Введение к работе
Актуальность темы. Решение вопросов рационального неистощительного пользования лесными богатствами является актуальным на всех этапах развития лесного хозяйства России. Ресурсы древесины и ее использование исследованы в наибольшей степени. В то же время, древесная составляющая — основная, но далеко не единственная продукция леса. Получение биологически активных веществ из древесных растений (живицы, скипидаров, канифолей, эфирных масел, водомасляных продуктов) - одно из важнейших направлений в лесоводстве, связанное с неистощительным лесопользованием. В Лесном кодексе Российской Федерации имеется статья (32), предусматривающая широкое использование недревесных лесных ресурсов. К нему, в частности, относится переработка древесной зелени и коры, оставляемых в настоящее время на лесосеках. Рациональное использование отходов лесозаготовок не только улучшает санитарное состояние лесов, снижает их пожарную опасность, но и пополняет рынок новыми продуктами леса, создает новые рабочие места и улучшает экологию территорий.
Лиственница Гмелина (даурская) {Larix gmelinii (Rupr.) Rupr. {Larix dahurica Turcz. ex Trautv.) - основной вид лиственницы, произрастающей в дальневосточном регионе - оказалась наименее изученной с точки зрения продуктивности по биологически активным веществам (БАВ) и использования отходов лиственничной древесной зелени. Лиственничные леса - самая распространенная лесная формация, занимающая 59,2 % площади всех лесов российского Дальнего Востока. Общий запас древесины этих лесов (61,2 %) также суммарно преобладает над всеми другими лесами -хвойными, твердо- и мягколиственными (Лесной комплекс ..., 2005).
Цель и основные задачи исследований. Целью работы являлось определение продуктивности лиственницы Гмелина по биологически активным веществам (эфирным маслам, водомасляным смесям) и оценка их практического использования.
Для достижения цели были поставлены следующие основные задачи:
Изучить особенности смолоносной системы лиственницы Гмелина.
Определить выход эфирных масел с учетом вегетационного периода развития растений и мест их произрастания; определить физические характеристики эфирных масел.
3 Изучить химический состав эфирного масла лиственницы Гмелина,
провести сравнительный анализ по химическому составу масел разных видов
лиственниц и выявить его роль в систематике, исследовать годичную
динамику содержания компонентов эфирных масел.
4 Изучить состав и свойства лиственничной флорентинной воды и
сферы ее использования.
5 Разработать предложения по применению и нормативно-техническую
документацию на эфирное масло лиственницы.
Научная новизна. Впервые рассчитаны сырьевые запасы по Хабаровскому краю: древесной зелени, эфирного масла лиственницы Гмелина. Изучены содержание, физические характеристики и химический состав эфирного масла из коры и хвои растущих деревьев лиственницы Гмелина, произрастающей в естественных условиях на Дальнем Востоке. Изучен выход и химический состав эфирного масла, полученного при переработке древесной зелени из отходов лесозаготовок. Впервые изучено влияние лиственничного эфирного масла на качество функции равновесия человека компьютерными методами в системе «ИМЕДИС». Выявлена закономерность изменчивости содержания и состава эфирных масел из отдельных органов растений лиственницы. Определено, что вид лиственница Гмелина имеет одинаковый качественный, но разный количественный состав эфирного масла в сравнении с другими видами лиственниц. Установлено, что соотношение основных доминирующих компонентов эфирного масла (а-пинена и д -карена) не зависит от мест произрастания растений и является хемотаксаномической характеристикой вида. Впервые изучены состав и свойства лиственничной флорентинной воды и выявлены возможности ее использования в качестве стимулятора роста растений.
Практическая ценность. Расчеты ресурсов и анализ лиственничных насаждений по Хабаровскому краю позволили рекомендовать Министерству сельского хозяйства Российской Федерации и лесозаготовительным предприятиям возможные объемы заготовок древесной зелени и производства эфирных масел на ближайшие 10 лет, которые были использованы при составлении нового Лесного плана Хабаровского края.
Полученные в результате исследований данные о выходе и химическом составе эфирного масла позволяют использовать лиственничные отходы лесозаготовок для получения ценных биологически активных веществ (эфирных масел и флорентинной воды).
. 4
При исследовании химического состава лиственничного эфирного масла обнаружены а-р- пинены, камфен, Д3-карен, терпинеол, борнилацетат и другие соединения, которые могут быть использованы в различных отраслях хозяйственной деятельности человека. Кроме того эти данные могут быть положены как в основу создания лесных культур, так и озеленения городов и санаторно-курортных местностей.
Разработаны технические условия «Масло эфирное натуральное лиственничное», дающие возможность организовать его промышленное производство. Разработан «Стимулятор роста древесно-кустарниковых растений», позволяющий использовать лиственничную воду для увеличения всхожести семян и ускорения роста сеянцев хвойных пород.
Апробация работы. Результаты работы были доложены на следующих научных конференциях: IV международной конференции Фальцфейновские чтения (Украина, г. Херсон, 2005); VI международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Москва, 2005); международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию со дня образования Сихотэ-Алинского государственного заповедника (п. Терней, Приморский край, 2005); межрегиональной научно-практической конференции «Ресурсы и экологические проблемы Дальнего Востока» (Хабаровск, 2006); международной конференции «Современное состояние лесной растительности и ее рациональное использование» (Дендрарию Дальневосточного НИИ лесного хозяйства - ПО лет) (Хабаровск, 2006); IV Казьминских чтениях «Научные основы повышения эффективности сельскохозяйственного производства на Дальнем Востоке России» (Хабаровск, 2006); I международном съезде фитотерапевтов «Современные проблемы фитотерапии» (Москва, 2006); I международном экологическом форуме «Природа без границ» (Владивосток, 2006); 3 международной конференции «Лесные биологически активные ресурсы (березовый сок, живица, эфирные масла, пищевые, технические и лекарственные растения» (Хабаровск, 2007); VII международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Москва, 2007); научно-практической конференции, посвященной 80-летию первого детского санатория в регионе - МУЗ «Детский санаторий «Амурский» «Проблемы развития медицинской реабилитации на Дальнем Востоке» (Хабаровск, 2007).
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 15 печатных работах, в том числе 1 в рецензируемом журнале. Получен в соавторстве патент РФ на изобретение № 2282358, 2006 г.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка литературы, включающего 294 наименования, в том числе 20 на иностранных языках, 4 приложений. Работа изложена на 133 страницах, включает 26 таблиц, 16 рисунков.
В главе представлен обзор публикаций по систематике, истории и географии лиственницы; продуктивности и рациональному использованию древесной зелени хвойных растений; химическому составу биологически активных веществ.
К наиболее важным исследованиям по изучению лиственниц относятся работы следующих авторов: Б.П. Колесникова (1946, 1947), Н.В. Дылиса (1961, 1981), Е.Г. Боброва (1972, 1978), занимавшихся ботанико-систематическими исследованиями; Л. К. Позднякова (1975), описавшего ареал даурской лиственницы, ее экологию, морфологию и таксационные признаки; Г.В. Гукова (1969, 1976), исследовавшего лиственничные леса Приморья и Сихотэ-Алиня и разработавшего рекомендации по ведению в них хозяйства; В.М. Урусова (2007), занимавшегося происхождением, изменчивостью и биологией лиственницы; Н.В. Выводцева (1999, 2000), оценившего древесную продуктивность лиственничных лесов Дальнего Востока и разработавшего методы ее прогнозирования; Т.А. Москалюк (1984, 2004), определившей запасы и годичную продукцию растительной массы в разных типах лиственничников, выявившей причины ветровальности и признаки ветроустойчивости северных лиственничников в связи с рубками и пожарами.
Р.Д. Колесникова, Ю.Г. Тагильцев (1999) проводили изучение эфирных масел хвойных растений Дальнего Востока. Наиболее изученными среди хвойных в эфирномасличном направлении являются - пихта белокорая {Abies nephrolepis (Trautv.) Maxim.) (Цюпко, 2002) и ель аянская {Picea ajanensis (Lindl. et Gord.) Fisch. ex Carr.) (Орлов, 2003).
На основании литературного обзора выявлена недостаточная изученность продуктивности лиственницы Гмелина по биологически активным веществам, что и определило направление наших исследований.
ИССЛЕДОВАНИЙ
