Одной из причин отставания в росте может служить более поздняя закладка опыта в 1999 году, в результате чего ко времени высадки рассады в грунт растения различались по высоте и массе органов. Однако в 1999 году у растений открытого грунта увеличивалось отставание в росте и к концу периода вегетации возрастало по массе корневища в 2 раза, а по массе листьев и стеблей -- в 4 раза (см. рис. 2).
Нарастание массы корневых клубней до третьей декады августа происходило более интенсивно в вегетационный период 1999 года, что свидетельствует об ускоренном развитии растений (см. рис. 2в). Очевидно, это обусловлено тем, что неблагоприятные для роста метеорологические условия интенсифицировали более ранний транспорт ассимилятов в клубни, в результате чего их масса быстро увеличивалась, но при этом тормозился рост листьев и уменьшался фотосинтетический потенциал -- 90 и 270 м2сут/раст. соответственно в 1999 и 1998 годы.
В неблагоприятном году фотосинтетический потенциал реализовывался более эффективно. Так, производительность 1 м2 листовой поверхности составляла 12,2 г корневых клубней, в то время как в благоприятном году величина этого показателя достигала лишь 4,9 г. Следовательно, при благоприятных погодно-климатических условиях за счет большей продолжительности использования ассимилятов на формирование листовой поверхности был сформирован мощный фотосинтетический потенциал, который реализовывался лишь на 40 %, что, возможно, и явилось главной причиной отсутствия существенных различий по массе клубней в период уборки, несмотря на сильное отставание в росте надземных органов.
Показано, что в корневых клубнях якона накапливается большое количество углеводов, содержащих фруктозу (10). Нами установлено, что основную массу сухого вещества клубней составляют олигофруктаны. В этом плане якон может конкурировать с топинамбуром. При количественном определении фруктозосодержащих углеводов резорциновым методом свободная фруктоза и низкомолекулярные олигофруктаны в клубнях якона выявлены только в спирторастворимой фракции; высокомолекулярные олигофруктаны, в том числе инулин, входящие в водорастворимую фракцию, не обнаружены.
Дата взятия пробы
Рис. 2. Масса листьев (а), стеблей (б), корневых клубней (в) и корневища (г) растений якона в разные по метеорологическим условиям годы: 1 и 2 -- соответственно 1998 и 1999 годы.
Рис. 3. Содержание низкомолекулярных фруктозосодержащих углеводов в корневых клубнях растений якона в разные по метеорологическим условиям годы: 1 и 2 -- соответственно 1998 и 1999 годы.
К концу вегетационного периода по мере снижения температуры воздуха содержание олигофруктанов в корневых клубнях увеличивалось независимо от погодно-климатических условий года исследований (рис. 3). Прохладный год характеризовался коротким вегетационным периодом, поэтому накопление углеводов на единицу сухого вещества было более интенсивным по сравнению с предыдущим годом. Подобная зависимость содержания низко- и высокомолекулярных фруктозосодержащих углеводов от температуры прослеживается у разных видов растений. Например, у растений эвкалипта была выявлена высокая корреляционная зависимость между устойчивостью к пониженным температурам и содержанием сахаров, в частности фруктозы и рафинозы (11). В работе Ernst с соавт. показано, что в корневищах цикория в условиях пониженных осенних температур содержание фруктозы увеличивается, а соединений инулиновых фруктанов высокой степени полимеризации -- уменьшается (12). Аналогичные результаты получены в исследованиях на топинамбуре (13, 14). Очевидно, деполимеризация инулина и накопление низкомолекулярных фруктанов или торможение синтеза инулина при пониженных температурах выполняет защитную функцию, обусловливающую морозоустойчивость.
Таким образом, нами установлено, что в условиях Среднего Урала в благоприятные по метеорологическим условиям годы урожайность корневых клубней якона может достигать 40 т/га сырой массы, что соответствует 4 т/га сухой массы. Содержание углеводов, включающих фруктозу, к концу периода вегетации составляет 45-55 % от воздушно-сухой массы корнеплодов. Следовательно, растения якона наряду с растениями топинамбура могут служить источником фруктозы и возделываться в условиях Среднего Урала.
Литература
Zardini E. Ethnobotanical notes on «Yacon», Polymnia sonchifolia (Asteraceae). Econ. Bot., 1991, 45, 1: 72-85.
Тюкавин Г.Б. Интродукция якона Polymnia sonchifolia (Asteraceae) в условиях Московской области. В сб.: Проблемы интродукции растений и отдаленной гибридизации. Тез. докл. Междунар. конф., посвящ. 100-летию со дня рожд. акад. Н.В. Цицина М., 1998: 212-214.
Тюкавин Г.Б. Оптимизация условий культивирования почек якона in vitro. В сб.: Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений. Мат. III Междунар. науч.-произв. конф. (14-19 июня, 2000). Пенза, 2000, 1: 260-263.
Мокроносов А.Т., Борзенкова Р.А. Методика количественной оценки структуры и функциональной активности фотосинтезирующих тканей и органов. Тр. по прикл. бот., ген. и сел., 1978, 61, 3: 119-133.
Мокроносов А.Т., Добров А.В. Камера для изучения фотосинтетического метаболизма и определения потенциального фотосинтеза на изолированных листьях. В сб.: Вопросы регуляции фотосинтеза. Свердловск, 1973, 3: 149-155.
Ничипорович А.А., Строганова Л.Е., Чмора С.Н. и др. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах. М., 1961.
Ермаков А.И., Арасимович В.В., Смирнова-Иконникова М.И. и др. Методы биохимического исследования растений. 2-е изд., перераб. и доп. /Под ред. А.И. Ермакова. Л., 1972.
Методические рекомендации по интродукции якона в России /Под ред. П.Ф. Кононкова, Г.Б. Тюкавина, В.К. Гинс. М., 1999.
Бодруг М.В. Якон (Polymnia sonchifolia Poepp. et Endl.) -- новое овощное и лекарственное растение. В сб.: Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования. Мат. докл. II Междунар. симп. (16-20 июня, 1997). Пущино, 1997, 4: 286-288.
Багаутдинова Р.И., Федосеева Г.П., Рымар ь В.П. Рост, развитие и накопление углеводов у Polymnia sonchifolia Poepp. et Endl. в условиях интродукции на Среднем Урале. В сб.: Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования. Мат. докл. III Междунар. симп. (21-25 июня, 1999). Пущино, 1999, 2: 150-153.
Leborgne N., Teulieres Ch., Traert Rols M. e.a. Introduction of specific carbohydrates in Eucalyptus gunnii cells increases their freezing tolerance. Eur. J. Biochem., 1995, 229, 3: 710-717.
Ernst M., Chattento n N.J., Harrison P.A. Carbohydrate changes in cichory (Cichorium intubus L. var. foliosum) during growth and storage. Sci. Hort. (Neth)., 1995, 63, 3-4: 251-261.
Багаутдинова Р.И., Федосеев а Г.П. Продуктивность и фракционный состав углеводного комплекса у разных по скороспелости сортов топинамбура. С.-х. биол., 2000, 1: 55-63.
Кахана Б.М., Арасимович В.В. Биохимия топинамбура. Кишинев, 1974.