Хроматографічне визначення хімічної природи екзометаболітів ґрунту з-під бука лісового (Fagus silvatica L. ) Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 630* 160.22:181.41 Ст. викл. Р.М. Гречаник, канд. с.-г. наук -

НЛТУ Украши

ХРОМАТОГРАФ1ЧНЕ ВИЗНАЧЕННЯ Х1М1ЧНО1 ПРИРОДИ ЕКЗОМЕТАБОЛ1Т1В ГРУНТУ З-П1Д БУКА Л1СОВОГО

(FAGUSSILVATICA L.)

Недостатне вивчення xímÍ4hoí природи рослинних видшень - один Í3 факторiв, що гальмують розвиток уявлень про роль найрiзноманiтнiших за хiмiчним складом та бюлопчною активнiстю сполук, якi поступають в навколишне середовище у про-цесi життедiяльностi деревних порiд.

Вивчення цього питання i стало метою наших дослщжень. При визначенш xi-мiчноi природи екзометаболiтiв бука люового застосовано модифiкований нами метод газорщинно! хроматографа.

Ключов1 слова: газорщинна xроматографiя, екзометаболiти, бук лiсовий, грунт.

Senior techer R.M. Grechanik - NUFWT of Ukraine

Chemical nature of exometabolits soil from under the beech of forest

(Fagus silvatica L.)

Insufficient study of chemical nature of vegetable isolation is one of the factors that impede development of ideas about the meaning of the most different by chemical constructure and biological activity compounds which go into surroundings during the process of vital functions of arboreal rocks.

Study of this question had become the aim of our investigations. During the definition of chemical nature of exometabolites of the beech of forest we applied modificational method of gas-liquid chromatography.

Keywords: gas-liquid chromatography, exometabolites, beech of forest, soil.

Щодо вивчення х1м1чно'' взаемодп рослин ми знаходимося на самому початку шляху. Основною причиною цього е здебшьшого повна вщсутшсть даних про х1м1чну природу алелопатично активних речовин, що пояснюеться, насамперед, методичними труднощами, пов'язаними з подшом, очисткою i визначенням речовин у складних природних сумшах [9].

Вщсутшсть вщомостей про х1м1чну природу алелопатично активних речовин робить практично неможливим визначення ixmx абсолютних кшь-костей, стшкосл, шлях1в перетворення, мехашзм1в дп i багатьох шших влас-тивостей, необхщних для повно'' оцшки можливостей здшснення i розм1р1в алелопатп. Варто вщзначити, що роботи, присвячеш вивченню xiмiчноi природи алелопатично активних речовин бука люового, вже внесли свш вклад у виршення проблем алелопатично'' взаемодп деревних рослин, але вони ще не достатньо чисельш [1-3, 5-8].

Постановка задачь З огляду на недостатню вивчешсть цiеi проблеми i ii надзвичайну важливiсть, ми поставили перед собою, як основну мету, роз-робку деяких методичних прийомiв виявлення, екстракци, подiлу i частковоi xiмiчноi iдентифiкацii алелопатично активних речовин, що утримуються в грунт з-шд бука люового.

Методи i матерiали. Для вивчення xiмiчноi природи рослинних видь лень ми взяли дуже багате джерело фiзiологiчно активних речовин у люових фiтоценозаx - грунт. З надходженням найрiзноманiтнiшиx за xiмiчним скла-

дом i бiологiчною активнiстю сполук, що надходять у грунт, не можна не ра-хуватись як з фактором еколопчно!' стабiльностi навколишнього середовища, при вивченнi фiзiолого-бiохiмiчних особливостей деревних рослин i в алело-пати [1,2]. Зразки проб сiрого люового опiдзоленого грунту брали на пробних площах в умовах Прикарпаття (Д3).

При визначеннi хiмiчноl природи екзометаболiтiв бука лiсового було проведено екстрагування дослщного матерiалу за модифiкованими нами методиками [4, 9]: 5 г проби грунту заливали дистильованою водою з температурою 80 °С у кшькосл 10 г (тобто у пропорци 1:2). Колби струшували на апарат для струшування 1 годину. Охолоджений до юмнатно! температури екстракт фiльтрували через паперовий фшьтр мбiла стрiчкам.

Один мкл отриманого розчину хроматографували при заданих хрома-тографiчних умовах: хроматограф Varían Star 3400 з детектором ютзаци по-лум'ям на кварцовiй капшярнш колонцi RTX-5 довжиною 30 мм, дiаметром 0,53 мм i з товщиною стащонарно!' фази (5 % дифенш 95 % диметилсилек-син) - 3 мм. Режим програмування температури колонки: початкова температура становить 35 °С, витримуеться 5 хв., далi шдвищуеться на 10 °С за 1 хв. до 80 °С, витримуеться 1 хв. i шдшмаеться до 256 °С з швидкiстю 10 °С за 1 хвилину.

Екстракщя нагрiтою до температури 80 °С дистильованою водою обу-мовлена кращою розчиннiстю при данiй температурi очiкуваних у пробах кислот. Крiм цього, для виявлення речовин, що екстрагуються етанолом, ми проводили екстрагування дослщного матерiалу етиловим спиртом. До 5 г дослщжуваного зразка проби додавали 20 мл 70 % С2Н5ОН i кип'ятили на во-дянш банi iз зворотнiм холодильником 1 годину. Шсля охолодження розчин фшьтрували i вимiрювали його об'ем. Хроматографiчнi умови визначення екстрагованих етанолом речовин були аналопчними до умов екстрагування водних екстрагав.

Оскiльки метод газово!' хроматограф^' е вiдносним, були проаналiзова-нi iндивiдуальнi стандарти речовин у тих самих умовах. Шдтвердженням щентифшаци кожно!' речовини було повторне хроматографування зразка проби з додаванням шдивщуального стандарту - доказом е зростання шку (i його плошд) щентифжовано! речовини. Результати аналiзу вЫх зразкiв проб виявились iдентичними.

Результати дослвджень. На першому етапi вивчення хiмiчноl природи екзометаболiтiв грунту з-тд бука лiсового ми провели хроматографiчний аналiз водних розчинiв доступних нам шдивщуальних стандартiв очiкуваних речовин: Р-шнену, кавово!', бузково!', аскорбшово!', галово!', цитриново!' та яб-лучно!' кислот.

Порiвнявши хроматограми розчинiв цих стандарт iз хроматограмами водних екстрактiв з джерела екзометаболтв бука лiсового, було зроблено висновок, що в грунт з-тд дослщжувано!' рослини присутнi аскорбшова та кавова кислоти. Це припущення обгрунтовуеться збiгом часiв утримування на хроматограмах розчишв iндивiдуальних стандартiв з часами утримування на хроматограмах розчишв джерел екзометаболтв (табл. 1).

Далi було проведено хроматографiчний аналiз етанольних розчишв доступних нам шдив^альних стандартiв очжуваних речовин: ментолу, бор-неолу, Р-шнену, борнiлацетату, лiналоолу, геранiолу, карвакролу; кавово!, винно!, галово!, абггиново!, янтарно! та щавлево! кислот.

Порiвнявши хроматограми етанольних розчишв цих стандарт iз хро-матограмами етанольних екстрактiв з джерела екзометаболтв бука лiсового ми дшшли висновку, що у джерелах екзометаболтв дослщжувано! рослини присутнiй борнiлацетат (табл. 1). Це припущення обгрунтовуеться зб^ом ча-сiв утримування на хроматограмах iндивiдуальних стандартiв цих речовин з часами утримування на хроматограмах екстраклв з джерел екзометаболтв.

Рис. 1. Хроматограма водного екстракту грунту з-тд бука ярового

Для прикладу наведемо хроматограми водного екстракту грунту з-шд бука люового (рис. 1) та водного розчину шдивщуального стандарту кавово!

кислоти - представника фенолкарбонових кислот, що е складовою частиною хлорогеново! кислоти (рис. 2).

На хроматограмах водних екстрактв грунту з-шд бука люового найха-рактернiшими е пiки з часами утримування 11,845 хв. (№18), 18,541 хв. (№32), 20,247 хв. (№36) площi тюв вiдповiдно 435943, 134181, 92347.

Рис. 2. Хроматограма водного розчину iндивiдуального стандарту кавово'1 кислоти (3,4-диоксикоричноХ кислоти).

На хроматограмах водного розчину шдив^ального стандарту кофейно! кислоти характерним е тк з часом утримування 11,814, площа тку 543556.

Наступним етапом дослщження хiмiчноl природи екзометаболiтiв бука люового було вивчення кшьюсних характеристик, iдентифiкованих при хроматографiчному аналiзi речовин.

Кiлькiсть щентифжовано! речовини у 1 мл екстракту з джерел екзометаболтв дослщжувано! деревно! породи визначено за розробленою нами формулою:

а1

аг ■ 5

S2

де: а1 _ кiлькiсть щентифшовано! речовини у 1 мл екстракту з джерел екзоме-таболiтiв дослщжуваних порiд, г/мл; а2 _ кшьюсть iндивiдуaльного стандарту речовини у 1 мл розчину, г/мл; 51 _ площа пiку щентифжовано! речовини на хромaтогрaмi екстракту з джерела екзометаболтв (вщповщае щiльностi фун-кци); 52 _ площа пiку на хромaтогрaмi iндивiдуaльного стандарту щентифжо-вано! речовини (вщповщае щiльностi функци).

Результати кшьюсного aнaлiзу предстaвленi в табл. 1.

Табл. 1. Результати хроматографiчного аналiзу екстрактiв _з джерела екзометаболiтiв букал'шового

н &

£ н о

К та

щ

К ®

<ц И

« 2

нн (Т

<Ц

а

О Л

к о

К X

Д Св

Я ^

* £ «

| д Ш

С. <Ц 2

ев « 5

ев Л и

О ^ &

о &

ев «

Х Ь

Я СГ X со

а

я

X

Й х и -

^ я

^ ев о н Св о

£ н о

С ев

В

0 ч с

1

!3

'¡3 о ю

ев

Н <Ц

о

м

и

<Ц

о

<Ц

а

<Ц

ев

О Ч

Р О И ев

й ^ Н

X ро

Я Л м

як«

_ О <Ц

Л ц ^

о

В_

и «

X

£

и

^

К &

^

о ев

Г

ев ' Ч

ев <и

2 л

0 <и

X «.я

ев м-Й X ^ Ч

а 2

с

3 « 9 <2 ® 12

1 Й

1 а

^ <3 н

св ® ¡^ 2

<2 !ц

с а «

к 2

0 ев

•а т

« о

1 н ~ X

с <е

ев

^ ЬН

« ш м-р

<3 ё

Екстрагування водою

Аскорбшова кислота

0,094

35

18,573

14241832

грунт з-тд бука люового

32

18,541

134181

0,0008856

Кавова кислота

0,0265

12

11,814

543556

грунт з-тд бука люового

18

11,845

435943

0,0212535

кстрагування етанолом

Борншацетат

0,0032

17

16,843

12529132

грунт з-тд бука люового

16

16,458

314209

0,0000802

Висновки. Хiмiчнa природа экзометaболiтiв мае видову специфiчнiсть, оск1льки кожний вид рослин вiдрiзняеться вiд iншого насамперед сво!м хiмiч-ним складом, що сформувався у процеш бiохiмiчноl еволюцil рослинного св^.

Серед комплексу сполук, що зумовлюють алелопатичну aктивнiсть екзометaболiтiв сiрого люового опiдзоленого грунту з-пiд бука люового з до-помогою методу хромaтогрaфiчного aнaлiзу ми iдентифiкувaли борнiлaцетaт, аскорбшову i кавову кислоти. Вивчено кшьюсш характеристики визначених сполук (в г на 1 мл екстракту). 1дентифжоваш речовини екзометаболтв бука люового можливо використовувати у фaрмaкологiчному виробництвi.

Лггература

1. Баранецький Г.Г. Химическое взаимодействие древесных растений. _ Л.: Свит, 1990. _ 160 с.

2. Баранецький Г.Г., Гречаник Р.М. Биологическая активность экзометаболитов бука лесного и пихты белой// В материалах научно-технической конференции "Леса Беларуси и их рациональное использование", Минск, 29-30 ноября 2000 г. - С 188-190.

3. Баранецький Г.Г., Гречаник Р.М. Х^мчний склад екзометаболтв бука левого та яли-ц бшо!// Наук. вюник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - Льв1в: УкрДЛТУ. - 1999, вип. 9.8. - С. 9-11.

4. Большакова В.И. Газохроматографическое определение летучих компонентов живицы некоторых видов хвойных// Химия природных соединений. - 1987, № 2. - С. 212-214.

5. Гречаник Р.М. 1дентифшащя флавонощв бука люового та ялищ бшо!// Наукове видання: Науков1 основи збереження бютично! р1зноман1тност1/ Тематичний зб1рник 1нститу-ту екологп Карпат НАН Укра!ни. - Льв1в: "Л^а-Прес". - 2003, вип. 4, 2002. - С. 202-205.

6. Гречаник Р.М., Баранецький Г.Г., Вронська Л.В. Флавоно!ди у джерелах екзометаболтв деревних рослин// Наук. вюник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - Льв1в: УкрДЛТУ. - 2001, вип. 11.1. - С. 23-25.

7. Гречаник Р.М., Вронська Л.В. Визначення флавоновдв з джерел екзометаболтв бука люового та ялищ бшо!// Матер1али V М1жнародного медичного конгресу студенпв та мо-лодих учених (Тернопшь, 10-13 травня 2001 р.). - Тернопшь: Укрмедкнига. - 2001. - С. 199.

8. Гречаник Р.М., Лебединець Л.О. Х^м1чний склад екзометаболтв деревних рослин// Льв1всью х1м1чт читання-2001: Матер1али VIII науково! конференций присвячено! 340-ш р1чниц1 заснування Льв1вського НУ 1м. 1вана Франка (Льв1в, 24-25 травня 2001 р.). - 2001. - С. А9.

9. Гродзшський А.М. Основи х1м1чно! взаемодп рослин. - К., 1973. - 180 с.

УДК 630*892 Ст. наук. ствроб. Ю.Г. Гринюк, канд. с.-г. наук1;

наук. ствроб. Я.Я. БЫик - Cmpaduiecbm ЛДС, НЛТУ Украти

ДЕРЕВН1 1НТРОДУЦЕНТИ В НАСАДЖЕННЯХ ЯНЮСЬКОГО РОЗТОЧЧЯ: ДОСВ1Д I ПЕРСПЕКТИВИ

Ще з позаминулого столлтя у люах Яшвського Розточчя розпочалися акл1матиза-щйш пошуки. Найбшьш перспективними для впровадження деревними штродуцентами тут можна вважати дугласш, дуба червоного, деяю види гор1х1в, сосон та модрин, тую пгантську, американськi клени, багато декоративних дерев та кущ1в.

Yu.G. Grynyuk; Ya.Ya. Bilyk - Stradch Forest research station of UkrSUFWT

Condition of exotic dendrospecies in Yaniv Rostochya forest plantings:

experience and prospects

Starting the century before last in Yaniv Rostochya forest plantings have begun of acclimation research of the delivered trees. As most perspective for introduction there are: Pseudotsuga men-ziesii, Quercus rubra, some kinds of Juglans, Pinus and Larix family, Thuja gigantea, some american maples and many decorative trees and bushes.

Яшвське люництво, де у 1940 р. видатним украшським вченим-лшвни-ком А.П'ясецьким була заснована люодослщна станщя та започатковано дов-готриваш типолопчш дослщження [4], було у 1945 р. перетворено на навчаль-но-дослщний люокомбшат - базове люогосподарське шдприемство для прове-дення практик Львiвського люотехшчного iнституту. Важко знайти в Укра!ш мiсце, де б лiси настшьки були насиченi науковими об'ектами, експеримен-тальними культурами, пробними площами [2, 5]. Одним з прюритетних напря-мiв дослiдницьких робiт було впровадження та випробовування в умовах Ук-рашського Розточчя рiзноманiтних деревних та чагарникових екзотв, що могли би полшшити продуктившсть наших лiсiв або використовуватись як декора-

1 заыдувач Страдч1всько1 тсодосладно! станци (chief of Stradch Forest research station of NUFWT of Ukraine)