Онтогенетические и экологические особенности содержания фенольных веществ и аскорбиновой кислоты в листьях и плодах рябины обыкновенной

Научно-исследовательская работа с Sorbus aucuparia L., целебные свойства которой обусловлены, главным образом, комплексом различных витаминов, в эдафо-климатических условиях Удмуртии нами была начата в 2003 г. впервые. Для этого были заложены две площадки в елово-липовом лесу: в тени, под пологом леса, и на открытой солнечной поляне. Растительные образцы для биохимических анализов количественного определения водорастворимых фенольных соединений, обладающих Р-витаминной активностью, и аскорбиновой кислоты собирались через каждые 10−15 дней от начала распускания почек и до окончания листопада.

Рябина обыкновенная обладает следующими особенностями. Во-первых, бутонизация, цветение и рост листьев у нее происходят одновременно. Наши наблюдения показали, что стабилизация роста ассимиляционной поверхности происходит лишь в начале июля, когда начинается рост зеленых плодов, тогда как у других растений листья достигают максимальных размеров еще до бутонизации. Другая особенность, это то, что для нее характерен очень длительный период плодоношения, в среднем 84−90 дней. Полностью плоды созревают в конце сентября — начале октября, когда у деревьев наблюдается интенсивный листопад.

Независимо от условий произрастания по мере роста листьев в них идет накопление водорастворимых фенольных соединений. Максимальное содержание (около 18,97−28,97%) этой группы соединений, активно синтезирующихся в хлоропластах, в воздушно-сухих листьях наблюдалось, когда у рябины площадь листьев стабилизировалась, и начинали формироваться зеленые плоды (I декада июля).

Во время роста и созревания плодов, фенольные соединения из листьев оттекают в побеги и ягоды, вплоть до их созревания, где они подвергаются дальнейшим биосинтетическим процессам. Но в старых листьях их содержание продолжает оставаться на довольно высоком уровне (15,90−18,00%). Видимо это уровень ингибиторов фенольной природы, который сохраняется в листьях достаточно стабильно до тех пор, пока они остаются на деревьях.

В зеленых плодах на протяжении всего периода их роста (со второй декады июля и до конца августа) содержание фенольных соединений, несмотря на непрекращающийся отток из листьев, не поднимается выше 7,12−10,01%, так как они используются на формирование плодов, семян, хлоренхимы, при этом изменяется их качественный состав. По мере созревания плодов (что визуально определялось по изменению их окраски), начинается постепенное увеличение уровня содержания фенольных соединений. А в период листопада, их количество в плодах резко увеличивается, во-первых, за счет усиления оттока их из листьев, а, во-вторых, увеличивалось их содержание за счет собственного синтеза в хлоренхиме, в частности антоцианов. В плодах, достигших полной зрелости, наблюдался максимальный уровень содержания фенольных соединений (31,45−34,98%). Ранние осенние заморозки могут вызвать снижение количества фенольных соединений.

В условиях интенсивного освещения, на открытой солнечной поляне, как в листьях, так и в плодах фенольных веществ накапливается больше, чем в условиях дефицита света, под пологом леса (например, в листьях, в период максимального накопления, соответственно 29,00 и 19,15%, в плодах — 34,98 и 21,68%). Погодные условия (сочетание температуры воздуха и количества атмосферных осадков), влияя на рост и отмирание листьев, существенно сказываются на динамике накопления фенольных соединений, как в листьях, так и в плодах.

Максимальное содержание аскорбиновой кислоты в листьях Рябины обыкновенной накапливается в период массового цветения (до 38,16−45,84 мг%). В дальнейшем во время оплодотворения, формирования завязей, на протяжении всего периода плодои семяобразования ее количество в листьях резко уменьшается. Она оттекает в плоды из листьев вплоть до их созревания. В результате на последних этапах онтогенеза листьев, накануне листопада, независимо от экологических условий, в них остается минимальный, видимо, генетически предопределенный уровень содержания аскорбиновой кислоты (13,40−14,28 мг%).

Увеличение витамина С в плодах происходит за счет оттока его из листьев, фотосинтеза в самих зеленых плодах, а также это связано с тем, что в созревающих плодах с развитой хлоренхимой исчезает аскорбинатоксидаза. Но сначала в период продолжительного (около 40 дней) роста зеленых плодов рябины уровень содержания аскорбиновой кислоты в плодах был относительно невысоким (11,32−24,27 мг%). Накапливаться она начала с момента созревания плодов, как только стала изменяться их окраска (до 29,00−31,60 мг%). После листопада скорость накопления аскорбиновой кислоты резко возросла. Максимального уровня содержание витамина достигло в период полной зрелости плодов (I декада октября) — 73,54−81,60 мг%.

Как в листьях, так и в плодах у лучше освещенных деревьев Рябины обыкновенной уровень содержания аскорбиновой кислоты был выше (соответственно 45,84 и 81,60 мг%), чем у растений, находившихся в худших условиях освещения (соответственно, 38,16 и 73,54 мг%). Кроме того, результаты анализов показали, что отрицательно на синтезе витамина С сказываются похолодание, засуха, избыток влаги.

К снижению уровня содержания таких синергистов, как аскорбиновая кислота и фенольные соединения, приводит, кроме того, низкое плодородие почвы.

Таким образом, как аскорбиновая кислота, так и фенольные соединения в листьях рябины по мере их роста и активизации фотосинтетической деятельности накапливаются. Но если максимальное количество аскорбиновой кислоты отмечается во время массового цветения, то наибольшее количество фенольных соединений наблюдается к концу формирования зеленых плодов, когда листья рябины достигают оптимальных размеров.

Динамика накопления в плодах для обеих групп соединений имеет сходный характер: в период роста зеленых плодов, как фенольные вещества, так и аскорбиновая кислота из листьев оттекают, но в плодах их количество долго держится на невысоком уровне. Во время созревания плодов, уровень содержания, как тех, так и других увеличивается (причем во время массового листопада скорость этого накопления резко возрастает) и достигает максимума в период полной зрелости ягод (в условиях Удмуртии — в первую декаду октября).