Ряска

Ряска - перспективное овощное растение

За последние 50 лет, рясковые рассматриваются как чрезвычайно ценный экспериментальный объект для морфогенетических, физиологических и биохимических исследований. Можно сказать, что из "самого маленького цветкового растения, таинственного и мало изученного" [6], сейчас ряска испытывает просто бум по популярности в изучении с различных точек зрения. В своей работе мы хотели бы остановиться на одном интересном свойстве данного растения - возможности его использования как овощной культуры.

Овощи ценны для человека в его рационе как источник разнообразных, важных для обмена веществ витаминов, ряда аминокислот, ферментов, минеральных солей, незаменимых микроэлементов и других ценнейших веществ. Овощи приобретают все большее значение в профилактики и лечении сердечнососудистых, онкологических заболеваний, в предупреждении избыточного веса. Несмотря на то, что производство овощей в нашей стране возрастает, в товарном производстве их ассортимент остается ограниченным. Главными овощами нашего стола являются: томаты, огурцы, лук, чеснок, свекла, капуста, кабачки, баклажаны, морковь и ряд других овощей, однако, зеленных овощей, которые характеризуются большей полезностью для человека своим составом, еще мало в наших торговых сетях [1]. Зеленные обладают определенной сезонностью, а потребность в зеленых овощах у организма человека велика, особенно в весенний период. В связи с неуклонной тенденцией изменения климата [4] на планете, остро стоит вопрос поиска новых источников зеленных овощей пригодных в пищу человека.

Среди дикорастущих растений уникальными свойствами по вкусовым характеристикам обладают водные высшие растения семейства рясковых - ряска малая (Lemna Minor L.), ряска горбатая (Lemna Gibba L.), вольфия бескорневая (Wolffia Arrhiza L. ). Из трех перечисленных видов ряска малая является растением космополитом, т. е. распространена повсеместно. Она в изобилии плавает на поверхности стоячих медленно текучих вод. Нередко ее можно встретить на илистых берегах усыхающих прудов и заводей. На территории Краснодарского края еще встречаются два вида рясок: многокоренник (Lemna Polyrrhiza L.) и ряска тройчатая (Lemna Trisilca L.) (рисунок 1). Два последних вида менее распространены, чем первые три.

Рисунок 1 Виды рясок, встречающихся на территории Краснодарского края: а - ряска малая; б - ряска горбатая; в - многокоренник; г - ряска тройчатая; д - вольфия бескорневая

Все ряски размножаются преимущественно вегетативно, при помощи молодых листецов, отделяющихся от старых. Пластинка ряски, где лист и стебель сплетен воедино, называется листец. С одного бока он имеет углубление в виде кармана, из которого появляется новый стебелек, который некоторое время остается прикрепленным к старому, а затем отрывается и начинает жить самостоятельно. Питательные вещества ряска всасывает прямо поверхностью листеца. Зимует при помощи чечевидных образований, боковых почек, турионов, содержащих крахмал, падающих на дно, а весной всплывающих на поверхность и развивающихся в новые пластинки. Сигналом к образованию почек является изменение длины дня. С сокращением длины дня интенсивно образуются турионы (рисунок 2). В наших исследованиях водоемов г. Краснодара, в местах с загрязнением водной поверхности, у многокоренника, одного из представителя семейства рясковых, турионы образовывались в конце июля - начале августа, вместо конца сентября - начала октября. В этом случае раннее образование турионов служит индикатором загрязнения водной среды, где сбор ряски для употребления в пищу нежелателен.

Рисунок 2 Общий вид растений многокоренника (а) и растения с образовавшимися турионами (б)

Несмотря на то, что главный способ размножения ряски вегетативный, она может размножаться и генеративно, с помощью семян. Цветет ряска крайне редко. Несмотря на меленькие размеры 0,5-0,6 см, у нее не цветок, а целое соцветие. Соцветие имеет общую обвертку в виде чашечки, на дне которой располагается один пестичный цветок и 1-2 тычиночных цветка, т. е. лепестков в соцветии нет. Через 2-3 недели созревает одно семя, которое тонет в воде. Опыляется соцветие ряски при содействии насекомых, живущих на поверхности воды (рисунок 3).

Рисунок 3 Листец ряски с плодами (а); семена ряска малой и ряски горбатой (б-г)

Интересным является тот факт, что размножаясь преимущественно вегетативно, у видов рясок отмечается большой полиморфизм по числу хромосом. Установлено, что число хромосом может колебаться от 40 до 80, а размер растения при этом не меняется. Поскольку для водных растений характерен вегетативный апомиксис, то в пределах одного вида у рясок отмечается цитологический полиморфизм. Установлено, что у ряски малой Lemna Minor 2n= 20,30, 40 и 50, при анеуплоидном состоянии 2n= 36, 38, 41, 42, 43 [12]. По данным Гранта [11] у некоторых клональных групп ряски число хромосом составляло 126. У ряски горбатой Lemna Gibba диплоидное число хромосом составляло 2n = 40,50,70,80, анеуплодное 2n=45,64; у образца 7245 по данным Гранта диплоидное число хромосом составило 84. Ряска тройчатая Lemna Trisulca отличается от всех остальных видов рясок тем, что полностью погружена в воду, только во время цветения всплывает на поверхность. Число хромосом у диплоидных форм может колебаться от 20 до 80, 2n = 20,40, 60,80, у анеуплоидных 2n= 42,44. У многокоренника Lemna Polyrhiza 2n =40,60,80 [13]. Из всех видов семейства рясковых в таксономическом плане выделяется вольфия бескорневая, которая имеет самые маленькие размеры от 1 до 2 мм и относится к самым маленьким растениям на планете. Имея такие маленькие размеры число хромовом у данного вида может колебаться от 30 до 70, 2n =30,40, 42,50,70. [11]. Исследования клонов водных растений семейства рясковых показывает, что соматические изменения в числе хромосом у индивидуальных растений происходит быстро. Возможно существование цитологического полиморфизма и различных цитотипов позволяет видам семейства рясковых быть устойчивыми в различных экологических условиях, выживать и продуктивно размножаться [3]. Этот факт позволяет рассматривать ряски как универсальное зеленное овощное растение, способное произрастать в различных экологических условиях.

Название ряски (duckweed) с английского переводится как утиная трава. Еще как пишет Замятина Н. Г., рясами или рясками называются ожерелья или же нити и сеточки жемчуга, подвешенные к головному убору. Больше всего из всех видов рясок на сеточку похожа ряска тройчатая [2].

Ряски, как водные растения, имеют ряд особенностей. Чисто водные растения, которые живут исключительно в воде и не могут развиваться на суши. Благодаря жизни в такой среде, в которой редко наступают резкие колебания в условиях существования, водные растения способны быстро размножаться вегетативным путем, поэтому размножение семенами у них уходит на второй план [6].

Для ряски характерна простота строения. Корни у большинства видов рясок редуцированы, их главная функция доставлять питательные вещества, а также с их помощью в природных водоемах растения сплетаются в единый зеленый ковер, что позволяет им удерживаться на поверхности. Лист и стебель у рясок сплетенный воедино, листец в размерах колеблется от 03, до 0,5 см, только у вольфии, самого маленького представителя этого семейства, листец достигает в длину 0,1-0,2 см. Поверхность листеца, как и все растение, очень нежное, что позволяет его использовать как зеленой овощ в питании человека. Кожица листьев у наземных растений служит органом защиты от испарения, у водных, в том числе и у рясок - кожица изменила свое строение, она крайне нежна и содержит даже хлорофилл.

Ряска содержит большое количество питательных веществ. В Китае это растение употребляют как мочегонное, противоцинговое, снаружи при болезнях глаз. В Индонезии и Вьетнаме из ряски готовят салаты, приправы. У нас в стране ряска также широко используется в народной медицине и давно употребляется в пищу, но пока промышленного производства нет.

В свежей ряске содержится до 92-94% воды. Волокон и золы содержится больше, а белка меньше в колониях ряски, которая растет медленно. В сыром материале рясок находится 15-20% белка, 15-30% волокна. При идеальных условиях роста рясок содержание питательных веществ следующее: волокна 5-15%, белка 35-43%, жира - 5%, в зависимости от вида [7]. За исключением метионина, цистеина и триптофана протеин ряски содержит все необходимые для питания аминокислоты в количествах, соответствующих нормам Всемирной продовольственной и сельскохозяйственной организации (FAO). По содержанию необходимых аминокислот ряска превосходит такие продовольственные культуры, как кукуруза и рис, она также обогащена лизином, аргинином, аспарговой и глутаминовой кислотами. Ряска богата витаминами А1,В1,В2,В6. Также в небольших количествах в ней присутствует витамин С. В особенности много в ней витаминов Е ( около 0,5мг/г сухого веса) и РР(В5) (около 0,8 мг/г сухого веса). В ряске содержится до 3% фосфора, 6% кальция и 2% магния, 0,048 мг. кобальта; 0,018 мг. брома; 0,032 мг. меди; 0,07 мг. никеля; 0,48 мг. титана. По количеству микроэлементов запасает чуть ли не всю таблицу Менделеева: кальций, кремний, железо, кобальт, титан, йод, никель, медь, цинк, ванадий, цирконий, золото, радий, бром и др.. К этому следует прибавить многочисленные витамины.

Ряску употребляют в пищу всю. Ее кладут в салаты с капустой, картофелем, луком, заправляют солью и специями. Готовят пасту с добавлением сливочного масла и хрена. Приготовленную пасту используются для бутербродов.

В варенном виде кладут в щи, для этого заправляют блюдо капустой и ряской, кипятят 3-5 минут. В сушенном виде ряску добавляют в смеси со специями для заправки различных блюд. Это ценный и питательный продукт.

Если ряску собирают в водоемах где купаются люди, поят скот, лучше ее не есть сырой. В этом случае велика опасность заразиться самонеллезом, особенно в тех местах, где есть утки, которые часто являются его переносчиком [6].

Сбор ряски в природных водоемах можно начинать с середины мая, хотя уже в феврале (если температуры теплые) ряска всплывает на поверхность водоемов. В Краснодарском крае обильно она начинает расти в конце апреля - начале мая. При сборе растений следует избегать попадания насекомых и животных, которые могут встречаться в водоеме (рисунок 4 ). С наступлением осени, изменением длины дня и температур, ряска постепенно начинает оседать на дно, поэтому в октябре численность ее резко падает.

Рисунок 4 Животные и насекомые встречающиеся в популяциях рясок в природных условиях

В силу простоты своего строения, уникальной способности к быстрому размножению, неприхотливым условиям произрастания, ряска является еще и уникальным объектом для биотестирования и биоиндикации. По изменению скорости роста, увеличению биомассы, разветвленности корней, изменению окраски листецов у рясковых можно судить о содержании тех или иных загрязнителей, в частности тяжелых металлов, в тестируемой среде или пестицидов. В этой связи по внешнему виду растения можно судить о чистоте водной среды и выбирать те места для сбора растений, которые не подверглись воздействию поллютантов [10].

В нашей работе с видами рясок были установлены оптимальные условия для выращивания ее в искусственной среде. Культуру рясок поддерживали на ростовой среде постоянного состава при определенном режиме температуры и освещенности. Минеральная среда содержала (мг/л): KNO3 - 175; Ca(NO3)2Ч4H2O - 148; K2HPO4Ч3H2O - 45; KH2PO4 - 45; MgSO4Ч7H2O - 50; борной кислоты - 0.12; мелассы - 40[ 8 ]. Маточную культуру ряски малой поддерживали на этой среде в термолюминостате (спроектирован и изготовлен в Кубанском ГАУ) [ 9] при температуре 25±2єС и интенсивности света двух люминесцентных ламп (TLD30W 04-IV) 3000 люкс; период освещения растений составлял 10 ч. в сутки. Раз в неделю растения пересаживали на свежеприготовленную среду, отбирая интенсивно зеленые и здоровые экземпляры.

В нашей работе были установлены специфические реакции растений ряски на содержание в водной среде солей тяжелых металлов, которые указывают на непригодность использования таких растений в пищевых целях. Наличие специфических реакций - разъединение листецов и изменение окраски с зеленой до голубой (реакция на медь 2,25мг и 0,5 мг/л), разъединение листецов ряски и обесцвечивание от 50% площади листеца в проксимальной части (реакция на никель 0,035мг/л и 0,070мг/л), потеря окраски молодыми листецами с ярко-зеленой до кремовой (реакция на Zn 2,5мг и 5 мг/л) указывают на наличие поллютантов в водной срeде а сами растения выступают в качестве биологического аналитического индикатора (рисунок 5).

Рисунок 5 Реакция ряски малой на медь: а - контроль - листецы зеленые, собранные в группы; б - листецы разъединенились, потеряли окраску

Рисунок 6 Колонии ряска малой (а) и вольфии бескорневой (б), выросшие в искусственной среде

Возможность выращивать ряску в искусственной среде (рисунок 6) позволяет использовать ее как овощную культуру круглый год, особенно в районах дальнего Севера. Неприхотливость в разведении, быстрый темп размножения, простота строения, малозатратность производства - все эти характеристики позволяют рассматривать "самое маленькое в мире цветковое растение" перспективной зеленной овощной культурой в современном мире.

Литература

1. Гикало Г. С., Гикало Э. А. Дикорастущие овощные растения Краснодарского края.- КубСХИ, 1984. с. 108. 2. Замятина Н. Г. Кухня Робинзона. М.: Институт технологических исследований. 1994. 656 с. 3. Зеленцов С. В. Полиплоидная рекомбинация генома как фактор формообразования у высших растений //Исследовано в России. 2002. Т. 35.С. 357-368. 4. Зеленцов С. В., Бушнев А. С. К вопросу изменения климата западного Предкавказья //Масличные культуры. 2006. № 2. С. 79-92. 5. Кощеев А. К., Кощеев А. А. Дикорастущие съедобные растения. М. Колос, 1994. 351 c. 6. Тахтаджян А. Л. Жизнь растений. Т.6. М.: Просвещение, 1982. С. 493-500. 7. Цаценко Л. В., Малюга Н. Г. Чувствительность различных тестов на загрязнение воды тяжелыми металлами и пестицидами с использованием ряски малой (Lemna minor L.) // Экология. 1998. №5. С. 407-409. 8. Цаценко Л. В., Темиров Ю. В., Гайдукова Н. Г. Среда для культивирования ряски малой Lemna minor L. // Пат.2308183 Российская федерация, МКП А01G7. Заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет (RU)-№ 2006102755/12; заявл.31.01.2006.-Бюл.29. Опубл.20.10.2007. 9. Цаценко Л. В., Гарькавый К. А.Устройство для выращивания растений //Пат.2309580 Российская федерация, МКП А01G. Заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет (RU)-№ 2006108166/12; заявл.15.03.2006.-Бюл. 31. Опубл.10.11.2007. 10. Цаценко Л. В., Перстенева А. А., Гусев В. Г. Оценка фитотоксичности почвы на поcевах подсолнечника с помощью биотеста ряски малой (Lemna minor L.) // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. Краснодар: КубГАУ, 2010. №05(059). С. 301 - 309. Шифр Информрегистра: 0421000012103, IDA [article ID]: 0591005019. Режим доступа: http://ej. kubagro. ru/2010/05/pdf/19.pdf, 0,562 у. п.л., импакт-фактор РИНЦ=0,346. 11. Grant V. Plant Spiciation. Second Edition. Columbia Univ. Press., New York. 1981. 563p. 12. Les D. H., Philbrick C. T. Stidies of hybridization and chromosome number variation in aquatic angiosperms: evolutionary implications //Aquatic Botany, 1993.V.44. P. 181-228. 13. Urbanska-Worytkiewicz K. Cytological variation within the family Lemnaceae //Veroeff. Geobot/Hst. Eidg. Tech. Hochsh. Stift. Ruebel. 1980.V.70. P. 30-101.

Ряска

Похожие статьи