Вивчення біохімії і динаміки накопичення ефірної олії чебрецю в онтогенезі. Вимоги чебрецю до основних факторів зовнішнього середовища. Кількісні показники оптимальних та критичних умов формування урожаю квіткової сировини і біосинтезу ефірної олії.
Аннотация к работе
Дослідження виконані за тематичним планом Державного Нікітського ботанічного саду з 1995 по 1998 рр. з проблеми 02 "Залучити, вивчити і виділити перспективні для впровадження у виробництво види ефіроолійних, лікарських, пряноароматичних та красильних рослин, вдосконалити методи селекції і створити високопродуктивні сорти" (номер державної реєстрації 0197 U004319) і планом аспірантської підготовки. Завдання дослідження: - Вивчити особливості зростання і розвитку інтродукованих видів чебрецю і дати стислу ботанічну характеристику цих видів у нових умовах вирощування (Південний берег Криму), оцінити екотипи з комплексу морфобіологічних показників, виділити перспективні і рекомендувати їх для введення в культуру; Встановити компонентний склад ефірної олії 12 видів чебрецю, динаміку його накопичення в онтогенезі, визначити кількісну залежність основних компонентів і масової частки ефірної олії від екологічних умов в період цвітіння; Узагальнити багаторічні агрометеорологічні дані за період вегетації чебрецю, на їх основі визначити кількісні показники вимог чебрецю до умов зовнішнього середовища і дати оцінку впливу останніх на продуктивність рослин. Визначений хімічний склад ефірної олії 12 видів, що включають 15 екотипів чебрецю, причому для 8 видів вперше; вивчена динаміка накопичення ефірної олії та її основних компонентів в онтогенезі; на основі порівняльного вивчення компонентного складу ефірної олії чебрецю камфорного і евкаліпта виявлена їх подібність за хімічним складом і показана перспективність введення в культуру чебрецю камфорного як ефіроолійної рослини.Фенологічні спостереження за ростом і розвитком обєктів досліджень проводили за методикою І.Н.Бейдемана (1974) з деякими змінами і доповненнями стосовно до культури, вивчення біологічних особливостей цвітіння - за методикою А.Н.Пономарьова (1960). Проведені дослідження підтверджують біологічну потребу чебрецю камфорного в більш високих рівнях температур, необхідних для нормального розвитку і наставання фаз бутонізації і цвітіння, що необхідно враховувати при районуванні цього виду. Види з більшою кількістю залозок характеризуються більш високою масовою часткою ефірної олії. Кореляційний аналіз не виявив звязку між урожайністю та масовою часткою ефірної олії (r=0.01), що свідчить про незалежне успадкування цих ознак і можливості одержання генотипів, що поєднують високу урожайність з високим вмістом масової частки ефірної олії. Проте, виявлений прямий кореляційний звязок між продуктивністю і масовою часткою ефірної олії (r=0.55), що дозволяє вести селекційний відбір рослин за високим вмістом ефірної олії у генотипів.Виявлено два критичних періоди в потребі чебрецю до вологи, відповідальних за формування урожаю сировини: літнє відростання пагонів другої генерації (липень-серпень) і період інтенсивного росту весною (травень). При відсутності значних опадів (більше 10 мм) в ці періоди, для підвищення урожаю квіткової сировини чебрецю, необхідно проводити вегетаційні поливи нормою, що забезпечує зволоження грунту не нижче 70-80% НВ (найменшої вологоємності). Масове цвітіння ранньоквітучих видів настає при накопиченні сум активних температур повітря вище 5 °С близько 708 °С, середньоквітучих - 871 °С , пізньоквітучих - 966 °С і чебрецю камфорного - 1233 °С. Розроблена модель продуктивності чебрецю: X = V m f Vf g Vg fg Vfg e, _______________ ____ _______________ __ генетичний ефект ефект взаємодія ефект еколо-вид - випадкових гічних середовище причин факторів що дозволяє визначити механізм накопичення ефірної олії і взаємозвязок системи продуктивності та її елементів з гідротермічними факторами. Продуктивність чебрецю камфорного корелює з числом залозок, кількістю квіток, масою і діаметром центрального суцвіття, що дозволяє здійснювати направлений підбір батьківських пар для схрещування і створювати нові високопродуктивні сорти чебрецю, що мають широку пристосованість і поєднують високу ефіроолійність з максимальним вмістом цінних компонентів.
План
Основний зміст роботиЗміст досліджень, умови і методика їх проведення
Вывод
1. Розширена колекція видів роду Thymus L.: інтродуковані шість нових видів чебрецю (T. argaeus Boiss et Bal., T. longicaulis C. Presl, T. capitellatus Hoffm. et Link, T. zygis Loefl ex L. ssp. sylvestris, T. pannonicus All., T. citriodorus Pers.), створені міжвидові гібриди та поліплоїдні форми. Виявлені широкі можливості формоутворювального процесу анатомо-морфологічних і фізіолого- біохімічних ознак і властивостей. Доведена перспективність використання одержаних форм як нового вихідного матеріалу для інтродукції і селекції.
2. Виявлено два критичних періоди в потребі чебрецю до вологи, відповідальних за формування урожаю сировини: літнє відростання пагонів другої генерації (липень-серпень) і період інтенсивного росту весною (травень). При відсутності значних опадів (більше 10 мм) в ці періоди, для підвищення урожаю квіткової сировини чебрецю, необхідно проводити вегетаційні поливи нормою, що забезпечує зволоження грунту не нижче 70-80% НВ (найменшої вологоємності).
3. Поновлення вегетації в усіх досліджених видів настає при підвищенні середньодобової температури повітря до 4.5 °С. Фізіологічний мінімум температур для фази бутонізації T. vulgaris становить 10.5 °С, T. camphoratus - 11.8 °С; для початку цвітіння відповідно становить 14.9 °С і 16.8 °С. Масове цвітіння ранньоквітучих видів настає при накопиченні сум активних температур повітря вище 5 °С близько 708 °С, середньоквітучих - 871 °С , пізньоквітучих - 966 °С і чебрецю камфорного - 1233 °С. Це необхідно враховувати при складанні прогнозу цвітіння і районуванні чебрецю.
4. Визначені оптимальні значення метеоелементів, необхідних для інтенсивного цвітіння і біосинтезу ефірної олії чебрецю. Максимальна кількість розкритих квіток спостерігалася при температурі повітря 19-20 °С і відносній вологості 55-65 %. Найбільші значення масової частки ефірної олії відзначені при середній температурі повітря 17-19 °С і кількості опадів, що не перевищує 5-10 мм за міжфазовий період.
5. Розроблена модель продуктивності чебрецю: X = V m f Vf g Vg fg Vfg e, _______________ ____ _______________ __ генетичний ефект ефект взаємодія ефект еколо- вид - випадкових гічних середовище причин факторів що дозволяє визначити механізм накопичення ефірної олії і взаємозвязок системи продуктивності та її елементів з гідротермічними факторами. На продуктивність чебрецю впливають як генотип (52.9 %), так і фактори середовища (32.7 %). На відміну від продуктивності, масова частка ефірної олії в значній мірі зумовлена генотипом (79.2 %).
6. Продуктивність чебрецю камфорного корелює з числом залозок, кількістю квіток, масою і діаметром центрального суцвіття, що дозволяє здійснювати направлений підбір батьківських пар для схрещування і створювати нові високопродуктивні сорти чебрецю, що мають широку пристосованість і поєднують високу ефіроолійність з максимальним вмістом цінних компонентів.
7. Дослідження біосинтезу основних компонентів показало, що накопичення тимолу і ліналоолу в ефірній олії чебрецю в значній мірі залежить від фази розвитку і погодних умов. Максимальний синтез тимолу у тимольній групі (T. vulgaris, T. pulegioides, T. striatus) відзначався на початку цвітіння. Динаміка вмісту ліналоолу у ліналоольній групі (T. vulgaris (16275)) мала два максимуму - на початку і в кінці цвітіння. Максимальна кількість 1.8-цінеолу у цінеольній групі (T. camphoratus) відзначена у фазі масового цвітіння. Вплив умов погоди на вміст основних компонентів в ефірній олії чебрецю підтверджується їх кореляційними звязками.
8. Вивчення популяції чебрецю камфорного виявило наявність двох біотипів: двостатевого і з недорозвинутою чоловічою сферою (ЦЧС). Рослини з ЦЧС мають підвищену ефіроолійність і продуктивність, що представляє великий науковий та практичний інтерес.
9. Порівняльне вивчення компонентного складу ефірної олії чебрецю камфорного і евкаліпта показало схожість основних терпенових сполучень досліджуваних масел. На відміну від масла евкаліпта, в ефірній олії чебрецю камфорного ?-феландрен не виявлений, що дозволяє рекомендувати його для вирощування на півдні України як нової цінної лікарської і ефіроолійної рослини.
10. Результати дослідження впливу екологічних факторів на розвиток чебрецю показали доцільність культивування чебрецю з метою одержання біомаси в масштабах, що забезпечують потреби фармацевтичної промисловості в сировині. Це дозволяє ставити питання про впровадження на півдні України виділених видів рослин: ч. камфорного, ч. блошиного, ч. удаваноприземкуватого і ч. звичайного.
Рекомендації виробництву
1. Для сівби використовувати свіжозібране насіння чебрецю або з терміном зберігання не більше двох-трьох років. Сівбу насіння в польових умовах краще всього проводити в першій декаді травня з глибиною закладання 0.5 - 1.0 см або поверхневим способом. Для відбору і оцінки посівного матеріалу роду Thymus L. використати рівняння регресії W=-49.1 169.5 Py, де W - схожість, Ру - щільність.
2. При визначенні строків проведення агротехнічних заходів вирощування слід враховувати, що весняне поновлення вегетації чебрецю починається при стійкому переході середньодобової температури повітря понад 5 °С.
3. Збір лікарської сировини необхідно проводити при сухій погоді в період масового цвітіння. Збирання чебрецю звичайного, удаваноприземкуватого і блошиного слід починати при накопиченні активних температур повітря вище 5 °C близько 900 °C, чебрецю камфорного - 1250 °С.
4. При плануванні селекційно-генетичних робіт необхідно виходити з того, що добовий ритм розкриття квіток чебреців має один максимум о девятій-десятій годині ранку. Підбір батьківських пар для схрещування слід здійснювати з урахуванням успадкування основних ознак продуктивності і біологічних особливостей (рослини з недорозвинутою чоловічою сферою (ЦЧС) мають підвищену ефіроолійність і продуктивність).
Список литературы
1. Корсакова С.П. Влияние экологических факторов на биологию цветения чабреца // Бюлл. Гос. Никитск. бот. сада. - 1997. - Вып. 78. - С. 50-54.
2. Корсакова С.П. Особенности онтогенеза чабреца камфорного в условиях Южного берега Крыма // Бюлл. Гос. Никитск. бот. сада. - 1997. - Вып. 78. - С. 55-57.
3. Работягов В.Д., Хлыпенко Л.А., Корсакова С.П. Чабрец камфорный - перспективное эфиромасличное и лекарственное растение //Особенности акклиматизации многолетних интродуцентов, накапливающих биологически активные вещества. - Краснодар: КГАУ каф. общ. биол. и экол. - 1995. - С. 197-199.
4. Корсакова С.П., Работягов В.Д. Новые перспективные лекарственные растения: Информ. листок. - Симферополь: Крым ЦНТЭИ, 1998. - N 2-98. - 4 с.
5. Методические рекомендации по возделыванию и переработке чабреца камфорного / Работягов В.Д., Фурса Д.И., Корсакова С.П. - Ялта, 1997. - 15 с.
6. Корсакова С.П., Работягов В.Д., Фурса Д.И., Виноградов Б.А. Изучение компонентного состава эфирного масла некоторых видов чабреца, интродуцированных в ГНБС // Матер. ІУ Междунар. конференции “Проблемы дендрологии, цветоводства, плодоводства, виноградарства и виноделия". - Том 1. - Ялта, 1996. - С. 90-93.
7. Корсакова С.П., Работягов В.Д., Фурса Д.И., Хлыпенко Л.А. Изучение биологии прорастания семян рода Чабрец при интродукции на Южном берегу Крыма // Матер. ІУ Междунар. конференции "Проблемы дендрологии, цветоводства, плодоводства, виноградарства и виноделия". - Том 1. - Ялта, 1996. - С. 94-96.
8. Корсакова С.П. О влиянии погодных условий на накопление эфирного масла у чабреца в период активной вегетации // Матер. Y Междунар. конференции "Проблемы дендрологии, цветоводства, плодоводства". - Часть ІІ, Цветоводство. - Ялта, 1997. - С. 44-48.
9. Корсакова С.П., Работягов В.Д., Фурса Д.И. Интродукция новых видов рода Thymus L. // Матер. 6 Междунар. науч.-практич. конф. "Нетрадиционное растениеводство, экология и здоровье”. - Симферополь. - 1997, Гл. 6-8. - С. 558.
10. Корсакова С.П. Чабрец камфорный - перспективное лекарственное растение // Грязелечебница "Мойнаки"/ Тез. докл. научно-практич. конф. к 110-летию грязелечебницы "Мойнаки". -Евпатория. - сентябрь 1997. - С. 75-76.
11. Корсакова С.П., Аксенов Ю.В., Работягов В.Д. Интродукция родов Thymus L. и Nepeta L. в условиях ЮБК // Матер. межд.симп. “Методологические основы формирования, ведения и использования коллекций генетических ресурсов растений". - Харьков. -1996. - С. 175.
12. Работягов В.Д., Митрофанова О.В., Иванова Н.Н., Корсакова С.П. Получение межвидовых гибридов чабреца и их ускоренное размножение в условиях in vitro // Матер. междунар. науч.-практич. конф. "Переработка лекарственного сырья и производство фитопрепаратов для медицины и сельского хозяйства". - Алматы: НИЦ БАСТАУ. -1996. - С. 76.
Анатація
Корсакова С.П. Еколого-біологічні особливості і ефіроолійність видів роду Thymus L. на Південному березі Криму. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.05 - ботаніка. - Державний Нікітський ботанічний сад УААН, Ялта, 1998.
Дисертація присвячена вивченню еколого-біологічних особливостей 12 видів роду Thymus L. в умовах Південного берега Криму. Вивчена біохімія і динаміка накопичення ефірної олії чебрецю в онтогенезі. Розроблена модель продуктивності чебрецю. Вивчені вимоги чебрецю до основних факторів зовнішнього середовища. Визначені і математично обгрунтовані кількісні показники оптимальних та критичних умов формування урожаю квіткової сировини і біосинтезу ефірної олії. Виділено чотири види чебрецю, перспективних для впроваджень у виробництво: T. camphoratus Hoffm. et Link., T. pulegioides L., T. striatus Vahl.,T. vulgaris L. Розроблені засоби первинної агротехніки вирощування чебрецю.
Корсакова С.П. Эколого-биологические особенности и эфирномасличность видов рода Thymus L. на Южном берегу Крыма. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.05 - ботаника. - Государственный Никитский ботанический сад УААН, Ялта, 1998.
Диссертация посвящена изучению эколого-биологических особенностей 12 видов рода Thymus L. в условиях Южного берега Крыма. Изучена биохимия и динамика накопления эфирного масла чабреца в онтогенезе. Разработана модель продуктивности чабреца. Изучены требования чабреца к основным факторам внешней среды. Определены и математически обоснованы количественные показатели оптимальных и критических условий формирования урожая цветочного сырья и биосинтеза эфирного масла. Выделено четыре вида чабреца, перспективных для внедрения в производство: T.camphoratus Hoffm. et Link., T.pulegioides L., T.striatus Vahl., T.vulgaris L. Разработаны приемы первичной агротехники выращивания чабреца.
Korsakova S.P. Ecology-biological peculiarities and essential oil of species of the genus Thymus L. on the Southern coast of the Crimea. - Manuscript.
Dissertation for the degree of candidate of biological sciences on the speciality 03.00.05 - botany. - The State Nikitsky Botanical Garden, Yalta, 1998.
The dissertation is devoted to the study of the ecology-biological peculiarities 12 species of the genus Thymus L. in conditions of the Southern coast of the Crimea. Biochemistry and dynamic of accumulation essential oil Thymus L. in ontogenesis is investigated. A model of productivity Thymus has been worked out. The requirements Thymus to major factors of external environment are investigated. Quantitative parameters of optimum and critical conditions in formation of a crop of flower raw and biosynthesis of essential oil have been determined and mathematically reasoned. Four perspective species Thymus for introduction in manufacture are singled out: T.camphoratus Hoffm. et Link., T.pulegioides L., T.striatus Vahl., T.vulgaris L. The technology of primary agricultural metods of growing Thymus has been elaborated.