CC BY
28
вальная вспашка на 22...25 см с кротованием + внесение извести и удобрений + дискование) и посева бобово-злаковой травосмеси (люцерна синегибридная, 9 кг/га + кострец безостый, 12 кг/га + тимофеевка луговая, 8 кг/га). В зависимости от конкретных условий возможно применение отвальной вспашки.
С целью поверхностного улучшения естественных сенокосов на осушенных лугах с уровнем грун-
товых вод от 0,5 до 1,0 м рекомендуется подсевать бо-бово-злаковую травосмесь (люцерна синегибридная, 5 кг/га + кострец безостый, 6 кг/га + тимофеевка луговая, 4 кг/га) в предварительно разрыхленную дернину (дискование БДТ в 4 следа на 8... 10 см). Эффективно также «омоложение» травостоев (дискование в 2 следа БДТ на 8... 10 см) и щелевание на глубину 45...50 см с расстоянием между щелями 80 см.
СОДЕРЖАНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ОБОЛОЧКАХ И ЗАРОДЫШАХ СЕМЯН ЯРОВОГО РАПСА
ТВ. МА ЗЯРКИПА, кандидат сельскохозяйственных наук
Московский педагогтескийгосударственньшуншерситет
Шрот рапса, богатый минеральными солями, играет важную роль в обеспечении животных, а через их продукцию и человека, микроэлементами.
Целью нашего исследования было изучение содержания микроэлементов в оболочке и зародышах семян рапса с разной окраской семенной оболочки.
Провести анализ концентрации микроэлементов отдельно в оболочках и зародышах очень мелких семян рапса позволил новый метод ренгенофлуорес-центного анализа с использованием синхротронно-го излучения (РФАСИ) [1,5].
Образцы растирали в агатовой ступке до порошкообразного состояния. Навеску (30 мг) спрессовывали в таблетку диаметром 1 см, помещали между двумя фторопластовыми пленками толщиной 0,005 мм, вставляли в сопряженные кольца из тефлона и облучали синх-ротронным излучением. Сигнал флуоресцентного излучения фиксировали полупроводниковым детектором. В результате получали сложный спектр, в котором интенсивность линии каждого элемента зависела от концентрации его в образце. Измерение проводили на Станции элементного анализа Института ядерной физики СО РАН (накопитель ВЭПП-3). Для количественной характеристики спектров образцов осуществляли статистическую обработку данных на основе единого тонкого стандарта для образцов различной толщины с учетом пе-репоглощения характеристического излучения при известном составе базовых образцов. Точность анализа зависела от условий проведения измерений, параметров используемого детектора, массы образца, его полного химического состава, атомного веса и содержания каждого химического элемента в образце. При концентрации 10...100 мкг/г, атакже для Са и К, ошибка могла составлять 3... 15 %, 1... 10 мкг/г — 15...20 % (для элементов легче Ъа. до 35 %), ниже 1 мкг/г — 20...60 %.
Объектом исследований были семена обычной тем-носемянной популяции ярового рапса Новосибирская и двух инбредных линий из Р3 гибрвда Ещ1и х Новосибирская. Одна линия имела выровненные по цвету темносе-
рые семена (1-43), другая былажеятосемянной (Ли-1Р3).
Мы определили содержание в семенах рапса 32 микроэлементов. Характерным практически для всех образцов и, по-видимому, типичным для рапса оказалось присутствие и в оболочках, и в зародышах 11 из них. Одна из особенностей рапса — достаточно высокая концентрация стронция (Бг) и скандия (Бс), по наличию которых в других культурах нет сведений. Содержание Шэ, Вг, N1 и РЬ (до 5 мкг/г) и Со, Са, Мо, Бе, Щ (около 1 мкг/г) было небольшим, но они присутствовали и в оболочках, и в зародышах семян. Единичные образцы содержали Т1, который обнаруживался только в целых семенах или зародышах.
В семенных оболочках концентрация большинства важнейших микроэлементов во всех образцах была выше, чем в зародышах. Коэффициенты их соотношения варьировали в интервале от 0,3 до 4,4 (табл. 1).
Содержание Са в оболочках в 1,5-2,5 раза, а у линии 1-43 с темносерыми семенами почти в 4,5 раза, превышало его концентрацию в зародышах. По-ви-димому, это обусловлено использованием кальция растениями в основном в качестве строительного материала для клеточных стенок. Придавая им прочность, он защищает организм от внешних повреждений и проникновения инфекции, поддерживает целостность мембран клетки и обеспечивает водоудерживающую способность протоплазмы.
Ферменты с участием меди играют важную роль в биосинтезе каротиноидов и часто входят в качестве одного из компонентов в металло-антоциановые комплексы [3,8]. Концентрация этого элемента в оболочках темноокрашенных семян обычных сортов и из потомства желтосемянных форм, которые содержат больше упомянутых пигментов [4], было выше, чем в светлоокрашенных семенах.
Семенные оболочки содержали намного больше Б г, чем зародыши. Близость размеров ионов дает основание предполагать, что стронций способен замещать кальций в некоторых обменных реакциях. В оболочках семян ярового рапса отмечено значительное количество скандия (Бс). О роли этого микроэлемента в жизни растений вообще нет сведений. Он обладает повышенной прочностью, высокой температурной и
Таблица 1. Содержание наиболее важных микроэлементов в оболочках и заро- вития яйцеклетки и зародыша, дышах семян (мкг/г) ярового рапса
У некоторых образцов и в оболочках, и в зародышах найдены в очень небольших количествах (в десятых долях мкг/г) Мо и Со, содержание которых у большинства растений сильно колеблется в зависимости от почвенных и климатических условий. Однако эти элементы играют очень важную роль в жизни растений и животных. *к — коэффициент отношения концентрации микроэлементов в оболочке к со- Возможно,ихнеудалосьобна-
Популяция Часть семени Доля % Элемент
Са К Ге Мп 2п Эг Си
Новосибир- оболочка 14,3 10100 4100 110 69 33 50 17
ская зародыш 6580 5500 59 71 67 12 9
к* 1,5 0,7 1,9 0,97 0,5 4,2 1,9
1-43 оболочка 13,8 25000 6850 96 40 14 74 18
(серосемянная) зародыш 5650 7650 57 60 42 20 8
к 4,4 0,8 1,7 0,7 0,3 3,7 2,2
Ли-1Р3(жел- оболочка 12,5 15650 5250 76 27 12 42 9
тосемянная) зародыш 6100 6500 51 27 26 15 5
к 2,6 0,8 1,5 0,7 0,5 2,8 1,8
держанию их в зародыше
радиационной устойчивостью. По физическим, химическим и кристаллографическим свойствам некоторых соединений скандий близок к Бе, Мп, А1, М§. Он образует прочные связи с ОН-группами. Повышенная склонность !5с к гидратации обусловливает образование устойчивых полимерных комплексов [6]. В зародышах семян рапса его присутствие не обнаружено.
Содержание Вг в оболочках было несколько выше. В целом его концентрация оказалась незначительной, хотя этот элемент может играть очень важную роль в жизни растений.
Разница по содержанию Мп в оболочках и зародышах была небольшой. Наряду с Са, он способствует избирательности ионообмена растительного организма с внешней средой [7]. Благодаря способности легко менять валентность, этот элемент прямо или косвенно, как Си и Бе, участвует во многих окисли-тельно-восстановительных реакциях и др. Несколько повышенную его концентрацию в зародышах можно объяснить тем, что он может активировать реакции карбоксилирования, декарбоксилирования и обратимого декарбоксилирования ди- и трикарбо-новых кислот в процессе синтеза жирных кислот [2].
Зародыши семян рапса содержали больше К и Ъп. Повышенная концентрация калия, вероятно, связана с его активным участием в транспорте ассимиля-тов к органам запасания. Этот элемент специфично активирует более 40 ферментов и ферментных систем, многие из которых обеспечивают прорастание семян.
Значительное содержание Тп в зародышах, скорее всего, обусловлено его участием в формировании генеративных органов растения и обеспечении нормального раз-
ружить во всех изученных образцах по причине очень низкой концентрации.
Для определения влияния на содержание микроэлементов условий внешней среды при выращивании растений в разные годы были проведены анализы семян генетически более однородных линий 1-43 и Ли- 1Р3. Образцы отбирали из урожаев, полученных в контрастные по гидротермическим условиям годы (1999 г. был острозасушливый, с температурами в период вегетации растений выше среднемноголетних более чем на 1° С, а 2001 г., наоборот, переувлажненный, с температурами ниже нормы).
Разница содержания микроэлементов в оболочках семян, полученных в разные годы, была практически в пределах ошибки. Концентрация практически всех микроэлементов в семенах гибрида Ли-1Б3 была ниже, чем у линии с темносерой окраской семян 1-43. Это обусловлено более низким содержанием их в семенной оболочке, что подтверждают величины коэффициента к (по мере уменьшения толщины оболочки он также снижался). В то же время концентрация Са и К у семян с желтой окраской гибрида Ли-Ш3 оказалась выше, чем у обычной темно-семянной популяции Новосибирская.
Таким образом, результаты наших исследований подтвердили предположение, что у «ООО» сортов рапса (безэруковых, низкоглюкозинолатных и светло-семянных) можно ожидать снижения концентрации микроэлементов в оставшейся после извлечения масла рапсовой муке. Однако в каждом конкретном случае их содержание во многом зависит от генотипа растений. Условия года влияют на величину этого показателя несущественно.
Литература.
1. Барышев В.Б. Рентгенофлуоресцентный элементный анализ с использованием синхротронного излучения. Обзор /В.Б.Барышев, Ю.П-.Колмогоров, Г.Н.Кулипанов, А.Н.Скринский //Журн. аналитической химии. — 1986.- Т.41, №3.- С.389-401.
2. Гребинский С.О. Влияние окислителей на образование и свойства эфирного масла у растений / С.О.Гребинский, ЛАЛюкова //Докл. АН. -1952. - Т.84, №4. - С.773.
3. Гринкевич Н.И. Влияние меди на биосинтез флавоноидов, алкалоидов и других биологически активных веществ/Н.И.Гринкевич, В.В.Ковальский, И.Ф.Грибовская //Биологическая роль меди,-М., 1970. - С. 333.
4. Денисова Э.В. Содержание пигментов в темно- и желтоокрашенных семенах ярового рапса/ Э.ВДенисова //Сиб.вестн. с.-х. науки. - 2002. - №1-2. - С.28-31.
5. Ковальская ГА. Количественная интерпретация измерения интенсивности линий характеристического спектра биологических образцов /ГА.Ковальская //Сиб.экол. журнал. — 2000. - №1. - С.93-96.
6. Комиссарова Л.Н. Неорганическая и аналитическая химия скандия/Л.Н.Комиссарова. - М.: Эдиториал УРСС, 2001. - 512 с.
7. Леванидов Л.Я. Биохимические факторы миграции марганца в биосфере /Л.ЯЛеванидов //Марганец как микроэлемент в связи с биохимией и свойствами танидов. - Челябинск, 1961. - С.4.
8. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений/ М.Я.Школьник. - Л.: Наука, 1974. — 323 с.
