Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

INTEGRATED ASSESSMENT OF WILD POPULATIONS OF MEDICINAL PLANTS WITHIN KUNGUR ISLAND FOREST

Turyshev A.Yu. 1 Sogrina A.N. 1 Yakovlev A.B. 1
1 The Perm Pharmaceutical Academy
The article is devoted to a comprehensive assessment of the status of populations of some species of wild medicinal plants of meadow and weed flora in the area of Kungur island forest-steppe of the Perm region. The characteristic resources marjoram, herb St. John´s wort, herb wormwood, yarrow herb and flowers of tansy and results of evaluation of the quality of raw materials. Performed statistical analysis of the content of active substances and densities of the stocks of medicinal plant raw material, procured from the studied species, the calculated summary indicators of the quality of raw materials (indicator raw values of the populations). Based on the geospatial analysis comparative comprehensive assessment of populations of the studied species of medicinal plants depending on soil types and phytogeographical zone. Based on the obtained data revealed the areas most promising for possible pieces of medicinal plant raw material.
a comprehensive assessment
geospatial analysis
phytochemical analysis
recursivedescribe studies
medicinal plants

Современные тенденции развития фармации требуют разработки научных основ оценки природных компонентов ландшафта, в частности запасов лекарственного растительного сырья, что нашло свое отражение в утвержденном Правительством Российской Федерации «Перечне приоритетных направлений науки, техники и технологий Российской Федерации (Рациональное природопользование, состояние природной среды и ресурсов поверхности суши)». В связи с этим возникает необходимость получить систематизированные показатели объективной оценки современного состояния и роли обозначенной группы растений на территории ландшафтов различных ботанико-географических зон.

Целью работы явилась комплексная оценка состояния популяций некоторых луговых и сорных видов лекарственных растений Кунгурской островной лесостепи.

Объектами исследования служили популяции дикорастущих лекарственных растений луговой и рудеральной флоры, произрастающих на территории Кунгурской островной лесостепи.

Территория Кунгурской островной лесостепи находится в пределах Березовского, Кишертского, Кунгурского, Октябрьского, Ординского, Суксунского и Уинского районов Пермского края (рис. 1).

Рис.1. Административные районы обследования

Кунгурская лесостепь – это один из наиболее населенных и антропогенно трансформированных регионов Пермского края. С освоения плодородных черноземов Кунгурской лесостепи в XVII в. начинается крестьянская колонизация Среднего Прикамья русскими. Таким образом, лесостепные сообщества Кунгурской лесостепи можно отнести к наиболее ценным ландшафтам Среднего Урала, имеющим большое научное, эстетическое и рекреационное значение [1].

Кунгурская островная лесостепь характеризуется поликомпонентностью и сложностью растительности, что обусловлено многообразием природных условий и влиянием антропогенного фактора. Несмотря на многолетнее изучение растительного покрова исследуемого региона и на большое количество опубликованных работ (Белоногова В.Д., Курицын А.В., Турышев А.Ю. и др.), до сих пор популяции лекарственных растений и, в частности, их ресурсный потенциал не изучались на ландшафтной основе. При этом наиболее эффективным в изучении растительности является картографический метод. Он позволяет выявлять и отражать на картах пространственно-географические закономерности как в рамках описания структуры организации самой растительности, так и в категориях ее специализированной оценки. Применение сопряженных универсальных (инвентаризационных) и специальных (оценочных) карт растительности повышает географическую точность и объективность при разработке прогнозов и рекомендаций по рациональному использованию и охране зарослей лекарственных растений [6, 8].

На территории исследуемых районов произрастает 72 вида официнальных лекарственных растений [7].

Для более детального изучения нами были выбраны 7 видов лекарственных растений луговой и сорной флоры, наиболее часто встречающихся на территории обследованных районов.

Количество обследованных популяций и образцов сырья представлено в таблице 1.

Таблица 1

Объекты исследования

№ п/п

Лекарственное растение, семейство

Количество популяций

Количество образцов сырья

1.

Душица обыкновенная, Origanum vulgare L., Lamiaceae

86

22

2.

Зверобой продырявленный, Hypericum perforatum L., Hypericaceae

127

39

3.

Зверобой четырехгранный (Зверобой пятнистый), Hypericum maculatum Crantz., Hypericaceae

4.

Пижма обыкновенная, Tanacetum vulgare L., Asteraceae

63

19

5.

Полынь горькая, Artemisia absinthium L., Asteraceae

105

27

6.

Пустырник пятилопастной, Leonurus quinquelobatus Gilib., Lamiaceae

27

 

19

7.

Тысячелистник обыкновенный, Achillea millefolium L., Asteraceae

95

10

 

Итого

503

136

Сбор материала проводили в период 2010–2014 гг. при обследовании административных районов в пределах Кунгурской островной лесостепи.

Ресурсы дикорастущих лекарственных растений были изучены с использованием маршрутно-ключевого метода и метода работы на конкретных зарослях [5]. Для определения запасов сырья изучаемых растений закладывали учетные площадки размером 1 м2.

Рассчитаны биологический запас (БЗ), эксплуатационный запас (ЭЗ), возможный ежегодный объем заготовок (ВЕОЗ).

В пределах каждой популяции были заготовлены образцы лекарственного растительного сырья для проведения товароведческого и фитохимического анализа.

Определение и оценку основных показателей доброкачественности ЛРС (содержание действующих веществ, влажности в массе при высушивании, золы общей и золы, нерастворимой в 10%-ном растворе хлористоводородной кислоты) проводили по методикам и требованиям Государственной фармакопеи СССР XI и Государственной Фармакопеи РФ ХII издания [2, 3, 4].

В сырье пустырника и полыни горькой проводили определение суммы экстрактивных веществ гравиметрическим методом.

Количественную оценку содержания эфирного масла в образцах травы душицы и тысячелистника проводили методом перегонки с водяным паром.

Для определения количественного содержания действующих веществ в цветках пижмы, в траве пустырника и траве зверобоя использовали спектрофотометрический метод.

Результаты ресурсоведческого и фитохимического анализа вошли в основу атрибутивной базы данных ГИС «Лекарственные растения».

Далее были апробированы возможности проведения геопространственного анализа приуроченности лекарственных растений Березовского, Кишертского, Кунгурского, Ординского, Суксунского, Уинского районов к определенным типам почв [8].

Для сравнения ресурсоведческих и фитохимических показателей конкретных популяций на различных типах почв проводили анализ с помощью мастера пространственных операций ArcView 3.2.a, который позволяет выявить закономерности произрастания лекарственных растений с наибольшим накоплением БАВ, места для сбора экологически чистого ЛРС, пригодного для использования населением.

В качестве основополагающего массива данных была использована база данных по лекарственной флоре Кунгурской островной лесостепи, являющаяся составляющей частью ГИС «Лекарственные растения» Пермского края [9].

При подключении к ГИС «Лекарственные растения» дополнительных слоев
«Почвы» и «Ботанические зоны» с помощью инструмента ArcView «Мастер пространственных операций» нами было проведено сопоставление данных, содержащихся в каждом из информационных слоев.

В результате добавления атрибутов темы «Почвы» и «Ботанические зоны» к теме «Лекарственные растения» была получена результирующая таблица, включающая данные по лекарственным растениям, типам почв и приуроченности популяций к конкретной геоботанической зоне.

После получения итоговой таблицы было изучено распределение популяций исследуемых видов по приуроченности лекарственных растений к типам почв.

Результаты проведенного анализа представлены на рисунке 2.

Рис. 2. Распределение исследуемых популяций по типам почв, %

На основании данных приуроченности душицы обыкновенной к типам почв нами были созданы прогнозные карты ее встречаемости в пределах Кунгурской островной лесостепи (рис. 3).

Рис. 3. Прогнозная карта встречаемости душицы обыкновенной в пределах Кунгурской островной лесостепи

Установлено, что для изученных видов лекарственных растений наименее перспективными местами потенциальной заготовки являются участки, приуроченные к темно-серым лесным почвам.

Результаты оценки запасов сырья представлены в таблице 2.

Таблица 2

Сводная ресурсоведческая характеристика исследуемых видов лекарственных растений

п/п

 

Район

Душица обыкновен-ная

Зверобой про-дырявленный и четырех-гранный

Пижма обыкновен-ная

Полынь горькая

Пустырник пятило-пастной

Тысячелистник обыкновенный

S, га

ВОЕЗ, кг

S, га

ВОЕЗ, кг

S, га

ВОЕЗ, кг

S, га

ВОЕЗ, кг

S, га

ВОЕЗ, кг

S, га

ВОЕЗ, кг

1.

Березовский

Единичные экземпляры

13,8

177

4,1

183

97,6

3251

5,1

94

33,9

270

2.

Кишертский

3,1

14

30,1

198

22,3

374

5,5

172

1,3

27

3,5

50

3.

Кунгурский

44,9

276

51,0

486

27,4

1038

34,4

1293

7,5

159

40,3

243

4.

Октябрьский

73,7

996

121,8

2698

8,2

381

56,6

1932

Единичные экземпляры

7,3

83

5.

Ординский

1,0

16

9,8

53

2,8

126

8,3

178

2,8

104

6,3

22

6.

Суксунский

0,8

15

5,8

84

3,1

126

4,2

79

6,8

253

2,6

29

7.

Уинский

29,2

281

13,9

149

1,1

52

5,7

101

Единичные экземпляры

20,3

221

 

Итого:

152,7

1598

246,2

3845

69,0

2280

212,3

7006

23,5

637

114,2

918

Учитывая принадлежность административных районов к двум ботанико-географическим зонам (Кунгурской островной лесостепи (КОЛ) и подтаежным (елово-пихтовым) лесам (ПЛ)), нами была проведена статистическая оценка зависимости ПЗС от ботанико-географических районов произрастания, а также установлена сила влияния (η2 табл. 3).

Таблица 3

Сравнительная оценка ПЗС дикорастущих лекарственных растений ДЛР в различных ботанико-географических районах

№ п/п

Название сырья

Средняя ПЗС, кг/га

КОЛ

ПЛ

t

η2 , F

1.

Трава душицы

45,74±1,33

40,96±0,90

4,29

η2=1,06; P-значение=0,345

Fфакт.= 0,899; Fтеор 0,05.= 3,954

2.

Трава зверобоя

82,55±2,01

108,21±1,64

9,89

η2=3,02; P-значение=0,052

Fфакт.= 3,859; Fтеор 0,05.= 3,917

3.

Цветки пижмы

181,59±4,08

184,77±4,30

0,54

η2=0,03; P-значение=0,887

Fфакт.= 0,020; Fтеор 0,05.=3,998

4.

Трава полыни горькой

109,55±3,22

134,49±2,65

5,99

η2=1,71; P-значение=0,183

Fфакт.=1,796; Fтеор 0,05.=3,933

5.

Трава пустырника

167,87±7,57

157,87±5,54

1,10

η2=0,49; P-значение=0,728

Fфакт.=0,123; Fтеор 0,05.=4,241

6.

Трава тысячелистника

45,74±1,33

40,96±0,90

2,98

η2=0,50; P-значение=0,496

Fфакт.=0,466; Fтеор 0,05.= 3,944

Полученные результаты показывают, что ПЗС зависит от места произрастания популяций у всех исследуемых растений, кроме пустырника пятилопастного и пижмы обыкновенной, что, на наш взгляд, обусловлено типичными местами обитания данных видов.

Наибольшая ПЗС для травы душицы, травы пустырника и травы тысячелистника установлена в лесостепной зоне, а для травы зверобоя, цветков пижмы, травы полыни горькой — в подтаежных лесах.

Далее был проведен фитохимический анализ заготовленных образцов лекарственного растительного сырья. Он показал, что содержание эфирного масла в траве душицы, заготовленной на различных типах почв, выше в образцах, произрастающих на дерново-среднеподзолистых почвах и черноземах оподзоленных Кунгурской островной лесостепи (табл. 4).

Таблица 4

Среднее содержание действующих веществ в образцах сырья исследуемых видов, заготовленных на различных типах почв (на примере душицы обыкновенной)

Тип почв

КОЛ

ПЛ

t, 95

η2 , F

Среднее содержание эфирного масла в траве душицы

Дерново-среднеподзолистые

0,42±0,04

0,32±0,03

3,13

η2=92,17% P-значение=0,002

Fфакт.= 47,078; Fтеор 0,05.= 7,708

Светло-серые лесные

0,24±0,02

0,35±0,02

4,65

η2=38,16; P-значение= 0,139

Fфакт.=3,085; Fтеор 0,05.= 6,607

Смытые и намытые

0,33±0,09

0,30*±0,02

2,29

η2=8,92%; P-значение= 0,472

Fфакт.= 0,587; Fтеор 0,05.= 5,987

Для сравнения состояния единичной популяции внутри ботанико-географической зоны с другими ценопопуляциями данного вида использовали показатель сырьевой ценности популяции (ПСЦП), который представляет собой произведение средних величин плотности запаса и биологической активности (содержание БАВ) воздушно-сухого сырья в каждом из вариантов опыта (рис. 4).

Рис. 4. ПСЦП исследуемых видов в пределах Кунгурской островной лесостепи и подтаежных лесов

Сравнительный анализ ПСЦП в зависимости от ботанико-географических условий произрастания показал, что наиболее «ценные» популяции душицы обыкновенной, пустырника пятилопастного (по экстрактивным веществам) и тысячелистника приурочены к Кунгурской островной лесостепи, а пижмы обыкновенной, полыни горькой, зверобоев и пустырника пятилопастного (по иридоидам) приурочены к зоне широколиственно пихтово-еловых (подтаежных) лесов.

Таким образом, в ходе проведенного исследования дана комплексная оценка состояния популяций 7 видов дикорастущих лекарственных растений, произрастающих на территории Кунгурской островной лесостепи и прилегающих территорий.

Результаты исследования включены в Электронный кадастр дикорастущих лекарственных растений Среднего Урала, разработанный в виде географической информационной системы.

Рецензенты:

Курбатов Е.Р., д.фарм.н., доцент кафедры фармацевтической химии ФОО, ФДПО и ФЗО ГБОУ ВПО ПГФА Минздрава России, г. Пермь;

Хомов Ю.А., д.фарм.н., профессор кафедры фармацевтической химии ФДПО и ФЗО ГБОУ ВПО ПГФА Минздрава России, г. Пермь.