Динамика содержания каннабиноидов в растениях конопли Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 633.522:581.19

ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ КАННАБИНОИДОВ В РАСТЕНИЯХ КОНОПЛИ

О. Н. Зеленина, канд. с.-х. наук; А. А. Смирнов, доктор с.-х. наук, профессор

ГНУ Пензенский НИИСХ Россельхозакадемии, т. (84161) 2-14-52, е-таИ: репгпИБ^о^таП. ги

Изучено содержание каннабиноидов в основные фазы развития среднерусской конопли. Показано, что преобладающим каннабиноидом сортов среднерусской конопли является КБД, его содержание в 3-100 раз выше, чем содержание ТГК и КБН. Содержание КБД и ТГК в листьях увеличивается на протяжении периода всходы - цветение и от нижнего яруса к верхнему. Максимальное содержание ТГК меньше законодательно допустимого значения 0,1 %.

Ключевые слова: конопля посевная, каннабиноиды, тетрагидроканнабинол, каннаби-диол, каннабинол.

Использование человеком растений конопли продолжается более 10 000 лет. Продукты переработки конопли широко используются в различных областях промышленности и сельского хозяйства. Препараты конопли применяют в лечебных целях [1].

С середины прошлого века в СССР появилась угроза использования посевной конопли как сырья для получения препаратов, вызывающих наркотический эффект. Было установлено, что основным психоактивным компонентом конопли является тетрагидроканнабинол (ТГК), относящийся к каннабиноидам - группе терпенофеноло-вых соединений - производных 2-замещён-ного 5-амилрезорцина. Наиболее часто в растениях конопли содержатся каннабиди-ол (КБД), каннабинол (КБН) и ТГК. Галлюциногенным действием обладает только ТГК. Каннабидиол и КБН сами психотропным действием не обладают, но способны вносить некоторые дополнения в эффект ТГК [2, 3]. Высказывается мнение, что КБД обладает седативным эффектом и является антагонистом ТГК [4].

Тетрагидроканнабинол и его изомеры включены в Список 1 «Наркотические средства и психотропные вещества, оборот которых на территории Российской Федерации запрещен» перечня наркотических средств и психотропных веществ, утвержденного Постановлением Правительства РФ от 30 июля 1998 г. № 681, а также Постановлением Правительства РФ от 8 июля 2006 г. № 421 «О внесении изменений в некоторые постановления Правительства РФ по вопросам, связанным с оборотом наркотических средств и психотропных веществ».

Деятельность, связанная с селекцией и культивированием конопли обыкновенной,

не подлежит лицензированию в Российской Федерации. Она регламентируется Федеральным законом № 149- ФЗ «О семеноводстве» и постановлением Правительства РФ от 20 июля 2007 г. № 460 «О запрете культивирования конкретных сортов конопли на территории Российской Федерации». Постановление законодательно закрепило, что в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, могут быть включены только сорта конопли, содержащие в сухой массе листьев и соцветий верхних частей растения не более 0,1 % ТГК, и запретило возделывание сортов конопли, не внесенных в Государственный реестр селекционных достижений.

В Государственный реестр селекционных достижений в 2010 г. включено 20 сортов и пять гибридов конопли. Их культивирование может осуществляться без лицензии, как юридическими лицами, так и индивидуальными предпринимателями. При этом субъективная сторона состава преступления, предусмотренного статьей 231 УК РФ (Незаконное культивирование запрещенных к возделыванию растений, содержащих наркотические вещества) отсутствует [5].

Мы изучили динамику накопления кан-набиноидов в основные фазы развития пяти сортов конопли.

Объектом исследований служили растения конопли сортов Диана, Антонио, Сур-ская, Ингреда, ЮСО-31 (среднерусский эко-тип), культивируемые в питомнике конкурсного сортоиспытания лаборатории конопли ГНУ Пензенского НИИСХ. Эти сорта включены в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию.

Таблица 1

Содержание каннабиноидов в вегетативных органах растений конопли в фазу первой пары листьев, %

Каннаби-ноид Анализируемая часть растения Сорт

Антонио Диана Ингреда ЮСО-31 Сурская

КБД Корни сл. сл. сл. сл. сл.

Стебли 0,12 0,08 0,12 0,10 0,10

Семядольные листья 0,04 0,01 0,05 0,05 0,05

Настоящие листья 0,30 0,29 0,29 0,28 0,28

Точка роста 0,50 0,47 0,48 0,47 0,45

ТГК Корни - - - - -

Стебли сл.* сл. сл. сл. 0,002

Семядольные листья сл. сл. сл. сл. 0,002

Настоящие листья сл. сл. сл. сл. сл.

Точка роста 0,01 0,01 0,01 0,01 0,001

КБН Корни 0,004 0,008 0,007 0,07 0,006

Стебли 0,01 0,01 0,02 0,01 0,01

Семядольные листья 0,04 0,01 0,04 0,03 0,01

Настоящие листья 0,08 0,06 0,07 0,06 0,05

Точка роста 0,07 0,03 0,06 0,07 0,05

*Следы

На анализ брали растения в фазы: 1, 6 и 9 пар листьев, бутонизации, цветения, созревания семян. Растения высушивали, отделяли корни, стебли, листья, точки роста. В фазы бутонизации, цветения и начала созревания семян на анализ брали верхнюю часть метелки (20 см) без стебля. Подготовку проб и экстракцию каннабиноидов проводили согласно Методическим указаниям по определению содержания тетра-гидроканнабинола в растениях конопли методом тонкослойной хроматографии [6]. Соотношение проба - экстрагент 1:10.

Определение количественного содержания каннабиноидов выполняли методом ГЖХ согласно методическим рекомендациям «Определение вида наркотических средств, получаемых из конопли и мака» [7]. Разделение каннабиноидов проводили на хроматографе «Кристалл 2000 М», на капиллярной колонке 2Б-1 (30 м * 0,25 мм * 0,25 мм, неподвижная фаза - 100 % диметилполи-силоксан) в специально подобранных нами условиях (газ-носитель - азот; температура инжектора - 280°С; температура детектора - 290С; температура термостата колонок - 200°С; программирование температур с 10 мин со скоростью 10°С/мин). Идентификацию пиков проводили по времени удерживания, расчёт количественного содержания - методом внутреннего стандарта. В качестве внутреннего стандарта использовали 0,5 %-ный раствор ме-тилстеарата в этаноле.

Исследования показали, что преобладающим каннабиноидом среднерусских сортов конопли посевной является КБД. Его

содержание было выше содержания ТГК и КБН во все фазы развития. Наличие следов КБД детектировано нами в корнях проростков. В семенах конопли каннабиноиды не выявлены.

В фазу первой пары листьев растения конопли содержат КБД в корнях (следы), стеблях (0,08...0,12 %), семядольных (0,01... 0,05 %) и настоящих (0,28.0,30 %) листьях. КБН также содержится в корнях (0,004. 0,008 %), в стеблях (0,01.0,02 %), семядольных (0,01.0,04 %) и настоящих (0,05. 0,08 %) листьях. Содержание ТГК в точке роста составило 0,01 % (табл. 1).

Каннабиноиды в растениях конопли распределены так же неравномерно и в фазе шести пар листьев. В стеблях и корнях обнаружены следы этих соединений. В листьях содержание КБД и ТГК увеличивается при передвижении от нижнего яруса к верхнему и достигает максимума в точке роста. По содержанию КБН подобная закономерность не выявлена. Наибольшее суммарное содержание каннабиноидов в точке роста отмечено у сорта Антонио, наименьшее - у сорта Сурская (табл. 2).

В фазе 9 пар листьев преобладающим каннабиноидом посевной конопли является КБД. В этой фазе его содержание в листьях было в 10-60 раз выше, чем содержание ТГК и КБН, оно увеличилось от нижнего яруса к верхнему более чем в 10 раз.

В посевной конопле сорта Сурская содержание КБД в точке роста было почти в 20 раз выше, чем в листьях нижнего яруса. Содержание ТГК в листьях увеличивалось при передвижении от девятого яруса к пер-

Нива Поволжья № 4 (17) ноябрь 2010 17

Таблица 2

Содержание каннабиноидов в вегетативных органах растений конопли в фазу шести пар листьев по сортам, %

Образец Каннабиноид

КБД ТГК КБН

ЮСО-31 Диана Ингреда Антонио Сурская ЮСО-31 Диана Ингреда Антонио Сурская ЮСО-31 Диана Ингреда Антонио Сурская

Корни сл.* сл. сл. сл. сл. сл. сл. сл. сл. сл. сл. сл. сл. сл. сл.

Стебли сл. сл. сл. сл. сл. сл. сл. сл. сл. сл. сл. сл. сл. сл. сл.

6 пара листьев* 0,10 0,15 0,13 0,13 0,13 сл. сл. сл. сл. сл. 0,03 0,03 0,04 0,03 0,03

5 пара листьев 0,28 0,25 0,24 0,23 0,23 сл. сл. сл. сл. сл. 0,02 0,03 0,03 0,02 0,02

4 пара листьев 0,39 0,38 0,35 0,34 0,35 сл. сл. сл. сл. сл. 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02

3 пара листьев 0,43 0,39 0,38 0,38 0,43 сл. сл. 0,01 0,01 сл. 0,03 0,02 0,02 0,02 0,03

2 пара листьев 0,55 0,60 0,64 0,66 0,60 0,01 сл. 0,01 0,02 0,01 0,04 0,03 0,03 0,03 0,04

1 пара листьев 0,60 0,73 0,65 0,70 0,62 0,02 0,01 0,02 0,03 0,01 0,06 0,04 0,03 0,04 0,04

Точка роста 0,66 0,76 0,68 0,78 0,63 0,03 0,03 0,02 0,04 0,02 0,06 0,04 0,04 0,06 0,05

НСР05 0,02 0,005 0,010

*нумерация от точки роста **следы

вому в три раза. В точке роста содержание ТГК было в шесть раз выше, чем в листьях нижнего яруса, и составляло 0,038 % (рис. 1).

Подобная закономерность наблюдалась и в более поздние фазы развития конопли. Следует подчеркнуть, что в отмирающих листьях нижних ярусов обнаруживаются только следы ТГК и КБН.

В верхушечной части растений конопли содержание каннабиноидов повышалось от фазы проростков до фазы цветения (рис. 2).

У конопли сорта Сурская от фазы проростков до фазы цветения содержание КБД увеличилось почти в три раза, содержание ТГК - в 5 раз, содержание КБН - 1,4 раза. Аналогичная закономерность уста-

ш

о

« О

с!

О О

0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0

1

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

°><ьл <ь <э ^ <ъ а

Пары листьев

л*

,'Ь

С1

ш

о

« О

с!

О О

■V"

Рис. 1. Содержание каннабиноидов в листьях конопли сорта Сурская

в фазе 9 пар листьев

Рис. 2. Динамика содержания каннабиноидов в верхушечной части растений конопли сорта Сурская

новлена и для других проанализированных сортов.

За три года исследований максимальное содержание ТГК в сортах Сурская и ЮСО-31 составило 0,05 %, в сортах Диана, Ингреда и Антонио - 0,07 %.

Основным химическим отличием посевной конопли, культивируемой для получения волокна и семян, от индийской конопли, возделываемой для получения лекарственных и наркотических препаратов, является низкое содержание тГк, оно обычно не превышает 0,3 %. В индийской конопле содержание ТГК может достигать 10.16 %, а отношение (ТГК+КБН)/КБД всегда выше единицы [1, 4].

Сорта среднерусской конопли во все фазы развития содержали ТГК значительно меньше 0,1 %. Содержание КБН находилось на таком же низком уровне. Соотношение (ТГК+КБН)/КБД во все фазы развития было ниже 1.

Выводы. Экспериментально подтверждено, что каннабиноиды присутствуют в конопле на протяжении всего периода вегетации. Следы этих соединений детектируются в корнях и стеблях. В листьях содержание каннабиноидов возрастает от нижнего яруса к верхнему. В течение всего периода вегетации преобладающим кан-набиноидом сортов среднерусской конопли

является КБД, его содержание в 3-100 раз выше, чем содержание ТГК и КБН. Содержание каннабиноидов в листьях верхнего яруса возрастает от фазы проростков до фазы цветения.

Содержание ТГК в листьях снижается от точки роста к нижним ярусам. Максимальное содержание ТГК отмечено в фазу цветения в верхушечной части растения. В районированных сортах среднерусской конопли содержание ТГК в верхней части метелок составляет 0,03.0,07 %, что в 1,4.3,3 раза ниже законодательно допустимого уровня.

Литература

1. Meijer, E Diversity in Cannabis / E Mei-jer. - Wageningen, 1994. - 136 p.

2. Лазурьевский, Г. В. Каннабиноиды / Г. В. Лазурьевский, А. А. Николаева / Кишинев: Штиинца, 1972. - 67 с.

3. Clarke, R. C. Marijuana Botany / R. C. Clarke. - California Berkeley: Ronin Press, 1980. - 197 p.

4. Grotenhermen, E. Industrial hemp is not marijuana: Comment on the drug potential of fiber Cannabis / E. Grotenhermen, M. Karus // Journal of the International hemp Ass. - 1998. -Vol. 5; № 2. - P. 96-99.

5. Масловская, Е. В. Нормативное правовое регулирование деятельности, свя-

Нива Поволжья № 4 (17) ноябрь 2010 19

занной с культивированием технических сортов конопли в промышленных целях в Российской Федерации / Е. В. Масловская, В. А. Бывшев // Селекция против наркотиков: материалы II Международной конференции - Пенза, 2007. - С. 9-12.

6. Зеленина, О. Н. Методические указания по определению содержания тетрагид-роканнабинола в растениях конопли мето-

УДК 633.13 + 631.811.98: 631.847.2

дом тонкослойной хроматографии / О. Н. Зеленина, Г. И. Бородин, А. А. Смирнов, А. А. Ка-бунин. - М.: РАСХН, 2004. - 13 с.

7. Сорокин, В. И. Определение вида наркотических веществ, получаемых из конопли и мака: методические рекомендации / В. И. Сорокин, В. Г. Савенко, Е. П. Семкин, Ю. М. Воронков, В. С. Зеленецкий, Т. М. Пу-чкова. - М.: ЭКЦ МВД РФ, 1995. - 24 с.

ФОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОДУКТИВНОСТИ АГРОЦЕНОЗА ОВСА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ И РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА

Г. А. Карпова, доктор с.-х. наук; Д. Б. Кудряшов*, аспирант

ФГОУ ВПО «Пензенский ГПУ им. В. Г. Белинского»; *ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА», т. (8412) 628373

В результате проведенных исследований установлено влияние предпосевной обработки семян регуляторами роста и инокуляции бактериальными препаратами при одностороннем действии и в сочетаниях на формирование плотности агроценоза, элементы структуры урожая и урожайность овса.

Ключевые слова: овес, мелафен, пектин, Агрика, Ризоагрин, полнота всходов, сохранность растений к уборке, масса 1000 зерен.

Продуктивность растений и урожайность агроценозов зависят от влияния многих внутренних и внешних факторов.

Управление количеством и качеством урожая возможно путем оптимизации и сбалансированности процессов роста, фотосинтеза и накопления хозяйственно ценных продуктов вторичного метаболизма, так как между показателями роста растений в онтогенезе и параметрами продукционного процесса существует высокая корреляция [1].

Степень чувствительности ростовых процессов к колебаниям внешних и внутренних факторов отражает большие адаптивные возможности растений к меняющимся условиям среды и может быть с успехом использована для их оптимизации при выращивании.

Использование экзогенных компонентов воздействия создает объективную основу для практического регулирования ростовых процессов растений различными приемами агротехники в целях повышения урожайности аргоценозов и ее устойчивости [2].

Инокуляция семян чистыми бактериальными культурами или использование бактериальных препаратов оказывает заметный положительный эффект на морфо-физиологические процессы растений, что выражается не только в увеличении линейных и массовых показателей, но и в повышении объемов получаемой продукции, а также её качества.

Регуляторы роста растений образуют большую группу природных и синтетических соединений, которые в малых дозах активно влияют на обмен веществ растений, что приводит к значительным изменениям в их росте и развитии.

Овес является ценной продовольственной и кормовой культурой. Высокое содержание белка, жира, крахмала и витаминов при низком уровне содержания клетчатки определяет его высокую пищевую и кормовую ценность. Многообразие использования овса в сельском хозяйстве, а также его ценность как сырья для переработки в значительной степени обусловливают актуальность его производственного значения.

Цель исследований заключалась в изучении влияния бактериальных препаратов и регуляторов роста при одностороннем действии и в сочетании на формирование плотности агроценоза, элементов продуктивности и урожайность овса.

Экспериментальная работа выполнена при закладке полевых опытов на коллекционном участке ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» в 2007-2009 годах и проведении лабораторных исследований на базе ГЦАС «Пензенский».

Почва - темно-серая лесная с содержанием гумуса в слое 0-20 см - 3,6 %, реакция среды - близкая к нейтральной (рНсол 6,2), сумма поглощенных оснований (в) -