УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

НІКІТСЬКИЙ БОТАНІЧНИЙ САД – НАЦІОНАЛЬНИЙ НАУКОВИЙ ЦЕНТР

СВИДЕНКО

Людмила Вікторівна

УДК 633.8:57.017+631.559(477.72)

БІОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ І ГОСПОДАРСЬКО-ЦІННІ ОЗНАКИ ПЕРСПЕКТИВНИХ ЕФІРООЛІЙНИХ РОСЛИН В УМОВАХ ХЕРСОНСЬКОЇ ОБЛАСТІ

03.00.05 – ботаніка

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Ялта - 2002

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано у відділі нових технічних і лікарських культур Нікітського ботанічного саду – Національного наукового центру Української академії аграрних наук.

Науковий керівник: доктор біологічних наук, старший науковий співробітник

Работягов Валерій Дмитрович,

Нікітський ботанічний сад – Національний науковий

центр УААН, завідуючий відділом нових технічних і

лікарських культур.

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Бойко Михайло Федосійович,

Херсонський державний педагогічний

університет Міністерства освіти і науки,

завідувач кафедри ботаніки;

кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник

Єгорова Наталія Олексіївна,

Інститут ефіроолійних і лікарських рослин УААН,

завідувач сектора культури тканин.

Провідна установа: Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка

НАН України, відділ нових культур.

Захист відбудеться “ 22 ” жовтня 2002 р. о 1030 годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д 53.369.01 Нікітського ботанічного

саду - Національного наукового центру УААН за адресою: 98648, Україна, Крим, м. Ялта,

Нікітський ботанічний сад - Національний науковий центр.

Факс: (0654) 33-53-86

E-mail:nbs1812@ukr.net.

З дисертацією можна ознайомитись в науковій бібліотеці НБС-ННЦ УААН за адресою: 98648, Україна, Автономна республіка Крим, м. Ялта, Нікітський ботанічний сад - Національний науковий центр.

Автореферат розісланий “ 5 ” вересня 2002 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, к.б.н. Садогурський С.Ю.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На цей час асортимент вироблюваних ефірних олій дуже обмежений і ніяк не задовольняє потреб ефіроолійної і парфюмерно-косметичної промисловості України. З кожним роком збільшується попит на олії з квітковим, цитрусовим і бальзамічним напрямками запахів, на олії з високим вмістом цитралю, євгенолу, неролу, анетолу, цитронеллолу, ліналілацетату та ін. Значна кількість ефірних олій ввозиться із зарубіжних країн, на що затрачуються великі кошти.

Особливої уваги набувають питання створення вітчизняних лікарських препаратів з рослинної сировини. Загальновідомо, що ефіроолійні рослини мають високу бактерицидність, радіопротекторність, містять біологічно активні речовини, амінокислоти, мікроелементи (Касумов Ф.Ю., Алієв Н.Д., 1980; Лібусь О.К., Іванова Є.П., 1997; Работягов. В.Д., Бакова Н.М., Хлипенко Л.А., Голубєва Т.Ф., 1998).

В останнє десятиріччя спостерігався занепад розвитку ефіроолійної, парфюмерно-косметичної і фармацевтичної промисловості. Зараз, в зв'язку з підйомом економіки актуальним є розширення асортименту ефірних олій і створення для них сировинної бази за рахунок вишукування і залучення можливих зон вирощування ароматичних і лікарських культур на півдні України. В зв'язку з цим актуальною є інтродукція перспективних видів і створення нових сортів.

Оскільки територія степової зони України (Херсонська обл.) придатна за природними умовами для вирощування перспективних ефіроолійних рослин, до яких належать чебрець звичайний, полин лимонний, лофант анісовий, котяча м'ята лимонна, лавандин, питання про їх культивування становить значний науковий і практичний інтерес.

Повного комплексного дослідження даних рослин в умовах Херсонської області до цього часу не проводилося. Немає даних з біології їхнього розвитку й агротехніки. В зв'язку з цим виникла необхідність вивчення біології і біохімії, виявлення продуктивності й особливостей їх вирощування в нових умовах для визначення доцільності введення даних рослин у культуру в степовій зоні півдня України. Проведення спостережень з вивчення біології розвитку і ефіроолійності чебрецю звичайного, полину лимонного, лофанта анісового, лавандину і котячої м'яти лимонної в умовах Херсонської області є, безперечно, актуальним.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дослідження виконані за тематичним планом НБС – ННЦ за період з 1997 по 2001 р. з проблеми: №02 0197U004319 “Залучити, вивчити і виділити перспективні для впровадження у виробництво види ефіроолійних, лікарських, пряноароматичних і фарбувальних рослин, вдосконалити методи селекції і створити високопродуктивні сорти” і за планом аспірантської підготовки.

Мета і завдання досліджень. Мета роботи - провести комплексне дослідження біологічних особливостей і господарсько-цінних ознак перспективних ефіроолійних рослин (полину лимонного, чебрецю звичайного, лофанта анісового, лавандину і котячої м'яти лимонної) для введення в культуру в умовах степової зони півдня України.

В зв'язку з чим були поставлені і вирішені такі завдання:

1.

2.

3.

4.

Об'єкт досліджень – ефіроолійні рослини.

Предмет досліджень – біологічні особливості і господарсько-цінні ознаки 5 видів ефіроолійних рослин в умовах Херсонської області.

Методи досліджень – польовий – для реєстрації фенологічних фаз, визначення врожаю; морфологічного аналізу - для аналізу рослин з різними морфологічними ознаками; лабораторний – для визначення масової частки ефірної олії і її компонентного складу; розрахунковий – для визначення продуктивності однієї рослини і рослин з одного гектара; порівняльний – для встановлення відхилень від стандартів, реакції рослин на зміну погодних умов року; математично-статистичний - для оцінки вірогідності отриманих результатів досліджень.

Наукова новизна отриманих результатів. Вперше вивчена біологія росту і розвитку чебрецю звичайного, полину лимонного, лавандину, лофанта анісового, котячої м'яти лимонної в умовах Херсонської області. Показано, що рослини нормально розвиваються, а проходження фаз залежить від погодних умов року. Визначена внутрішньовидова мінливість морфолого-анатомічних, господарсько-цінних і біохімічних ознак чебрецю звичайного, полину лимонного, лавандину, лофанта анісового і котячої м'яти лимонної в нових умовах вирощування. Вперше виділено і описано форми даних рослин в умовах культури в степовій зоні півдня України. Вивчено ступінь адаптації рослин до нових умов та зроблено ботанічний опис інтродуцентів в умовах культури.

Вперше визначено хімічний склад ефірної олії даних рослин в умовах Херсонської області. Показано, що якість ефірної олії висока і відповідає вимогам технічних умов. Вивчено динаміку накопичення ефірної олії і її основних компонентів в онтогенезі. Виявлено кореляційні зв'язки між основними компонентами ефірної олії й господарсько-цінними ознаками.

За хімічним складом ефірної олії виділено 16 нових хемотипів полину лимонного, 5 – чебрецю звичайного, 4 – лофанта анісового і 3 – котячої м'яти лимонної.

Вперше зроблено порівняльний аналіз ефірної олії лавандину, чебрецю звичайного і лофанта анісового, вирощених в умовах Херсонської області і на південному узбережжі Криму. Виявлено, що основного компоненту ефірної олії лавандину – ліналілацетату – в умовах Херсонської області на 5,7% більше, а в ефірній олії чебрецю звичайного появились 4 компоненти, які відсутні в олії, отриманій в умовах південного узбережжя Криму.

Вперше розроблено науково-методичні рекомендації по вирощуванню полину лимонного в умовах Херсонської області. Розроблено і апробовано прийоми агротехніки, які дають можливість розмножувати полин лимонний насінням і вегетативно в степовій зоні півдня України та методи отримання насіння.

Практична значимість. Визначено продуктивність, врожайність і масову частку ефірної олії чебрецю звичайного, полину лимонного, лавандину, лофанта анісового і котячої м'яти лимонної в умовах Херсонської області.

На основі порівняльного вивчення ритму росту і розвитку, вмісту ефірної олії і її компонентного складу, насіннєвої і сировинної продуктивності виділені конкретні особини перерахованих вище видів з високими показниками господарсько-цінних ознак, які служитимуть основою для створення високопродуктивних сортів.

Встановлено оптимальні строки збирання врожаю культиварів в умовах степової зони півдня України. Обґрунтовано перспективність введення їх у культуру в степовій зоні півдня України як ефіроолійних, лікарських і декоративних рослин і дано рекомендації Херсонській облдержадміністрації з вирощування цих рослин.

Виділено високопродуктивні форми чебрецю звичайного, полину лимонного і міжвидові гібриди полину. Кандидати в сорти рекомендовано для розмноження. Запропоновано найбільш ефективні способи розмноження чебрецю звичайного, полину лимонного, лавандину, лофанта анісового і котячої м'яти лимонної в умовах Херсонської області.

Створено генофонд видів, який налічує 19 форм рослин. Кращі з них передані для випробування в ботанічний сад Херсонського педуніверситету, Херсонський аграрний університет, Дослідну станцію лікарських рослин (Полтавська область). Ефірні олії передані для випробування в АромаХудожню майстерню (м. Харків). Дані дисертаційної роботи включені в лекційні і практичні курси “Лікарські рослини” і “Ботаніка” в Херсонському державному педагогічному університеті.

Особистий внесок в одержанні результатів досліджень полягає в самостійній розробці і виконанні науково-дослідної програми, обробці й аналізу експериментальних даних (1997-2001р.), вивченні й узагальненні даних з досліджуваних рослин. У ході досліджень проведений морфометричний і біохімічний аналіз більше 2 тис. рослин.

Разом з науковим керівником проведено вибір об'єктів і методик дослідження та розроблено структуру дисертаційної роботи.

Апробація результатів досліджень. Результати досліджень були представлені на засіданнях відділу нових технічних і лікарських культур (1998 – 2001) та засіданні вченої ради НБС – ННЦ (1999 р.); науково-практичній конференції молодих вчених “Проблеми дендрології, квітникарства, плодівництва” (Ялта, 1998, 1999); 11 і 12 міжнародній конференції “Вивчення онтогенезу рослин природних і культурних флор в ботанічних закладах і дендропарках Євразії” (Біла Церква, 1999; Полтава, 2000); міжнародній науковій конференції “Роль ботанічних садів у збереженні рослинного різноманіття” (Київ, 1999); науковій конференції “Проблеми дендрології і ландшафтної архітектури” (Ялта, 1999); міжнародній науковій конфереренції “ІII-і наукові читання памяті Й.К. Пачоського” (Херсон, 1999); міжнародній конференції молодих учених-садоводів (Ялта, 2000); міжнародній конференції “Проблеми квітникарства і декоративного садівництва” (Ялта, 2000);

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 11 наукових праць, з них 5 в фахових виданнях, 5 у матеріалах конференцій і 1 методичні рекомендації.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, семи розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списку літератури (232 найменування, з них 38 іноземних). Дисертація викладена на 239 сторінках машинописного тексту, з них 150 сторінок основного тексту, містить 53 таблиці, 35 рисунків, 9 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

ТЕОРЕТИЧНЕ І ПРАКТИЧНЕ ВИВЧЕННЯ ЕФІРООЛІЙНИХ РОСЛИН

(Літературний огляд)

Вивченням біології розвитку та біохімії ефіроолійних рослин займалось багато відомих в даній галузі вчених (Вульф Є.В., 1927; Цукерваник І.П., 1934; Нілов В.І., 1936; Нестеренко П.А., 1939; Машанов В.І., 1988). Аналіз літературних даних про вивчення і практичне використання чебрецю звичайного, полину лимонного, лавандину, лофанта анісового і котячої м'яти лимонної показав, що вони є цінними ефіроолійними і лікарськими рослинами (Іванова Б.І., Шаворська Т., 1963; Капелєв І.Г., Машанов В.І, 1973; Мустяце Г.І., 1988; Хлипенко Л.А., 1990; Работягов В.Д. та ін., 1998). Однак наведені дані не стосуються степової зони півдня України. Широке використання і недостатня кількість сировини стали стимулом для вивчення біологічних і біохімічних особливостей даних рослин в умовах Херсонської області.

УМОВИ, МАТЕРІАЛ І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проводилися в 1997 - 2001 рр. в дослідному господарстві “Новокаховське” Херсонської області на спеціально закладених дослідно-виробничих ділянках.

Матеріалом для досліджень служили п'ять видів рослин: кращі три сортозразки чебрецю звичайного (Thymus vulgaris L.); лавандин (Lavandula hybrida Rev.) сорти “Темп” і “Ефект”; насіннєва популяція полину лимонного (Artemisia balchanorum Krasch.), а також гібриди, отримані внаслідок реципрокних схрещувань полину лимонного (Artemisia balchanorum Krasch ) і полину таврійського (Artemisia tauriсa Willd.) у відділі нових технічних і лікарських культур В.І.Машановим (1983р.); котяча м'ята лимонна (Nepeta cataria var. citriodora Beck.) сорт “Переможець”; лофант анісовий (Lophanthus anisatus Benth.) сорт “Пам'ять Капелєва”.

Для проведення роботи над вивченням вихідного матеріалу були застосовані польові досліди в комплексі з лабораторними. Вивчення вихідного матеріалу проводилося за такими господарсько-ціннними ознаками:

а) тривалість вегетаційного періоду;

б) облік врожайності сировини;

в) визначення масової частки ефірної олії;

г) визначення компонентного складу ефірної олії;

д) ураженість хворобами і пошкодження шкідниками.

Спостереження за сезонним циклом росту і розвитку рослин проводили на 25 модельних рослинах. Фенологічні спостереження проводилися за загальноприйнятою методикою І.Н.Бейдеман (1974р.) з деякими змінами і доповненнями відповідно до культури. Біометричні виміри проводилися щодекади. Вимірювали висоту і діаметр куща, довжину пагона першого і другого порядку. Морозостійкість визначали в природних умовах візуально, шляхом підрахунку рослин, які пропали за зиму. Облік пошкоджених рослин шкідниками і уражених хворобами проводили згідно з методикою селекції ефіроолійних культур (Селекція...,1977).

Облік врожаю проводили в період масового цвітіння рослин за методикою польових дослідів Б.А. Доспєхова (1979). Сировину зрізали вручну і відразу ж зважували. Валовий збір враховували зважуванням сировини з усієї ділянки.

Масову частку ефірної олії визначали шляхом гідродистиляції на апаратах Клевенджера. Склад ефірної олії визначали методом газорідинної хроматографії на приладі “Хром 41”.

Дані піддавалися статистичній обробці з обчисленням середнього арифметичного значення, стандартного відхилення, дисперсії, коефіцієнта варіації при рівні достовірної імовірності Р=0,95.

Статистична обробка одержаних результатів проведена на ЕОМ IBM-686 (Доспєхов, 1968; Зайцев, 1973; Афіфі,1982).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

ЧЕБРЕЦЬ ЗВИЧАЙНИЙ (Thymus vulgaris L.)

Біологія розвитку. Чебрець звичайний – невеликий напівкущик з родини губоцвітих (Lamiaceae), в умовах степової зони півдня України (Херсонська область) досягає 30 - 40 см висоти. Експериментами виявлено, що розмножується чебрець насінням і вегетативно - здерев'янілими і зеленими живцями, а також поділом куща. Приживаність живців при ранньовесняному живцюванні в умовах Херсонської області 73%. Насіння стратифікації не потребує і не має періоду спокою. Лабораторна схожість насіння місцевої репродукції становить 86%.

За роки досліджень встановлено, що в умовах Херсонської області весняне відростання чебрецю звичайного розпочинається в першій декаді квітня (рис. 1). Початок бутонізації припадає на першу декаду травня. Дослідження динаміки росту і розвитку чебрецю показало, що найбільший приріст рослин спостерігається перед початком бутонізації і триває весь її період. Початок цвітіння наступає в другій декаді травня, масове цвітіння триває третю декаду травня – першу декаду червня. Плодоношення настає в першій декаді червня.

З насіннєвої популяції чебрецю нами виділені 3 форми, що відрізняються за морфобіологічними ознаками (габітусом кущів, розмірами та кольором листків, суцвіть, а також термінами цвітіння і плодоношення).

Біохімія чебрецю звичайного. Вивчення мінливості масової частки ефірної олії чебрецю звичайного показало, що амплітуда вмісту її в умовах Херсонської області коливається від 0,14 до 0,80 % від сирої маси рослинної сировини.

Вивчалася динаміка накопичення ефірної олії за фазами розвитку. Встановлено, що максимальна масова частка ефірної олії накопичується в фазу “кінець цвітіння” і становить в середньому 0,61% від сирої або 1,89% від абсолютно сухої маси рослинної сировини (рис. 2).

Спостереження за динамікою накопичення ефірної олії чебрецю протягом доби показали, що мінімальна масова частка її о 8 годині ранку і становить 0,45% від сирої маси або 1,35% від абсолютно сухої маси, а максимальна - о 13 годині і становить 0,60% від сирої маси, або 1,84% від абсолютно сухої.

Вивчення компонентного складу ефірної олії чебрецю звичайного дало змогу ідентифікувати 22 монотерпенові сполуки. Основними компонентами ефірної олії є тимол і карвакрол. У вивчених рослинах сумарний вміст цих фенолів в ефірній олії складав не менше 47,0%, а максимальний - 91,6%. Слід зазначити, що в одних рослин в ефірній олії переважав біосинтез тимолу, а в інших карвакролу. Інтервали варіювання вмісту цих компонентів значні: тимолу - від 28,6 до 73,4%, карвакролу - від 1,6 до 44,5%.

За складом ефірної олії виділено п'ять хемотипів: тимольний - (73% тимолу); тимольно-карвакрольний (36% тимолу і 26% карвакролу); карвакрольно-тимольний (44% карвакролу і 29% тимолу); тимольно-парацимольний (53% тимолу і 21% п-цимолу); тимольно-карвакрольно-парацимольний (45 % тимолу, 19 % карвакролу, 5% п-цимолу).

Вивчення динаміки накопичення компонентів за фазами розвитку чебрецю звичайного виявило, що максимальна масова частка тимолу в ефірній олії накопичується в фазу масового цвітіння (64,82%).

При вивченні кореляційних зв'язків між окремими компонентами виявлено наявність як позитивного (+) так і негативного (-) зв'язку. Виражений поліхімізм і слабкий кореляційний зв'язок між вмістом окремих компонентів ефірної олії Thymus vulgaris розкриває широкі можливості відбору особин серед рослин насіннєвого походження. Однак, тісна зворотна кореляційна залежність між кількістю тимолу і карвакролу (r=-0,78) в ефірній олії дозволяє вести відбір рослин тільки з високим вмістом кожного компонента окремо.

Вивчення господарсько-цінних ознак чебрецю звичайного за роки досліджень виявило, що врожай квіткової сировини залежить від віку рослин. Відзначено відмінності врожаю квіткової сировини рослин першого, другого і третього року життя. Дослідженнями встановлено, що врожай квіткової сировини на перший рік життя мінімальний і становить в середньому 55 г, максимальний – на третій рік, в середньому 550 г з однієї рослини (табл. 1). Залежно від віку рослин і погодних умов року змінюється масова частка ефірної олії. Так, у 1997 році вона була мінімальною, в середньому 0,23 % від сирої маси, а в 1999 році – максимальною, в середньому 0,56% від сирої маси рослинної сировини. В результаті вивчення різних форм чебрецю звичайного встановлено, що за однакових умов вирощування врожай квіткової сировини і масова частка ефірної олії залежать від форми рослин. Максимальна продуктивність рослин відзначена на третьому році життя: вихід ефірної олії з однієї рослини в середньому становить 2,4 г (табл. 1).

Кореляційний аналіз виявив низьку позитивну залежність між врожайністю і масовою часткою ефірної олії (r=0,33), що свідчить про незалежне успадкування цих ознак і можливості одержання генотипів, які мають високу врожайність з високим вмістом масової частки ефірної олії. Виявлена висока кореляційна залежність між продуктивністю і масовою часткою ефірної олії (r=0,65) і між врожайністю і продуктивністю (r=0,86).

В результаті вивчення господарсько-цінних ознак чебрецю, були виділені і вегетативно розмножені високопродуктивні форми, що становлять інтерес для селекції.

Таким чином, чебрець звичайний – цінна ефіроолійна рослина, яка в умовах Херсонської області проходить всі фази розвитку, добре розмножується вегетативним способом і насінням, високоврожайна і має високу ефіроолійність. Найвища якість олії у фазу масового цвітіння. За біологічними особливостями і господарсько-цінними ознаками чебрець звичайний заслуговує широкого впровадження в умови степової зони півдня України.

ПОЛИН ЛИМОННИЙ (Аrtemisia balchanorum Krasch)

Біологія розвитку. Полин лимонний - багаторічний напівкущик родини складноцвітих (Asteraceae). За роки досліджень встановлено, що в умовах Херсонської області початок вегетації полину лимонного залежить від погодних умов (рис. 1). На початку фази весняної вегетації темпи росту рослин сповільнені, а з першої декади травня по третю декаду червня відзначається найбільш активний ріст, рослини досягають висоти 55 – 60 см. З другої половини липня починає формуватися суцвіття, тому ріст рослин помітно знижується, одночасно відбувається здерев'яніння базальних частин пагонів. Фаза бутонізації в умовах Херсонської області розтягнута. Початок бутонізації - третя декада серпня, кінець - друга декада жовтня. Початок цвітіння - друга - третя декада жовтня. Вивчення сезонного розвитку полину лимонного показало, що строки його цвітіння можуть значно зміщуватися залежно від погодних умов, переважно від зниження температури. Плодоношення настає в першій-другій декадах листопада. В цей час в умовах Херсонської області спостерігається значне зниження температури, тому насіння визріває лише в окремі роки.

Таблиця 1.

Характеристика ефіроолійних культур за господарсько-цінними ознаками в умовах Херсонської області (1997 - 1999 р.)

Рік

життя |

Висота рослин, см | Урожай квітко-вої сировини з однієї рослини, г | Масова частка ефірної олії, % від | Продуктив-ність однієї рослини, г | Вміст

основних компонентів,

%

сирої маси | сухої маси

Thymus vulgaris L.

перший

1997 | 20,76,2 | 55,09,5 | 0,230,05 | 0,610,19 | 0,150,10 | тимол-42,7%, карвакрол-14,7%

другий

1998 | 23,55,2 | 255,0122,4 | 0,400,10 | 1,220,30 | 0,800,20 | тимол-60,2%, карвакрол-9,0%

третій

1999 | 31,46,5 | 550,0224,6 | 0,560,15 | 1,800,50 | 2,400,90 | тимол-50,2%, карвакрол- 11,2%

Artemisia balchanorum Krasch.

перший

1997 | 38,07,8 | 120,045,7 | 0,800,30 | 2,000,20 | 0,900,20 | ліналоол-16,1%,

цитраль-38,6%, гераніол-14,9%

другий

1998 | 56,09,5 | 360,065,0 | 0,700,20 | 1,740,20 | 1,800,60 | ліналоол-18,6%,

цитраль-39,2%, гераніол -13,9%

третій

1999 | 61,36,4 | 460,096,3 | 0,600,10 | 1,500,20 | 2,601,04 | ліналоол-14,3 %,

цитраль-39,9%, гераніол –6,0%

Lavandula hybrida Rev.

перший

1997 | 75,9±7,7 | 32,5 ± 5,0 | 1,80±0,41 | 4,60±0,90 | 0,48±0,10 | ліналоол-42,7%, ліналілацетат-18,8%

другий

1998 | 80,6±5,6 | 353,8±23,1 | 2,40±0,70 | 6,00±1,80 | 7,07±2,30 | ліналоол-42,5%, ліналілацетат-28,0%

третій

1999 | 100,0±3,6 | 505,0 ± 92,5 | 2,80±0,20 | 7,00±2,20 | 10,65±3,60 | ліналоол-36,9%, ліналілацетат-26,6%

Lophanthus anisatus Benth.

перший

1997 | 94,34,4 | 297,09,6 | 0,330,05 | 1,290,20 | 0,930,20 | метилхавікол-44,0%

другий

1998 | 131,04,3 | 586,01,7 | 0,350,31 | 1,400,90 | 2,031,02 | метилхавікол-59,2%

третій

1999 | 147,03,8 | 601,0192,2 | 0,270,10 | 1,080,30 | 1,630,70 | метилхавікол-41,1%

Nepeta cataria var. citriodora Beck.

перший

1997 | 68,75,6 | 132,028,8 | 0,270,06 | 0,930,16 | 0,380,05 | цитраль-18,1%, нерол- 28,1%, гераніол-22,3%

другий

1998 | 117,54,2 | 384,713,8 | 0,240,10 | 0,840,30 | 0,960,44 | цитраль-16,9%, нерол- 23,7%, гераніол-24,0%

третій

1999 | 120,15,3 | 426,764,4 | 0,260,09 | 0,910,24 | 0,990,28 | цитраль-10,7%, нерол- 8,2%, гераніол-6,1%, геранілацетат-51,7%

Насіннєва популяція полину лимонного характеризується наявністю безлічі біотипів, які відрізняються між собою як морфологічно, так і за хімічним складом. В результаті досліджень методом індивідуального відбору нами було виділено 11 форм. Кращі з них вегетативно розмножені.

Біохімічне вивчення вихідних видів полину і його міжвидових гібридів. Амплітуда масової частки ефірної олії в умовах Херсонської області коливається в межах від 0,2 до 1,2 % від сирої маси. Вивчення динаміки накопичення ефірної олії полину лимонного за фазами розвитку показало, що максимальна масова частка її відмічена на початку бутонізації і коливається від 0,40 до 1,0%, в середньому за три роки складає 0,70% від сирої маси, або 1,75% від абсолютно сухої (рис. 2). В міжвидових гібридів полину лимонного і полину таврійського масова частка ефірної олії максимальна в фазу масової бутонізації і становить в середньому 0,80% від сирої маси або 2,0% від абсолютно сухої. Дослідженнями встановлено, що крива вмісту ефірної олії протягом доби має два максимуми - 0 10 годині (0,71% від сирої маси або 1,75 % від абсолютно сухої) і о 16 годині (0,75 % від сирої маси або 1,88 % від абсолютно сухої). Мінімальний біосинтез відмічений о 8 годині ранку (0,55% від сирої маси або 1,39% від абсолютно сухої). Тому в умовах Херсонської області збирання ефіроолійної сировини рекомендується проводити з 10 до 16 години.

При вивченні компонентного складу ефірної олії полину ідентифіковано 20 терпеноїдів. Домінуючими компонентами є нераль, гераніаль, ліналоол, гераніол, геранілацетат. Масова частка цитралю в олії в умовах Херсонської області коливається від 1 до 60%. Високоолійні зразки синтезували олії низькоцитральні, тому відсоток успіху при селекційному відборі зразків з двома ознаками (високим вмістом ефірної олії і цитралю) дуже незначний. Амплітуда вмісту ліналоолу в олії полину лимонного коливається в межах від 1 до 80%, гераніолу – від 1 до 35%. За масовою часткою ефірної олії і за вмістом її основних компонентів нами виділено 16 хемотипів. Серед міжвидових гібридів полину лимонного і полину таврійського зустрічаються хемотипи, які за своїм хімічним складом ефірної олії близькі до батьківських видів і хемотипи проміжного напрямку.

Методом індивідуального відбору виділено високопродуктивні гібриди з різним хімічним складом, які нами об'єднані за складом терпеноїдів у 6 груп: I група - цитрального напрямку (51%); II група - гераніольно-геранілацетатного напрямку (52% і 16%); III група - ліналоольного напрямку (56% ); IY група- туйонного напрямку (68% ); V група- туйонно-ліналоольного напрямку(35% і 17%); VI група – туйонно-цитрального напрямку (45% і 21%).

Вивчення динаміки накопичення компонентів ефірної олії за фазами розвитку в формах полину лимонного показало, що найкраще співвідношення компонентів ефірної олії спостерігається в період цвітіння, а в гібридів - у фазу формування суцвіть.

Вивчення господарсько-цінних ознак. Максимальний врожай квіткової сировини полину лимонного спостерігався на третій рік життя, в середньому 460 г з однієї рослини (табл. 1). Максимальна продуктивність рослин відмічена на третьому році життя: вихід ефірної олії з однієї рослини в середньому становив 2,6 г. На основі індивідуального відбору виділені високопродуктивні форми полину лимонного, які будуть використані в селекції для створення нових високопродуктивних сортів. По збору ефірної олії з однієї рослини найкращими виявилися форми №20 і №40 (вихід ефірної олії відповідно 4,7г і 3,5г). Форма №16 характеризується високою масовою часткою ефірної олії (1,20 % від сирої маси) і високим вмістом цитралю (46,77 %). Форми №57 і №5 характеризуються невеликим виходом ефірної олії, але високим вмістом цитралю в ній (45,48% і 57,95%).

Кореляційний аналіз між господарсько-цінними ознаками полину лимонного виявив високу спряженість між врожайністю і продуктивністю рослин (r=0,84).

Всебічне вивчення біології і біохімії показало, що полин лимонний в умовах Херсонської області проходить всі фази розвитку за винятком фази плодоношення. Добре розмножується вегетативним способом (зеленими і здерев'янілими живцями). Приживаність живців при ранньовесняному живцюванні складає: зеленими - 68%, здерев'янілими - 58%. Ефірна олія полину лимонного, одержана в даному регіоні, якісна і відповідає вимогам ТУ. На онові комплексного дослідження цю культуру ми рекомендуємо для вирощування в степовій зоні півдня України.

ЛАВАНДИН (Lavandula hybrida Reverenon)

Біологія розвитку. Лавандин - міжвидовий гібрид, одержаний внаслідок природного або штучного схрещування лаванди вузьколистої (L. angustifolia Mill.) і лаванди широколистої (L.latifolia Medic.).

Вивчення біології лавандину в умовах Херсонської області показало, що він стерильний, добре розмножується вегетативним способом - живцями напівздерев'янілих пагонів. Вкорінення живців лавандину на 35 – 50% вище, ніж лаванди. Вихід стандартних саджанців становив 87-94%.

Пагони лавандину дициклічні (генеративні), влітку і восени розвиваються в розетку (вегетаційний період). Відростання їх розпочиналось в третій декаді липня. Процес відростання проходив надто повільно, за 8-9 місяців (до квітня майбутнього року) пагони досягали 3-5 см в довжину. Навесні пагони продовжували свій розвиток до суцвіть; за три місяці (з середини квітня до кінця червня) їх приріст досягав 80см. На пагонах постійно було дві генерації листків.

В процесі розвитку річних пагонів лавандину встановлено, що вегетація в умовах Херсонської області розпочинається в першій – другій декаді квітня, бутонізація – в третій декаді квітня – першій декаді травня, поява квітконосів – в другій декаді травня, розсування мутовок – в першій декаді червня, фаза забарвленого бутона – в кінці першої декади червня (рис. 1). Цвітіння настає в другій - третій декаді червня, масове – в першій декаді липня, кінець цвітіння – в третій декаді липня - першій декаді серпня. Нами встановлено, що найбільший приріст пагонів спостерігається у фазу появи квітконосів, у фазу розсування мутовок і в фазу забарвленого бутона. У фазу початку цвітіння темпи росту сповільнюються. У фазу масового цвітіння рослини досягають висоти 90-105 см і діаметра 130-160 см. В дисертації наводиться докладний опис характеру цвітіння суцвіть лавандину в межах однієї рослини, порядку цвітіння квіток у суцвітті і тривалості цвітіння квіток.

Мінливість біохімічних ознак. Спостереження за динамікою накопичення олії лавандину в різні фази розвитку в умовах Херсонської області показали, що біосинтез олії залежить як від фази розвитку рослини, так і від погодних умов року. Встановлена така закономірність: масова частка ефірної олії має тенденцію до збільшення від бутонізації до цвітіння. Максимум припадає на фазу “кінець цвітіння” і становить в середньому за три роки 2,80% від сирої маси (рис. 2).

На основі одержаних даних з вивчення динаміки накопичення ефірної олії протягом доби встановлено, що біосинтез олії о 8 годині ранку мінімальний - 0,90% від сирої маси або 3,30% від абсолютно сухої, а о 10 годині максимальний - 3,10% від сирої маси або 7,75% від абсолютно сухої.

Вивчення компонентного складу ефірної олії лавандину показало, що до складу її входять складні ефіри, спирти, камфора та інші терпеноїди. Вивчено динаміку накопичення ліналоолу, ліналілацетату, 1,8-цинеолу і камфори за фазами розвитку. Критерієм парфюмерних достоїнств ефірної олії лавандину є вміст у ній складних ефірів, серед яких основне місце належить ліналілацетату. Оптимальною фазою збирання лавандину в умовах Херсонської області є масове цвітіння, оскільки в цій фазі синтезується максимальна кількість ліналілацетату (28%) і мінімальна кількість компонентів олії, які погіршують її якість – камфори (9-10%), 1,8-цинеолу (1-2%).

Вивчення господарсько-цінних ознак. Встановлено, що рослини третього року мають найбільший врожай квіткової сировини (в середньому 505 г з однієї рослини) і найвищу продуктивність (10,65 г ефірної олії з однієї рослини). Кореляційний аналіз виявив високу позитивну залежність між продуктивністю і врожайністю (r=0,76).

Проведені дослідження дають можливість зробити висновок, що лавандин в умовах Херсонської області проходить всі фази розвитку, стерильний, добре розмножується вегетативним способом. Максимальна масова частка ефірної олії накопичується наприкінці цвітіння, проте якість її найкраща у фазу масового цвітіння. За врожаєм квіткової сировини, вмістом ефірної олії і збором олії з гектара в умовах степової зони півдня України лавандин переверщує лаванду в 3-5 разів і рекомендується для вирощування як економічно вигідна ефіроолійна культура.

ЛОФАНТ АНІСОВИЙ (Lophanthus anisatus Benht.)

Біологія розвитку. Лофант анісовий - багаторічна полікарпічна рослина з родини губоцвітих (Lamiaceae), надземна частина якої являє собою систему однолітніх монокарпічних пагонів, які відмирають наприкінці вегетаційного періоду і відновлюються навесні наступного року з зимуючих бруньок, розташованих над самим рівнем ґрунту. Розмножується лофант анісовий насінням і вегетативно (поділом куща). Лабораторна схожість насіння становить 70%, польова - 12%.

Дослідженнями встановлено, що на початку вегетації розвиток лофанта протікає повільно, а при утворенні 2 - 3 пари листків рослини швидко ідуть у ріст. В перший рік свого життя рослини, вирощені з насіння, переходять в генеративний стан.

Відновлення вегетації лофанта анісового в умовах Херсонської області спостерігали в третій декаді березня - першій декаді квітня, бутонізацію - в другій декаді червня (рис. 1). Наприкінці червня – початку липня відмічали початок цвітіння. Масове цвітіння настало в другій декаді липня, кінець – в третій декаді серпня. Максимальний приріст рослин спостерігався в фазу масової бутонізації – початку цвітіння, в фазу масового цвітіння їхній термінальний ріст практично припиняється.

Початок фази плодоношення - третя декада липня. Масове плодоношення відмічали в третю декаду вересня. Фаза кінець плодоношення триває з першої по третю декаду вересня. В другій половині жовтня починають буріти листки, а до кінця жовтня надземна частина рослин цілком відмирає.

Як показали наші дослідження, листки і суцвіття лофанта анісового є одними з найважливіших органів, оскільки в них накопичується найбільша кількість активних речовин. В зв'язку з цим ми визначали структуру врожаю лофанта анісового. Аналіз даних показав, що структурно врожай квіткової сировини складається з 35,6% листків, 35,8% суцвіть і 28,6% стебел.

Мінливість біохімічних ознак. Амплітуда мінливості масової частки ефірної олії лофанта анісового в умовах Херсонської області варіює в межах від 0,14 до 0,48% від сирої маси або від 0,60 до 1,90% від абсолютно сухої. Вивчення динаміки накопичення ефірної олії показало, що максимальна масова частка її припадає на фазу масового цвітіння – початку плодоношення і становить в середньому за три роки 0,43% від сирої маси сировини (рис. 2). Протягом доби масова частка ефірної олії варіює в незначному діапазоні (від 0,30 до 0,33% від сирої маси). Максимальна вона о16 годині.

Найбільший вміст ефірної олії, припадає на суцвіття лофанту анісового (0,47 % від сирої маси або 1,88 % від абсолютно сухої). Становлячи в середньому 38,5 % загальної ваги рослини, вони містять в собі 53,8% ефірної олії, що знаходиться в рослині. Масова частка ефірної олії в листках становить 0,41%, у стеблах олії дуже мало (сліди) і вони є баластом.

До складу ефірної олії лофанта анісового входить 11 компонентів. Основні з них пулегон, метилхавикол, ізоментон, ментон, лимонен. Вміст в ефірній олії основного компоненту метилхавиколу варіює в інтервалі від 0 до 89,2 %. За складом ефірної олії нами виділено чотири хемотипи, в яких переважають такі компоненти:1- метилхавикол (80%); 2- пулегон (40%) і ізоментон (29 %); 3- ізоментон (45%) і пулегон (23 %); 4- ізоментон (46%) і лимонен (23%).

При вивченні кореляційних зв'язків між біосинтезом окремих компонентів ефірної олії лофанта анісового виявлено як позитивну так і негативну залежність. Встановлена залежність у біосинтезі компонентів ефірної олії в деяких випадках виражається досить високими значеннями коефіцієнтів кореляції. Такого роду залежність виявлена у відношенні ізоментон і ментон (r=0,94). Висока негативна кореляція виявлена у відношенні метилхавикол і ізоментон (r=-0,92), метилхавикол і ментон (r=-0,89). Наявність таких зв'язків свідчить про спряженість біосинтезу деяких терпеноїдів у лофанта анісового і міру взаємозалежності вмісту окремих компонентів ефірної олії.

В зв'язку з тим, що в літературі є дані про динаміку накопичення одного з основних компонентів ефірної олії метилхавиколу (Симонов І.Н., Павлова Т.А., Демянов П.І), то при вивченні динаміки накопичення компонентів ефірної олії за фазами розвитку ми звернули увагу на форми з високим вмістом ізоментону і пулегону. Нами встановлено, що максимальна масова частка пулегону у фазу “початок цвітіння” і становить 42,05%. Далі його вміст поступово зменшується. На відміну від пулегону масова частка ізоментону наприкінці цвітіння помітно збільшується і становить 46,72%. Криві вмісту пулегону і ізоментону в ефірній олії лофанта анісового розміщені за типом “ножиці”, тобто збільшення вмісту одного компоненту вело до зменшення іншого. Вміст метилхавиколу спостерігається в фазу масового цвітіння (1,39%), в інші фази розвитку він відсутній.

Встановлено, що компонентний склад ефірної олії в органах рослини неоднорідний і відрізняється процентним співвідношенням компонентів. В ефірній олії листків переважає ізоментон (40,30%), а в олії суцвіть його міститься на 20,67% менше і становить 19,63%. Масова частка пулегону в суцвіттях становить 37,32%, що на 32,68% більше, ніж в листках. Вміст метилхавиколу переважає в листках (7,56%), в суцвіттях його менше (1,0%).

Мінливість господарсько-цінних ознак. Дослідженнями встановлено, що в умовах Херсонської області можна збирати два врожаї лофанта анісового: перший – у другій декаді липня, другий – у вересні. Врожай квіткової сировини залежить від віку рослини. Мінімальний врожай квіткової сировини припадає на перший рік життя рослин і становить в середньому 297 г, максимальний - на третій рік (601 г з однієї рослини), але продуктивність рослин вища на другий рік – 2,03 г ефірної олії з однієї рослини (табл. 1).

Кореляційний аналіз виявив високу позитивну залежність між продуктивністю і врожайністю (r=0,79), а також показав відсутність прямого або оберненого кореляційного зв'язку між вмістом ефірної олії і її основних компонентів.

Олія, одержана з лофанта анісового, відповідає вимогам ТУ і може використовуватися в парфюмерії, медицині і харчовій промисловості. Результати досліджень показують, що в умовах культури в Херсонській області він нормально розвивається і плодоносить, має високу продуктивність і зимостійкість. Дані з врожайності і вмісту ефірної олії говорять про те, що вирощувати лофант в цій зоні економічно вигідно і доцільно.

КОТЯЧА М'ЯТА ЛИМОННА (Nepeta cataria var. citriodora Beck.)

Біологія розвитку. Котяча м'ята лимонна – багаторічна трав'яниста рослина із родини губоцвітих (Lamiaceae). Протягом першого року вегетації формує моноподіальний розгалужений пагін висотою 65-75 см. На другий і наступні роки на кожнім кущі формується по 12-17 пагонів, що виходять із дуже зближених вузлів біля кореневої шийки. Розмножується посівом насіння в ґрунт, розсадою й однорічними саджанцями. Схожість насіння місцевої репродукції 44%. Рослини в перший рік свого життя переходять в генеративний стан.

Відновлення вегетації котячої м'яти лимонної в умовах Херсонської області відмічено в першій декаді березня (рис.1). Початок бутонізації - перша декада червня. В другій-третій декаді червня відмічали масову бутонізацію-початок цвітіння. Масове цвітіння наставало в першій декаді липня, кінець – у першій декаді серпня. Фаза дозрівання насіння наставала в третій декаді липня. Масове плодоношення відмічали в першій декаді серпня. Тривалість вегетаційного періоду рослин другого року життя 240 діб.

Встановлено, що ефірна олія котячої м'яти лимонної локалізується в спеціалізованих містилищах - залозках. Як показали дослідження, найбільша кількість залозок знаходиться в чашечці квітки (150 штук). Ефірноолійні залозки екзогенного походження (одно- і багатоклітинні) знаходяться також і на нижній стороні листка.

Мінливість біохімічних ознак котячої м'яти лимонної. Дослідженнями встановлено, що амплітуда