Системный подход в управлении ассортиментом и качеством продукции

Гуленкова Галина

По данным Кочетова [75], при уменьшении фотопериода ниже 13 ч вегетативный рост стевии приостанавливается, и она переходит к цветению.

Если говорить об использовании непрерывного освещения, то, исходя из результатов данного эксперимента, оно не только не противопоказано для растений, но и имеет ряд преимуществ перед световым режимом со сменой дня и ночи. Например, сокращает длину вегетационного периода и позволяет рациональнее использовать площади культивационных сооружений.

Следует отметить, что при облученности 30 Вт/м² при переходе от длины фотопериода 12 ч к 18 ч наблюдается увеличение биомассы; при переходе на непрерывное освещение отмечается снижение веса биомассы почти в 2 раза. Такая же ситуация наблюдается и при облученности 45 Вт/м² ФАР, что объясняется отмиранием нижних ярусов листьев при непрерывном освещении. Это может быть связано

и с недостаточностью светового питания нижних ярусов листьев, так как уровни облученности 30–45 Вт/м² ФАР еще недостаточны для создания необходимых световых условий фотосинтеза нижних ярусов листьев, что приводит к их преждевременному старению и отмиранию. Можно предположить, что процессы темнового дыхания, способные обеспечить отток ассимилятов для питания нижних листьев, при непрерывном облучении заторможены. При облученности 60 Вт/м² ФАР наблюдается прямая зависимость веса биомассы от фотопериода, что впрочем является закономерностью. При увеличении облученности от 30 Вт/м² ФАР до 60 Вт/м² ФАР сухой вес биомассы стевии увеличился в 3,7 раза при фотопериоде 12 ч; в 2,5 раза – 18 ч; в 5,4 раза – при непрерывном освещении.

По данным Кочетова [75], удлинение фотопериода с 13 до 16 ч вызывает пропорциональное увеличение сухой надземной массы и массы сухих листьев стевии. Дальнейшее увеличение фотопериода приводит к росту вегетативной массы только при низкой облученности (50 Вт/м² ФАР, 18 ч).

Таким образом, результаты исследований позволяют оценить роль таких факторов, как фотопериод и облученность, в накоплении растениями стевии биомассы и выявить режимы, наиболее выгодные при ее выращивании в светокультуре.

Таблица 5

Влияние площади питания на морфологические характеристики и продуктивность стевии. Облученность 60 Вт/м² ФАР (лампы ДРИ 2000-6)

В табл. 5 приведены данные экспериментов по выбору площади питания стевии на установке ускоренного выращивания растений под лампами ДРИ 2000-6. Данные экспериментов по влиянию площади питания на морфологические характеристики (табл. 5) показывают, что при увеличении густоты посева до 133 раст/м² уменьшается освещение отдельных растений в посеве, и они тянутся к свету. Поэтому наиболее вытянутые растения наблюдаются именно при этой густоте посева. Кроме того, при густоте посева 133 раст/м² увеличивается количество побегов, которое составляет в среднем на одно растение 11,3 побега, при этом увеличивается и число листьев на растении. Наименьший сухой вес листьев отмечен при густоте посева 66 раст/м² и составляет 343 г/м². Наибольший вес листьев получен при густоте посева 133 раст/м² и равен 984 г/м². Однако с увеличением густоты посева до 133 раст/м² доля листьев в общей биомассе снижается. Более высокий процент листьев в биомассе отмечен при густоте посева 100 раст/м² и составляет 55,9 %. Данные, представленные в табл. 5, показывают прямую зависимость накопления биомассы от выбранной густоты посева.

2.2.3. Особенности накопления стевиозида в условиях искусственного выращивания в растениях стевии

Модифицированный метод экстракции и выделения дитерпеновых гликозидов по Комисаренко [61] заключается в экстракции бутанолом и количественном определении по глюкозе, эквивалентной массе дитерпеновых гликозидов, в водном растворе. Методика исследования изложена в [38, 54].

Содержание гликозидов с использованием калибровочного графика (рис. 3) рассчитывали по глюкозе.

В табл. 6 представлены результаты экспериментальных исследований по изучению влияния продолжительности культивирования стевии на урожайность и накопление стевиозида. Экспериментальные данные по содержанию стевиозида в фазу вегетативного учета – образование флешей – показали, что через 17 сут. после всходов его содержание больше, чем через 14 сут. Результаты исследований, представленные в табл. 6, по влиянию времени уборки стевии в момент начала бутонизации (после 30 сут. с начала отрастания) на урожайность и накопление стевиозида показывают, что количество стевиозида в листьях более высокое, чем в стеблях. Биомасса листьев больше биомассы стеблей на 0,25 г. Урожайность листьев при начале бутонизации (после 30 сут. от всходов

растения) больше урожайности в фазу образования флешей (после 14 сут. с начала отрастания) на 0,43 г с. в.

Следует отметить, что после 17 дней от всходов (образование флешей) урожайность незначительно отличается от значения биомассы листьев в период начала бутонизации – на 0,12 г. Данные урожайности в период 17–30 сут. показывают замедление ростовых процессов. Накопление основной биомассы приходится на первую половину исследуемого периода. Содержание стевиозида после 17 сут. и после 30 сут. (листья) имеет одинаковое значение в пересчете на сухое вещество и составляет 0,18 %. Происходит незначительное накопление его в стеблях.

Рис.3. Калибровочный график определения дитерпеновых гликозидов по глюкозе

Таблица 6

Влияние продолжительности культивирования стевии на урожайность и накопление стевиозида 2

В табл. 7, 8 представлены результаты экспериментальных исследований по изучению влияния спектрального состава света на накопление стевиозида в растении стевии.

2

Эксперимент проходил под лампами ДМ3-3000 при облученности 60 Вт/м2.

Таблица 7

Влияние спектрального состава света на накопление биомассы и стевиозида в растении стевии 3

Таблица 8

Влияние спектрального состава света на накопление стевиозида в растении стевии 4

Из табл. 7 видна неоднозначность влияния излучения различного спектра на накопление биомассы стевии. Так, наибольший вес сухой биомассы отмечен в листьях стевии под воздействием белого света (2,8 г). Как известно, в области ФАР поглощение света для листьев различных растений весьма велико и имеет два четких максимума – в синей и красной областях спектра [56]. При облученности 100 Вт/м² ФАР следующим по эффективности воздействия было излучение красной области спектра, здесь листья стевии имеют вес 1,6 г.

3

Возраст растений 15 сут., облученность 100 Вт/м2 ФАР, фотопериод 16 ч.

4

Продолжительность выращивания 26 сут., облученность 100 Вт/м2 ФАР, фотопериод 16 ч.

По данным Протасовой [57], красная область спектра способствует интенсивному росту площади листьев растений и осевых органов.

Повышенный ростовой эффект стимулирован, вероятно, и фоторецептором красного света – фитохромом, что для синтеза биомассы растений и формирования урожая является более благоприятным. Наименее эффективным на накопление биомассы оказалось излучение синей области спектра (табл. 8).

Синяя область видимого спектра способствует задержке роста осевых органов и быстрому переходу растений от роста к репродукции, что предполагает накопление вторичных метаболитов. Природа и механизм действия фоторецептора синего света недостаточно изучены, но, вероятно, одним из действенных является комплекс флавопротеин-цитохром типа b.

При этом предполагается, что восстановление синим светом цитохрома опосредуется первым восстановлением флавопротеинового фрагмента молекулы рецептора. Подобный восстанавливаемый при облучении синим светом фоторецептор был обнаружен в плазмолемме клеток высших растений [62]. Следует отметить, что синий свет (420–480 нм) способен активировать также и фитохром. Таким образом, накопление вегетативной массы стевии зависит от излучения отдельных областей ФАР. Так, наиболее эффективным при облученности 100 Вт/м² ФАР было излучение красной области спектра по сравнению с синей.