CC BY
33
Li teratura
1. Gromadin A.V., Matyukhin D.L. Dendrology. -M., 2012. - P. 93-95.
2. Kolesnikov A.I. Decorative dendrology. - M., 1974. - P. 228-231.
3. Aksenov E.S., Aksenova N.A. Ornamental garden plants. (Trees and Shrubs). - M., 2000. - P. 478481.
4. Alexandrova M.S. Coniferous plants in your garden. - M., 2000.-221 p.
5. Lapin P.I., Sidneva S. V. Assessment of the degree of freezing of plant species // Woody plants of the Main Botanical Garden of the USSR Academy of Sciences. -M., 1975. - P. 24-26.
6. Tamberg T.G. Methodical instructions for studying the collection of decorative cultures / comp. T.G. Tamberg, TN. Ulyanov. - L.: Research Institute of Plant Industry. N.I. Vavilov,
1969. - 19 p.
УДК 58:633.8
Доктор биол. наук Н.М. НАЙДА (СПбГАУ, [email protected]) Канд. биол. наук М.А. ЕФРЕМОВА (СПбГАУ, та п па_с Ггс то \ а а та 11. ги) Соискатель К.Ю. ПОЛЕННИКОВА (СПбГАУ [email protected])
УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО СЫРЬЯ ЗОЛОТАРНИКА КАНАДСКОГО В УСЛОВИЯХ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
Род золотарник Solidago сем. Asterасеае насчитывает примерно 100 видов, которые распространены в основном в Северной Америке [1]. В культуре чаще возделывают 15-20 видов, сортов и форм: з.обыкновенный, з.канадский, з.гибридный, з.жесткий, з.гигантский, з.морщинистый, з.даурский и др. Золотарник канадский (S.canadensis L.) имеет североамериканское происхождение, обитает в горах до субальпийского пояса [1]. В России этот вид встречается как заносной в западных, центральных и южных районах, а также на Дальнем Востоке. Его выращивают как декоративное растение в парках, садах и скверах. Иногда он дичает. Золотарник канадский - многолетнее травянистое растение высотой 1,52,5 м, в почве имеется ползучее корневище. Соцветия однобокие кистевидные, состоящие из мелких корзинок 2-4 мм диаметром. Срединные трубчатые цветки обоеполые, формируют плоды семянки [2, 3,4].
Золотарник канадский используется в качестве лекарственного растения, сырьем является трава золотарника - Herba solidaginis Canadensis. Она содержит флавоноиды (агликоны: кверцетин, изорамнетин, кемпферол и др.); кумарины, гидроксикоричные кислоты, тритерпеновые соединения и др. Золотарник канадский используется в медицине как гипоазотемическое, спазмолитическое, диуретическое и противовоспалительное средство. Сухой экстракт золотарника канадского входит в состав комплексных препаратов «Марелин» (Украина), «Фитолизин» (Польша), «Простанорм» (Россия ) [2, 3, 4]. Актуальность проведения наших исследований обусловлена возрастающей потребностью в получении сырья.
Цель исследования - выявить биоморфологические особенности, закономерности роста и развития растений золотарника канадского, определить урожайность и качество лекарственного сырья в условиях Ленинградской области.
Материалы, методы и объекты исследования. Объектом исследований был образец золотарника канадского из питомника Санкт-Петербургской государственной химико-фармацевтической академии (п. Лемболово). Корневищные черенки размером 1520 см были высажены 13 мая 2016 года.
Изучение особенностей роста и развития растений золотарника канадского проводилось на растениях, размноженных вегетативно. Начальные фазы онтогенеза изучали на особях семенного происхождения.
При выращивании растений золотарника канадского использовали рекомендации ВНИИЛАР [3]. Лабораторную всхожесть семян определяли методом проращивания на свету.
Определение содержания тяжелых металлов в почве и в лекарственном сырье проводили в радиобиологической лаборатории СПбГАУ. Качество растительного сырья оценивали в лаборатории «Медицинской компании «Народная медицина», анализ содержания общих флавоноидов в сырье в пересчете на рутин проводили в независимом испытательном центре «ЭкспертБио».
Вегетационный период 2016 г. был теплый, но очень дождливый. Сравнительный анализ метеоданных показал, что среднемесячные температуры воздуха были немного ниже средних многолетних значений. В мае и сентябре осадков выпало меньше нормы. В остальные месяцы суммы осадков превышали многолетние показатели. В июле-августе дожди проходили ежедневно, сумма осадков за эти месяцы превысила среднее многолетнее значение соответственно на 154,5 и 87,7 мм.
Таким образом, теплое и очень влажное лето способствовало быстрому укоренению растений золотарника, их росту и развитию.
Результаты исследований. В онтогенезе золотарника мы выделили 3 периода и 6 возрастных состояний. Латентный период. Возрастное состояние плоды (\е). Семянки у золотарника узкоцилиндрические, ребристые, хохолок состоит из горизонтальных белых шероховатых волосков. Длина хохолка колеблется от 5 до 15 мм. Длина семянок - 2,0-4,0 мм. Масса 1000 семянок - 0,496 г. Изучение лабораторной всхожести семянок золотарника на фильтровальной бумаге показало, что оптимальной температурой для прорастания является 20-22° С, всхожесть составила 45%[5]. Прегенеративный период (виргинилъный). Проростки (р). Первые всходы появились через 7-10 дней. Прорастание на свету происходило довольно активно. Проростки имели высоту 1,0-1,5 см, длина семядолей - 58 мм, ширина - 2-3 мм, форма эллиптическая. Главный корень был хорошо выражен, его длина - 0,9-1,0 см, в это время формировалось 2-4 боковых корешка II порядка. Ювенилъные растения (/) золотарника сохраняли семядоли, отмечался рост розеточного побега и главного корня. Число листьев в розетке - 3-4 шт, длина листа -1,5-2 см, ширина - 0,5-0,9 мм. Имматурные растения (т) были высотой 6-8 см, семядоли к этому времени засыхали. Розеточный побег насчитывал 3-5 мелких и крупных листьев. В этом возрастном состоянии появлялось небольшое вертикальное корневище с тонкими придаточными корнями. Виргинилъное (у) состояние отмечалось в конце вегетационного периода. У растений отмечались основные признаки взрослой особи. Высота розеточного побега была до 20-22 см, число листьев в розетке - 5-7 шт. В этом возрастном состоянии растения зимовали. Генеративный период. Молодое генеративное растение Особи вегетативного происхождения развивались быстро. Укоренение черенков и начало отрастания побегов отмечали через 10-15 дней после посадки. Виргинильное возрастное состояние они преодолели за 1,5-2 мес. и в 1-й декаде сентября перешли в генеративное состояние (^1). Продолжительность цветения составила 35 дней. Фаза плодоношения протекала в сентябре-октябре и длилась до наступления холодов. Анализ состояния плодов показал, что большинство из них не вызревали. По литературным данным в состоянии средневозрастных генеративных растений (§2) особи пребывают обычно до 6-8 лет. В это время отмечается наибольшая сырьевая продуктивность растений [4].
Молодые генеративные растения (^1) в конце первого года жизни имели высоту в среднем 156 см, 2-4 побега I порядка у каждого растения, а также побеги II и III порядков (табл.1).
Так как сырьем у золотарника является «трава», важно было изучить структуру генеративного побега, которая определяет долю листьев, стеблей и соцветий в сырье. Генеративный побег имеет сложное строение, ветвится до 1П-1У порядков. Мы выделили следующие зоны: флоралъная зона - зона главного соцветия, ее длина колеблется в пределах 20-35 см, число листьев - 40-60 шт. Число побегов II порядка в этой зоне 25-29 шт., их длина составляет 6-8 см в верхней части зоны, 25-30 см - в нижней части флоральной зоны, число корзинок на одном боковом побеге 32-73 шт. Побегов III порядка 4-7 шт. Побегов IV порядка 3-5 шт.
Таблица1. Морфометрические особенности золотарника канадского
в первый год жизни
Происхож- Высота Среднее Среднее Число Длина Ширина
дение растении. число число листьев на листа. листа, см.
особи см. побегов побегов растении. см.
II порядка III шт.
на порядка.
растении. шт.
шт.
Вегетативное 140-170 14,8 7,25 190 12,5 1,7
Семенное 21 - - 6 10,5 1,5
Зона обогащения - длина 40-50 см, насчитывает 10-18 побегов II порядка, длина которых колеблется в пределах 15-20 см. Каждый боковой побег II порядка повторяет структуру главного побега. Нижние боковые побеги более длинные, верхние - более короткие (базитония). У побегов III порядка также отмечается базитония - нижние более длинные (до 10 см), верхние - короткие ( до 4 см), число побегов колеблется от 6 до 12 шт.
Зона торможения представлена 3-4 побегами II порядка, длина - 40-60 см. Рост и развитие побегов в этой зоне идет медленно. Эти побеги разворачиваются и вступают в цветение, если позволяют погодные условия осенних месяцев.
Зона возобновления - представлена несколькими сближенными узлами и почками в пазухах листьев, длина - 40-60 см. После цветения и плодоношения генеративный побег отмирает, а базальная часть зоны возобновления включается в вегетативную сферу побеговой системы.
Мы определили урожайность сырого лекарственного сырья, которая составила 0,65 кг/м2 [5]. После сушки сырья и удаления грубых одревесневших стеблей она снизилась до 150 г/м2, выход - 23%, что соответствует норме. Готовое сырье содержало смесь листьев, соцветий и допустимый процент неодревесневших стеблей.
Растительное лекарственное сырье будет полноценным в том случае, если оно подлинно и соответствует действующим нормативным документам. В последнее время в результате техногенной деятельности происходит поступление тяжелых металлов и других экотоксикантов в атмосферу, почву и растения. Поэтому проблема загрязнения лекарственного растительного сырья становится крайне острой. В связи с этим мы провели макро- и микроскопический, а также фитохимический анализ для определения качества произведенного нами сырья золотарника.
Результаты макроскопических исследований сырья, проведенных в независимой лаборатории, показали, что по всем пунктам сырье соответствует нормативным документам (табл. 2).
Микроскопическая диагностика сырья позволила установить его подлинность. Стебли у золотарника густооблиственные, в верхней части разветвленные.
Таблица 2. Фитохимический анализ сырья золотарника канадского
Наименование показателей качества по нормативному документу Требования к качеству по нормативному документу Результаты анализа
Содержание флавоноидов в пересчете на рутин, % * Не менее 3,0 4,5
Экстрактивные вещества в воде, % Не менее 18,0 54,39
Экстрактивные вещества в спирте,% Не менее 18,0 51,94
Влажность, % Не более 6,25
Золы общей, % Не более 11,0 8,83
Зола не растворимая в НС1 Не более 6,0 4,36
Стеблей, % Не более 15,0 0,15
Пожелтевших и побуревших листьев,% Не более 10,0 0,10
Органических примесей, % Не более 3,0 Не обнаружено
Минеральных примесей % Не более 1,5 Не обнаружено
Массовая доля частиц, не проходящих через сито с отверст.диам.20 мм, % Крупный лист 8,11
Массовая доля частиц, не проходящих через сито с отверст.диам. 10-20 мм, % Средний лист 7,51
Массовая доля частиц, не проходящих через сито с отверст.диам. 10 мм, % Мелкий лист 13,18
Массовая доля частиц, не проходящих через сито с отверст.диам.2-5 мм, % Цветки цельные 59,10
Массовая доля частиц, не проходящих через сито с отверст.диам.0,5-2 мм, % Осыпь цветков 8,7
Массовая доля частиц, не проходящих через сито с отверст.диам.0,5 мм, % Осыпь цветков 3,4
Вес столовой ложки объем 11 мл сырья без горки 0,5-2 мл (п-=6) 2,87
Амбарные вредители Не должно быть Не обнаружено
*- качество сырья травы золотарника регламентируется ФС 42-2777-91, СанПин 2.3.2.1078-01
В стебле хорошо развиты механические ткани, тип строения переходный (рис.1). Снаружи стебель покрыт эпидермой, под которой залегает колленхима, а далее - несколько слоев ассимиляционной паренхимы. В клетках паренхимы отмечаются кристаллические включения - друзы. Многоклеточные волоски сидят на многоклеточных бородавчатых подставках. Перициклическая склеренхима насчитывает 5-7 слоев клеток с сильно одревесневшими оболочками. К концу вегетации в сердцевине образуется полость. В давленном препарате видны спиральные и пористые сосуды, склеренхимные волокна.
Листья очередные, линейно-ланцетные или ланцетные с тремя продольными жилками, по краю остро-пильчато-зубчатые. Листовая пластинка опушена. Сверху и снизу лист покрыт эпидермисом, клетки эпидермиса многоугольные (рис. 2), устьица аномоцитные. Два типа волосков характерны для эпидермы: простые 5-клеточные и толстостенные с расширенным основанием и вытянутой конечной клеткой. Вокруг основания волосков клетки эпидермиса образуют розетку. Столбчатая паренхима представлена 2-3 слоями вытянутых клеток, губчатая - 2-4 .
Рис. 1. Золотарник канадский - анатомическое строение стебля: 1 - кроющий многоклеточный волосок, 2 - эпидерма, 3 - колленхима, 4 - склеренхима , 5 - флоэма, 6 - ксилема, 7 - сердцевина
Г ^
к. м ^
Рис. 2. Эпидермис листа золотарника канадского (вид сверху): 1 - многоуголные клетки эпидермиса (ув. 14x2 )
Таким образом, макро- и микроскопический анализ подтвердил подлинность сырья золотарника и соответствие булыпинству требований.
Известно, что лекарственное растительное сырье содержит кроме биологически активных соединений целый ряд микроэлементов, они входят в состав пигментов, ферментов и обеспечивают нормальные метаболизм в растении. Вместе с тем высокие концентрации микроэлементов могут быть опасны как для самого растения, так и для человека. Концентрация Си в растениях колеблется от 3 до 65 мг/кг. Больше всего медь накапливают листья и семена [2]. В растительном царстве широко распространен никель, среди растений-концентраторов никеля особенно выделяется А1у55пт ЪагШопИ. В золе листьев этого растения содержится 7,5% №. Ионы Сс1 очень подвижны и токсичны, легко
поглощаются растениями, причем накапливают кадмий больше корни. Больше всего кадмий накапливает зверобой продырявленный, мать-и-мачеха, полынь горькая и др. Безопасное содержание Сс1 в растении - 0,05-0,3 мг/кг [2]. Биохимическая роль мышьяка (Ав) мало изучена. Содержание его в растениях может меняться от 0,001 до 1,5 мг/кг сухой массы. Учитывая важность этого вопроса, мы определили содержание микроэлементов в сырье золотарника и в почве, где выращивалось сырье (табл.3).
ТаблицаЗ. Содержание микроэлементов в почве и в сырье золотарника канадского, мг/кг
Образец Си Ni Cd As
Растительное лекарственное сырье 15,1 0,318 0,122 1,35
Ориентировочно допустимые концентрации 40 1,0 1,0 1,0
Почва, валовое содержание 18,0 3,92 0,67 3,05
Ориентировочно допустимые концентрации 132 80 2,0 10,0
Результаты анализа почвы и лекарственного растительного сырья золотарника на определение концентрации таких микроэлементов, как медь, никель и кадмий, показали, что их содержание в почве и в сырье значительно ниже ориентировочно допустимых концентраций. Содержание мышьяка в сырье превышает ориентировочно допустимую концентрацию и колеблется от 1,60 до 1,04 мг/кг, в среднем - 1,35 мг/кг, что можно объяснить достаточно высоким содержанием этого химического элемента в почве. Содержание мышьяка в почве ниже, чем ориентировочно допустимая концентрация, но выше, чем предельно-допустимая концентрация, утвержденная гигиеническими нормативами (2,0 мг/кг). Можно предположить, что золотарник канадский хорошо усваивает этот металлоид из почвы, что в некоторой степени обусловливает противовоспалительные свойства препаратов, приготовленных на его основе.
Выводы. Таким образом, особи золотарника, возникшие из вегетативных диаспор (корневищные черенки), характеризуются неполным онтогенезом с пропущенными периодами и возрастными состояниями. По качественным признакам и биометрическим показателям в первый год жизни особи золотарника прошли виргинильное состояние (v) за 1,5-2 мес. и перешли к генеративному периоду. Виталитет (жизненность) особей в агроценозе был высокий. Растения цвели и формировали плоды. Урожайность сырья составляла 150 г/м2, или 1,5 т/га, выход 23%. Макро-, микроскопический и фитохимический анализ подтвердил подлинность и достаточно высокое качество сырья золотарника.
Литература
1. Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части России.-10-е изд. ., испр. и доп. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006. - 600 с.
2. Большой энциклопедический словарь лекарственнных растений: Учебное пособие/под ред Г.П. Яковлева. - 3-е изд., испр. и доп. - СПб: Спец.лит, 2015. - 759 с.
3. Фармакогнозия. Лекарственное сырье растительного и животного происхождения: Учебное пособие/под ред Г.П. Яковлева. - 3-е изд., испр. и доп. - СПб: Спец.лит, 2013. -847 с.
4. Атлас лекарственных растений России/ под общей ред. В.А. Быкова. - М.: ВНИИЛАР,
2006.-351 с.
5. Найда Н.М., Поленникова К.Ю. Изучение золотарника канадского в ленинградской области// Вестник студ. науч. общества. - 2017. - № 8. - Вып.1. - СПб. - С. 48-49.
Literatura
1. Maevskiy P.F. Flora srednei polosi Evropeisroi chasti Rosii.-10-е izd.M.: Tovarishestvo nauchnih izdanii KMK, 2006. - 600 s.
2. Bolshoi enciklopedicheskii slovar lekarstvennih rastenii: uchebnoe posobie/ pod.red.G.P.Iakovleva. -SPb.: SpecLit, 2015. - 759 s.
3. Pharmakognozia. Lekarstvennoe sirye rastitelnogo I zhivotnogo proishozhdenia: uchebnoe posobie/ Pod.red G.P.Iakovleva. -3-е izd. - SPb.: Spezlit, 2013. - 841s.
4. Atlas lekarstvennih rastenii Rossii. - M.: VNIILAR, 2006. - 351 s.
5. Nayda N.M., Polennikova K.J. Izuchenie zolotarnika kanadskogo v Leningradskoi oblasti // Vestnik studencheskogo nauchnogo obchestva.-2017. -N 8,- vip.l -SPb. -S. 48-49.
УДК 636.2.0852
Доктор биол наук Н.П. БУРЯКОВ (ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, [email protected]) Аспирант М.М. МИРОНОВ (ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, mironovmm(J2 Vvmail. ш)
БИОКОНСЕРВАНТЫ ПРИ КОНСЕРВИРОВАНИИ ТРАВ В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ САХА (ЯКУТИЯ)
Силосование - сложнейший технологический процесс, требующий строгого соблюдения определенных условий, обеспечивающих течение микробиологических превращений в консервируемой массе в желательном направлении [3].
Качественно приготовленный силос является оптимальной формой корма для крупного рогатого скота, однако в большинстве хозяйств Якутии доля этого корма невелика. Те хозяйства, которым удаётся заготовить силос, зачастую получают силос не выше 2-го класса. Одной из причин является неспособность хозяйств соблюсти все параметры заготовки силоса ввиду сложной материально-технической базы на предприятии и сложных климатических условий, что впоследствии ведет к неправильной ферментации и развитию нежелательной микрофлоры в силосе. Одним из возможных способов решения проблемы является внесение биоконсервантов в силосуемую массу для стабилизации процесса ферментации и развития положительной микрофлоры в силосе [1,2,4].
Необходимость приготовления силоса высокого качества обусловило проведение научно-исследовательской работы в данном регионе по разработке новых биоконсервантов для получения силоса высокого качества.
Цель исследования. Цель - изучить силосование трав с применением различных биоконсервантов и эффективность скармливания силосованных кормов в условиях Республики Саха (Якутия).
Материалы, методы и объекты исследования. Научно-хозяйственный опыт по изучению использования различных биоконсервантов при закладке силоса из зеленой массы овса и вики был проведен в ООО «Ампаардаах» Вилюйского района Республики Саха (Якутия).
Было заложено 4 варианта силоса в траншеях. Контрольный вариант силоса заложили без использования консервантов (классический метод силосования). Первый опытный вариант силоса заложили с внесением биоконсерванта российского производства 1 (1 л на 75 т зеленой массы). Второй опытный вариант силоса заложили с внесением биоконсерванта российского производства 2 (0,8 л на 75 т зеленой массы). Третий опытный вариант силоса заложили с внесением биоконсерванта (производства ООО БИОТРОФ) на основе молочнокислых бактерий Enterococcus sp., разработанного на основе традиционных якутских заквасок (1 л на 75 т зеленой массы).
Результаты исследования. Для получения сравнительных данных по консервирующей эффективности различных бактериальных препаратов, применяемых в
