Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агробиологическое обоснование выращивания шалфея лекарственного (Salvia officinalis L.) в условиях Чеченской Республики

ВАК РФ 06.01.06, Овощеводство

Автореферат диссертации по теме "Агробиологическое обоснование выращивания шалфея лекарственного (Salvia officinalis L.) в условиях Чеченской Республики"

005533998

На правах рукописи

Джамбетова Малика Усмановна

«Агробиологическое обоснование выращивания шалфея лекарственного (Salvia officinalis L.) в условиях Чеченской Республики»

Специальность: 06.01.06 - луговодство и лекарственные,

эфирно-масличные культуры.

Автореферат

Диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва-2013

3 ОКТ 2013

005533998

Диссертационная работа выполнена в ОПХ Гикаловское Грозненского района Чеченской Республики в 2005 - 2009 гг.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Цицилин Андрей Николаевич

кандидат биологических наук, заведующий ботаническим садом ГНУ ВНИИ лекарственных и ароматических растений Зеленков Валерий Николаевич доктор сельскохозяйственных наук, ГНУ ВНИИ овощеводства, главный научный сотрудник отдела биотехнологии

Терёхин Алексей Алексеевич

кандидат сельскохозяйственных наук, Российский Университет дружбы народов, доцент кафедры ботаники, физиологии, патологии растений и агробиотехнологии

Российский Государственный Аграрный Университет - МСХА им. К.А.Тимирязева

Защита состоится «24» октября 2013 г. в 12)00 часов на заседании ученого совета Д 006.022.01 в государственном научном учреждении Всероссийском научно-исследовательском институте овощеводства Российской академии сельскохозяйственных наук по адресу: 140153, Московская область, Раменский район, д. Верея, строение 500, ГНУ ВНИИО Россельхозакадемии. тел./ факс: 8(496) 462-43-64 e-mail: vniioh@yandex.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИО Россельхозакадемии

Автореферат разослан « с^У » J1) ,2013 г.

о

Девочкина Наталия Леонидовна

Ученый секретарь диссертационного совета

1. Общая характеристика работы

Актуальность исследования.

Несмотря на развитие химиопрепаратов лекарственные растения продолжают играть большую роль в медицинской практике не только развивающих, но и промышленно развитых стран Западной Европы, США и др. (Гарник, 2012). Для удовлетворения растущей потребности медицины в сырье растительного происхождения необходимо расширять районы культивирования лекарственных растений (Быков, 2001).

Шалфей лекарственный широко используется в научной медицине многих стран мира, в т.ч. и России. В основном его сырье (лист и эфирное масло) получается с культивируемых (промышленных) плантаций (Атлас лекарственных растений России, 2006). Популярность применения шалфея в научной и народной медицинах разных стран мира обусловлена содержанием в нем большого числа биологически активных веществ (в первую очередь эфирного масла, а также флавоноидов, дубильных веществ, тритерпеновые соединения, благотворно влияющих на различные системы человеческого организма (Сокольский, 2003).

В связи с распадом СССР основные районы, выращивающие шалфей -поставщики сырья шалфея - Крым, Молдова, оказались за рубежом. В настоящее время шалфей лекарственный выращивают на небольших площадях в Краснодарском крае РФ. Однако это покрывает лишь небольшую часть потребности медицинской и фармацевтической промышленности РФ в сырье шалфея лекарственного. Большая часть листа и эфирного масла шалфея лекарственного закупается по импорту.

Шалфей лекарственный в природе на территории России не произрастает и спрос на лекарственное растительное сырье может быть обеспечен только за счет введения его в культуру. Поэтому в целях импортозамещения, эффективного использования излишних трудовых ресурсов Чеченской Республики, создания новых технологичных производств на Кавказе -выращивание и переработка шалфея лекарственного, в качестве лекарственного и эфирномасличного растения, позволит обеспечить фармацевтическое производство ценным отечественным сырьем, является актуальным.

К тому же, Чеченская Республика является перспективным, экологически чистым регионом для промышленного возделывания лекарственных, эфиромасличных и пряно ароматических растений, с благоприятными почвенно-климатическими условиями.

Цель и задачи исследования

Целью настоящей работы явилось изучение агробиологических особенностей роста и развития шалфея лекарственного с целью введения в культуру в условиях Чеченской Республики.

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

. Изучить ритмы сезонного развития шалфея лекарственного в условиях ЧР в зависимости от срока и нормы посева.

. Изучить влияние срока и нормы посева на биоморфологические параметры (ветвление побегов, количество листьев и площадь листовой пластинки).

. Изучить динамику формирования урожая шалфея лекарственного, накопления эфирного масла в листьях растения в условиях ЧР.

. Изучить особенности накопления эфирного масла в растениях в условиях ЧР. Научная новизна.

Впервые изучены биоморфологические параметры шалфея лекарственного и определена полевая всхожесть семян в новой зоне выращивания. Получены оригинальные данные по сырьевой продуктивности и урожайности сырья и семян, динамике содержания эфирного масла по фазам вегетации и органам шалфея лекарственного в условиях культуры в ЧР. Практическая значимость Результаты изучения характера динамики содержания эфирных масел в зависимости от органа растения, фазы вегетации позволят установить оптимальные сроки уборки сырья с максимальным содержанием действующих веществ.

Показана возможность выращивания шалфея лекарственного в ЧР на аптечный лист и эфирное масло. Разработаны рекомендации по выращиванию шалфея лекарственного в условиях лесостепной зоны ЧР. Положения, выносимые на защиту:

. Динамика роста и развития шалфея лекарственного в зависимости от срока и нормы высева в условиях Чеченской Республики

. Биоморфологические особенности развития шалфея лекарственного по срокам посева и норме высева. . Особенности формирования урожая в условиях ЧР.

. Накопление эфирного масла по фенологическим фазам и его распределение по органам.

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертации освещены на Международной научной конференции, посвященной 75-летаю создания ВИЛАР (Москва, 2006), на Международной научной - практической конференции, посвященной Агротехнологии XXI века (РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева.- М, 2007), на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной проблеме Восстановления и развития агропромышленного комплекса ЧР (Грозный, 2011; Грозный, 2012), на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной Инновационные пути восстановления и развития агропромышленного комплекса ЧР (Грозный, 2012), Публикации. По материалам исследований опубликовано 13 статей, в том числе, освящающих основное содержание работы, учебное пособие. Структура и объём диссертации. Диссертация изложена 139 странице машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы, методик исследований, результатов учетов и наблюдений, выводов, предложений производству, списка литературы и приложения. Работа содержит 23таблиц, 44 рисунков, приложение. Список литературы включает 206 источников, в т.ч. 26 на иностранных языках.

Условия и методика исследований

Закладка опытов проводилась на опытном участке Чеченского НИИСХ, расположенном в юго-восточной части Грозненского района. Полевые опыты закладывали на делянке с учетной площадью 5,4м2 в 4-х кратной повторное™.

Посев производили на каждый срок с заданной нормой высева в тщательно подготовленную почву, с междурядьями 60 см, с заделкой семян на глубину 2-3 см. Почвы интродукционного участка лугово-черноземные выщелоченные, среднесуглинистые. Агротехника в опыте - общепринятая в зоне, соответствующая требованиям культуры. За период вегетации проводились прополки. Обработки пестицидами против болезней, вредителей и сорняков не проводилось. Минеральные удобрения не вносились.

Для работы использовали семена шалфея, выращенные в ботаническом саду ВИЛАРа и своей репродукции.

Анализы почвы выполнены общепринятыми методами для почв Северного Кавказа:

- подвижный фосфор и обменный калий по методу Мачигина;

- гумус по методу Тюрина;

- нитрификационная способность почв по методу Кравкова.

- кислотность почв (рН солевое).

Погодные условия важнейший фактор при введении в культуру растений в новых для них условиях. Температурный и влажностный режим определяет не

только развитие растений, сроки прохождения основных фенологических фаз, но и накопление биомассы, а соответственно урожайность и содержание БАВ. Землепользование хозяйства входит в четвертый агроклиматический район. Район умеренно увлажненный, жаркий, с гидротермическим коэффициентом, равным 0,9-1,2.

Сумма температур за период активной вегетации сельскохозяйственных культур составляет 3400-3600°С. Зима наступает в начале декабря. Средняя месячная температура января составляет минус 3,4°С. Абсолютный минимум температуры воздуха может опускаться до минус 32°С.

В первой декаде мая наступает лето. Оно очень жаркое, умеренно увлажненное. Средняя месячная температура воздуха в июле составляет +24°С. Максимальная температура воздуха достигает +42°С.

* — 2005год —•— 2006год 2007ГОД ^ 2008год —*—2009год

Рис. 1. Средняя ежемесячная температура, °С, (2005-2009гг.). Самая высокая температура за время проведения исследований была в августе 2006 года -28,9°С, а в 2009 году за вегетационный период температура -оптимальная -15,4-21,5°С.

По данным метеостанции г. Грозного годы проведения исследований сильно отличались по температурному и влажностному режиму, это позволило получить более полную картину реакции растений на изменчивые погодные условия нашего региона и более достоверно оценить перспективность выращивания шалфея лекарственного в новых для него условиях. Каждый год обладал определенными особенностями, что влияло на полученные результаты. За период активной вегетации сельскохозяйственных культур выпадает 300-350 мм осадков, а за год 450-600 мм.

¿г

■ 2005ГОД

■ 2006 год 0 2007 год Ш2008 од

■ 2009 год

Рис. 2. Количество осадков по месяцам, мм, средние значения.

В целом, погодно-климатические условия за годы проведения исследований характеризовались как типичными, так и экстремальными климатическими показателями, что важно при оценке перспективности выращивания новых культур.

Для определения оптимального срока и нормы высева посев семян шалфея производили в четыре срока (варианты — Bl, В2, ВЗ и В4) с разными нормами (0,8г/м2; 1,0г/м2 и 1,2г/м2) посева.

Фенологические наблюдения проводили в соответствии с рекомендациями ГБС РАН (Методика фенологических наблюдений в Ботанических садах СССР, 1979), методикой Бейдеман (1974).

Средние многолетние показатели наступления основных фенологических фаз рассчитывали по методике Г.Н. Зайцева (1973).

Биометрические показатели (высота растений, число побегов, количество листьев и площадь листовой поверхности), определение семенной и сырьевой продуктивности, урожайности листьев определяли в соответствии с методиками, разработанными в ВИЛАРе (Майсурадзе и др., 1984).

Площадь листовой пластинки определяли, выписывая контуры листа на миллиметровой бумаге и подсчетом квадратов внутри контуров (Моисейченко, 1994; Плешков, 1987)). Для определения площади отбирали 5-й лист сверху, подсчет проводили не менее чем у 20 растений.

Качественный состав эфирного масла анализировали методом хроматомасс-спектрометрии на аналитическом комплексе «Clarus 600М» фирмы «Perkin Elmer» (ГХ капиллярная колонка «Elite Wax»- 60 м х 0.32 мм х 0.5 мк; газ-носитель гелий - 1 мл/мин, объём пробы - 0,5мкл, деление потока 1/50; температурный режим: 60°С - 5 минут, 3°/мин до 195°С, изотерма 15 минут; детекторы ПИ и МС (одновременно); режим МС: Е+ 70 эВ, t° интерфейса - 210°С, t° источника - 180°С). Содержание компонентов ЭМ

вычисляли по площадям пиков хроматограммы ПИ детектора без использования поправочных или градуировочных коэффициентов. Идентификация компонентов ЭМ осуществлялась по библиотеке МБТ-Об масс-спектральных данных в оболочке "АМОК-Шег Ошс1е"и по библиотеке Ш вычисленных нами ранее по методу эллипсоидного распределения н-алканов в режиме произвольного программирования температуры анализа.

Содержание эфирного масла в органах шалфея лекарственного определяли по методу Гинзберга ( ГФ XI).

Статистическую обработку результатов исследований проводили методами дисперсионного, корреляционного анализа (Доспехов, 1985).

Результаты исследований

Всхожесть семян шалфея лекарственного при разных сроках и нормах посева

Семена шалфея с крупным зародышем, без эндосперма, не нуждаются в предпосевной обработке (Николаева и др., 1985) и способны к развитию в естественных условиях. В зрелом семени шалфея лекарственного зародыш прямой, сформирован полностью: у него имеются корешок, пшокотиль, 2 семядоли и почечка ( Байкова, 1996а). В начальный период прорастают медленно. При выборе срока посева учитывают особенности набухания и прорастания семян.

Таблица 1. Средняя полевая всхожесть в зависимости от срока посева и нормы высева, % (2005-2009 гг)

Сроки посева Норма высева НСРоз Средняя по сроку посева

0,8 г/м2 1,0 г/м2 1,2 г/м2

Осенний (В 1) 71,40 71,3 71,5 1,1 71,4

Подзимний (В2) 76,1 76,3 76,7 1,2 76,4

«Февральские окна» (ВЗ) 90,8 90,6 91 1Д 90,8

Весенний (В4) 63 62,6 62,8 1,4 62,8

Средняя по норме высева 75,3 75,0 75,5 - -

НСР 05 1,4 1,3 1,3 - -

Высокий процент полевой всхожести, (по срокам посева), за все годы исследований, наблюдался при посеве в «февральские окна» (ВЗ). Она составила 88,5 - 93%. При осеннем (В1) и подзимнем (В2) сроках посева она была ниже 69,4 - 82%, и самая низкая полевая всхожесть наблюдалась при весеннем (В4) сроке посева - 60- 66%, т.е. на 26,5-27% ниже. При весеннем сроке посева (когда идет процесс высыхания верхнего слоя почвы) семена попадают уже в относительно сухую почву, что влечет за собой затягивание процесса пробуждения зародыша и прорастания семян, и является одной из причин снижения полевой всхожести семян. Нормы высева при всех изученных сроках посева достоверно не влияли на полевую всхожесть семян, различия находились в пределах ошибки.

Ритмы сезонного развития шалфея лекарственного разных сроков и норм высева

Изучение ритмов сезонного развития является важным этапом в интродукции растений. Такие наблюдения в течение нескольких лет позволяют выяснить, способно ли растение ежегодно в новых для него условиях проходить все фазы развития и определить оптимальные срок посева и норму высева, сопутствующие высокой урожайности сырья и максимальному содержанию эфирного масла.

Фаза весеннего отрастания побегов растений разных лет жизни начинается с наступлением теплой погоды, и независимо от срока и нормы посева это наступает, в среднем по годам — в первой декаде апреля. Наступление этой фазы развития в разных вариантах начинается почти в одинаковое время. Фаза бутонизации у растений второго года жизни в среднем по годам начинается с 22.05 по 30.05. Эта же фаза для 3-х - 4-х летних растений наступает на 2-3 дня раньше, чем у двулетних особей. Фаза цветения у шалфея разного возраста наблюдается в первой декаде июня. У растений 3-го года фаза цветения начинается раньше в среднем на четыре дня - 05.06, чем у двулетних (09.06), и на три дня, чем 5-ти летние — 08.06. На второй, третий и последующие годы развития срок посева не оказывает существенного влияния на рост и развитие растений. На участках разных лет жизни в разных вариантах фаза цветения продолжается в среднем в течение 30±2,5 дней. Фаза плодоношения в разных вариантах у растений разных лет жизни начинается в среднем в первой декаде июля — 07.07 и длится в течение среднем 28±3 дня. При интродукции в ЧР шалфей лекарственный в новых условиях полностью проходит все фенологические фазы роста и развития.

Биоморфологические особенности развития шалфея лекарственного

Изучение адаптационных возможностей эфирномасличных растений в процессе интродукции расширяет возможности оценки и прогнозирования потенциальной продуктивности биомассы видов, форм и популяций и позволяет отбирать наиболее перспективные из них для углубления исследований и последующего выделения наиболее ценных образцов с целью дальнейшего размножения и рекомендации в практику (Воронина, Станко, 1990).

Растения первого года жизни

Рост и развитие надземной части шалфея лекарственного начинается с появлением над поверхностью почвы мелких семядольных листочков сердцевидной формы 5мм х 10мм. В первоначальный период рост растений шалфея идет медленно, и ускоряется, лишь начиная с третьей пары настоящих листьев — 2-я декада мая.

Через три месяца после появления массовых всходов наибольшую высоту имеют растения осеннего и подзимнего срока посева 42,3-42,4см, немного меньше - 41,3см в февральском посеве и самые низкие растения около 25,0см наблюдаются в весеннем посеве. Рост растений, правда, медленно продолжается до глубокой осени. Результаты измерений показывают, что в 1 год жизни существенное влияние на морфометрические признаки шалфея лекарственного оказывают сроки посева. В весеннем посеве у семян, попавших в относительно сухую почву, затягивается прорастание, что в данном случае является причиной их отставания в росте по сравнению с особями других вариантов. Нормы высева в первый год вегетации при всех сроках посева достоверно не влияли на высоту растения, ветвление побегов и количество листьев.

Растения второго и последующих лет жизни

Отрастание побегов шалфея весной начинается с установлением теплой погоды, переходом дневной температуры через + 5°С. На второй год жизни растения превосходили в высоте и развитии растения первого года. В период цветения наибольшую высоту имеют растения с нормой высева 0,8г/'м2 — 49,5см. При увеличении нормы посева, когда уменьшается площадь питания, у растений наблюдается минимальная высота — 39,1см, которая в 1,3 раза меньше, чем при меньшей норме посева. У растений с большей площадью питания - при норме 0,8г/м2 насчитывается наибольшее число побегов и боковых ответвлений в третьей декаде июня - 68,2 шт./раст;. В это же время с

увеличением нормы высева до 1,2г/м2 - отмечается минимальное их число - 37 шт/раст, т.е. в 1,8 раза меньше ответвлений, чем при норме 0,8г/м2 (рис. 3). Количество листьев на второй год вегетации увеличивается почти в 6 раз по сравнению с первым годом. Наибольшее количество их в наблюдается в третьей декаде июня в посевах с нормой высева 0,8г/м2 - 810,3 шт./раст., а при увеличении нормы высева до 1,2г/м2 число листьев уменьшается в 1,9 раза (433,8 шт/раст.). У растений со средней нормой высева (1,0г/м2) число листьев по сравнению с меньшей нормой (0,8г/м2) уменьшилось в 1,3 раза (рис 4).

Рост и развитие шалфея лекарственного на третьем году жизни проходит почти аналогично как и у растений второго года жизни. Растения третьего года жизни превосходили в росте растения второго года.

За апрель и май месяцы происходит активное нарастание вегетативной массы. Растения, посеянные с минимальной нормой высева 0,8г/м2 (А1) имеют наиболее высокий — 60,6см (среднее по варианту), а с уменьшением площади питания высота растения становится в 1,2 раза ниже. На третий год жизни высота растений возрастает почти в 1,5 раза, по сравнению с первым годом вегетации. С увеличением возраста усиливается конкуренция между растениями при маленькой площади питания.

Растения 3-го года вегетации во второй декаде июня с нормой посева 0,8г/м2 имеют наибольшее число побегов и боковых ответвлений 116 шт/раст.(рис 5). В вариантах с большей нормой посева - 1,2г/м2 наблюдается наименьшее их количество - 52 т.е. в 2,2 раза меньше. С уменьшением площади питания растений (до 1,2г/м2) ветвление побегов снижается по сравнению с растениями, растущих с более большей площадью питания (0,8г/м2).

На третий год вегетации наибольшее число листьев наблюдается в 1-ой декаде июня у растений с наименьшей нормой посева (0,8г/м2), что составляет 1208 шт/раст., а с увеличением нормы посева (1,2г/м2) число листьев уменьшается в 2,1 раза, что составило в среднем - 568,5 шт/раст (рис 6). Причем следует отметить, что при небольшой норме высева (0,8г/м2) наблюдается более сильная динамика увеличения числа листьев у растений шалфея по сравнению с максимальной нормой высева (1,2г/м2). Так в первом случае количество листьев возрастает с середины апреля по середину июня в 4 раза ( с 300 шт до 1208 шт/раст ), а во втором всего в 2,3 раза ( с 250 до 568 шт/раст). При средней норме высева (1 г/м2) количество листьев в этот период увеличивается в 2,7 раза ( с 300 по 800 шт/раст.).

Второ&од жизни

| —»- 0.8Г/М* -*— Ч.Ог/м* 1.2г/м»|

04-1 04-11 04411 054 05-11 054И 06-1 0641 064П Мвсяц-двяда

Рис.3. Динамика образования побегов и боковых ответвлений

Третий год жизни

Четвертый год жизни

|—»—0.ВГ

-1,0Г/М» 1.2Г/М1

I в 100 "1 80 5в 60

044 04-41 04-111 05-1 05-« 054Я 064 0641 0641 Месяц-декада

Рис.5. Динамика образования Рис.7. Динамика образования побегов и боковых ответвлений побегов ибоковых ответвлений

044 0441 04411 054 0541 054Л 064 0641 0640 М»слц-д«пда

Рис.4. Динамика изменения количества листьев у растений 2 года

Рис.6. Динамика изменения количества листьев у растений 3 года

, 1800 5 1600 | 1400 Л 1200

5 юоо I 800 I 600

| ——0.3г.

-ГОГ/М* 1,2г/м* -

044 044! 0441 054 0541 05411 064 0641 064

Рис.8. Динамика изменения количества листьев у растений 4 года

Рост и развитие растения в этот год происходит по типу 2-го и 3-го года жизни, но высота особей, ветвление побегов и их облиственность превосходят аналогичные показатели более молодых экземпляров. Отрастание растений 4-го года начинается в первой декаде апреля, как и у растений 2 и 3 года вегетации. Как и в предыдущие годы растения с большей площадью питания выше, чем растения в загущенных посевах. Так растения с наименьшей нормой высева -О^г/м2 имеют высоту — 70см, что в 1,7 раза больше по сравнению с растениями, с минимальной площадью питания т.е. с нормой посева — 1,2г/м2, где высота составляет - 37,2см (февральский посев).

Число побегов и боковых ответвлений, как и в предыдущие годы, максимальное количество насчитывается в варианте с большей площадью питания при 0,8г/м2 - 145,3 шт/раст. При норме высева 1,2г/м2 общее число побегов и боковых ответвлений уменьшается почти в 2 раза и составляют 82пгг/раст (рис 7). В варианте с нормой посева 1,0г/м2 число побегов 1 порядка (9шт/раст.) и боковых ответвлений (ЮЗшт/раст.) всего составило 112шт/раст., что на 23% меньше, чем при минимальной норме посева. Анализируя динамику численности листьев видно, что активное увеличение количества листьев начинается со второй декады апреля и до июля. Необходимо отметить, что при минимальной норме высева (0,8г/м2) отмечается более сильная динамика увеличения числа листьев у растений шалфея по сравнению с повышенной нормой высева (1,2г/м2). В первом случае количество листьев возрастает с середины апреля по середину июля в 4,3 раза (от 380 шт до 1620 шт/раст ), а во втором 3,4 раза (270 шт до 950 шт/раст). При средней норме высева (1,0г/м2) число листьев за этот период увеличивается в 3,2 раза ( с 380шт до 1200 шт/раст), т.е. этот процесс идет менее интенсивно по сравнению с маленькой нормой высева и более активна, чем при максимальной норме (рис 8).

Рост и развитие растений 5 года жизни начинается с отрастания побегов при наступлении теплой погоды, как и в 2-м, 3-м и 4-м году жизни. Однолетние побеги развиваются из почек возобновления, находящихся на одревесневшей базальной части побегов первого порядка. Рост и развитие растений наиболее интенсивно отмечается как и в остальные годы в вариантах с меньшей нормой посева, где площадь питания растений наибольшая (0,8г/м2чем при максимальной норме высева (1,2г/м2). При норме высева 0,8г/м2 число листьев увеличивается с середины апреля до середины июня в 3,8 раза (от 420шт до 1610шт/раст), а при максимальной норме в 3 раза (от 200шт до 620 шт/раст). При средней норме посева (1 г/м2) число листьев в этот период возрастает в 3,2 раза ( от 280 шт до 900шт/раст) т.е. более интенсивно по сравнению с максимальной нормой высева, но не так сильно как у с нормой высева в 0,8г/м2.

Площадь листовой поверхности

Одним из важных показателей развития растений шалфея, влияющего на сырьевую продуктивность и урожайность, является размер листовой пластинки. В первый год жизни у шалфея наблюдается минимальная площадь листа, которая составляет при норме высева 0,8г/м2 и 1,0г/м2 в среднем — 12,6 ±0,5см2, а при повышении нормы до 1,2г/м2 площадь листа немного меньше -12,0±0,6см2. Таким образом, в первый год развития, растения шалфея лекарственного имеют небольшие размеры, среди особей наблюдается слабая конкуренция и поэтому разница в размерах листа несущественна. На второй год вегетации площадь листа несколько увеличилась при минимальной и средней норме высева и в среднем составила — 17,7±0,6см2. Наибольших размеров площадь листовой пластинки достигает на 3-й, 4-й и 5-й годы развития, при маленькой норме высева и насчитывается в среднем 25,4±0,5см2 -28,5±0,6см2. С изменением нормы высева меняются и размеры листа. У растений, при минимальной норме посева, например, 4 год жизни размеры листовой пластинки максимальные - 28,9±0,8см2 (В4А1), а при уплотнении посевов (при норме 1,2г/м2) размеры минимальные -15,8±0,2см2. Площадь листа при минимальной норме высева больше площади листа при высокой норме посева -на 80% или в 1,8 раза.

Сырьевая продуктивность шалфея лекарственного

Сырьевая продуктивность, т.е. выход листьев одного растения шалфея лекарственного является важным показателем урожайности. Продуктивность растений зависит от высоты стебля, числа побегов, количества и размера листьев. Данные результатов исследований показывают, что растения шалфея лекарственного при разных сроках нормах высева существенно отличаются как по основным хозяйственно-ценным морфологическим признакам, так и по сырьевой продуктивности.

При подсчете сырьевой продуктивности растений в течение пяти лет, при разных нормах высева, в вариантах с наибольшей площадью питания (0,8г/м2) наблюдался наибольший выход сырья с 1 растения, а наименьший - при увеличении густоты стояния растений (1,2г/м2) В первый год жизни растения шалфея лекарственного слабо развивают надземную массу и сырьевая продуктивность низкая. На 2-ой и последующие годы жизни с ростом растения, с увеличением числа побегов 1 порядка и боковых ответвлений, количества листьев и их размеров повышается и продуктивность сырья. В каждый год жизни в вариантах с большей площадью питания- 0,8г/м2 наблюдается высокая сырьевая продуктивность, например, 2 год; 51,6±1,2г/раст.; 78,5±2,6г/раст.; 80,4±2,5г/раст.; -85,7±2,3г/раст. Наименьшая сырьевая продуктивность

отмечается в февральском (ВЗ) сроке с высокой густотой стояния растений (1,2г/м2) - до12,6±0,2г/раст. Сырьевая продуктивность 3-х летних растений увеличивается по сравнению с 2-х летними в 1,3-1,4 раза (на 72-75%).

При сравнении продуктивности по годам, то наибольшие значения наблюдаются у растений в 4 летнем возрасте при большей площади питания (0,8г/м) - 370,8±10,2г, что больше чем у трехлетних растений в 3,1раза, а двулетних в 4,3 раза. На 5 год жизни сырьевая продуктивность растений несколько снижается. Все годы исследований растения с большей площадью питания (0,8г/м2) более развиты, и сырьевая продуктивность таких особей наибольшая, чем при средней (1,0г/м2) и высокой норме посева (1,2г/м2). При сравнении растений, высеянных в разные сроки, весеннего (В4) и подзимнего (В2) посевов выделялись в большую сторону по высоте, ветвлению побегов, числу листьев и по продуктивности.

(и0.8г/м И1.0Г/М □ 1.2г/м]

Рис. 9. Сырьевая продуктивность шалфея лекарственного в разные годы жизни в зависимости от сроков посева и нормы высева (г/раст)

Урожайность сырья и семян

Урожайность сырья зависит от сырьевой продуктивности растения и числа растений на единицу площади. С первого по четвёртый годы выращивания возрастает сырьевая продуктивность растения, в результате чего увеличивается урожайность сырья. При сравнении нормы высева, там, где приходится меньшее число растений на единицу площади образуется больше побегов 1-го порядка и боковых ответвлений, соответственно, увеличивается количество листьев, их размеры больше. Высокая полевая всхожесть (до 93%) наблюдалась в февральском сроке (ВЗ) посева, а минимальная - весеннем в среднем (до 62%). Исходя из этого видно, что наибольшее число растений при

всех нормах посева в февральском посеве. Как указано выше, при большей площади питания сырьевая продуктивность наибольшая, например, при весеннем посеве 4-го года вегетации (370,8±10,2г/раст.), а так как урожайность зависит и от количества растений на единице площади, то на февральских (когда число растений больше) посевах она составила в среднем 225,1±0,5 кг/100м2. На 5 год жизни урожайность листьев хорошая, правда, немного ниже, чем в 4 году, но разница не существенна.

Таблица 2. Урожайность листа шалфея лекарственного в зависимости от сроков посева и нормы высева (в пересчете кг/ 100м2 возд.-сухого сырья)

Сроки посева НСР05

Норма высева Осенний Подзимний «Февральские окна» Весенний

1 год возделывания

0,8 г/м2 4,2±0,2 4,6±0,3 4,1±0,2 2,2±0,1 0,3

1,0 г/м2 6,6±0,3 6,6±0,4 6,1±0,3 2,0±0,1 0,5

1,2 г/м2 7,0±0,4 6,7±0,3 7,6±0,4 2,8±0,1 0,6

2 год возделывания

0,8 г/м2 54,9±0,6 56,3±0,5 50,4±0,5 51,4±0,4 2,7

1,0 г/м2 47,1 ±0,7 46,3±0,6 42,3±0,7 50,6±0,6 2,1

1,2 г/м2 46,4±1,1 47,3±1,2 40,9±1,2 48,1±1,1 1,4

3 год возделывания

0,8 г/м2 72,3±1,3 75,9±1,4 74,4±0,8 71,0±1,2 5,4

1,0 г/м2 56,5±1,1 58,5±1,1 70,6±1,0 70,1±0,8 4,1

1,2 г/м2 50,7±0,6 52,1±0,6 65,7±1,5 68,5±0,5 3,2

4 год возделывания

0,8 г/м2 232,5±0,4 245,1±0,3 240,1±0,5 222,5±0,3 16,8

1,0 г/м2 221,9±1,8 230,9±2,0 184,9±2,1 220,8±1,9 12,6

1,2 г/м2 165,0±1,2 183,0±1,5 168±1,1 200,0± 1,2 11,2

5 год возделывания

0,8 г/м2 224,0± 1,7 226,8±2,1 207,0± 1,8 202,4± 1,9 15,3

1,0 г/м2 202,5±1,4 205,2±1,6 153,2±1,5 192,6±1,5 10,4

1,2 г/м2 150,2±1,1 148,5±1,0 140,6±0,8 178,0±0,9 9,1

На 6 год жизни наблюдается резкое снижение урожая листьев из-за выпада растений, уменьшения сырьевой продуктивности, поэтому можно рекомендовать использовать плантации в условиях ЧР в течение 4-5 лет, а

потом на 6 год запахивать. В подавляющем большинстве плантации шалфея лекарственного для сбора листьев используют обычно в течение 4-5 лет (Мустяце, 1988; Либусь, 2004).

Урожайность листа шалфея в ЧР находится на таком примерно уровне, что и в Крыму и Молдавии, где издавна выращивают шалфей лекарственный, как лекарственное и эфирномасличное растение.

Шалфей лекарственный в условиях республики цветет в июне; примерно через месяц созревают его семена. Созревшие семена легко осыпаются, поэтому надо проводить уборку без опоздания. Наибольший выход семян в вариантах разного срока посева (В1, В2, ВЗ и В4) наблюдается при наименьшей норме высева (0,8г/м2). При этом максимальная урожайность семян отмечается у растений 4-летнего возраста с большей площадью питания ( 0,8г/м2), что составляет — 5,7кг/100м2, а наименьшая - на 2 год жизни с максимальной норме высева ( 1.2Г/М2) - ЗООг/ЮОм2.

Содержание эфирного масла Основным действующим веществом листьев шалфея лекарственного является эфирное масло. Содержание натурального масла должно быть не меньше 0,8% (ГФХ1).

Таблица 3. Содержание эфирного масла по органам шалфея лекарственного

Орган Содержание эфирного масла %, на сухое вещество

Корень 0,05 - 0,07

Стебель 0,1

Лист 0,59-1,92

Цветки, соцветия 0,5

Шалфей лекарственный при выращивании в Чеченской Республике содержит ЭФ во всех органах растения (корень, стебель, лист, цветок и соцветие). Самое низкое его содержание отмечено в корнях (0,05-0,07%) на воздушно-сухое вещество. Более высокое его содержание находится в стебле (0,1% на воздушно-сухую массу), ещё больше в соцветиях (0,5% на воздушно-сухую массу). Наибольшее его содержание отмечено в листьях - до 1,92% на воздушно-сухую массу. Для выявления органа растения, который необходимо заготавливать, надо определить динамику содержания ЭМ в разных органах растения, по фазам развития и возраста.

Таблица 4. Содержание эфирного масла в листьях по фазам развития шалфея лекарственного__

Фазы развития Содержание эфирного масла, %

Отрастание 0,1

Вегетация 0,5

Бутонизация 0,81

Цветение 0,81 - 1,92

Плодоношение 1,5

Конец вегетации 0,59 - 1,23

Минимальное содержание эфирного масла наблюдается в фазе отрастания до 0,1% и при прохождении следующих фенологических фаз постепенно его количество увеличивается. В процессе изучения динамики накопления эфирного масла выявлено, что максимальное его количество достигает в фазе цветения - от 0,81% до 1,92%. Затем в фазе плодоношение наблюдается некоторое снижение до 1,5%, а в конце вегетации содержание эфирного масла продолжает снижаться - до 0,59%.

В связи с этим необходимо проводить уборку листьев шалфея лекарственного в условиях Чеченской Республики в фенофазу, когда листья содержат наибольшее количество эфирного масла, т.е. в фазу массового цветения.

Компонентный состав эфирного масла шалфея лекарственного

В состав эфирного масла шалфея лекарственного, выращенного в Чеченской Республике найдено 26 компонентов, которые являются представители алифатических терпенов их кислородные производные спирты, окиси, терпеноиды бициклических монотерпенов, а также бициклические и трициклические сесквитерпены.

Преобладающим компонентом эфирного масла являются аир -туйоны, массовая доля которых составила - 39,43%, далее идет камфара - 26,19%, потом составил 1,8-цинеол - 9,01%.

Таблица 5. Компонентный состав эфирного масла в листьях шалфея лекарственного_____

№ Компоненты Кол-во № Компоненты Кол-во

1 а-пинен 2,06 14 кариофиллен оксид 0,29

2 камфен 1,95 15 изо-кариофиллен оксид 0,95

3 Р-пинен 0,48 16 сесквитерпеновый спирт 6,25

4 Р-мирцен 0,48 17 бисаболен эпоксид 0,73

5 О-лимонен 1,28 18 аромадендрен эпоксид 0,28

6 п-цимол 0,66 19 р -бергамотол 0,15

7 а -туйон 28,74 20 1,8-цинеол 9,01

8 р -туйон 10,89 21 терпинен-4-ол 0,34

9 камфара 26,19 22 ментол 0,69

10 линалоол 0,40 23 туйиловый спирт 0,25

11 борнил ацетат 0,97 24 а -кариофиллен 2,09

12 Изо-туйиловый спирт 0,04 25 борниол 2,39

13 Р -кариофиллен 1,11 26 эстрагол 0,96

Таким образом, установлено, что химический состав эфирного масла выращенного в лесостепной зоне 4P содержит углеводороды, спирты, кетоны и сложные эфиры борнилацетата. Можно предположить, что благодаря высокому содержанию аир -туйонов, камфары ЭМ из шалфея лекарственного, выращенного в 4P будет обладать высокой антимикробной активностью.

Экономическое обоснование эффективности выращивания шалфея лекарственного

Шалфей лекарственный — лекарственная и эфиромасличная культура, наиболее ценным сырьём, которого является лист, так как в нём накапливается больше эфирного масла по сравнению с другими органами растения. Шалфей выращивают для получения сырья (лист), ценного по компонентному составу эфирного масла. Так как продукцией шалфея, которую реализуют является лист и эфирное масло, поэтому расчёт экономической эффективности проводится по показателю урожайности листа. Для оценки стоимости продукции (листьев) применяют цену 1кг в размере 80 рублей. Согласно технологической карте при выращивании шалфея на площади 1га прямые материально-денежные затраты составляют 259670 руб. Урожайность сырья в фазу массового цветения составляет 50ц/га.

Таблица 6. Экономическая эффективность выращивания шалфея ___лекарственного_

Варианты опыта Показатели

Урожайность: листья, ц/га Стоимость листьев Материально-денежные Чистый ДОХОД, Уровень рентабель-

(норма высева) (возд.-сух. сырья), руб/кг затраты, руб руб. ности, %

0,8г/м2 50 80 259670 130330 54,04

1.0Г/М2 35 80 220800 59200 26,8

1,2г/м2 22 80 165600 10400 6,3

Выводы

1. В результате многолетних исследований установлена возможность выращивания шалфея лекарственного в условиях лесостепной зоны Чеченской республики.

2. Установлено, что полевая всхожесть семян максимально высокая в февральском посеве - 90,8%, меньше на 14-16% в осеннем и подзимнем сроках - 71,4-76,4%, и минимум на 28% при весеннем посеве - 62,8%.

3. В результате исследований показано, что у шалфея лекарственного процессы роста, ветвления побегов, увеличение числа листьев и их размеров более интенсивно идут при норме высева 0,8 г/м2.

4. Наибольшая сырьевая продуктивность наблюдается в вариантах с нормой высева 0,8г/м2 - 370 г/раст.

5. Максимальный урожай листьев в сочетании с наивысшим содержанием эфирного масла в сырье отмечена у 4-х летних растений при норме высева 0,8г/м2 (245,1кг/100м2).

6. Выявлено, что наибольшее количество эфирного масла содержится в листьях - до 1,92%, существенно меньше в соцветиях- до 0,5% и стеблях -до 0,1%, и минимальное содержание отмечено в корнях - до 0,07%.

7. Максимальное количество эфирного масла в листьях шалфея лекарственного в ЧР наблюдается в фазе массового цветения. Этот период следует считать оптимальным для уборки сырья (листьев).

8. В эфирном масле шалфея лекарственного найдено около 26 компонентов, причем наибольшее количество в них составляют а и р-туйоны, массовая доля которых составляет 39,43%, и камфара - 26,19%.

Рекомендации по использованию результатов исследований

При выращивании шалфея лекарственного в условиях в условиях ЧР

рекомендовать посев под зиму и в «февральские окна» с нормой высева 8кг/га,

рано весной - норма посева 8-Юкг/га, с глубиной заделки семян 2-Зсм.

С целью получения максимального урожая лекарственного сырья с высоким содержанием ЭМ рекомендуется уборка в фазе массового цветения. Уборку семенных плантаций необходимо проводить при наступлении полной спелости семян в нижнем ярусе. Проведенные нами исследования свидетельствуют, что по урожайности листьев, содержанию эфирного масла в сырье и компонентный состав эфирного масла, возделывание шалфея лекарственного в условиях Чеченской Республики экономически эффективно и позволяют рекомендовать данную культуру не только как источник для получения лекарственного растительного сырья, но и для выработки эфирного масла.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Джамбетова М.У., Сырьевая продуктивность шалфея лекарственного при интродукции в Чеченской Республике. «Садоводство и виноградарство». М. №4,2012, - С. 37-39.

2. Джамбетова М.У., Влияние срока и нормы высева на биометрические показатели шалфея лекарственного в разные годы вегетации при интродукции в условиях Чеченской Республики. Даг ГАУ «Проблемы развития АПК региона». Научно-практический журнал, №2 (10), 2012. - С. 57-63.

3. Маашева (Джамбетова) М.У. Биологические особенности шалфея лекарственного первого года вегетации при интродукции в Чеченской Республике. Сборник научных трудов ВИЛАР, Москва, 2006. - С. 46-47.

4. Джамбетова М.У., Батукаев A.A. Интродукция ценных лекарственных растений в условиях Чеченской Республики «Роль и место аграрной науки в развитии агропромышленного комплекса Чеченской Республики». Грозный. 2006.-С. 121-124.

3. Джамбетова М.У., Батукаев A.A., Биология развития шалфея лекарственного при интродукции в условиях Чеченской Республики «Вестник ЧГУ» Грозный, 2010.-вып. 1,-С. 215-221.

4. Джамбетова М.У., Батукаев A.A., Джамбетов A.M., Влияние нормы высева на биометрические показатели шалфея лекарственного в разные годы вегетации Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная проблеме восстановления и развития агропромышленного комплекса Чеченской Республики. Грозный, 2010, - С. 84-86.

5. Джамбетова М.У., Цицилин А.Н. Всхожесть семян и динамика роста шалфея лекарственного 1-го года вегетации при разных сроках сева в Чеченской Республике «Доклады ТСХА» - М., 2011 - вып. 283, ч. 1 - С. 656-657.

6. Джамбетова М.У., Эффективность влияния сроков посева и нормы высева на полевую всхожесть семян шалфея лекарственного. Материалы Всероссийской

научно-практической конференции, посвященная проблеме восстановления и развития агропромышленного комплекса Чеченской Республики. Грозный, 2012,-С. 151-152.

7. Джамбетова М.У., Интродукция шалфея лекарственного в условиях Чеченской Республики. Инновационные пути восстановления и развития агропромышленного комплекса Чеченской Республики. Материалы конференции. Грозный, 2012, - С. 160-164.

8. Джамбетова М.У., Динамика развития шалфея лекарственного 2 года жизни в условиях Чеченской Республики. Материалы научной конференции ЧТУ, Грозный, 2012, - С. 106-108.

11. Джамбетова М.У., Урожайность шалфея лекарственного в разные сроки посева и норм посева при интродукции в условиях Чеченской Республики Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная проблеме восстановления и развития агропромышленного комплекса Чеченской Республики. Грозный, 2012, - С. 112-116.

12. Джамбетова М.У., Джамбетов A.M., Выращивание шалфея лекарственного в Чеченской Республике. Всероссийская научно-практическая конференция «Достижения современной науки сельскохозяйственному производству», посвященная 25-летию образования Новгор.НИИСХ. Новгород, 2013 - С. 38-40.

13. Джамбетова М.У., Батукаев A.A., Джамбетов A.M. Биоэкологические особенности, использование и технология выращивания лекарственных растений Учебное пособие. ЧТУ, Грозный, 2013.- 3 8 с.

Формат 60x84 1/1бУсл. печ. л. 1,0 Печать ризограф. Бумага офсетная Тираж 100 экз. Заказ 9371

Отпечатано в типографии ООО «Декарт» 140180, г. Жуковский, ул. Спасателей, 7. 8(495) 556-10-94 www. Dekartprint. ru

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Джамбетова, Малика Усмановна, Москва (Грозный)

чеченским государственный университет

На правах рукописи

04201361771

удк 633.80

джамбетова малика усмановна

агробиологическое обоснование выращивания шалфея лекарственного (Salvia officinalis l.) в условиях чеченской

республики

Специальность: 06.01.06 - луговодство и лекарственные,

эфирно-масличные культуры.

диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

научный руководитель: кандидат биологических наук, заведующий ботаническим садом гну внии лекарственных и ароматических растений Цицилин а.н.

москва - грозный 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................4

ГЛАВА I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................7

1.1 Систематическое положение и ботаническое описание........................7

1.2 Биологические особенности шалфея лекарственного..........................10

1.3 Ареал рода шалфея.....................................................................12

1.4 Лекарственное растительное сырье и его химический состав...............13

1.4.1 Химический состав и лекарственное растительное сырье...................13

1.4.2 Особенности накопления и состав эфирного масла..........................14

1.5. Применение шалфея лекарственного.............................................17

1.5.1 Использование шалфея лекарственного и его препаратов в научной медицине....................................................................................17

1.5.2 Применение шалфея лекарственного в народной медицине...............19

1.5.3 Практическое использование шалфея лекарственного в других отраслях

народного хозяйства........................................................................22

1.6 Особенности агротехники и опыт интродукции в новых районах

выращивания................................................................................24

ГЛАВА II ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.......................................................................................31

2.1 Цель, задачи и условия проведения эксперимента..............................31

2.2 Методика проведения наблюдений и анализов.................................34

2.3 Характеристика погодных условий в период проведения

исследований................................................................................36

ГЛАВА III ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.................................43

3.1 Всхожесть семян шалфея лекарственного при разных сроках и норм посева.........................................................................................43

3.2 Ритмы сезонного развития шалфея лекарственного разных сроков посева и норм высева...............................................................................47

3.3 Биоморфологические особенности шалфея лекарственного.................49

3.3.1. Растения 1-го года жизни..........................................................50

3.3.2. Второй год жизни....................................................................58

3.3.3. Третий год жизни...................................................................66

3.3.4.Четвертый год жизни...............................................................74

3.3.5.Пятый год жизни....................................................................81

3.4. Площадь листовой поверхности...................................................88

3.5. Высота растений......................................................................90

3.5.1.Зависимость высоты растения от нормы высева при разных сроках сева...........................................................................................90

3.6. Сырьевая продуктивность шалфея лекарственного.........................100

3.7.Урожайность сырья и семян.......................................................104

3.7.1 Урожайность сырья...............................................................104

3.7.2 Урожайность семян................................................................108

3.8.Содержание эфирного масла......................................................109

3.8.1. Компонентный состав эфирного масла шалфея лекарственного.......112

ГЛАВА IV ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЫРАЩИВАНИЕ ШАЛФЕЯ ЛЕКАРСТВЕННОГО..................................................................114

ВЫВОДЫ.................................................................................115

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.....................................................................116

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................................................117

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................137

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В лекарственных растениях содержится целый комплекс биологически активных соединений, оказывающий терапевтическое действие на организм человека. Природные средства, не только излечивают болезнь, но и одновременно активизируют работу иммунной системы, что способствует защите организма в течение продолжительного времени. Интерес к целебным травам и спрос на лекарственные препараты растительного происхождения с каждым днем растет.

По данным Всемирной организации здравоохранения более 80 % населения Земли при лечении различных заболеваний используют препараты, полученные из природного растительного сырья (Гарник, 2012). В настоящее время резко сократились площади под некоторыми лекарственными и эфирномасличными культурами, в том числе и под шалфеем лекарственным, большая часть которого традиционно выращивалась в ряде республик бывшего СССР.

В связи с возросшим интересом к эфирным маслам и расширением спектра их применения в медицине, остро встал вопрос о расширении ассортимента эфирномасличных культур, выращиваемых для их получения в нетрадиционных районах производства эфирномасличного сырья.

Одним из перспективных растений семейства Яснотковые, содержащих ценное по компонентному составу эфирное масло и обладающих высокой экологической пластичностью является шалфей лекарственный Salvia officinalis L. С лечебной целью применяются листья и эфирное масло шалфея лекарственного. В настоящее время в России зарегистрировано два

лекарственных препаратов, произведенных из шалфея лекарственного Tinctura Salviae, Сальвин (Машковский, 2012) .

В состав эфирного масла шалфея входят пинен, сальвен, борнеол, цинеол, туйон, камфара, цедрен, обладающие вяжущими, противовоспалительными, дезинфицирующими, фитонцидными и противогрибковыми свойствами (Carrón, Previdoli, 2005). Состав эфирного масла существенно отличается в зависимости от условий произрастания и генетических факторов.

Для получения стабильных урожаев сырья с высоким содержанием эфирного масла в нем и определенным компонентным составом масла, необходимо, изучить сроки и нормы посева семян в данной зоне.

Интерес к интродукции шалфея лекарственного в условиях Чеченской Республики обусловлен широкими перспективами его использования. В Республике часто встречаются заболевания дыхательных путей, печени, желудка и нервной системы, в связи, с чем необходимы лекарственные препараты из природного сырья. Листья шалфея используют в виде настоя в качестве вяжущего, бактерицидного и противовоспалительного средства для полоскания горла и полости рта при катарах верхних дыхательных путей и стоматитах, хроническом бронхите, ангине, ларингите, входит в состав грудного и других сборов. Наружно шалфей лекарственный применяют при воспалении кожи, гнойных язвах и ранах, ожогах и обморожениях. Эфирное масло применяют при ароматизации зубных паст, порошков, используют в композициях для парфюмерии, мыловарении, в косметике. Эффективен шалфей при лечении печени, желчного пузыря, почек, легких (туберкулез). Его применяют в качестве тонизирующего средства при отеках, атеросклерозе, полиартрите, радикулите, при сезонных депрессиях (Ильина, 2009).

Шалфей используют широко и многосторонне как укрепляющее центральную нервную систему средство, при дрожании рук, против ночных потов и т.д.

Перспективным, экологически чистым регионом для промышленного возделывания лекарственных, эфирно-масличных и пряно ароматических растений является Чеченская Республика. Почвенно-климатические условия нашей республики благоприятны для выращивания этих ценных растений и способствуют наибольшему накоплению биологически активных соединений.

С 2005 по 2009 гг. в условиях Республики были проведены исследования по изучению влияния срока посева и нормы высева на продуктивность сырья шалфея лекарственного, который раньше в Республике не выращивался.

ГЛАВА I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Систематическое положение и ботаническое описание

Род Шалфей {Salvia L.) - крупнейший в семействе Lamiaceae, насчитывает свыше 700, а по некоторым данным - до 900 видов (Флора СССР, 1954; Li Xi-Wen, 1994). Род Salvia относится к обширному подсемейству Stachyoideae, к которому принадлежит подавляющее большинство внетропических яснотковых (Атлас лекарственных растений, 2006.).

Род Salvia впервые был описан К. Линнеем. Его название происходит от латинского salvare, что значит «лечить». Очевидно, оно связано с лекарственными свойствами S. officinalis L., известными с древнейших времен (Вульф, Нилова, 1937, Победимова, 1954; Бросс, 1995; Дубровин, 2000). Современные систематики, понимая род в широком смысле, включают в него виды, описанные в составе самостоятельных родов, в том числе Schraderia Medik., Covola Medik., Horminum Moench, Sclarea Moench, Jungia Moench, Stenarrhena D. Don, Leonia La Llav, et Lex., Audibertia Benth., Rhodochlamys Schau., Salviastrum Scheele, Polakia Stapf, Ramona Green (Encyclopedie des plantes medicinales, 1997). Большинство представителей рода содержат эфирное масло, однако практическое значение имеют только 2 вида: шалфей мускатный и шалфей лекарственный (Кудряшев, 1937; Приступа, 1973; Махмедов, 1984; Байкова, 2002).

В связи с широким распространением в разных странах мира шалфей лекарственный имеет многочисленные народные названия. Английское -shop sage; французское - sauge, serve\ немецкое - edler Salbei; итальянское -salvia', арабское - maryamiyah, khornak\ турецкое - ada cayi, aci elma otu).

Шалфей лекарственный - полукустарник с мощным, разветвлённым, густомочковатым деревянистым корнем (Победимова, 1954; Чиков, 1983; Дудченко Л.Г., Козьяков, 1989). Начиная со второго года вегетации, он формирует полураскидистый куст с множеством (более 100) дугообразно приподымающихся стеблей высотой до 50-70 см (Иванченко 1971; Иосебидзе, 1981). Стебель четырёхгранный, прямой, ветвистый, в несколько раз длиннее соцветия, при основании с короткими облиственными побегами, по всей длине коротко курчаво опушенный, равномерно облиственный, в нижней части деревянистый сероватого цвета. Побеги густо облиственны и заканчиваются колосовидным соцветием. Листья вегетативных побегов и стеблевые продолговатые, сравнительно небольшие, длиной 4-8 см и шириной 2-4 см, супротивно сидят на укороченных черешках, яйцевидно-продолговатые, удлиненно или широколанцетные морщинистые мелкобороздчатые. Листья у шалфея лекарственного с притуплённой верхушкой, у основания часто с одной или двумя глубоко надрезанными лопастями («ушками»). Край листа мелкогородчатый, поверхность пластинки равномерно мелкоячеистая вследствие сильно вдавленной сверху и выпуклой снизу густой сети жилок. Устьица, расположенные между жилками, оказываются глубоких «камерах», имеющих более благоприятный микроклимат (Dudai, Lewinsohn, 1999). Эпидермальные клетки мелкие, без хлоропластов. Устьица мелкоклеточные, в верхнем эпидермисе немногочисленные, около 40 на 1 мм2, в нижнем - 272 на 1 мм2 (Гецадзе и др., 1985; Работягов и др., 2000).

Обе поверхности листа густо опушены простыми, 2-4-клеточными

^ волосками. Наиболее сильно опушены молодые листья, они даже кажутся

\ ¡4 к ,

й' м

К

серебристо-белыми. На верхней стороне листа располагаются железистые трихомы двух типов: первые с одноклеточной железистой головкой на удлиненной 2-4-клеточной ножке, вторые более крупные, шаровидные, с многоклеточной железистой тканью у основания, немногочисленные (Паушева, 1988). На нижней поверхности железистые волоски только первого типа, их количество невелико (Байкова, 1997).

Цветки довольно крупные (20-25 мм), с яйцевидно-округлыми, заостренными прицветниками, сидят в пазухах верхних сильно уменьшенных листьев и образуют ложную мутовку. Длина соцветия варьирует от 40 до 150мм, а число цветков от 30 до 70 шт. (Иванова, Павлыгина, 1987, Работягов и др., 2000). Соцветия простые или ветвистые, с 6-7 расставленными на 1-2см 10 цветковыми ложными мутовками; цветы на курчаво опушенных цветоножках 3-6мм длины, с двумя маленькими, ланцетными, пушистыми прицветниками (не у всех цветков) (Победимова, 1954).

Чашечка длиной 9-10 мм, почти до половины надрезанная на две губы, снаружи коротко курчаво опушенная, особенно по жилкам и краям. Между жилками с многочисленными сидячими железками, верхняя губа её равна нижней, с яйцевидными длинно заостренными боковыми зубцами и вдвое более коротким, широко треугольным, очень коротко заострённым срединным. Нижняя губа с двумя более глубоко надрезанными, ланцетными, длинно заостренными зубцами; опущенная множеством железок. Венчик сине-фиолетовый, реже светло-розовый, в два с половиной раза длиннее чашечки, слабо курчаво опушенный, двугубый, длиной 18-22 мм, верхняя губа его прямая, слабо выемчатая, нижняя длиннее верхней, с двумя боковыми эллиптическими отогнутыми лопастями и более длинной, широко обратнояйцевидной, выемчатой, выпуклой, свешивающейся средней лопастью. Тычинок две, скрытые под верхней губой, тычиночные нити прикреплены к связнику, ближе к передним, несколько редуцированным фертильным, скрепленным между собой гнездам пыльников, задние гнезда

пыльников почти равны по длине заднему колену связника. Задние тычинки в виде коротких, расширенных на верхушке стаминодиев; столбик немного выставляется из венчика, рыльце с двумя неравными лопастями, пестик с 2-раздельным столбиком и 4-гнездной завязью. Плод состоит из четырех темно-бурых, иногда черных, гладких почти шаровидных орешков, в диаметре 2,5мм. Масса 1000 семян (орешков) составляет 6-8 г (Победимова, 1954; Дорошева, Анищенко, 2002).

Шалфей лекарственный в южной полосе России цветет в конце июня -в июле. Мощный, деревянисто-ветвистый корень проникает в почву до 2 м. Ежегодно нижняя часть однолетнего прироста одревесневает и сохраняется в последующие годы (Тахтаджян, 1981, Ефремов, Шретер, 1996, Путырский, Прохоров, 2000г).

1.2 Биологические особенности шалфея лекарственного

Род Salvia в целом характеризуется приуроченностью к открытым местам обитания, подобная экологическая приуроченность позволяет охарактеризовать шалфеи как светолюбивые растения (Вандышева, 1983; Харина, Буркина, 2001).

Шалфеи - достаточно теплолюбивые растения. Большинство из них, исходя из требовательности к теплу, можно отнести к группам мега- и мезотермов (Перепичко, 1995). В отношении влажности воздуха и почвы для шалфеев характерна достаточно широкая экологическая амплитуда (Байкова, 2006). В тропической, субтропической и теплоумеренной климатических зонах большинство шалфеев приурочено к районам с достаточно высоким уровнем увлажнения. Однако почти все виды растут в условиях с более или менее выраженным засушливым периодом (Рыбак и др., 1993; Аутко, Рупасова, 2003; Байкова, 2006).

В естественных условиях шалфей лекарственный произрастает в теплых и достаточно сухих горных местностях, поэтому он нуждается в теплом и сухом климате, а для получения высоких урожаев требует хорошей обеспеченности почвенной влагой, но в то же время, не выносит избытка ее (Байкова, 2006). Шалфей хорошо переносит засуху, благодаря густому опущению и глубокой корневой системе. Однако при недостатке почвенной влаги он резко снижает урожай листьев или более влажные годы он дает более высокий урожай листа (Мустяце, 1988; Рибак, 1994; Савчук, 1977).

Опыт возделывания шалфея показал, что в районах с неустойчивой и сравнительно холодной зимой шалфей проявляет слабую зимостойкость (Бондаренко и др., 1976).

Шалфей лекарственный - сравнительно холодостойкое растение, но тем не менее в средней полосе России часто страдает и погибает от морозов в 25-39°С (Аутко, Рупасова, 2003, Черных, 2004). При удовлетворительном снежном покрове, он неплохо зимует в Московской области. С возрастом растений их зимостойкость пропадает (Бондаренко и др., 1976).

В условиях аридного климата Чуйской долины шалфей ведёт себя как морозоустойчивое и жароустойчивое растение. На протяжении 16 лет наблюдений не наблюдалось его подмерзания (Вандышева, 1983).

К почвам шалфей лекарственный не требователен, хорошо произрастает на сухих, эродированных, известковых, мергелистых почвах, на склонах (Бодруг, 1988; Байкова, 1997; Земсков и др., 2007).

1.3Ареал рода шалфей

Ареал рода Salvia чрезвычайно широк, охватывает тропические, субтропические и умеренные области Старого и Нового Света (Байкова, 1996).

В суббореальной зоне встречается не более десятка видов Salvia, однако их ареалы имеют большую протяженность в широтном направлении.

Анализ таксономического своеобразия в отдельных частях ареала стал основой выделения рядом авторов нескольких самостоятельных центров развития рода. A.M. Махмедов (1984) сделал вывод о наличии Центральноамериканско - Сонорского и Андо-Бразильского центров в Новом Свете, Восточносредиземноморско - Переднеазиатского, Восточноазиатского и Горно - Среднеазиатского в Старом Свете. С. Epling (1939), в обзоре подрода Calosphace указывает для него три центра разнообразия: Центральноамериканский, Андийский и Бразильский.

Родиной шалфея лекарственного считается Малая Азия, откуда он распространился по Балканскому полуострову и Средиземноморью (Пищальникова, 1940; Флора СССР, 1954). На территории России в диком виде не встречается. Культивируется как лекарственное растение очень широко в Европейских странах (Черногория, Франция, Украина, Молдова, Российская Федерация),