Формирование некоторых компонентов химического состава плодов яблони под влиянием факторов среды

Автор: Павел А.Р., Макаркина М.А.

Журнал: Вестник аграрной науки @vestnikogau

Статья в выпуске: 6 (87), 2020 года.

Бесплатный доступ

Яблоки - богатый питательными и биологически активными веществами продукт, лидирующий в структуре потребления россиянами фруктов, употребление которого в значительной степени способствует профилактике многих заболеваний. Питательная и биологическая ценность плодов яблони обусловлена их химическим составом. Химический состав плодов зависит как от сортовых особенностей, так и от внешних факторов среды. Цель настоящих исследований заключалась в сравнительной оценке некоторых биохимических показателей плодов яблони, выращенных в условиях Средней полосы России, в зависимости от погодных условий. Изучали содержание растворимых сухих веществ, сахаров, органических кислот и сахарокислотный индекс (отношение сахара к кислоте) в плодах 15 сортов яблони в различные по метеорологическим условиям вегетационного периода годы. Было установлено, что на содержание растворимых сухих веществ и сахаров в яблоках в значительной степени оказывает влияние температурный режим, большее количество растворимых сухих веществ и сахаров накапливается в годы с максимальной суммой активных температур и минимальной суммой осадков за вегетационный период (май - август). На кислотность и вкус плодов больше влияют осадки и гидротермический коэффициент в предуборочный месяц. Выявлена различная реакция сортов на температурно-влажностный режим вегетационного периода изучаемых лет. Наибольшая стабильность признака «содержание РСВ в плодах» (V≤10,0%) свойственна сортам Восторг, Звезда эфира, Московское ожерелье, Поэзия, Приокское, Синап орловский, Созвездие, признака «содержание сахаров» - Антоновка обыкновенная, Белорусское сладкое, Жилинское, Московское ожерелье, Осиповское, Поэзия, Приокское, Синап орловский, признака «содержание органических кислот» - Жилинское и Масловское.

Еще

Яблоня, сорта, растворимые сухие вещества, сахара, органические кислоты, сахарокислотный индекс, метеорологические условия

Короткий адрес: https://sciup.org/147230755

IDR: 147230755 | DOI: 10.17238/issn2587-666X.2020.6.18

Текст научной статьи Формирование некоторых компонентов химического состава плодов яблони под влиянием факторов среды

Вве^ение. Химический состав плодов неотъемлемая составляющая качества выращиваемой продукции. Это объясняется проявлением серьезного интереса к здоровью населения, которое напрямую связано с употребляемой пищей.

Яблоки – это не только сырье для производства многих пищевых продуктов, пре^де всего, это сам продукт, который употребляется круглый год за счет его способности сохраняться длительное время. В яблоках содер^атся как питательные (сахара, органические кислоты), так и биологически активные (аскорбиновая кислота, пектины, фенольные вещества) соединения. Именно биологически активные вещества оказывают антиокислительное действие в процессах метаболизма человеческого организма.

Яблоня – ва^нейшая культура Центрального федерального округа РФ, занимающая первое место в структуре всех площадей плодовых наса^дений, на 2017 год около 65%, что обусловлено лидирующим поло^ением яблок в потребительской корзине населения [1, 2]. Широкое ее распространение объясняется, пре^де всего, меньшей требовательностью к условиям произрастания, большим сортиментом, широкой сырьевой доступностью, высокими транспортабельностью и продол^ительностью хранения плодов, а так^е их неповторимым вкусом.

Биохимический состав плодов и ягод зависит как от сорта, так и от абиотических факторов (географическое располо^ение сада, погодные условия и др.). Изучением влияния метеорологических условий года на химический состав плодов ученые занимаются давно, об этом писал еще в 30-е годы прошлого столетия Ф.В. Церевитинов. Тема эта остается до сих пор актуальной, поскольку постоянно меняется сортимент плодовых культур, а так^е происходит изменение климатических условий [3-5], и возникает проблема создания сортов, более устойчивых к засухе и высоким температурам предуборочного периода. Несмотря на то, что сохраняется общая тенденция накопления биохимических веществ в плодах различными культурами в зависимости от условий вегетационного периода, существуют особенности реагирования определенных сортов на внешние факторы среды, которые могут быть использованы, в том числе, и в целенаправленной селекции яблони для разработки способов активного регулирования химического состава плодов [6-10].

Целью иссле^ований являлась сравнительная оценка некоторых биохимических показателей плодов яблони, выращенных в условиях Средней полосы России, в зависимости от погодных условий.

Услови^, материалы и мето^ы. Исследования проводились в ФГБНУ «Всероссийский НИИ селекции плодовых культур» (Орловская область) в 2012, 2014, 2016 гг. Объектом исследования послу^или 15 сортов яблони различного происхо^дения, различных силы роста и сроков созревания плодов. В плодах изучали биохимические показатели, оказывающие непосредственное влияние на вкус – сахара, органические кислоты и их соотношение согласно общепринятым методикам. Содер^ание растворимых сухих веществ (РСВ) определяли рефрактометрическим методом с помощью цифрового рефрактометра PAL-3 (ATAGO), суммы сахаров – методом Бертрана, органических (титруемых) кислот – титриметрическим методом с использованием 0,1 н. раствора гидроокиси натрия в присутствии индикатора фенолфталеина и рассчитывали сахарокислотный индекс (отношение содер^ания сахаров к содер^анию органических кислот) [11, 12]. При математической обработке данных применялся пакет анализа программы Microsoft Excel.

Сумма активных температур (˃10,0°С) и количество осадков рассчитывали за период май-август (цветение – съем плодов). Гидротермический коэффициент (по Селянинову) (ГТК) рассчитывался как отношение суммы осадков к сумме среднесуточных активных температур с коэффициентом 0,1.

Результаты и обсуждение . Метеорологические условия вегетационного периода исследуемых лет были разнообразны (табл. 1).

Таблица 1 – Характеристика метеоусловий вегетационного периода (май-август)

Показатели	Годы
Показатели	2012	2014	2016
Сумма активных температур, °С	2122	2021	2087
Сумма осадков, мм	143,0	204,2	233,0
Гидротермический коэффициент	0,67	1,01	1,12

Наибольшее количество осадков за весь период от цветения до даты съема плодов – 233,0 мм отмечено в 2016 году, наименьшее – 143,0 мм в 2012 году. Самая низкая сумма активных температур – 2021°С была зафиксирована в 2014 году, наиболее высокая –2122°С в 2012 году. ГТК в 2014 и 2016 годы соответствовал начальному уровню оптимального увла^нения и составил 1,01 и 1,12 соответственно, 2012 год был засушливым – ГТК=0,67.

Более подробная характеристика погодных условий по месяцам представлена на рисунках 1 и 2.

Годы май июнь июль август

Рисунок 1 – Месячная сумма активных температур воздуха за период май-август

Годы

0 май 0 июнь ■ июль 0 август

Рисунок 2 – Месячное количество осадков (мм) за период май-август

Самым теплым месяцем за три года изучения был июль 2016 года, самым холодным – май этого ^е года. Кроме этого существенных температурных различий отмечено не было. По вла^ностному ре^иму, напротив, годы резко отличались. Наибольшее количество осадков (105,1 мм) выпало в мае 2014 года, наименьшее (12,2 мм) – в мае 2012 года. В 2016 году наблюдалось равномерное распределение осадков по месяцам. ГТК учетного периода исследуемых лет так^е резко отличался: в 2012 году засуха наблюдалась в мае (ГТК=0,26), июле (ГТК=0,38), в 2014 году – в июле (ГТК=0,34), августе (ГТК=0,42), в 2016 году ГТК находился в оптимальных пределах от 1,06 (июль) до 1,27 (май).

Сравнивая показатели биохимического состава плодов изучаемой группы сортов в различные годы, мы отметили, что максимальные среднесортовые значения РСВ и суммы сахаров были получены в засушливом 2012 году, при наибольшем значении суммы активных температур и минимальной сумме осадков за вегетационный период (табл. 2).

Таблица 2 – Сравнительная оценка биохимического состава плодов яблони

Показатели	Годы исследований
Показатели	2012	2014	2016
РСВ, %	13,2	12,9	12,3
Сумма сахаров, %	11,21	10,52	10,31
Титруемые кислоты, %	0,57	0,79	0,54
СКИ	24,3	15,3	25,6

В то ^е время у определенной части сортов максимальные показатели отмечены в другие годы: по содер^анию РСВ у сортов Белорусское сладкое, Масловское, Московское о^ерелье, Поэзия – в 2014 году, у сортов Вавиловское, Осиповское – в 2016 году, по содер^анию сахаров у сортов Вавиловское, Масловское, Московское о^ерелье, Синап орловский – в 2014 году, у сорта Жилинское – в 2016 году, у сорта Приокское – в 2014 и 2016 годы (табл. 3). Выявлена различная реакция сортов на метеоусловия вегетационного периода изучаемых лет. Наибольшая стабильность признака «содер^ание РСВ в плодах»

(V≤10,0%) свойственна сортам Восторг, Звезда эфира, Московское о^ерелье, Поэзия, Приокское, Синап орловский, Созвездие, признака «содер^ание сахаров» – ^нтоновка обыкновенная, Белорусское сладкое, Жилинское, Московское о^ерелье, Осиповское, Поэзия, Приокское, Синап орловский.

Таблица 3 – Содер^ание растворимых сухих веществ и сахаров в плодах яблони, 2012, 2014, 2016 гг.

Сорт	РСВ, %				Сахара, %
Сорт	2012	2014	2016	V%	2012	2014	2016	V%
^нтоновка обыкновенная	12,0	13,8	11,0	11,6	8,80	9,87	8,37	8,6
Белорусское сладкое	12,6	14,2	10,0	17,3	11,41	10,96	9,82	7,6
Вавиловское	15,0	14,2	17,8	12,1	13,00	13,52	10,18	14,7
Восторг	12,8	11,9	12,1	3,9	11,41	8,55	9,49	14,8
Гирлянда	14,0	13,4	11,5	10,1	13,33	11,18	9,83	15,4
Жилинское	12,6	12,8	10,6	10,1	9,82	9,87	9,94	0,6
Звезда эфира	14,0	12,6	12,4	6,7	12,02	8,50	11,94	18,6
Масловское	11,0	12,9	10,6	10,7	9,93	11,90	9,34	12,9
Московское о^ерелье	11,6	13,4	11,7	,8,3	9,20	10,73	10,00	7,7
Осиповское	13,0	11,8	14,6	10,7	11,57	11,39	10,98	2,7
Поэзия	11,8	13,0	11,6	6,7	9,82	8,99	10,30	6,8
Приокское	14,0	13,4	12,5	5,7	11,41	11,60	11,60	1,0
Ро^дественское	14,6	11,6	12,0	12,7	12,36	8,55	10,31	18,3
Синап орловский	14,6	13,0	12,5	7,9	11,41	12,29	10,49	7,9
Созвездие	14,0	12,2	13,1	6,9	12,67	9,87	11,94	11,7

Наименьшие среднесортовые значения РСВ и суммы сахаров были получены в 2016 году, оптимальном по температурно-вла^ностному ре^иму вегетационного периода. На уменьшение содер^ания РСВ в яблоках сказалось максимальное количество осадков августа 2016 года.

Полученные результаты согласуются с полученными нами ранее данными на других сортах [6, 8] и данными других исследователей [7, 9, 13, 14].

Содер^ание органических кислот в яблоках за годы исследования варьировало от 0,54 в 2016 году до 0,79% в 2014 году. По сумме осадков за вегетационный период 2014 год не отличался от оптимального 2016 года, но распределение осадков по месяцам было неравномерным, основное их количество пришлось на май, в августе месяце, когда происходит созревание плодов, их выпало минимальное количество – 23,4 мм, что негативно отразилось на кислотности плодов и соответственно на их вкусе, СКИ так^е в этом году был минимальным – 15,3.

По накоплению органических кислот лишь у двух сортов летнего срока созревания Жилинское и Масловское отмечена стабильность признака, коэффициенты вариации были менее 10,0% – 5,6 и 8,6% соответственно. Остальные сорта в значительной степени реагировали на погодные изменения вегетационного периода (табл. 4). Такая ^е тенденция просле^ивается и при анализе показателя СКИ. Наименьший СКИ был получен в 2014 году. В этот год у 66,6% изучаемых сортов СКИ был ни^е 15, который свидетельствует о кислом вкусе плодов, оптимальный СКИ находится в пределах от 15 до 25. По нашему мнению, большее влияние на кислотность и вкус плодов оказывают количество осадков и ГТК в предуборочный месяц, в нашем случае – август. В августе 2014 года было отмечено минимальное количество осадков (23,4 мм) и очень низкий ГТК 0,43.

Таблица 4 – Содер^ание органических кислот и сахарокислотный индекс в плодах яблони, 2012, 2014, 2016 гг.

Сорт	Органические кислоты, %				Сахарокислотный индекс
Сорт	2012	2014	2016	V%	2012	2014	2016	V%
^нтоновка обыкновенная	0,87	1,04	0,81	13,2	10,1	9,5	10,3	4,1
Белорусское сладкое	0,14	0,25	0,10	47,6	81,5	43,8	98,2	37,4
Вавиловское	0,45	0,88	0,66	32,4	28,9	15,4	15,4	39,1
Восторг	0,68	0,98	0,49	34,5	16,8	8,7	19,4	37,3
Гирлянда	0,48	0,88	0,39	44,7	27,8	12,7	25,2	36,9
Жилинское	0,57	0,51	0,55	5,6	17,2	19,4	18,1	6,1
Звезда эфира	0,74	0,82	0,48	26,1	16,2	10,4	24,9	42,5
Масловское	0,82	0,96	0,95	8,6	12,1	12,4	9,8	12,4
Московское о^ерелье	0,56	0,88	0,41	38,9	16,4	12,2	24,4	35,1
Осиповское	0,51	0,90	0,81	27,6	22,7	12,7	13,6	33,9
Поэзия	0,62	0,92	0,72	20,3	15,8	9,8	14,3	23,5
Приокское	0,44	0,56	0,30	30,0	25,9	20,7	38,7	32,6
Ро^дественское	0,39	0,86	0,53	40,7	31,7	9,9	19,5	53,6
Синап орловский	0,78	0,98	0,56	27,2	14,6	12,5	18,7	20,7
Созвездие	0,47	0,49	0,35	17,3	27,0	20,1	34,1	25,9

Выво^ы. В результате проведенных исследований было установлено влияние метеорологических условий вегетационного на содер^ание в плодах яблони растворимых сухих веществ, сахаров, органических кислот. Большее количество растворимых сухих веществ и сахаров накапливается в годы с максимальной суммой активных температур и минимальной суммой осадков за вегетационный период (май – август). Выявлено, что большее влияние на кислотность и вкус плодов оказывают количество осадков и гидротермический коэффициент в предуборочный месяц.

Список литературы Формирование некоторых компонентов химического состава плодов яблони под влиянием факторов среды

Николаева М.А., Лебедева Т.П. Состояние и перспективы развития российского рынка яблок // Сибирский торгово-экономический журнал. 2016. № 2 (23). С. 106-109.
Леонова Н.В. Организационно-экономические аспекты развития российского садоводства // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2018. № 1 (56). С. 213-220.
Иванов А.Л. Глобальное изменение климата и его влияние на сельское хозяйство России // Земледелие. 2009. № 1. С. 3-5.
Мониторинг изменений климата и оценка последствий глобального потепления для сельского хозяйства / О.Д. Сиротенко, А.Д. Клещенко, В.Н. Павлова, Е.В. Абашина, А. К. Семендяев// Агрофизика. 2011. № 3. С. 31-39.
Шкиперова Г.Т., Дружнин П.В. Оценка влияния климатических изменений на экономику российских регионов // Национальные интересы: приоритеты и безопасность. 2014. Т. 10. № 34 (271). С. 43-50.
Макаркина М.А. Влияние метеорологических условий вегетационного периода на некоторые показатели химического состава плодов // Садоводство и виноградарство. 2009. № 1. С. 4-5.
Яковлева Т.П., Фролкова A.A., Филимонова Е.Ю. Влияние метеорологических условий на биохимические процессы в плодах облепихи в период созревания // Вестник Алтайского государственного университета. 2011. № 11 (75). С. 28-31.
Павел А.Р. Влияние метеорологических условий вегетационного периода на биохимический состав плодов яблони // Плодоводство и ягодоводство России. 2012. Т. 31. № 1. С. 316-322.
Причко Т.Г., Чалая Л.Д. Влияние погодных условий на формирование качественных показателей плодов яблони // Плодоводство: сборник научных трудов. Самохваловичи, 2012. С. 234-242.
Янчук Т.В., Макаркина М.А. Влияние метеорологических условий вегетационного периода на накопление Сахаров и органических кислот в ягодах смородины черной // Современное садоводство. Contemporary horticulture. 2014. № 2. С. 62-69.
Методы биохимического исследования растений / А.И. Ермаков [и др.]; под ред. А.И. Ермакова. 3-е изд. переработанное и доп. Л.: «Агропромиздат», 1987. 430 с.
Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / под общ. ред. E.H. Седова и Т.П. Огольцовой. Орел: ВНИИСПК, 1999. 608 с.
Лаксаева Е.А., Сычев И.А. Влияние некоторых факторов внешней среды на накопление биологически активных веществ в плодах ирги обыкновенной // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2009. Т. 17. № 4. С. 137-142.
Уфимцева Л.В., Глаз Н.В. Влияние метеорологических условий на биохимический состав и вкус плодов жимолости // Плодоводство и ягодоводство России. 2018. Т. 55. С. 151-159.

Еще

Статья научная