Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. История интродукции пряно-ароматических и эфиро масличных растений 8
ГЛАВА 2. Условия среды, объекты и методы исследований 18
2.1. Природные и климатические условия среды 18
2.2. Фитоценотическая приуроченность видов пряно ароматических и эфиромасличных растений природной флоры республики Башкортостан . 23
2.3. Объекты и методы исследования 27
ГЛАВА 3. Характеристика наиболее перспективных видов пряно ароматических и эфиромасличных растений для интродукции в лесостепной зоне Южного Предуралья 35
3.1. Ботаническая характеристика изучаемых видов 35
3.2. Морфологические особенности изучаемых видов 44
3.3. Сезонный ритм развития 51
3.4. Семенная продуктивность 77
ГЛАВА 4. Биологические особенности изучаемых видов при интродукции в лесостепной зоне Южного Предуралья 100
4.1. Холодо-и зимостойкость, морозоустойчивость изучаемых видов 100
4.2. Засухоустойчивость изучаемых видов 105
4.3. Устойчивость к болезням и вредителям 110
4.4. Общая оценка успешности интродукции изучаемых видов... 112
ГЛАВА 5. Химический состав пряно-ароматических и эфиромасличных растений и использование изучаемых видов в экопротективной помощи населению 114
5.1. Основные биологически активные вещества пряно-ароматических и эфиромасличных растений 114
5.2. Элементный состав 120
5.3. Использование пряно-ароматических и эфиромасличных растений в экопротективнои помощи населению 134
Выводы 139
Библиографический список 142
Приложения 165
- Природные и климатические условия среды
- Ботаническая характеристика изучаемых видов
- Холодо-и зимостойкость, морозоустойчивость изучаемых видов
- Основные биологически активные вещества пряно-ароматических и эфиромасличных растений
Введение к работе
Актуальность темы. После распада Советского Союза Россия лишилась большей части центров изучения и селекции пряно-ароматических и эфиромасличных растений. Важнейшие районы возделывания и заводы по переработке пряного и эфиромасличного сырья также оказались за пределами страны.
Неконтролируемый сбор дикорастущих растений этой группы, нарушение правил выпаса скота, неблагоприятные экологические условия привели к сокращению естественных запасов многих видов пряно-ароматических и эфиромасличных растений.
Нарастание дефицита доступных лекарственных средств в стране, поиск новых фитопрепаратов, в том числе и среди пряно-ароматических трав, использование пряных и эфиромасличных растений, эфирных масел и других продуктов их переработки в различных отраслях народного хозяйства - все эти причины требуют более широкого изучения возможности интродукции этой группы растений в новые районы возделывания.
Для каждой зоны страны, в связи с их отличительными почвенно-климатическими условиями, должны быть разработаны биологические основы интродукции и агротехнические приемы возделывания тех видов полезных растений, которые могут дать наибольший практический эффект при выращивании их как на больших площадях с применением современных интенсивных технологий, так и в небольших фермерских хозяйствах и приусадебных участках (Бодруг, 1990).
Проблемы интродукции пряно-ароматических и эфиромасличных растений в условиях лесостепной зоны Южного Предуралья, возможность их использования в профилактике и лечении различных заболеваний, в том числе и экологически обусловленных изучены недостаточно, поэтому исследования в этом направлении являются весьма актуальной задачей для Южного Предуралья.
Цель и задачи исследования. Основная цель нашего исследования
- изучить и оценить интродукционные возможности наиболее перспективных видов пряно-ароматических и эфиромасличных растений в условиях лесостепной зоны Южного Предуралья и обосновать использование изучаемых видов в экопротективной помощи населению.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
- изучить морфологические особенности объектов исследования при интродукции в условиях лесостепной зоны Южного Предуралья;
- изучить ритмы сезонного развития растений в зависимости от климатических условий;
- изучить семенную продуктивность и биологические особенности объектов исследования, а именно:
а) холодо - и зимостойкость, морозоустойчивость;
б)засухоустойчивость;
в) устойчивость к болезням и вредителям;
- на основе полученных результатов дать оценку успешности интродукции изучаемой группы растений в условиях лесостепной зоны Южного Предуралья;
- в растительном сырье изучаемых видов определить содержание эфирных масел, флавоноидов, каротиноидов, аскорбиновой кислоты, дубильных веществ и химических элементов;
- выявить степень антиоксидантной активности экстрактов пряно-ароматических и эфиромасличных растений;
- предложить возможные пути использования изучаемых видов в экопротективной помощи населению.
Научная новизна работы. Впервые в условиях лесостепной зоны Южного Предуралья изучены биологические особенности 20-ти видов и форм пряно-ароматических и эфиромасличных растений и дана оценка успешности их интродукции. Определено содержание основных биологически активных веществ (БАВ) и 59 химических элементов в растительном сырье изученных видов, а так же выявлена антиоксидантная активность их экстрактов.
Практическая ценность работы. Экспериментально обоснована возможность возделывания изученных видов в условиях лесостепной зоны Южного Предуралья. На основе полученных данных о содержании основных БАВ и химических элементов предложены пути использования пряно-ароматических и эфиромасличных растений в экопротективной помощи населению.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы были представлены на Всероссийской научно-практической конференции "Биологические науки в высшей школе. Проблемы и решения" (Бирск, 1998), на III Российской конференции "Флора и растительность Сибири и Дальнего Востока" (Красноярск, 2001), на Региональной научно-практической конференции "Проблемы сохранения биоразнообразия на Южном Урале" (Уфа, 2004), на Всероссийской конференции молодых ученых "Актуальные проблемы экологии и охраны окружающей среды" (Уфа, 2004), на Международной научной конференции "Генетические ресурсы лекарственных и ароматических растений" (Москва, 2004). Автором разработана программа спец.курса "Биология пряно-ароматических растений" для студентов биолого-химического факультета БирГПИ.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Интродукция 13-ти из 20-ти изученных видов пряно-ароматических и эфиромасличных растений перспективна в условиях лесостепной зоны Южного Предуралья.
2. Полученные данные о содержании основных БАВ, химических элементов и выявленная степень антиоксидантной активности экстрактов позволяют предложить пути использования изученных видов в экопротективной помощи населению.
Автор искренне благодарит научных руководителей доктора биологических наук, профессора Н.В. Старову, доктора фармацевтических наук, профессора Т.И. Плеханову, канд. хим. наук, доцента кафедры химии БирГПИ Козлову Г.Г., канд. биол. наук, доцента кафедры биологии растений и МПБ БирГПИ Минину Н.Н. за оказание помощи в выполнении работы.
Природные и климатические условия среды
Город Бирск расположен в 98 км к северу от Уфы на правом берегу реки Белой, около 10 км выше впадения в нее реки Бирь.
В физико-географическом отношении Бирск занимает центральное положение Предуральского равнинно-возвышенного региона восточной части Русской платформы. В геологическом плане территория Бирска приурочена к Бирской седловине. Глубина кристаллического фундамента седловины достигает 2000-2500 м. Территория, на которой возник и развивался Бирск, находится в пределах Прибельской равнины, являющейся частью обширных, сильно разделенных текучими реками и оврагами равнин Высокого Заволжья.
Бирск стоит на правом берегу р. Белой, высота которого колеблется в пределах 150-300 м над уровнем моря.
По климату Бирск имеет большое сходство с Уфой, где климат формируется в основном, под влиянием воздушных атлантических масс, сказывается также влияние воздушных масс с Арктики, Уральских гор и Казахстана. Характерными особенностями климата являются сравнительно влажное теплое лето и умеренно суровая снежная зима. Бирск открыт воздушным массам со всех сторон. Летом преобладающими являются ветры южного и юго-западного направлений. Реже действуют восточные ветры (июль, август). Самые сильные западные ветры приходятся на февраль. Отрицательные температуры воздуха устанавливаются, как правило, с первой декады ноября и держатся до первой декады апреля. Самый холодный месяц - январь, самый теплый - июль. Безморозный период в году составляет: наименьший - 92 дня, наибольший - 151 день, средний - 131 день. Продолжительность периода с температурой выше +10С составляет 130-135 дней. Среднегодовая сумма атмосферных осадков в Бирске равна 450-500 мм, из которых 250-280 мм выпадает в теплый (май-сентябрь) период года, осенью в сентябре-октябре выпадает 90-100 мм осадков и почва уходит под зиму в сильно увлажненном состоянии. Летом осадки обычно выпадают в виде ливней, при этом часто с грозами. Бирск относится к самой грозовой части Башкирии. Большое количество гроз (в среднем 30-33 дня в году) объясняется более интенсивными восходящими потоками воздушных масс и сильным развитием кучево-дождевых облаков. Около трети годового количества осадков приходится на зимние месяцы. Снежный покров устанавливается обычно в конце октября или начале ноября. Его мощность непрерывно возрастает почти до марта. Средняя величина снежного покрова достигает 64 см, минимальные и максимальные его колебания в отдельные годы составляет от 33 до 116 см. Низкий снежный покров не предохраняет почву от глубокого промерзания. Обычно почва к концу ноября местами промерзает до 35 см, а к концу марта до глубины 120 см. Снежный покров держится в среднем 157 дней. В первые дни апреля начинается интенсивное таяние снега, оно продолжается 17-20 дней и заканчивается в середине или в конце второй декады этого месяца. При дружной весне период снеготаяния сокращается до 4-12 дней. Зимой иногда наблюдаются туманы. Весной и осенью часто бывают заморозки. Последние заморозки весной бывают до 15-20 мая, а иногда продолжаются до начала июня. Осенние заморозки обычно наступают в конце, а иногда и в начале сентября. Бирский природный массив расположен в пределах северной подзоны лесостепной зоны Башкирии. Зональными типами почв являются серые и темно-серые лесные почвы, оподзоленные черноземы, лугово-болотные и пойменные почвы. Наибольшую площадь занимают серые лесные почвы. Они имеют серую окраску гумусового горизонта, мощность которого 25-30 см. Ввиду залегания на карбонатных глинах и суглинках, они имеют сравнительно высокую степень насыщенности основаниями 77-83%. Почвы склонны к заплыванию, уплотнению и образованию корки на поверхности. Механический состав почв глинистый или тяжелосуглинистый (Бирск, 1989; Хисматов, 1996).
Климатические условия в годы исследования (1998-2001гг.) имели ряд особенностей и определенные отклонения от средних многолетних показателей.
Зимние периоды за годы исследований. Глубина промерзания почвы оказалась максимальной в ноябре 1998 г. и составила 24 см, в последующие годы этот показатель был значительно меньше, так в 1999 г. он был равен 13 см, а в 2000/2001 - 15 см. Снежный покров во все годы исследования установился к концу первой декады ноября. Наибольшая высота снежного покрова составила по годам 63 см, 68 см, 73 см, 88 см. Самым холодным был январь 1999 г. Абсолютный минимум пришелся на 2 января этого года (-34.1 С). Наибольшие запасы воды в снеге за зиму были в 2001 г. и составили 270 мм, наименьшие — (208 мм) в 1999 г., в 2000 г. этот показатель был равен - 228 мм.
Весенние периоды. В годы исследования сход снежного покрова наблюдался в конце второй, начале третьей декады апреля, когда среднесуточная температура воздуха составила +5.7С.
Переход температуры воздуха через 0С пришелся в 1999 г. на 9 апреля, позже обычного на четыре дня. По количеству выпавших осадков эта весна была близка к средним многолетним показателям. Их сумма составила 68 мм или 99% от нормы. Средняя температура апреля +6.2С (норма +7.1 С), мая +9.2С (норма +13С), что оказалось несколько ниже нормы. На неделю раньше произошел переход температуры через +5С, однако такая температура продержалась на 17 дней дольше, чем обычно и переход температуры через +10С запоздал на 22 дня (25 мая при норме 03 мая). Последний весенний заморозок в воздухе был 8 мая (-0.5С), на почве 16 июня (-2С). В 2000 и 2001 гг. переход среднесуточной температуры через 0С произошел 01 апреля. Весна 2000 г. была самой обильной по количеству выпавших осадков. Особенно много их выпало в мае. Сумма осадков за этот месяц составила 72 мм при норме 42 мм, т.е. на 71% больше среднемноголетних данных. Температуры апреля и мая были близки к средним многолетним (+7.1 С и +13С соответственно), лишь незначительно превышая их (на 0.2С). Переход среднесуточной температуры воздуха через +5С произошел 15 апреля, т.е. на 5 дней раньше обычного, однако продолжительность такого периода затянулась до 22 мая, на 19 дней задержав переход температуры через +10С. Но в последующие два дня было очень тепло и уже 24 мая (при норме 31.05), среднесуточная температура превысила +15С. Последний весенний заморозок в воздухе наблюдался 4 мая (-0.4С), на почве 19 мая (-0.4С).
Ботаническая характеристика изучаемых видов
Систематическое положение объектов изучения дано по А.Л. Тахтаджяну(1980; 1981).
Изученные виды относятся к классу Dicotyledones к подклассам Ranunculidae, Rosidae, Asteridae, являются представителями 17 родов, которые принадлежат к шести семействам, объединяемых в шесть порядков. Самым представительным является порядок Lamiales, который включает три подсемейства: Яснотковые (Lamioideae), Базиликовые (Ocimoideae), Лавандовые (Lavanduloideae).
Восемь изученных родов: Dracocephalum L., Lophanthus Adans., Melissa L., Mentha L., Nepeta L., Thymus L., Salvia L., Satureja L. принадлежат подсемейству Lamioideae. В каждом из представленных родов изучено по одному виду: змееголовник молдавский (Dracocephalum moldavica L.), лофант анисовый (Lophantus anisatus Benth.), мелисса лекарственная (Melissa officinalis L.), мята перечная (Mentha piperita L.), котовник кошачий лимонной разновидности (Nepeta cataria L. var. citriodora Beck.), тимьян ползучий (Thymus serpyllum L.), шалфей лекарственный (Salvia officinalis L.), чабер садовый (Satureja hortensis L.).
Подсемейство Базиликовые включает один род Ocimum L., из которого изучено три вида: базилик душистый (Ocimum basilicum L.) в двух формах: одна из них с фиолетовой окраской листьев, другая - с широкими зелеными листьями, б.священный (O.sanctum L.) и б.мятолистный (O.menthaefolium Hochst.). В подсемейство Лавандовые вошел род лаванда Lavandula L., в котором изучили лаванду узколистную (Lavandula angustifolia Mill.). Порядок Asterales был представлен семейством Asteraceae Dum., в котором изучили представителей двух родов - полынь (Artemisia L.) и пиретрум (Pyrethrum Zinn.): полынь эстрагоновую (Artemisia dracunculus L.) и пиретрум большой (Pyrethrum majus (Desf). Tzvel.).
Порядок Araliales был представлен семейством Apiaceae Lindl., подсемейством Собственно зонтичные или сельдереевые, в котором изучены виды, относящиеся к двум родам: сельдерей (Apium L.) и фенхель (Foeniculum Mill.): сельдерей пахучий (Apium graveolens L.) и фенхель обыкновенный (Foeniculum vulgare Mill.). Роды Nigella L., Trigonella L. и Ruta L., входящие в семейства Ranunculaceae Juss, Fabaceae Lindl. и Rutaceae Juss. включили по одному изученному виду: нигеллу дамасскую (Nigella damascena L.), пажитник голубой (Trigonella coerulea Ser.) и руту пахучую (Ruta graveolens L.). Центры видового разнообразия изученных видов связаны с шестью основными генетическими центрами происхождения культурных растений (по П.М. Жуковскому, 1971): 1. Средиземноморским (11 видов, 55%); 2. Африканским и 3. Индостанским (3 вида, 15%); 4. Европейско-Сибирским (2 вида, 10%); 5.Североамериканским (1вид, 5%); 6. Переднеазиатским (1 вид, 5%). Средиземноморский генцентр является родиной Lavandula angustifolia, Melissa officinalis, Nepeta cataria, Salvia officinalis, Satureja hortensis, Thymus serpyllum, Apium graveolens, Foeniculum vulgare, Nigella damascena, Trigonella coerulea, Ruta graveolens.
Родина лаванды узколистной - западные районы Средиземноморья. Большими зарослями встречается на юге Франции, в Португалии, на Корсике, Сицилии и Сардинии (Воронина и др., 2001). От Канарских островов доходит до Аравии и Восточной Индии. К северу продвигается до Австрии, Чехии и Приморских Альп (Тахтаджян, 1978). Области культивирования обширны и включают большинство стран Запада, США, Бразилию, Аргентину, Италию, а также страны Азии и Африки (Вульф, Малеева, 1969). Лаванда является ценной промышленной культурой и во многих странах бывшего СССР. В настоящее время ее возделывают на Украине, в Крыму, в Молдове, в Средней Азии и на Кавказе.
Ареал мелиссы лекарственной включает страны Средиземноморья от Италии до Сирии и Ирака, а также стран Малой Азии, Средней и Южной Европы, Северной Африки и Северной Америки (Ловкова и др., 1989). Как заносное и одичавшее встречается в районах среднего и верхнего течения Днепра, в Крыму, на Кавказе и нижней Волге. В качестве промышленной культуры возделывается во многих странах Европы и Средиземноморья, в США, Греции, на Кавказе, в Крыму и Средней Азии (Замятина, 1998). Род котовник происходит из западных районов Средиземноморья. Наибольшее разнообразие видов сосредоточено в Юго-Западном Китае, в западных районах Гималаев, в горных районах Средней Азии и Ирана (Воронина и др., 2001). Ареал котовника кошачьего очень широк. Он включает Западную Европу, доходя на севере до Ирландии и юга Норвегии, в Передней Азии до Гималаев. Как заносное встречается в Японии, Северной Америке и Южной Африке (Вульф, Малеева, 1969). В России произрастает в Европейской части страны, в Западной Сибири и Дальнем Востоке (Машанов, Покровский, 1991). Культивируется в странах Западной Европы, в США, на Украине, Кавказе, в Молдове, в Средней Азии, в Крыму и в средней полосе России.
Виды рода шалфей часто встречаются на Балканах, а также в странах Средиземноморья и Малой Азии. Промышленные плантации распространены в США, Канаде, на Мадагаскаре, в Сирии, Индии и на Цейлоне, в странах Европы, доходя на севере до Ирландии и южных районов Скандинавии. Шалфей лекарственный культивируется в Крыму, в Молдавии, на Украине и Северном Кавказе, а в нашей стране - в Краснодарском крае (Воронина и др., 2001).
Чабер садовый происходит из восточных областей Средиземноморья и распространен от Ирана, через Югославию, Среднюю и Северную Италию до Альп и Испании. В диком виде встречается в Индии, на юге Африки, в Северной Америке (Вульф, Малеева, 1969). Как сорное растение нередко произрастает на юге европейской части России, в низовьях Волги и Дона, в Причерноморье, в Крыму, на Кавказе, в горной Туркмении и наТянь-Шане (Воронина и др., 2001).
Ареал тимьяна ползучего включает Скандинавию, Атлантическую и Среднюю Европу, Среднюю Азию, Северную Африку и Америку, а также Европейскую часть России, Западную Сибирь, Забайкалье, Кавказ. В небольших масштабах этот вид выращивают в странах Европы и в США.
Родиной сельдерея считается Средиземноморье, но дикий предок, от которого селекцией и были получены современные сорта, распространен гораздо шире. Его ареал занимает всю Европу, Северную и Южную Африку, а в Азии охватывает территорию от Передней Азии до Индии, встречается в Крыму, на Кавказе и в Средней Азии. Современные сорта сельдерея возделывают во многих странах, особенно широко в США, Канаде, Японии, Италии, Прибалтике, Средней Азии, а у нас в стране - в Европейской части (Замятина, 1998).
Холодо-и зимостойкость, морозоустойчивость изучаемых видов
Под холодостойкостью подразумевается устойчивость теплолюбивых растений к низким положительным температурам, под морозоустойчивостью - способность растений переносить температуры ниже 0С и под зимостойкостью - способность растений противостоять не только холодам, но и другим неблагоприятным факторам: выпреванию, вымоканию, выпиранию (Удовенко, 1979). Холодостойкость и морозоустойчивость однолетних изучаемых видов
Холодостойкость и морозоустойчивость однолетних изученных нами видов имели довольно широкую амплитуду колебаний. Более низкой холодостойкостью обладали все изучаемые виды рода Ocimum, т.е. растения, происхождение которых связано с тропическими областями, где они не испытывают действия низких температур. По нашим наблюдениям, при длительном воздействии температур +10-И-12С рост и развитие особей останавливается, а понижение температуры до +5-И-2С вызывает так называемое явление "простуды" (Горышина,1979): при отсутствии видимых повреждений через некоторое время листья опадают, растения завядают, а в промежутке температур от +2 до 0С и ниже - гибнут (Черных, 2004). Причем чувствительность разных видов базилика к воздействию пониженных положительных температур несколько различается. Более уязвимы, оказались обе формы базилика огородного. При температуре +10-ИТ2С особи сбрасывали часть листьев, завядали и через небольшой промежуток времени гибли. Несколько более холодоустойчив оказался базилик мятолистный. При первых осенних заморозках, когда температура на почве опускалась до -0.5С большая часть побегов почернела, меньшая часть побегов осталась зеленой, и при потеплении продолжила вегетацию.
Поздние заморозки в июне 1999 и 2001 гг. до -2С повредили все особи рода, которые остались без укрытия. Растения под укрытием выжили, однако долго находились в угнетенном состоянии, что негативно сказалось на их продуктивности. Эти виды по критерию холодостойкости и морозоустойчивости получили только 1 балл.
Более холодо - и морозоустойчивы оказались виды, из различных областей Средиземноморья: пажитник голубой, чабер садовый, нигелла дамасская. Наблюдения показали, что весеннее похолодание и небольшие заморозки до - 3С в мае, июне месяце не приводят к гибели всходов и ювенильных растений. Взрослые особи способны переносить кратковременное воздействие и более низких температур - до -5С. Причем понижение температуры вызывало у чабера садового усиление антоциановой окраски, что свидетельствует о повышении антиоксидантных свойств, увеличивающих стойкость биологических мембран (Аникина и др., 1994; Першукова и др., 1998). Известно, что при этом в составе мембран увеличивается количество ненасыщенных жирных кислот, что приводит к сохранению высокой проницаемости мембран при замораживании, а значит, повышает холодостойкость и морозоустойчивость растений (Туманов, 1979; Холодостойкость..., 1983). Эти виды получили 2 балла.
Самым холодо- и морозоустойчивым видом оказался змееголовник молдавский. Родина данного вида - Монголия, Китай, Южная Сибирь, Гималаи. Часто произрастает в горах, поднимаясь на высоту 2700-3100 м над уровнем моря (Вульф, Малеева, 1969). В литературе приводятся разные данные относительно устойчивости вида к воздействию небольших отрицательных температур. По данным Г.И. Мустяце (1988) в условиях Молдовы всходы этого вида страдают от заморозков (-1ч--2С), по данным Е.Л. Маланкиной (1995) - они прекрасно переносят заморозки до -3- -5С в условиях Подмосковья. По нашим наблюдениям всходы и проростки змееголовника молдавского довольно легко выдерживают длительное воздействие температур до -3С и кратковременное действие температур до -5С. Взрослые особи переносят непродолжительное влияние и более низких температур до -7С. При этом у змееголовника молдавского, как и у чабера садового увеличивается интенсивность антоциановой окраски. Змееголовник молдавский оценен в 3 балла. Морозоустойчивость и зимостойкость многолетних изучаемых видов
По степени морозоустойчивости и зимостойкости изученные многолетние виды мы разделили на три группы.
В первую группу вошли виды, все особи которых за годы исследований успешно зимовали без укрытия и не дали ни одного процента выпада. К этой группе мы отнесли полынь эстрагоновую, пиретрум большой, тимьян ползучий. Происхождение этих видов различно, однако условия произрастания сходны: эти виды предпочитают песчаные или каменистые почвы, заселяя склоны холмов и гор. Граница их распространения доходит до верхнегорного пояса. Эти виды легко перенесли как поздние весенние заморозки (до -5С), так и низкие отрицательные температуры и другие неблагоприятные факторы зимних периодов (например, температуру -34.1С в январе 1999 г. при высоте снежного покрова 68 см). Не повредили эти виды и осенние морозы в ноябре 1998 и 1999 гг., когда при высоте снежного покрова 18 см глубина промерзания почвы достигала 24 см. Эти виды оценены в 3 балла.
Во вторую группу вошли менее устойчивые виды, выпад которых за годы исследований составил 5-45%: котовник кошачий, лофант анисовый, лаванда узколистная, мелисса лекарственная, рута пахучая, мята перечная. Всходы и взрослые особи этих видов не страдали от кратковременного действия поздних весенних и ранних осенних заморозков и легко переносили температуры до -7 С. Однако их реакция на более низкие температуры и другие неблагоприятные факторы несколько различалась.
Основные биологически активные вещества пряно-ароматических и эфиромасличных растений
Изучение химического состава пряно-ароматических и эфиромасличных растений проводилось с целью обоснования использования этой группы растений в экопротективной помощи населению вообще и в частности жителям Южного Предуралья. Под понятием "экопротективная помощь" мы подразумеваем комплекс мероприятий, уменьшающих вредное воздействие экологически неблагоприятной обстановки и способствующих повышению сопротивляемости организма (Левицкий, 1996). Необходимость в такой помощи подтвердили широкие исследования ученых в рамках государственной программы "Экология Башкортостана в пространственно-временном единстве", одним из исполнителей которой является автор настоящей работы.
Исследования проводились в трех регионах республики с естественной гетерогенностью среды обитания. В Южном Предуралье изучались относительно чистые в промышленном отношении регионы Уфимского плато (5 стационаров) и Юрюзано-Айской депрессии (7 стационаров), в Зауралье - регион горнорудной промышленности с высокой антропогенной нагрузкой (6 стационаров).
Проведенные исследования показали, что в целом регионы Южного Предуралья по сравнению с Зауральским горнорудным регионом характеризуются более благоприятной естественно-природной и гидрогеоэкологической обстановкой. Хотя в почве и воде отдельных стационаров этих регионов определено повышенное содержание некоторых химических элементов.
Гидрологические исследования горнорудного региона Зауралья показали, что в питьевой воде некоторых стационаров повышенные концентрации Мп, Fe, Сг, в почвах, оказалось высокое содержание многих элементов (V, Мп, Fe, Си, Sb, ТІ, Ва, W, Pb, Bi, Cs и др.).
Изучение состояния здоровья и определение содержания химических элементов в организме жителей этих регионов показало, что в наиболее неблагоприятном (по степени загрязнения) стационаре Учалы по частоте первое место занимали болезни органов дыхания (19-23% от всей заболеваемости), второе - болезни нервной системы и органов чувств (17%). В последние годы отмечен значительный рост болезней эндокринной системы и обмена веществ: с 34.7 до 103.4 случаев на 1000 взрослого населения. Большая доля заболеваний связана с опорно-двигательным аппаратом и желудочно-кишечным трактом (Проблемы экологии..., 2003).
Одной из причин возникновения этих и других заболеваний является нарушение в организме человека элементного равновесия. Известно, что дисбаланс, дефицит или избыток как эссенциальных, так и токсичных элементов в организме вызывает нарушения физического и психического развития (Авцын и др., 1991; Белякова, 1994; Белицкая, 1997; Борисова и др., 1999; Жаворонков, Михалева, 1999; Поляков, 1999; Поляков, 2001).
Анализ данных по содержанию химических элементов в крови и волосах жителей изучаемых регионов показал дисбаланс некоторых элементов (Cd, Ni, Со, Сг, Мп, Си, Zn, Al, As, Pb, Se) даже у жителей стационаров, не имеющих техногенную нагрузку. Например, в крови у части жителей стационара Караидель снижено содержание Мп и повышено содержание Cd, Ni, Сг. У большинства обследованных жителей стационаров Учалы и Карлыханово (горнорудный регион Зауралья) содержание Си в крови составляет 40-65% от физиологической нормы, а содержание Zn - 30-40% от должного (Проблемы экологии..., 2003).
Эти и другие данные показывают необходимость поиска различных способов для оказания адресной помощи жителям изучаемых стационаров. Одним из способов коррекции дисбаланса микроэлементов в организме человека является использование растений, содержащих комплекс минеральных веществ.
Полученные нами данные о накоплении химических элементов пряно-ароматическими и эфиромасличными растениями позволяют увидеть новый аспект их применения и предложить возможные пути использования изученных видов для уменьшения или устранения дисбаланса элементов в организме. Например, недостаток Zn в определенной степени можно компенсировать использованием в пищу таких видов как лофант анисовый, нигеллы дамасской, змееголовника молдавского, сельдерея пахучего (содержание Zn в которых составляет 178; 118; 82; 75 мг/кг). Недостаток Си можно уменьшить или устранить, употребляя базилик душистый и б.мятолистный, лофант анисовый, нигеллу дамасскую (40; 27; 31; 28 мг/кг). Дефицит Мп в какой-то степени можно устранить, используя лофант анисовый, мяту перечную и фиолетовую форму базилика огородного (263; 211; 203 мг/кг).
Установлено, что в волосах больных эпилепсией 15 элементов имели отклонения в сторону понижения, например, Cd - в 50 раз, Be - в 6 раз, Мо, Ag, Bi, Sr - в 2 раза (Борисова и др., 1999). Таким больным необходимо восполнять недостаток элементов, в том числе и употребляя растения, накапливающие эти элементы. Недостаток кадмия можно в какой-то мере восполнить, употребляя пиретрум большой и полынь эстрагоновую (0.97; 0.80 мг/кг), бериллия - фиолетовую форму базилика душистого и шалфей лекарственный (0.20; 0.13 мг/кг), серебра - этот же вид базилика и пиретрум большой (5.90; 4.80 мг/кг), висмута - лофант анисовый и базиликмятолистный (0.24; 0.23 мг/кг), стронция - фиолетовую форму базилика душистого и лофант анисовый (261; 135 мг/кг).
Регулярное применение базилика мятолистного и б.душистого, лофанта анисового может в определенной мере компенсировать недостаток йода (4.8; 1.6 и 2.0 мг/кг соответственно). Дефицит никеля можно устранить, используя в пищу базилик мятолистный, пиретрум большой, шалфей лекарственный (35; 33; 30 мг/кг). Эти же виды можно употреблять при недостатке кобальта (2.3; 2.1; 2.9 мг/кг соответственно). Употребление пиретрума большого, базилика душистого, шалфея лекарственного и котовника кошачьего поможет при дефиците такого важного эссенциального микроэлемента как хром (79; 76; 69;58 мг/кг соответственно). Таким образом, изученные растения можно рекомендовать для коррекции недостатка в организме различных микроэлементов. А с учетом того, что . изученные виды содержат важные БАВ, открывается перспективная возможность использования их в качестве источников комплексных препаратов для повышения потенциала здоровья, в профилактике и лечении различных заболеваний (Плеханова Т.И. и др., 2003). В профилактике заболеваний полезными могут быть растения, усиливающие защитные силы организма и ослабляющие или ликвидирующие негативное влияние среды обитания.
