CC BY
17типов растительности или их формаций в соответствии со своей экологии и биологическими особенностями.
К таким относятся иргайники - Cotoneaster multiflorus, C. insignis, C. hissaricus и полынники -Artemisia glaucina и A. persica. Нередко эти кустарники сплошные и почти чистые заросли встречаются и на каменистых сухих поймах рек. Здесь господствующих кустарников мало и они встречаются единично.
Ключевые слова: кустарники, ксерофиты, полынники, сопутствующего, экологические группы, биоморфы, фитоценозы, формации, полидоминантные, эдификаторы.
XEROPHILUS SHRUBS AND DWARF SHRUBS OF THE ISKANDER RIVER BASIN AND THE SOUTHERN SLOPE OF THE ZERAVSHAN RIDGE
Shrubs in the pool are represented by quite significant species diversity. There are more than 66 species of them here, which makes up 6.7% of the entire flora. They belong to different ecological groups and biomorphs. Most of them do not have an independent phytocenotic value. Each of these species, as a companion, penetrates into communities of different types of vegetation or their formations in accordance with its ecology and biological features. These include irzhayniki: Cotoneaster mulliflorus, C. insignis, C. hissaricus and wormwoods - Artemisia and A. persica. Often these shrubs are solid and almost clean thickets found on dry rocky floodplains. Here the dominant shrubs are few and they are found sporadically.
Key words: shrubs, xerophytes, wormwoods, concomitant, ecological groups, biomorphs, phytocenoses, formations, polydominant, edificators.
Сведения об авторе:
Давлатов А. к.б.н., доцент зав лаб. систематики высших растений и интродукции института ботаники, физиологии и генетики АН Таджикистан.
About the author:
Davlatov A. Ph.D., Associate Professor Head of Lab. systematics of higher plants and products of the Institute of Botany, Physiology and Genetics of the Academy of Sciences of Tajikistan.
УДК 581. 132. 633. 11
ВЛИЯНИЕ КЛИМАТООБРАЗУЮЩИХ ФАКТОРОВ НА СОДЕРЖАНИЕ ОБЩЕГО БЕЛКА И КРАХМАЛА В ЗЕРНЕ ПШЕНИЦЫ
Хасанова Н.Дж., Атоев М. Х., Абдуллаев А., *Шарипов М.М.
Институт ботаники, физиологии и генетики растений Академии наук Республики Таджикистан *Таджикский государственный педагогический университет им. Садриддина Айни
В последние годы все больше возрастает интерес к изучению физиолого-биохимических процессов у высших растений при стрессовых условиях с целью повышения их устойчивости к воздействию неблагоприятных факторов среды. В связи с этим изучение действия неблагоприятных факторов внешней среды на физиолого-биохимические процессы растительных организмов стало одним из приоритетных направлений в области физиологии и биохимии растений [7, 8, 9].
Известно, что эти неблагоприятные факторы приводят к нарушениям синтетической способности растений, распаду белков, к изменениям коллоидно-химического состояния цитоплазмы и в целом к снижению накопления растениями органического вещества. В этом плане исследования физиологии пшеницы в стрессовых условиях имеют важное научно-практическое значение для управления продукционным процессом при неблагоприятных условиях среды [9, 4].
Пшеница - одна из наиболее древних и распространенных культур на земном шаре, и она служит основным продуктом питания, примерно для 35 % населения земли. Ее ценность в большой степени определяется ее химическим составом, технологическими и пищевыми достоинствами. Это свойство тесно связано с особенностями сортов и условиями их выращивания [2, 3, 5, 6].
Нами в модельных экспериментах исследовалось влияние климатообразующих факторов среды и их взаимодействие на продуктивность пшеницы. Изучение данного вопроса является важным для понимания механизмов адаптации растений к воздействию этих факторов.
Условия, объекты и методы исследований. Полевые опыты проводились на экспериментальном участке Института физиологии растений и генетики АН Республики Таджикистан (г. Душанбе), расположенном в восточной части Гиссарской долины на высоте 834 м над ур. моря. Климатические условия Гиссарской долины характеризуются резкими сезонными колебаниями температуры и влажности. Среднегодовая температура воздуха составляет 14,2 оС, сумма эффективных температур (выше 10 оС) - 4700-4900 0 С. Среднегодовая сумма осадков - 610 мм и их основное количество (до 90%) приходится на зимне-весенний период. Среднегодовая относительная влажность воздуха - 60%. Общее количество приходящей солнечной радиации за год составляет 7600 мДж/м 2, а фотосинтетической активной радиации (ФАР) - 3200 мДж/м 2 [1].
Для изучения действия водного стресса, начиная с фазы трубкования, часть растений не поливалась до фазы созревания. В течение этого срока через каждые 10 дней отбирались почвенные пробы для определения влажности в корнеобитаемой зоне. Для этого через каждые 10 см глубины почвы в алюминиевые бюксики отбирались пробы в трёх повторностях. Уровень влажности 50-55% от 1111В (предельная полевая влагоёмкость) достигался через 20-25 дней после прекращения полива. Исходная влажность почвы была 7580% от ППВ. Этот уровень влажности в контрольном варианте поддерживался путём бороздкового полива через каждые 10-12 дней. Опытные участки, подсушенные до уровня влажности завядания, были опытным вариантом, который условно назывался «почвенная засуха».
Объектами исследования служили перспективные: местные сорта мягкой пшеницы Зафар и Алекс (Triticum aestivum L), различающиеся по происхождению и широко возделываются в Таджикистане.
Растения сортов мягкой пшеницы Зафар и Алекс выращивались в вегетационных сосудах (22 кг почвы). Сосуды с растениями были разделены на две группы: первая -растения выращивались в условиях оптимальной почвенной влажности - 78-80% от ППВ (предельная полевая влагоёмкость), вторая - растения выращивались в условиях недостаточной почвенной влажности - 50-55% от ППВ. Первая и вторая группы сосудов были размещены в четырех микротеплицах, в которых были созданы условия воздействия разных видов экологического стресса: вариант 1 -высокая температура (35...40 0 С), вариант 2 - высокая концентрация О з (0,13 мг/м ), вариант 3 - высокая концентрация СО 2 (0,08%) и вариант 4 - сочетание всех этих трех факторов одновременно (О 3+СО 2+высокая температура).
В культивационных сооружениях и вегетационных камерах проводили эксперименты с повышением температуры на 10-12 °С, повышением концентрации углекислого газа СО 2 и озона О 3. Измерения концентрации СО 2 проводили газоанализатором диоксида углерода «ОПТОГАЗ-500.4 С», а измерения концентрации О 3 проводили оптическим газоанализатором озона «Ф-105». Подача О 3 в теплицы осуществляли озонаторами «Aqua Medic Ozone 300» и «Ozone 1500», а СО 2 из баллона через редуктор. Поддерживали концентрации газов в теплицах с 8 до 15 ч ежедневно.
Для проведения экспериментов с повышенной концентрацией озона и углекислого газа в вегетационных камерах изготовлены четыре камеры объёмом 0,57 кубических метра каждая.
■Д>
Схема вегетационной камеры для выращивания растений.
Обозначение: 1-внутренняя оболочка камеры; 2-внешняя оболочка камеры; 3-полость между внешней и внутренней оболочкой камеры; 4-окошко; 5-подставка; 6-сосуды с растениями; 7-вентилятор; 8-отверстия во внешней оболочке; 9-отверстия во внутренней оболочке; 10-отверстие в подставке камеры; 11-тумблер; 12-вход воздуха в камеру вентилятора; 13-отверстия для подачи газов в камеру вентилятора; 14-камера вентилятора.
Содержание общего белка определяли биуретовым методом. Содержание крахмала определяли микрометодом по реакции салициловой кислоты с йодом.
Статистический анализ полученных данных проводили с использованием программы «Microsoft Excell» (версия 2007) на персональном компьютере.
Результаты исследований и их обсуждение. В таблице представлено содержание крахмала и белка в зависимости от воздействия температурного режима, концентрации атмосферного озона и углекислого газа в зернах пшеницы сортов Зафар и Алекс.
Из данных таблицы следует, что наибольшее количество крахмала (42,3%), содержится в зернах пшеницы сорта Зафар, произрастающего в полевых условиях при воздействии температуры. В условиях почвенной засухи содержание крахмала снизилось до 28%. У сорта Алекс эти показатели в тех же условиях составляли 40,0 и 34,0 %, соответственно. Самые низкие показатели по содержанию крахмала в обоих сортах прослеживаются при воздействии углекислого газа в условиях почвенной засухи: для сорта Зафар - 28,7%, а для сорта Алекс - 29,4%.
Под влиянием озона содержание крахмала значительно снижалось, однако в полевых условиях воздействие озона способствовало повышению количества крахмала, которое составляло для сорта Зафар - 43,0%, а для сорта Алекс - 41,6%.
Таблица
Содержание общего белка и крахмала в зернах пшеницы сорта Зафар и Алекс в _зависимости от температуры, содержания озона и СО 2 _
Условия произрастания Сорт Содержание крахмала, % Содержание белка, %
Полив, toC Зафар 32,3 11,6
Засуха, toC Зафар 28,8 11,7
X ей Поле, toC Зафар 42,3 7,8
К Полив, toC Алекс 34,0 11,6
ей m Засуха, toC Алекс 35,0 10,8
Поле, toC Алекс 40,0 11,3
Полив, О 3 Зафар 26,0 11,3
Засуха, О 3 Зафар 28.5 10,0
К а Поле, О 3 Зафар 43,0 11,0
К а Полив, О 3 Алекс 30,0 12,0
ей РЭ Засуха, О 3 Алекс 26,0 12,0
Поле, О 3 Алекс 41,6 11,3
Полив,СО 2 Зафар 29,0 10,8
т Засуха,СО 2 Зафар 29,4 11,7
X ей Поле, СО 2 Зафар 32,5 10,5
К а Полив, СО 2 Алекс 29,0 11,3
ей т Засуха, СО 2 Алекс 28,7 11,8
Поле, СО 2 Алекс 35,7 9,75
Полив, О 3+ СО 2 Зафар 27,3 11,8
Засуха, 0С+О 3+ СО 2 Зафар 31,6 10,0
я ей Поле, О 3+ СО 2 Зафар 33,0 10,8
К Л Полив, О 3+ СО 2 Алекс 32,7 9,76
ей т Засуха, ^С +О 3+ СО 2 Алекс 31,0 8,05
Поле, О 3+ СО 2 Алекс 35,5 10,8
Примечание: вариант 1 - высокая температура (35...40 0 С), вариант 2 -высокая концентрация О 3 (0,13 мг/м 3), вариант 3 - высокая концентрация СО 2 (0,08%) и вариант 4 -сочетание всех этих трех факторов одновременно (О 3+СО 2+высокая температура).
Неблагоприятное влияние оказывает комплексное воздействие почвенной засухи и озона, даже при оптимальном влагообеспечении. При данных условиях возделывания пшеницы содержание крахмала у сорта Зафар снизилось до уровня 28,5-26,0%, а у сорта Алекс до 30,0-26,0%. Благоприятное воздействие на содержание крахмала оказывала температура окружающей среды. В данных условиях количество крахмала достигало максимальной величины, и составляло для обоих сортов 42,3-40,0%.
Из данных таблицы следует, что под воздействием высокой концентрации озона, углекислого газа и экстремальных температур изменяется также содержание белка в зернах пшеницы. Как видно, максимальное содержание белка в зернах пшеницы сорта Алекс (12%) было в условиях засухи и воздействия озона, а минимальное - в условиях засухи, высокой температуры и высокой концентрации озона, и углекислого газа (8,05%). У сорта Зафар минимальное содержание белка наблюдалось при высокой температуре (7,8%), а максимальное в условиях полива при комплексном воздействии озона, углекислого газа и экстремальных температур (10,8%).
Результаты исследований показали, что коэффициент соотношения крахмала к белку также зависит от условий произрастания. Самый высокий показатель был у сорта Зафар (5,37) при воздействии температур в полевых условиях, у сорта Алекс намного ниже (3,53). Низкие показатели выявлены для обоих сортов в условиях засухи и воздействия озона (2,22,85).
Таким образом, на основании представленных данных можно сделать следующее заключение: почвенная засуха и воздействие озона способствуют снижению содержания крахмала до 26%, и повышению количества белка в зернах пшеницы обоих сортов до 12%. Возделывание пшеницы в условиях экстремальных температур способствует повышению уровня крахмала до 42% и снижению содержания белка до 7,8%. Полученные данные по степени содержания белка, крахмала и по соотношению основных компонентов в зернах пшеницы сортов Зафар и Алекс, выращенных в экстремальных условиях, способствуют определению качества продукции, устойчивости к стрессовым факторам природных условий и степени пропорциональности накопления запасных веществ в зависимости от условий выращивания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Агроклиматические ресурсы Таджикской ССР. - Душанбе, 1982, 226 с.
2. Амонов Б.П. Биохимическая оценка зерна некоторых сортов пшеницы в зависимости от природно -климатических условий регионов выращивания. Автореф. дисс. канд. биол. наук. Душанбе, 2006, 22 с.
3. Гайратов М.Х., Нигмонов М., Абдуллаев А. Электрофоретические исследования состава глиадина мягких и твёрдых сортов пшеницы в различных условиях Таджикистана //Доклады АН РТ, 2004, № 6, С. 11 -21.
4. Каримов Х.Х. Приоритетные направления научных исследований по влиянию изменения климата на биоразнообразие // Известия АН РТ. 2008. № 1 (162) С.7-14.
5. Ниязмухамедова М.Б., Рахимов М.М., Косумбекова Ф.А., Камолов Н. Структура колоса и урожайность пшеницы, выращенной в условиях богары и полива // Известия АН РТ, № 4 (177), 2011, С. 33-38.
6. Сабоиев И. А., Касымова Г.Ф., Абдуллаев А., Эргашев А., КаримовХ Х., Рахимов М. Влияние почвенной и атмосферной засухи на продуктивность и содержание крахмала и белка в зерне различных сортов пшеницы //Доклады АН РТ. 2010, т. 53. № 2. С. 148- 152.
7. Crabbe M.J.С. Climate change and tropical marine agriculture // J. Ex. Botany. - 2009. v. 60, № 10, Pp. 2839-2844.
8. Reyer C., Bachinger J., Bloch R. and et al. Climate change adaptation and sustainable regional development: a case study for the Federal State of Brandenburg, Germany // Reg. Environ Change. - 2012. Рр. 523-542.
9. Semenov M.A, Halford N. G. Identifying target traits and molecular mechanisms for wheat breeding under a changing climate // J. Ex. Botany. - 2009. v. 60, № 10, Рр. 2791-2804.
ВЛИЯНИЕ КЛИМАТООБРАЗУЮЩИХ ФАКТОРОВ НА СОДЕРЖАНИЕ ОБЩЕГО БЕЛКА И КРАХМАЛА В ЗЕРНЕ ПШЕНИЦЫ
В данной статье приводятся результаты экспериментальных исследований по влиянию климатообразующих факторов на содержание общего белка и крахмала в зерне местных сортов пшеницы Зафар и Алекс (Triticum aestivum L.).
Ключевые слова: климатообразующие факторы, пшеница, белок, крахмал.
INFLUENCE OF CLIMATIC FORMING FACTORS ON THE CONTENT OF GENERAL PROTEIN AND STARCH IN WHEAT GRAIN
This article presents the results of experimental studies on the influence of climate-forming factors on the total protein and starch content in the grain of local wheat varieties Zafar and Alex (Triticum aestivum L.).
Key words: climate-forming factors, wheat, protein, starch.
Сведения об авторах:
Хасанова Нигора Джамшедовна, магистр 2-го курса Института ботаники, физиологии и генетики растений АН РТ. 734017, Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул. Карамова, 27, тел: 92-735-80-60
Атоев Мухаммадиршод Хцзбуллоевич, к.б.н., старший научный сотрудник Института ботаники, физиологии и генетики растений АН РТ. 734017, Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул. Карамова, 27, тел: 904-10-35-80. э-почта: irshod [email protected]
Абдуллаев Абдуманон, д.б.н., профессор, член корр. АН РТ, заведующий лабораторией биохимии фотосинтеза Института ботаники, физиологии и генетики растений АН РТ. 734017, Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул. Карамова, 27, тел: 918-61-28-42, E-mail: abdumanon@mail. ru
Шарипов Мухибулло Махмадуллоевич, ассистент кафедры ботаники биологического факультета ТГПУ им. С.Айни, Республика Таджикистан, 734003, г. Душанбе, Рудаки 121. тел: 882-88-85-56
Information about authors:
Hasanova Nigora Jamshedovna, master of science of the 2 nd course of the Institute of Botany, Plant Physiology and Genetics, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan. 734017, Republic of Tajikistan, Dushanbe, st. Karamova, 27, tel: 92-735-80-60
Atoev Muhammadirshod Hizbulloevich, candidate of biological science, senior researcher of Institute of Botany, Plant Physiology and Genetics, Academy of Sciences of the Republic of Tatarstan. 734017, Republic of Tajikistan, Dushanbe, st. Karamova, 27, tel: 904-10-35-80. E-mail: irshod 1987@,mail.ru
Abdullaev Abdumanon, doctor of biological sciences, professor, corresponding member of AS RT, head of the laboratory of biochemistry of photosynthesis of the Institute of Botany, Physiology and Genetics of Plants of the AS RT. 734017, Republic of Tajikistan, Dushanbe, st. Karamova, 27, tel: 918-61-28-42, e-mail: [email protected]
Sharipov Muhibullo Mahmadulloevich, assistant of the Department of Botany, Faculty of Biology of TSPU named after S.Aini, Republic of Tajikistan, 734003, Dushanbe, Rudaki, 121. tel: 882-88-85-56 ' ' '
