Накопление селена в китайской капусте сорта пак-чой в процессе культивирования

При выборе растений для обогащения их селеном необходимо руководствоваться требованием, чтобы растение содержало вещества, которые могут быть полезны при создании функциональных продуктов питания для профилактики онкологических заболеваний. В овощах семейства крестоцветных (особенно в китайской капусте сорта Пак-чой) содержатся алкалоиды группы глюкоброссицина, которые при разрушении растительной клетки распадаются, образуя ряд индольных соединений.

Данные эпидемиологических наблюдений указывают, что употребление индол-3-карби-нола снижает риск развития некоторых видов гормонозависимых опухолей [9].

Одним из путей обогащения растений селеном является агрохимический способ. Выращивание растений с использованием удобрений или питательных растворов, содержащих селен, позволяет аккумулировать его и впоследствии трансформировать в органическую форму – селенсодержащие аминокислоты [10].

К сожалению, токсичность селена может негативно сказываться на рост и развитие самих растений, поэтому необходимо использовать специальные режимы культивирования со строго установленными дозами внесения селена [11].

Эксперимент проводился на китайской капусте сорта Пак-чой. Обогащение капусты селеном осуществлялось в процессе культивирования, которое производилось при температуре 24^о С и влажности воздуха 80–90% на кассетах площадью 2400 см² с субстратом на основе верхового торфа низкой степени разложения. На каждой кассете производился засев 72 растений. Для стимулирования роста капусты в субстрат вносился питательный раствор следующего состава: Ca(NО 3 ) Н 2 О – 1 г/л; КNО 3 – 0,37 г/л; КН 3 РО 4 – 0,37 г/л; МgSО 4 7Н 2 O – 0,37 мг/л;

раствор микроэлементов – 1 мл/л.

Селенит калия вносился в субстрат с питательным раствором. В первую, контрольную кассету, селенит калия не вносился. В кассету № 2 селенит калия вносился в составе питательного раствора в количестве 0,5 мг/л, в кассету № 3 – в количестве 1,0 мг/л. Культивирование капусты проводилось в течение шести недель. Количество внесенного селена в каждую кассету представлено в таблице 1.

В процессе культивирования один раз в неделю проводился отбор проб в количестве четырех растений с кассеты. После отбора пробы растения высушивались до постоянной массы при температуре 65 °C в потоке воздуха.

Таблица 1.

Количество внесенного селена

Фmount of introduced selenium

Table 1.

Номер кассеты The cassette number	Количество внесенного селена, мг| The amount of selenium introduced mg
	1-я неделя (1 week)	2-я неделя (2 week)	3-я неделя (3 week)	4-я неделя (4 week)	5-я неделя (5 week)
№ 1 (контроль) control	–	–	–	–	–
№ 2	9,24	18,48	27,72	36,96	46,20
№ 3	18,55	37,1	55,65	74,20	92,75

Рисунок 1. Прирост биомассы растений капусты сорта Пак-чой

Figure 1. The growth of cabbage plant varieties biomass Pak-choi

Из данных, представленных на диаграмме, следует, что внесение селенита калия на начальных стадиях роста капусты Пак-чой оказывает тормозящее действие на рост растений, что можно объяснить токсичным действием селена.

В то же время, полученные результаты также показали, что в процессе роста капусты селен положительно влияет на прирост биомассы растения.

При дозе внесения селенита калия в питательный раствор в количестве 1,0 мг/л скорость прироста биомассы увеличивается на 30%. По окончании культивирования капусты Пак-чой (6 неделя) биомасса растений, выращенных при дозе внесения селена в питательный раствор в количестве 0,5 г/дм3 составила 22,43 г, биомасса растений, выращенных при внесении селена в количестве 1,0 г/дм3 составила 29, 80 г.

График накопления биомассы растений в приведенных единицах представлен на рисунке 2. Приведенные единицы, рассчитывались по формуле: k = m n / m 1 , где m n – масса каждого отбора, m 1 – масса первого отбора.

Рисунок 2. Прирост биомассы капусты Пак-чой в процессе культивирования в относительных единицах Figure 2. Growth of cabbage biomass Pak-choi in the process of cultivation in relative units

Из диаграмм, представленных на рисунке 1 и графиков на рисунке 2, видно, что при увеличении дозы внесения селенита калия с 0,5 мг/л до 1,0 мг/л прирост биомассы увеличивается. Это объясняется тем обстоятельством, что селен оказывает стимулирующее воздействие на рост растений, ускоряя транспорт белков, жиров и углеводов в клетках растений, а также усиливает действие токоферолов и йода [12].Следует отметить, что на начальных стадиях роста растения, обогащенные селеном, развивались медленнее контрольного образца, что можно объяснить токсичным действием селена. Из этого можно сделать вывод, что внесение селена следует производить не на начальных стадиях роста, а лишь через некоторое время.

Полученные результаты показали, что Se влияет на скорость прироста биомассы. При дозе внесения Se – 1,0 мг·дм–3 скорость прироста биомассы увеличивается на 30% этот факт можно объяснить теми же биохимическими свойствами селена.

Далее, производилось определение содержания селена в зеленой ботве капусты по ГОСТ Р 53182–2008 на атомно-адсорбционном спектрофотометре NоvАА компании Analytik Jena.

В контрольном варианте ни в одном отборе образцов растений не было обнаружено селена. Результаты определения содержания селена в растениях, выращенных в кассетах с разным количеством внесенного селена, приведены на рисунке 3.

Время, сут

Рисунок 3. Содержание селена в китайской капусте сорта Пак-чой

Figure 3. The selenium content in Chinese cabbage varieties Pak-choi

Следует отметить, что содержание селена в растениях прямо пропорционально его внесению в почву. С помощью вычислительной программы Curve Expert были получены математические функции, описывающие динамику накопления селена, а также были определены производные этих функций для вычисления скорости его накопления. Результаты приведены в таблице 2 и на рисунке 4.

Таблица 2.

Функции динамики накопления селена в капусте Пак-чой и функции скорости его накопления

Table 2.

Functions of selenium accumulation dynamics in cabbage Pak-choi and function of its rate of accumulation

Доза внесения селена, мг/л Doze of selenium, mg/L	Функция динамики накопления селена Selenium accumulation dynamics function	Функция изменения скорости накопления селена The function changes the selenium accumulation rate	R 2
0,5	16,8 х + 0,25 х 2	16,8 + 0,5 х	0,996
1,0	13,7 х + 5,6 х 2	13,7 + 11,2 х	0,990

• — доза внесенения селена 1,0 мг/л

• —доза внесенения селена 0,5 мг/л

'U---------------.----------------.----------------г

0            7           14           21

Время, сут

Рисунок 4. Скорость накопления селена в китайской капусте сорта Пак-чой

Figure 4. The rate of accumulation of selenium in Chinese cabbage varieties Pak-choi