Введение к работе
Актуальность проблемы. Виноградное растение, являясь сложной биосистемой, развивающейся по присущим ей законам, способно максимально использовать свой биологический потенциал лишь в оптимальных условиях среды произрастания (Годельман, 1990; Pfeifer et al., 1998). Объективную информацию о степени соответствия биологических признаков сорта условиям выращивания несет химический состав ягод, уровень содержания и соотношение в нем ряда биологически активных соединений (БАС), отражающих биохимические особенности и степень ценности винограда. Именно поэтому выявление закономерностей их формирования и накопления в плодах под влиянием условий произрастания является весьма важным и необходимым. Ня'-.ные изыскания, проводимые в рамках подобных исследований, представляют существенный интерес в плане фундаментальных работ, связанных с проблемой метаболизма виноградного растения и его регуляцией. Учет их основных положений позволяет поднять на определенный уровень подход к решению важных задач, направленных на выяснение оптимальных параметров среды произрастания этого вида, при которых наблюдается наибольшая степень его «благополучия». Данная проблема не может решаться без изучения реакции растения на изменчивость экологических факторов, выявляемой по определению важнейших компонентов состава его плодов.
В настоящее время имеются сведения о влиянии среды произрастания на содержание отдельных БАС в ягодах винограда (Унгурян, 1979; Громаковский и др., 1986; Абрамов и др., 1996; 1999; 2000; Даудова и др., 1999; Магадова, 1999). При этом данные о содержании их комплекса, характеризующего и обусловливающего специфические особенности растения в зависимости от условии культивирования, ограничены (Арасимович и др., 1975). В связи с этим возрастает значение биохимических исследований, предусматривающих системный подход к выяснению причинно-следственных связей между основными экологическими факторами, формированием и накоплением в ягодах винограда веществ, играющих
доминирующую роль в его метаболизме, сложении вкусовых, диетических и целебных свойств, что представляет большой научный и практический интерес.
Цель работы. Выявление биохимических особенностей винограда сорта Ркацители в зависимости от экологических факторов среды произрастания на основе сравнительного изучения важнейших компонентов состава ягод. Исходя из этого, были поставлены следующие задачи:
-
изучить количественный и качественный состав углеводов, фенольных и азотистых соединений, витаминов и минеральных веществ винограда, произрастающего в различных условиях среды;
-
выявить связь между биохимическими особенностями исследуемого сорта, формируемыми под влиянием различных условий произрастания, и качеством продуктов его переработки;
-
исследовать элементный состав супесчаной и суглинистой почвы и дать их сопоставительную характеристику в свете влияния на виноградное растение и биохимический статус его плодов.
Научная новизна. Получены новые данные об изменчивости некоторых показателей углеводного, азотного обмена, фенольных, минеральных веществ и витаминов винограда, отражающих направленность и интенсивность протекающих в растении биохимических процессов, в зависимости от совокупного влияния важнейших для его развития экологических факторов: сум-мы активных температур (САТ)Ги своистТпочвьТ
Впервые показана зависимость уровня содержания в ягодах биофлавоноидов — лейкоантоцианов и микроэлемента -кобальта от величины CAT микрорайона произрастания.
Зафиксирована реакция виноградного растения на нехарактерное для условий его выращивания сравнительно высокое термическое воздействие.
Выдвинуто предположение о специфическом характере распределения минеральных элементов в системе супесчаная почва - ягода, обусловленном главным образом теплофизичс-скими свойствами основного компонента этой почвы - двуокиси кремния, что положительно влияет на биологическую ценность винограда
Теоретическая и практическая значимость. Проведенные биохимические исследования винограда, способствующие выявлению закономерностей синтеза важнейших компонентов химического состава ягод в зависимости от влияния на растение экологических факторов, представляют значительный интерес для выяснения внутренней организации жизненных процессов, лежащих в основе механизмов адаптации виноградного растения к изменяющимся условиям среды, что в целом дополняет фундаментальные основы его биологии и расширяет сведения об адаптивных способностях этого вида.
Полученные результаты представляют значительный интерес для широкого круга ученых, ведущих исследования в области биохимии винограда и продуктов его переработки. Они несут объективную информацию о специфике поведения виноградного растения в определенных почвенно-климати-ческих условиях и позволяют прогнозировать егг» в экологических ситуациях, приближенных к изучае»'^м; способствуют повышению эффективности виноградо-винодельческой отрасли, формируют экологическую культуру; предусматривают эффективное интегрирование природных биологических ресурсов и имеющихся экологических ситуаций.
Результаты исследований явились составной частью научного обоснования проекта по созданию в микрорайоне, прилегающем к бархану Сарыкум, специализированного предприятия по производству десертных и ликерных вин из выращиваемого здесь высококачественного винограда. Данный проект одобрен Правительством Республики Дагестан, Российской Федерации (Постановление Правительства Российской Федерации от 12.08.1998 г. Приложение, п. ПО). Его реализация позволит рационально использовать природные ресурсы и производить конкурентоспособную продукцию, аналогов которой нет в России и Европе. Ожидаемый экономический эффект обеспечит поступление в Республику Дагестан значительных валютных средств, способствующих решению ряда социально-экономических проблем.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на:
Научно-практических конференциях: «Проблемы сельскохозяйственной экологии» (Махачкала, 1997 г.), «Проблемы
экологии и технологии пищевых производств», (Махачкала, 1997 г.);
Всероссийской конференции, посвященной 25-летию Прикаспийского института биологических ресурсов ДНЦ РАН (Махачкала, 1999);
XV Научно-практической конференции по охране природы Дагестана (Махачкала 1999 г.).
Международной научной конференции, посвященной 275-летию РАН и 50-летию ДНЦ (Махачкала 1999 г.).
Диссертационная работа обсуждалась на коллоквиуме отдела биотехнологии Прикаспийского института биологических ресурсов ДНЦ РАН (Махачкала, 2000 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, 1 статья находится в печати.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 134 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, объектов и методов исследований, результатов исследований и их обсуждения, выводов, списка литературы. Диссертация иллюстрирована 15 таблицами, 8 рисунками. Список литературы включает 259 работ отечественных и зарубежных авторов.