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.