Eds.; Embrapa: Brasilia, Brasil, 2008; P. 728-745.
6. Carvalho S. I. C., Bianchetti L. B., Ribeiro C. S. C., Lopes C. A. Pimentas do género Capsicum no Brasil; Embrapa Hortaligas: Brasilia, Brasil, 2006, 27 p.
7. Collins M. D., Mayer-Wasmund L., Bosland P. W. Improved method for quantifying capsaicinoids in Capsicum using high performance liquid chromatography//Horticulture Science, 1995.-Vol.30. -P.137-139.
8. Eshbaugh W. H. Peppers: History and exploitation of a serendipitous new crop discovery. In New Crops; Janick, J., Simon, J. E., Eds.; John Wiley & Sons: NY, New York, 1993, P. 132-139.
9. Heiser C. B., Jr. Peppers. Capsicum (Solanaceae). In Evolution of Crop Plants, 2nd ed.; Smartt, J., Simmonds, N. W., Eds.; Longman Scientific & Technical: London, UK, 1995, P. 449-451.
10. Loaiza-Figueroa F., Ritland K., Laborde Cancino J. A., Tanksley S. D. Patterns of genetic variation of the genus Capsicum (Solanaceae) in Mexico. Plant Syst. Evol. 1989, 165, P. 159-188.
11. Long-Solis J. Capsicum y Cultura: La Historia del Chilli, 2nd ed.; Fondo de Cultura Económica: Ciudad de México, México, 1998, 203 p.
12. Organization for Economic Co-operation and Development (OECD). Consensus Document on the Biology of the Capsicum annuum Complex (chili peppers, hot peppers and sweet peppers; OECD: Paris, France, 2006; Series on Harmonization of Regulatory Oversight in Biotechnology, Number 36; Available online: http://www. oecd. org/ehs/ (accessed 2 November 2009).
13. Pearsall D. M. The origins of plant cultivation in South America. In The Origins of Agriculture: An International Perspective; Cowan, C. W., Watson, P. J., Eds.; Smithsonian Institution Press: Washington, DC, USA, 1992, P. 173-206.
14. Perry L., Dickau R., Zarrillo S., Holst I., Pearsall D. M., Piperno D. R., Berman M. J., Cooke R. G., Rademaker R., Ranere A. J., Raymond J. S., Sandweiss D. H., Scaramelli F., Tarble K., Zeidler J. A. Starch fossils and the domestication and dispersal of chili peppers (Capsicum spp. L.) in the Americas. Science 2007, 315, P. 986-988.
Нива Поволжья № 3 (40) август 2016 67
15. Pickersgill B. P., Heiser C. B. Origins and distribution of plants domesticated in the New World Tropics. In Origins of Agriculture; Reed, C. A., Ed.; Mouton: The Hague, The Netherlands, 1977, P. 803-835.
16. Pickersgill B. Migrations of chili peppers, Capsicum spp., in the Americas. In Pre-Columbian Plant Migration; Stone, D., Ed.; Harvard University Press: Cambridge, MA, USA, 1984, Volume 76, P. 105-123.
17. Pickersgill B. The genus Capsicum: A multidisciplinary approach to the taxonomy of cultivated and wild plants. Biol. Zentralbl. 1988, 107, P.381-389.
18. Pickersgill B. Domestication of plants in the Americas: insights from Mendelian and molecular genetics. Ann. Bot. 2007, 100, P. 925-940.
19. Reifschneider F. J. B. Capsicum. Pimentas e Pimentoes no Brasil; Embrapa Comunicagao para Transferencia de Tecnologia: Brasilia, DF, Brasil, 2000, 113 p.
20. Sanatombi K, Sharma G. J. Capsaicin content and pungency of different Capsicum spp. culti-vars // Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 2008.-Vol.36. - P.89-90.
21. Tilahun S., Paramaguru P., Rajamani K. Capsicum and ascorbic acid variability in chilli and paprika cultivars as revealed by HPLC analysis/Journal of Plant Breeding and Genetics, 2013. -Vol.1. -№ 2. - P.85-89.
УДК 633.15:631.174:631.811.89
БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ И РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА НА ПОСЕВАХ КУКУРУЗЫ
С. А. Семина, доктор с.-х. наук, профессор
ФГБОУ ВО Пензенская ГСХА, Россия, e-mail: [email protected]
Ю. А. Семина, канд. с.-х. наук
ФГБНУ ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур, Россия
Использование новых приемов и технологических процессов требует объективной оценки их преимуществ и недостатков. Такой объективной оценкой является определение биоэнергетической эффективности применения агротехнических приемов. Авторами проведена биоэнергетическая оценка применения различных средств химизации и регуляторов роста на посевах кукурузы. Исследования показали, что выход кормовых единиц при использовании минеральных удобрений в норме Ы120Р104К60, увеличился на 29,0.49,0 %. Внесение повышенной нормы минерального удобрения (Ы150Р130К75) увеличивало выход кормовых единиц на 34,1.55,9 %. На всех фонах корневого питания наибольший биоэнергетический КПД получен при фолиарной обработке Крезацином и Альбитом. Улучшение фитосанитар-ного состояния посевов при обработке гербицидами на неудобренном фоне способствовало увеличению сбора кормовых единиц на 7,4.19,9 %, а при внесении полного минерального удобрения в норме Ы120Р104К60 - на 5,9.13,8 %. На обоих фонах минерального питания наибольший эффект получен при двукратной обработке посевов гербицидами. Применение химических прополок повышало биоэнергетическую эффективность на 0,4.0,9 ед.
Ключевые слова: кукуруза, гербицид, регулятор роста, удобрения, урожайность, кормовые единицы, биоэнергетический коэффициент.
Кукуруза в современном сельском хозяйстве - основа кормовой базы животноводства [1]. При высоком продуктивном и адаптивном потенциале она способна эффективно использовать почвенно-климати-ческие факторы, хорошо отзываться прибавкой урожая на улучшение водного и пищевого режимов, общего агротехнического состояния посевов [2, 3]. Одним из факторов, определяющих продуктивность кукурузы, является минеральное питание [4-7]. Все возрастающий рост затрат невосполнимой энергии в агропромышленном
комплексе обусловил поиск направлений энергоэкономной интенсификации сельскохозяйственного производства. Одно из таких направлений - широкое применение методов «биологической коррекции» [8]. К весьма эффективным методам биологической коррекции продуктивности сельскохозяйственных культур на сегодняшний день относится некорневая обработка стимуляторами роста и развития растений, что позволит обосновать снижение норм внесения традиционных форм удобрений под сельскохозяйственные культуры при со-
