Содержание каротина в растениях зависит от условий произрастания, вида и других факторов. Свет благоприятно действует на каротиноидность растений, поэтому томаты и овощные культуры в открытом грунте накапливают больше каротина, чем в закрытом. Некоторые высшие и низшие растения (водоросли, мхи, грибы, папоротники, ель, лиственница, сосна и др.) способны накапливать каротин и при отсутствии света.
Большие потери каротина (до 90% первоначального его количества) происходят при сушке травы.
Фотохимический процесс при сушке травы является не основной причиной разрушения каротина: главное — действие окислительных ферментов. Свет способствует разрушению каротина в растительной клетке, но не прямо, а косвенно, путем активирования ферментативной реакции.
Исследования, проведенные в Якутии, показывают зависимость содержания каротина в хвое лиственницы и сосны от времени года. Наибольшее содержание каротина наблюдается в весенние, осенние и зимние месяцы. В летний период содержание каротина снижается примерно на 20—30%. Накопление каротина в апреле и мае, возможно, связано с повышением общей жизнедеятельности сосны.
По исследованиям Ф. Т. Солодкого (1964), у хвои сосны, произрастающей в Ленинградской области, наименьшее содержание каротина приходится, наоборот, на весну — март, апрель и май. Еловая хвоя содержит в среднем 11,37 мг/% каротина, сосновая хвоя — 11,48 мг/% и хвоя можжевельника — 18,8 мг/%.
Учитывая большое значение каротина, авторы с 1960 по 1970 г. проводили исследования по определению содержания его в технической зелени ели и пихты в зависимости от различных факторов: условий произрастания (разная высота над уровнем моря в украинских Карпатах), возраста хвои, времени суток, сезона года, влияния прививок на содержание каротина в хвое подвоя и привоя, сроков хранения технической зелени, места расположения хвои в кроне дерева и др.
Изменение содержания каротина в технической зелени ели и пихты в зависимости от условий произрастания их на разной высоте над уровнем моря
Каротин в зелени ели европейской определяли на четырех участках (в Ворохтянском лесокомбинате), а у пихты белой — на трех участках (в Ворохтянском, Солотвинском и Выгодском лесокомбинатах Ивано-Франковской области).
Участки подбирали сравнительно однородные по почвенно-грунтовым условиям. На каждой пробной площади отбирали по три наиболее характерных для данного участка модельных дерева ели и пихты одинакового возраста, диаметра и высоты, сходные по форме ствола и кроны. С середины кроны растущего дерева обрубали ветки с северной, южной, восточной и западной стороны. От веток отделяли техническую зелень и после тщательного перемешивания отбирали среднюю пробу. Пробы одной породы со всех участков были отобраны в 1 день (для ели — в марте, для пихты — в июне 1967 г.).
Чем выше произрастает дерево над уровнем моря, тем больше содержится каротина в его хвое. Так, у деревьев, растущих на высоте 700 м, каротина в трехлетней хвое содержалось 145,76, на высоте 900 м — 161,87, на высоте 1050 м — 172,32 и на высоте 1360 м — 180,90 мг/кг. Однако это увеличение, возможно, не будет беспредельным. Так, в средней части Сибири выше основного ареала произрастания породы содержание каротина в хвое падает.
Содержание каротина в хвое, коре и древесине лапки
Для практических целей важно знать содержание каротина не только в лапке, но и в отдельных ее частях: хвое, коре и древесине.
Нами исследованы хвойные лапки толщиной 6—8 мм, собранные с северной, южной, западной и восточной части кроны кедра корейского, ели аянской и пихты белокорой, произрастающих на Дальнем Востоке, а также пихты белой, ели европейской, сосны обыкновенной, кедровой сосны к лиственницы европейской, произрастающих в Карпатах.
Содержание каротина в разновозрастной хвое. У древесных пород, растущих на Дальнем Востоке и в украинских Карпатах, максимальное количество каротина содержится в трехлетней хвое.
Содержание каротина в хвое в разное время суток. Содержание каротина в хвое и листьях исследуемых нами пород в течение суток непостоянно. Максимальное количество каротина приходится на 16—20 ч, а минимальное — на 8 ч; относительно пониженные показатели в содержании каротина свойственны утреннему и ночному времени суток. Суточные колебания весьма значительны и достигают у кедра корейского 78,9%, ели аянской 70,3, пихты белокорой 61,2, березы плосколистной 54,1, дуба монгольского 51 и у осины 50,3% максимального количества.
Содержание каротина в хвое в разное время года. У исследуемых древесных пород содержание каротина в хвое в течение года непостоянно. Максимальное содержание каротина — осенью и зимой, минимальное — весной. У всех исследуемых пород содержание каротина в хвое в течение всего года достаточно высокое: у дальневосточных пород 136—272, карпатских 145—198,98 мг/кг.
Влияние прививок на содержание каротина в хвое. В целях повышения производительности лесов главное внимание уделяется улучшению лесорастительных условий — осушению лесных земель, своевременному и правильному проведению рубок ухода, удобрению малоплодородных почв и др. Как известно, у каждой древесной породы имеются многочисленные биотипы, которые отличаются как по быстроте роста и развития, так и по форме ствола, кроны, ветвлению, резистентности против заболеваний и ветроустойчивости. Особенности биотипов в значительной степени передаются по наследству, поэтому лесоводы при искусственном возобновлении леса стремятся улучшить наследственные качества дерева. В настоящее время перед лесоводами стоит важная задача — создание семенных плантаций из привитых и хорошо развитых деревьев с почти ежегодным плодоношением. В результате обрезки верхушек деревья на семенных участках (плантациях) принимают низкую, кустистую форму с обильно охвоенными ветвями, которые являются хорошим сырьем для получения препаратов из хвои.
Ввиду того, что проводятся межродовые и межвидовые прививки хвойных пород, интересен вопрос взаимного влияния подвоя и привоя на их химический состав. Авторы исследовали влияние прививок на изменение химического состава хвои.
Объектами для изучения некоторых особенностей прививок хвойных пород кедровой сосны на сосну обыкновенную и пихты дугласовой на ель европейскую послужили плантации, расположенные в кв. 97 Максимец-Гладыщанского лесничества Надворнянского лесокомбината Ивано-Франковской области УССР.
Для химических анализов была взята хвоя, так как эта часть дерева должна в первую очередь ответить на прививки.
Небольшое снижение содержания каротина в привоях и подвоях не оказывает заметного влияния на качество технической зелени тем более, что эта разница при последующем развитии гибрида должна уменьшаться.
Содержание каротина в хвое, находящейся на различной высоте в кроне. Содержание каротина в хвое определялось нами у кедра карпатского, ели европейской и пихты белой, провзрастающих в Солотвинском лесокомбинате (украинские Карпаты).
Таким образом, каротина в хвое кедра, ели и пихты из верхней части кроны несколько больше, чем из средней и нижней. Эта разница составляет у кедровой сосны 9%, у ели 11,3 и у пихты 7,8 %.
Данные по содержанию каротина в хвое из разных мест кроны показывают, что больше всего содержится каротина в хвое, находящейся на южной стороне кроны, меньше — на восточной и западной и еще меньше — на северной.
Содержание каротина в хвое сосны, заподсоченной в разные годы. Для проведения исследований нами было подобрано пять участков сосновых насаждений, заподсоченных в разные годы в Костопольском лесхоззаге Ровенской области.
Подсочка деревьев на первом участке была начата в 1955 г. и продолжалась ежегодно до 1959 г. С 1959 по 1961 г. эти деревья не подсачивались. Начиная с 1961 г. подсочка была возобновлена и продолжалась по 1963 г. включительно. С 1964 г. по настоящее время подсочка этих деревьев не проводится.
На втором участке деревья были заподсочены всего лишь 1 раз, в 1961 г., и больше не подсачивались.
На третьем участке деревья впервые были заподсочены в 1963 г., и подсочка их продолжается по настоящее время.
На четвертом участке деревья впервые были заподсочены в 1964 г., и подсочка их продолжается по настоящее время.
Деревья на пятом участке впервые были заподсочены весной в 1969 г., и определения проводились нами в этом же году (в августе).
На каждом из участков было отобрано по два дерева, одно из которых было заподсочено, а другое для контроля — незаподсоченное. Заподсоченное и контрольное деревья на каждом участке были одинаковы по диаметру, возрасту, высоте, развитию кроны и освещенности.
Пробы хвои со всех модельных деревьев отбирали в 1 день и сразу определяли в них содержание каротина. Пробы отбирали следующим образом: с каждого модельного дерева, примерно с середины кроны, обрубали по две ветви с северной, восточной, западной и южной стороны. От ветвей одного дерева отделяли хвою, тщательно перемешивали и брали среднюю пробу.
Таким образом, исходя из полученных результатов, можно отметить, что уменьшение содержания каротина в хвое подсоченного дерева не наблюдается, если подсочка проводилась несколько лет назад. Подсочка оказывает влияние на содержание каротина в хвое только в первый год ее осуществления. В этом случае содержание каротина в хвое подсоченного дерева на 15% меньше, чем у контрольного.
Содержание каротина в технической зелени ели, пихты и бука, произрастающих в различных типах леса
Нами проведены исследования по определению содержания каротина в технической зелени ели европейской и пихты белой в зависимости от условий произрастания деревьев в различных типах леса украинских Карпат.
Всего было взято 10 характерных для украинских Карпат групп типов леса. В каждой группе были отобраны характерные модельные деревья, одинаковые по высоте, диаметру, возрасту и развитию кроны.
В свежих листьях бука содержится большое количество каротина, до 346,8 мг/кг. В благоприятных для бука условиях групп типов леса влажных супихтачей, влажных и свежих субучин и бучин наблюдается наиболее высокое содержание каротина в листьях. Особенно четкая зависимость содержания каротина в листьях бука видна от условий произрастания деревьев на различной высоте над уровнем моря.
Каротина в листьях бука содержится гораздо больше, чем у ели и пихты.