ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2017, № 5, С. 39-46, DOI: 10.7868/S0024114817050047


СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ АРГИНИНА В ХВОЕ PINUS SYLVESTRIS L. ПОСЛЕ ВНЕСЕНИЯ АЗОТА И БОРА
Н. П. Чернобровкина, Е. В. Робонен, Т. Н. Макарова, А. В. Репин
Институт леса КарНЦ РАН
Россия, 185910 Петрозаводск, ул. Пушкинская, 11
E-mail: chernobrovkina50@bk.ru


Поступила в редакцию 11.04.2016 г. 


Проведено исследование годичной динамики содержания аргинина в молодой и однолетней хвое сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в возрасте 10 лет в условиях естественного возобновления (контроль) и при внесении в почву в июне высокой дозы азота (300 кг га-1) и оптимальной дозы бора (3 кг га-1). У контрольных растений уровень аминокислоты в молодой и однолетней хвое оставался близким в период исследования (0.7±0.1-1.3±0.1 мкмоль г-1 абс. сух. вещ-ва) с максимальным значением в мае. Внесение в почву азота и бора значительно повышало содержание аргинина в хвое, особенно в молодой. При высоком уровне аргинина в молодой и однолетней хвое с июля по май максимальное накопление его происходило в сентябре (618±60.4 и 152±14.8 мкмоль г-1 абс. сух. вещ-ва в молодой и однолетней хвое, соответственно). Накопление аргинина в хвое обусловлено избыточным поступлением азота в хвойное растение под воздействием высокой дозы азота и оптимальной – бора, возможно, в результате ингибирования бором катаболизма аминокислоты. Обсуждаются закономерности накопления аргинина у хвойных растений в сезонной динамике, а также механизмы влияния азота и бора на этот процесс. Полученные данные позволили заключить, что внесение азота и бора под сосну обыкновенную является эффективным приемом в целях получения обогащенной аргинином хвои в течение годичного цикла в год внесения удобрений.


Ключевые слова: Pinus sylvestris L., хвоя, аргинин, годичная динамика, азот, бор, минеральное питание


Работа выполнена в рамках проекта № 0220-2014-0009 по государственному заданию Института леса КарНЦ РАН.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Алаудинова Е.В. Экологические особенности низкотемпературной адаптации лесообразующих хвойных видов Сибири: структурно-химические изменения меристем почек: Дисс. … д-ра биол. наук. Красноярск: ФГБОУ «Сибирский гос. технологический университет, 2011. 462 с.

  • Аринушкина С.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Моск. гос. университета, 1970. 487 с.

  • Боровикова A.M. Динамика свободных аминокислот в хвое сосны обыкновенной в течение вегетационного периода //Лесоведение и лесное хозяйство. Минск: Высш. шк., 1980. Вып. 15. С.21–24.

  • Зайцев Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 1984. 424 с.

  • Ивантер Э.В., Коросов А.В. Введение в количественную биологию. Петрозаводск: Изд-во Петрозаводского гос. университета, 2003. 304 с.

  • Иготти С.А. Определение бора в органах хвойных и лиственных древесных растений // Сб. работ аспирантов и соискателей Института леса КарНЦ РАН. Петрозаводск: Изд-во КарНЦ РАН, 2002. С. 31– 36.

  • Калинкина Л.Х., Назаренко Л.В., Гордеева Е.Е. Модифицированный метод выделения свободных аминокислот для определения на аминокислотном анализаторе // Физиология растений. 1990. Т. 37. Вып. 3. С. 617–621.

  • Коновалов В.Н., Зарубина Л.В. Эколого-физиологические особенности хвойных на удобренных почвах. Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет, 2011. 338 с.

  • Новицкая Ю.Е., Чикина П.Ф. Азотный обмен у сосны на Севере. Л.: Наука, 1980. 166 с.

  • Патент на изобретение Российской Федерации № 2515015 «Хвойная биологически активная добавка, обогащенная L-аргинином, для повышения продуктивных качеств кур-несушек». 2014а. Авторы: Короткий В.П., Прытков Ю.Н., Марисов С.С., Гибалкина Н.И., Кистина А.А., Чернобровкина Н.П., Робонен Е.В.

  • Патент на изобретение Российской Федерации №2540354 «Способ кормления пушных зверей». 2014б. Авторы: Чернобровкина Н.П., Робонен Е.В., Макарова Т.Н.,  Унжаков А.Р. , Тютюнник Н.Н., Узенбаева Л.Б., Баишникова И.Б.

  • Робонен Е.В., Чернобровкина Н.П., Чернышенко О.В., Зайцева М.И. Источники получения древесной зелени для производства аргининового иммуностимулятора // Вестник Московского гос. университета леса – Лесной вестник. 2012. № 3. С. 11–15. Робонен Е.В., Чернобровкина Н.П., Макарова Т.Н., Короткий В.П., Прытков Ю.Н., Марисов С.С. Накопление L-аргинина в хвое сосны обыкновенной при регуляции азотного и борного обеспечения в различные сроки вегетации // Лесной журнал. 2014. № 3. С. 67–78.

  • Чернобровкина Н.П. Экофизиологическая характеристика использования азота сосной обыкновенной. СПб.: Наука, 2001. 175 с.

  • Чернобровкина Н.П., Робонен Е.В. Содержание азота, бора и аминокислот в хвое сеянцев сосны обыкновенной при регуляции азотного и борного обеспечения // Тр. КарНЦ РАН. 2015. № 12. С. 35–44.

  • Чернобровкина Н.П., Робонен Е.В., Зайцева М.И. Накопление L-аргинина в хвое сосны обыкновенной при регуляции азотного и борного обеспечения // Химия растительного сырья. 2010. № 3. С.11–14.

  • Чернобровкина Н.П., Робонен Е.В., Морозов А.К., Макарова Т.Н. Накопление L-аргинина в хвое ели европейской при регуляции азотного и борного обеспечения // Тр. КарНЦ РАН. 2013. № 3. С. 159–165.

  • Camacho-Cristobal J.J., Gonzalez-Fontes A. Boron deficiency causes a drastic decrease in nitrate content and nitrate reductase activity, and increases the content of carbohydrates in leaves from tobacco plants // Planta. 1999. V. 209. P. 528–536.

  • Durzan D.J. Arginine and the shade tolerance of white spruce saplings entering winter dormancy // Journal of Forest Science. 2010. Vol. 56. P. 77–83.

  • Durzan D.J., Steward F.C. The nitrogen metabolism of Picea glauca (Moench) Voss and Pinus banksiana Lamb. as influenced by mineral nutrition // Canadian Journal of Botaniy. 1967. V. 45. P. 695–710.

  • Durzan D.J., Steward F.C. Nitrogen metabolism // Plant Physiology: An advanced treatise. V. VIII. Edis. Steward F.C., Bidwell R.G.S. N.Y.: Academic Press, 1983. P. 255–265.

  • Engvild, K.C. The ''red'' decline of Norway spruce or ''røde rødgraner'' - is it ammonium overload or topdying? (Denmark. Forskningscenter Risoe. Risoe-R; N 1513(EN)) (2005). Online at: http://www.dtu.dk/Resultat?&qt=dtupublicationquery&fr=1&sw =Engvild&tab=3#tabs. Date of access13.11.2015.

  • Gezelius K., Näsholm T. Free amino acids and protein in Scots pine seedlings cultivated at different nutrient availabilities // Tree Physiology. 1993. V. 13. N 1. P. 71–86.

  • Huhn B.G., Schulz H. Contents of free amino acids in Scots pine needles from field sites with different levels of nitrogen deposition // New Phytology. 1996. V. 134. P. 95–101.

  • Lahdesmaki P., Pietilainen P. Seasonal variation in the nitrogen metabolism of young Scots pine // Tiivistelma: Mannyn taimien typpiaineenvaihdunnan vuodenaikaisvaihtelusta. 1988. Silva Fennica. V. 22 (3). P. 233–240.

  • Näsholm T., Ericsson A. Seasonal changes in amino acids, protein and total nitrogen in needles of fertilized Scots pine trees // Tree Physiology. 1990. V. 6. P. 267–281.

  • Nommik H., Larsson K. Assessment of fertilizer nitrogen accumulation in Pinus sylvestris trees and retention in soil by 15N recovery technigue // Scandinavian Journal of Forest Research.1989. V. 4. P. 427–442.

  • Sudachkova N.E., Milyutina I.L., Semenova G.P. Influence of water deficit on contents of carbohydrates and nitrogenous compounds in Pinus sylvestris L. and Larix sibirica Ledeb. Tissues // Eurasian Journal of Forest Research. 2002. V. 4. P. 1–11.

  • Warren C.R., Adams M.A. Phosphorus affects growth and partitioning of nitrogen to Rubisco in Pinus pinaster // Tree Physiology. 2002. V. 22. P. 11– 19.