Распределение микроэлементов в зрелых семенах
Относительно микроэлементов, в отличие от органических веществ (белков, углеводов. липидов) и макроэлементов (N, Р, К. Ca, Mg), этот вопрос изучен слабо. Основные сведения получены на примере зерновок злаков. В зрелых зерновках кукурузы наиболее высокие концентрации микроэлементов (расчет на единицу сухой массы), как правило, регистрируют в тканях семенных покровов и зародыша, а наиболее низкие — в тканях эндосперма.
Высокие концентрации меди и цинка отмечены в зародышах злаков. Однако запасы элементов питания в зародыше пшеницы невелики и составляют от 4 до 10% от их общего содержания в зерновке. Содержание цинка, марганца и бора в зародыше может достигать соответственно 20, 27 и 13% от общего содержания этих микроэлементов в зерновке пшеницы. Плодовые и семенные оболочки также значительно обогащены питательными элементами. Аккумуляция микроэлементов (Fe. Mn, Zn, Cu) в семенной кожуре пшеницы может достигать 60% от их общего содержания в зерновке. В покровах зерновки пшеницы обнаружена высокая концентрация хлора, а также макроэлементов: магния, кальция и серы. Обычно наибольшей зольностью отличаются непосредственно примыкающие к зародышу внутренние слои семенной оболочки.
Вместе с тем у злаков основным запасающим органом многих минеральных элементов, в том числе и микроэлементов, служит эндосперм — самый крупный орган зерновки злаков, занимающий около 83% объема всего плода. У кукурузы запасы цинка в эндосперме и зародыше сопоставимы, что связано с высокой концентрацией этого элемента в тканях зародыша. В зрелом эндосперме пшеницы сосредоточено от 20 до 40% запасов минеральных питательных элементов (Р, К, S, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, В) зерновки.
В зерновках пшеницы и других зерновых культур концентрация селена варьирует в диапазоне 5-720 мкг/кг. В зерновках пшеницы, выращенной в Мехико, концентрация селена находится в диапазоне 30-200 мкг/кг. а выращенной на юге Австралии — в диапазоне 70-280 мкг/кг. Наибольшая концентрация селена характерна для зерновок диплоидной пшеницы,
Aegilops tausdtii и ржи. Темноокрашенные зерновки ржи имели более высокое содержание селена, серы и марганца по сравнению с зерновками светлой окраски. Причины таких различий не известны. He выявлено существенных различий между коммерческими генотипами твердой и мягкой пшеницы, тритикале и ячменя. Предполагают, что концентрация селена в зерновках детерминирована концентрацией доступных для растений форм этого элемента в почвах.
При использовании сканирующего электронного микроскопа в комбинации с рентгеновским микроанализом была получена информация о детальном распределении микроэлементов в пределах отдельных органов зрелой зерновки (табл. 4.5). Так, для пшеницы наибольшая концентрация марганца отмечена в зародышевом корешке (рис. 4.4), а наименьшая в колеоризе. Концентрация цинка выше в щитке, ниже в листовом примордии, Самая высокая концентрация железа установлена в сосудистом пучке и щитке, а самая низкая в колеоризе и листовых примордиях.
Неоднородно распределение минеральных элементов и в эндосперме. В этом органе злаков различают ткань, обогащенную крахмалом, и алейроновый слой. Обычно алейроновый слой однорядный, клетки выглядят прямоугольными, однако у
Hordeum sativum он трех-четырехрядный. В целом форма, размеры, строение этого слоя варьируют у представителей различных подсемейств и триб злаков. В алейроновом слое сосредоточены макро- и микроэлементы, но содержание микроэлементов, как правило, на один-два порядка ниже, чем макроэлементов.
