Дайем абделазиз анатомо-морфологические и биологические особенности нового растения для астраханской области лофанта анисового [lophanthus anisatus l. (benth.)]
На правах рукописи
АБДЕЛААЛ ХАЛЕД АБДЕЛЬ ДАЙЕМ АБДЕЛАЗИЗ АНАТОМО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НОВОГО РАСТЕНИЯ ДЛЯ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ ЛОФАНТА АНИСОВОГО [LOPHANTHUS ANISATUS L. (BENTH.)] Специальность: 03.02.01 – ботаника
Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук
Астрахань - 2010 1 Диссертационная работа выполнена в ГНУ ВНИИОБ РАСХН РФ и на кафедре биологии и экологии растений Астраханского государственного университета РФ
Научный консультант: доктор биологических наук, профессор Фурсов Виктор Николаевич Официальные оппоненты доктор биологических наук, профессор Курочкина Татьяна Федоровна доктор сельскохозяйственных наук, доцент Кравцов Виктор Васильевич
Ведущая организация: ГНУ Астраханская опытная станция ГНЦ РФ ВНИИР им. Н.И. Вавилова РAСХН РФ
Защита диссертации состоится « 4 » июня 2010 года в 13-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.009.10 при Астраханском Государственном Университете по адресу: 414000, Астрахань, пл. Шаумяна, д.1, Естественный Институт АГУ РФ Тел. /факс: (8512) 22-82- Е-mail: [email protected]
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского государственного университета.
Автореферат разослан 23 апреля 2010 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук Федотова А.В.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. В использовании лекарственных растений в народной медицине можно отметить ряд этапов, начиная с глубокой древности. Китай, Тибет, Монголия применяют лофант в медицинских целях на научной основе и даже вносят его в официальные фармокопеи разных стран, как лекарственное эфиромасличное растение. Одно из главных свойств этого уникального растения – защита всей иммунно-биологической системы и нормализация обменных процессов в организме человека за счет наличия в нем ценнейших веществ – антиоксидантов и целебного эфирного масла, обладающего способностью связывать токсины и выводить их из организма, прекрасно очищая, оздоравливая и омолаживая его.
Изучение лофанта анисового [Lophanthus anisatus L.(Benth.)] в Астраханской области является актуальным и своевременным исследованием, включенным в пятилетний тематический план НИР и НИОКР РАСХН РФ, который предусматривает увеличение лекарственных растений до 100 видов.
Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы – изучить морфогенез, биологию роста и развития, анатомию, химический состав и агротехнологию возделывания лофанта анисового для получения новых сортов.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить морфобиоанатомическое строение лофанта анисового.
2. Создать новые сорта лофанта анисового, адаптированные к условиям Астраханской области.
3. Отработать агротехнику возделывания новых сортов лофанта анисового.
4. Выделить и исследовать эфирные масла лофанта анисового.
5. Разработать рецептуру чайных напитков на основе растительного сырья лофанта анисового, с добавлением зеленого чая.
Научная новизна. Впервые в условиях Астраханской области:
проведено исследование анатомического строения лофанта анисового и описаны морфологичские особенности растения при возделывании его на капельном орошении и при поливе по бороздам;
созданы новые сорта лофанта анисового «Астраханский 100» и «Астраханский 101», которые переданы в Государственную комиссию РФ по испытанию и охране селекционных достижений.
проведен анализ химического состава листьев, стеблей, соцветий и семян, а также хроматографические анализы компонентов, составляющих эфирное масло лофанта анисового.
разработана рецептура чая «Лофантовый» на основе растительного сырья новых сортов «Астраханский 100» и «Астраханский 101».
Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследований могут быть использованы в сельском хозяйстве, пищевой промышленности в виде БАД, в медицине как лекарственное эфиромасличное растение, в животноводстве как кормовая добавка, в парфюмерной промышленности.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Два новых сорта лофанта анисового «Астраханский 100» и «Астраханский 101», выделенные селекционным путем.
2. Анатомическое строение и морфологическая характеристика новых сортов лофанта анисового «Астраханский 100» и «Астраханский 101».
3. Способ выделения эфирного масла из лофанта анисового методом гидродистилляции.
4. Составляющие компоненты эфирного масла из лофанта анисового (более 17 компонентов), главным из которых является метилхавикол.
5. Инновационные агротехнологии при возделывании новых сортов лофанта анисового «Астраханский 100» и «Астраханский 101».
6. Чайные напитки на основе растительного сырья новых сортов лофанта анисового «Астраханский 100» и «Астраханский 101», с добавлением зеленого чая.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на: III Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Актуальные проблемы современных аграрных технологий» (Астрахань, 2008 г.);
III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экологические проблемы природных и урбанизированых территорий» (Астрахань, 2009 г.);
III международной научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы получения новых материалов» (Астрахань, 2009 г.);
пятой Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы инновационного развития агропромышленного комплекса» (Астрахань, 2009 г.);
пятой международной научной конференции Ирана и России по проблемам развития сельского хозяйства (Санкт-Петербург, 2009 г.);
Международном агропромышленном конгрессе «Крупный и малый бизнес в АПК, роль, механизмы взаимодействия, перспективы» (Санкт Петербург, 2010 г.);
Международной научно-практической конференции «Приоритеты и интересы современного общества» (Астрахань, 2010 г.).
Результаты доложены на Учёном совете ГНУ ВНИИОБ, на курирующей кафедре АГУ РФ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 34 научные работы, в том числе 6 работ в рецензируемых научных журналах из перечня, рекомендованного ВАК Министерства науки и образования РФ для защиты докторских и кандидатских диссертаций.
Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы. Общий объём работы составляет 112 страниц, содержит 10 таблиц, 25 рисунков и 7 приложений. Список литературы включает 230 источника, из них 43 на иностранных языках.
Выражаю искреннюю благодарность за постоянную помощь в работе администрации ГНУ ВНИИОБ РАСХН РФ, сотрудником кафедры биологии и экологии растений и деканату химфака АГУ.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ВВЕДЕНИЕ Во введении обозначены актуальность темы, цель и задачи исследований, научная новизна, научно-практическая значимость исследований, сведения об апробации работы, публикациях и основных положениях, выносимых на защиту.
ГЛАВА I СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В главе даётся обширный обзор литературы, и анализируются данные об эфиромасличных и лекарственных растениях семейства Lamiaceae, рассматривается их хозяйственное значение.
ГЛАВА II УСЛОВИЯ, ОБЬЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Объектом исследования служили новые сорта лофанта анисового «Астраханский 100» и «Астраханский 101» селекции ГНУ ВНИИОБ, полученные методом индивидуального отбора из гетерогенных популяций.
В основу исследований по теме диссертационной работы положены полевые и лабораторные методы. Для закладки опыта использовался метод расщепленных делянок с размером посевной делянки 21 м2, учетной 9,8 м2 при трехкратной повторности. Посев сплошной, рядовой, ручной в дно борозды.
Агротехника возделывания соответствовала одному из рекомендуемых для лофанта методов. Культуру лофанта анисового вели в орошаемых условиях. Из агротехнических приемов изучались два способа орошения: полив по бороздам и капельное орошение. При этом рассчитывалась поливная норма по формуле А.Н. Костякова:
m= 100*h*d* (HB-B), где m – поливная норма, м3, h – активный слой почвы, м, d – объемная масса почвы, г/см3, HB – наименьшая влагоемкость почвы, % от массы сухой почвы, B – влажность почвы перед поливом, % от массы сухой почвы.
И велся учет израсходованной воды по показаниям водомера.
Для оценки результатов исследований полевой опыт сопровождался наблюдениями, учетами и анализами.
1. В течение вегетационного периода проводились фенологические наблюдения. Оценку интенсивности роста и биометрию растений вели в соответствии с «Методикой полевых опытов в овощеводстве и бахчеводстве» (Белик, 1992).
2. Урожайность воздушно-сухой зеленой массы лофанта анисового определялась разностью сырого и сухого веса в пересчете на 1 га (коэффициент перевода 27-32%).
3. Анатомические структуры листьев и стебля определялись методом микроскопического исследования после соответствующей подготовки образцов и средств (A.K. El-Ghamrawy and A. Zaher, 1953;
E. Zayed et al, 2005).
4. Получение эфирного масла из различных частей растения в зависимости от срока вегетации и от сорта проводилась методом паровой дистилляции (Clevenger J.H., 1928).
Материалом для веделения эфирного масла являлись листья, соцветия, стебли и семена лофанта анисового.
5. Химический состав эфирного масла изучали методом хроматомасс спектрометрии на приборе Agilent с библиотекой 40 тыс. химических соединений и методом газожидкостной хроматографии на хроматографе Shimadzu QP 2010 с масс-селективным детектором. Для идентификации использовали библиотеку масс спектров NIST 02.
6. Количественное определение компонентов эфирного масла проводили методом газожидкостной хроматографии. Показатель преломления и относительную плотность различных образцов эфирного масла лофанта анисового определяли по ГОСТ 14618.10-78.
7. Биохимический анализ сушеного сырья лофанта урожая разных репродукций и китайского зеленого байхового чая с определением количества сухого вещества, сахаров, аскорбиновой кислоты, нитратов проведен в ГНУ ВНИИОБ по общепринятым методикам (Ермаков А.И.
и др., 1987).
8. Определение содержания микро и макроэлементов осуществлялось в ФГУ «Астраханский государственный центр агрохимической службы по Астраханской области».
ГЛАВА III АНАТОМО - МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛОФАНТА АНИСОВОГО Морфологическая и биологическая характеристика Лофант анисовый – многолетнее двудольное растение (при хорошем уходе на одном месте вегетирует до 9 лет). Высота куста лофанта анисового 1,3-2,0 м, растение ветвистое. Листья длинночерешковые, зелёные с фиолетово-бурыми подпалинами и с длиной пластинки до 5-10 см. Каждая ветвь заканчивается колосовидным соцветием, длина которого при частых поливах и заботливом уходе может достигать 25-30 см. Цветки обоеполые, мелкие, сине-фиолетовые, белые, вид имеет и жёлтые цветки. Семена мелкие, тёмные, масса 1000 шт.
семян – от 0,4 до 1,0 г (рисунки 1-10, таблици 1-2). Лофант анисовый – светолюбивое, засухоустойчивое растение, но хорошо отзывается на поливы и внесение удобрений. Предпочитает рыхлые, плодородные, суглинистые, с нейтральной по рН почвы. Плохо растёт на заболоченных, засолённых и сильно известкованных почвах. Лофант размножается семенами, делением корневищ куста. Цветёт с июня до первых заморозков и бывает всё это время буквально облеплен пчёлами, шмелями и другими насекомыми-опылителями.
Рис. 1. Семена эфиромасличного Рис. 2. Семена лофанта растения лофанта анисового в анисового при 4x22 увеличении натуральную величину Рис. 3. Всходы лофанта анисового Рис. 4. Четырёхгранная форма Рис. 5. Четырёхгранная форма стебля лофанта анисового у сорта лофанта анисового у сорта «Астраханский100» «Астраханский 101» Рис. 6. Фаза цветения лофанта Рис. 7. Фаза цветения лофанта анисового «Астраханский 100 анисового «Астраханский 101» (июль, 2009 г.). (июль, 2009 г.) (фотографии автора).
Рис. 8. Автор Абделаал Х.А.А. на участке восстановления после среза лофанта анисового сорта «Астраханский 100» (июль 2009 г.) Рис. 9. Пыльца лофанта анисового Рис. 10. Пыльца лофанта анисового при увеличении 40x22 при увеличении 100x (фотографии автора) В условиях Астраханской области лофант анисовый хорошо развивается, и высота растений достигает 150 см, формирует крупное соцветие длиной до см. Облиственность растений очень высокая, общая площадь листьев на одном растении в пределах 110 см2, что позволяет собирать хороший урожай зеленой массы в пределах 15 т/га и получать из него 4 т сухого сырья.
Результаты исследования морфологических признаков Lophanthus anisatus L. (Benth.) сорт «Астраханский 100» и «Астраханский 101» в трёх последовательных сезонах (2007-2009гг.) представлены в таблицах 1-2.
Таблица Параметры морфологических признаков и биометрических измерений лофанта «Астраханский 100» [Lophanthus anisatus L. (Benth.)] (2007- 2009 гг.) Показатель Год Среднее 2007 2008 133,00 129,00 132,00 131, Длина стебля, см 95,10 95,08 95,11 95, Число стеблей, шт/м Число листьев на стебле, шт. 25,00 22,00 24,00 23, Длина листьев, см 7,50 7,00 7,00 7, 3,50 3,00 3,00 3, Ширина листьев, см Площадь листьев, cм 115,41 104,41 113,25 111, Число соцветий у стеблей, шт. 7,00 6,00 7,00 6, 17,90 15,50 17,30 16, Длина соцветий, см Зелёный вес стеблей и листьев, т/ 15,40 15,10 15,40 15, га Сухой масса стеблей и листьев, т/ 4,01 3,94 4,00 3, га 6,19 6,12 6,16 6, Масса семян и соцветий, т/га 2,01 1,99 2,00 2, Сухая масса семян и соцветий, т/га 1,00 0,90 1,00 0, Масса 1000 штук семян, г 1,10 1,00 0,90 1, Длина семени, мм 0,54 0,50 0,50 0, Ширина семени, мм Таблица Параметры морфологических признаков и биометрических измерений лофанта «Астраханский 101» [Lophanthus anisatus L. (Benth.)] (2007- 2009 гг.) Показатель Год Среднее 2007 2008 130,00 125,00 134,00 129, Длина стебля, см 91,15 92,00 92,85 92, Число стеблей, шт./м Число листьев на стебле, шт. 26,00 24,00 25,00 25, Длина листьев, см 6,90 7,15 7,00 7, 3,12 3,15 3,00 3, Ширина листьев, см Площадь листьев, cм 112,10 115,20 108,00 111, Число соцветий у стеблей, шт. 6,00 6,00 7,00 6, 18,00 16,00 15,00 16, Длина соцветий, см 14,80 15,00 15,10 14, Зелёная масса стеблей и листьев, т/га 3,85 4,00 3,90 3, Сухая масса стеблей и листьев, т/ га 6,00 6,20 6,05 6, Масса семян и соцветий, т/га 1,80 1,90 2,00 1, Сухая масса семян и соцветий, т/га 1,00 0,90 1,00 0, Масса 1000 штук семян, г 1,00 1,00 0,90 0, Длина семени, мм 0,50 0,51 0,52 0, Ширина семени, мм Анатомическое строение стебля лофанта анисового На рисунках 11-12 показан поперечный срез стебля лофанта анисового. В стебле можно выделить две части: первичную кору, покрытую эпидермой, и центральный цилиндр. Под эпидермой находится первичная кора, состоящая из нескольких рядов паренхиматических клеток.
Рис. 11. Поперечный срез стебля лофанта Рис. 12. Поперечный срез стебля при 4x22 увеличении лофанта при 10x22 увеличении (фотографии автора) Это обычно зелёная и в наружных слоях ассимиляционная ткань. Клетки более глубоких слоев коры хлорофилловых зёрен не имеют. Наружные слои первичной коры превращаются в колленхиму. Утолщения клеток колленхимы бывают пластинчатые. Самый внутренний слой первичной коры, образует эндодерму, которую называют иногда крахмалоносным влагалищем. Клетки этого слоя содержат много мелкого крахмала.
Внутри от эндодермы расположен центральный цилиндр. Самая наружная часть его называется перициклом. Сердцевина занимает центральную часть цилиндра.
Проводящие пучки развиваются из прокамбия, который расположен непосредственно под конусом нарастания (рисунок 13). Из прокамбия дифференцируются первые элементы проводящей ткани.
Рис. 13. Проводящие пучка на поперечном срезе стебля лофанта анисового при увеличении 40x (фотографии автора) Анатомическое строение листа лофанта анисового На рисунках 14-15 показан поперечный срез листа лофанта анисового.
Листья состоят, главным образом, из основной ткани (мезофилла), кроме того, из проводящей и механических тканей, представленных в жилках листа.
Мезофилл состоит из двух хорошо различимых под микроскопом категорий основной ткани, что является следствием дорзовентрального строения листа. Часть мезофилла расположенная под кожицей верхней стороны листа, обращённой к солнцу, состоит из длинных цилиндрических клеток, располагающихся перпендикулярно к поверхности листа, но параллельно солнечным лучам. Они составляют в листе палисадную паренхиму. Первый слой палисадных клеток содержат хлорофилловые зерна. Нижняя часть мезофилла листа называется губчатой паренхимой - это рыхлая ткань. Клетки содержат меньшее количество хлоропластов. Межклеточные полости в губчатой ткани крупные и сообщаются с воздушными полостями, находящимися под многочисленными устьицами на нижней стороне листа.
Рис. 14. Поперечный срез листа Рис. 15. Поперечный срез листа (волоски) лофанта анисового лофанта анисового при 40x22 увеличении при 10x22 увеличение (фотографии автора) ГЛАВА IV АГРОТЕХНИКА ВЫРАЩИВАНИЯ ЛОФАНТА Размножается лофанта семенами, разделением куста, черенками, отводками, рассадой. Семена лофанта относятся к трудновсхожим, требуют стратификации перед посевом. Их лучше сеять под зиму на постоянное место (не глубже 5 мм). От самосева, когда они подрастут до 3 см, их можно пересаживать с комом земли на другое место. Ранней весной можно сеять в ящики на рассаду, за 50-60 дней до высадки рассады в открытый грунт. В ящике грунт слегка уплотнить, полить, почва должна быть лёгкой, не кислой, удобренной. Сеять семена не слишком густо, чтобы потом было удобно пикировать. Высеянные семена присыпать грунтом не толще 5 мм, ящик плотно накрыть плёнкой (стеклом), чтобы не высыхала влага и держать при температуре + 25-30° С, пока не появятся первые всходы - маленькие зелёные парные кругляшки бантиком. Затем плёнку убирают, грунт поддерживают во влажном состоянии, ящики держат на свету при температуре + 15-20°С, чтобы растения не вытягивались. Пикировать растения в другие ящики - 6x6 см при высоте растений 2-3 см. (Рис. 16).
Рис. 16. Проростки лофанта анисового с семядольными листьями Точно так же можно сеять лофант прямо в грунт на постоянное место ранней весной и позже - вначале июня - под плёнку, не глубже 5 мм, поддерживая грунт во влажном состоянии, пока не взойдут все растения.
Вначале лофант растёт очень медленно, затем рост ускоряется. От посева до цветения проходит около трёх месяцев. Надземная часть отмирает при минус 5-7° С. Как многолетнее растение, лофант размещают вне севооборота на солнечном участке. Почву готовят с осени. Перед перекопкой вносят по 3-5 кг/ м торфокомпоста, песка и перегноя. При посеве поздно осенью, до наступления морозов, делают посевные бороздки 0,5 см глубиной на расстоянии 30-40 см друг от друга. Сеют обычно перед первыми заморозками и засыпают семена заранее подготовленной почвой слоем в 3-5 мм. Весенний посев проводят сразу же, как только прогреется почва. Перед посевом почву слегка утрамбовывают и укрывают пленкой для сохранения влаги в почве до появления всходов. Всходы появляются через 10-12 дней после посева. В фазе двух пар настоящих листьев проводят прореживание, оставляя растения на расстоянии 10-12 см друг от друга. Через 10-15 дней после первого, проводят второе прореживание, оставляя растения на расстоянии в рядке в 25-40 см и пересаживая в прогалы лишние растения. Между рядами расстояние 60-70 см.
Изучение способов орошения на лофанте анисовом. Засушливые аридные условия Астраханской области РФ исключают возделывание культурных растений без орошения (годовая сумма испарения зимой в 5 раз, а летом в 10 раз превышает количество осадков). Установлено, что общее преимущество капельного орошения перед бороздковым поливом заключается в: 1. Экономия поливной воды при практически одинаковых урожаях зелёной массы лофанта от контроля – бороздковый полив - составляли в среднем на капельном орошении от 39 до 54 % общей оросительной нормы за вегетацию.
2. Лофант анисовый лучше поливать капельным орошением 2 раза в неделю. Общая продолжительность полива – весь световой день – 12-15 часов.
Средняя поливная норма за один полив 100-150 м3/га.
ГЛАВА V ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЛОФАНТА. СПОСОБЫ ВЫДЕЛЕНИЯ И ИЗУЧЕНИЯ ЭФИРНОГО МАСЛА Химический состав лофанта анисового Заслуживают особого внимания результаты химических анализов содержания микроэлементов и макроэлементов в сушёном заварочном сырье лофанта и зелёного чая, полученные в испытательной лаборатории ФГУ «Астраханского Государственного центра агрохимической службы по Астраханской области» (табл. 3-6).
Рис. 17. Содержание основных химических веществ в сухом сырье лофанта анисового Сухое сырье лофанта высушивается до 10% влажности, при этом в сырье сохраняется 6,5-7,0 % сахаров и до 4-5 мг% аскорбиновой кислоты.
Накопление нитратов в сушеном сырье не превышает предельно-допустимого уровня в 1600 мг/ кг массы продукта (Санитарные Правила и Наставления 2.3.2.
1078-01 пункт 1.6.1 и 1.6.2). В сухом сырье лофанта нитратов меньше ПДК в пять с лишним раз.
Очевидно, что для использования лофанта на лекарственные цели, предпочтение нужно отдавать надземным частям растения, которые на порядок богаче основными макро и микроэлементами, чем подземные органы (корни и корневища). Особо нужно отметить высокое содержание в сушеном сырье железа (424,6 мг/кг) кобальта (0,46 мг/кг) и хрома (07,16 мг/кг), которые полезны для организма человека (табл. 3).
Таблица Содержание минеральных элементов в сушёном сырье, мелких корнях и крупных корневищах лофанта анисового (2005 г.) Элемент Сушеное сырье Корни Корневища Калий, % 2,86 1,90 1, Кальций, % 1,84 0,80 0, Магний, % 0,66 0,05 0, Железо, мг/кг 424,60 94,73 98, Кобальт, мг/кг 0,46 0,08 0, Марганец, мг/кг 12,71 0,57 1, Медь, мг/кг 11,65 44,80 33, Цинк, мг/кг 32,50 33,80 31, Никель, мг/кг 2,87 1,61 1, Свинец, мг/кг 3,44 2,31 2, Кадмий, мг/кг 0,07 0,21 0, Хром, мг/кг 7,16 2,34 2, Цезий-137, Бк/кг 3,00 - Стронций-90, Бк/кг 6,00 - Результаты химических анализов на содержание микроэлементов и макроэлементов в подготовленных для заваривания сырье двух различных культур: Lophanthus anisatus L. (Benth.) и Camellia sinensis L. полученные в испытательной лаборатории ФГУ «Астраханского Государственного центра агрохимической службы по Астраханской области», представлены в таблице 4.
Следует отметить преимущество сырья лофанта над чайным продуктом по содержанию железа более чем в 4 раза, кальция - в 3 раза, фосфора и магния в 2 раза. Только в шести ингредиентах лофант незначительно уступает зелёному чаю.
Таблица Результаты химических анализов на содержание макроэлементов и микроэлементов в сушёном сырье лофанта и зелёного чая * Показатель +/-к Научные зелёно- документы, Лофант Зелёный му чаю методы анализа анисо- чай вый Массовая доля сухого вещества, % 89,96 92,01 - 2,05 ГОСТ 27548- Массовая доля азота, % 1,33 3,17 - 1,84 ГОСТ 13496.4. Массовая доля фосфора, % 0,47 0,22 + 0,25 ГОСТ 26657- Массовая доля кальция, % 2,44 0,65 + 1,79 ГОСТ 26570- Массовая доля калия, % 1,56 1,56 +/- ГОСТ 30504- Массовая доля магния, % 0,43 0,20 + 0,23 ГОСТ 30502- Массовая доля нитратов, мг/кг 531 371 + 160 ГОСТ 13496.19- Массовая доля железа, мг/кг 514,45 121,26 + 393,19 ГОСТ 27998- Массовая доля кобальта, мг/кг 0,151 0,111 + 0,04 ГОСТ 10.155- Массовая доля марганца, мг/кг 46,95 1002,64 - 955,69 ГОСТ 27997- Массовая доля меди, мг/кг 6,08 14,13 - 8,05 ГОСТ 30692- Массовая доля цинка, мг/кг 95,87 26,91 + 68,95 ГОСТ 27997- Массовая доля никеля, мг/кг 1,99 4,61 - 2,62 МУ № 01-19/47- Массовая доля свинца, мг/кг 1,57 0,385 + 1,185 30692- Массовая доля кадмия, мг/кг 0,163 0,122 + 0,041 30692- Массовая доля йода, % 0,18 0,21 - 0,03 28459- Массовая доля хрома, мг/кг 2,17 1,03 + 1,14 МУ № 01-19/47- Массовая доля растворимых 10,64 5,15 + 5,49 ГОСТ 26176- углеводов (сахаров), % Массовая доля легкогидроли- 4,38 4,25 + 0,13 ГОСТ 26176- зуемыхуглеводородов (крахмал), % Массовая доля цезия-137, бк/кг 6,8 - - ГОСТ МУК 2.6.1.1194- Массовая доля стронция-90, бк/кг 4,0 - - ГОСТ ВНИИФТРИ, *Выписка из протоколов испытаний ФГУ «Государственного центра агрохимической службы «Астраханский» № 5013 от 20.03.2009 г. по результатам испытаний воздушно сухих проб по 0,4 кг каждая - сушёного сырья лофанта (листья, терть, соцветия, апикальные части стебля) и зеленого китайского байхового чая «Принцесса Ява».
По результатам анализа, проведенного в лаборатории массовых анализов ГНУ ВНИИОБ особых различий между сухим сырьем лофанта анисового и зеленым чаем, не выявлено (таблица 5).
Таблица Содержание основных химических веществ в сушёном сырье лофанта анисового и китайском зеленом байховом чае Образец Сухое Аскорбиновая Каротин, Хлоро- Белок, Сахара, Флавон вещество, кислота, мг, % филл, % % оиды, % % мг, % мг/г Лофант, 2008 г. 89,30 9,92 5,50 1,64 8,31 4,76 Лофант, 2009 г. 89,20 11,66 13,48 1,73 10,00 7,12 2, Среднее 89,25 10,79 9,49 1,68 9,15 5,94 Зелёный чай 92,60 8,56 33,30 - - +/ – к чаю +3,35 +2,23 -23,81 - - Способы выделения и изучения эфирного масла лофанта анисового Из рекомендованных 6 методов лучшим оказался метод гидродистилляции.
Наибольший выход эфирного масла, мало зависит от сорта, наблюдается из соцветий и листьев (0,5-0,7 %) в период цветения этого растения. Семена лофанта и его стебли практически не содержат эфирного масла. Выход эфирного масла из листьев и соцветий в фазе цветения оказался близким или почти одинаковым, хотя для исследуемых сортов лофанта содержание масла на 0,2% было выше у сорта «Астраханский 100» (рисунки 18-19).
Рис.18. Полупромышленный способ получения эфирного масла из зелёной массы листьев лофанта анисового способом перегонки с во дяным паром (1 - куб;
2 - паровая рубашка;
3 - спусковой кран;
4 крышка куба;
5 - растительное сырьё;
6 - вентиль для впуска пара в паровую рубашку;
7 - вентиль для выпуска отработанного пара из паровой рубашки;
8 - вентиль для впуска пара в куб;
9 - пароотводная труба;
10 - конденсатор (холодильник);
11 - приёмник (флорентийская бутыль);
12 - лебёдка для поднятия крышки куба;
13 - зубчатый механизм для опрокидывания куба при разгрузке содержимого куба) Рис. 19. Хроматограмма эфирного масла лофанта анисового Эфирное масло лофанта анисового представляет собой легко подвижную жидкость от светло-жёлтого до жёлтого цвета. Показатель преломления различных образцов эфирного масла лофанта анисового изменялся в незначительных пределах и равен nD20 1,4700 –1,5200. Относительная плотность изменяется в пределах d420 0,9360-1,0070. Этот метод позволил выявить соединений, которые представлены в таблице 6.
Таблица Количественный состав эфирного масла лофанта анисового Номер пика Время выхода, Содержание, Идентифицированное соединение мин. % 1 7,566 0,32 Амилвинилкарбинол -Мирцен 2 7,965 0, 3 9,182 8,14 Лимонен 4 11,421 0,07 Линалоол 5 11,749 0,50 1-Октенилацетат 6 13,584 62,08 4-Аллиланизол (метилхавикол) 7 14,246 1,32 1,3,5-триэтилбензол 8 14,749 0,12 Хавикол 9 16,530 0,09 Изоэвгенол 10 17,232 24,01 Изоэвгенилметиловый эфир 11 17,907 1,15 Кариофиллен 12 18,771 0,80 Гермакрен D -Елемен 13 18,992 0, -Кадинен 14 19,301 0, 15 19,955 0,12 Гермакрен D-4-ол -Мууролол 16 20,629 0, -Кадинол 17 20,756 0, Самым важным ингредиентом лофанта анисового является эфирное масло, состоящее из 17 компонентов, главным из которых является метилхавикол, который составляет в общей массе эфирного масла около 62, %. Растительное масло лофанта из семян нами пока не изучено, а оно также может представлять очень большой интерес как лечебное средство.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Впервые нами исследовано анатомическое строение лофанта анисового.
Установлено, что пыльца этого растения имеет эллипсоидальную форму.
Полученный фотоматериал можно использовать для учебных пособий по ботанике.
2. Из межсортовой популяции отобраны два новых селекционных сорта «Астраханский 100» и «Астраханский 101».
3. В условиях Астраханской области на орошении высота растений лофанта анисового достигает 150 см, формируется крупное соцветие длиной до 16 см.
Облиственность растений очень высокая, общая площадь листьев на одном растении в пределах 110 см2, что позволяет собирать урожай зеленой массы в пределах 15 т/га и получать из него 4 т сухого сырья.
4. Лофант анисовый лучше поливать капельным орошением 2 раза в неделю.
Общая продолжительность полива – 12-15 часов. Средняя поливная норма за один полив 100-150 м3/га.
5.Для использования лофанта на лекарственные цели, предпочтение нужно отдавать надземным частям растения, которые на порядок богаче основными макро и микроэлементами, чем подземные органы (корни и корневища), так в сушеном сырье содержится: железа (424,6 мг/кг) кобальта (0,46 мг/кг) и хрома (07,16 мг/кг).
6. Химический состав эфирного масла лофанта анисового показал, что главным ингредиентом является метилхавикол (62,08 %), а также соединения амилвинилкарбинола, мирцена, лимонена, линалоола, октенилацетата, изоэвгенола, кариофиллена, кадинена, гермакрена, мууроола, кадинола и др.
(более 17 компонентов).
7. Наибольший выход эфирного масла (0,5-0,7 %) в период цветения выделен из соцветий и листьев. Семена и стебли практически не содержат эфирного масла. Сравнительный количественный анализ эфирного масла двух сортов лофанта выявил, что у сорта «Астраханский 100» он на 0,2% больше, чем у сорта «Астраханский 101».
8. Наибольшее количество витамина С 10,1 мг/100 г и флавоноидов 2,74% содержится в листьях и стеблях растения;
витамина В1 0,03 мг/100 в соцветиях растения.
9. При сравнении основных химических веществ в сушеном сырье лофанта и китайском зеленом байховом чае выявлено, что сухого вещества на 3,35% и каротина на 23,81 мг/% больше в чае, аскорбиновой кислоты на 2,23 мг/% больше в лофанте.
10. Содержание ультрамикроэлементов, микроэлементов и макроэлементов в сушёном сырье лофанта в сравнении с зелёным чаем позволяют рекомендовать новый чаенапиточный продукт для человека – чай «Лофантовый».
11. В лофанте анисовом, выращенном в условиях Астраханской области, содержание нитратов в среднем составило 300 мг/кг, что в 5,3 меньше ПДК.
РЕКОМЕНДАЦИИ Для условий Астраханской области использовать созданные сорта лофанта анисового «Астраханский 100» и «Астраханский 101», адаптированные для местных почвенно-климатических условий.
При возделывании предлагается проводить подзимний посев семян и применять капельный полив.
Использовать сушеное сырье лофанта анисового для приготовления по разработанной технологии чайного напитка «Лофантовый», рекомендуемого для лечения простуд, гипертонии и перевозбуждения.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ В ВЕДУЩИХ РЕЦЕНЗИРУЕМЫХ ИЗДАНИЯХ:
1. Фурсов, В.Н. Агрономические указания и технология выращивания лофанта анисового [Lophanthus anisatus L. (Benth.)] / В.Н. Фурсов, Х.А.A.
Абделаал, М. Е. Резк // Естественные науки.- Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2009.- № 2 (27).- С. 98-101.
Абделаал, Х.А.А. Применение эфирных масел традиционных растений и 2.
нового для России растения - лофанта анисового [Lophanthus anisatus L.
(Benth.)]. / Х.А.А. Абделаал, А.В. Великородов, А.Г.Тырков, В.Н.
Фурсов // Естественные науки.- Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», РФ, 2009.- № 3 (28). -С. 78-85.
Talab, A.S.A. Effect of some different natural antioxidants on 3.
physicochemical and microbiological quality of minced carp (Cyprinus carpio) during cold storage / A.S.A. Talab, H.E.A. Ghannam, Kh. A. A. Abd El-Aal // Естественные науки. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», РФ, 2009. - № 3 (28). - С. 92-101.
Абделаал, Х.А.А. Морфогенез, физиология и агротехнология лофанта 4.
анисового [Lophanthus anisatus L. (Benth.)] как нового растения для Астрахани и России / Х.А.A. Абделаал, Ф.С. Могханм // Известия СПБГАУ, РФ, 2009. – № 17. – C. 44-48.
Великородов, А.В. Выделение эфирного масла из лофанта анисового и 5.
изучение его химического состава / А.В. Великародов, Х.А.A. Абделаал, А.Г. Тырков, В.Н. Фурсов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - Барнаул: ООО «Принт-Инфо», РФ, 2009. - № (60). - С. 66-71.
Абделаал, Х.А.А. Употребление человеком нового чайного напитка из 6.
лофанта анисового в лечебных целях / Х.А.A. Абделаал, В.Н. Фурсов // Естественные науки. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», РФ, 2009. - № 4 (29).- С.60-65.
ПУБЛИКАЦИИ В ДРУГИХ ИЗДАНИЯХ 7. Abd El-Aal Abd El-Aziz, Kh. A. A photographic Atlas in plants / Kh. A.
Abd El-Aal Abd El-Aziz, Y. M. Hafez, N. El-Baghdadi // Kafr El- Sheikh, Fac., of Agric., Tanta Univ., Egypt, 2001.- 64 pp.
8. Abd El-Aal Abd El-Aziz, Kh. A. Мorphophysiological studies on Orobanche spp. Plants / Kh. A. Abd El-Aal Abd El-Aziz // MSc. Thesis, Fac., of Agric., Kafr El- Sheikh, Tanta Univ., Egypt, 2003.- 132 pp.
9. Zayed, E. Effect of Morphactin, TIBA and Ethephon on growth and yield of infected faba bean plants with Orobanche crenata / E.Zayed, M. El-Afry, S.
Eissa, Kh.A. Abd El-Aziz Abd El-Aal // J. Agric. Res. Tanta Univ., Egypt, 2005.- 31 (4-A): 520-535 pp.
10. Zayed, E. Effect of Morphactin, TIBA and Ethephon on anatomical characteristics of infected faba bean plants with Orobanche crenata / E.Zayed, M. El-Afry, S. Eissa, Kh.A. Abd El-Aziz Abd El-Aal //J. Agric. Res. Tanta Univ., Egypt, 2005.- 31 (4-A): 536-547 pp.
11. Zayed, E. Effect of Morphactin, TIBA and Ethephon on physiological characteristics of infected faba bean plants with broomrape / E.Zayed, M. El Afry, S. Eissa, Kh.A. Abd El-Aziz Abd El-Aal //J. Agric. Res.Tanta Univ., Egypt, 2005.- 31 (4-B): 725-738 pp.
12. Abou-Attia, F. A. M. Effect of Bio and Mineral fertilization on the main insect pests and some characters of sugar beet plants / F. A. M. Abou-Attia, Kh.A.
Abd El-Aziz Abd El-Aal // J. Agric. Sci. Mansoura Univ., Egypt, 2007.- (2): 1471-1485 pp.
13. Фурсов, Н.В. Новое растение для Астрахани и России / Н.В. Фурсов, В.В. Фурсов, В.Н. Фурсов, Х.А.А. Абделаал // «Актуальные проблемы современных аграрных технологий» Материалы III Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием.- АГУ РФ.-2008. - С. 100-102.
14. Фурсов, Н.В. Химический состав лофанта анисового / Н.В. Фурсов, В.В. Фурсов, В.Н. Фурсов, Х.А.А. Абделаал // «Актуальные проблемы современных аграрных технологий» Материалы III Всероссийской научной конференции студентов и молодых учёных с международным участием.- АГУ РФ.- 2008. - С. 102-104.
15. Фурсов, Н.В. Нитраты, нитриты, ПДК лофанта анисового и других растений / Н.В. Фурсов, В.В. Фурсов, В.Н. Фурсов, Х.А.А. Абделаал // «Актуальные проблемы современных аграрных технологий» Материалы III Всероссийской научной конференции студентов и молодых учёных с международным участием.- АГУ РФ. - 2008.- С. 105-107.
16. Фурсов, Н.В. Лофант анисовый – лекарственное растение / Н.В. Фурсов, В.В. Фурсов, В.Н. Фурсов, Х.А.А. Абделаал // «Актуальные проблемы современных аграрных технологий» Материалы III Всероссийской научной конференции студентов и молодых учёных с международным участием.- АГУ РФ.- 2008. - С. 107-109.
17. Фурсов, Н.В. Капельное орошение на хлопчатнике и лофанте анисовом / Н.В. Фурсов, В.В. Фурсов, В.Н. Фурсов, Х.А.А. Абделаал // «Актуальные проблемы современных аграрных технологий» Материалы III Всероссийской научной конференции студентов и молодых учёных с международным участием.- АГУ РФ.- 2008. - С. 110-111.
18. Фурсов, Н.В. Законы и экологические принципы в земледелии и растениеводстве / Н.В. Фурсов, В.В. Фурсов, В.Н. Фурсов, Х.А.А.
Абделаал // Материалы Международной научно-практической конференции, «Развитие агропромышленного комплекса: перспективы, проблемы и пути решения», АГУ, Астрахань, 2008.- С.184-186.
19. Rezk, M.Y. The implementation of green manuring in Astrakhan region / M.Y. Rezk, Kh.A. Abd El-Aziz Abd El-Aal, F.S. Moghanm // материалы III Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Актуальные проблемы современных аграрных технологий», АГУ, Астрахань, 2008.- С.227-228.
20. Fursov, V.N. The conditions of Planting [Lophanthus anisatus L. (Benth.)] / V. N. Fursov, Kh. A. A. Abd El-Aal, E.Н. Donskeh, F.S. Moghnam // Фундаментальные и прикладные проблемы получения новых материалов (Астрахань, 22-24 апреля 2009 г.). Материалы III Международной научной конференции. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», АГУ РФ, 2009.- С. 264-266.
21. Rezk, M.Y. The perspectives and evaluation of implementing various forms of green manuring on the alluvial soils of the delta of river Volga / M.Y. Rezk, Kh.A. Abd El-Aziz Abd El-Aal // Естественные науки. - Астрахань:
Издательский дом «Астраханский университет», 2009.- №1(26).- С. 96-99.
22. Abd El-Aziz Abd El-Aal Kh.A. The use of bio and organic fertilizers to increase crop production and reduce chemical fertilizers as well as preservation of the environment / Kh.A. Abd El-Aziz Abd El-Aal, M.Y. Rezk, M.S.
Mohamed, A.E. Awad // Материалы II Международной научно-практической конференции «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (г. Астрахань, 25-30 августа 2009 г.) Астрахань:
Издательский дом «Астраханский университет», 2009.- С.74-76.
23. Rezk, M.Y. Green manuring: A new life for irrigated lands / M.Y. Rezk, Kh.A.
Abd El-Aziz Abd El-Aal // Материалы II Международной научно практической конференции «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (г. Астрахань, 25-30 августа 2009 г.) Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2009.- С.85-86.
24. Awad, A.E. Effect of some oils rich in polyunsaturated fatty acid on health / A.E. Awad, Kh.A. Abd El-Aziz Abd El-Aal // Материалы II Международной научно-практической конференции «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (г.
Астрахань, 25-30 августа 2009 г.) Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2009.- С.177-178.
25. Мохамед, М.С. Ценные питательные свойства винограда и его применение как лечебноно средства / М.С. Мохамед, Ш.Б. Байрамбеков, А.С. Абакумова, Х.А.А. Абделаал // Материалы пятой Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы инновационного развития агропромышленого комплекса», г.
Астрахань, 29 октября-1 ноября 2009 г.) АГУ РФ, 2009.- С.127-129.
Паршин, С.А. Урожайность и терапевтические качества лофанта 26.
анисового [Lophanthus anisatus L. (Benth.)] в условиях Астраханской области / С.А. Паршин, Н.В. Фурсов, В.В. Фурсов, В.Н. Фурсов, Ж.А.
Зимина, Х.А.А. Абделаал // Материалы пятой Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых « Актуальные проблемы инновационного развития агропромышленого комплекса» (Астрахань, октября-1 ноября 2009 г.). Материалы пятой Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых.- АГУ РФ, 2009. - С. 140–142.
27. Абделаал, Х.А.A. Методы получения эфирных масел и применения их в лечебных целях / Х.А.A. Абделаал, В.Н. Фурсов, A.S.A. Talab // Биологические исследования. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет» РФ, 2009.- №2(2).- С. 29-36.
28. Абделаал, Х.А.А. Морфология нового растения для России Лофант анисовый [Lophanthus anisatus L. (Benth.)] / Х.А.A. Абделаал, В.Н. Фурсов, С.А. Паршин// Биологические исследования. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет» РФ, 2009. - №3(3).- С.7-10.
29. Абделаал, Х.А.А. Применение лофанта анисового [Lophanthus anisatus L.
(Benth.)] в лечебных целях / Х.А.A. Абделаал, В.Н. Фурсов, // Биологические исследования. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет» РФ, 2009.- №3(3).- С.61-66.
30. Фурсов, В.Н. Важность эфирных растительнных масел в жизни человека/ В.Н. Фурсов, Х.А.А. Абделаал, М.Е. Резк, А.Э. Авад, // Экологические проблемы природных и урбанизированных территорий (Астрахань, 25- июня 2009 г.). Материалы III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», АГУ РФ, 2009. - С. 136-138.
31. Абделаал, Х.А.А. Лофант анисовый [Lophanthus anisatus L. (Benth.)] – декоративное ароматное растение / Х.А. А. Абделаал, В.Н. Фурсов, М.Е.
Резк, М.С. Мохамед, Ф.С. Могханм // 5 Международная научная конференция Ирана и России по проблемам развития сельского хозяйства.- Санкт-Петербург, 2009. - С. 364-367.
32. Абделаал, Х.А.А. Анатомия нового растения для России [Lophanthus anisatus L. (Benth.)] – Лофант анисовый) / Х.А.A. Абделаал, В.Н. Фурсов, С.А. Паршин, Ф.С. Могханм // Международный Агропромышленный Конгресс. Крупный и малый бизнес в АПК, роль, механизмы взаимодействия, перспективы.- Санкт-Петербург: «Агрорусь», 2010.- С.
16-19.
33. Абделаал, Х.А.А. Лофант анисовый [Lophanthus anisatus L. (Benth.)] новое эфирномасличное растение для Астраханской области / Х.А.A.
Абделаал, В.Н. Фурсов // Вестник всероссийского научно исследовательского института орошаемого овощеводства и бахчеводства.- Камызяк, РФ, 2010.- №1(7).- С. 3.
34. Абделаал, Х.А.А. Сравнение химического состава нового растения для Астраханской области лофанта анисового с зеленым чаем / Х.А.A.
Абделаал, В.Н. Фурсов // Материалы международной научно практической конференции, (приоритеты и интересы современного общества), Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2010.- С. 209-212.
Подписано в печать 09. 04. 2010.
Уч.-изд. л. 1,5. Усл. печ. л. 1,4.
Заказ № 2117. Тираж 100 экз.
_ Оттиражировано в Издательском доме «Астраханский университет» 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, Тел. (8512) 48-53-47 (отдел маркетинга), 48-53-45 (магазин);
тел. 48-53-44, тел./факс (8512) 48-53- E-mail: [email protected]