Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор литературы 11
1.1 Ботаническая характеристика и биологические особенности чабера садового 12
1.2 Фитохимический состав сырья чабера садового 14
1.3 Применение чабера садового в научной медицине и пищевой промышленности 22
1.4 Роль регуляторов роста Циркон и Феровит в повышении продуктивности лекарственных и пряноароматических растений 29
1.5 Агротехника чабера садового в открытом грунте 34
1.6 Чабер садовый как проточная культура на салатной линии 37
Заключение к главе 1 39
Глава 2 Материал и методы исследований 41
2.1 Условия проведения исследований 41
2.2 Объект и материалы, методика и условия проведения лабораторных и полевых опытов 44
2.3 Методики определения содержания БАВ в сырье чабера садового 51
Глава 3 Продуктивность и накопление БАВ в сырье чабера садового в агрофитоценозе 53
3.1 Продуктивность и накопление эфирного масла в сырье отечественных и зарубежных сортов чабера садового в агрофитоценозе 53
3.2 Особенности компонентного состава эфирного масла чабера садового в зависимости от сорта 61
3.3 Изменение биохимических показателей сырья чабера садового в онтогенезе 68
3.3.1 Содержание эфирного масла в зависимости от фазы развития растений 68
3.3.2 Содержание аскорбиновой кислоты и фенольных соединений в сырье чабера садового 73
Заключение к главе 3 76
Глава 4 Влияние регулятора роста циркон и микроудобрения феровит на содержание эфирного масла и его компонентный состав чабера садового 78
Заключение к главе 4 86
Глава 5 Агробиологические особенности выращивания чабера садового в гидропонной культуре 88
5.1 Биометрические показатели чабера садового в проточной культуре 89
5.2 Сравнительная морфологическая и анатомическая оценка растений различных сортов чабера садового из открытого и защищенного грунта 93
5.3 Сравнительная биохимическая оценка растений различных сортов чабера садового из открытого и защищенного грунта 97
Заключение к главе 5 103
Глава 6 Комплексная оценка сортов чабера садового по хозяйственно ценным признакам в условиях Московской области 105
Заключение к главе 6 108
Глава 7 Экономическая оценка эффективности возделывания чабера садового в условиях московской рекомендации по использованию результатов исследований 114
Список сокращений и условных обозначений 115
- Применение чабера садового в научной медицине и пищевой промышленности
- Особенности компонентного состава эфирного масла чабера садового в зависимости от сорта
- Влияние регулятора роста циркон и микроудобрения феровит на содержание эфирного масла и его компонентный состав чабера садового
- Сравнительная морфологическая и анатомическая оценка растений различных сортов чабера садового из открытого и защищенного грунта
Введение к работе
Актуальность. Курс на ускоренное развитие пищевой промышленности, существенное улучшение качества и повышение пищевой ценности продуктов питания, а также задача создания новых видов продуктов обусловливают высокую потребность в широком ассортименте пряно-ароматического сырья. Пряно-ароматические растения находят также широкое применение в медицинской, парфюмерно-косметической промышленности и других отраслях народного хозяйства.
С этой точки зрения несомненный интерес представляют растения чабера садового (Satureja hortensis ) семейства Яснотковые (Lamiaceae). Сырьё чабера садового является перспективным для создания продуктов функционального питания и лекарственных средств.
Учитывая относительно высокое содержание эфирного масла, а также флавоноидов и розмариновой кислоты (Gуra et al., 1996; Sahin et al., 2003; Razzaghi-Abyaneh et al., 2008), потребность в сырье постоянно увеличивается.
Кроме того, в настоящее время набирают популярность у населения нашей страны свежесрезанные пряные овощные культуры, и разработка технологии их получения требует особого внимания. Высокая технологичность, адаптивность к суровым условиям окружающей среды, высокая урожайность и короткий вегетационный период делают чабер садовый ценной пряно-вкусовой культурой в сельском хозяйстве (Hadian et al., 2008), в том числе и в овощеводстве.
Степень разработанности темы. Многочисленные исследования
зарубежных авторов были посвящены изучению эфирного масла чабера садового.
Имеющиеся в литературе данные показывают, что качественный состав и
количественное содержание его компонентов могут изменяться как внутри вида, в
зависимости от места произрастания, освещенности, агротехники, времени сбора,
так и между различными сортами (Леонидова, 2000; Abdel-Razek, 2007; Hadian et
al., 2008; Hasan et al., 2011; Novak et al., 2006; Najafi et al., 2010). Основными
соединениями в эфирном масле являются карвакрол, -терпинен и р-цимол
(Gulluce et al, 2006, Mihajilov-Krstev et al., 2010; Mihajilov-Krstev et al., 2009; Ben Arfa et al., 2006).
Изучению ритма сезонного развития и динамики формирования урожая чабера садового посвящены исследования в условиях Ставропольского края (Танская, Попова, 2006), Саратовской области (Земскова, 2008; Суминова, 2013), в Тюменской области (Леонидова, 2003), в Лениградской области (Найда, 2016), в условиях Кузбасса (Попов и др., 2013). Однако такие исследования в условиях Московской области в условиях открытого и защищенного грунта проведены в ограниченном объеме без анализа биохимического состава.
Цель работы: провести агробиологическую оценку сортов чабера садового и отобрать наиболее перспективные из них для выращивания в условиях Московской области, а также разработать технологические приёмы, позволяющие повысить эффективность выращивания культуры в качестве источника овощного, лекарственного и эфирномасличного сырья.
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:
-
Провести сравнительную технологическую и биохимическую оценку различных сортообразцов чабера садового в условиях открытого грунта Московской области.
-
Определить эффективность действия регулятора роста Циркон и микроудобрения Феровит на растения чабера садового в агрофитоценозе Московской области.
-
Обосновать возможность выращивания чабера садового в качестве пряно-вкусового растения в проточной культуре в весенний период в 3-ей световой зоне.
-
Выявить фенотипические признаки, указывающие на повышенное содержание определённых групп БАВ.
-
Дать экономическую оценку сортам чабера садового при выращивании в открытом грунте в условиях Московской области.
Научная новизна. Впервые в условиях Московской области изучено накопление ряда биологически активных веществ в сырье чабера садового, таких как эфирные масла, сумма полифенолов, включая флавоноиды, аскорбиновая кислота и др., являющиеся важной составляющей фармакологической активности сырья. Проведена сравнительная оценка компонентного состава эфирного масла у сортов различного происхождения. Выявлены взаимосвязи между накоплением отдельных компонентов (карвакрола и -терпинена). Получены оригинальные результаты по влиянию фиторегулятора Циркон и микроудобрения Феровит на содержание эфирного масла в сырье и его химический состав. Показана эффективность выращивания чабера садового с повышенным содержанием фитонутриентов в проточной культуре в 3-ей световой зоне без дополнительной модификации питательного раствора и других затрат.
Теоретическая и практическая значимость работы. Проведены исследования по изучению качественного и количественного состава биологически активных веществ, полученных из сырья чабера садового в условиях Московской области. Полученные результаты позволили теоретически обосновать и экспериментально подтвердить возможность практического использования изученных сортов чабера садового в овощеводстве и фармацевтической промышленности. Данные об эфирномасличности сырья исследуемых сортов могут быть использованы для нужд пищевой, медицинской, парфюмерно-косметической отраслей.
Методология и методы диссертационного исследования.
Методологической основой исследования является поиск и анализ литературных
данных по выбору объектов исследования; изученность их химического состава;
постановка целей и задач по экспериментальному обоснованию их практического
использования, изучение химического состава, обобщение материалов в виде
выводов, определяющих теоретическое и практическое значение
диссертационной работы.
При выполнении исследований применяли физико-химические (УФ-спектроскопия, ИК-спектроскопия, ВЭЖХ, газожидкостная хромато-масс-спектрометрия), химические, макро- и микроскопические, а также статистические методы анализа, которые подробно изложены в разделе «Материалы и методы» соответствующей главы диссертации.
Основные положения диссертационной работы, вынесенные на защиту:
Особенности формирования урожая различных сортов чабера садового в агроценозе Московской области.
Накопление эфирного масла в сырье чабера садового в онтогенезе в зависимости от сорта в открытом грунте Московской области.
Действие регулятора роста Циркон и микроудобрения Феровит на накопление БАВ в сырье чабера садового в открытом грунте Московской области.
Возможность выращивания чабера садового в качестве пряно-вкусового овощного растения в проточной культуре в весенний период в 3-ей световой зоне.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа включает введение, обзор литературы (глава 1), материалы и методы исследований (глава 2), экспериментальные исследования (главы 3-6), экономическая оценка (глава 7), заключение, рекомендации по использованию результатов исследований, список сокращений и условных обозначений, список литературы. Диссертация размещена на 145 страницах печатного текста, где имеется 28 таблиц, 24 рисунка. Список литературы содержит 285 источников, 198 из них иностранных авторов.
По результатам диссертационной работы опубликованы 11 работ, в том числе 2 статьи в журналах перечня ВАК Министерства образования и науки РФ.
Применение чабера садового в научной медицине и пищевой промышленности
Виды рода Satureja L. являются лекарственными, эфиромасличными и медоносными растениями (Дикорастущие …, 2001; Атлас лек., 2006; Большая энц., 2015; Лекарственные растения…, 2014; Satil, Kaya, 2007; Kaya et al., 2009). Чабер садовый S. hortensis L. используется в традиционной медицине, пищевой, косметической и фармацевтической промышленности (Попов и др., 2013; Найда, 2016; Hadian et al. 2010; Nurtazina, 2016 и др.).
Некоторые исследования предполагают, что эфирное масло чабера садового имеет антиноцицептивную (Hajhashemi et al., 2002; Amanlou et al., 2005) противовоспалительную ((Hajhashemi et al., 2002; Amanlou et al., 2005), противогрибковую (Boyraz, Ozcan, 2006; Gulluce et al., 2006), спазмолитическую и антидиарейную (Hajhashemi et al., 2000), противосудорожную (Zolfagharian et al., 2016), антиоксидантную и антипролиферантную (Cetojevic-Simin et al., 2002; Radonic, Milos, 2003; Samsonowicz, Regulska, 2016), противомикробную активность (Mosaffa et al., 2006; Gulluce et al, 2006; Sahin et al., 2003; Saharkhiz et al., 2011; Mihajilov-Krstev et al., 2010; Mihajilov-Krstev et al., 2009; zkalp, ve zcan, 2009; Adiguzel et al., 2007; Skocibusic, Bezic, 2004; Boyraz, Ozcan, 2005; Rezvanpanah et al., 2011). Недавние исследования также показали, что эфирное масло ингибирует рост микрофлоры пародонта (Hajhashemi et al., 2002; Gursoy et al., 2009). На сегодняшний день многочисленными учеными показана и обсуждена активность карвакрола как противомикробнго, противогрибкового, противоопухолевого, болеутоляющего, спазмолитического, противовоспалительного средства (Hajhashemi et al., 2002; Mihajilov-Krstev et al., 2010; Razzaghi-Abyaneh et al., 2008; Dikbas et al., 2008).
Антимикробная активность. 191 исследование, касающееся антимикробной активности 37 различных видов растений рода Satureja, описано в научной литературе (табл. 5). По литературным данным, S. hortensis L. и S. montana L. являются наиболее распространенными видами антимикробным эффектом. В большинстве исследований грамотрицательные и грамположительные бактерии тестировали вместе с грибами. В ряде исследований отмечена только противогрибковая активность.
Летучие соединения многих видов Satureja в основном характеризуются кислородсодержащими монотерпенами (главным образом тимол и карвакрол). Присутствие и количество карвакрола является основным показателем антимикробной активности.
Многочисленные исследователи утверждают, что эфирное масло чабера садового, как естественный антибактериальный агент, потенциально может быть использован при упаковке пищевых продуктов.
Исследована биологическая активность 40 % этанольного экстракта S. hortensis, выращенного в условиях Полесья Украины, относительно золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus), кишечной палочки (Escherichia coli), синегнойной палочки (Pseudomonas aeruginosa) и кандиды белеющей (Candida albicans), которые являются патогенными по отношению к другим организмам. Показано, что экстракт S. hortensis характеризовался антимикробной активностью, поскольку экстрагированные вещества в 32 раза повышали показатели минимальной бактериостатической и в 16 - минимальной бактерицидной концентрации относительно S. aureus. Менее выраженный эффект был отмечен относительно С. albicans. По отношению к Е. coli компоненты экстракта чабера садового усиливали в два раза бактериостатический и бактерицидный эффект 40 % этанола, относительно P. aeruginosa антимикробное воздействие не установлено (Котюк, 2014).
Противомикробная активность экстрактов чабера садового против 147 лабораторных штаммов (55 видов бактерий, 31 изолят, 1 дрожжи) была протестирована на 4 вида грибов. Результаты показали, что гексановый экстракт не имел противогрибковую активность, но проявлял антибактериальную активность в отношении четырех штаммов трех видов Bacillus, тогда как метаноловый экстракт имел антикандидальное и антибактериальное действие. Он ингибировал рост 23 штаммов 11 видов бактерий и 6 штаммов С. albicans, в концентрации 300 мкг/мл (ahin et al, 2003).
Эфирное масло чабера садового, где основными соединениями были карвакрол (67%), у-терпинен (15,3%) и /?-цимен (6,73%), показало активность против Klebsiella, Escherichia, Proteus, Staphylococcus, Streptococcus, Pseudomonas, Enterococcus, Enterobacter, Citrobacter и Acinetobacter (Mihajilov-Krstev et al., 2009).
Была исследована регенерирующая способность мази на основе эфирного масла листьев S. hortensis L. на термически вызванный ожог в условиях опыта. Проведенные исследования показали, что мазь ускоряет регенерацию раны, что проявляется уменьшением раневой поверхности на 3, 7, 10, 14-е сутки исследования, по сравнению с контрольной группой на 19, 9.9, 23, 24 % соответственно. Выявлено, что исследуемая мазь влияет на некоторой патогенной бактерии {Proteus mirabilis, Klebsiella, Esherichia coli), в связи с этим уменьшается pH раны на 14-й день опыта, что способствует активному ранозаживлению. Полученные данные позволяют сделать заключение о возможном применении мази на основе эфирного масла чабера садового в комплексной терапии ожоговой раны (Balasanyan et al, 2012). Обнаружено фунгистатическое влияние эфирного масла чабера садового на Fusarium oxysporum в концентрациях 70 и 100 мг/мл, а фунгицидное – в концентрации 200 мг / мл. Основные компоненты эфирного масла в условиях Житомира (Украина): 89,07 % карвакрола, 3,53 % -терпинена, 1,7 % -туйона, 1,48 % камфоры (Котюк, Иващенко, 2013).
Эфирное масло чабера садового от 400 ppm и более демонстрирует ингибирующее воздействие на рост грибков и спор Alternaria citri (Yazdanpanah, Mohamadi, 2014).
Эфирное масло представляет интерес как антимикробное средство в ароматерапии и как консервант в пищевой промышленности, подавляющее развитие плесеней – продуцентов афлатоксинов (Razzaghi-Abyaneh et al., 2008).
Антиоксидантная активность. Из обзора литературы видно, что 23 различных видов чабера с антиоксидантным эффектом были зарегистрированы в период между 1945 и 2014 годами. Согласно этим сообщениям, эфирные масла S. hortensis, S. khuzestanica Jamzad и S. montana обладают большой антиоксидантной активностью благодаря кислородосодержащим монотерпенам (особенно, карвакрол и тимол). Эти виды являются надежными источниками сырья в пищевой промышленности и этнофармакологии.
Цитотоксическая активность. Регулярный прием малых доз (около 0,3 мкг/сут.) эфирного масла чабера с едой или питьевой водой на 30 % увеличивал продолжительность жизни мышей высокораковой линии АКР и снижал частоту заболевания лейкозом (Алинкина и др., 2013; Бурлакова и др., 2011). Прием эфирного масла чабера сопровождался увеличением синтеза полиненасыщенных жирных кислот печенью мышей и снижением продуктов перекисного окисления липидов (Мишарина и др., 2011).
Инсектицидная активность / репеллентная активность / фумигантная токсичность. В большинстве исследований эфирные масла использовали в качестве целевых агентов. Во многих сообщениях показана эффективность эфирных масел по сравнению с экстрактами. Токсичность эфирного масла S. hortensis оценивали против хлопковой белокрылки Bemisia tabaci (Genn.) (Homoptera: Aleyrodidae) и жука семян вигны Callosobruchus maulatus (F.) (Aslan et al., 2004; Ebadollahi et al., 2012; Heydarzade, Moravvej, 2012; Zandi-Sohani, 2011).
S. hortensis обладает отпугивающим эффектом против Aphis fabae (L.), но не против Brevicoryne brassicae (L.) (Nottingham, Hardie, 1993). Согласно другому исследованию, проведенному той же группой исследователей, эфирное масло чабера садового эффективно отпугивало Brevicoryne brassicae (L.) и Aphis fabae (L.) (Nottingham et al., 1991).
Даже 10 % концентрация эфирного масла S. hortensis обладает реппелентным эффектом против Arthropods (Kayedi et al., 2014).
Антиноцицептивная / обезболивающая активность. Водноспиртовой экстракт S. hortensis значительно снижает болевую реакцию в ранних и поздних этапах испытаний формалина, в то время как полифенольный экстракт и эфирное масло были эффективны только в позднем этапе (Hajhashemi и др., 2002). Водноспиртовой экстракт (500-2000 мг/кг), полифенольная фракция (250-1000 мг/кг) и эфирное масло (50-200 мг/кг) показали анальгетическую активность (Hajhashemi et al., 2012).
Антипротозойная активность. Согласно данным обзора литературы, антипротозойная активность отмечена у S. hortensis (Manjili et al., 2012).
Генотоксическая активность. Существует ограниченное количество исследований по этой теме. Выявлен генотоксический эффект эфирного масла S. hortensis (Zani et al., 1991).
Противовоспалительная активность. Отмечен противовоспалительный эффект у S. hortensis (Hajhashemi et al., 2002, 2012).
Особенности компонентного состава эфирного масла чабера садового в зависимости от сорта
Изучение компонентного состава эфирного масла в сырье является важной составляющей исследований эфироносов (Ткаченко К.Г., 2013).
При изучении биохимического состава сырья как на момент уборки, так и в динамике, отмечено существенная вариабельность показателей как между сортами, так и в зависимости от фазы развития растений и условий года.
В результате исследований компонентного состава эфирного масла выявлено присутствие 31 компонента (табл. 15). Независимо от сорта, более чем на 90 % эфирное масло состоит из монотерпенов, причём сумма карвакрола и -терпинена на зависимо от сорта превышала 80 % и находилась в диапазоне 83,38 87,44 %. В пределах 4,5-5,5 % в эфирном масле присутствует p-цимол. Этот факт говорит, с одной стороны, о близкой взаимосвязи этих компонентов в процессе биосинтеза и отсутствии метаболических вилок, с другой стороны.
На представленном ниже рисунке показана схема образования основных компонентов эфирного масла чабера садового. Как видно на схеме, erpinen является предшественником р-цимола. Этот компонент обладает антимикробным и противовоспалительным действием и его присутствие в больших количествах может усиливать антимикробные свойства эфирного масла. Цимол (4-изопропил-1-метилбензол, 4-изопропилтолуол) является в какой-то мере промежуточным продуктом и при дальнейшем присоединении –ОН группы в зависимости от положения образует либо тимол, либо карвакрол (рис. 5).
В случае с монардой эта метаболическая вилка очень хорошо просматривается, и соотношение этих компонентов варьирует в широких пределах, но сумма остаётся практически постоянной (Маланкина, 2007). В случае чабера на примере 9 образцов показано отсутствие метаболической вилки, и путь биосинтеза осуществляется от р-цимола к карвакролу. Присутствия тимола в образцах не обнаружено.
Как видно из схемы, р-цимен является промежуточным продуктом между -терпиненом и карвакролом и не накапливается в значительных количествах.
На рисунках 6 и 7 представлены хроматограммы высокорослого сорта Ароматный классик и низкорослого Picanta. Как видно на рисунках, в обоих вариантах наиболее явно выражены 2 пика, но они находятся в противофазе – чем больше пик карвакрола, тем ниже пик erpinen и, наоборот.
Содержание -терпинена и карвакрола находится в обратной зависимости.
При расчёте корреляций нами был получен коэффициент корреляции близкий к 1 (R = - 0,992), что говорит о тесной отрицательной корреляции между содержанием этих двух компонентов.
В результате исследований компонентного состава эфирного масла выявлено, что основными компонентами эфирного масла чабера садового независимо от сорта являются -терпинен и карвакрол, суммарное содержание которых составляло 83,38-87,44% (рис. 8). Содержание этих компонентов находится в обратно пропорциональной зависимости (коэффициент корреляции R= - 0,992).
В отличие от монарды, у чабера отсутствует метаболическая вилка тимол-карвакрол и из их предшественника от р-цимола образуется только карвакрол.
Влияние регулятора роста циркон и микроудобрения феровит на содержание эфирного масла и его компонентный состав чабера садового
Современные препараты и микроудобрения позволяют не только увеличить урожайность сельскохозяйственных растений, но и повысить их устойчивость к вредителям и болезням. К таким препаратам можно отнести средства, содержащие гидроксикоричные кислоты, в частности препарат Циркон.
В литературе встречаются упоминания о его способности повышать устойчивость растений как на овощных, так и на лекарственных культурах (Пушкина, Бушковская, 2015). Кроме того, препарат циркон, осуществляющий антиоксидантную функцию, защищающий ИУК через механизм ингибирования фермента ауксиноксидазы, играющего ключевую роль в процессах роста и развития растений, влияет на накопление вторичных метаболитов и фенольный обмен в частности (Пушкина и др., 2007, 2008).
Препарат Феровит, содержащий хелатные формы железа, на эфирномасличных культурах не приводил к значительному повышению содержания эфирного масла (Пушкина, Бушковская, 2015). Однако учитывая, что железо участвует в окислительно-восстановительных реакциях, можно предположить, что оно будет влиять на содержание и компонентный состав эфирного масла.
Можно предположить, что упомянутые выше препараты будут влиять как на содержание эфирного масла в сырье чабера садового, так и на его компонентный состав.
В качестве основных показателей особенностей сортов были выбраны высота растений и скороспелость. Как и следовало предположить, низкорослые сорта более скороспелы. У сорта Гном цветение наступало на 12–16 суток раньше, чем у остальных сортов, а у сорта Пикник цветение наступало на 5–7 суток позже, чем у остальных сортов. При анализе урожайности сортов существенных различий между вариантами выявлено не было (Fф F таб.). Она практически соответствовала таковой в контроле и находилась в пределах ошибки опыта.
На рисунках 14 и 15 представлено содержание эфирного масла в сырье чабера садового в зависимости от препарата, использованного для обработки растений, и фазы развития растения. В результате исследований растений пяти сортов чабера, отличающихся по морфологическим признакам и ритмам сезонного развития, выявлено, что препараты Циркон и Феровит вызывали неоднозначную реакцию растений.
После обработки препаратом Циркон в большинстве случаев содержание эфирного масла по сравнению с контролем снижалось к концу цветения (особенно заметно у низкорослого сорта Гном – 0,54 % и 0,30 % соответственно, сорта Перечный Аромат 0,46 и 0,29 % соответственно и сорта Ароматный - 0,42 и 0,27 % соответственно). Причём это снижение происходило по мере роста и развития растений. При определении содержания эфирного масла в фазе бутонизации – цветения различия или были не столь заметны или содержание эфирного масла было даже несколько выше, чем в контроле (сорт Перечный Аромат 0,18 и 0,19% соответственно и сорта Ароматный - 0,22 и 0,23 % соответственно).
После обработки Феровитом содержание эфирного масла повышалось на незначительную величину (Пикник – 0,44 и 0,48%, Бриз – 0,45 и 0,48 %, Перечный Аромат – 0,29 и 0,31 %, Гном - 0,54 и 0,58%) или снижалось (сорт Ароматный 0,42 и 0,24 % соответственно).
НСР 05=0,03 Рисунок 15 - Содержание эфирного масла в сырье чабера садового в фазе цветения в зависимости от сорта и препарата (2017 г.)
Вместе с тем, в 2017 году под действием препарата Феровит у трёх из четырёх сортов содержание эфирного масла снижалось, что подтверждает результаты прошлого года о низкой эффективности применения Феровита на ранних фазах развития с целью повышения содержания действующих веществ. Это позволяет предположить, что эффективность применения препарата сортоспецифична. Но вместе с тем на примере сорта Бриз видно, что определённое влияние вероятно могут оказывать и погодные условия (в 2016 году содержание масла увеличилось, а в 2017 понизилось).
На примере одного сорта Ароматный был проанализирован компонентный состав эфирного масла (табл. 18).
Суммарное содержание -терпинена и карвакрола во всех образцах практически одинаковое 85,18-85,59 %. Однако содержание этих компонентов в масле отличалось в варианте с обработкой Феровитом: в контроле 39,51 % против 45,26 % в варианте с Феровитом. Вариант Циркона занимал промежуточное положение (42,08 %). Противоположные изменения наблюдались по содержанию карвакрола - 45,9 и 39,92% соответственно.
Обработка растворами препаратов Феровит и Циркон не оказывала существенного влияния на содержание в эфирном масле промежуточного продукта – цимола. Значения этого показателя находились в пределах 4,2– 4,66 %. Таким образом, указанные регуляторы роста не оказывали существенного влияния ни на состав компонентов эфирного масла, ни на их соотношение.
erpinen является предшественником р-цимола (= р-цимен). Этот компонент обладает антимикробным и противоспалительным действием и его присутствие в больших количествах может усиливать антимикробные свойства эфирного масла. Цимол (4-изопропил-1-метилбензол, 4-изопропилтолуол) является промежуточным продуктом и при дальнейшем присоединении –ОН группы в зависимости от положения образует либо тимол, либо карвакрол. В случае с эфирным маслом монарды эта метаболическая «вилка» очень хорошо просматривается, и соотношение этих компонентов под действием регуляторов роста варьирует в широких пределах, но их сумма остаётся практически постоянной (Маланкина, 2007). Однако для чабера синтез тимола не характерен, то есть дальнейшая трансформация р-цимола идёт с образованием карвакрола. Как промежуточный продукт р-цимол накапливался в пределах 4,2-4,66% и обработки препаратами на этот показатель практически не влияли.
Таким образом, в результате исследований на примере пяти сортов чабера садового, отличающихся по морфологическим признакам и ритмам сезонного развития, выявлено, что препараты Циркон и Феровит вызывали неоднозначную реакцию растений. После обработки препаратом Феровит содержание эфирного масла в сырье у одних сортов повышалось (сорта: Пикник, Бриз, Гном), у других снижалось (сорта: Перечный аромат, Ароматный). При применении препарата Циркон содержание эфирного масла снижалось у всех сортов, особенно заметно у низкорослого сорта Гном – с 0,54 % в контроле до 0,30 %. В наших исследованиях показано, что погодные условия также оказывают влияние на эффективность препаратов, что подтверждает результаты исследований ВИЛАР на других эфирномасличных культурах.
Не зависимо от препарата после обработки растворами Феровит и Циркон доля суммы -терпинена и карвакрола оставалась постоянной 85,18-85,59%, в то время как при обработке Феровитом доля карвакрола снижалась на 5 % за счёт увеличения доли -терпинена на аналогичную величину.
Сравнительная морфологическая и анатомическая оценка растений различных сортов чабера садового из открытого и защищенного грунта
Как в открытом, так и в защищенном грунте сорта морфологически существенно отличались между собой. При анализе облиственности нами было отмечено, что в защищенном грунте этот признак проявлялся менее контрастно, чем в открытом грунте. Ниже на рисунках представлены растения сортов Гном и Бриз из открытого и защищенного грунта (рис. 20).
На данном рисунке для сравнения были взяты сорта, противоположные по своим морфологическим признакам - сильнорослый, с длинными междоузлиями и крупными узколанцетными листьями Бриз и низкорослый, с короткими междоузлиями и более широкими листьями сорт Гном.
Сразу бросается в глаза появление сильного антоцианового окрашивания у одних и тех же сортов в открытом грунте. Вероятно, именно в связи с этим показателям возрастало количество флавоноидов в растении, о чем будет сказано далее. При рассмотрении при небольшом увеличении на нижней стороне листа хорошо заметны круглые, тёмные эфирномасличные желёзки. На верхней стороне листа желёзки практически незаметны и расположены более редко. Более подробно об этом будет сказано в следующем разделе.
Линейные размеры листьев в защищенном грунте у одних и тех же сортов были в два, а в отдельных случаях и более раза выше. Особенно сильно разница проявлялась на сортах Чарли, Ароматный и Einjriges Blatt. Ширина листа варьировала сортоспецифично. Если у сортов Грибовский 23 и Ароматный она изменялась умеренно, то у немецкого сорта, а также сортов Чарли и Гном она менялась в два и более раза (рис. 21).
Показателем этих не пропорциональных изменений является изменение индекса листа. У некоторых сортов при выращивании на гидропонике изменялся индекс листа. У большинства сортов незначительно, у сорта Ароматный и Грибовский 23 он увеличивался, а у сорта Чарли заметно снижался. У подавляющего большинства сортов индекс листа находился в пределах значений 5-6. Однако у сорта Грибовский 23 в условиях открытого грунта листья становились не ланцетными, а овальными, а у сорта Ароматный в защищенном грунте индекс листа возрастал до 8 (рис. 22).
Помимо этого, сорта в открытом грунте сильно отличались по длине междоузлий. Растения открытого грунта характеризовались менее вытянутыми междоузлиями.
При микроскопическом рассмотрении листа у всех образцов был обнаружен диацитный тип устьиц, который характеризуется наличием только двух сопровождающих клеток, общая стенка которых находится под прямым углом. Плотность эфирных железок на верхней стороне листа была ниже, чем на нижней. Нижняя сторона листа характеризовалась сильно заметной опушенностью, особенно в открытом грунте. В защищенном грунте этот показатель у всех сортов был выражен значительно ниже (рис. 23).
В открытом грунте растения чабера характеризовались большим опушением, чем в защищенном. Опушение было сосредоточено по краям и жилкам на нижней стороне листа, на соцветиях, чашечках и прилистниках.
При изучении анатомических особенностей строения листа чабера садового нами обнаружено, что образцы существенно отличались по целому ряду показателей.