Элементный состав семян некоторых видов рода Juglans L. в условиях Брянской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Элементный состав семян некоторых видов рода Juglans L. в условиях Брянской области

Сорокопудов Владимир Николаевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Белгородский государственный национальный

исследовательский университет

Аннотация

Виды из рода Juglans наиболее интересны, так как обладают высокими вкусовыми, пищевыми и лечебными качествами. Данная работа посвящена исследованию элементного состава различных видов рода Орех. В их составе обнаружено 12 химических элементов при использовании растрового электронного микроскопа Quanta 200 3D. Большая часть элементного состава приходится на кислород и углерод. Кроме них обнаружены также в различных весовых долях: алюминий, магний, кремний, фосфор, сера, калий, кальций, хлор, медь, марганец.

Ключевые слова: орех, семена, элементный состав, энергодисперсионный анализ

Abstract

Species in the genus Juglands are the most interesting as they are tasty and have high nutritional as well as medicinal qualities. This work is devoted to studies of the elemental composition of different species of nuts. 12 elements were detected in elemental analysis using the scanning electron microscope Quanta 200 3D. Carbon and oxygen take most of the elemental composition. Other elements such as aluminum,magnesium silicon, phosphor, sulfur, potassium, calcium together with chlorine, copper and manganese were found in various mass fractions.

Keywords: walnut, seed, elemental composition, energy dispersive analysis

Введение

В настоящее время в Ботаническом саду БГИТА и учебно-опытном лесхозе интродуцированы виды ореха различного эколого-географического происхождения для выявления наиболее перспективных видов для селекции и практического использования в частных и фермерских садах в условиях Брянской области. Важность сведений о содержании макро- и микроэлементов в лекарственном растительном сырье не вызывает сомнений. Элементный состав ядра орехов имеет следующее значение: 1) различные элементы входят в состав биологически важных органических веществ; 2) участвуют в создании определенной ионной концентрации, стабилизации макромолекул и коллоидных частиц (электрохимическая роль); 3) участвуют в каталитических реакциях, входя в состав или активируя отдельные ферменты. Во многих случаях один и тот же элемент может играть разную роль. Некоторые элементы выполняют все три функции. [1, 2,4]. Это обусловливает актуальность определения элементного состава растительного сырья с целью его рационального использования.

Целью нашего исследования было изучение элементного состава некоторых видов семян выявление локализации химических элементов в их различных частях.

Объекты и методы исследований

Проведено изучение элементного состава семян видов рода Ореха различного генетического происхождения. При этом отдельно анализировали семенную кожуру и ядра семян. Исследование проведено методом энергодисперсионного анализа на электронном ионно-растровом сканирующем микроскопе «Quanta 200 3D». Система энергодисперсионного микроанализа предназначена для спектрального анализа характеристического вторичного излучения в растровом электронном микроскопе. Кванты излучаются атомами вещества при релаксации после возбуждения первичными электронами луча. Энергия кванта равна разности энергии между оболочками, на которых происходят переходы. Так как энергии электронных уровней квантованы и строго определены для каждого элемента таблицы Менделеева, то по всякому вторичному спектру можно с достаточной степенью точности определить набор элементов, составляющих исследуемый образец и образовавших этот спектр. По интенсивности линии спектра можно определить концентрацию соответствующего элемента [3,5]. Использованный метод позволяет выявить особенности распределения элементов в различных частях растений. Полученные результаты дают представление о содержании того или иного элемента в весовых процентах (Wt %) от общего количества элементов в данной точке образца (100 Wt %).

Результаты и их обсуждение

juglans орех химический элементный

Согласно полученным данным по выявлению элементного состава видов орехов (таблица 1) установлено, что углевод и кислород составляют основную часть элементного состава семян. Кроме этих двух основных элементов в семенах содержатся в разных весовых процентах: алюминий, магний, кремний, фосфор, сера, калий, кальций, хлор, медь, марганец.

Анализ семян ореха показал, что в семенах серого ореха (крупноплодной формы) обнаружен тяжелый металл Cu(0.21%). Это свидетельствует о том, что они произрастают в местах вблизи от магистрали дорожного транспорта. В их семенах обнаружен еще элемент - марганец (0.11%). Известно что, марганец характеризуется высоким показателем окислительно-восстановительного потенциала. Кроме того, марганец участвует в восстановлении С02, играет роль в поддержании структуры хлоропластов. В отсутствие марганца хлорофилл быстро разрушается на свету. Марганец активирует более 35 ферментов, участвующих в реакциях окисления-восстановления, декарбоксилирования и гидролиза.Имеются сведения о влиянии хлора на азотный обмен. Так, хлориды стимулируют активность аспарагинсинтетазы, которая участвует в переносе аминогруппы на аспарагин. Элемент хлор обнаружен только в ядре у черного ореха (0.03%). Это может свидетельствовать о том, что присутствие хлора в плодах ореха черного дает специфический запах ядра.

Таблица 1- Элементный состав семян ореха, Wt %

*1- Орех грецкий, 2- Орех черный, 3- Орех маньчжурский, 4- Орех серый (крупноплодная форма) 5- Орех серый (обычная форма)

Согласно данным таблицы 1 показано, что в семенной кожуре у маньчжурского ореха кроме основных элементов (углерода и кислорода) найдены только алюминий и фосфор. А в семенной кожуре у серого ореха (крупноплодной формы) наибольшее содержание различных элементов по весовым процентам. В другой семенной кожуре тоже найдены различные элементы. Это приводит к выводу, можно готовить разные фитопрепараты и настойки из кожуры орехов. Во всех ядрах орехов содержатся высокие количества элементов и без сомнений грецкий орех на первом месте. При этом наибольшее содержание таких элементов как алюминий (в семенной кожуре (0.6- 1.32%) и в ядрах (0.75- 3.0%) и калий (0.4-1.62%).

Таблица 2 - Сравнительная оценка элементного состава семян видов рода JuglansL различных условиях произрастания в Брянской области

*В ботаническом саду: 3- Орех маньчжурский, 5- Орех серый (обычная форма). В учебно-опытном лесхозе: 3'- Орех маньчжурский, 5'- Орех серый (обычная форма)

Как видно из таблицы.2, что в ядрах семян ореха маньчжурского и серого произрастающих в ботаническом саду содержание элементов немного больше чем в учебно-опытном лесхозе. А в семенной кожуре наоборот. Это вполне объяснимо, так как формирование различных генеративных частей происходит за счет одного и того же источника веществ - продуктов фотосинтеза, создаваемых материнским растением.

Заключение

Впервые с помощью электронного ионно-растрового сканирующего микроскопа «Quanta 200 3D» выявлено 12 химических элементов в различных частях семян ореха.

Полученные данные элементного состава семян ореха определяют перспективность их дальнейшего экспериментального исследования для целей селекции.

Библиографический список

1. Артамонов В.И. Занимательная физиология растений Агропромиздат,1991.- С. 124.

2. Бекман И.Н. Ядерная Физика // Лекция 14. Взаимодействие излучения с веществом. - М.: 2005. - 35 с.

3. Малиновский В.И. Физиология растений. Владивосток, 2004. - С. 33- 44.

4. Якушкина Н.И. Физиология растений - М.: Владос, 2004. - С. 204.

5. Аналитическое оборудование для РЭМ - http://www.intactive.ru/ru/catalogue/scientificequipmentrus/microscopyrus/semrus/semanalyticarus/?PHPSESSID=uaefrildn8udjts3lc0kfqs7p7

Размещено на Allbest.ru