Содержание марганца в листьях чая (Camellia sinensis (L.) O. Kuntze) сорта Колхида на фоне применения различных видов удобрений в условиях субтропиков Российской Федерации
Аннотация
Обоснование. Элементный состав чая определяет не только его пищевкусовые свойства, но и является источником основных элементов, необходимых для нормального функционирования нашего организма, так как в современном мире мы часто сталкиваемся с дефицитом важных элементов в результате несбалансированного питания.
Особое место в чае занимают микроэлементы, к которым относятся железо (Fe), цинк (Zn), медь (Cu) и марганец (Mn). Чайные растения накапливают большие количества Mn в листьях, что может являться важным источником этого микроэлемента в пищевом рационе человека. Однако необходимо отмечать, что чрезмерное потребление чая может привести к избыточному поступлению марганца в организм.
Впервые в субтропической зоне России были изучены вопросы взаимодействия марганца и корневого применения ряда важнейших микроэлементов (Mg, Ca, S, Zn, B), были выявлены закономерности их влияния на содержание марганца в листьях чайного растения, также дана оценка влияния метеорологических факторов на накопление марганца.
Цель исследования. Определение закономерностей поступления соединений марганца из почвы и его накопление в листьях растений чая на фоне разного минерального питания, с точки зрения пищевой безопасности сельскохозяйственной продукции.
Материалы и методы. Исследования были проведены в зоне Черноморского побережья Краснодарского края на чайной плантации сорта Колхида. Опыт включает 7 вариантов: контрольный и 6 вариантов с микроэлементами. По вариантам опыта проводили отборы зрелых листьев и ювенильных побегов (3-листная флешь) в течение вегетации в период 2012–2023 гг. Пробоподготовку листьев осуществляли ускоренным методом кислотного (мокрого) озоления по К.Е. Гинзбург и др. (1963).
Результаты. Установлено, что в зрелых листьях минимальное содержание марганца составило 1290 мг/кг, а максимальное 3705 мг/кг, и была выявлена прямая связь содержания марганца с суммой осадков r=0,42. Уровень марганца в 3-листной флеши колебался от 476 в первую волну роста до 1246 мг/кг в конце периода сбора флешей, и была установлена прямая корреляционная связь содержания марганца со среднемесячными показателями температуры r=0,56. Выявлено, что применение бора, несмотря на повышение урожайности, привело к снижению содержания марганца в ювенильных побегах на 11,7–16,7 % в июле-августе и на 23,6 % в сентябре по сравнению с контрольной группой.
Заключение. Полученные результаты показывают сложную взаимосвязь между содержанием марганца, климатическими условиями и применением удобрений.
Информация о спонсорстве. Работа подготовлена в рамках реализации государственного задания ФИЦ СНЦ РАН FGRW-2024-0001, № госрегистрации 124022000098-6.
EDN: LEDGBH
Скачивания
Литература
Агрохимические методы исследования почв / отв. ред. А. В. Соколов. (1975). Москва: Наука. 759 с.
Белоус, О. Г. (2006). Микроэлементы на чайных плантациях субтропиков России. Краснодар: КГАУ. 164 с. EDN: https://elibrary.ru/VUFXWN
Классификация и диагностика почв СССР / авт.-сост. В. В. Егоров, В. М. Фридланд, Е. И. Иванова и др. (1977). Москва: Колос. 223 с.
Малюкова, Л. С. (2011). Микроэлементы в системе почва — чайное растение в условиях субтропиков России. Сочи. 114 с. ISBN: 978 5 904533 13 7. EDN: https://elibrary.ru/UIDFDZ
Малюкова, Л. С., Притула, З. В., Козлова, Н. В., Керимзаде, В. В., & Великий, А. В. (2016). О формировании устойчивости у растений чая (Camellia sinensis (L.) O. Kuntze) при недостаточном водообеспечении на фоне корневого внесения кальция в виде природного удобрения. Сельскохозяйственная биология, 51(5), 673–679. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2016.5.673eng. EDN: https://elibrary.ru/WZJQIT
Малюкова, Л. С., Цюпко, Т. Г., Притула, З. В., Воронова, О. Б., Гущаева, К. С., & Великий, А. В. (2018). Состав и содержание флавоноидов в готовом чае, выращенном в условиях Черноморского побережья Краснодарского края. В Сборник научных статей по материалам X Международного симпозиума «Фенольные соединения: функциональная роль в растениях» (№ 3, с. 272–277). Москва: PRESS-BOOK.RU. EDN: https://elibrary.ru/UVZCRL
Рындин, А. В., Малюкова, Л. С., Цюпко, Т. Г., Воронова, О. Б., & Гущаева, К. С. (2018). Особенности элементного состава Краснодарского чая сорта Колхида. Новые технологии, (4), 224–229. EDN: https://elibrary.ru/YXRFSX
Borse, B. B., Rao, L. J., Nagalakshmi, S., & Krishnamurthy, N. (2002). Fingerprint of black teas from India: Identification of the regio specific characteristics. Food Chemistry, 79, 419–424. https://doi.org/10.1016/S0308-8146(02)00191-7
Bouis, H. E., & Saltzman, A. (2017). Improving nutrition through biofortification: A review of evidence from Harvest Plus, 2003 through 2016. Global Food Security, 12, 49–58. https://doi.org/10.1016/j.gfs.2017.01.009
Diniz, P. H., Pistonesi, M. F., Alvarez, M. B., Band, B. F., & Araujo, M. C. (2015). Simplified tea classification based on a reduced chemical composition profile via successive projections algorithm linear discriminant analysis (SPA LDA). Journal of Food Composition and Analysis, 39, 103–110. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2014.11.012
Ercisli, S., Orhan, E., Ozlem, S., Sengul, M., Gungor, N., & Orhan, E. (2008). Seasonal variation of total phenolic, antioxidant activity, plant nutritional elements, and fatty acids in tea leaves (Camellia sinensis var. sinensis clone Derepazari 7) grown in Turkey. Pharmaceutical Biology, 46, 10–11.
Malik, J., Szakova, J., Drabek, O., Balik, J., & Kokoska, L. (2008). Determination of certain micro and macroelements in plant stimulants and their infusions. Food Chemistry, 111(2), 520–525. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.04.009
Pang, Y., Abeysinghe, I. S., He, J., He, X., Huhman, D., Mewan, K. M., Sumner, L. W., Yun, J., & Dixon, R. A. (2013). Functional characterization of proanthocyanidin pathway enzymes from tea and their application for metabolic engineering. Plant Physiology, 161(3), 1103–1116. https://doi.org/10.1104/pp.112.212050. EDN: https://elibrary.ru/XZJXUM
Peng, J., Aved, A., Seetharaman, G., & Palaniappan, K. (2017). Multi view boosting with information propagation for classification. IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems. https://doi.org/10.1109/TNNLS.2016.2637881
Samarina, L., Malyukova, L., Wang, S., Li, Y., Doroshkov, A., Bobrovskikh, A., et al. (2024). Nitrogen deficiency differentially affects lignin biosynthesis genes and flavanols accumulation in tolerant and susceptible tea genotypes (Camellia sinensis (L.) Kuntze). Plant Stress, 14, 100581. https://doi.org/10.1016/j.stress.2024.100581. EDN: https://elibrary.ru/TRQWKD
Shahzad, Z., & Amtmann, A. (2017). Food for thought: How nutrients regulate root system architecture. Current Opinion in Plant Biology, 39, 80–87. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2017.06.008
Tseng, W., & Lai, H. (2022). Comprehensive analysis revealed the specific soil properties and foliar elements respond to the quality composition levels of tea (Camellia sinensis L.). Agronomy, 12(3), 670. https://doi.org/10.3390/agronomy12030670. EDN: https://elibrary.ru/WBOVIO
White, P. J., & Broadley, M. R. (2009). Biofortification of crops with seven mineral elements often lacking in human diets — Iron, Zinc, Copper, Calcium, Magnesium, Selenium and Iodine. New Phytologist, 182, 49–84. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2008.02738. EDN: https://elibrary.ru/YCCVMX
Working Group WRB. (2014). World reference base for soil resources 2014: International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports — FAO, (106). Rome. 181 с.
Xue, S. G., Chen, Y. X., Reeves, R. D., Baker, A. J. M., Lin, Q., & Fernando, D. R. (2004). Manganese uptake and accumulation by the hyperaccumulator plant Phytolacca acinosa Roxb. (Phytolaccaceae). Environmental Pollution, 131(3), 393–399. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2004.03.011
Yashin, A. Y., Nemzer, B. V., Combet, E., & Yashin, Y. I. (2015). Determination of the chemical composition of tea by chromatographic methods: A review. Journal of Food Research, 4(3), 56–88. https://doi.org/10.5539/jfr.v4n3p56
Zaman, F., Zhang, E., Ihtisham, M., Ilyas, M., et al. (2023). Metabolic profiling, pigment component responses to foliar application of Fe, Zn, Cu, and Mn for tea plants (Camellia sinensis). Scientia Horticulturae, 319, 1. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.112149. EDN: https://elibrary.ru/LOWPMV
Zhang, L., Zhang, J., Chen, L., Liu, T., Ma, G., & Liu, X. (2018). Influence of manufacturing process on the contents of iron, copper, chromium, nickel and manganese elements in Crush, Tear and Curl black tea, their transfer rates and health risk assessment. Food Control, 89. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2018.01.030
References
Agrochemical methods of soil research / ed. by A. V. Sokolov. (1975). Moscow: Nauka. 759 p.
Belous, O. G. (2006). Microelements in tea plantations of the subtropics of Russia. Krasnodar: Kuban State Agrarian University. 164 p. EDN: https://elibrary.ru/VUFXWN
Classification and diagnosis of soils of the USSR / comp. by V. V. Egorov, V. M. Fridland, E. I. Ivanova et al. (1977). Moscow: Kolos. 223 p.
Malyukova, L. S. (2011). Microelements in the soil tea plant system under the conditions of the Russian subtropics. Sochi. 114 p. ISBN: 978 5 904533 13 7. EDN: https://elibrary.ru/UIDFDZ
Malyukova, L. S., Pritula, Z. V., Kozlova, N. V., Kerimzade, V. V., & Velikiy, A. V. (2016). On the formation of resistance in tea plants (Camellia sinensis (L.) O. Kuntze) under insufficient water supply against the background of root application of calcium as a natural fertilizer. Agricultural Biology, 51(5), 673–679. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2016.5.673eng. EDN: https://elibrary.ru/WZJQIT
Malyukova, L. S., Tsyupko, T. G., Pritula, Z. V., Voronova, O. B., Gushaeva, K. S., & Velikiy, A. V. (2018). Composition and content of flavonoids in finished tea grown under the conditions of the Black Sea coast of Krasnodar Krai. In Collection of scientific articles based on the materials of the X International Symposium “Phenolic compounds: functional role in plants” (No. 3, pp. 272–277). Moscow: PRESS-BOOK.RU. EDN: https://elibrary.ru/UVZCRL
Ryndin, A. V., Malyukova, L. S., Tsyupko, T. G., Voronova, O. B., & Gushaeva, K. S. (2018). Features of the elemental composition of Krasnodar tea of the Kolkhida variety. New Technologies, (4), 224–229. EDN: https://elibrary.ru/YXRFSX
Borse, B. B., Rao, L. J., Nagalakshmi, S., & Krishnamurthy, N. (2002). Fingerprint of black teas from India: Identification of the regio specific characteristics. Food Chemistry, 79, 419–424. https://doi.org/10.1016/S0308-8146(02)00191-7
Bouis, H. E., & Saltzman, A. (2017). Improving nutrition through biofortification: A review of evidence from Harvest Plus, 2003 through 2016. Global Food Security, 12, 49–58. https://doi.org/10.1016/j.gfs.2017.01.009
Diniz, P. H., Pistonesi, M. F., Alvarez, M. B., Band, B. F., & Araujo, M. C. (2015). Simplified tea classification based on a reduced chemical composition profile via successive projections algorithm linear discriminant analysis (SPA LDA). Journal of Food Composition and Analysis, 39, 103–110. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2014.11.012
Ercisli, S., Orhan, E., Ozlem, S., Sengul, M., Gungor, N., & Orhan, E. (2008). Seasonal variation of total phenolic, antioxidant activity, plant nutritional elements, and fatty acids in tea leaves (Camellia sinensis var. sinensis clone Derepazari 7) grown in Turkey. Pharmaceutical Biology, 46, 10–11.
Malik, J., Szakova, J., Drabek, O., Balik, J., & Kokoska, L. (2008). Determination of certain micro and macroelements in plant stimulants and their infusions. Food Chemistry, 111(2), 520–525. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.04.009
Pang, Y., Abeysinghe, I. S., He, J., He, X., Huhman, D., Mewan, K. M., Sumner, L. W., Yun, J., & Dixon, R. A. (2013). Functional characterization of proanthocyanidin pathway enzymes from tea and their application for metabolic engineering. Plant Physiology, 161(3), 1103–1116. https://doi.org/10.1104/pp.112.212050. EDN: https://elibrary.ru/XZJXUM
Peng, J., Aved, A., Seetharaman, G., & Palaniappan, K. (2017). Multi view boosting with information propagation for classification. IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems. https://doi.org/10.1109/TNNLS.2016.2637881
Samarina, L., Malyukova, L., Wang, S., Li, Y., Doroshkov, A., Bobrovskikh, A., et al. (2024). Nitrogen deficiency differentially affects lignin biosynthesis genes and flavanols accumulation in tolerant and susceptible tea genotypes (Camellia sinensis (L.) Kuntze). Plant Stress, 14, 100581. https://doi.org/10.1016/j.stress.2024.100581. EDN: https://elibrary.ru/TRQWKD
Shahzad, Z., & Amtmann, A. (2017). Food for thought: How nutrients regulate root system architecture. Current Opinion in Plant Biology, 39, 80–87. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2017.06.008
Tseng, W., & Lai, H. (2022). Comprehensive analysis revealed the specific soil properties and foliar elements respond to the quality composition levels of tea (Camellia sinensis L.). Agronomy, 12(3), 670. https://doi.org/10.3390/agronomy12030670. EDN: https://elibrary.ru/WBOVIO
White, P. J., & Broadley, M. R. (2009). Biofortification of crops with seven mineral elements often lacking in human diets — Iron, Zinc, Copper, Calcium, Magnesium, Selenium and Iodine. New Phytologist, 182, 49–84. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2008.02738. EDN: https://elibrary.ru/YCCVMX
Working Group WRB. (2014). World reference base for soil resources 2014: International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports — FAO, (106). Rome. 181 с.
Xue, S. G., Chen, Y. X., Reeves, R. D., Baker, A. J. M., Lin, Q., & Fernando, D. R. (2004). Manganese uptake and accumulation by the hyperaccumulator plant Phytolacca acinosa Roxb. (Phytolaccaceae). Environmental Pollution, 131(3), 393–399. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2004.03.011
Yashin, A. Y., Nemzer, B. V., Combet, E., & Yashin, Y. I. (2015). Determination of the chemical composition of tea by chromatographic methods: A review. Journal of Food Research, 4(3), 56–88. https://doi.org/10.5539/jfr.v4n3p56
Zaman, F., Zhang, E., Ihtisham, M., Ilyas, M., et al. (2023). Metabolic profiling, pigment component responses to foliar application of Fe, Zn, Cu, and Mn for tea plants (Camellia sinensis). Scientia Horticulturae, 319, 1. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.112149. EDN: https://elibrary.ru/LOWPMV
Zhang, L., Zhang, J., Chen, L., Liu, T., Ma, G., & Liu, X. (2018). Influence of manufacturing process on the contents of iron, copper, chromium, nickel and manganese elements in Crush, Tear and Curl black tea, their transfer rates and health risk assessment. Food Control, 89. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2018.01.030
Copyright (c) 2025 Andrey V. Velikii
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
