Сельскохозяйственная биология, 2010, № 1, с. 90-95.

УДК 634.7:631.563.8:631.8

СТИМУЛЯЦИЯ РОСТА И ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ХОЛОДИЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ ЯГОД ЖИМОЛОСТИ (Lonicera L.) И ОБЛЕПИХИ (Hippophae L.) ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ РАСТЕНИЙ АМИНОКИСЛОТНЫМ ПРЕПАРАТОМ БКА

С.В. МУРАШЕВ¹, А.Ю. БЕЛОВА¹, В.Г. ВЕРЖУК²

На растениях жимолости (Lonicera L.) сорта Амфора и облепихи (Hippophae L.) сорта Обильная в полевых опытах изучали влияние обработки разными дозами аминокислотного препарата БКА в период цветения на изменение массы ягод, содержание физиологически активных веществ и естественную убыль. Одним из факторов, обеспечивающих защиту ягод при хранении, по-видимому, служит повышенное содержание органических кислот. Отмечается возможность прогнозирования лежкости ягод по содержанию в них органических кислот и величине рН клеточного сока.

Ключевые слова: стимуляция роста, развитие растений, бутонизация, цветение, хранение, органические кислоты, фенольные соединения.

Для ягодных культур с плодами, имеющими нежную и сочную мякоть, доставка и хранение продукции с минимальными потерями и без ущерба для качества составляют значительную проблему. Одним из перспективных способов ее решения может стать обработка ягодных растений аминокислотным препаратом БКА (гигроскопичный порошок, растворимый в воде), эффективность которого уже показана на картофеле и овощных культурах (1, 2). Так, рост урожайности картофеля после использования БКА составил в среднем около 25 %, содержания крахмала — 15-17 %, а потери, связанные с физиологическими заболеваниями и микробиальным поражением клубней, снизились до 2 %.

Мы оценили результаты выращивания и холодильного хранения ягод жимолости и облепихи, содержащих большое количество биологически активных веществ, при применении аминокислотного препарата БКА в качестве стимулятора роста растений.

Методика. Обработку растений жимолости (Lonicera L.) сорта Амфора и облепихи (Hippophae L.) сорта Обильная осуществляли на Павловской опытной станции Всероссийского НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова (Ленинградская обл., 2005-2007 годы).

Препарат БКА («Белкозин», Россия), использованный в качестве регулятора роста, получают частичным кислотным гидролизом экологически чистых коллагенсодержащих отходов мясопереработки с образованием набора олигопептидов и примеси небольшого количества свободных аминокислот (аминокислотный состав соответствует таковому коллагена).

В период бутонизации—начала цветения в сухое время суток растения опрыскивали водным раствором БКА (1 л на растение) в следующих концентрациях: для жимолости — 200, 400, 600, 800, 1000 и 1200, для облепихи — 200, 400, 600 и 800 мг/л (опыт). Эффективной считали концентрацию стимулятора, при которой одновременно наблюдалось наибольшее увеличение массы ягод и содержания в них биологически активных веществ при наименьшей естественной убыли в период холодильного хранения. Одновременно контрольные растения обрабатывали равным количеством воды. В каждом варианте обработке подвергали по 5 кустов жимолости и деревьев облепихи. При уходе за растениями в течение вегетационного периода применяли комплекс необходимых агротехнических приемов (обрезка, рыхление, прополка и т.д.), возраст насаждений — 7-8 лет.

Собранные ягоды (для каждого варианта — с 5 растений) хранили в стандартных холодильниках при температуре 2-4 °С в течение 4 нед. Анализ содержания сухих веществ, органических кислот, рН и активности пероксидазы сока выполняли в соответствии с описанием (3), естественную убыль ягод определяли взвешиванием. Оптическую плотность при длине волны 496 нм (D496) измеряли на спектрофотометре Specord M40 (Германия).

Статистическую обработку данных проводили по Б.А. Доспехову (4). Результаты.При оценке влияния обеих культур общей закономерностью оказалось увеличение средней массы ягод по сравнению с контролем при обработке растений раствором стимулятора в концентрации 400 мг/л. В то же время следует отметить, что, во-первых, у облепихи этот эффект был ниже, чем у жимолости, во-вторых, только у жимолости после снижения показателя при концентрации стимулятора 600 мг/л происходил его дальнейший рост при концентрациях препарата выше 600 мг/л с наибольшим увеличением массы ягод при концентрации стимулятора 1200 мг/л (второй экстремум). Особенностью облепихи было плавное уменьшение массы ягод при росте концентрации стимулятора от 400 до 800 мг/л.

Увеличение массы ягод вследствие стимулирующего эффекта может иметь практическую значимость только в сочетании с ростом содержания биологически активных веществ и уменьшением естественной убыли при хранении. При оценке качества ягод с обработанных растений оказалось, что у жимолости содержание сухих веществ повышалось при концентрациях стимулятора 200 и 600 мг/л. Этим же значениям концентраций соответствовало наименьшее увеличение массы ягод в опыте по сравнению с контролем. Напротив, в варианте с концентрацией 400 мг/л наблюдалось незначительное уменьшение содержания сухих веществ с одновременным повышением массы ягод. При концентрациях раствора стимулятора от 800 до 1200 мг/л (когда значения массы ягод далее возрастали) уменьшение содержания сухих веществ в ягодах было значительным.

У облепихи содержание сухих веществ в ягодах также оказалось наименьшим (в том числе по сравнению с контролем) при концентрации раствора стимулятора 400 мг/л, однако по уменьшению этого показателя облепиха превосходила жимолость. В вариантах с растворами стимулятора 200 и 600 мг/л у облепихи, как и у жимолости, регистрировали рост содержания сухих веществ в ягодах, в вариантах с концентрациями раствора выше 600 мг/л — его снижение.

Выявленное изменение содержания сухих веществ в ягодах при обработке свидетельствует о влиянии аминокислотного стимулятора на водный режим и влагоудерживающую способность растительных тканей (5). В результате возрастает масса и сочность ягод, что улучшает их органолептические свойства, но затрудняет хранение из-за микробиального поражения и потерь массы вследствие испарения воды (5).

Известно, что на эффективность хранения растительного сырья с повышенной сочностью влияют активная кислотность и количество органических кислот в тканях (6). У жимолости и облепихи эти показатели приобретали экстремальные значения (содержание органических кислот наибольшее, а величина рН сока — наименьшая) при концентрации стимулятора роста 400 мг/л. В остальных вариантах опыта ягоды как жимолости, так и облепихи по содержанию органических кислот, величине рН и длительности хранения уступали полученным с растений, обработанных стимулятором в концентрации 400 мг/л. Отметим, что рН ягодного сока может также зависеть от содержания в нем ионов металлов (К⁺ и др.) (7).

В то же время у жимолости во всех вариантах опыта, кроме обработки стимулятором в концентрации 400 мг/л, ягоды по этим показателям уступали контролю, у облепихи — во всех вариантах превосходили его.

Таким образом, единственный из использованных вариантов обработки растений облепихи и жимолости, который способствует продолжительному хранению и улучшает этот показатель по сравнению с контролем, — это применение стимулятора в концентрации 400 мг/л. При указанной обработке содержание воды увеличивается при существенном росте содержания органических кислот и уменьшении рН ягодного сока. Известно, что изменение рН в сторону более кислых значений делает условия для развития патогенных микроорганизмов в содержимом ягод менее благоприятными (3). Кроме того, карбоксильные группы по сравнению с другими гидрофильными группами (-NH₂, -ОН, -SH, =NН), которые входят в состав молекул, содержащихся в тканях ягод, характеризуются наибольшей энергией связи с водой (5). Следовательно, органические кислоты способны эффективно переводить воду из свободного состояния в связанное, что положительно влияет на сокращение испарения и одновременно понижает криоскопическую температуру, делая ягоды более устойчивыми к пониженным температурам (9). Кислая среда, предупреждая развитие патогенных микроорганизмов, также предотвращает раннее развитие окислительного стресса, который в настоящее время рассматривается как основная причина старения и некроза клеток (6).

Подтверждение выводов о преимущественном влиянии органических кислот на эффективность хранения ягод было получено при сопоставлении значений естественной убыли по вариантам опыта и в контроле в течение холодильного хранения. Наименьшую убыль для ягод обеих культур выявили при использовании стимулятора в концентрации 400 мг/л. При визуальных наблюдениях у облепихи образование плесени раньше всего отмечали на ягодах, полученных с растений, обработанных стимулятором в концентрациях 600 и 800 мг/л, позже всего — в концентрации 400 мг/л (контроль занял промежуточное положение). У жимолости плесень раньше всего образовалась в контроле и на ягодах с растений, обработанных БКА в концентрации 400 мг/л.

Индукция синтеза пероксидаз считается одной из ранних реакций растения на заражение микробным патогеном. Пероксидазы участвуют в лигнификации, процессах заживления ран и генерации свободных радикалов, обладающих антимикробным действием (10). В наших опытах у жимолости активность пероксидазы сока ягод в контроле составила 23, при обработке растений БКА в концентрации 200, 400, 600, 800, 1000 и 1200 мг/л — соответственно 15; 6; 17; 27; 25 и 30 мг J₂/г; у облепихи — соответственно 15 (контроль); 13; 8; 19 и 24 (концентрации 1000 и 1200 мл/л не использовали) (приведены НСР при уровне значимости 5 %). То есть наименьшую активность пероксидазы в ягодах обоих видов регистрировали в варианте с обработкой растений раствором стимулятора в концентрации 400 мг/л, обусловливающей наибольшую кислотность в тканях ягод. Очевидно, кислая среда препятствует поражению ягод микробным патогеном и тем самым предупреждает активацию пероксидаз (3).

Для ягод облепихи уменьшение естественной убыли в процессе хранения (по сравнению с контролем) при концентрации стимулятора 400 мг/л составило меньшую величину, чем для ягод жимолости. У ягод обоих видов в вариантах с обработкой в дозе 200 и 600 мг/л убыль была меньше, чем при более высоких концентрациях стимулятора, несмотря на ухудшение показателей рН, что, вероятно, связано с большим содержанием сухих веществ.

По результатам биохимических исследований ягод жимолости и облепихи после 4 нед холодильного хранения (см. табл. 2) оптимальным оказался вариант применения стимулятора в концентрации 400 мг/л: в ягодах облепихи было зафиксировано наибольшее содержание органических кислот, жимолости — витамина С и органических кислот. Более кислая среда способствует сохранению витамина С, а значит, обеспечивает повышенный восстановительный потенциал растительных тканей.

Особенность изменения содержания биологически активных веществ при хранении ягод облепихи в воздушной среде заключалась в возрастании количества каротина с увеличением концентрации стимулятора, на что указывало повышение оптической плотности при λ = 496 нм (D496, область поглощения каротиноидов). Хранение ягод облепихи в модифицированной газовой среде вызывало увеличение естественной убыли относительно значений, зафиксированных в воздушной среде, причем при обработке стимулятором — более значительное, чем в контроле. Одновременно наблюдалось изменение оптической плотности D496 и, следовательно, содержания каротиноидов. Иными словами, модифицированная газовая среда благоприятствует накоплению каротиноидов, но не обеспечивает лучшую сохранность ягод облепихи, полученных с применением аминокислотного стимулятора роста растений.

Итак, на ягодных культурах (жимолости и облепихе) стимуляция растений аминокислотным препаратом БКА в концентрации 400 мг/л позволяет достигнуть ряда положительных результатов: происходит наибольшее по вариантам опыта увеличение массы ягод и содержания в них органических кислот на фоне наименьшей естественной убыли и величины рН. В этом же варианте обработки у жимолости в ягодах наблюдается наибольшее содержание витамина С, у облепихи — значительное (но не максимальное по вариантам опыта) увеличение содержания каротиноидов по сравнению с контролем. Этой же эффективной концентрации соответствует небольшое увеличение сочности ягод, что положительно сказывается на их органолептических свойствах, не снижая сохранности ягодного сырья. На жимолости применение препарата БКА оказалось эффективнее, чем на облепихе, что, возможно, связано с физиологическими особенностями растений. Наилучшие биометрические показатели ягод в сочетании с наибольшей биологической ценностью и лежкостью отмечены при минимальных значениях рН и максимальном содержании органических кислот, что можно использовать для прогнозирования лежкости растительной продукции. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности применения экологически чистого аминокислотного стимулятора роста БКА для выращивания и успешного холодильного хранения ягодной продукции.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Б о л ь ш а к о в  О.В.,  К у ц а к о в а  В.Е.,  М у р а ш е в  С.В. и др. Препараты Биостим А и Биостим М — новые регуляторы роста и развития растений. Хранение и переработка сельхозсырья, 1999, 6: 29-31.
2. Б у р о в а  Т.Е.,  М у р а ш е в  С.В.,  В е р ж у к  В.Г.Влияние биостимуляции на сокращение потерь при длительном холодильном хранении картофеля. Хранение и переработка сельхозсырья, 2003, 8: 132-133.
3. Методы биохимического исследования растений /Под ред. А.И. Ермакова. Л., 1972.
4. Д о с п е х о в  Б.А.Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М., 1979.
5. Ш е с т а к о в  С.Д.Энергетическое состояние воды и ее связываемость биополимерами пищевого сырья: новые возможности. Хранение и переработка сельхозсырья, 2003, 4: 35-37.
6. Ш к а л и к о в  В.А.,  Д ь я к о в  Ю.Т.,  С м и р н о в  А.Н. и др.Иммунитет растений /Под ред. В.А. Шкаликова. М., 2005.
7. Л и б б е р т  Э. Физиология растений. М., 1976.
8. Д м и т р и е в  А.М.,  С т р а ц к е в и ч  Л.К. Стимуляция роста растений /Под ред. Н.Ф. Батыгина. Минск, 1986.
9. Г о н ч а р ов а  Э.А. Водный статус культурных растений и его диагностика. СПб, 2005.
10. Д ь я к о в  Ю.Т.,  О з е р е ц к о в с к а я  О.Л.,  Д ж а в а х и я  В.Г. и др. Общая и молекулярная фитопатология. М., 2001.

STIMULATION OF GROWTH AND INCREASE OF COOL STORAGE EFFICIENCY OF HONEYSUCKLE (Lonicera L.) AND SEABUCKTHORN BERRIES (Hippophae L.) AFTER TREATMENT WITH AMINOACID PREPARATION BKA

S.V. Murashev¹, A.Yu. Belova¹, V.G. Vershuk²

In the field experiments on plants of honeysuckle (Lonicera L.) and seabuckthorn (Hippophae L.) the authors studied the possibility of growth stimulation of berry crops with the amino acid preparation BKA (the result of incomplete hydrolysis of meat processing wastes containing the collagen) during the flowering period. It was shown, that BKA causes the increasing of berry mass and content of active substance and the reduction of natural loss berry mass. The one of the reason of berry protection may be the high level of organic acid. It was notes the possibility to prognosis of shelf life of berry based on level of organic acid and pH.

Key words: growth stimulant, plant development, budding, flowering, storage, organic acid, connection fenole.

Оформление электронного оттиска