BG66125B1

BG66125B1 - Метод за регулиране добива и качеството на семена относно съдържанието на силимарин и ненаситени мастни киселини при култивирано отглеждане на медицинското растение бял трън silybum marianum l.

Info

Publication number: BG66125B1
Application number: BG10110111A
Authority: BG
Inventors: Георги ГЕОРГИЕВ; Ира СТАНЧЕВА; Мария ГЕНЕВА; Григор ЗЕХИРОВ; Любомир ИЛИЕВ
Original assignee: Георги ГЕОРГИЕВ; Ира СТАНЧЕВА; Мария ГЕНЕВА; Григор ЗЕХИРОВ; Любомир ИЛИЕВ
Priority date: 2008-04-14
Filing date: 2008-04-14
Publication date: 2011-06-30
Also published as: BG110111A

Abstract

Изобретението се отнася до метод за регулиране на растежа, развитието и добива от семена и тяхното качество при отглеждане в полски условия на медицинското растение бял трън Silybum marianum L. Като лекарствено растение белият трън се използва заради семената си, в които се съдържат известни количества от биологично активни съединения от групата на флаванолигнаните, известни с общото название силимарин. Силимаринът е група от съединения с близък химичен строеж - силибин, изосилибин, силидианин и силикристин и техни изомери. Извлечен от семената, силимаринът се използва широко във фармацевтичната промишленост за получаване на лекарства със силни антиоксидантни свойства, използвани за лечение на увреждания на черния дроб. Предлага се метод за регулиране на добива от семена и тяхното качество при растението бял трън с помощта на оптимизирано листно минерално хранене и третиране с растежен регулатор. Комбинираното третиране на растенията с цитокининовия растежен регулатор тидиазурон през фаза розетка и листно подхранване с течен тор през вегетацията при различно съотношение на минералните елементи в него води до подобряване цъфтежната динамика, залагане на повече цветоносни стебла с по-големи цветни кошнички, които съдържат по-едри семена. Семената съдържат повече силимарин и ненаситени мастни киселини в липидната фракция след узряване.

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася за метод за регулиране на растежа, развитието и добива от семена и съдържанието на силимарин и ненаситени мастни киселини в тях при отглеждане в полски условия на медицинското растение бял трън Silybum marianum L.

Предшестващо състояние на техниката

Белият трън е представител на семейство Asteraceae и е познат от древността като лекарствено растение. Семената на белия трън съдържат известни количества от биологично активни съединения от групата на флаванолигнаните, известни с названието силимарин. Силимаринът е група съединения с близък химичен строеж силибин, изосилибин, силидианин и силикристин и техни изомери. Извлечен от семената, силимаринът се използва широко във фармацевтичната промишленост за получаване на лекарства със силни антиоксидантни свойства, използвани главно за лечение на увреждания на черния дроб. Съдържанието на активните съставки на силимарина в сухи семена от култивирани растения от бял трън се движи средно между 1 и 3 %. Семената на белия трън съдържат също известни количества резервни липиди - 20%. Фракцията главно на триглицеридите се използва в козметичната и лекарствената химия като източник на ненаситени мастни киселини. Обикновено при култивирано отглеждане добивите от семена на бял трън са ниски, като причините за силната вариабилност на добива и качеството са влиянието на неблагоприятните условия на средата върху развитието му.

Един от начините за регулацията на добива и качеството на растенията са условията на минерално хранене. Засега най-широко приложение в този аспект имат кореновото и листно хранене на растенията. Листното подаване на мине ралните елементи има предимства пред кореновото поради по-бързото усвояване на елементите от растенията особено при растения с ниска ефективност на храненето. Този подход е свързан и с по-бързо повлияване на азотния, въглехидратния и аминокиселинния обмен в растенията. Подобреният аминокиселинен и въглехидратен обмен на надземната маса на растенията е особено важен за регулацията на репродуктивния период и цъфтежната фаза на растенията. Промяната в цъфтежната динамика на белия трън влияе върху образуването на цветните кошнички и залагането на семената в тях. Известно е, че отделните минерални елементи като азот, фосфор и калий се усвояват с нееднаква скорост от растенията през различни периоди на вегетацията. Ето защо дробното внасяне на елементите или прилагане на листно подхранване е значително по-ефективно.

Един от важните аспекти при регулацията на цъфтежа на белия трън е свързан с ролята на ендогенните хормони в растенията. Сред тях гиберелините и цитокинините са най-важни за цъфтежа Много често абортирането на цветовете или развитието на незрели зародиши е свързано с промяна в съдържанието на етилена и ауксина.

Друг основен проблем при култивирано отглеждане на бял трън е неравномерността на узряване на цветовете през цъфтежната фаза, нисък добив от семена и ниско съдържание на силимарин в тях.

Що се отнася до регулирането на качеството на семената и съдържанието на силимарин в тях, трябва да се каже, че всички промени, водещи до подобряване на фенолния метаболизъм в семената могат да подпомогнат тези процеси.

Техническа същност на изобретението

На базата на тези предпоставки, задачата се решава чрез прилагане на подходяща комбинация от торене и третиране с растежен регулатор при култивирано отглеждане на бял трън. Торенето бе осъществено чрез комбинация от почвено минерално торене и листно подхранване с течен минерален тор. Минералното торене се осъществява чрез еднократно препосевно внасяне на минерален тор, съдържащ оптимални за развитието на белия трън количества от

66125 Bl азот, фосфор и калий, а листното подхранване се осъществява през вегетацията, чрез 5-кратно листно пръскане с течен минерален тор Agroleaf /Scotts ltd, USA/. Отделните листни подхранвания се осъществяват с различни формулации на тора, отличаващи се по съотношението на елементите азот, фосфор и калий в състава на течния тор.

Прилагането на растежни регулатори при растенията има за цел да се повлияе както общата растежна динамика, така също и специфични звена от метаболизма на растенията.

За изучаване на ефекта на комбинираното хранене и прилагане на растежен регулатор при култивирано отглеждане на белия трън бяха проведени полски опити с големина на опитната почвена парцелка от 9 т² и гъстотата на растенията на 5 на 1 т². Почвата за опитите бе обработена по стандартна методика. Почвеното торене бе осъществено предсеитбено. Листното хранене бе направено чрез разпръскване на разтвор на листния минерален тор Agroleaf (Scotts, USA) с добавени микроелементи. Концентрацията му бе 0.5%, а дозата на декар 1001. Третирането с растежен регулатор бе осъществено еднократно чрез пръскане на надземната маса на растенията през фаза розетка (диаметър 30 cm) с разтвор на растежния регулатор (РР) с цитокинино действие тидиазурон Dropp^R (N-phenyl-N’-l,2,3-thiadiazol-5yl-urea, разработено от Schering Co (Germany) и производител сега Aventis Crop Sci (USA). Регулаторът е c химическо име по ШРАС - (1phenyl-3-(l ,2,3-thidiazol-5-yl)urea], а по Chemical Abstract - [N-phenyl-N’-l,2,3-thidiazol-5-ylureaJ. Той бе използван в концентрация 20 mg/ί (активното вещество на декар е 0.85 g, а разхода на работен разтвор е 25 1 на декар). Тидиазуронът (съкратено описан като ТДЗ или Dropp), е използван като дефолиант при памука при доза 300 g/dka за предуборъчно третиране. Като вещество с цитокининова активност е описан за пръв път през 1976 от Arndt, а неговите физиологични свойства на цитокининов растежен регулатор от фенилкарбамиден тип са описани от Mok et al., (1982). В качеството си на цитокинин ТДЗ успешно се използва за регулиране на цъфтежа, микроразмножаването на калуси и органогенез, повишаване на устойчивостта към засоляване на пшеничени растения и др. Ефективните му концентрации като регулатор на калусов растеж и микроклониране са между 0.5 и 1 mg/ί в средата в комбинация с индолил оцетна киселина (ИОК). Като търговски препарат той се произвежда прахообразно жълто вещество, слабо разтворимо във вода с 50 % активна субстанция и се прилага като цитокинино действащ РР като работен разтвор с концентрации в диапазона 0.002% до 0.0002%.

При провеждане на полските и вегетационни опити с бял трън бяха следени следните растежни параметри на растенията през вегетацията:

1. промяна във вегетативна и репродуктивна фаза на растеж

2. динамика на цъфтежа

3. структура на добива от семена

4. определяне на съдържанието на силимарин и мастни киселини в семената.

Използваните почвени минерални торове са амониева селитра NH₄NO₃, троен суперфосфат, и калиев сулфат K₂SO₄ при следните концентрации на основните елементи (5 kg И(азот)/ dka, 14 kg Р₂О₅(фосфор)бка и 15 kg К₂О(калий)/ dka) се внасят предпосевно. Листният течен тор е прилаган чрез разпръскване върху вегетативната маса на растенията 5-кратно през вегетацията на интервали от 15 дни в работна концентрация от 0.5%. През периода на вегетативен растеж след покълване, листният тор бе внасян чрез разпръскване двукратно при съотношение на основните макроелементи N:Р:К равни на 20:20:20 в комплекс с добавени необходими микроелементи за осигуряване на оптимално подхранване и за ускоряване на растежа. В предцъфтежната фаза за индуциране на цъфтежа течния тор бе внасян при съотношение на N:P:K = 12:52:5 и комплекс от микроелементи. По-високото съдържание на фосфор ускорява цъфтежа на растенията. За по-равномерно узряване и образувани здрави семена с високо качество е внесен двукратно течен тор със съотношение на N:P:K = 15:10:31 и комплекс от микроелементи. Повишеното съдържание на калий подобрява узряването. Микроелементите, които се използват, са в хелатна форма и процент в основния разтвор: 0.1% Fe, 0.06% Μη, 0.06% Cu, 0.06% Zn, 0.02% В.

Методът предлага пръскане с растежния регулатор тидиазурон през фаза образуване на розетка от растенията бял трън при доза 0.8 g/ dka активно вещество (работен разтвор на де

66125 Bl кар 25 1) и 5-кратно подхранване на надземната част на растенията през вегетацията с течен минерален тор, съдържащ елементите азот, фосфор и калий в различни съотношения по гореописаните комбинации, всичко това осъществено на фона на препосевно внесени в почвата основни минерални торове в количество описани по-горе. Този метод се предлага с оглед постигане на ускорен цъфтеж, който осигурява по-равномерно узряване и увеличен добив от семена при прибиране на опита. Тази технология води до удължаване на вегетацията за сметка на репродуктивната фаза (между 5-14 дни в зависимост от почвено-климатичните условия), променя динамиката на цъфтеж, като залага повече цветоносни стебла на растение (125-140 % от контролата), ускорява узряването на семената в една цветоносна кошничка и повишава теглото на семената в кошничките. Повишеният добив от семена на бял трън се постига за сметка на образуване на потежки семена в кошничка (120-160% от контролата). Същевременно химическия анализ на семената показа, че прилагането на метода води и до натрупване на по-голямо количество от силимарин и ненаситени мастни киселини в тях.

Пояснение на приложените фигури

Фигура 1 описва вегетационен съдов опит, осигуряващ (при частично контролирани условия на средата като влажност и състав на хранителната среда) избора на оптимална концентрация на минералните елементи за натрупване на максимална биомаса от растенията бял трън при условия на хидропонна култура.

Таблици 1 и 2 и фигури 2а,б,в и За,б,в описват резултати за продуктивността на растенията бял трън от проведени тригодишни полски опити, изведени на опитно поле Г. Лозен на ИФР БАН.

Примери за изпълнение на изобретението

Изобретението се пояснява със следните примери.

Пример 1. Използваната в полски условия концентрация на листния тор (0.5 %) е избрана чрез провеждане на серия от съдови опити с хидропонна култура от бял трън при условия на отглеждане във вегетационна къща. На Фигу ра 1 са представени данните за диаметъра на розетката, броя на листата и сухата биомаса на растенията. Установено е, че при прилагане на листния тор в концентрация 0.5%, се наблюдава оптимално увеличаване на броя на листата, сухата биомаса на растение н диаметъра на розетката.

Пример 2. Белият трън е отгледан в полски опит на опитно поле Г. Лозен на ИФР БАН (Таблица 1). Подхранваният почвено с минерален тор и пръскан с листен тор е третиран с растежния регулатор ТДЗ, както е описано по-горе. На Таблица 1 са представени данните за броя на пъпките, цъфналите и прецьфтелите цветове спрямо общият брой цветни кошнички, формирани от растенията от единица площ (1 ш²) в зависимост от различните третирания. Нашите резултати показват, че листното и почвено подхранване на белият трън в комбинация с пръскане с ТДЗ води до увеличаване на пропорцията от прецъфтели цветове в общия брой цветоносни кошнички и намаляване на броя на неразпукнати бутони в сравнение с вариантите само с почвено минерално торене и контролните нетретирани растения.

Пример 3. На фигура 2 (а, б, в) са представени получените резултати за добива от семена 3 годишния полски опит. Третирането с растежния регулатор тидиазурон през 2004 г. води до най-високи стойности на добива от семена при вариантите с почвено минерално торене (кореново хранене). Увеличаването на добива от семена в сравнение с контролата беше трикратно, а в сравнение с нетретираните растения (без ТДЗ) с 45%. При растенията третирани с ТДЗ на фона на листно минерално подхранване нарастването на добива беше с 60% спрямо контролата и със 100% спрямо нетретираните с растежен регулатор растения. През годините 2005 и 2006 найвисок добив от семена е получен при комбинирането на растежния регулатор ТДЗ с листно минерално подхранване. През 2005 и 2006 експериментални години увеличението на добива от семена беше съответно с 43% и 110% спрямо контролата и с 38% и 20% спрямо нетретираните с ТДЗ растения. Нарастването на добива при тези варианти се дължи предимно на увеличения брой цветни кошнички за единица площ, а не на броя и масата на семената в цветна кошничка.

66125 Bl

Пример 4. Съдържанието на компонентите на силимарин в зрели семена от добивите през 2004,2005 и 2006 години (Фигура За,б,в). Те са определени по метода на високоефективната течна хроматография (HPLC) по общоприета методика и са представени на фигури 3, 4 и 5. Повисоки стойности се наблюдават по отношение на съставките силибин и изосилибин при всички изпитвани варианти. Съдържанието на силибин и изосилибин през 2004 година е най-високо при вариантите с прилагане на ТДЗ и листно минерално торене. През експерименталната 2005 г. няма съществена разлика по отношение съдържанието на силибин и изосилибин между листно подхранваните варианти с и без растежен регулатор. При вариантите с ТДЗ и листно торене значително по-високо е съдържанието на другите компоненти на силимарина - силидианин и силикристин. По-високото съдържание на силимарина в семената на растенията третирани с растежен регулатор в комбинация с листно торене е главно за сметка на по-високите добиви от семена при тези варианти. През 2006 година, значително по-високо съдържание на компонентите на силимарина (силидианин/силикристин и силибин/изосилибин) е отчетено в семената на растенията третирани с ТДЗ и комбинирано почвено и листно минерално торене.

Пример 5. Относителен дял на висши мастни киселини във фракцията на липофилните вещества, екстрахирани от семена на бял трън, отгледан при листно подхранване с течен тор и третиране с растежния регулатор с цитокининова активност тидиазурон (ТДЗ) (Таблица 2). Данните са средни величини от масла, извлечени от 50 g сухи семена. Резултатите показаха, че само листното торене повишава значително количествата на наситените мастни киселини в липофилната фракция от семена С16-С18 реда. В същото време процентът на ненаситените киселини С18:1, С18:2 и С18:3 намалява в липофилния извлек. Комбинацията листно торене и ТДЗ обаче води до повишаване на дела на ненаситените мастни киселини от С18 и С20 реда.

Claims

1. Метод за регулиране на растежа на растенията, добива от семена и качеството им относно съдържанието на силимарин и ненаситени мастни киселини, осъществен при култивирано отглеждане на бял трън в полски условия и характеризиращ се с комбинирано прилагане на почвено минерално торене и пръскане с листен минерален тор и третиране с растежен регулатор през вегетацията.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че през фаза образуване на розетка растенията се пръскат с растежен регулатор тидиазурон (ТДЗ) (N-phenyl-N’-l,2,3thiadiazol-5-yl-urea) при доза 0.85 g/dka и разход на разтвор 25 1/dka), а комбинираното торене се провежда по следния начин - почвеното е еднократно предпосевно внасяне в почвата на минерален тор със състав 12 kg N(a3OT)/dka, 6 kg Р₂О₅(фосфор)/бка и 5 kg К₂О(калий)бка, а листното торене се осъществява чрез разпръскване на течен минерален тор с концентрация 0.5% и разход на разтвор 100 1 на dka, както следва през ветативна фаза два пъти през 15 дни с N:P:K в съотношение 20:20:20 и микроелементи, един път в предцъфтежната фаза с N:P:K в съотношение 12:52:5 и микроелементи и един път през бутонизация-цъфтеж с N:P:K в съотношение 15:10:31 и микроелементи.