содержание растворимых углеводов в растениях заповедника

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН
2015, том 58, №5
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
УДК 581.132.633.11
Д.М.Давлятова, М.Б.Ниязмухамедова*, Д.Бердыев, М.М.Рахимов*
СОДЕРЖАНИЕ РАСТВОРИМЫХ УГЛЕВОДОВ В РАСТЕНИЯХ
ЗАПОВЕДНИКА «ТИГРОВАЯ БАЛКА»
Курган-Тюбинский государственный университет им. Н.Хусрава,
Институт ботаники, физиологии и генетики растений АН Республики Таджикистан
*
(Представлено членом-корреспондентом АН Республики Таджикистан Х.А.Абдуллаевым.29.12.2014 г.)
Приводятся результаты анализа содержания растворимых углеводов в сезонной динамике у
растений галофитов. Показано, что листья и стебли галофитов имеют высокое содержание растворимых углеводов ранней весной в начале вегетации и до середины лета. К концу июня и до начала
августа наблюдается некоторое уменьшение содержания растворимых углеводов, затем к осени
происходит небольшое повышение их содержания в этих органах за счёт изменения экологоклиматических факторов, а именно, за счёт понижения температуры воздуха и почвы.
Ключевые слова: галофиты – ксеромезофиты – растворимые углеводы – заповедник «Тигровая балка».
Растения заповедника «Тигровая балка» в Таджикистане характеризуются высокой питательной ценностью, их кормовая продуктивность высока, поэтому местное население широко использует
их как корм для животных и в качестве топлива. Галофиты адаптировались к недостатку почвенной и
атмосферной засухи в процессе эволюции, приспособились к сохранению высокой жизнеспособности.
Поэтому растения-галофиты, произрастающие в жарких засушливых условиях, отличаются от
других растений характерными морфо-биологическими и физиолого-биохимическими особенностями. В литературе имеются работы по водному режиму [1-3], но, к сожалению, в них очень мало данных по биохимическим показателям растений аридных зон Таджикистана.
В связи с этим целью нашей работы явилось изучение сезонной динамики содержания растворимых углеводов в различных органах растений-галофитов, произрастающих в условиях заповедника «Тигровая балка».
Объекты и методы исследований
Объектами исследования служили 4 вида растений-галофитов: верблюжья колючка (Alhagi
canescens (Regel) Shap. ex Keller et Shap., по типу водного режима – фреатофит [1], по анатомическому строению –ксеромезофит [2]), тамарикс многоветвистый (Tamarix ramosissima Ledeb., мезоксерофит) [4]), полынь ферганская (Artemisia ferganensis Krasch. ex Poljak., по типу водного питания - омброфит, а по экологическому типу-ксеромезофит [3]), соляноколосник Белянже (Halostachys
Адрес для корреспонденции: Ниязмухамедова Мукадам Бабаджановна. 734017, Республика Таджикистан,
Душанбе, ул. Карамова, 27, Институт ботаники, физиологии и генетики растений АН РТ. Е-mail:
mukadam.44@mail.ru
434
Физиология растений
Д.М.Давлятова, М.Б.Ниязмухамедова и др.
belangeriana (Moq.) Botsch., (по классификации И.Н.Бейдеман [1] - фреатофит, а по В.В.Никитину [5]
- гигрофит). Эти растения-галофиты произрастают на всей территории заповедника.
Растворимые углеводы определяли по микрометоду Дюбуа [6].
Статистическую обработку экспериментальных данных проводили по Б.А.Доспехову [7] с использованием программы Excel Windows 2000.
Результаты и их обсуждение
Результаты определения содержания растворимых углеводов в сезонной динамике в различных органах растений-галофитов, произрастающих в условиях заповедника «Тигровая балка», пред-
Содержание растворимых углеводов, %
ставлены на рис.1 и 2.
А
Б
В
Г
Рис.1. Содержание растворимых углеводов (%) в разных органах галофитов, 2010 г.
Даты определения: 1 – 8.04.; 2 – 19.04.; 3 – 30.04.; 4 – 13.05.; 5 – 29.05.; 6 – 10.06.; 7 – 24.06.; 8 – 10.07.;
9 – 23.07.; 10 – 6.08.;11 – 28.08.; 12 – 21.09.; 13 – 12.10.
Как видно из рис.1А, содержание растворимых углеводов в листьях верблюжьей колючки
было высоким в конце апреля, затем происходит некоторый спад в их синтезе и накоплении, и уже в
середине лета опять наблюдается высокий уровень содержания углеводов. Листья верблюжьей колючки в это время мелкие, ярко-зелёного цвета, сохраняют мягкую структуру благодаря корневой
системе, которая снабжает растение влагой и питательными веществами, что доступно для поедания
скотом. Стебли также имеют относительно высокое содержание растворимых углеводов, но уже к
концу июля наблюдается значительное снижение содержания углеводов в стебле. В самих колючках
435
Доклады Академии наук Республики Таджикистан
2015, том 58, №5
в это время происходит значительное увеличение содержания углеводов, но с середины лета содержание растворимых углеводов снижается и осенью оно остаётся почти на одном уровне до ноября
месяца, то есть до конца вегетации растения. В корнях верблюжьей колючки наблюдается активный
синтез растворимых углеводов с ранней весны до середины лета, затем происходит уменьшение рас-
Содержание растворимых углеводов, %
творимых углеводов, вплоть до конца вегетации.
А
Б
В
Г
Рис.2. Содержание растворимых углеводов (%) в разных органах галофитов, 2011г.
Даты определения: 1 – 19.04.; 2 – 16.05.; 3 – 14.06.; 4 – 23.07.; 5 – 20.08.; 6 – 21.09.
В 2011 г. листья, стебли и колючки верблюжьей колючки (рис.2А) имеют также высокое содержание растворимых углеводов. Колючки этого растения с самой ранней весны активно синтезируют и накапливают растворимые углеводы, к середине лета происходит небольшой спад и до конца
вегетации содержание растворимых углеводов остаётся на одном уровне. В корнях содержание растворимых углеводов весной увеличивается почти в 2 раза, затем к середине июня наблюдается небольшой спад и оно остаётся почти на одном уровне до конца вегетации, благодаря своему уникальному приспособлению проникать на большую глубину, корни обеспечивают всё растение водой и
питанием, даже в самый жаркий период вегетации. В цветках и плодах верблюжьей колючки было
большое содержание растворимых углеводов. В лепестках цветков верблюжьей колючки скапливается «крупка», исстари известная, как «манна небесная», которую во многих странах Востока до сих
пор собирают для питания, так как она считается высокопитательным продуктом.
436
Физиология растений
Д.М.Давлятова, М.Б.Ниязмухамедова и др.
У полыни ферганской содержание растворимых углеводов сильно варьировало в зависимости
от фаз развития растений и сезонности. Содержание углеводов в листьях, стебле и корнях имело
скачкообразный характер (рис.1Б). В процессе вегетации в листьях этого вида полыни содержание
растворимых углеводов было намного ниже по сравнению со стеблем и корнями. Содержание растворимых углеводов в корнях уже с весны было относительно высоким, в листьях и стебле содержание углеводов продолжало увеличиваться до середины лета, затем происходил некоторый спад в их
синтезе. И только с конца августа и до середины октября, к концу вегетации растений полыни ферганской происходит небольшое увеличение содержания растворимых углеводов в листьях и стеблях
под действием понижения температуры почвы и воздуха.
В 2011 г. (рис.Б) содержание растворимых углеводов оставалось относительно на одном
уровне. Самое большое содержание растворимых углеводов (7.85% от сырой массы) у полыни ферганской наблюдается в середине лета, а самое низкое – 4.90% отмечено 23.07.2011г.
Соляноколосник Белянже солерос, приспособившись к условиях пустыни, имеет редуцированные листья за счёт изменения своей формы до цилиндрической, тёмно-зелёного цвета [3]. Весной
синтез растворимых углеводов (рис.1В) понижается, но в середине лета их содержание увеличивается
в 2- 2.5 раза. К осени наблюдается значительное уменьшение количества растворимых углеводов в
листьях, стеблях и в корнях. В октябре их содержание в стебле и корнях повышается почти в 2 раза.
В период цветения в цветках соляноколосника Белянже содержание растворимых углеводов было
1.99% от сырой массы, затем оно уменьшилось, в созревших семенах их содержание было равно
0.335% от сырой массы. Самое высокое содержание растворимых углеводов в соляноколоснике Белянже наблюдается в конце сентября, а самое низкое - в конце июля.
В 2011 г. у соляноколосника Белянже по содержанию растворимых углеводов не наблюдалось
резких изменений в процессе вегетации, синтез углеводов происходил относительно равномерно
(рис. 2В). Максимальное содержание растворимых углеводов в одном растении было в конце вегетации в сентябре, а самое низкое - в середине лета.
Тамарикс многоветвистый с ранней весны начинает активно синтезировать и накапливать
растворимые углеводы в листьях и стеблях, а в корнях значительные их количества появляются только в конце апреля и постепенно увеличиваются, затем в последующие фазы развития растения содержание растворимых углеводов в корнях то увеличивается, то уменьшается (рис. 1Г). Уже 6 августа содержание растворимых углеводов в различных органах понижается в 2-3 раза. У тамарикса
многоветвистого осенью происходит увеличение содержания растворимых углеводов в 1.5-2 раза за
счёт понижения температуры почвы и воздуха. Самое большое количество растворимых углеводов в
2010 г. отмечено 31 мая - 8.35% от сырой массы, а самое низкое - 3.21% от сырой массы в начале вегетации. (рис. 1Г), а в 2011 г. (рис. 2Г) максимальное содержание растворимых углеводов в одном
растении было в сентябре в конце вегетации - 8.04% от сырой массы, а самое низкое – 5.8% от сырой
массы в середине лета, в остальные фазы развития растения величина растворимых углеводов колебалась в этих пределах.
Полученные результаты показывают высокую адаптивность исследованных растений к неблагоприятным, изменяющимся в процессе вегетации условиям среды и свидетельствуют о высокой
437
Доклады Академии наук Республики Таджикистан
2015, том 58, №5
устойчивости физиолого-биохимических систем галофитов и ксеромезофитов к суровым аридным
зонам.
Наиболее общим выводом настоящей работы является подтверждение того факта, что изученные нами виды в процессе эволюции выработали адаптивность и устойчивость к высокой атмосферной и почвенной засухе, оптимальная зона для роста и развития которых очень широкая и находится в пределах от 15 до 40ºС [5]. Это свидетельствует о широкой экологической пластичности растений-галофитов в условиях пустыни.
Поступило 30.12.2014 г.
Л И Т Е РАТ У РА
1. Бейдеман И.Н. – Транспирация растений в Кура-Араксинской низменности при различном увлажнении и засолении почв. – В кн. Эколого-геоботанические и агромелиоративные исследования в
Кура- Араксинской низменности Закавказья. – М.: АН СССР, 1962, с.329-405.
2. Прозоровский А.В. Растительность СССР. – Полупустыни и пустыни СССР. - М.: Наука,1984,
255 с.
3. Молотковский Ю.И. – Биоэкологические особенности и водный режим растений лесных флороценотипов Таджикистана: Автореф. дисс... д.б.н. – Новосибирск, 1984, 49 с.
4. Молотковский Ю.И. Водный режим тугайных растений низовий р.Вахш. – Водный обмен в основных типах растительности СССР.- Новосибирск: Наука, 1975, с.175-182.
5. Никитин В.В.- Сорная растительность Туркмении. – Ашхабад,1957, 581c.
6. Dubois M., Gilles K.A., Hamilton J.K., Rebers P.A., Smith F.- Colorimetric method for determination of
sugars and related substances. – Analit. Chem, 1956, v.28, №3, pр.350-356.
7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М.: Колос, 1985, 352 с.
Д.М.Давлятова, М.Б.Ниязмухамедова*, Д.Бердиев, М.М.Раҳимов*
МИЌДОРИ ЌАНДЊОИ ЊАЛШАВАНДА ДАР РАСТАНИЊОИ
МАМНЎЪГОЊИ «БЕШАИ ПАЛАНГОН»
Донишгоҳи давлатии Қурғонтеппа ба номи Н.Хусрав,
*Институти
ботаника, физиология ва генетикаи растаниҳои
Академияи илмҳои Љумхурии Тољикистон
Дар мақолаи натиљањои ташхиси миқдори қандњои њалшаванда дар раванди нашъунамо
ва давраи мавсимии растанињо – галофитњо оварда шудааст. Ташхис нишон дод, ки миқдори
қандњои њалшаванда дар барг ва поя аз аввали бањор, яъне аз саршавии нашъунамо то мобайни
тобистон, баланд буд. Дар охири моњи июн то аввали август нишонаҳои камшавии миќдори
қандњои њалшаванда мушоњида карда шуд, лекин то тирамоњ на он қадар баландшавии миқдори
он дар њамин узвњо мушоњида карда шуд, ки ин аз дигаргуншавии омилњои иқлимї- экологї ва
аз пастшавии ҳарорати њаво ва хок вобастагї дошт.
Калимаҳои калидї: галофитњо – ксеромезофитњо – қандњои њалшаванда – мамнўъгоњи «Бешаи
палангон».
438
Физиология растений
Д.М.Давлятова, М.Б.Ниязмухамедова и др.
D.М.Davlatova, M.В.Niazmuhamedova*, D.Berdiev, M.М.Rahimov*
THE CONTENT OF SOLUBLE CARBOHYDRATES IN PLANTS RESERVE
"TIGROVAYA BALKA"
N.Khusrav Kurgantyube State University,
*Institute
of Botany, Plant Physiology and Genetics,
Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan
The results of the study of content of soluble carbohydrates during the growing season and the seasonal dynamics of plant halophytes are presents. It is shown that the leaves and stems have a high content of
soluble carbohydrates from early spring - the beginning of the growing season and until the middle of summer. From end of June to August, there was a slight decrease in soluble carbohydrates, and then the autumn
there is a slight hanging of their contents in these organs, due to changes in the ecological and climatic factors, namely, at the expense of lowering the temperature of the air and soil.
Key words: halophytes – xeromesophytes – soluble carbohydrates – reserve "Tigrovaya balka".
439