Влияние эдафических факторов терско-сулакской низменности и горного хунзахского района дагестана на нутриентный состав шиповника rosa canina

ВЛИЯНИЕ ЭДАФИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ТЕРСКО-СУЛАКСКОЙ НИЗМЕННОСТИ И ГОРНОГО ХУНЗАХСКОГО РАЙОНА ДАГЕСТАНА НА НУТРИЕНТНЫЙ СОСТАВ ШИПОВНИКА ROSA CANINA

Даны характеристики лугово-лесных типичных почв, расположенных на территории Терско-Сулакской низменности и горного Хунзахского района Дагестана. Приведены результаты исследования содержания витамина С (аскорбиновой кислоты), Р-активных соединений и микроэлементов — йода, марганца, меди и цинка в плодах шиповника, произрастающего на вышеуказанных почвах. Полученные сведения свидетельствуют о том, что лугово-лесная почва Терско-Сулакской низменности способствует накоплению йода в плодах шиповника, а аналогичная горная почва в большей мере влияет на синтез витамина С и содержание в плодах минеральных веществ. Показано значение для организма человека, исследованных биохимических соединений и дана сравнительная оценка их состава в шиповнике, произрастающем на лугово-лесных почвах, находящихся на различных высотах над уровнем моря.

The characteristics of meadow-wood typical soils, located on territory of lowland of Tersko-Sulaksk and Hunzahsk mountain area of Dagestan are given. Results of research of the contents of vitamin C (an ascorbic acid), P-active connections and mineral substances of iodine, manganese, copper and zinc in the hips, growing on above-stated ground are resulted. The received data testify that the meadow-wood ground of Tersko-Sulaksk lowland promotes accumulation of iodine in a dog rose, and the similar mountain ground in a greater measure influences synthesis of vitamins and the contents in hips of mineral substances. The value researched biochemical connections for a human’s organism of the person, the is shown and the comparative estimation of their structure in a dog rose growing on meadow-wood grounds, being on various heights above sea level is given.

Республика Дагестан расположена на северо-восточных склонах Главного Кавказского хребта и северо-западной части Прикаспийской низменности. Многообразие почвенно-климатических условий резко отличает её от других краев и областей северного Кавказа. Физико-географические и другие экологические факторы, обусловленные высотным градиентом и сложным строением рельефа, послужили основой для подразделения территории республики на равнинную, предгорную и горную зоны.

Для равнинной зоны, в которую входит Терско-Сулакская низменность, характерны солончаки, пески, светло-каштановые почвы, есть и лугово-лесные, для предгорий — бурые лесные и каштановые, а для горной зоны горно-луговые черноземовидные, горные бурые лесные и лугово-лесные почвы.

Целью наших исследований являлось изучение влияния лугово-лесных типичных почв на синтез витамина С, Р-активных соединений и накопление микроэлементов йода, марганца, меди, и цинка в плодах шиповника Rosa Canina, произрастающего в Дагестане.

Ранее дагестанскими учеными изучались почвы полупустынь (солончак луговой, луговая солончаковая, луговая), площади которых занимают значительную долю территории Терско-Сулакской низменности [1−3, 5−7]. Но, как известно, ареалы почвенного покрова представляют собой сложную систему природной среды, элементы которой, определенным образом взаимопроникая, функционируют в пространстве. На пойменных террасах Терско-Сулакской низменности, 36 м над уровнем моря, располагаются участки лугово-лесных почв под лесной и кустарниковой растительностью, которая выполняет важную роль в охране биосферных условий, в частности, водои ветрозащитную функцию.

По степени выраженности слоистости и дифференциации гумусовых горизонтов здесь выделяются такие подтипы почв, как аллювиальные лугово-лесные (тугайские) и лугово-лесные типичные. Последний подтип приурочен к повышенным участкам краевой полосы пойменных террас и отличается небольшим влиянием гидроморфного режима, а также слабой выраженностью почвообразующего материала. Глубина залегания грунтового увлажнения в нем 3−4,5 м. Кустарниковая растительность на лугово-лесной типичной почве Терско-Сулакской низменности представлена лохом узколистым, тамариском, мушмулой, часто встречается шиповник [2].

Лугово-лесные почвы горного Дагестана расположены на высоте 1200 — 1800 метров над уровнем моря. В профиле этих почв выделяется гумусово-аккумулятивный горизонта А, имеющий переходы окраски от коричнево-серой до серо-коричневой. Горизонт А₀ (0−2 см) состоит из лиственного опада с примесью мелкозема. Гумусовый горизонт А, В темносерый с коричневым оттенком, влажный среднесуглинистый. Горизонт В плотный с комковатой структурой; А+В=40−50 см, по всему профилю не вскипает. В горных лугово-лесных почвах гумуса содержится от 10 до 16%. Реакция среды кислая (рН=4,5−5,5). Запасы гумуса доходят 250−270 т/га. Основным представителем растительности горных лугово-лесных типичных почв является рододендрон. Мушмула, облепиха и шиповник здесь также встречаются повсеместно [3]. Это экологически приспособленные растения.

Шиповник Rosa Canina, произрастающий на лугово-лесных типичных почвах Терско-Сулакской низменности и горного Хунзахского района Дагестана, представляет собой колючие кустарники из семейства розоцветных, достигающие порой высоты 1,7 м. Листья у шиповника сложные, с 5−7 яйцевидными или овальными листочками. Цветки одиночные или по 2−3 на концах ветвей, красные, розовые или белые. Плоды оранжево-красные, развивающиеся из мясистого цветоложа, Стенки плодов съедобны, имеют кисловатый вкус.

Для исследования витаминно-минерального комплекса шиповника использовали плоды, достигшие физиологической зрелости. Известными в биохимии и биофизике методами в них определяли содержание:

витамина С (аскорбиновая кислота) — титрованием с использованием 2,6-дихлорфенолиндофенола; микроэлементов — йодометрическим и атомно-абсорбционным методами; лейкоантоцианов — колориметрическим методом при длине волны 540нм, основанным на способности их при нагревании в кислой среде превращаться в антоцианы, дающие красную окраску [4]; флавонолов — методом высушивания при температуре 105⁰С по ГОСТ 28 561–90. Статистическую обработку результатов, полученных в процессе эксперимента, проводили методом выборки по критерию Стьюдента.

Пищевая и фармакологическая ценность дикорастущих плодов и ягод во многом определяется наличием витаминов и минеральных веществ. Витамин С, точнее его восстановленная форма — L-аскорбиновая кислота, имеется во многих плодах и ягодах дикорастущих растений в таком количестве, которое при регулярном использовании их в рационе, может восполнить суточную потребность взрослого человека (50−100 мг в сутки). Между тем С-витаминную недостаточность ощущает 50% населения России. Витамин С — активный участник многих окислительно-восстановительных процессов, протекающих как в плодах и ягодах, так и в человеческом организме. Он повышает устойчивость к инфекционным заболеваниям, неблагоприятным внешним воздействиям (перегреву, охлаждению, кислородной недостаточности), увеличивает работоспособность. Витамин С оказывает влияние на кроветворение, обмен углеводов и содержание холестерина. Наиболее полно биологическая роль витамина С проявляется в присутствии Р-активных соединений. Накопление витамина С в растениях обусловливается не только видовыми признаками, но и тесно связано с почвенно-климатическими факторами места произрастания, а также стадией зрелости содержащих его плодов и ягод.

Наши исследования показали, что в плодах шиповника, произрастающего на лугово-лесных почвах Терско-Сулакской низменности, в среднем содержится 1978 мг/100 г витамина С, а в плодах с горной лугово-лесной почвы Хунзахского района его концентрация достигала 2213 мг/ 100 г (табл.1).

Кроме витамина С мы определяли в опытных образцах содержание Р-активных соединений, в группу которых входят антоцианы, катехины лейкоантоцианы и флавонолы, отличающиеся по химическому составу, но оказывающие сходное действие на организм человека. Они обладают гипотензивным (противогипертоническим) и капилляроукрепляющим (противосклеротическим) действием. Р-активные вещества способствуют эффективному усвоению витамина С.

Таблица 1. Содержание витамина С и Р-активных соединений в шиповнике с лугово-лесных почв Терско-Сулакской низменности и горного Хунзахского района Дагестана.

В исследованных плодах шиповника, собранных с кустов, произрастающих на горной лугово-лесной почве в Хунзахском районе, оказалось больше катехинов, лейкоантоцианов, антоцианов и флавонолов, чем в плодах, созревших на растениях с участков аналогичной почвы Терско-Сулакской низменности (табл.1). луговой лесной почва витамин Помимо Р-активных веществ и витамина С было определено наличие микроэлементов йода, марганца, меди и цинка в плодах. Известно, что эти минеральные вещества играют важную роль в обменных процессах, происходящих как в растении, так и в человеческом организме. Их концентрация в дикорастущих плодах объясняется не только биологическими особенностями растений, но и в значительной степени зависит от обеспеченности почв, на которых они произрастают, доступными формами этих минеральных веществ.

Изучение содержания микроэлемента йода в почвах имеет не только теоретической, познавательный интерес, но и практическое значение так, как позволяет выявить пути обогащения им, растительности. Первоисточником йода на Земле являются основные кристаллические породы. Они обеспечивают им воды и почвы. Определенные концентрации йода, как известно, предотвращают появление у людей заболеваний, связанных с его дефицитом.

Лугово-лесные почвы, расположенные на Терско-Сулакской низменности отдельными массивами, характеризуются довольно высоким содержанием валового йода. В гумусовом горизонте (А+В) его среднее количество составляет 3,39 мг/кг. По почвенному профилю элемент располагается неравномерно. Водорастворимого, самого доступного йода для растений, в горных почвах Дагестана содержится 0,03- 0,25 мг/кг, а в лугово-лесных почвах Терско-Сулакской низменности 0,097−0,15 мг/кг. Это объясняется удерживанием элемента органическими веществами и глинистыми частицами. Увеличению поглощения йода почвами способствуют соли кальция и его окись.

По данным некоторых исследователей в растениях, выросших в горной местности, йода содержится в три раза меньше, чем в растениях с низменности. В нашем случае мы не обнаружили йод в шиповнике из Хунзахского района, а в плодах собранных на низменности его количество равнялось 0,0011 мг/100г (табл.2).

Таблица 2. Содержание микроэлементов в шиповнике, произрастающем на лугово-лесных почвах.

Микроэлементы марганец, медь и цинк являются металлами жизни. Полагают, что они входили в число минеральных веществ, которые использовала природа при создании первых живых организмов.

На подвижность марганца в почвах влияет ряд факторов: содержание гумуса, механический состав почвы, рН-среды, ОВ-потенциал, химический состав, микроэлементы, климатические условия, степень засоленности, окультуривание и т. д. Марганец один из важнейших элементов необходимый для успешного функционирования биоты. Большое влияние на его миграцию в почве играют растения, корневая система которых выделяет оксикислоты, переводящие труднорастворимые соединения марганца в легкоусвояемые. В подвижной форме марганец находится в виде MnO₂, который при рН близкой к 8, выпадает в осадок. Поэтому для интенсивного усвоения марганца растению нужны кислые почвы. В лугово-лесных почвах содержится 72−209 мг/кг подвижных форм марганца. Основная его концентрация отмечена в горизонте С. Коэффициент концентрации колеблется от 0,72 до 0,98. Почвы под травянистой растительностью содержат 100−152 мг/кг этого микроэлемента.

В плодах шиповника с горной лугово-лесной типичной почвы марганца накопилось на 0,22 мг/100г больше, чем в плодах, созревших на кустах, произрастающих на такой же почве Терско-Сулакской низменности (табл.2). Это говорит о том, что горные плоды более полезны, ведь марганец активизирует многие ферменты, участвует в формировании костей, влияет на метаболизм инсулина и стимулирует рост. Суточная потребность человека в марганце 5 мг. Усвояемость его составляет в среднем 50%.

Как указывалось выше, медь относится к жизненно важным элементам, в почвах она обычно находится в форме двухвалентных ионов, которые и участвуют в обменных реакциях. Наиболее доступна растениям медь при низких значениях рН среды. Обычно к подвижной форме меди относят фракцию, переходящую из почв в раствор разбавленных кислот (для кислых почв) и буферных растворов (для карбонатных почв). Содержание подвижной меди обусловлено механическим составом почв, количеством в них гумуса, обогащенностью этим элементом почвообразующих пород и другими факторами.

Биологическая роль меди объясняется её включением в структуры ряда ферментов и белков: к настоящему времени их известно более 20. Физиологическая роль меди обусловлена её участием в регуляции процессов биологического окисления и генерации АТФ, в синтезе важнейших белков коллагена и эластина, метаболизме железа, защите клетки от токсичных действий активных форм кислорода и др.

Анализы показали, что в плодах шиповника из Хунзахского района меди накопилось 0,35мг/100г, а собранных с участков Терско-Сулакской низменности 0,28 мг/100г.

На распределение цинка в профиле почвы большое влияние оказывают органические вещества, поэтому много цинка в гумусовом горизонте. Снижение концентрации его подвижных форм в почвенных разностях наблюдается вниз по профилю. Содержание подвижного цинка в лугово-лесной почве Терско-Сулакской низменности в среднем составляет 2,4 мг/кг.

Биологическая роль цинка состоит в том, что он необходим для поддержания репродукционной функции и адекватного действия иммунной системы, обеспечения нормального роста, кроветворения, вкуса и обоняния, процессов заживления, репарации ран. Выявлена роль цинка в процессах биосинтеза белка и нуклеиновых кислот. Цинк относится к минеральным антиоксидантам, участвующим вместе с витамином В₆ в образовании ненасыщенных жирных кислот. С пищей взрослый человек должен получать цинка 15 мг/сут.

В шиповнике с горных лугово-лесных почв цинка содержалось 0,23 мг/100г, а в произрастающем на низменности 0,19 мг/100г (табл.2).

Таким образом, проведенные нами исследования биохимического состава плодов шиповника, произрастающего на лугово-лесных типичных почвах Терско-Сулакской низменности и горного Хунзахского района Дагестана, показали, что формирование более богатого витаминно-минерального комплекса происходит в шиповнике, произрастающем в горной местности. Большую роль в этом процессе играет почва, содержащая подвижные формы минеральных веществ, успешно усваиваемых растением и способствующих нормальному течению процессов синтеза витаминов и других важных органических соединений. Следовательно, плоды шиповника собранные как на низменности, так и в горах, содержащие высокие концентрации витамина С, Р-активных соединений и микроэлементов, могут успешно использоваться для получения новых пищевых продуктов функциональной направленности, способных помогать организму противодействовать каждодневному экологическому стрессу в условиях техногенного загрязнения окружающей среды.

Литературный список

• 1. Баламирзоев М. А., Мирзоев Э. М-Р., Усманов Р. З. Почвенно-агроэкологическое районирование Дагестана // Вестник ДНЦ РАН. 2006. № 26. С.20−29.
• 2. Почвы Дагестана. Экологические аспекты их рационального использования М. А. Баламирзоев, Э. М-Р. Мирзоев, А. М. Аджиев и др. Махачкала: ГУ «Дагестанское книжное издательство», 2008. 336с.
• 3. Залибеков З. Г. Опыт экологического анализа почвенного покрова Дагестана. Махачкала, 1995. С. 139.
• 4. Методы биохимического исследования растений. Под ред. А. И. Ермакова. «Агропромиздат». 1987. С. 429.
• 5. Магомедова Л. А., Тагирбекова Н. С. Йод в почвообразующих породах и почвах Терско-сулакской низменности Дагестана //Микроэлементы в почвах Терско-Сулакской низменности: Сборник научных трудов; Даг. филиал АН СССР. Махачкала, 1981. С.71−82.
• 6. Салманов А. Б., Рябицева А. А., Османова Р. Р. Марганец и кобальт в почвах Терско-сулакской низменности Дагестана //Микроэлементы в почвах Терско-Сулакской низменности: Сборник научных трудов; Даг. филиал АН СССР. Махачкала, 1981. С.22−71.
• 7. Хизроева П. Р. Цинк в почвообразующих породах и почвах Терско-Сулакской низменности Дагестана //Микроэлементы в почвах Терско-Сулакской низменности: Сборник научных трудов; Даг. филиал АН СССР. Махачкала, 1981. С.125−139.