Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эколого-биологические особенности и эфирномасличность видов рода THYMUS L. на южном берегу Крыма

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Эколого-биологические особенности и эфирномасличность видов рода THYMUS L. на южном берегу Крыма"

УКРАИНСКАЯ АКАДЕМИЯ АГРАРНЫХ НАУК ЭСУДАРСТВЕННЫЙ НИКИТСКИЙ БОТАНИЧЕСКИЙ САД

'ДАРСТВЕННЬЦ

ц I» «»

КОРСАКОВА СВЕТЛАНА ПАВЛОВНА "V %

УДК 633.812:665.527.64 (477.75)

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ЭФИРНОМАСЛИЧНОСТЬ ВИДОВ РОДА ТНУМШ Ъ. НА ЮЖНОМ БЕРЕГУ КРЫМА

03.00.05 - ботаника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ялта - 1998

Диссертация является рукописью

Работа выполнена в Государственном Никитском бот ническом саду в отделе новых технических и лекарственш культур и агрометеорологической станции «Никитский сад>:

Научный руководитель:

доктор биологических наук Работягов Валер Дмитриевич, ГНБС, зав.отделом новых техн ческих и лекарственных культур.

Официальные оппоненты:

- доктор биологических наук Корженевсю Владислав Вячеславович, ГНБС, зав.отделс флоры и растительности;

- кандидат биологических наук Ена Андр< Васильевич, Крымский Государственнь Аграрный Университет, доцент кафедр физиологии растений и микробиологии.

Ведущее учреждение - Институт эфирно масличных лекарственных растений УААН, г. Симферополь.

Защита состоится « 1998 г. в чг

на заседании специализированного ученого совета 53.369.01 по защите диссертаций на соискание ученой степ ни кандидата биологических наук при Никитском ботаническс саде по адресу: 334267, Украина, Крым, г.Ялта, Государстве ный Никитский ботанический сад.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГНБ

Автореферат разослан « -Д- » Д^У/а \ 1998 г.

/

Ученый секретарь

специализированного ученого совета ' , кандидат биологических наук С.Е.Садогурш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. При разработке лекарственных дств и препаратов из растительного сырья создание сырь-Pi базы для медицинской промышленности приобретает бое значение. Важное место в этой проблеме занимает ск, всестороннее изучение и введение в культуру новых арственных растений. Одним из перспективных для ользования в медицине, является род чабрец (Thymus L.) емейства яснотковые (Lamiaceae). В связи с тем, что сырье ьянов для фармакопеи заготавливается, как правило, из орастущих растений и часто не отвечает основным ндартам,введение в культуру чабреца имеет большое ктическое значение.

ультура чабреца в больших масштабах позволит расширить можности его использования. Анализ литературных эчников показал, что полного комплексного исследования ов тимьяна до сих пор не проводилось. Чрезвычайно жичено также количество отдельных оригинальных работ его биологии и особенно биохимии. Большая часть ющейся литературы по рассматриваемой нами группе гений носит общий обзорный характер. Не изученной яется также проблема биологической продуктивности, тому создание более урожайных сортов и гибридов эеца с максимальным количеством биологически активных синений в сырье остается нерешенной и весьма актуальной Злемой.

ешению поставленной задачи в значительной мере :обствует использование перспективных методов создания >дного материала, совершенных критериев его оценки и ¡зективных способов отбора высокопродуктивных »типов, основанных на глубоком и всестороннем изучении аукционного процесса и факторов среды, определяющих ¡ень накопления эфирного масла.

вязь работы с научными программами, планами, ами. Исследования выполнены по тематическому плану 'дарственного Никитского ботанического сада с 1995 по 5 гг. по проблеме 02 «Привлечь, изучить и выделить перс-ивные для внедрения в производство виды эфирномас-

личных, лекарственных, пряноароматических и красильш растений, усовершенствовать методы селекции и создать выс копродуктивные сорта» и планом аспирантской подготовки.

Цель исследования - поиск и выделение перспективж видов и форм путем сравнительного изучения биоморфог гических, химических особенностей и утилитарных признак 12 видов чабреца в зависимости от экологических факторо

В задачу исследования входило:

-изучить особенности роста и развития интродуцированн! видов чабреца и дать краткую ботаническую характернее этих видов в новых условиях выращивания (Южный бер Крыма), оценить экотипы по комплексу морфобиологическ показателей, выделить перспективные и рекомендовать их д введения в культуру;

- установить компонентный состав эфирного масла видов чабреца, динамику его накопления в онтогенез определить количественную зависимость основж компонентов и массовой долиэфирного масла экологических условий в период цветения;

- выявить основные структурные элементы продуктивное чабреца и составить ее математическую модель;

- обобщить многолетние агрометеорологические данные период вегетации чабреца и на их основе определи количественные показатели требований чабреца к услови! внешней среды и дать оценку их влияния на продуктивное изучаемых растений.

Научная новизна полученных результатов. Изучена ci пень адаптации растений чабреца к новым условиям и сдела краткое ботаническое описание интродуцентов в культуре! Южном берегу Крыма.

Исследован онтогенез ценопопуляций, определе! внутривидовая изменчивость анатомо-морфологичес^ хозяйственно-ценных и биохимических признаков.

Впервые определено число хромосом у Thymi camphoratus Hoffm. et Link и T.richardii Pers. Subsp. nitid (Guss), синтезированных полиплоидов и межвидовь гибридов.

Определен химический состав эфирных масел 12 виде включающих 15 экотипов чабреца, причем для вось.ми вид« 4

впервые; изучена динамика накопления эфирного масла и го основных компонентов в онтогенезе; на основании эавнительного изучения компонентного состава эфирного асла чабреца камфорного и эвкалипта выявлено их сходст-э по химическому составу и показана перспективность введе-ая в культуру чабреца камфорного как эфирномасличного астения.

Впервые разработана модель продуктивности чабреца, снованная на реакции генотипа чабреца на экологические :ловия, определены составляющие признаки продуктивности доли влияния генотипа и экологических факторов. Впервые дана детальная характеристика требований чаб-эца к основным факгорам среды выращивания, определены математически обоснованы количественные показатели тгимальных и критических условий формирования урожая и лосинтеза эфирного масла. Установлены закономерности зменчивости количества и качества эфирных масел. На основании комплексных исследований выделены гтыре перспективных для введения в культуру высокопро-^ктивных. вида чабреца (ч.камфорный, ч.обыкновенный, блошиный и ч.ложноприземистый). Практическая значимость. Созданая математическая мо-эль продуктивности чабреца, показывающая зависимость зизнака продуктивности от генотипа и факторов среды, эзволяет прогнозировать продуктивность растений в шисимости от температуры воздуха и суммы осадков, что, в юю очередь, способствует повышению эффективности секционного процесса.

Обоснована перспективность введения в культуру чабреца (мфорного как эфирномасличного и лекарственного растения высказано предложение выращивания его на юге Украины. Выделенные высокопродуктивные виды чабреца -обыкновенный, ч.блошиный и ч.ложноприземистый - явля-гся новыми перспективными лекарственными культурами и згут использоваться в качестве источников ряда фенольных единений для фармацевтической промышленности. Требования культуры чабреца к среде произрастания слу-гг для оценки агроэкологического фона полевых опытов, ловий и результатов выращивания сырья в производстве.

Разработаны приемы первичной агротехники выращивани! чабреца.

Личный вклад в получение результатов исследование заключается в самостоятельной разработке и выполнена научно-исследовательской программы, обработке и анализ( экспериментальных данных (1995-1998 гг.); в критическо1\ анализе, систематизации и обработке первичных данны; фенологических наблюдений отдела Новых технических i лекарственных культур Государственного Никитског< ботанического сада в комплексе с многолетними данньш агрометеостанции «Никитский сад» за период 1980-1994 гг. создании базы данных, подготовке статей, рекомендаций i внедрении в производство.

Совместно с научным руководителем выполнены: выбо|: объектов и методик исследования, разработка и структуре диссертационной работы.

Отбор и подбор материалов в сборах лекарственных Tpas для детей, пострадавших в результате Чернобыльское^ катастрофы; определение антимикробной активности эфирны) масел чабреца проводили совместно с Украинским ИШ детской курортологии и физиотерапии, Первомайскиг, районным территориальным медицинским объединением (ПРТМО) (доля личного участия -10 %).

Апробация результатов. Материалы исследований быле-доложены на заседаниях отдела новых технических v лекарственных культур, ученого совета ГНБС (1995-1998 гг.) на научно-практической конференции молодых ученых «Проблемы дендрологии, цветоводства, плодоводства» (Ялта ,1996 1997); 6 Междунар. научно-практической конференции «Нетрадиционное растениеводство, экология и здоровье» (Алушта 1997); 4 МЬк. конференцп з медично1 ботанки (Киев, 1997) научно-практической конференции к 110-летик: грязелечебницы «Мойнаки» (Евпатория.1997), нг международных курсах по моделированию «Crop Weathei Modelling» в Израиле (1998 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе: три - в сборниках научных работ, семь - в материалах конференций, один информационный листок и методические рекомендации. 6

Структура лмсссртации. Диссертация состоит из введе-1Я, семи раздопов, выводов и рекомендаций производству, »ложена на 226 страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц, 45 рисунков и 18 приложений. В списке использо-1нных источников приведено 217 наименований, в том числе, I зарубежных.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

СОДЕР>!(АНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИХ ПРОВЕДЕНИЯ

Исследования проводились в 1995-1998 гг. в отделе Новых ¡хнических и лекарственных культур Государственного скитского ботанического сада (ГНБС) и агрометеорологи-!Ской станции Никитский сад, расположенной в непосредст-¡нной близости от опытного участка. При анализе основных аз развития использовались многолетние данные по фено-!гии в комплексе с многолетними данными агрометеостанции житский сад. Особую благодарность за предложения по учшению работы и ценные замечания по содержанию ¡ссертации автор выражает начальнику агрометеостанции житский сад, кандидату геогр. наук Фурса Д.И..Обработку данных микроклиматических и агрометеорологических блюдений проводили по методикам Л.С.Кельчевской (1971), И.Синициной (1973).

При описании жизненных форм, особенностей побегообра-вания у разных видов чабреца использовали работы |.А.Федорова (1962), И.Г.Серебрякова и Т.И.Серебряковой ?69), В.Н.Голубева (1968, 1973), Яласа (J.Jalas, 1972), В.Клокова (1973), Ю Л.Меницкого (1978),Е.Е.Гогиной (1990). Фенологические наблюдения проводили по общепринятой тодике И.И.Бейдеман (1974) с некоторыми изменениями и полнениями применительно к культуре, изучение ологических особенностей цветения - по методике -{.Пономарева (1960).

Статистическая обработка полученных результатов эведена методами корреляционного, регрессионного и гхфакторного дисперсионного анализов на ЭВМ Pentium 3 ММХ (Доспехов, 1968; Мауринь, Лиепа, 1971; Зайцев,

7

1973; Афифи, 1982; Бороевич, 1984; Смиряев, Гохман, 19 Дюк, 1997).

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЧАБРЕЦА НА ЮЖНС

БЕРЕГУ КРЫМА

Комплексное изучение эколого-биологическихособ ностей видов чабреца в новых условиях выращивания п волило установить, что интродуценты проходят полный Ц1 развития (от начала вегетации до созревания семян) в средь за 88-121 дней. Результаты исследований отображены г помощи совмещенного феноспектра (рис. 1). В зависимо! от продолжительности фаз онтогенеза и сроков цветения, t изученные виды разделены на четыре феногруппы: раноц тущие, среднецветущие, поздноцветущие и отдельно в четв' тую фуппу выделен чабрец камфорный, отличающийся бот поздними сроками цветения и созревания семян. Анализ д; ных показал, что начало цветения у наиболее раноцветуи видов наблюдается в первых числах мая, при повышен среднесуточной температуры воздуха до 12-13°С (T.richa ssp. nitidus, T.caucasicus). Позднее, во второй декаде м когда воздух прогревается до 16°С и выше, зацвета Т.vulgaris, T.striatus, T.mastichina, T.transcaucasici T.Kotschyanus, T.serpyllum, T.comosus, T.pulegioides. В кон-мая - начале июня при среднесуточной температуре возд^ 19-20 °С начинается раскрытие первых цветков у T.nite T.camphoratus. Суточный ритм распускания цветков тимьян имеет один максимум - в девять-десять часов утра. Оптима] ными условиями являются температура воздуха 19-20°С относительная влажность 55-65 %.

Массовое цветение раноцветущих видов наступает г накоплении сумм активных температур воздуха выше £ около 708°С, среднецветущих-871№С, поздноцветущих - S РС и чабреца камфорного - 1233 "С. Возобновление вегетаи у всех исследуемых видов наступает при повышен среднесуточной температуры воздуха до 5е Физиологический минимум фазы бутонизации для чабре обыкновенного составил 10,5°С, а для чабреца камфорног 11,8°С. Нижний предел для начала цветения этих вид соответственно составил 14,9?С и 16,8°С: Проведенн! 8

60, 30

40

20

80 60 40 20

/

-ЧГ-

I

\ /V/

\ / \ л / '

!

5еЕрги Карт АЕрзяь На! Егнь Еша Август Самлйр! Огтябр! Еолбр Дзк^р

. ' 1 1 ' • ' I '__!_I I I 1

Рис. 1. Динамика гидротермического режима и сезонные изменения в развитии чабреца на Южном берегу Крыма - Н - количество осадков;- Г - средняя за декаду температура воздуха; — Г- средняя за декаду относительная влажность; ---\¥.;1 - запасы продуктивной влаги, % при НВ;----нижний

предел оптимального увлажнения; виды чабреца: 1 - раноцве-тущие, 2 - среднецветущие, 3 - поздноцветущие, 4 - чабрец камфорный;

- период относительного покоя,[

весенее

отрастание, ЕЙИ- бутонизация,ШД - начало цветения,] - массовое цветение, - конец цветения, созревание

семян,'

летне-осенне отрастание

исследования подтверждают биологическую потребность чабреца камфорного в более высоких уровнях температур, необходимых для нормального развития и наступления фаз бутонизации и цветения, что необходимо учитывать при районировании этого вида. Данные средних многолетних сумм активных температур воздуха выше 5 С могут быть использованы при составлении прогноза наступления основных фаз развития чабреца.

Для выявления критических периодов потребности чабреца к влаге был использован метод регрессионного анализа, на основании которого получено уравнение связи:

У = 0,35 +0,007X1 +0,005X2, (1)

где У - урожай сырья с 1 м2 ; Х1 - сумма осадков за июль и август (мм); Х2 - сумма осадков за май (мм) с коэффициентом корреляции (К = 0,830±0,080) и установлено два критических периода, ответственных за формирование урожая сырья: летнее отрастание побегов второй генерации в июле-августе и период интенсивного роста весной в мае.

БИОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭФИРНОГО МАСЛА ЧАБРЕЦОВ НА ЮЖНОМ БЕРЕГУ КРЫМА

Масло чабреца локализовано в восьмикпеточных, четырёх-, двух- и одноклеточных железках на всех органах растения: стеблях, листьях, венчике, чашечке, прицветниках. Преобладающее значение имеют крупные восьмиклеточные железки, представляющие собой восемь маслообразовательных клеток. Отличался обилием этих железокчабрец камфорный. Средний размер железок у большинства видов составлял 60-80 мкм. Наибольшее число железок обнаружено в межреберьях чашечки, наименьшее - на поверхности стебля. Существует тесная связь между массовой долей эфирного масла и количеством эфирномасличных железок в межреберьи чашечки и на поверхности листовой пластинки. Виды с большим числом железок характеризуются более высокой массовой долей эфирного масла. У видов с незначительным числом железок отмечено низкое содержание масла. Получен-

ные результаты хорошо согласуются сданными П.А.Нестеренко 1935) по розмарину и В.Д.Работягова (1983) по лаванде. Наибольшее количество масла синтезируется в соцветиях, несколько меньше его в листьях и практически нет в стеблях. / большинства изученных видов соцветия составляли боль-иую часть цветочного сырья. Отличались от других видов чаб-эец обыкновенный (53777) и чабрец ложноприземистый, у которых доля листьев составила 40-50%. Кроме того, в листьях ^бреца камфорного и чабреца ложноприземистого было этмечено довольно высокое содержание эфирного масла (45 % от сухого вещества), что представляет интерес для :елекции.

Массовая доля эфирного масла чабреца варьируете иироких пределах - от 0,4 % у чабреца ползучего до 10,1 % у ^бреца камфорного.

Корреляционный анализ не выявил связи между /рожайностыо и массовой долей эфирного масла (г = 0,01), -гго свидетельствует о независимом наследовании этих признаков и возможности получения генотипов, сочетающих высокую урожайность с высоким содержанием массовой доли эфирного масла. Однако, обнаружена прямая корреляционная связь между продуктивностью и массовой долей эфирного масла (г = 0,55), что позволяет вести отбор эастений на продуктивность по высокому содержанию эфирного масла у генотипов. Выделены четыре вида, 1редставляющих определенную ценность (табл. 1) -

камфорный, ч.ложноприземистый, ч.блошиный и ^обыкновенный (53777).

В результате биохимических исследований в эфирном иасле чабреца идентифицировано 25 компонентов. Домини-эующими являлись тимол, карвакрол, линалоол и 1,8-цинеол табл. 2). Установлено, что максимальный выход тимола отменен в начале цветения. В динамике содержания линалоола зыделены два максимума - в начале и в конце цветения. Максимальное количество 1,8-цинеола отмечено в фазе массового цветения. Определены физико-химические показатели эфирного масла 12 видов чабрецов в условиях Южного берега (рыма. При рассмотрении физических констант масла, Полуниных на разных стадиях онтогенеза наблюдалась общая за-

11

Таблица 1

Характеристика видов чабреца по основным утилитарным признакам (1995-1997 гг.)

Инт-роду-кцн- Ввд Происхождение Урожай сырья с 1 расте- Массовая доля эфирного масла, % от Продуктивность 1 рас- Содержание основного компонента

онвый ния, сыров абсолютно сухой тения, в эфирном

номер г массы г масле, %

14132 Т.-уи!яал5 Никнтсквн 200-680 0,25-0,41 0,66-2,06 0,5-2,8 Тииол 59,8

бот. сад

53777 Т.уп^зпб Германия 142-690 0,30-0,59 1,03-2,22 0,4^,1 Тимол до 80,0

16275 Т.-уи1§апБ Швейцария 98-300 0,20-0,64 0,57-2,82 0,2-1,9 Лнаалоол до 90,0

32589 Т.^йш Италия 180-540 0,34-1,25 1,03-4,03 0,6-6.8 Тииол до 74,0

32089 Т.ри1е(а(мс1;з Италия 230-870 0,36-0,90 1,09-3.18 0,8-7,8 Тимол до 73,0 1

33889 Т.гшепз Франция 200-380 0.42-0,76 1,24-2,17 0,8-2,9 Тииол 66,1 '

25889 Т.псЬагсШ

ЕЯр.1)М (1иЗ Чехия 90-110 0,88-1,24 3,00-6,20 0,8-1,4 Тимол 55,7

46389 Т.та$1[сЬшя Нидерланды 110-200 0,35-0,60 1,25-2.33 0,4-1,2 Карвякрол 59,3

16786 Т.(гапзсаи-

сазкия Грузия 30-84 0,45-1,00 0,83-3,13 0,1-0,8 Караакрол 62,5

66574 Т.К^ЕсЬуагшз Армения 200-400 0,34^0,54 1.03-1,76 0.7-2,2 Тимол 69,9

66974 Т.ко^сЬ/апиз Армения 160-244 0,48-0,60 1,35-2,12 0,8-и Тиыол 66,5

12786 Т.ктруПшп Швейцария 56-120 0,02-0,10 0,04-0,37 0,0-0,1 Твмол 28,3

16686 Т.СЕШсШ1сив Грузия 160-200 0,34-0,64 0,97-2,70 0,5-1,3 Лииалаол83,б

55377 Т.сапгрЬогаЬв Португалия 80-534 0,74-4,56 2,07-10,1 0,6-10, 1,8-Цннеол до 80,0

21989 Т.СОПЮ^ Румыния 200-350 0.38-0,98 1.27-2,97 0,8-3,4 Тимол 74,4

кономерность в изменении масла - повышение плотности и коэффициента рефракции от фазы бутонизации до созревания семян.

Исследуемые экотипы чабрецов сгруппированы по синтезу терпеноидов. Первая группа видов - тимол-карвакрольная, состоит их двух хемотипов: тимольного (синтезирует тимол в пределах от 48 до 80%) и карвакрольного (карвакрола до 63%). Вторая группа-линалоольная (линалоола от70 до 90%). И третья - цинеольная (количество 1,8-цинеола достигает 70-80%). Интересно отметить, что среди образцов чабреца обыкновенного обнаружены две хеморасы, синтезирующие тимол до 80% и линалоол до 90%, что свидетельствует о независимом наследовании этих признаков (терпеноидов) и возможности создания новых генотипов растений с заданным химическим составом.

Моделирование взаимодействия видов чабреца с эко-

Таблица 2

Содержание основных компонентов эфирного масла некоторых видов чабреуов фазе массового цветения

В '-¿и- н Д ы чзбр е ц а

Тликаш Т.ри- Т. Тл- Т.та- Т.1Г2П- ТМ Т.вег- Т.са- Т.са- Т.со-

впоненты па- Н- ш- сЬаг- ЙЬ всшса сЬуап ру1- иса- шрЬо то-

1 2 3 (из оМев 1епз ¿и сЬта из 1шп Бгсиа гаЬи ка

■Пнвен 0,7 0,9 0,4 0,7 1,0 1,2 0,7 зд 0,7 0,3 0,2

ифен 0,4 0,1 0,3 0,6 0,2 0,9 0,3 0,7 ОД 0,3

Пвнен ОД 0,2 од 0,3 0,2 0,2 0,2 0,4 1,0

¡бннен ОД од од М ОД 0,2 0,1 1Д 0,9 2,0

ирцен ОД ОД 0,1 ОД ОД 0,9 0,5 0,5

-Тфпннен 1 1.2 ОД 0,8 и и 1,6 0,8 2,5 0,8 0,3

шонен 0,3 0,3 0,2 ОД 0,2 0,3 0,5 0,5

З-Цинеол 0,3 0,4 0,1 1,0 1,6 1,3 Ц 1,0 1,6 1,0 У 73,5 1.2

Герпннеа 8,4 9,9 1,1 7,7 11,1 6,8 14,4 6,2 9,4 7,6 1,8 0,3 2,1

Цнмол - 13,9 12,5 0,8 11,6 19,8 V 9,0 4,6 4,2 5,0 5,6 0,2 0,7 6Д

шфора 1,3 0,8 од М ОД о,з 1,0

1ЯЭЛООЛ 1,8 1.9 76,0 2,9 ЗД Ц 2Д Ц 0.7 3,0 4Д 83,6 3,6 3,2

фнофнллен 1,9 2Д 0.9 ЗД 0,7 1,3 1,0 1,0 1,0 12,9 1,2 0,2

фПвн.-4-ол 0.3 Ц 0,6 1,0 1,6 0,5 1,2 0,3 1,4 и

■Терпааеол 0,2 0,6 6,4

р веол 0,6 V 1,2 1,8 0.5 1,4 0,2 1,8 4,8 0,6 0,7

шол 59,8 59,1 16,7 58,2 48,0 66Д 55,7 16,2 2,2 69,9 28,3 11,8 1,3 74.4

ракрол 3,1 V 0,9 Ц 1,8 V 1,7 59,3 62,5 3,1 1,1 0,2 4,4

югическими факторами. Известно, что между видами и окру-сающей средой постоянно происходит взаимодействие. 1еличина признака (фенотипа) зависит от двух факторов: нас-1едственного, обусловленного генотипом и ненаследствен-;ого, обусловленного средой.

Для комплексной оценки фенотипа с целью выделения ерспективных видов, наиболее устойчивых к воздействию кологических факторов, была разработана модель продук-ивности чабреца (табл. 3). Выявлено, что массовая доля фирного масла на 79% обусловлена генотипом. В течение егетации от фазы бутонизации к созреванию семян

13

Таблица 3

Модель дисперсионного анализа видов рода чабрец

Источнпе изменчивости Степень свободы Средний квадрат Ожидаемое значение среднего квадрата

Повторностн (И) г-1

Годы (в) 8-1 М1

Фазы(Р) £1 М2 .

Виды (V) У-1 мз

в-Р М4 ' б^+г^Ы+гуЗ2^

У-в (У-1)(5-1) М5 32'+т52УкГ+т£5гУя

У-Б (у-1ХМ) Мб 63е+г52У8ГН-яБ2уГ

У-в-Р М7

Ошибки (У-Я) М8 52*

наблюдалось постепенное снижение синтеза эфирного масле В отличие от массовой доли эфирного масла, н; продуктивность чабреца оказывают влияние как генотип, та и экологические факторы. Показано, что доля влияни: генотипа составила 53%, а экологических факторов - 33 % Наибольшая продуктивность растений чабреца наблюдаете в период цветения. Дисперсионный анализ подтверди; перспективность четырех выделенных видов: ч.камфорногс ч.ложноприземистого, ч.блошиного и ч.обыкновенного (53777] Выделенные образцы размножены черенкованием, включень в селекционный процесс, создан маточник. Анали эфирномасличности в основные фазы развития за 1995-199' годы показал, что оптимальные условия для синтеза эфирноп масла чабреца характеризуются средней температурой воздуха 17-19"С и количеством осадков, не превышающем 5 10 мм за межфазный период.

ЧАБРЕЦ КАМФОРНЫЙ -НОВОЕ ПЕРСПЕКТИВНОЕ ЭФИРНОМАСЛИЧНОЕ И ЛЕКАРСТВЕННОЕ РАСТЕНИЕ

Из изучаемых видов наибольший интерес как эфирномас личное и лекарственное растение вызывает чабрец камфор ный, интродуцированный из Португалии. Изучение анатомии биологии и биохимии популяции чабреца камфорного позво лило выявить значительные различия не только по средни1\<

Таблица 4

Характеристика основных хозяйственно-ценных признаков выделенных сортообразцов чабреца камфорного

Номер сорто-образца Урожай сырья, п/га Массопа я доля ифпрног о мпсла, % от Сбор ЭМ (в пересчете), кг/га Содержалие основных комиопентов, %

сыро Л массы абсолют но сухой массы 1,8-ци-неол ляпало о л а-терпннеол

5/41-5 72 2,28 7,48 163,9 74,1 2,1 6,0

5/56-4 43 2,28 6,16 98,3 75,0 2,3 5,1

2/5-6 39 1,25 6,25 87,2 74,0 2,6 8,3

5/29-1 48 2,28 5,18 110,4 74,4 2,9

показателям эфирномасличности, но и по другим утилитарным признакам. Выделены перспективные формы с высоким удержанием эфирного масла, рекомендуемые для введения чх в культуру на юге Украины (табл. 4).

Определены основные признаки продуктивности чаб-эеца камфорного -число железок, количество цветков, масса 1 диаметр центрального соцветия. Это позволяет осуществить оправленный подбор родительских пар для скрещивания и создавать новые сорта чабреца, имеющие широкую енетическую приспособляемость и сочетающие высокую >фирномасличность с максимальным содержанием ценных ;омпонентов. Изучение химического состава эфирного масла «абреца камфорного показало его сходство с маслом »вкалипта. В отличие от последнего, в эфирном маслечабреца ;амфорного отсутствует а-фелландрен, вызывающий побоч-1ые аллергические реакции.

КРАТКАЯ БОТАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВЕНАДЦАТИ ВИДОВ ЧАБРЕЦА

На основании комплексного исследования дано краткое »писание анатомо-морфологических, биологических и цитоге-ютических особенностей 12 видов чабреца из различных тран мира в условиях Южного берега Крыма. Определены рганолептические и физико-химические показатели эфир-!ых масел интродуцентов (цвет, запах, растворимость, плот-

15

ность, коэффициент рефракции, массовая доля). Деталь изучен и приведен компонентный состав их масел. Для каждс вида определено соматическое число хромосом, д T.camphoratus Hoffm. et Link и T.richardii Pers.Subsp. nitidu впервые.

ВЫВОДЫ

1. Расширена коллекция видов рода Thymus L.: интроду!. рованы шесть новых видов чабреца (T.argaeus Boiss et Bi T.longicaulis C.PresI, T.capitellatus Hoffm. et Link, T.zygis Lc ex L. ssp.sylvestris, T.pannonicus All.,T.citriodorus Peri созданы межвидовые гибриды и полиплоидные формы. Вы* Лены широкие возможности формообразовательного nf цесса анатомо-морфологических и физиолого-биохимичесн признаков и свойств. Доказана перспективность использое ния полученных форм в качестве нового исходного материа для интродукции и селекции.

2. Выявлены два критических периода в потребности чг реца к влаге, ответственных за формирование урожая сыр| летнее отрастание побегов второй генерации (июль-август период интенсивного роста весной (май). При отсутствии 3i-чительных осадков (более 10мм) в эти периоды, для повыи ния урожая цветочного сырья чабреца, необходимо проводи вегетационные поливы нормой, обспечивающей увлажнен почвы не ниже 70-80% НВ (наименьшей влагоемкости).

3. Возобновление вегетации у всех исследованных вид наступает при повышении среднесуточной температу| воздуха до 4,5 С. Физиологический минимум температур д фазы бутонизации Т.vulgaris составил 10,5°С, T.camphoratu 11,8°С; для начала цветения соответственно составил 14,9 и 16,8°С. Массовое цветение раноцветущих видов наступа при накоплении сумм активных температур воздуха вьи 5°С около 708°С, среднецветущих - 871°С , поздноцветущи 966°С и чабреца камфорного - 1233°С. Это необходш учитывать при составлении прогноза цветения районировании чабреца.

4. Определены оптимальные значения метеоэлементс необходимых для интенсивного цветения и биосинтеза эфи ного масла чабреца. Максимальное количество распустивши 16

ся цветков наблюдалось при температуре воздуха 19-20?С и относительной влажности 55-65 %, Наибольшие значения массовой доли эфирного масла отмечены при средней температуре воздуха 17-19;С и количестве осадков, не превышающем 5-10 мм за межфазный период. 5. Разработана модель продуктивности чабреца: Х = \/ + т + ( + \/Ч:+д+\/д+(д+ \Яд + е,

генетический эффект взаимодейст- эффект этологи- ^^

ческих

эффект - вие вид- случайных

фвдфсв сРеда пРтт которая позволяет определить механизм накопления эфирного масла и взаимосвязь системы продуктивности и ее элементов с гидротермическими факторами. На продуктивность чабреца влияют как генотип (52,9%), так и факторы среды (32,7%). В отличие от продуктивности, массовая доля эфирного масла В наибольшей мере обусловлена генотипом (79,2%).

6. Продуктивность чабреца камфорного коррелирует с числом железок, количеством цветков, массой и диаметром центрального соцветия, что позволяет осуществлять направленный подбор родительских пар для скрещивания и создавать новые высокопродуктивные сорта чабреца, имеющие широкую приспособляемость и сочетающие высокую эфирномаслич-ность с максимальным содержанием ценных компонентов.

7. Исследование биосинтеза основных компонентов показало, что накопление тимола и линалоола в эфирном масле чабреца в значительной степени зависит от фазы развития и условий погоды. Максимальный синтез тимола у тимольной группы (Т.vulgaris, T.pulegioides, T.striatus) отмечался в начале цветения. Динамика содержания линалоола у линалоольной группы (T.vulgaris (16275)) имела два максимума-в начале и в конце цветения. Максимальное количество 1,8-цинеола у цинеольной группы (T.camphoratus) отмечено в фазе массового цветения. Влияние условий погоды на содержание основных компонентов в эфирном масле чабреца подтверждается их корреляционными связями.

8. Изучение популяции чабреца камфорного обнаружило наличие двух биотипов: обоеполого и с недоразвитой мужской сферой (ЦМС). Растения с ЦМС обладают повышенной эфир-номасличностью и продуктивностью, что представляет большой научный и практический интерес.

9. Сравнительное изучение компонентного состава эфирного масла чабреца камфорного и эвкалипта показало сходство основных терпеновых соединений исследуемых масел. В отличие от масла эвкалипта, в эфирном масле чабреца камфорного а-фелландрен не обнаружен, что позволяет рекомендовать его для возделывания на юге Украины как нового ценного лекарственного и эфирномасличного растения.

10. Результаты исследования влияния экологических факторов на развитие чабреца показали целесообразность культивирования чабреца с целью получения биомассы в масштабах, обеспечивающих потребность фармацевтической промышленности в сырье, что позволяет ставить вопрос о внедрении на юге Украины выделенных видов растений: ч.камфорного, ч.блошиного, ч.ложноприземистого и ч.обыкновенного.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для посева использовать свежесобранные семена чабреца или со сроком хранения не более двух-трех лет. Посев семян в полевых условиях лучше всего производить в первой декаде мая с глубиной заделки 0,5 - 1,0 см или поверхностным способом. Для отбора и оценки посевного материала рода Thymus L. использовать уравнение регрессии \N= -49,1 +169,5 Ру , где W - всхожесть, Ру - плотность.

2. При определении сроков проведения агротехнических приемов возделывания следует учитывать, что весеннее возобновление вегетации чабреца начинается при устойчивом переходе среднесуточной температуры воздуха через 5°С.

3. Сбор лекарственного сырья необходимо проводить при сухой погоде в период массового цветения. Уборку чабреца обыкновенного, ложноприземистого и блошиного следует начинать при накоплении активных температур воздуха выше 5°С около 900°С, чабреца камфорного - 1250°С.

4. При планировании селекционно-генетических работ необходимо исходить из того, что суточный ритм распускания цветков тимьянов имеет один максимум в девять-десять часов утра. Подбор родительских пар для скрещивания следует осуществлять с учетом наследования основных признаков продуктивности и биологических особенностей (растения с недоразвитой 18

1ужской сферой (ЦМС) обладают повышенной эфирномас-1ИЧНостыо и продуктивностью).

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Корсакова С.П. Влияние экологических факторов на био-югаю цветения чабреца II Бюлл. Гос. Никитск. бот. сада. -1997. Вып. 78. - С. 50-54.

2. Корсакова С.П. Особенности онтогенеза чабреца камфор-юго в условиях Южного берега Крыма //Бюлл. Гос. Никитск. ют. сада. -1997. -Вып.78.-С. 55-57.

3. Работягов В.Д., Хлыпенко Л.А., Корсакова С.П. Чабрец амфорный - перспективное эфиромасличное и лекарствен-юе растение //Особенности акклиматизации многолетних инт-юдуцентов, накапливающих биологически активные вещества. Краснодар: КГАУ каф. общ. биол. и экол. -1995. - С. 197-199.

4. Корсакова С.П., Работягов В.Д. Новые перспективные юкарственные растения: Информ. листок. - Симферополь: [рымЦНТЭИ, 1998. -N2-98.-4 0.

5. Методические рекомендации по возделыванию и пере-(аботке чабреца камфорного / Работягов В.Д., Фурса Д.И., [орсаковаС.П. -Ялта, 1997.-15с.

6. Корсакова С. П., Работягов В.Д., Фурса Д.И., Виноградов Б А 1зучение компонентного состава эфирного масла некоторых идов чабреца, интродуцированных в ГНБСII Матер. IV Меж-1унар. Конференции «Проблемы дендрологии, цветоводст-¡а, плодоводства, виноградарства и виноделия». - Том 1. -]лта, 1996. -С. 90-93.

7. Корсакова С.П., Работягов В.Д., Фурса Д.И., Хлыпенко Л.А. Ьучение биологии прорастания семян рода Чабрец при интро-[укции на Южном берегу Крыма // Матер. 1У Междунар. конфе-|енции «Проблемыдендрологии, цветоводства, плодоводства, иноградарства и виноделия». - Том 1. - Ялта, 1996. - С. 94-96.

8. Корсакова С.П. О влиянии погодных условий на накоп-¡ение эфирного масла у чабреца в период активной вегетации Матер. У Междунар. конференции «Проблемы дендрологии, ветоводства, плодоводства». - Часть II, Цветоводство. - Ялта, 997.-С. 44-48.

9. Корсакова С.П., Работягов В.Д., ФурсаД.И. Интродукция новых видов рода Thymus L. II Матер. 6 Междунар. науч.-практич.конф. «Нетрадиционное растениеводство, экология и здоровье». - Симферополь. -1997, Гл. 6-8. - С. 558.

10. Корсакова С.П. Чабрец камфорный-перспективное лекарственное растение II Грязелечебница «Мойнаки»/ Тез. докл. научно-практич. конф. к 110-летию грязелечебницы «Мойнаки». - Евпатория, -сентябрь 1997.-С.75-76.

11. Корсакова С.П., Аксенов Ю.В., Работягов В.Д. Интродукция родов Thymus L. и Nepeta L. в условиях ЮБК II Матер, межд. сймп.»Методологические основы формирования, ведения и использования коллекций генетических ресурсов растений». - Харьков. -1996.-С. 175.

12. Работягов В.Д., Митрофанова О.В., Иванова H.H., Корсакова С.П. Получение межвидовых гибридов чабреца и их ускоренное размножение в условиях in vitro II Матер, междунар.науч.-практич. конф. «Переработка лекарственного сырья и производство фитопрепаратов для медицины и сельского хозяйства». -Алмааты: НИЦ БАСТАУ. -1996.-С. 76.

Корсакова С.П. Эколого-биологические особенности и эфирномасличность видов рода Thymus L. на Южном берегу Крыма. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.05 - ботаника. - Государственный Никитский ботанический сад УААН, Ялта, 1998.

Диссертация посвящена изучению эколого-биологических особенностей 12 видов рода Thymus L. в условиях Южного берега Крыма. Изучена биохимия и динамика накопления эфирного масла чабреца в онтогенезе. Разработана модель продуктивности чабреца. Изучены требования чабреца к основным факторам внешней среды. Определены и математически обоснованы количественные показатели оптимальных и критических условий формирования урожая цветочного сырья и биосинтеза эфирного масла. Выделено четыре вида чабреца, перспективных для внедрения в

производство: T.camphoratus Hoffm. et Link., T.pulegioides L., T.striatus Vahl., T.vulgaris L. Разработаны приемы первичной агротехники выращивания чабреца.

Ключевые слова: чабрец, биоморфология, экологические факторы, биосинтез, эфирное масло, продуктивность, модель.

Корсакова С.П. Еколого-бюлопчш особливосл i еффоо-тйнють видгё роду Thymus L. на Поденному 6epe3i Криму. -Рукопис.

Дисертащя на здобуття наукового ступеня кандидата эюлопчних наук за спец1альн1стю 03.00.05 - ботанжа, - Держав-ний ЬПютський ботан1чний сад УААН, Ялта, 1998.

Дисертащя присвячена вивченнга еколого-бюлопчних особ-пивостей 12 видю роду Thymus L. в умовах Г^вденного берега Криму. Вивчена 6ioxiM'm i динамжа накопичення еф1рноТ оли чебрецю в онтогенез!. Розроблена модель продуктивности чеб-рецю. Вивчеы вимоги чебрецю до основних факторш зов-нпшнього середовища. Визначет i математично обгрунтоваш кшьюсн! показники оптимальнихта критичнихумов формуван-ня урожаю штковоУ сировини i бюсинтезу еффно'Г олп. Видь пено чотири виду чебрецю, перспективних для впроваджень у зиробництво: Т. camphoratus Hoffm. et Link., Т. pulegioides L., Т. striatus Vahl., T. vulgaris L. Розроблен1 прийоми первинноТ агротехн1ки вирощування чебрецю. -

Ключов1 слова: чебрець, бюморфолопя, еколопчн! фактори, эюсинтез, еффна опт, продуктивность, модель.

Korsakova S.P. Ecology-biological peculiarities and essential oil of species of the genus Thymus L. on the Southern coast of the Crimea. - Manuscript.

Dissertation for the degree of candidate of biological sciences on the speciality 03.00.05 - botany. - The State Nikitsky Botanical Garden, Yalta, 1998.

The dissertation is devoted to the study of the ecology-biological peculiarities 12 species of the genus Thymus L. in conditions of the Southern coast of the Crimea. Biochemistiy

21

and dynamic of accumulation essential oil Thymus L. in ontogenesis is investigated. A model of productivity Thymus has been worked but. The requirements Thymus to major factors of external environment are investigated. Quantitative parameters of optimum and critical conditions in formation of a crop of flower raw and biosynthesis of essential oil have been determined and

mathematically reasoned. Four perspective species Thymus for introduction in manufacture are singled out: T.camphoratus Hoffm. et Link., T.pulegioides L., T.striatus Vahl., T.vulgaris L. The technology of primary agricultural metods of growing Thymus has been elaborated.

Key words: Thymus L., biomorphology, ecological factors, biosynthesis, essential oil, productivity, model.