Цель исследований – изучение коллекций душицы обыкновенной на зимостойкость в условиях Северной лесостепи Тюменской области для выделения лучших генотипов. Материалом для исследования послужили 23 образца из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова, а также из различных регионов Тюменской области. Опыт заложен в 2017 г. рассадным способом. Полевые исследования проводили в 2017–2019 гг. на опытном поле, расположенном в северной лесостепи. Почва – темно-серая лесная, тяжелосуглинистая, реакция почвенного раствора 5,5…6,8 ед. рН (ГОСТ 26483-85), содержание гумуса – 1,50…4,75 % (ГОСТ 26213-91), Р2О5 – 7,6…18,0 мг/100 г почвы; К2О – 8,0…25,7 мг/100 г почвы (ГОСТ 26204-91). Наблюдения и учеты проводили согласно методики Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Метеорологические условия в 2017–2019 гг. значительно отличались от среднемноголетних. Зимостойкость 23 генотипов душицы обыкновенной в первый год жизни составляла 68…100 %, на второй год – 94…97 %. Высокие показатели зимостойкости отмечены у генотипа Т-3, потери которого при перезимовке отмечали только на второй год жизни и составили 3 %. Самое большое количество прижившихся растений зафиксировано у генотипов К-1 (94 %), М-2 (93 %), К-2 (93 %), что выше, чем у стандарта, на 8…9 %. Высокий уровень выживаемости растений был отмечен перед уходом в зиму на второй год жизни и весной третьего года жизни – 94…97 %.
душица обыкновенная (Origanum vulgare L.), пряно-ароматические растения, лекарственные растения, эфиры, зимостойкость, температура, погодные условия, устойчивость
В передовых странах мира интерес к лекарственным растениям никогда не снижался. В Российской Федерации известно более 500 лекарственных растений, многие из которых еще недостаточно изучены [1].
Душица обыкновенная (Origanum vulgare L.) – многолетнее травянистое растение из семейства Яснотковые [2]. Цветёт в июле – сентябре [3]. Она произрастает практически везде (кроме Крайнего Севера) среди кустарников, пойменных и лесных лугах, в долинах рек и на опушках лесов, сам вид происходит из стран Средиземного моря [4, 5].
Душица обыкновенная относится к пряно-ароматическим растениям, её так же выращивают как декоративное растение [6, 7]. Она нашла применение в пищевой промышленности, где в качестве приправы, пищевых консервантов и ароматизаторов используют листья и соцветия в сухом и в свежем виде [8, 9]. В парфюмерно-косметической промышленности эфиры применяют для ароматизации зубных паст, духов и туалетного мыла [10]. В медицине душица и ее эфиры используют в составе грудных сборов, при заболеваниях органов дыхания, при простудах, так же используют для укрепляющего и стимулирующего средства [11]. Душица обыкновенная обладает бактерицидными и антисептическими свойствами [12, 13]. Экстракты растений этой культуры применяют для получения наночастиц серебра, они служат восстановителями и покрывающими агентами [14, 15]. В животноводстве душицу используют в качестве кормовых добавок для повышения продуктивности кур-бройлеров и свиней [16].
В надземной части растений душицы содержится до 1,2 % эфирного масла, дубильные вещества, аскорбиновая кислота, флавоноиды и другие вещества, всего 30 компонентов. Она обладает специфическим приятным запахом носителем, которого служит тимол,
содержание которого в растениях составляет 16 % [6, 14, 17].
Исследователи ведут активный поиск ценных хозяйственных признаков душицы, как в овощном направлении, так и для получения эфирного масла. За последние годы в
госреестре зарегистрировано 20 сортов этой культуры (https://gossortrf.ru/2021) и работа продолжается, так как есть спрос на это растение [4, 17, 18].
Стрессовыми факторами для выращивания культуры будут служить условия природно-климатической зоны. К их числу относят химический и механический состав почвы, а также температурный и водный режим. Угнетение растений душицы стрессовыми факторами в вегетационный период приводит не только к снижению урожая, но и ухудшению его качества [19].
Тюменская область относится к зоне рискованного земледелия. Ее климатические условия характеризуются продолжительной зимой, теплым и непродолжительным летом, коротким безморозным периодом [17].
Цель исследований – оценка коллекции и выделение перспективных генотипов с хорошей устойчивостью к вымерзанию в условиях северной лесостепи Тюменской области.
Условия, материалы и методы.
Полевые исследования проводили в 2017–2019 гг. на опытном поле Научно-исследовательского института сельского
хозяйства Северного Зауралья – филиала Федерального исследовательского центра Тюменский научный центр Сибирского отделения РАН (пос. Московский, Тюменский район), который расположен в северной лесостепи.
Почва – темно-серая лесная, тяжелосуглинистая. Реакция солевой вытяжки почвенного раствора 5,5…6,8 ед. рН (ГОСТ 26483-85). Содержание гумуса в почве (на абсолютно сухое вещество) составляет 1,50…4,75 % (ГОСТ 26213-91), Р2О5 – 7,6…18,0 мг/100 г почвы; К2О – 8,0…25,7 мг/100 г почвы (ГОСТ 26204-91).
Предшественник – чёрный пар, осенью 2017 г. провели глубокую обработку почвы. Весной 2018 г. участок прокультивировали и пробороновали. Высаживали душицу обыкновенную рассадным способом в мае, семена на рассаду высевали в 1 половине марта. В течение вегетации полив не осуществляли.
В годы исследований сложились неодинаковые условия перезимовки. В первый год жизни растений (2017/18 гг.) высота снежного покрова в самые холодные месяцы (декабрь–январь) достигала 26…28 см, минимальная температура воздуха при этом опускалась до -30…-32 ˚С. На второй год (2018/19) зимние условия были более благоприятными. В декабре–январе высота снежного покрова достигала 41…47 см, минимальная температура воздуха опускалась до -31…-33 ˚С.
В мае и июне (ГТК=1,48). Июль и август были сухими (ГТК=0,86), май и начало июня – прохладными с ночными понижениями температуры до 0 ˚С. Резкое увеличение температуры в среднем выше среднемноголетних значений на 2 ˚С наблюдали во второй декаде июня. В третью декаду июня и июль температура была ниже среднемноголетней на 1 ˚С. В августе и сентябре она находилась на уровне нормы.
В период вегетации 2018 г. влажность почвы составляла 60 % от наименьшей полевой влагоемкости. При среднемноголетней величине ГТК=1,31, в этом годы он был равен 1,68. Температура в мае и июне составляла 76,3 % от нормы. В июле и августе она была несколько выше среднемноголетней. Сумма активных температур составила 1854 ˚С при норме – 1854 ˚С.
Материал для исследования – 23 образца, собранных в разных районах юга Тюменской области – Ялуторовском, Голышмановском, Омутинском, Юргинском, Заводоуковском, Тюменский. Стандарт – сорт Хуторянка. Высаживали по 150 растений каждого номера. Питомник заложен по схеме 0,3×0,6 м. Повторность четырехкратная.
Образцы оценивали по одному из самых важных адаптивных признаков – зимостойкости. Процент перезимовавших растений подсчитывали исходя из отношения количества перезимовавших растений к количеству прижившихся (Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных
культур. Вып. 3. М., 1983. 184 с.). Экспериментальные данные обрабатывали методом
дисперсионного анализа (Доспехов Б. А. Методика полевого опыта: (с основами статистической обработки результатов исследований. Изд. 6-е. М: Альянс, 2011. 350 с.).
Результаты и обсуждения. Зимостойкость растений в осенне-зимний период – одно из наиболее актуальных свойств в зонах с резко или умеренно континентальным климатом. Особенно страдают растения из-за значительных перепадов температуры осенью и зимой [16].
Зимостойкость выступает лимитирующим условием для успешного прохождения интродукционных испытаний. В результате трехлетних исследований четырех видов рода Nepeta L. семейства Lamiaceae в условиях открытого грунта Центральной Якутии выявлено, что вид N. sibirica не вымерзает, до 10 % растений погибают у видов N. grandiflora и N. mussini, а вид N. cataria вымерзает полностью[20].
В среднетаежной подзоне республики Коми зимостойкость иссопа лекарственного в первый год жизни составляет 50…76 %, во второй-четвертый – 68…95 % [21].
В наших экспериментах зимостойкость растений душицы первого года жизни составила 80…94 %. Самое большое количество прижившихся растений наблюдали у образцов К-1 (94 %), М-2 (93 %), К-2 (93 %), что выше стандартного сорта, на 8…9 %. У образцов Т-3, С-1 и А-3 количество прижившихся растений было ниже стандарта на 4…5 %. Приживаемость генотипов Г-1 и Т-1 находилась на уровне стандарта и составляла 85 % (табл. 1).
В опытах С. А. Примакова приживаемость растений эстрагона при черенковании составляет 45…50 %, а при делении куста –
60 % [22].
Процент перезимовки в первый год жизни растений варьировал от 68 % до 100 % от числа прижившихся. Высокий уровень зимостойкости наблюдали у генотипа Т-3 (100 %), в то время как у сорта-стандарта Хуторянка он был на 16 % меньше. Наибольшие потери растений при перезимовке отмечены у генотипов К-2 и М-2, что ниже стандартного сорта на 14…16 % и остальных образцов – на 4…32 %. Возобновление весенней вегетации на второй год жизни началось в начале мая. Благоприятные климатические показатели вегетационного периода позволили сохранить 94…97 % растений от числа перезимовавших (табл. 2).
Среди изученных селекционных номеров максимальный процент выживших растений к концу второго года жизни отмечен у генотипа Т-3, у которого величина этого показателя была на 3 % выше стандарта. У генотипов Н-1, В-1, С-1, К-1и Б-1 доля выживших растений была больше, чем у стандарта, на 2 %. У образцов И-2 и Т-2 отмечен наименьший процент выживших растений к концу вегетации – ниже стандарта на 1 %.
Зимостойкость генотипов составила 94…97 %. Высокий уровень зимостойкости
наблюдали у сорта-стандарта Хуторянка и генотипов Ю-1, А-1, Я-1, Н-1, В-1, Т-1, Т-3 – 97 %. У генотипа И-2 она была равна 93 %, что ниже сорта стандарта на 3 %.
Выводы. Таким образом, за период испытаний в сложившихся погодных условиях зимостойкость душицы обыкновенной в первый год жизни составляет 68…100 %, на второй год жизни – 94…97 %. Высокие показатели зимостойкости отмечены у генотипа Т-3, потери при перезимовке (3 %) которого отмечены только на второй год жизни. Самое большое количество прижившихся растений при посадке зафиксировано у генотипов К-1 (94 %), М-2 (93 %), К-2 (93 %), это выше стандартного сорта на 8…9 %.
Сведения об источнике финансирования: Работа выполнена в рамках государственного задания ТюмНЦ СО РАН по теме № 121041600036-6.
1. Вишнякова С. В. Жукова М. В. Лекарственные и эфиромасличные растения: учебно-методическое пособие. Екатеринбург: УГЛТУ, 2017. С. 3.
2. Skoufogianni E., Solomou A. D., Danalatos N. G. Ecology, cultivation and utilization of the aromatic Greek oregano (Origanum vulgare L.): A review // Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca. 2019. Vol. 47. № 3. P. 545-552. doi:https://doi.org/10.15835/nbha47311296.
3. Lukas B., Novak J. Origanum vulgare L. and Origanum onites L. (Oregano) / J. Novak, W.D. Blüthner (eds.) // Medicinal, Aromatic and Stimulant Plants // Handbook of Plant Breeding. 2020. Vol 12. Cham.: Springer. P. 419-433 doi:https://doi.org/10.1007/978-3-030-387921_12.
4. Семенная продуктивность душицы обыкновенной в условиях культуры / М. Ю. Карпухин, А. В. Абрамчук, С. К. Мингалев и др. // Аграрный вестник Урала. 2019. №6 (185). С. 9-11.
5. Reneva M., Gubanov V., Gubanova V. Yield and content of essential oils in the common origanum nursery // BIO Web Conf. 2021. Vol. 36. С. 01002. https://www.bio-conferences.org/articles/bioconf/pdf/2021/08/bioconf_fsraaba2021_01002.pdf (дата обращения 02.07. 2022 г.). doihttps://doi.org/10.1051/bioconf/20213601002
6. Крайнюк Е. С. Лекарственные растения Крыма. Иллюстрированный справочник. Симферополь: Бизнес-Информ, 2018. 512 с
7. Plant-extract-assisted green synthesis of silver nanoparticles using Origanum vulgare L. extract and their microbicidal activities / M. R. Shaik, М. Khan, М. Kuniyil, et al. // Sustainability. 2018. Vol. 10. No. 4. P. 913-327. doi:https://doi.org/10.3390/su10040913.
8. Ulewicz-Magulska B., Wesolowski M. Total Phenolic Contents and Antioxidant Potential of Herbs Used for Medical and Culinary Purposes // Plant Foods Hum Nutr. 2019. Vol. 74. P. 61-67. doi:https://doi.org/10.1007/s11130-018-0699-5.
9. Herbs and Spices- Biomarkers of Intake Based on Human Intervention Studies - A Systematic Review / R. Vazquez-Fresno, A. R. R. Rosana, T. Sajed, et al. // Genes Nutr. 2019. Vol. 14. No. 18. URL: https://rdcu.be/cQPD2 (дата обращения 02.07.2022 г.). doi:https://doi.org/10.1186/s12263-019-0636-8.
10. Сачивко Т. В. Использование показателей компонентного состава эфирных масел для идентификации сорта // Овощи России. 2019. № 3. С. 68-73.
11. Паштецкий В. С., Невкрытая Н. В. Использование эфирных масел в медицине, ароматерапии, ветеринарии и растениеводстве (обзор) // Таврический вестник аграрной науки. 2018. № 1 (13). С. 16-38. doi:https://doi.org/10.25637/TVAN2018.01.02.
12. Богомолов С. А., Маланкина Е. Л., Козловская Л. Н. Сравнительное изучение некоторых биохимических и морфологических особенностей хемотипов Origanum vulgare L. // Известия ТСХА. 2018. Вып. 2. С. 77-85.
13. de Torre M.P., Vizmanos J. L., Cavero R. Y. Improvement of antioxidant activity of oregano (Origanum vulgare L.) with an oral pharmaceutical form // Biomedicine & Pharmacotherapy. 2020. Vol. 129. P. 2-6 URL: https://dadun.unav.edu/bitstream/10171/59576/1/pdf.pdf (дата обращения 02.07.2022 г.). doi:https://doi.org/10.1016/j.biopha.2020.110424.
14. Nutrizio M., Maltar-Strmečki N., Chemat F. High-Voltage electrical discharges in green extractions of bioactives from oregano leaves (Origanum vulgare L.) using water and ethanol as green solvents assessed by theoretical and experimental procedures // Food Engineering Reviews. 2021. Vol. 13. No. 1. P. 161-174. doi:https://doi.org/10.1007/s12393-020-09231-2.
15. Origanum vulgare L. extract-mediated synthesis of silver nanoparticles, their characterization and antibacterial activities / S. Hambardzumyan, N. Sahakyan, M. Petrosyan, et al. // AMB Express. 2020. Vol. 10. No. 1. P. 162. URL: https://www.mdpi.com/1422-0067/22/7/3539/pdf?version=1617937876 (дата обращения 02.07.2022 г.). doi:https://doi.org/10.1186/s13568-020-01100-9.
16. Chemical diversity in leaf and stem essential oils of Origanum vulgare L. and their effects on microbicidal activities / M. Khan, S. T. Khan, M. Khan et al. // AMB Expr. 2019. Vol. 176. No. 9. URL: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/download/8504/8953/138035 (дата обращения 02.07.2022 г.). doi:https://doi.org/10.1186/s13568-019-0893-3.
17. Губанов В.Г. Зависимость содержания эфирных масел от климатических условий Тюменской области у выделенных образцов Hyssopus officinalis и Origanum vulgare // Аграрный вестник Урала. 2018. № 9 (176). С. 11-15.
18. Сачивко Т.В., Босак В.Н., Наумов М.В. Оценка сортов душицы обыкновенной (Origanum vulgare L.) по основным хозяйственно полезным признакам // Овощеводство: Сборник научных трудов. 2019. Т. 27. С. 189-194.
19. Иванов М.Г. Влияние сортовых особенностей на урожайность и качество продукции душицы в различных почвенных условиях Новгородской области // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2011. № 22. С. 61-64.
20. Егорова П. С. К интродукции представителей рода Nepeta L. (сем. Lamiaceae) в Центральной Якутии // Вестник КрасГАУ. 2019. № 10 (151). С. 10-15.
21. Портнягина Н. В. Рост, развитие и продуктивность Hyssopus officinalis L. В среднетаежной подзоне республики Коми // Вестник института биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН. 2009. № 3 (137). С. 2-5.
22. Примаков С. А. Влияние схем посадки на развитие растений эстрагона при размножении делением куста и укоренением черенками // Аграрный вестник Урала. 2016 . № 08 (150). С. 49-51.
