Изменения количества фотосинтетических пигментов в листьях сортов и сортообразцов чечевицы в период вегетации

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

Зерновые и бобовые культуры являются необходимым продуктом растениеводства, а также сельского хозяйства в целом и составляют основу для развития продуктов питания человека, животноводства и птицеводства. Увеличение производства зерновых является одной из основных задач, стоящих перед сельским хозяйством, и ключевым стратегическим направлением в обеспечении продовольственной безопасности населения страны.

Чечевицу выращивают в основном для еды. Благодаря содержанию белка и быстроте приготовления он превосходит большинство бобовых. В пищу употребляют целые, дробленые (зерна) или молотые семена растения. Зерно чечевицы также используется в производстве крахмала для посевных и полиграфических целей в промышленности.

Чечевица — один из самых важных продуктов. Он широко выращивается в Европе, Северной Африке, Канаде, США, Австралии и Латинской Америке. Чечевица содержит 23,8– 32,0% белка, 47,3–60,27% безазотистых экстрактивных веществ и 0,63–2,1% жира. По срокам созревания опережает другие бобовые. Отсутствуют вещества (ингибиторы, олигосахариды и др.), отрицательно влияющие на пищеварение. Отличается своей зимостойкостью. Хотя чечевица насчитывает 5 видов, культивируется только один вид. Он также используется в качестве различных форм корма для домашнего скота. Чечевица также ценна своей питательной ценностью и уменьшением болезней в организме. Это также важно из-за низкого содержания жира, а содержащаяся в нем целлюлоза доступна как в растворимой, так и в нерастворимой формах. Чечевица содержит витамины группы В, сложные углеводы и много минералов. Чечевица также важна для лечения сердечно-сосудистых заболеваний и повышенного артериального давления из-за отсутствия в ней холестерина и наличия в ней фолиевой кислоты.

При этом очень важно создавать сорта и формы, отвечающие требованиям времени. Если эти сорта будут превосходить импортную продукцию как по качеству, так и по внешнему виду, иностранная продукция неизбежно будет вытеснена с рынка [1]. В связи с этим в лабораторных условиях были проведены опыты по определению количества хлорофилла в течение вегетационного периода в образцах обыкновенных бобовых культур и сортов злаков. Этот пигмент, придающий зеленый цвет зеленым листьям и некоторым сырым плодам, делится на две группы: хлорофилл a (сине-зеленый) и хлорофилл b (желто-зеленый), и обычно содержится в растениях в соотношении 3:1.

Необходимо собрать и изучить мировую коллекцию пищевых бобовых культур различного эколого-географического происхождения и местные образцы, определить их превосходящие свойства путем проведения экологических испытаний в различных районах республики и создать для каждого региона подходящие сорта. В этом смысле необходимо изучить физиологические процессы, происходящие в растениях, и подготовить необходимые предложения по селекции [2].

Материалы и методы

Опыт проводился на поле Апшеронского подсобного опытного хозяйства НИИСХ, в состав которого входят 15 различных сортов и сортов чечевицы.

Количество хлорофилла в листьях растений определяли по Лихтенталеру [3] в 96%-ном этиловом спирте.

Результаты и их анализ

Фотосинтетические пигменты являются одним из основных показателей фотосинтетической деятельности бобовых культур. Известно, что процесс фотосинтеза у растений обусловлен наличием в них хлорофилла и каротиноидов.

Процесс фотосинтеза в зеленых частях растений регулируется внешними условиями, в которых живет растение. Поскольку в этом процессе ассимилируется углекислый газ, ключевую роль играет уровень углекислого газа в окружающей растение среде [5]. Наблюдения показали, что для начала фотосинтеза воздух должен содержать не менее 0,008 — 0,01% углекислого газа. Увеличение количества углекислого газа при интенсивном солнечном свете интенсифицирует фотосинтез в растениях [4].

Исследования Любименко и Вильстеттера показали, что фотосинтез протекает быстро на участках с высоким уровнем хлорофилла при слабом освещении, но слабее при обычном и сильном освещении [8].

Процесс фотосинтеза является ключевым и важным фактором, от которого зависит общая продуктивность растений.

Получение высоких урожаев с растений зависит не только от химического состава и физических свойств почвы, но и от организации выращивания растения на высоком агротехническом фоне.

Урожайность также зависит от количества растений, высаженных на единицу площади. При нормальных почвенных и агротехнических условиях высокие урожаи возможны только при соблюдении оптимального количества растений на гектар. А. К. Лорх определил, что для получения высокого урожая от основных сельскохозяйственных культур общая площадь листьев должна быть в 3–4 раза больше площади, занимаемой растениями [8].

Азот составляет очень небольшую часть (1–3%) в сухом веществе, синтезируемом растениями. Однако азот является основным компонентом белков и нуклеиновых кислот в жизни растений и вообще. Период, когда наибольшее количество пигментов присутствует у бобовых, является периодом формирования генеративных органов [7].

В качестве одного из факторов, лимитирующих фотосинтез, отмечено снижение Хл (a + b) при водном стрессе, по некоторым данным, засушливый стресс вызывал резкое снижение Хл a, Хл b и Хл (a + b) у большинства растений [6].

Атмосферная засуха носит преимущественно временный характер, и обезвоживание растений под ее влиянием носит временный характер, но она ослабляет окраску и рост растений, вызывая его остановку и падение урожая. В фазу ветвления количество Хл а в сухой массе сортов и сортов чечевицы в листьях колебалось в пределах 4039–7737 мг/г. В образце ЛИЭН-ЛС-17 (34) в течение всего вегетационного периода количество Хл а составляло не более 7737 мг/г и не менее 4242 мг/г (Таблица 1). Что касается периода бутонизации, то количество Хл а в листьях образцов составило 5464–8432 мг/г. Образец ЛИКТН-17 (3) отличался на 8,432 мг/г (Таблица 1) за счет высокого содержания Хл а.

Таблица 1

ИЗМЕНЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА Хл а В ЛИСТЬЯХ ГОРОХА

В ТЕЧЕНИЕ ВЕГЕТАЦИОННОГО ПЕРИОДА (мг/г сухой массы)

№	Название образца	4.04.2019	15.04.2019	2.05.2019	17.05.2019
1	Зафар	5,727	6,964	6,910	2,876
2	Арзу	6,822	6,032	6,644	6,695
3	Жасмин	4,291	7,169	8,086	4,644
4	LICTN-17 (3)	6,219	8,432	6,649	4,104
5	LICTN-17 (16)	6,509	7,334	7,494	4,754
6	LICTN-17 (26)	5,565	6,162	7,430	3,996
7	LICTN-17 (32)	6,367	6,691	5,941	4,883
8	LIEN-LS-17 (1)	4,753	6.492	5,774	6,081
9	LIEN-LS-17 (8)	4,039	6,995	8,188	4,047
10	LIEN-LS-17 (9)	4,357	6,627	6,640	7,736
11	LIEN-LS-17 (12)	4,968	5,464	6,340	3,482
12	LIEN-LS-17 (18)	6,159	5,782	7,012	4,724
13	LIEN-LS-17 (34)	7,737	7,613	7,483	4,242
14	LIEN-MH-17 (19)	6,341	7,355	6,578	7,988
15	LIEN-MH-17 (28)	6,423	7,804	6,261	5,726

Период, когда наибольшее количество пигментов присутствует у бобовых, является периодом формирования генеративных органов [7]. В качестве одного из факторов, лимитирующих фотосинтез, отмечено снижение Хл (a + b) при водном стрессе, по некоторым данным, засушливый стресс вызывал резкое снижение Хл a, Хл b и Хл (a + b) у большинства растений [6].

Атмосферная засуха носит преимущественно временный характер, и обезвоживание растений под ее влиянием носит временный характер, но она ослабляет окраску и рост растений, вызывая его остановку и падение урожая. В фазу ветвления количество Хл а в сухой массе сортов и сортов чечевицы в листьях колебалось в пределах 4039–7737 мг/г. В образце ЛИЭН-ЛС-17 (34) в течение всего вегетационного периода количество Хл а составляло не более 7737 мг/г и не менее 4242 мг/г. Что касается периода бутонизации, то количество Хл а в листьях образцов составило 5464–8432 мг/г. Образец ЛИКТН-17 (3) отличался на 8,432 мг/г (Таблица 1) за счет высокого содержания Хл а (Таблица 2).

Изменения количества Хл b в фазе ветвления у экземпляров чечевицы в листьях за вегетационный период колебались от 1,526 до 5,672 (мг/г сухой массы). В пробе ЛИЭН-ЛС-17 (9) этот показатель составил максимум 5672 мг/г (Таблица 2).

В период бутонизации количество Хл b в листьях колебалось в пределах 1665–2612 мг/г. При этом максимальное количество Хл b в образце LICTN-17 (3) составило 2,612 мг/г. В период формирования бобов значение Хл b у одних образцов увеличивалось, а у других наблюдалось снижение (Таблица 2).

Так, количество Хл b в образцах чечевицы достигало максимального значения в период цветения и формирования бобов (1,745–5,997 мг/г).

В период налива зерна количество Хл b у изучаемых сортов и сортов снижается и достигает значений 1,205–3,895 мг/г. Количество каротиноидов в листьях сортов и сортов чечевицы в течение вегетационного периода достигало максимального значения в период цветения и формирования бобов. Количество каротиноидов в листьях изучаемых сортов и сортов колебалось в пределах 1,88–3,07 мг/г.

Таблица 2

ИЗМЕНЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА Хл b В ЛИСТЬЯХ ГОРОХА

В ТЕЧЕНИЕ ВЕГЕТАЦИОННОГО ПЕРИОДА (мг/г сухой массы)

№	Название образца	4.04.2019	15.04.2019	2.05.2019	17.05.2019
1	Зафар	2,537	1,987	2,273	3,078
2	Арзу	4,561	1,665	2,127	3,190
3	Жасмин	1,531	2,058	2,440	1,477
4	LICTN-17(3)	4,846	2,612	2,080	1,205
5	LICTN-17(16)	3,759	2,290	2,509	2,045
6	LICTN-17(26)	2,236	1,799	2,387	1,711
7	LICTN-17(32)	5,672	1,922	1,745	1,851
8	LIEN-LS-17 (1)	1,652	1,902	1,929	2,696
9	LIEN-LS-17 (8)	3,668	2,084	5,997	1,948
10	LIEN-LS-17 (9)	1,526	1,911	2,253	3,895
11	LIEN-LS-17 (12)	1,647	1,668	2,045	1,606
12	LIEN-LS-17 (18)	2,401	1,790	2,833	2,001
13	LIEN-LS-17(34)	6,416	2,199	2,153	1,241
14	LIEN-MH-17(19)	5,136	2,262	1,944	2,269
15	LIEN-MH-17(28)	3,748	2,222	1,898	2,493

Вывод

Таким образом, на основании опытов установлено, что количество Хл a и Хл b в листьях определяется его максимальным значением в период цветения и формирования бобов. Исследования показали, что между количеством Хл a и Хл b и продуктивностью фотосинтеза существует резкая зависимость.