Содержание тяжелых металлов в плодах новых иммунных к парше сортов яблони
УДК 634.11:62-183.2-034 2007Авторы: Павел А.Р., Мотылева С.М.
Плоды яблони – ценный лечебно-профилактический продукт питания. Они являются важным поставщиком питательных и биологически-активных веществ. В связи с постоянным техногенным загрязнением окружающей среды яблоки накапливают тяжелые металлы (ТМ), что снижает их качество и питательную ценность.
В связи с этим одной из задач современной селекции является создание сортов, устойчивых к тяжелым металлам. Наиболее перспективным является подбор сортов, обладающих повышенной устойчивостью к избытку токсичных элементов (Кашин, 1995).
Наиболее характерными загрязнителями в Орловской области являются свинец, никель, железо, медь, цинк (Проект нормативов…, 1999). Нами с 2001 по 2003 год проводилась оценка 16 новых иммунных к парше сортов яблони селекции Всероссийского НИИ селекции плодовых культур (ВНИИСПК) и 5 контрольных сортов на восприимчивость к накоплению ТМ. Содержание тяжелых металлов в плодах определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с использованием жидкостного хроматографа «Милихром – 4 – УФ» по МУК 4.1.053-96.
Математическую обработку проводили методами дисперсионного и корреляционного анализа (Плохинский, 1970; Доспехов, 1985). Количество свинца в плодах изучаемых сортов варьировало от 0,006 (Мелба) до 0,400 мг/кг (Памяти Хитрово). Содержание никеля в яблоках было от 0,013 (Орлик) до 0,161 мг/кг (Памяти Хитрово). Содержание цинка в плодах изменялось от 0,193 (Орлик) до 1,135 мг/кг (Памяти Хитрово). Концентрация железа варьировала в пределах 0,237 мг/кг (Орлик) - 3,483 мг/кг (Орловское полесье). Количество меди в изучаемых сортах от 0,296 (Здоровье) до 3,302 мг/кг (Памяти Хитрово) (табл. 1).
1. Содержание тяжелых металлов в плодах иммунных к парше сортов яблони (2001-2003 гг.)
Сорт | Исследуемые металлы (мг/кг сырой массы) | ||||
Pb | Zn | Fe | Cu | Ni | |
Норма ПДК (мг/кг) установлена для съедобно части плода | |||||
0,4 | 10,0 | 50,0 | 5,0 | 0,5 | |
Летние сорта | |||||
Юбиляр | 0,057 | 0,511 | 0,650 | 0,318 | 0,115 |
Мелба – контроль | 0,006 | 0,200 | 0,368 | 0,308 | 0,019 |
Осенние сорта | |||||
Солнышко | 0,102 | 0,862 | 1,214 | 0,829 | 0,145 |
Осеннее полосатое – контроль | 0,091 | 0,567 | 0,798 | 0,517 | 0,042 |
Раннезимние сорта | |||||
Афродита | 0,055 | 0,404 | 0,338 | 0,692 | 0,121 |
Орловское полесье | 0,171 | 0,660 | 3,483 | 1,290 | 0,086 |
Антоновка обыкновенная – контроль | 0,069 | 0,274 | 0,534 | 0,450 | 0,022 |
Зимние сорта | |||||
Болотовское | 0,154 | 0,486 | 0,701 | 0,950 | 0,079 |
Веньяминовское | 0,130 | 0,340 | 0,371 | 0,538 | 0,052 |
Здоровье | 0,042 | 0,919 | 0,938 | 0,296 | 0,029 |
Имрус | 0,131 | 0,359 | 0,324 | 0,759 | 0,067 |
Кандиль орловский | 0,100 | 0,411 | 0,568 | 0,817 | 0,067 |
Курнаковское | 0,081 | 0,506 | 0,437 | 0,536 | 0,028 |
Памяти Хитрово | 0,400 | 1,135 | 0,672 | 3,302 | 0,161 |
Старт | 0,264 | 0,705 | 3,167 | 1,244 | 0,110 |
Строевское | 0,125 | 0,720 | 1,206 | 0,814 | 0,070 |
Юбилей Москвы | 0,312 | 0,543 | 1,788 | 0,920 | 0,072 |
Орлик – контроль | 0,088 | 0,193 | 0,237 | 0,300 | 0,013 |
Позднезимние сорта | |||||
Свежесть | 0,230 | 0,654 | 0,885 | 0,645 | 0,126 |
Синап орловский – контроль | 0,258 | 0,378 | 0,404 | 0,529 | 0,083 |
НСР0,5 | 0,02 | 0,07 | 0,06 | 0,15 | 0,02 |
Содержание ТМ не превышает норм ПДК, однако, отмечено постоянное присутствие этих элементов в плодах изучаемых сортов яблони. Выделены сорта с минимальным количеством токсичных металлов - свинца: Афродита, Здоровье, Курнаковское, Юбиляр; никеля: Курнаковское, Здоровье; биогенных металлов – меди: Здоровье, Имрус, Юбиляр, Мелба, Орлик; цинка: Веньяминовское, Имрус, железа: Орлик, Имрус, Афродита. Сорта Здоровье и Курнаковское содержат невысокие концентрации обоих токсичных элементов, сорт Имрус содержит низкие концентрации всех биогенных элементов. Высокие концентрации свинца отмечены у иммунных сортов Памяти Хитрово, Юбилей Москвы, Старт; никеля - Памяти Хитрово, Солнышко, Свежесть; цинка – Памяти Хитрово, Солнышко, Строевское; железа – Орловское полесье, Старт, Юбилей Москвы; меди – Памяти Хитрово, Орловское полесье, Старт. Сорт Памяти Хитрово имел максимальное содержание токсичных элементов никеля и свинца, а также биогенных элементов цинка и меди. Данный вопрос требует дальнейшего более детального изучения.
Следует обратить внимание на сорта с повышенным содержанием железа в плодах, так как биологические формы железа наиболее усвояемы организмом человека. Сорта с максимальным количеством биогенного металла железа: Орловское полесье, Старт, Строевское, Солнышко, Юбилей Москвы. Значительный интерес для селекционеров и сортоведов представляет выявление связей между содержанием биохимических соединений и тяжелыми металлами в плодах. Коэффициенты корреляции могут использоваться в селекции для прогноза направления изменчивости в гибридном потомстве по сопряженным признакам (Седов, Седова, 1982). Нами были рассчитаны коэффициенты корреляции между изучаемыми ТМ и биохимическими показателями: суммой Р-активных веществ (в том числе катехинами, лейкоантоцианами), аскорбиновой кислотой, пектиновыми веществами.
В результате были выявлены корреляционные связи между содержанием тяжелых металлов и некоторых биохимических показателей (табл.2).
2 Коэффициент корреляции между содержанием тяжелых металлов и некоторыми биохимическими показателями иммунных сортов яблони (2001-2004 гг.)
Тяжелый металл / Биохимический компонент | Медь | Железо | Цинк | Никель | Свинец |
Катехины | + 0,06 | + 0,41* | + 0,22 | + 0,14 | - 0,03 |
Лейкоантоцианы | + 0,25 | + 0,39 | + 0,37 | +0,23 | + 0,06 |
Сумма Р-активных веществ | + 0,21 | + 0,42* | + 0,34 | + 0,22 | + 0,03 |
Сумма пектиновых веществ | + 0,36 | - 0,03 | + 0,44* | - 0,21 | + 0,13 |
Аскорбиновая кислота | - 0,35 | + 0,02 | - 0,10 | - 0,03 | - 0,19 |
Примечание * - достоверность коэффициента корреляции для первого порога вероятности.
Существует среднего уровня положительная связь статистически доказуемая с первым порогом вероятности между содержанием цинка и суммой пектиновых веществ, (r = +0,44*), железа и суммой Р-активных веществ (r = +0,42*), железа и катехинов (r = +0,41*). Была отмечена средняя положительная связь между содержанием лейкоантоцианов и железа (r = +0,39); лейкоантоцианов и цинка (r = +0,37); суммой пектиновых веществ и меди (r = +0,36); суммой Р-активных веществ и цинка (r = +0,34). Установлена среднего уровня отрицательная связь между накоплением АК и меди (r = -0,35). В этих случаях достоверность коэффициента корреляции статистически не подтвердилась. Для установления достоверности корреляционной связи необходим больший объем выборки (число коррелируемых пар).
Таким образом, установлена положительная корреляционная зависимость между содержанием железа и катехинов, железа и суммой Р-активных веществ, что позволяет вести селекцию на создание сортов с высоким содержанием Р-активных соединений и биогенного элемента железа.
Отсутствие взаимосвязи между содержанием токсичных элементов никеля и свинца, а также витаминов С, Р и пектиновых веществ дает возможность создавать новые сорта с высоким содержанием питательных и биологически-активных веществ и устойчивостью к накоплению ТМ.