Интеграция агроэкологических и биотехнологических подходов в управлении белковой ценностью гороха посевного (Pisum sativum L.)

Ватракшина Е.Г. Ватракшин С.Н. Абдулвалеев Р.Р. Нигматьянов А.А. Хайбуллин М.М.

Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau

Рубрика: Пищевые технологии

Статья в выпуске: 6, 2026 года.

Бесплатный доступ

Цель исследования – определить влияние микрорельефа агроландшафта и применения биопрепаратов «Ризоторфин» и «РизоБаш» на урожайность, аминокислотный состав и функциональные свойства белка гороха посевного (Pisum sativum L.) в условиях Республики Башкортостан. Полевой опыт был проведен в 2024 г. на опытном участке ГБПОУ Аксеновский агропромышленный колледж им. Н.М. Сибирцева, расположенном на черноземах типичных с южной экспозицией склона. В факторный опыт включены четыре элемента микрорельефа (выровненный участок, верхняя, средняя и нижняя части склона) и три агротехнических варианта: без инокуляции (контроль), инокуляция клубеньковыми биопрепаратами «Ризоторфин» и «РизоБаш». В каждом варианте опыт закладывался в четырех повторностях. Оценивали урожайность, содержание общего белка по Кьельдалю, аминокислотный состав методом ионно-обменной жидкостной хроматографии, растворимость белка, индекс аминокислотной адекватности (IAA), содержание нитратного и аммонийного азота, фитиновой кислоты, танинов, фенольных соединений, β-каротина, флавоноидов и растворимых пищевых волокон. Все лабораторные анализы проводились в четырехкратной повторности, рассчитывались средние значения и стандартные отклонения. Инокуляция повысила урожайность на 8,4–19,6 %, содержание белка – на 10,1–20,4 %, максимальный выход белка составил 832 кг/га. При инокуляции «РизоБашем» в верхней части склона достигнуты наивысшее значение IAA (93,5 %) и растворимость белка до 68,4 %. Содержание фенольных соединений и флавоноидов увеличилось соответственно до 26,3 и 9,9 мг/100 г. Снижение содержания фитиновой кислоты и танинов указывает на улучшение функциональных свойств зерна.

горох посевной \ инокуляция \ белок \ агроландшафт \ биопрепараты \ функциональное питание \ растительный белок \ биотехнология

Короткий адрес: https://sciup.org/140316394

IDS: 140316394   |   УДК: 635.656:631.147   |   DOI: 10.36718/1819-4036-2026-6-280-292

Integration of agroecological and biotechnological approaches in protein value managing of field pea (Pisum sativum L.)

The aim of the study is to determine the influence of agricultural landscape microrelief and the use of the biopreparations Rizotorfin and RizoBash on the yield, amino acid composition, and functional properties of pea protein (Pisum sativum L.) in the Republic of Bashkortostan. The field experiment was conducted in 2024 at the experimental plot of the N.M. Sibircev Aksenovsky Agro-Industrial College, located on typical chernozem soils with a southern-facing slope. The factorial experiment included four microrelief elements (a leveled plot, the upper, middle, and lower parts of the slope) and three agronomic treatments: no inoculation (control) and inoculation with the nodule biopreparations Rizotorfin and RizoBash. Each treatment consisted of four replicates. The following parameters were evaluated: yield, total protein content according to the Kjeldahl method, amino acid composition using ion-exchange liquid chromatography, protein solubility, index of amino acid adequacy (IAA), nitrate and ammonium nitrogen content, phytic acid, tannins, phenolic compounds, β-carotene, flavonoids, and soluble dietary fiber. All laboratory analyses were performed in quadruplicate, and mean values and standard deviations were calculated. Inoculation increased yield by 8.4– 19.6 %, protein content by 10.1–20.4 %, and the maximum protein yield was 832 kg/ha. Inoculation with RizoBash in the upper part of the slope resulted in the highest IAA value (93.5 %) and protein solubility of up to 68.4 %. The content of phenolic compounds and flavonoids increased to 26.3 and 9.9 mg/100 g, respectively. A decrease in phytic acid and tannin content indicates improved functional properties of the grain.

Текст научной статьи Интеграция агроэкологических и биотехнологических подходов в управлении белковой ценностью гороха посевного (Pisum sativum L.)

Введение. Современное развитие пищевой промышленности характеризуется устойчивым ростом спроса на растительные источники полноценного белка, которые рассматриваются как основа для разработки продуктов функционального, спортивного, клинического и профилактического питания. Горох посевной (Pisum sativum L.) является одной из ключевых зернобобовых культур, востребованных благодаря высокой пищевой ценности, экологичности производства и адаптивности к широкому спектру агроклиматических условий. Белок гороха характеризуется оптимальным балансом незаменимых аминокислот, высокой усвояемостью и функциональными свойствами, что делает его перспективным компонентом белковых концентратов, изо-лятов, эмульсионных систем, растительных напитков и текстуратов, используемых в производстве аналогов мяса и молочных продуктов. В последние годы именно белок гороха рассматривается как одна из наиболее технологич- ных альтернатив животным белкам в рамках глобальной тенденции по переходу к устойчивым пищевым системам [1–3].

Актуальность исследования заключается также в том, что качественные параметры горохового белка – аминокислотная полноценность, растворимость, фракционный состав, содержание биологически активных веществ – существенно зависят от агроэкологических условий. Микрорельеф агроландшафта определяет распределение влаги, тепла, элементов питания и степень аэрации почвы. Даже небольшие различия в положении на склоне вызывают значимые изменения в доступности минеральных форм азота, что влияет на процессы белкового метаболизма, накопление антиоксидантных соединений и уровень антинутриентов. Ряд исследований подчеркивает существенные различия в продуктивности и качестве гороха при размещении посевов на разных элементах рельефа [4–7]. При этом взаимосвязь между микрозональностью, биопродуктивностью и функциональными свойствами белка остается недостаточно изученной, особенно в контексте современных требований к сырью для специализированного питания.

Одним из перспективных направлений повышения эффективности производства гороха является биологизация агротехнологий за счет применения микробиологических препаратов на основе клубеньковых бактерий. Препараты «Ри-зоторфин» и «РизоБаш», содержащие активные штаммы Rhizobium leguminosarum, усиливают процессы симбиотической азотфиксации, формирование корневой системы, синтез аминокислот и накопление функциональных белковых фракций. В литературе отмечено, что использование биопрепаратов способствует улучшению аминокислотного профиля, увеличению доли лизина и треонина, а также изменению растворимости белка, что важно для его последующего биотехнологического применения [8–12]. Однако механизмы взаимодействия между инокулянтами, микрорельефом и биохимическим составом зерна требуют более детального изучения, особенно в условиях неоднородного агроландшафта.

Отдельного внимания заслуживает исследование антинутриентов — фитиновой кислоты, танинов, ингибиторов протеаз, которые снижают биодоступность белка и минералов. Снижение их концентрации под влиянием благоприятных почвенно-микробиологических условий рассматривается как способ повышения пищевой и технологической ценности зерна. Современные данные свидетельствуют, что биологическая инокуляция способна модифицировать процессы метаболизма в ризосфере, косвенно снижая уровень антинутриентов и усиливая синтез антиоксидантов [13–15]. Это открывает возможности для целенаправленного формирования сырья с заданными функциональными свойствами.

Несмотря на растущий интерес к устойчивому производству растительного белка, комплексные исследования, которые одновременно учитывают факторы микрорельефа и биотехнологические воздействия, проводятся редко. Целостная оценка взаимодействия агроэкологических условий и инокуляции является важной научной задачей, поскольку позволяет формировать научно обоснованные подходы к управлению белковой ценностью сельскохозяйственных культур и созданию сырья для функцио- нального питания. Настоящее исследование направлено на устранение данного пробела путем изучения влияния микрозональности рельефа и биопрепаратов на продуктивность, аминокислотную полноценность и профиль биологически активных веществ гороха посевного. Полученные результаты могут быть использованы для разработки адаптированных агротехнологий, направленных на получение высококачественного белкового сырья в условиях изменчивого рельефа.

Цель исследования – установить влияние микрорельефа агроландшафта и применения биопрепаратов «Ризоторфин» и «РизоБаш» на урожайность, аминокислотный состав и функционально-биологические свойства белка гороха посевного ( Pisum sativum L.).

Задачи: оценить влияние положения на склоне (верхняя, средняя, нижняя части и выровненный участок) на содержание нитратного и аммонийного азота в почве и белковую продуктивность гороха; изучить воздействие инокуляции семян гороха биопрепаратами «Ризотор-фин» и «РизоБаш» на урожайность и общее содержание белка; провести аминокислотный анализ белка гороха, выращенного в различных агроэкологических условиях, и рассчитать индекс аминокислотной адекватности (IAA); определить растворимость белка и выход белка с единицы площади при разных вариантах опыта; оценить содержание биологически активных веществ (фенольных соединений, флавоноидов, каротиноидов, танинов, фитиновой кислоты, пищевых волокон) в зерне гороха; сформулировать биотехнологические рекомендации по использованию зерна гороха с повышенной белковой и функциональной ценностью.

Объекты и методы . Исследования проводились на посевах гороха посевного ( Pisum sativum L.) сорта Томас, который был выбран в качестве модели благодаря своей высокой потенциальной урожайности, широкой адаптивности и признанным технологическим качествам зерна, востребованным в пищевой промышленности. Сорт относится к группе среднеспелых, характеризуется детерминантным типом роста, устойчивостью к полеганию и повышенным содержанием белка в семенах, что делает его перспективным для производства функциональных пищевых ингредиентов.

Полевой опыт был заложен в 2024 г. на территории учебно-опытного поля ГБПОУ Аксенов- ский агропромышленный колледж им. Н.М. Сибирцева, расположенного в Республике Башкортостан. Регион характеризуется континентальным климатом с умеренным увлажнением. Почва опытного участка – типичный чернозем, обладающий высоким потенциальным плодородием. Важной особенностью места проведения исследований являлся выраженный микрорельеф местности с южной экспозицией склона, что создавало естественный градиент условий увлажнения, температурного режима и обеспеченности элементами питания по элементам рельефа. Это позволило смоделировать в рамках одного поля различные агроэкологические ниши, типичные для зоны неустойчивого увлажнения.

Исследование проводилось по двухфакторной схеме, что позволило оценить как независимое, так и совместное влияние двух ключевых факторов на продуктивность и качество гороха.

Фактор А – положение на склоне (4 уровня):

  •    верхняя часть склона (наиболее дренированная зона с минимальным накоплением влаги);

  •    средняя часть склона (промежуточные условия по влагообеспеченности и терморежиму);

  •    нижняя часть склона (зона аккумуляции влаги и подвижных элементов питания;.

  •    выровненный (плакорный) участок (контроль по рельефу, характеризующийся усредненными гидротермическими условиями).

  •    Фактор В – обработка семян биопрепаратами (3 уровня):

  •    контроль (без инокуляции, семена обработаны водой);

  •    инокуляция препаратом «Ризоторфин» на основе активных штаммов Rhizobium legumino-sarum ;

  •    инокуляция препаратом «РизоБаш», также содержащим штаммы клубеньковых бактерий Rhizobium leguminosarum , но отличающимся составом микробного консорциума и носителя.

Таким образом, было сформировано 12 вариантов опыта (4 элемента рельефа × 3 варианта обработки) в трехкратной повторности. Размещение делянок рендомизированное, площадь учетной делянки составляла 10 м². Общая агротехника возделывания (основная и предпосевная обработка почвы, норма высева, сроки сева и уборки) соответствовала зональным рекомен- дациям для лесостепной зоны Республики Башкортостан и была единой для всех вариантов.

Для всесторонней оценки влияния изучаемых факторов применялся комплекс лабораторно-аналитических методов, соответствующих современным стандартам в области агрохимии, биохимии и пищевой технологии.

Урожайность зерна определяли методом сплошного учета с каждой делянки с последующим пересчетом на стандартную влажность (14 %) и выражением в т/га. Параллельно учитывались структурные показатели: число растений на 1 м², число бобов и семян на растении, масса 1000 семян.

Содержание минеральных форм азота (нитратного NO 3 _ и аммонийного NH 4 + ) в почве определяли в динамике по основным фазам вегетации гороха (всходы, бутонизация, налив бобов). Отбор почвенных образцов проводился послойно с глубины 0–30 см. Концентрацию нитратного азота устанавливали фотометрически после восстановления на кадмиевом редукторе, аммонийного азота – колориметрически по методу Несслера. Эти данные позволили оценить доступность азота в различных микрозонах.

Биохимический анализ зерна . Содержание сырого протеина определяли по общепринятому методу Кьельдаля (ГОСТ 26176-91) с использованием коэффициента пересчета азота в белок, равного 6,25. Выход белка с единицы площади (кг/га) рассчитывали как произведение урожайности зерна (т/га) и процентного содержания в нем белка.

Функциональное свойство – растворимость белкового концентрата, полученного из зерна, оценивали в водной среде при pH 7,0 по стандартной методике AOAC 991.20. Этот показатель является ключевым для оценки технологи- ческого потенциала белка при создании эмульсий, гелей и напитков.

Анализ биологически активных и антипи-тательных веществ . Содержание фенольных соединений определяли спектрофотометрически по методу Фолина – Чокальте, флавоноидов – методом образования комплексов с хлоридом алюминия с пересчетом на рутин, каротиноидов (β-каротин) – экстракцией и спектрофотометрией в гексане.

Содержание растворимых пищевых волокон определяли ферментативно-гравиметрическим методом AOAC 991.43.

Все полученные количественные данные подвергнуты статистическому анализу с использованием пакетов программ MS Excel и Statistica 12.0. Для оценки достоверности влияния факторов (положение на склоне, обработка биопрепаратами и их взаимодействие) применяли двух- факторный дисперсионный анализ (ANOVA). Различия между средними значениями по вариантам считались статистически значимыми при уровне доверительной вероятности p < 0,05. Для визуализации результатов использовано построение таблиц и графиков. Представленный комплекс методов обеспечивает репрезентативность и надежность полученных результатов, позволяя сделать обоснованные выводы о влиянии агроэкологических и биотехнологических факторов на качество белкового сырья из гороха.

Результаты и их обсуждение. Проведенный мониторинг содержания доступных форм азота в почве выявил четкую зависимость от положения на склоне и фазы вегетации гороха. На всех участках наблюдалась характерная динамика: повышение концентраций нитратного (NO s ) и аммонийного (NH 4 ) азота к критической фазе бутонизации с последующим снижением к периоду налива бобов (рис. 1). Это согласуется с повышенной потребностью растений в доступном азоте в период активного роста вегетативной массы и формирования генеративных органов.

Всходы

Бутонизация

Цветение

Налив бобов

NO3- выровненный участок

NO3- нижняя часть склона

NH4+ средняя часть склона

NO3- верхняя часть склона                   NO3- средняя часть склона

NH4+ выровненный участок                 NH4+ верхняя часть склона

NH4+ нижняя часть склона

Рис. 1. Динамика содержания нитратного и аммонийного азота в почве в зависимости от положения на склоне и фазы вегетации гороха Dynamics of nitrate and ammonium nitrogen content in soil depending on slope position and pea growth stage

Статистически значимые различия были зафиксированы между элементами рельефа. Так, в фазу бутонизации в верхней части склона содержание NOr достигало максимума -10,37 мг/кг почвы, тогда как в нижней части этот показатель был достоверно ниже – 8,65 мг/кг. Аналогичная тенденция наблюдалась для NH4 4,84 и 3,64 мг/кг соответственно. Более высокое содержание минерального азота в верхней части склона, вероятно, связано с лучшей аэрацией и более интенсивными процессами нитрификации в условиях пониженного увлажнения. В нижней части склона, несмотря на потенциаль- но больший запас общего азота, его доступные формы могли подвергаться вымыванию или иммобилизации в микробной биомассе, что ограничивало их доступность для растений в отдельные периоды.

Результаты полевого опыта подтвердили значимое влияние как микрорельефа, так и инокуляции биопрепаратами на продуктивность гороха (табл. 1). В контрольных вариантах (без инокуляции) урожайность варьировала от 2,44 т/га на выровненном участке до 2,72 т/га в нижней части склона, демонстрируя выгоду зон аккумуляции влаги.

Таблица 1

Урожайность, содержание и выход белка гороха в зависимости от рельефа и инокуляции Yield, protein content and protein output of field pea depending on slope position and inoculation

Элемент рельефа

Показатель

I вариант (контрольный)

II вариант

Биол. эффект, %

III вариант

Биол. эффект, %

Ровный участок

Урожайность, т/га*

2,44

2,67

9,4

2,76

13,0

Белок, %

20,6±0,32

22,9±0,31

11,2

23,7±0,32

15,2

Белок, кг/га

503±7,74

611±8,35

21,5

654±8,85

30,0

Верхняя часть склона

Урожайность, т/га*

2,51

2,72

8,4

2,79

11,2

Белок, %

21,7±0,30

23,9±0,32

10,1

24,6±0,31

13,4

Белок, кг/га

545±7,44

651±8,63

19,5

686±8,73

25,9

Средняя часть склона

Урожайность, т/га*

2,63

2,94

11,8

3,06

16,3

Белок, %

21,5±0,32

24,3±0,44

13,0

25,2±0,39

17,5

Белок, кг/га

565±8,43

714±12,95

26,4

772±12,07

36,7

Нижняя часть склона

Урожайность, т/га*

2,72

3,08

13,2

3,25

19,6

Белок, %

21,0±0,40

24,3±0,38

15,7

25,6±0,40

20,4

Белок, кг/га

572±10,93

748±11,64

30,8

832±12,96

45,5

*НСР 05 : фактор А (элемент рельефа) – 0,03 т/га; фактор В (обработка семян) – 0,03 т/га; фактор АВ – 0,05.

Обработка семян биопрепаратами достоверно увеличила все показатели. Наибольший эффект обеспечил препарат «РизоБаш», под воздействием которого урожайность возрастала на 11,2–19,6 % в зависимости от элемента рельефа относительно контроля. Максимальная урожайность (3,25 т/га) и рекордный выход белка с гектара (832 кг/га) были получены именно при сочетании инокуляции «РизоБаш» и размещения посевов в нижней части склона. Это сочетание, судя по всему, создало оптимальный си- нергетический эффект: биопрепарат усилил симбиотическую фиксацию атмосферного азота, а благоприятный гидротермический режим нижней части склона способствовал его максимальной реализации в урожае биомассы. Препарат «Ризоторфин» также показал положительный, но менее выраженный результат, что указывает на возможные различия в эффективности штаммов или формуляций биопрепаратов.

Аминокислотный анализ выявил позитивное влияние инокуляции на качество белка (табл. 2).

Во всех вариантах с применением биопрепаратов, особенно «РизоБаш», наблюдалось достоверное увеличение доли незаменимых аминокислот. Наибольший прирост отмечался для лизина (до 7,5 % от общего белка), треонина (до 4,7 %) и аргинина (до 8,0 %) – аминокислот, наиболее часто лимитирующих питательную ценность растительных белков. Это согласуется с данными о том, что активная симбиотическая азотфиксация стимулирует синтез именно этих аминокислот в растении.

Таблица 2

Аминокислотный состав белка гороха на различных элементах рельефа, % от общего белка Amino acid composition of field pea protein at different slope positions, % of total protein

Аминокислота

Расположение посевов

Ровный участок

Верхняя часть склона

Средняя часть склона

Нижняя часть склона

Вариант опыта

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

Лизин

6,1

6,8

7,0

6,6

7,2

7,5

6,3

7,0

7,2

6,0

6,6

6,9

Треонин

3,7

4,1

4,4

3,9

4,3

4,7

3,8

4,2

4,5

3,6

4,0

4,3

Валин

4,8

5,1

5,4

5,0

5,4

5,6

4,9

5,3

5,5

4,7

5,0

5,3

Изолейцин

3,9

4,1

4,3

4,1

4,3

4,5

4,0

4,2

4,4

3,8

4,0

4,2

Лейцин

6,4

6,6

6,8

6,7

6,9

7,1

6,5

6,7

6,9

6,3

6,5

6,7

Фенилаланин

4,1

4,4

4,6

4,3

4,6

4,8

4,2

4,5

4,7

4,0

4,3

4,5

Аргинин

7,1

7,5

7,7

7,3

7,7

8,0

7,2

7,6

7,8

7,0

7,3

7,5

Ключевой технологический показатель – растворимость белка – также значительно повышался под действием биопрепаратов (табл. 3). Максимальная растворимость (68,4 %) была зафиксирована в варианте «РизоБаш» на верхней части склона. Инокуляция увеличивала этот показатель на 4,3–6,9 процентных пункта, что имеет принципиальное значение для дальнейшего использования белка в производстве на- питков, эмульсий и гелей. Парадоксально, что наивысшая растворимость была достигнута не в зоне максимальной урожайности (низ склона), а в более стрессовых условиях верха склона. Это позволяет предположить, что в условиях умеренного дефицита влаги и при активной работе ризобий происходит синтез белковых фракций (например альбуминов) с более высокой нативной растворимостью.

Таблица 3

Расположение посевов

Вариант опыта

I

II

III

Ровный участок

58,8±0,56

63,3±0,56

65,1±0,72

Верхняя часть склона

61,5±0,56

66,2±0,56

68,4±0,73

Средняя часть склона

59,7±0,56

64,5±0,56

66,8±0,70

Нижняя часть склона

57,9±0,54

62,0±0,73

64,3±0,73

Растворимость белка гороха, % от общего содержания Solubility of field pea protein, % of total content

Обобщающим показателем питательной ценности выступил индекс аминокислотной адекватности (IAA). Его значения коррелировали с данными аминокислотного анализа: максимальный IAA (93,5 %) был получен при инокуляции «РизоБаш» на верхней части склона (табл. 4).

Это свидетельствует, что белок, сформированный в данных условиях, наиболее полно соответствует эталонному белку по сбалансированности незаменимых аминокислот и представляет наибольшую ценность для специализированного питания.

Индекс аминокислотной адекватности (IAA), % Amino acid adequacy index (IAA), %

Таблица 4

Расположение посевов

Вариант опыта

I

II

III

Ровный участок

82,8

88,4

90,8

Верхняя часть склона

86,4

91,2

93,5

Средняя часть склона

84,1

89,7

92,0

Нижняя часть склона

81,5

87,3

90,1

Комплексный анализ зерна выявил значимые изменения в содержании ценных и нежелательных соединений под влиянием изучаемых факторов (табл. 5). Применение биопрепаратов, и в особенности «РизоБаш», способствовало следующему:

  • •    содержание фенольных соединений возрастало до 26,3 мг/100 г, флавоноидов – до 9,9 мг/100 г, β-каротина – до 1,8 мг/100 г;

  • •    концентрация фитиновой кислоты уменьшалась до 510 мг/100 г, а танинов – до 39,5 мг/100 г.

Таблица 5

Содержание биологически активных веществ в зерне гороха, мг/100 г сухого вещества Content of biologically active compounds in field pea grain, mg/100 g dry matter

Показатель

Расположение посевов

Ровный участок

Верхняя часть склона

Средняя часть склона

Нижняя часть склона

Вариант опыта

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

Фенольные соединения

18,9

22,2

23,9

21,4

24,7

26,3

19,8

23,1

25,0

18,5

21,6

23,8

Флавоноиды (в пересчете на рутин)

7,2

8,3

8,9

8,2

9,1

9,9

7,6

8,4

9,2

7,0

7,9

8,7

Каротиноиды (β-каротин)

1,1

1,3

1,5

1,4

1,6

1,8

1,2

1,4

1,6

1,0

1,2

1,4

Фитиновая кислота

590

555

530

560

525

510

580

540

520

600

565

545

Танины

48,0

44,1

41,0

45,2

41,8

39,5

47,1

43,3

40,2

49,3

45,5

42,7

Растворимые пищевые волокна

6,6

7,2

7,7

7,1

7,6

8,0

6,8

7,4

7,9

6,5

7,0

7,6

Этот двунаправленный эффект (усиление полезного и ослабление вредного) крайне важен для пищевой технологии. Снижение фитатов и танинов повышает биодоступность микроэлементов и усвояемость белка, а рост содержания антиоксидантов добавляет продукту функциональные свойства, повышая его устойчивость к окислению и потенциальную пользу для здоровья.

Полученные результаты раскрывают комплексный характер взаимодействия абиотического (микрорельеф) и биотического (инокулянт) факторов в формировании не только урожайности, но и, что особенно важно, качества белкового сырья из гороха.

Установленный факт максимальной урожайности и выхода белка в нижней части склона при инокуляции полностью согласуется с классическими представлениями агроэкологии о ро- ли рельефа в перераспределении ресурсов [5, 6]. Зона аккумуляции влаги создает базовые условия для высокой продуктивности. Биопрепарат в этой ситуации играет роль катализатора, усиливая симбиотическую фиксацию азота и переводя потенциал местообитания в дополнительный урожай и белок. Наш результат, показывающий прирост выхода белка на 45,5 % в этом варианте, количественно подтверждает высокую эффективность такого сочетания.

Наиболее интригующим и практически значимым выводом является то, что наивысшие показатели качества белка (аминокислотная сбалансированность, растворимость, IAA) были достигнуты не в зоне максимального урожая, а в более стрессовых условиях верхней части склона, особенно при использовании «Ризо-Баш». Это можно объяснить с позиций экологической физиологии растений. Умеренный стресс (некритичный дефицит влаги, лучшая аэрация) в сочетании с эффективной инокуляцией, по-видимому, смещает метаболические потоки растения. Вместо преимущественного роста биомассы (как внизу склона) активируются пути синтеза высококачественных запасных белков и защитных вторичных метаболитов (антиоксидантов). Биопрепарат здесь играет ключевую роль, обеспечивая растение доступным азотом даже в условиях, где мобилизация почвенного азота может быть лимитирована. Данный эффект согласуется с работами, отмечающими улучшение аминокислотного состава при симбиотической фиксации [3, 8], и добавляет к ним важный ландшафтный контекст.

Технологические и функциональные следствия . Увеличение растворимости белка на 6–7 % – это не просто статистически значимая разница, а качественный скачок для технологий переработки. Белок с растворимостью 68 % существенно превосходит по функциональности белок с 61 %, открывая возможности для создания более стабильных и сложных пищевых систем [9]. Параллельные процессы снижения антинутриентов и роста антиоксидантов, наблюдаемые в нашем исследовании, напрямую указывают на повышение биодоступности питательных веществ и добавленной функциональной ценности сырья. Этот эффект, вероятно, опосредован влиянием ризобий на биохимические процессы в ризосфере и самом растении, что отмечалось и другими авторами [13–15].

Полученные данные четко разделяют зоны количественного и качественного максимума в пределах одного поля. Это имеет прямое прикладное значение для прецизионного земледелия и сегментации сырья:

  • –    нижние части склонов с инокуляцией «Ри-зоБаш» – целевая зона для получения максимального количества белкового сырья;

    – верхние и средние части склонов с инокуляцией «РизоБаш» – целевая зона для производства элитного сырья с повышенной функциональностью для продуктов специализированного и спортивного питания, где качество и технологические свойства белка критичны.

Таким образом, исследование демонстрирует, что учет микрорельефа позволяет не просто учитывать неоднородность поля, но и целенаправленно управлять ею с помощью биотехнологических приемов для получения сырья с заданными свойствами. Интеграция агроланд-шафтного подхода и микробиологической инокуляции создает научную основу для нового уровня управления качеством растительного белка в интересах пищевой индустрии.

Заключение. Проведенные комплексные исследования подтвердили высокую эффективность интеграции агроэкологических и биотехнологических методов в управлении не только урожайностью, но и, что принципиально важно, пищевой и технологической ценностью гороха посевного. Установлено, что микрорельеф агроландшафта и инокуляция семян биопрепаратами оказывают взаимодополняющее и синергетическое воздействие на продуктивность, биохимический состав и функциональные свойства белка, формируя четкую пространственную дифференциацию качества сырья в пределах одного поля.

Научно-практические выводы работы:

  • 1.    Микрорельеф является определяющим фактором для продуктивности, но не для качества белка. Наибольшая урожайность зерна (до 3,25 т/га) и максимальный выход белка с единицы площади (832 кг/га) были достигнуты в нижней части склона – зоне аккумуляции влаги и элементов питания. Однако наивысшие показатели качества белка сформировались в иных условиях.

  • 2.    Биопрепараты – ключевой инструмент управления качеством. Инокуляция, в особенности препаратом «РизоБаш», стала главным драйвером улучшения качественных характери-

  • стик. Она обеспечила достоверное увеличение содержания общего белка (на 15–20 %), оптимизацию аминокислотного состава с приростом лимитирующих аминокислот (лизина, треонина), а также значительное повышение технологически важной растворимости белка (до 68,4 %).
  • 3.    Выявлены зоны формирования качественного зерна в агроландшафте. Парадоксальным и наиболее значимым результатом стало установление того, что верхняя и средняя части склона в сочетании с инокуляцией «РизоБаш» являются оптимальными зонами для формирования высококачественного белкового сырья с повышенной функциональностью. Именно здесь были зафиксированы наибольшие значения индекса аминокислотной адекватности (IAA до 93,5 %), максимальная концентрация антиоксидантов (фенолов, флавоноидов, β-каротина) и минимальное содержание антинутриентов (фитиновой кислоты и танинов).

  • 4.    Достигнут двунаправленный биохимический эффект. Комплексное применение подхода позволило не просто увеличить количество белка, но и целенаправленно улучшить его биохимический профиль: повысить биодоступность (за счет снижения антинутриентов) и усилить функционально-технологические свойства (за счет роста растворимости и антиоксидантной активности).

На основе полученных данных можно сформулировать следующие биотехнологические рекомендации для сельхозпроизводителей и перерабатывающей промышленности:

  • •    Для получения максимального количества белкового сырья целесообразно концентрировать усилия на инокуляции семян препаратом «РизоБаш» в нижних частях склонов.

  • •    Для производства элитного сырья для функционального, спортивного и специализированного питания рекомендуется выделять верхние и средние части склонов с обязательной инокуляцией «РизоБаш». Зерно, выращенное в этих условиях, обладает превосходной аминокислотной сбалансированностью, высокой растворимостью и улучшенным профилем биологически активных

веществ, что делает его идеальным для создания белковых концентратов, изолятов и текстурированных продуктов высокой добавленной стоимости.

Настоящая работа вносит вклад в развитие концепции прецизионного биоориентированного земледелия, демонстрируя, что учет внутрипо-левой неоднородности (микрорельефа) позволяет не нивелировать ее, а использовать для дифференцированного получения сырья с заданными свойствами.

Перспективными направлениями дальнейших исследований являются:

  • •    расширение спектра изучаемых зернобобовых культур (нут, чечевица, соя) и биопрепаратов для выявления универсальных закономерностей;

  • •    глубокое изучение пептидного профиля и структурно-функциональных свойств белка, сформированного в различных агроэкологических нишах;

  • •    исследование влияния выявленных факторов на ферментативную активность, перевариваемость и пребиотический потенциал белковых продуктов;

  • •    разработка цифровых моделей и ГИС-решений для картографирования «зон качества» белкового сырья в рамках технологий точного земледелия.

Таким образом, интеграция агроландшафт-ного анализа и современных биотехнологий открывает новые, экономически и экологически обоснованные пути для устойчивого производства высококачественного растительного белка, отвечающего вызовам современной пищевой индустрии и запросам общества в области здорового питания.