Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Общая характеристика территории произрастания ореха маньчжурского в Приморском крае 9
Глава 2 История открытия и исследования ореха маньчжурского 16
Глава 3 Использование ореха маньчжурского в пищевых и лекарственных целях 34
Глава 4 Методология и методы исследования 42
Глава 5 Ресурсы ореха маньчжурского 46
5.1 Лесорастительные условия произрастания ореха маньчжурского в Приморском крае 51
5.2 Распределение площадей ореха маньчжурского по крутизне и экспозиции склонов 54
Глава 6 Плодоношение. Индивидуальная изменчивость ореха маньчжурского на территории Приморского края 56
Глава 7 Интродукция видов рода Juglans на территории Приморского края 71
Глава 8 Состояние искусственных насаждений ореха маньчжурского в зелёной зоне г. Уссурийска 77
Выводы и практические предложения 79
Список сокращений и условных обозначений 81
Список литературы
- История открытия и исследования ореха маньчжурского
- Методология и методы исследования
- Лесорастительные условия произрастания ореха маньчжурского в Приморском крае
- Интродукция видов рода Juglans на территории Приморского края
История открытия и исследования ореха маньчжурского
Большое хозяйственное значение имеют реки края, выполняющие функции водоснабжения и орошения и являющиеся нерестилищами для различных видов рыб. На территории края выделено пять гидрологических районов (Шаповалов, 2012).
Климат края умеренный муссонный, влажный. На его формирование оказывают влияние географическое положение, солнечная радиация, движение воздушных масс (циркуляция), характер подстилающей поверхности. Приморье располагается на восточной окраине Евразии и на западном побережье Тихого океана. На юге умеренного пояса Северного полушария Приморский край значительно вытянут в меридиональном направлении. От географического положения зависят величина и распределение солнечной радиации по территории края и, следовательно, степень нагревания земной поверхности, продолжительность дня и ночи, циркуляция воздушных масс.
Южное положение территории края определяет продолжительность дня летом около 16 часов, а зимой этот показатель не превышает 8 часов. Такая продолжительность дня определяет большее поступление солнечной радиации в зимнее время по сравнению с северными районами нашей страны. По количеству солнечного тепла Приморье занимает одно из первых мест в нашей стране, не уступая даже таким территориям, как Крым и Черноморское побережье Кавказа. За год на территорию Приморья поступает солнечного тепла 110-115 ккал/см . Наибольший приток солнечного тепла происходит зимой (80-85 % от теоретически расчетного количества), потому что в это время отмечается наибольшее количество дней с безоблачным небом. Летом значительная пасмурность и туманы снижают приток прямой лучистой энергии и, наоборот, увеличивают долю рассеянной, которая в это время составляет 40-50 % от суммарной радиации. Общее количество солнечного тепла во Владивостоке, окруженном со всех сторон морем, достигает 120 ккал/см , в то время как в Санкт 9 9
Петербурге оно равно 82 ккал/см , в Карадаге (Крым) - 124 ккал/см , в Ташкенте - 134 ккал/см (Территория: Приморский край, 2007).
Характерный для всего Дальнего Востока муссонный климат в Приморье проявляется особенно ярко. Поверхность суши и океана нагревается солнечными лучами, а затем остывает неравномерно. Зимой суша остывает быстро. В это время холодные, плотные и тяжелые массы воздуха зарождаются в центре Азиатского материка (над районами Северной Монголии и юга Восточной Сибири) и образуют область высокого атмосферного давления - Сибирский антициклон. В это же время вода охлаждается медленнее, это ведет к образованию над северозападной частью Тихого океана области пониженного атмосферного давления - Алеутского минимума. Из-за разницы давления переохлажденный, плотный, сухой воздух из Сибири как бы стекает к побережью более теплого океана. При этом он заполняет территорию нашего края и устремляется в область пониженного давления над Тихим океаном. Над Приморьем устанавливается холодная, но сухая и солнечная погода. Господствующие ветры в это время - западных и северо-западных направлений. Эти воздушные потоки образуют зимой континентальный муссон, особенно значительной силы они достигают на побережье.
Летом суша прогревается быстрее, над ней формируется теплый воздух, и над материком в это время образуется область низкого давления. Тихий океан в это время холоднее суши, и давление над ним выше - здесь формируется область высокого атмосферного давления. Влажный, менее теплый воздух со стороны океана и морей устремляется на материк. Так образуется летний тихоокеанский муссон с ветрами южных и юго-восточных направлений.
В первую половину лета из-за того, что вынос воздушных масс идет с Желтого, Японского и Охотского морей, летний муссон несет с собой мелкие моросящие дожди. Он не обладает большим запасом влаги и оставляет ее в основном на прибрежных хребтах и сопках, поэтому во Владивостоке в конце весны и первой половине лета (май-июнь) часто бывает пасмурная дождливая погода, но уже в расположенном в 100 км к северу Уссурийске, а тем более в Гродеково и Спасске, в это время число ясных дней больше, чем пасмурных.
Во второй половине лета и ранней осенью муссон охватывает всю территорию края и несет большое количество влаги. В это время идут интенсивные и продолжительные ливневые дожди, нередко сопровождающиеся мощными, пришедшими из тропических районов циклонами-тайфунами.
Континентальный зимний муссон заметно преобладает над морским: ветры северо-западного и северного направлений господствуют во Владивостоке с сентября по март, а в Партизанске даже с сентября по апрель. Именно поэтому число часов солнечного сияния так велико, а в Приморском крае устанавливается необычайно холодная для столь низких широт зима. Владивосток имеет среднюю температуру января -14,4 С, а город Сочи, лежащий примерно на той же широте, имеет среднюю температуру воздуха в январе +6,1 С.
В зависимости от простирания хребтов, речных долин и от характера морских побережий в отдельных местах края ветры в приземных слоях могут менять свои основные направления. Особенности рельефа, направление береговой линии приводят к образованию в Приморье местных ветров: бризов, фенов, суховеев.
Методология и методы исследования
В свежих листьях ореха маньчжурского содержится 1720 мг % аскорбиновой кислоты, т.е. практически столько же, сколько в плодах некоторых видов такого известного витаминоноса, как шиповник. В околоплодниках ореха маньчжурского найдено до 14 % дубильных веществ. Предполагается, что они содержат гидроюглоны - вещества, оказывающие благоприятное действие при некоторых кожных болезнях. Ядра ореха содержат около 50 % жирного масла (Зориков, 2004; Gunhyuk Park, 2012).
Изучал лекарственные свойства ореха и Гуков Г.В. Результатом этих исследований становится статья «Комплексное использование ореха маньчжурского на юге Дальнего Востока». В народной медицине кору ствола и молодые ветви издавна использовали при ревматизме, кожном зуде, экземе и лишаях. Свежие листья в виде отваров и настоек применяли для лечения сахарного диабета и различных кожных заболеваний, а также язвенных болезней. В быту высушенные листья, положенные в шкаф, предохраняют меховые и шерстяные изделия от моли. В последние годы появляется все больше новых народных рецептов от различных внутренних и кожных болезней человека, где для приготовления лекарства используются различные части этого растения (Гуков, 2002).
Кора молодых ветвей в нанайской медицине применяется при ревматизме, кожном зуде, экземе, лишаях (Вострикова, Востриков, 1971). Околоплодник в медицине стран Азии применяется как вяжущее средство (Read, 1936). Из оболочек орехов делают лекарство от болезни бери-бери (недостаток витамина Bl) (Chou Yi-liang, 1986). В Японии ядра орехов считают противокашлевым средством и применяют при истощении (Шретер, 1975; 2004).
Ученые Харбинского научного института сообщают, что ядра ореха обладают антиметастатической активностью, а плоды Pterocarya stenoptera обладают инсектицидными свойствами, используются для лечения чесотки, экземы, являются антигельминтным средством (James А. Duke, Edward S. Ayensu, 1985).
Масло ореха используется внутрь как слабительное и антигельминтное, наружное как мазь (Черинигов, 1962; Буданцев, 2001).
Наибольший интерес из веществ, содержащихся в орехе, представляет юглон, обладающий выраженным аллелопатическим действием. Юглон - это желто-оранжевое вещество, хорошо растворимое во многих органических растворителях. Изучение его содержания в различных частях орехового дерева в зависимости от сезона показало, что наибольшее содержание (8 %) наблюдается в почках в состоянии зимнего покоя. В листьях, корнях и стеблях орехового дерева юглон также был обнаружен, причем максимум его содержания в листьях отмечается в июле. Юглон впервые выделен Фогалем и Райшауером в 1956 году из зеленой кожуры грецкого ореха (Жунгиету, 1973; Hegnauer, 1966; Lixue Yang and others, 2009; XuHl, 2010). В ряду растений, оказывающих противометастатическое и антирицидивное действие (элеутерококк колючий, родиола розовая, лимонник китайский, шлемник байкальский), был выделен и орех маньчжурский, обладающий бактерицидными, противоопухолевыми и другими свойствами (Гриневич,1999).
В 2007 году были проведены исследования в Научно-исследовательском институте фармакологии Томского научного центра Сибирского отделения Российской Академии Медицинских наук. На основании скрининговых исследований средств природного происхождения выделена группа препаратов, обладающих антиметастатическими свойствами (НИМ 50 %), вызывающих достоверное снижение частоты метастазирования, количества метастазов и/или их площади. В эту группу вошли экстракты из 8 растений (8 %): бадана тихоокеанского, левзей сафлоровидной, облепихи крушиновидной, ореха маньчжурского, подорожника большого, родиолы розовой, чистотела большого, шлемника байкальского (Амосова, 2007).
Непрерывно занимаясь поиском биологически активных веществ в растениях и просматривая антиокислительные вещества в традиционной медицине, ученые Корейского института обнаружили, что экстракт метанола маньчжурского ореха потенциально обладает нужным терапевтическим эффектом (Tran Minh Ngoc and others, 2008).
Сотрудники ДальНИИЛХ (Ю.Г. Тагильцев, Р.Д. Колесникова, А.А. Нечаев) в книге «Дальневосточные растения - наш доктор», отмечают и орех маньчжурский как противовоспалительное, противомикробное, бактерицидное, витаминное, общеукрепляющее, вяжущее, повышающее аппетит средство. В народной медицине используют листья для приготовления растворов, суспензий и мазей. Незрелые плоды принимают при гастритах и язвах желудка (Тагильцев, Колесникова, Нечаев, 2004). В последние годы в различных средствах массовой информации появилось много рецептов использования недозрелых плодов и молодых листьев для лечения онкологических болезней, зоба, болезней суставов, кровеносных сосудов и т.д.
Так, в предупреждении или обнаружении онкологических заболеваний внутренних органов человека хорошо зарекомендовал себя следующий препарат (публикация этого рецепта связана с тем, что его приготовление и применение очень простое и не имеет побочных эффектов) из ореха маньчжурского: июньскую завязь маньчжурского ореха плотно уложить в трехлитровую банку и сверху засыпать сахаром, поставить в темное место и хранить там до полного растворения ореха и появления однородной массы. В дальнейшем содержимое банки употребляют перед едой по одной чайной ложке три раза в день. Этот состав не только предупреждает развитие рака, но и обогащает организм ценными витаминами, снимает усталость, улучшает состав крови и т.д. (Гуков, 2004).
В Центре Развития Традиционной Китайской Медицины и Биоинженерии университета Чангхун из листьев маньчжурского ореха был выделен новый сложный компонент, а именно, цереброгалактозид. Новый компонент был выделен в виде белого аморфного порошка, также была определена его молекулярная формула: C46H89NOio (Jiaming Sun et all, 2011).
Лесорастительные условия произрастания ореха маньчжурского в Приморском крае
В дендрарии Горнотаежной станции (ГТС) ДВО РАН проводились исследования интродуцированных видов рода Juglans. Дендрарий расположен на юге Приморского края, на 25 км восточнее г. Уссурийска (43 с.ш.) (Воробьев, 1938).
Первые попытки интродукции ореховых на территории ГТС были сделаны еще в 1935 г. (в первый год закладки дендрария). Тогда было высажено несколько саженцев ореха грецкого. Все деревья погибли уже к началу 60-х годов. Выжили их гибридные потомки, полученные Я.Я. Васильевым от скрещивания с орехом маньчжурским. На настоящий момент насчитывается 36 таких растений с преобладанием признаков ореха маньчжурского. Высота этих деревьев 12 - 16 м., диаметром 24 - 43 см. Состояние деревьев различное. Большинство деревьев плодоносят, но находится в фаутном состоянии. Наблюдается большое разнообразие в форме плодов. Преобладают признаки ореха маньчжурского (толщина, трещиноватость скорлупы и вкус). После того, как погибло последнее дерево грецкого ореха, в 2009 г, была предпринята вторая попытка по акклиматизации этого вида. В дендрарии на площади около 1 га заложили новый ореховый участок, на который было высажено 510 саженцев представителей рода Juglans, в том числе и 20 растений ореха грецкого. К 2014 г. сохранилось всего 163 дерева следующих видов: орех маньчжурский, орех грецкий, орех сердцевидный, орех айлантолистный, орех большой и их гибриды. Состояние деревьев различное. Лучше всех растут и развиваются представители местной флоры - орех маньчжурский и его гибридные формы. Удовлетворительное состояние у ореха айлантолистного и ореха сердцевидного, родиной которых является Япония и Сахалин. Хорошо приспособился к местным условиям орех серый, естественный ареал его находится в северо-восточных штатах США и в Канаде. В развитии он не отстает от местного вида. (Культура орехоплодных..., 1957). В единственном числе представлен в коллекции дендрария орех большой {Juglans major Torr.). Он хорошо развивается, плодоносит. В 1992 году на один из участков дендрария («западный участок») было высажено несколько саженцев ореха скального {Juglans rupestris Engelm.). Сохранилось одно растение, которое удовлетворительно развивается. В 2005 г. оно начало плодоносить. Отдельным участком («американский участок») произрастает орех серый {Juglans cinerea L.); но большинство деревьев в группе представлено гибридными формами ореха серого с орехом маньчжурским.
Орех сердцевидный: 1-е шероховатой структурой, 2-е гладкой структурой перикарпия. Наибольший процент выхода ядра от массы плода зафиксирован у ореха мелкоплодного (средние показатели 28,4 %, а максимальные 37,0 %). Масса плодов интродуцентов меньше, чем масса плодов ореха маньчжурского, но процент выхода ядра от массы плода у интродуцированных видов значительно выше, чем у ореха маньчжурского, и процентное содержание ядра не зависит от величины и массы самого плода.
У интродуцентов также были определены биохимические показатели. Данные исследований представлены в таблице 7.3 Таблица 7.3 - Качественные показатели интродуцентов рода Juglans Наименование интродуцента Белок,% Углеводы,% со о Фосфор,% Калий,% Влажность,% Абсолютно, сухое вещество,%
В зеленой зоне г. Уссурийска в 50-60 гг. прошлого века, с целью расширения ассортимента декоративных древесных пород и создания рекреационной зоны, были заложены посадки ореха маньчжурского. При этом селекционный отбор плодов не проводился. На протяжении многих лет местное население использует плоды ореха в стадии молочно-восковой спелости в лекарственных целях.
В 2010-2012 гг. на этом участке были собраны плоды ореха маньчжурского. Всего было обследовано 10 учетных деревьев, с каждого дерева отобрано по 50 орехов. Плоды были измерены, извлечены ядра и проведены биохимические анализы, которые, проводились в лаборатории химии ПримНИИСХа, с применением соответствующих методов и ГОСТов. Общие количественные показатели приведены в таблице 8.1.
Более подробно все данные приведены в Приложении 3. Таблица 8.1 - Количественные показатели плодов ореха маньчжурского в насаждениях искусственного происхождения Длина Ширина Масса Масса Процент Показатели ореха, ореха, ореха г ядра, г массы мм. мм ядра % Плоды с учетных деревьев в количестве 500 штук ср. показатели 3,4±0,3 2,5±0,3 7,2±0,01 1,3±0,01 17,9 макс, показатели 4,3±0,3 3,0±0,3 13,6±0,01 3,2±0,01 23,7 Орех маньчжурский, произрастающий в искусственных насаждениях по биометрическим показателям не отличается от ореха маньчжурского, растущего в различных районах Приморского края. Качественные показатели плодов ореха приведены в таблице 8.2
Интродукция видов рода Juglans на территории Приморского края
Для изучения распространения и ресурсов ореха маньчжурского естественного происхождения были проведены следующие работы. В каждом лесхозе изучены лесоустроительные материалы, данные объяснительных записок, таксационные описания, планы лесонасаждений, карты-схемы лесхозов; выписаны все площади, и запасы выделов с различной долей участия ореха маньчжурского для определения его ресурсов. В течение ряда лет, с 2002 по 2012 гг. , в лесах лесхозов Приморского края собирались плоды с 10 средних по размеру деревьев, находящихся примерно в одинаковых условиях произрастания. Для научных исследований были выбраны здоровые деревья с хорошим плодоношением. С каждого дерева отбиралось по 50 плодов, в некоторые годы, в связи с низким баллом урожая, количество плодов могло быть меньшим. У собранных плодов изучались количественные и качественные показатели. Измерялись длина, ширина плода, масса без оболочки, масса скорлупы и ядра, а также определялся процент выхода ядра от массы плода (рисунок 4.1, 4.2, 4.3). Измерения размеров плода проводились с помощью штангенциркуля ШЦ-П-125-0,05. Измерение массы плодов проводилось на электронных весах марки "ML Scale 200".
Орех маньчжурский не образует собственной формации, но он с различной долей участия встречается в других типах леса. Для определения степени нахождения ореха маньчжурского в различных лесных формациях были изучены все типы леса и выделены основные, где орех маньчжурский произрастает в наибольшем количестве (2-3 единицы состава). С 2002 по 2009 гг. изучением ореха маньчжурского занимался Гуков Г.В. Исследования Рейф О.Ю. относятся к 2009-2013 гг. С целью подробного изучения распространения по элементам рельефа была принята градация распределения выделов с участием ореха по крутизне склонов: до 10 , 11-15 , 16-20 , 21-25 и выше 25 .
Для определения качественных показателей ядер ореха (органических и неорганических веществ) в лаборатории химии и в Аккредитированной испытательной лаборатории почв, кормов, агрохимикатов, сельскохозяйственной и пищевой продукции Приморского научно-исследовательского института сельского хозяйства (ПримНИИСХ) в поселке Тимирязевский были выполнены химические анализы собранных образцов (рисунок 4.4). Жир определялся по ГОСТ 29033-91, белок - по ГОСТ 10846-91, углеводы - по ГОСТ 26176-91, азот - по ГОСТ 13496.4-93, влажность - по ГОСТ Р 50189-92, фосфор -по ГОСТ 26657-97, калий - по ГОСТ 30504-97.
Для оценки состояния ореха маньчжурского в зеленой зоне города Уссурийска был проведен ряд исследований в 2010-2012 гг. В искусственных насаждениях были собраны плоды ореха маньчжурского, анализы проводились по ранее указанным методикам. Изучение роста и состояния 60-летних культур ореха проводилось по методикам, принятым в лесной таксации, лесоводстве и лесоустройстве.
Объем работ и результаты исследований приведены в соответствующих главах диссертации. Глава 5 Ресурсы ореха маньчжурского
В период начала исследований в Приморском крае существовал 31 лесхоз. Для определения ресурсов ореха маньчжурского были изучены лесотаксационные материалы каждого лесхоза.
Принятые сокращенные названия древесных пород в составе насаждения приводятся по Справочнику таксатора под ред. Н.В. Ефимова. Доля участия породы в составе древостоя определяется ее процентным отношением, на основании чего составляется таксационная формула (таблица 5.1).
В результате проведенной работы составлена сводная таблица ресурсов ореха маньчжурского по зонам Приморского края (таблица 5.3). Более подробная характеристика доли участия ореха маньчжурского в каждом районе края представлена в таблице В.1 приложения В. Таблица 5.3 - Ресурсы ореха маньчжурского на территории Приморского края (в числителе - площадь, сот. га; в
В соответствии с ГОСТ 18486 - 73 (Гуков, 1990) тип леса - это участок леса или их совокупность, характеризующиеся общим типом лесорастительных условий, одинаковым составом древесных пород, количеством ярусов, аналогичной фауной, требующие одних и тех же лесохозяйственных мероприятий при равных экономических условиях.
Названия типологических единиц приводятся по Справочнику лесоустроителя Дальнего Востока под ред. Г.А.Трегубова и Справочнику для учета лесных ресурсов Дальнего Востока под ред. В.Н.Корякина.
В таблице 5.4 приведены основные типы леса различных лесных формаций, в которых встречается орех маньчжурский. Распространение ореха маньчжурского в других типах леса, где его нахождение является незначительным, приведено в таблице Г.1 (Приложение Г).
В лесах Приморского края орех маньчжурский наиболее часто растет в широколиственно-кедровой формации, в горных и долинных геоморфологических комплексах. Участвует в составе насаждений в 5 свежих, влажных и сырых типах леса (41 %), также произрастает в ясенево-ильмовой формации, в основном, в 3 влажных типах леса (32,0 %) (рисунок 5.3). Кроме указанных типов леса, орех маньчжурский с различной долей участия встречается в свежих, влажных и сырых типах леса других лесных формаций.