ВЛИЯНИЕ БИОПРЕПАРАТА «ОРГАНИК» НА АМИНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ СЕМЯН ГОРОХА

Замана С.П.¹, Кондратьева Т.Д.², Уцин Н.В.³

¹Доктор биологических наук, Государственный университет по землеустройству, ²Кандидат биологических наук, ООО «Живые бактерии», ³Микробиолог, ООО «Живые бактерии»

ВЛИЯНИЕ БИОПРЕПАРАТА «ОРГАНИК» НА АМИНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ СЕМЯН ГОРОХА

Аннотация

Приведены результаты определения аминокислотного состава семян гороха, выращенного с применением нового биопрепарата «Органик», производимого фирмой ООО «Живые бактерии» совместно с Bioelements Ltd (York, UK). Препарат разработан учеными из Великобритании, Бельгии, России и сертифицирован для использования в органическом сельском хозяйстве Soil Association (Великобритания). Показано, что применение «Органик» способствовало повышению урожайности гороха и увеличению содержание в его семенах многих аминокислот.

Ключевые слова: биопрепарат, горох, аминокислоты.

Zamana S.P.¹, Kondratieva T.D.², Utsyn N.V.³

¹PhD in Biology, State University of Land Use Planning, ²PhD in Biology, OOO “Living Bacteria”, ³Microbiologist, OOO “Living Bacteria”

INFLUENCE OF BIOPREPARATION “ORGANIC” ON THE AMINO ACID COMPOSITION OF PEA SEEDS

Abstract

The paper contains the results of the determination of the amino acid composition of pea seeds grown with the use of a new “Organic” biopreparation produced by the company “Living Bacteria” jointly with “Bioelements Ltd” (York, UK). The preparation was developed by scientists from Great Britain, Belgium, and Russia and certified for use in organic farming “Soil Association” (Great Britain). It is shown that the use of “Organic” contributed to an increase in the yield of peas and in the content of many amino acids in its seeds.

Keywords: biopreparation, peas, amino acids.

При переходе с действующей ныне агрохимической концепции земледелия на органическую приоритетное развитие должна получить микробиология, в связи с тем, что среди целого ряда факторов, определяющих уровень плодородия почв, ведущая роль принадлежит именно биологическому фактору. Роль эффективных почвенных микроорганизмов [1] в создании оптимальных условий почвенного питания растений общеизвестна.

В настоящее время в мировой практике создано значительное количество бактериальных препаратов, вносимых в почву разными способами (с минеральными  удобрениями, с семенами, с поливной водой, поверхностным опрыскиванием перед культивацией и пахотой и т.д.). Используются биопрепараты для повышения фиксации молекулярного азота, улучшения фосфорного питания растений, для очищения почв от пестицидных остатков, загрязнителей и других целей. Такие технологии приводят к оздоровлению системы почва-растения и получению  экологически безопасных продуктов питания.

Применение непатогенных спорообразующих почвенных бактерий, обитающих на корнях растений, особенно из рода Bacillus [2], открывает значительные перспективы для органического сельского хозяйства. С технологической точки зрения эндоспоры бактерий Вас. subtilis более эффективны, чем живые клетки, поскольку они более стойкие по сравнению с вегетативными клетками, и сохраняют жизнеспособность многие годы при правильных условиях хранения препарата. Кроме того, эндоспоры устойчивы к экстремальным значениям рН, намного более устойчивы к высушиванию с целью образования порошков и относительно легко производятся с использованием промышленной ферментационной технологии.

Целью настоящего исследования являлось изучение влияния микробиологического препарата «Органик» на содержание аминокислот в семенах гороха, выращенного на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве.

Горох – наиболее распространенная и важнейшая зерновая бобовая культура, в семенах которой содержится до 30% белка. Ни одно из природных органических веществ не обладает столь многообразными функциями в живых организмах и не имеет столь большого значения для них, как белок. Недостаток белка в рационе нарушает нормальную жизнедеятельность организма и приводит к серьезным отрицательным последствиям. Поэтому  увеличение производства растительного белка – одна из важнейших задач сельского хозяйства. Однако высокое содержание белка еще не отражает полноценность продуктов, поскольку в зависимости от  аминокислотного состава белок по-разному удовлетворяет потребности живого организма.

Материалы и методы

Характеристика биопрепарата «Органик». Препарат разработан учеными из Великобритании, Бельгии, России и  сертифицирован для использования в органическом сельском хозяйстве Soil Association (Великобритания). Он производится фирмой ООО «Живые бактерии» совместно с Bioelements Ltd (York, UK). В состав препарата входят уникальные почвенные микроорганизмы, живущие в плодородной   черноземной почве, в том числе спорообразующие  бактерии Bac. Subtilis, пищевые ферменты, витамины, микроэлементы, буферная система, питательная основа.  Препарат представляет собой порошок, который может храниться в сухом прохладном месте при температуре от +5 ⁰С до   +25 ⁰С в течение 3 лет.

Методика проведения опыта. Схемой нашего опыта предусматривалось  два варианта: 1) контроль, 2) биопрепарат «Органик». На делянках размером  50 м²  высевали горох сорта «Грезы», повторность 4-кратная. Биопрепарат вносили 2 раза в период вегетации с интервалом  внесения в 1 месяц. «Органик» предварительно растворяли в воде из расчета 10 г препарата на делянку и поливали растения с последующим рыхлением почвы. Горох используемого в опыте сорта относится к сахарному гороху, является скороспелым (от всходов до получения урожая 60-75 дней), холодостойким и неприхотливым к условиям выращивания. Растение среднерослое (высотой 50-60 см) с бобами длиной 7-8 см, в которых находится 7-9 сладких семян, имеющих высокие вкусовые и питательные качества. Аминокислотный состав семян гороха определяли методом капиллярного электрофореза на анализаторе «Капель - 105 М».

Результаты и обсуждение

Результаты определения содержания аминокислот в семенах выращенного в опыте гороха представлены в таблице 1. Оценивали влияние биопрепарата «Органик»  на синтез 16 аминокислот, в том числе таких основных незаменимых для человека аминокислот,  как гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин.

Как видно из представленных данных, сумма определяемых аминокислот в семенах гороха при применении биопрепарата «Органик» повысилась на 8,4% по сравнению с контрольным вариантом. Так, содержание их в опытном варианте составляло 292,3 г/кг сухого вещества, а в контрольном – 269,7 г/кг сухого вещества. Сумма незаменимых аминокислот в варианте с «Органик» также была выше на 4,5% и составляла 129,9 г/кг сухого вещества, в то время как в контрольном – 124,3 г/кг сухого вещества.

При применении биопрепарата увеличилось среднее содержание 9 аминокислот: глутаминовой кислоты (на 16,7%), триптофана (на 16,6%), аргинина (на 13,8%), аспарагиновой кислоты (на 12,8%), лейцина (на 12%), лизина (на 8,3%), фенилаланина (на 6,3%), метионина (на 2,2%), гистидина (на 1,2%). В то же время в варианте с  биопрепаратом не изменилось  содержание  изолейцина (15 г/кг с. в.), валина (16 г/кг с. в.), глицина (14 г/кг с. в.), серина (13 г/кг с. в.), цистина+цистеина (2,4 г/кг с. в.), а содержание треонина уменьшилось на 7,7% , по сравнению с контрольным вариантом.

 

Таблица 1 – Содержание аминокислот в семенах гороха

Наименование аминокислот	Среднее содержание в вариантах опыта, г/кг сухого вещества		Изменение в % к контролю
	Биопрепарат  «Органик»	Контроль
лизин	26	24	+ 8,3
изолейцин	15	15	0
лейцин	28	25	+12,0
гистидин	8,4	8,3	+1,2
метионин	4,7	4,6	+2,2
фенилаланин	17	16	+6,3
треонин	12	13	-7,7
триптофан	2,8	2,4	+16,6
валин	16	16	0
глутаминовая кислота	56	48	+16,7
аспарагиновая кислота	44	39	+12,8
аргинин	33	29	+13,8
глицин	14	14	0
серин	13	13	0
цистин+цистеин	2,4	2,4	0
сумма аминокислот	292,3	269,7	+8,4
в т.ч. незаменимых	129,9	124,3	+4,5

 

Высокая биологическая ценность гороха определяется тем, что в его белке содержатся все незаменимые аминокислоты. Наибольшим  содержанием  среди  незаменимых аминокислот в семенах гороха характеризуются лейцин (25-28 г/кг с. в.), лизин (24-26 г/кг с. в.), фенилаланин  (16-17 г/кг с. в.), валин (16 г/кг с. в.).  Горох является хорошим источником одной из дефицитнейших аминокислот – лизина. Лизин необходим для синтеза важнейших белков организма – нуклеопротеидов. Отсутствие данной аминокислоты в организме задерживает образование соединительных тканей. В нашем опыте его содержание в семенах гороха увеличилось на 2 г/кг сухого вещества при применении биопрепарата. Серосодержащая аминокислота метионин благодаря наличию SH-групп проявляет антиоксидантные свойства. Однако для белков гороха она является лимитирующей. При применении биопрепарата содержание этой аминокислоты возрастало с  4,6 до 4,7 г/кг сухого вещества.

Триптофан в результате сложных превращений образует биологически активные метаболиты, которые воздействуют на различные системы организма – кровообращения и кроветворения, нервную, эндокринную, пищеварительную и дыхательную, т.е. ему принадлежит ведущая роль в регулировании основных функций живого организма. При применении «Органик» содержание данной аминокислоты возрастало с 2,4 до 2,8 г/кг сухого вещества (на 16,6% по сравнению с контролем).

Из проанализированных аминокислот только содержание треонина при применении биопрепарата уменьшилось, однако его содержание в горохе и в опытном, и в контрольном варианте значительно выше, чем требуется организму человека. Треонин  необходим для поддержания баланса белка в организме. Валин, лейцин и изолейцин относятся к аминокислотам с выраженной функциональной активностью. Их содержание в семенах гороха достаточное, чтобы полностью покрыть потребность организма в этих аминокислотах. Фенилаланин участвует в синтезе коллагена и соединительной ткани, стимулирует деятельность кровеносной системы. Он в достаточном количестве содержится в  семенах гороха (16-17 г/кг с. в.).

Кроме определения аминокислот, нами проводилась оценка урожайности зерна выращенного гороха. Средняя урожайность при применении биопрепарата увеличилась на 38,5% и составляла в опытном варианте 3,6 т/га, а в контрольном – 2,6 т/га.

Таким образом, новый биопрепарат «Органик» способствовал увеличению содержания в семенах гороха многих аминокислот - глутаминовой кислоты, триптофана, аргинина, аспарагиновой кислоты, лейцина, лизина, фенилаланина, метионина, гистидина, а также повышению  урожайности зерна гороха.

Список литературы /References

1. Завалин А.А. Применение биопрепаратов при возделывании полевых культур //Достижение науки и техники АПК. – 2011. - №8. – С. 9-11.
2. Asaka, O. Biocontrol of Rhizoctonia solani damping-off of tomato with Bacillus subtilis  RB14  / O.  Asaka, M.  Shoda  // Appl. Environ. Microbiol. – 1996. Vol. 62. – P. 4081-4085.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Zavalin A.A. Primenenie biopreparatov pri vozdelyvanii polevyh kultur [Application of biological products in the cultivation of fild crops] //Dostizhenie nauki i tehniki APK. [Advances in science and technology of Agroindustrrial complex]. – 2011. - №8. – P. 9-11. [in Russian].
2. Asaka, O. Biocontrol of Rhizoctonia solani damping-off of tomato with Bacillus subtilis RB14  / O.  Asaka, M.  Shoda // Appl. Environ. Microbiol. – 1996. Vol. 62. – P. 4081-4085.