Пути повышения сбора эфирного масла с плантаций эфиромасличных культур в условиях Западного Предкавказья

Введение. Особую группу растений представляют эфиромасличные культуры, сырье которых служит для получения эфирных масел. Главные потребители эфирных масел – парфюмерно-косметическая, пищевая, ликеро-водочная, текстильная, химическая и другие промышленные отрасли [1; 2]. Практически все эфиромасличные растения одновременно являются и лекарственными и находят широкое применение как в народной, так и в официальной медицине при лечении заболеваний органов дыхания, нервной системы, для профилактики и терапии инфекционных заболеваний [3; 4;  5].

Эфирные масла применяются в ветеринарии как средства дезинфекции, а отходы эфиромасличного производства могут быть использованы в качестве добавки к кормам в животноводстве, в промышленном рыбоводстве [6; 7]. В последние годы в мире активно набирает силы новое направление – ароматерапия, лечение с помощью эфирных масел при релаксации и психотерапии [8; 9].

Эфирные масла пользуются большим спросом на мировом рынке, но из-за малого их содержания в растениях и сложности технологических процессов по их 57

выделению они обладают высокой рыночной стоимостью - от 50 до 500 долларов за 1 кг. В настоящее время широко используются около 200 видов эфирных масел, объемы продаж которых колеблются от нескольких килограммов до десятков тысяч тонн [2].

В СССР до середины 80-х годов XX века возделывалось до 20–25 видов эфирномасличных растений, таких как кориандр посевной ( Coriandrum sativum), герань розовая ( Pelargonium roseum ), лаванда узколистная ( Lavandula angusti-folia ), мята перечная ( Mentha х piperita L .), шалфей мускатный (Salvia sclarea), анис обыкновенный ( Pimpinella anisum ) , тмин ( Carum carvi ) , мелисса лекарственная ( Melissa officinalis ) , фенхель обыкновенный (Foeniculum officinalis), укроп огородный (Anethum graveolens ) и другие. Распад СССР привел к резкому спаду эфиромасличного производства.

Эфирные масла и другие продукты переработки эфиромасличного сырья Россия стала активно импортировать. По данным таможенной статистики, за период 2004–2012 гг. ежегодно закупалось 230 т эфирных масел, стоимость которых составляла около 12,4 млн долларов США [10].

Благоприятные природно-климатические условия разных регионов России, в том числе и Краснодарского края, дают возможность с успехом выращивать многие виды эфиромасличных растений, что позволит обеспечить отечественную промышленность необходимым сырьем и снизить затраты на импорт эфиромасличной продукции. В связи с этим необходимо расширение производственных площадей под данными культурами и разработка инновационных технологий их выращивания.

Обеспечить наибольший сбор эфирного масла с единицы площади возможно только при учете двух составляющих - высокой урожайности и оптимального содержания эфирного масла.

Проведенными исследованиями на эфиромасличных культурах было показано, что повышения урожайности фитосырья возможно добиться путем применения микроудобрений в хелатной форме [11; 12].

В наших ранних работах было показано, что можно увеличить содержание эфирного масла в сырье мяты перечной, шалфея лекарственного и змееголовника молдавского, используя природный ретардант Харди - препарат, разработанный фирмой «НЭСТ М» [13]. Данный препарат проходит предварительные испытания на многих культурах. Он является экологически безопасным, так как в его состав входят соединения, широко представленные в растениях: а-дифенолы и эпибрас-синолид.

В связи с вышесказанным основная задача данной работы состояла в изучении комплексного применения микроудобрений и ретарданта на пяти эфиромасличных культурах с целью повышения сбора эфирного масла с единицы площади.

Материалы и методы. Исследования по комплексному применению микроудобрений в хелатной форме и ретарданта проводили в условиях Краснодарского края в 2017-2021 гг. на душице обыкновенной ( Origanum vulgare ), тысячелистнике обыкновенном ( Achillea millefolium ) сорта Васюринский, шалфее лекарственном ( Salvia officinalis ) сорта Фиолетовый аромат, мяте перечной ( Mentha х piperita L.) сорта Ароматная и змееголовнике молдавском ( Dracocephalum moldavica ).

Закладку полевых опытов проводили в лекарственном севообороте путем постановки мелко-деляночных опытов по общепринятым методикам [14; 15]. Экспериментальные данные оценивали методом дисперсионного анализа [16]. Площадь делянок 12 м2, повторность опыта 4-кратная.

В опытах для повышения урожайности использовали: кремнийсодержащее микроудобрение Силиплант (0,7 л/га), железосодержащее – Феровит (0,5 л/га) и питательный раствор Цитовит со сбалансированным набором микроэлементов (0,5 л/га). Препараты вносили при достижении растениями высоты 15–20 см. Расход рабочего раствора 300 л/га.

Обработку лекарственных растений ретардантом Харди, действующими веществами которого являются соединения, широко представленные в растениях: α-ди-фенолы и эпибрассинолид, осуществляли в фазе бутонизации в норме расхода 0,2 л/га. Контрольные растения обрабатывали водой.

При изучении действия ретарданта на содержание эфирного масла в сырье душицы и тысячелистника уборку урожая проводили в три срока – через 8, 12 и 16 дней после обработки. На мяте перечной, змееголовнике молдавском и шалфее лекарственном сроки уборки были установлены ранее [13].

Количественное определение содержания эфирного масла проводили методом перегонки с водным паром прибором Гинзберга. Использовали воздушно-сухое эфиромасличное сырье, количество масла рассчитывали в процентах на абсолютносухое вещество [17].

Результаты и обсуждение. В первой серии опытов проводили исследования по влиянию ретарданта Харди на содержание эфирного масла в сырье душицы и тысячелистника, что ранее не изучалось. Как видно из данных таблицы 1, в контрольном варианте самое высокое содержание эфирного масла на обеих культурах было отмечено на 12-й день после обработки ретардантом: на душице – 0,241 %, на тысячелистнике – 0,233 %. Урожайность в течение опыта повышалась от 2,5 до 2,64 т/га у душицы и от 3,35 до 3,56 т/га у тысячелистника.

Таблица 1

Влияние ретарданта Харди на ростовые процессы и урожайность душицы и тысячелистника 2-го года вегетации и содержание эфирного масла в сырье

Средние данные за 2017–2019 гг.

Вариант опыта	Душица обыкновенная			Тысячелистник обыкновенный
	высота, см	урожай- ность, т/га	содержание эфирного масла, % на абс. сухое в-во	высота, см	урожай- ность, т/га	содержание эфирного масла, % на абс. сухое в-во
8-й день после обработки
Контроль	56,3 ± 1,75	2,50	0,238	90,2 ± 3,82	3,35	0,211
Харди, 0,2 л/га	56,5 ± 1,92	2,54	0,321	91,1 ± 3,71	3,41	0,300
НСР 05		0,19			0,25
12-й день после обработки
Контроль	56,9 ± 1,76	2,56	0,241	91,4 ± 3,74	3,40	0,223
Харди, 0,2 л/га	57,1 ± 1,84	2,61	0,327	92,0 ± 3,82	3,46	0,323
НСР 05		0,20			0,23
16-й день после обработки
Контроль	57,5 ± 2,03	2,64	0,231	92,3 ± 3,64	3,56	0,210
Харди, 0,2 л/га	57,3 ± 1,94	2,70	0,291	93,9 ± 3,56	3,63	0,261
НСР 05		0,18			0,31

Обработка ретрадантом Харди способствовала увеличению содержания эфирного масла на 8-й и 12-й день после обработки у обеих исследованных культур. В сырье душицы оно увеличивается на 35–36 %, тысячелистника – на 42–45 %. К 16-му дню после обработки наблюдается некоторое снижение эффективности ретарданта. При этом Харди не оказал отрицательного влияния на урожайность сырья (травы) данных культур, ко времени уборки она оставалась на уровне контроля с обработкой водой (табл. 1, рис. 1).

цнипоспе обработки Харди днипос-ле обработки Харди

Душица обыкновенная

Тысячепистник обыкновенный

Рисунок 1 – Влияние ретарданта Харди на содержание эфирного масла в сырье душицы и тысячелистника

Влияние природного ретарданта Харди на синтез эфирных масел в душице и ты-59

сячелистнике можно сравнить с действием химических ретардантов. Ранними работами С.С. Шайна [18] было показано усиление синтеза эфирных масел на ряде эфиромасличных культур при применении химического ретарданта хлорхолин-хлорида. Автор высказывает мнение о взаимосвязи между накоплением эфирного масла и формированием пула фитогормонов. Это подтверждено в исследованиях на мяте перечной и монарде двойчатой, где в случае применения ретарданта содержание эндогенных гиббереллинов, которые являются одними из основных фитогормонов роста надземной части растений, падает. Вполне возможно, что и действие природного ретарданта Харди связано с изменениями гормонального статуса растений, когда или снижается содержание определенных фитогормонов, или изменяется их соотношение. В литературе имеются лишь единичные данные по влиянию эпибрассинолида, действующего вещества Харди, на содержание фитогормонов. Так, при обработке яровой пшеницы в фазе цветения эпибрассинолидом снижается содержание гиббереллинов [19], в случае применения препарата на томатах наблюдается увеличение ингибитора роста абсцизовой кислоты в плодах [20].

Обеспечение наибольшего сбора эфирного масла с гектара возможно только с использованием целенаправленной экзогенной регуляции биопродуктивности эфиромасличных культур. С этой целью были заложены опыты, позволяющие повысить урожайность сырья за счет применения микроудобрений, а содержание эфирного масла – путем использования ретарданта. Однократное опрыскивание отрастающих растений мяты, шалфея, змееголовника, душицы и тысячелистника микроудобрениями Силиплант, Цитовит, Феровит и обработка растений в фазе бутонизации Харди привели к повышению урожайности сырья по сравнению с контролем на 10–12 % и увеличению содержания эфирного масла на 31–47 %.

При сравнении данных в таблицах 1 и 2 четко видно, что используемые микроудобрения оказали положительное влияние только на урожайность сырья, содержание эфирного масла практически не изменялось по сравнению с контролем.

Определение сбора эфирного масла с гектара показало его прибавку по сравнению с контролем на вариантах с комплексным применением микроудобрений и ретарданта в пределах 45–63 % (табл. 2).

Таблица 2

Влияние системного применения микроудобрений и ретарданта Харди на урожайность эфиромасличного сырья, содержание и сбор эфирного масла (средние данные за два года испытаний, 10-й день после обработки ретардантом)

Вариант опыта	Урожайность		Содержание эфирного масла		Сбор эфирного масла
	т/га	% к кон-тролю	% на абс. сух. в-во	% к кон-тролю	кг/ га	% к кон-тролю
Мята 2-го года вегетации
Контроль	2,96	100	1,05	100	31,1	100
Харди, 0,2 л/га	2,98	101	1,43	136	42,6	137
Силиплант + Харди (0,7 л/га + 0,2 л/га)	3,26	110	1,45	138	47,3	152
НСР 05	0,248	-	-	-	-	-
Шалфей лекарственный 2-го года вегетации
Контроль	1,60	100	1,10	100	17,6	100
Харди, 0,2 л/га	1,63	102	1,44	131	23,5	133
Силиплант + Харди (0,7 л/га + 0,2 л/га)	1,76	110	1,45	132	25,5	145
НСР 05	0,109	-	-	-	-	-
Змееголовник молдавский
Контроль	2,82	100	0,51	100	14,4	100
Харди, 0,2 л/га	2,83	100	0,71	139	20,1	140
Силиплант + Харди (0,7 л/га + 0,2 л/га)	3,13	111	0,70	137	21,9	155
НСР 05	0,257	-	-	-	-	-
Душица обыкновенная 2-го года вегетации
Контроль	2,62	100	0,20	100	5,24	100
Харди, 0,2 л/га	2,69	103	0,27	135	7,26	139
Цитовит + Харди (0,5 л/га + 0,2 л/га)	2,88	110	0,28	140	8,06	154
Силиплант + Харди (0,7 л/га + 0,2 л/га)	2,93	112	0,29	145	8,50	163
НСР 05	0,175
Тысячелистник обыкновенный 2-го года вегетации
Контроль	3,21	100	0,19	100	6,10	100
Харди 0,2 л/га	3,24	101	0,27	142	8,75	143
Цитовит, + Харди (0,5 л/га + 0,2 л/га)	3,56	111	0,28	147	9,97	163
Феровит + Харди (0,5 л/га + 0,2 л/га)	3,52	110	0,27	142	9,50	156
НСР 05	0,192	-	-	-	-	-

Повышение сбора эфирного масла в этих же вариантах отмечается не только по сравнению с контролем, но и с одним Харди (9–19 %) (рис. 2).

Рисунок 2 – Комплексное влияние микроудобрений и ретарданта Харди на сбор эфирного масла с гектара по сравнению с одним ретардантом

Полученные данные показали, что для обеспечения наибольшего сбора эфирного масла с гектара необходимо комплексное применение микроудобрений и ретарданта.

Заключение. Таким образом, обработка душицы и тысячелистника в фазе начала бутонизации ретардантом Харди способствует повышению содержания эфирного масла через 8–12 дней после обработки, к 16-му дню эффективность препарата падает.

Проведенными исследованиями на ряде эфиромасличных культур (мята, душица, тысячелистник, змееголовник и шалфей) было установлено, что путем экзогенной регуляции ростовых процессов – усиления роста растений в начале вегетации и его торможения в генеративной фазе, можно обеспечить увеличение двух составляющих биопродуктивности – урожайности и содержания эфирного масла.

Создавая в начальные фазы вегетации эфиромасличных растений оптимальные условия для роста и накопления биомассы путем применения микроудобрений Силиплант, Цитовит и Феровит, а затем в генеративную фазу (начало бутонизации) для стимуляции накопления эфирного масла использовуя ретардант Харди, можно добиться значительного увеличения сбора эфирного масла с гектара.