Разработка технологий плантационного выращивания лекарственных трав в Северном регионе Казахстана без снижения содержания в них биологически активных веществ
АР09259323 «Разработка технологий плантационного выращивания лекарственных трав в Северном регионе Казахстана без снижения содержания в них биологически активных веществ»
Проект рассчитан на 36 месяцев – с 01.01.2021 по 31.12.2023 гг. Его целью является разработка экологичной и рациональной технологии выращивания лекарственных трав на плантациях Северного региона Казахстана без снижения содержания в них биологически активных веществ.
Данную проблему можно решить путем выращивания лекарственных трав на плантациях. Вместе с тем, существует опасность снижения содержания биологически активных веществ (БАВ) в искусственно выращенных лекарственных растениях, поэтому для исключения этого факта необходимо разработать такие агротехнические приемы, при выполнении которых фармакологические свойства растений будут неизменными.
Выращенный материал без учета районирования и по рекомендациям для других регионов, может оказаться бесполезным с точки зрения фармакологии. Поэтому предполагается опытное выращивание различных видов лекарственных трав на плантациях и лабораторная проверка их на сохранение и содержание БАВ.
Новизна данных исследований заключается в разработке научно-обоснованных мероприятий по возделыванию лекарственных растений в разрезе регионального районирования и с применением интродукции редких и исчезающих видов. Данные научные работы будут проведены впервые для условий Северного Казахстана. При этом кроме практического значения разработки будет проведена работа по сохранению генофонда ценных лекарственных растений exsitu. Впервые в Казахстане будут разработаны методические указания по проведению научных наблюдений за ростом и состоянием лекарственных растений.
Основной гипотезой проекта является определение оптимальной технологии выращивания лекарственных растений без потери БАВ, поддержание участка в постоянно продуцирующем состоянии и выявление возможности интродукции ценных растений. За основу исследований будут взяты ранее разработанные методические указания для почвенно-климатических условий России и Беларуси, адаптированные и дополненные для условий Северного Казахстана. Предполагается разработка технологии для выращивания следующих лекарственных трав: EchinaceapurpureaMoench (интродуцент), SalviaofficinalisL. (интродуцент), ThymusserpyllumL. (запасы ограничены), PaeoniaanomalaL. (находится в Красной книге Казахстана) и некоторых других, наименование которых будут получены в ходе разработки темы.
Состав исследовательской группы:
Кабанова Светлана Анатольевна, руководитель программы. Образование высшее, инженер лесного хозяйства, кандидат биологических наук, ассоциированный профессор. Место работы: КазНИИЛХА им. А.Н. Букейхана, заведующая отделом воспроизводства лесов и лесоразведения. Стаж работы в лесном хозяйстве 28 лет. Индекс Хирша РИНЦ 9, международный индекс Хирша 1.
Кабанов Андрей Николаевич, член исследовательской группы. Образование высшее, магистр педагогического образования 44.04.01; естественно-научное образование. Место работы: КазНИИЛХА им. А.Н. Букейхана. Стаж работы в лесном хозяйстве 8 лет. Индекс Хирша РИНЦ 4.
Кочегаров Игорь Сергеевич, член исследовательской группы. Образование: высшее, бакалавр «Лесные ресурсы и лесоводство», магистрант. Место работы: КазНИИЛХА им. А.Н. Букейхана. Стаж работы: 9 лет. Индекс Хирша РИНЦ 1.
Борцов Валерий Анатольевич, член исследовательской группы. Образование: высшее, инженер лесного хозяйства. Место работы: КазНИИЛХА им. А.Н. Букейхана. Стаж работы: 28 лет. Индекс Хирша РИНЦ 2.
Шахматов Павел Федорович, член исследовательской группы. Образование высшее, магистр педагогического образования 44.04.01; естественно-научное образование. Место работы: КазНИИЛХА им. А.Н. Букейхана. Стаж работы в лесном хозяйстве 30 лет. Индекс Хирша РИНЦ 2.
Крекова Яна Алексеевна, член исследовательской группы. Образование: высшее, магистр экологии, кандидат сельскохозяйственных наук РФ, доктор философии (PhD).Место работы: КазНИИЛХА им. А.Н. Букейхана. Стаж работы: 10 лет. Индекс Хирша РИНЦ 2.
Жағпар Кәрімжан, член исследовательской группы, неполная занятость. Место работы: Ассоциация частных лесных питомников Казахстана ТОО «Коктерек».
В марте - апреле текущего года выполнены следующие работы:
Подготовлена методика и календарный план работ. Изучена агротехника посадки и выращивания следующих лекарственных трав: EchinaceapurpureaMoench (интродуцент), SalviaofficinalisL. (интродуцент), ThymusserpyllumL. (запасы ограничены), PaeoniaanomalaL. (редкое растение), Inulahelenium L, Hypéricumperforátum, Oríganumvulgáre, Melissaofficinalis, Pimpinéllaanísum, Schisándrachinénsis, Panaxginseng, Adōnisvernālis.
Семена указанных растений прошли стратификацию и скарификацию (женьшень обыкновенный). Проведен анализ на лабораторную и грунтовую всхожесть семян.
Рисунок 1 – Опыт по определению лабораторной всхожести эхинацеи пурпурной (Echinaceapurpurea Moench)
Высеяны семена для получения рассады следующих растений: девясил высокий, тимьян обыкновенный, анис овощной, эхинацея пурпурная, мелисса обыкновенная.
Рисунок 2 – Рассада тимьяна обыкновенного(ThymusserpyllumL) Рисунок 3 – Всходы эхинации пурпурной Echinaceapurpurea Moench
Рисунок 4 – Всходы девясила высокого Inulahelenium L Рисунок 5 – Всходы аниса овощного
Начата подготовка почвы на участке будущей плантации лекарственных трав.
Разработка технологий плантационного выращивания лекарственных трав в Северном регионе Казахстана без снижения содержания в них биологически активных веществ
Важность существования лекарственных трав в жизни человечества трудно переоценить. Применение и создание новых лекарств, которые состоят из химических соединений, конечно необходимы. Но они имеют целый список противопоказаний и побочных действий, которые наносят вред некоторым органам человека. Замена химических лекарств растительными аналогами используется в Китае, где широко и успешно применяется многовековой опыт лечения травами. Такая тенденция в настоящее время широко распространяется в мире. В предыдущие годы в России, Беларуси и других странах плантационные культуры лекарственных трав были широко развиты, в настоящее время площади плантаций значительно сократились, на трудности в проведении данных работ указывают многие авторы. Потребности химико-фармацевтической промышленности в растительном сырье не удовлетворяются, нет специалистов по выращиванию лекарственных трав, из-за расформирования селекционных станций очень мало хороших чистых семян. Ранее разработанные агротехнические приемы в настоящее время критически пересматриваются, составляются рекомендации с учетом применения биологических и органических удобрений, районирования растений, расположения участков, т.к. качество сырья зависит не только от почвенно-климатических условий, но и от рельефа и экспозиции местности.
В 2021 году выполнены следующие работы. Заложены опыты по искусственному выращиванию интродуцированных лекарственных растений, проведены наблюдения за их жизнеспособностью. В культуры Северного Казахстана введены интродуцированные растения: шалфея лекарственного, эхинации пурпурной, аниса обыкновенного, котовника лимонного, женьшеня обыкновенного. Семена женьшеня были высеяны весной 2021 года, но согласно биологическим особенностям, взойдут весной следующего года. За другими лекарственными растениями проведены наблюдения за ростом и урожайностью. Высажена рассада лекарственных растений (рисунок 1).
Рисунок 1 – Посадка рассады девясила высокого
Испытаны различные агротехнические приемы посева семян, уходных работ, сбора и сушки сырья. Изучен рост растений, высеянных семенами по различным агротехническим приемам и дан сравнительный анализ. Определено, что лучшей полевой всхожестью семян обладали семена, прошедшие предпосевную обработку стимулятором Циркон. Содержание семян в холодном месте позволило увеличить заморозкоустойчивость растений. Продолжены агротехнические уходы за плантацией: прополка, рыхление почвы и полив. Определено, что для снижения ручных работ по прополке плантации экономичным и оптимальным способом является укрытие почвы черным укрывным материалом (рисунок 2).
Рисунок 2 – Применение укрывного материала при выращивании лекарственных трав
Собран растительный материал и проведена сушка на открытом воздухе и в сушильных шкафах. Выявлено, что содержание влаги в сырье значительно снижается при сушке в сушильных шкафах. Фенологические наблюдения проведены за появлением первых и массовых всходов, появлением настоящих листьев, началом цветения и др. Выявлено, что первые всходы на открытом участке появились через месяц после посева семян, массовые всходы – к 9 июня. Массовые всходы адониса летнего на плантации появились гораздо позднее, чем у других растений, при этом полевая всхожесть составила 28,5%. В период массовых всходов можно отметить высокую полевую всхожесть семян тимьяна ползучего (98,7%). Цветения эхинацеи пурпурной и девясила высокого еще не было, адонис летний цвел обильно (рисунок 3).
Рисунок 3 – Цветение адониса летнего
Единичное цветение было у душицы обыкновенной, шалфея лекарственного, тимьяна ползучего. Проведен анализ фармакологических свойств выращенных растений с целью выявления возможности искусственного выращивания лекарственных растений без снижения БАВ на первой генерации лекарственных растений.
Собран природный материал тимьяна ползучего и душицы обыкновенной в два срока – тимьяна ползучего в июле и августе, душицы обыкновенной – во время массового цветения. На первом году выращивания в зеленой массе лекарственных растений определялось содержание эфирных масел в опытах с применением удобрений при выращивании растений (опыт № 1) и без них (опыт № 2). Выявлено, что количество эфирных масел составило 0,32 – 1,25% от сухой массы у растений, выращенных с удобрениями и 0,31 – 1,35% - у растений на неудобренных участках. В сухом веществе тимьяна ползучего в опыте № 1 было выявлено 1,25% эфирного масла, в том числе наибольшее количество приходилось на следующие компоненты - транс-гераниол, лавандулил ацетат и тимол.
Проведены первоначальные расчеты по закладке и содержанию плантации лекарственных трав, куда вошли затраты на закупку семян, проведение обработки почвы и агротехнических уходов, сбор и сушку лекарственного сырья. Составлены методические указания по проведению научных наблюдений и закладке опытных участков при изучении роста и состояния лекарственных растений. По литературным данным и собственным исследованиям определены мероприятия по выполнению научно-исследовательских работ: методы закладки пробных площадок, выполнение замеров высоты растений, проведение фенологических наблюдений (сроки, кратность и пр.), сбор лекарственного сырья и его сушка, выявление количественных показателей сырья (влажность, урожайность, масса сырого и сухого вещества и пр.). Изучены биометрические показатели лекарственного сырья (рисунок 4).
Рисунок 4 – Сырье однолетних растений девясила высокого
