CC BY
70
Растениеводство
Вестник ДВО РАН. 2017. № 3
УДК 633.88:631.52
Р.И. ЖИВЧИКОВА, А.И. ЖИВЧИКОВ
Интродукция мыльнянки лекарственной Saponaria officinalis L. в Приморском крае
Представлены результаты интродукционного изучения двух разновидностей мыльнянки лекарственной. Установлена высокая устойчивость к био- и абиострессорам. Сезонный цикл онтогенеза мыльнянки составляет 130 дней, в течение которых растения проходят все фазы развития до созревания семян. В условиях культивирования оптимальный срок заготовки сырья (корней) наступает на второй год при высоком содержании в нем сапонинов (27—28 %). Созданы адаптированные сорта для закладки промышленных плантаций. Делается вывод о перспективности введения в культуру Saponaria officinalis L. в качестве источника сырья для производства сапонинов.
Ключевые слова: мыльнянка лекарственная, интродукция, адаптивные качества, сапонины, размножение, Приморский край.
Introduction of bouncing bet soapwort Saponaria officinalis L. in Primorsky Кга! R.I. ZHIVCHIKOVA (Primorsky Fruit and Berry Experimental Station of the Primorsky Research Institute of Agriculture, Primorsky Krai, Trudovoye village), A.I. ZHIVCHIKOV (Far Eastern Federal University, Vladivostok).
The results of introduction studies of two species of Saponaria officinalis are presented. The high resistance to biotic and abiotic stressors is established. Seasonal cycle of soapwort ontogenesis is 130 days, during which the plants pass through all phases of development until seed maturation. In cultivating conditions the optimal time of raw materials (roots) procurement occurs in the second year at high content of saponins (27—28 %). The adapted varieties for the establishment of industrial plantations are created. A conclusion is made on a promising outlook to bring Saponaria officinalis L. under cultivation as a source of raw materials for the production of saponins.
Key words: bouncing bet soapwort (Saponaria officinalis), introduction, adaptive qualities, saponins, reproduction, Primorsky Krai.
Мыльнянка лекарственная Saponaria officinalis L. - многолетнее травянистое корневищное растение семейства гвоздичных (Caryophyllaceae Juss., 1789), высотой 3090 см. Стебель голый или опушенный. Корневище растения ползучее, разветвленное, красно-бурое снаружи и желтое на изломе. Листья супротивные, суженные у основания в короткий черешок, удлиненно-эллиптические с тремя продольными рельефными жилками. Цветки правильные, обоеполые, бледно-розовые, собраны в щитковидно-метельчатое соцветие, душистые. Плод - коробочка [1-3].
Мыльнянка распространена по всей Западной Европе и в Малой Азии. В естественных местообитаниях растение встречается в южной части Европейской России по долинам рек, заливным лугам, зарослям кустарников [5]. В средней полосе мыльнянку часто разводят как декоративное растение. В Сибири и на Дальнем Востоке России она является заносным растением.
*ЖИВЧИКОВА Раиса Ивановна - кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник (Приморская плодово-ягодная опытная станция Приморского научно-исследовательского института сельского хозяйства, Приморский край, пос. Трудовое), ЖИВЧИКОВ Александр Иванович - кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). *E-mail: [email protected]
В Приморском крае мыльнянка лекарственная - растение редкое, встречается вблизи железных дорог. Более широко известна ее махровая разновидность (Saponaria offidnalis L., var. flore plena hort.), которая разводится как декоративное растение и легко дичает [1].
Ранее мыльнянка находилась в реестре официально разрешенных к медицинскому применению (1-4-е издания Государственной фармакопеи СССР). В Западной Европе мыльнянка до сих пор включена в фармакопеи Франции, Германии, Нидерландов, Финляндии и Португалии. Для лечебных целей заготавливают корневища растения и его надземную часть.
Лекарственные и пищевые свойства многих растений проверены многовековым опытом народов России. В научной медицине мыльнянка практически не используется, а в народной применяется для улучшения обмена веществ, как отхаркивающее и желчегонное средство, при болезнях почек и отеках. Корни мыльнянки раньше заготавливали в промышленных масштабах и под названием «красный мыльный корень» использовали в пищевой (для приготовления пенистого кваса) и мыловаренной промышленности.
Все части растения содержат тритерпеновые гликозиды (сапонины) с широким спектром свойств сапонинов. Согласно литературным источникам, в корнях мыльнянки лекарственной накапливается от 20 до 35 % сапонинов, в том числе сапоназиды А, В, С, D. Это самая высокая концентрация из всех известных сапонинсодержащих растений [9]. В листьях обнаружены тритерпеновый сапонин сапонарозид, гликозид сапонарин, аскорбиновая кислота (до 1 %), фенольные соединения. В настоящее время существует дефицит источников сапонинсодержащего сырья, в котором нуждаются пищевая, косметическая, фармацевтическая и другие отрасли промышленности, в связи с чем возникает необходимость поиска такого сырья [11].
Мыльнянка лекарственная, интродуцированная на Приморской плодово-ягодной опытной станции, детально изучена нами в качестве источника сапонинсодержащего сырья. Исследовалась возможность использования экстрактов корней S. officinalis в качестве полифункциональной пищевой добавки, которая кроме проявления эмульгирующих свойств способна ингибировать рост дрожжевой микрофлоры и тормозить окисление липидов. Проведенные обширные исследования позволили отнести мыльнянку к перспективному коммерческому источнику сапонинов [8, 10, 11].
В связи с отсутствием в Приморском крае возможностей промышленных заготовок дикорастущего сырья мыльнянки лекарственной на Приморской плодово-ягодной опытной станции в 2004-2016 гг. проведены интродукционные исследования с целью определения перспектив культивирования этого вида.
Материалы и методы
Объектами изучения послужили образцы дикорастущей мыльнянки лекарственной и ее культивируемой махровой формы, собранные в биоценозах южной прибрежной зоны Приморского края (пригород Владивостока). В качестве посадочного материала использовались семена дикорастущей мыльнянки и корневые отпрыски обеих форм. Интродукционные исследования проводили по методике, разработанной во Всероссийском научно-исследовательском институте лекарственных и ароматических растений [4]. Содержание экстрактивных веществ и сапонинов в корнях определяли стандартными методами [7].
Посадки и посевы размещали на участке с окультуренными буро-подзолистыми почвами. Закладка опытов по интродукционному изучению выполнена весной в первой-вто-рой декадах мая. Растения высаживались по 100 растений на делянке на гребни по схеме 0,35 х 0,7 м. Агротехнический уход за посадками осуществлялся по общепринятой технологии для пропашных культур.
Изучался сезонный ритм развития растений с целью определения оптимальных сроков посева и посадки, сбора сырья и семян; проводилась сравнительная оценка способов
размножения, анализировались возрастная и сезонная динамика накопления сырьевой массы и действующих веществ, устойчивость к био- и абиострессорам.
По климатическим условиям Приморский край отличается от других регионов Российской Федерации. Муссонная циркуляция создает здесь и зимой, и летом более низкие температуры воздуха и почвы, чем на тех же широтах европейской территории. В ранне-весенний период характерны низкие температуры в течение довольно продолжительного времени. Пониженный тепловой фон, как правило, сопровождается повышенной влажностью воздуха, пасмурной погодой и почвенной засухой. Лето в первой его половине, особенно в прибрежной части края, прохладное и влажное. Самый теплый месяц - август. Характер выпадения осадков в теплое время года различен. В начале лета чаще всего отмечаются затяжные моросящие дожди, а во второй половине осадки имеют ливневый характер, что связано с прохождением тайфунов. Промерзание почвы начинается в первой декаде ноября, оттаивание - в конце марта - первой декаде апреля, полное оттаивание -в первой половине мая. В зимний период преобладает ясная и морозная погода, над территорией господствуют холодные и сухие воздушные массы [6].
Разнообразные климатические условия в период проведения исследования позволили в полной мере оценить адаптационную способность мыльнянки лекарственной.
Результаты и обсуждение
В первый год после сева мыльнянки дикорастущей формировались односте-бельные растения высотой 15-20 см с разветвленной корневой системой, средняя масса которой не превышала 5 г. На второй год большинство (75 %) растений вступало в генеративную фазу. В кусте развивалось от 3 до 7 плодоносящих побегов, масса корней одного растения составляла 10-12 г. Полного развития растения достигали на третий год жизни: многостебельный куст состоял из 22-24 генеративных побегов высотой 65-75 см, корневая масса достигала 120-170 г, отмечалась обильная продуктивность семян.
Более приемлемым способом размножения как дикорастущей, так и культивируемой формы мыльнянки является вегетативный - корневыми отпрысками (рис. 1). Мощное
Рис. 1. Рассада мыльнянки (корневые отпрыски). Слева - дикорастущая, справа - культивируемая
корневище мыльнянки имеет большое количество подземных побегов, которые традиционно служат посадочным материалом.
Приживаемость корневых отпрысков (рассады) при однократном предпосадочном поливе была высокой (98-100 %).
В первый год вегетации формировались одностебельные ветвистые растения высотой 35-40 см с разветвленной корневой системой (рис. 2, 3). У большинства растений дикорастущей и культивируемой мыльнянки через 60-65 дней после посадки начиналось цветение, которое продолжалось до окончания вегетации.
Рис. 2. Однолетнее растение дикорастущей разно- Рис. 3. Однолетнее растение культивируе-видности мыльнянки мой разновидности мыльнянки
На второй и в последующие годы отмечена 100%-ная зимостойкость обеих разновидностей мыльнянки. При этом хорошая зимостойкость наблюдалась как в годы с постоянным, в течение всех зимних месяцев, так и в годы с минимальным и неустойчивым снежным покровом. Вегетирующие растения выдерживали осенние заморозки до -10 С и в годы с ранним установлением снежного покрова (конец октября) уходили под снег зелеными. Высокая зимостойкость и морозоустойчивость, очевидно, обусловлены накоплением в корнях большого количества экстрактивных веществ.
В результате фенологических наблюдений были получены средние многолетние показатели по срокам наступления основных фенофаз мыльнянки лекарственной и получен фенологический спектр, отражающий ее сезонное развитие от фазы отрастания до фазы плодоношения (табл. 1).
Таблица 1
Даты и периоды прохождения фенологических фаз мыльнянки лекарственной
Фенологическая фаза Дикорастущая мыльнянка Культивируемая мыльнянка
Отрастание Цветение Созревание семян Конец вегетации Период от начала отрастания до цветения, дней Период от цветения до созревания семян, дней Период от отрастания до созревания семян, дней Продолжительность вегетации, дней 14-25 апреля 15-25 апреля 12-22 июля 14-23 июля 23-28 августа 24-28 августа 10-20 октября 10-20 октября 85-90 83-90 40-45 38-45 125-135 125-135 156-168 156-168
Из табл. 1 видно, что во все годы начало весеннего отрастания в зависимости от климатических условий отмечено во второй-третьей декадах апреля, цветения - во второй - начале третьей декады июля, созревание семян происходит в третьей декаде августа. Период от начала вегетации до созревания семян составляет 125-135 дней. Вегетация мыльнянки, как и у многих многолетних поликарпических растений, продолжается 156-168 дней, до середины октября. Необходимо отметить, что существенных различий в сезонных ритмах развития дикорастущей и культивируемой разновидности мыльнянки не отмечено. Важная особенность мыльнянки заключается в том, что растения в период их цветения не посещаются пчелами и другими насекомыми.
Учеты урожая корневой массы проводились осенью (вторая декада октября) в пер-вый-третий годы от закладки опытов. Урожай корневой массы однолетних растений варьировал от 38,5 г у дикорастущей до 42,5 г у культивируемой мыльнянки. На втором году жизни происходило интенсивное нарастание вегетативной и корневой массы. Из табл. 2 следует, что урожай корней у обоих образцов увеличился более чем в 6 раз.
Таблица 2
Продуктивность корневой массы мыльнянки
Форма растения Год вегетации Масса корня растения, г Содержание сухого вещества, %
сырого сухого
Дикорастущая мыльнянка S. officinalis 1 38,5 18,1 47,0 2 250,5 118 46,9 3 290,3 135 46,4
Культивируемая мыльнянка S. officinalis, var. flore plena hort. 1 42,5 19,9 46,8 2 270,4 126,9 47,0 3 300,5 139,5 46,5
К концу третьего года вегетации прирост массы корней был небольшим - 30-40 г. Это связано с трудностями уборки корней, вызванными уплотнением со временем тяжелых по механическому составу почв и разрастанием корневой системы. При заготовке сырья значительная часть корней остается в междурядьях и на глубине более 40 см. В связи с тем, что урожай корней трехлетних растений существенно не отличается от двухлетних, заготовку сырья целесообразно начинать осенью на второй год культивирования. Более ранняя заготовка корней не скажется на содержании в них сапонина, поскольку, как установлено ранее, содержание сапонинов в большей степени зависит от разновидности мыльнянки, чем от возраста растения [8].
В процессе многолетней работы методом отбора и объединения элитных клонов были сформированы адаптированные к условиям Приморского края селекционные клоновые популяции из дикорастущей и культивируемой разновидностей (рис. 4, 5).
Рис. 4. Участок размножения мыльнянки сорта Зефир
Рис. 5. Участок размножения мыльнянки сорта Зорька
В табл. 3 приведены интродукционно значимые хозяйственно-биологические признаки двух сортов - Зорька и Зефир, полученных соответственно из дикорастущей и культивируемой махровой разновидностей мыльнянки.
Обе популяции мыльнянки характеризуются высокой зимостойкостью, незначительно различаются по урожайности корней и содержанию биологически активных веществ. Основное их отличие заключается в том, что у махровой разновидности (сорт Зефир) ничтожно низкая семенная продуктивность, поэтому размножение ее возможно только вегетативным путем.
Важно отметить, что в условиях муссонного климата южной прибрежной зоны Приморья в годы наблюдений не было зафиксировано поражений растений грибными болезнями и вредителями, переходящих порог вредоносности. Незначительная пятнистость (септо-риоз) интенсивностью от 0,1 до 0,3 балла наблюдалась на нижних листьях в сентябре, т.е. в конце вегетации.
Таблица 3
Характеристика селекционных популяций мыльнянки лекарственной
Хозяйственно ценные признаки Сорт Зорька Сорт Зефир
Зимостойкость, % 100 100
Начало весеннего отрастания 14- 25 апреля 14-23 апреля
Начало цветения 15 -20 июля 15-25 июля
Период созревания семян 18- 25 августа -
Масса 1000 семян, г 1,68 -
Высота растений в фазе цветения, см 70-85 58-75
Количество побегов в кусте, шт. 25-30 23-27
Масса корня растения на второй год жизни, г 250 270
Содержание воздушно-сухого вещества в корнях, % 45,9 44,8
Содержание экстрактивных веществ в корнях, % 76,01 59,49
Сапонины, % в сухом веществе корней 26,7 28,4
Полисахариды, % в сухом веществе корней 11,2 10,31
Полученные результаты исследований характеризуют мыльнянку лекарственную как вид с высокими адаптивными качествами. Это один из немногих многолетних интродуцен-тов, способных успешно адаптироваться к зимним климатическим условиям Приморья.
Выращивание мыльнянки не требует создания специфических условий для культивирования, а высокое содержание сапонинов (26-28 %) и максимально короткий срок получения сырья характеризуют ее как экономически выгодный источник пищевых и промышленных эмульгаторов.
Результаты исследований позволяют сделать вывод о том, что на Приморской плодово-ягодной опытной станции в результате селекции созданы два сорта мыльнянки лекарственной S. officinalis: Зорька - из дикорастущей и Зефир - из культивируемой ее разновидностей. Они являются перспективными для введения в культуру в Приморском крае в качестве коммерческого источника сапонинсодержащего сырья и использования в декоративном строительстве. Для практического внедрения результатов исследований заложены маточные плантации для дальнейшего размножения полученных сортов мыльнянки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Аксенов Е.С., Аксенова Н.А. Декоративные растения. Т. 2. Травянистые растения. М.: ABF, 1997. 608 с. (Энциклопедия природы России).
2. Головкин Б.Н., Китаева Л.А., Немченко Э.П. Декоративные растения СССР. М.: Мысль, 1986. 320 с.
3. Даников Н.И. Целебные ядовитые растения. М.: РИПОЛ классик, 2005. 512 с.
4. Майсурадзе Н.И., Киселёв В.Н., Черкасов О.А. и др. Методика исследований при интродукции лекарственных растений: обзорная информация. М.: ЦБНТИ «Медпром», 1984. 32 с. (Лекарственное растениеводство; вып. 3).
5. Сафонов Н.Н. Полный атлас лекарственных растений. М.: Эксмо, 2006. 312 с.
6. Туркеня В.Г. Биологические аспекты микроклимата муссонной зоны Дальнего Востока. Владивосток: Дальнаука, 1991. 203 с.
7. Химический анализ лекарственных растений / под ред. Н.И. Гринкевич, Л.Н. Сафронич. М.: Высш. шк., 1983. 176 с.
8. Черевач Е.И., Юдина Т.П., Фролова Г.М., Живчикова Р.И. Динамика и биологическая активность сапонинов в экстрактах из корней мыльнянки (Saponaria officinalis L.) // Изв. вузов. Серия: Пищевая технология. 2009. № 4. С. 25-28.
9. Чирва В.Я., Кинтя П.К., Лазуревский Г.В. Тритерпеновые гликозиды Saponaria officinalis // Химия природ. соединений. 1969. № 1. С. 59-60.
10. Юдина Т.П., Сафонова К.И., Черевач Е.И., Цыбулько Е.И., Гореньков Э.С. Инновационность и экономическая привлекательность эмульгаторов на основе корней мыльнянки // Масложировая пром-сть. 2006. № 5. С. 30-31.
11. Юдина Т.П., Черевач Е.И., Цибулько Е.И., Бабин Ю.В. Поиск перспективного источника сапонинов для получения растительного эмульгатора // Изв. вузов. Серия: Пищевая технология. 2008. № 2/3. С. 33-36.
