CC BY
139
МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (141), 2009
Т. П. Шуваева,
кандидат сельскохозяйственных наук, В. Б. Солоницкая, научный сотрудник А. П. Бородкина,
научный сотрудник
Вознесенская опытная станция ВНИИМК
С. В. Зеленцов,
доктор сельскохозяйственных наук
ГНУ ВНИИ масличных культур Россия, 350059, г. Краснодар, ул. Филатова, 17 тел. (861) 274-63-11, e-mail:vniimk-soy@yandex.ru
ХАРАКТЕРИСТИКА МЕНТОЛЬНЫХ ФОРМ МЯТЫ И ИХ ВОЗДЕЛЫВАНИЕ НА ВОЗНЕСЕНСКОЙ ОПЫТНОЙ СТАНЦИИ ВНИИМК
Ключевые слова: мята перечная, Mentha х piperita, мята полевая, Mentha arvensis, Mentha х muelleriana, Mentha x gracilis, Mentha x verticillata, эфирное масло, ментол
УДК 633.812:665.527.652
Введение. История промышленного возделывания мяты на Северном Кавказе насчитывает более восьмидесяти лет. В 1927 г. в Краснодарском крае были организованы первые специализированные хозяйства с эфиромасличными заводами. Спустя пять лет, в 1932 г. на Вознесенской опытной станции Лабинского района Краснодарского края начали проводить научные исследования по этой культуре [16].
Высокая значимость ментольной мяты для медицинской и парфюмерной промышленности определяется наличием в надземной вегетативной части растений до 2-3, а в соцветиях - до 6 % эфирного масла, основной составной частью которого является монотерпеновый спирт ментол (45-92 %). Ментол обладает слабыми местноанестезирующими свойствами, стимулирует холодо-вые рецепторы кожи и слизистых тканей, является слабым антисептиком. В связи с этим он широко используется в медицине и пищевой промышленности [1, 3, 13, 15]. Значимость производства ментола для мировой фармацевтической промышленности оказалась настолько велика, что в 2001 г. японскому химику Ноёри Рёдзи (Noyori Ryoji) была присуждена Нобелевская премия по химии с формулировкой «За создание хиральных катализаторов окислительно-восстановительных реакций» при производстве синтетического ментола [26]. Кроме того в состав эфирных масел разных видов мят в различных пропорциях входят ментон, карвон, лимонен, линалоол, цинеол, гераниол, тимол, карквакрол и другие компоненты, также имеющие спрос на фармацевтическом и парфюмерном рынке [3, 14, 36].
Первые исторические упоминания об использовании мяты встречаются на клинописных дощечках ассирийцев, фрагменты растений мяты обнаружены в гробницах египетских фараонов. Современное научное название этого растения - Mentha, восходит к древнегреческой мифологии. Согласно легенде, супруга владыки подземного царства Аида Персефона в приступе ревности превратила нимфу-наяду Минте (Менту) из холодной подземной реки Коцит в растение мяты с душистым запахом и холодным вкусом [12, 33].
Выращивание мяты специально для получения ментольного эфирного масла началось сравнительно недавно и насчитывает всего чуть более трёх столетий. До этого в континентальной Европе и на Британских островах широко возделывалась мята колосистая или садовая Mentha spicata L. (син.
M. viridis L.), завезённая в качестве пряности из Средиземноморья ещё римлянами. Но в отличие от мяты перечной эфирное масло мяты колосистой преимущественно содержало терпеноиды карвон, пилегон и терпеновый спирт линалоол, обеспечивающие этому виду ландышево -тминный запах с мятным оттенком (последний благодаря терпеноиду ментону). Содержание ментола в эфирном масле мяты колосистой в среднем составляло всего 3-4 %, в редких случаях у отдельных популяций увеличиваясь до 9-13 % [3, 11, 25, 36].
Первым используемым человеком ментольным видом мяты принято считать мяту перечную. Упоминание об обнаружении этого вида впервые встречается в монографии Джона Рэя (John Ray) «Synopsis methodica stirpium Britannicorum», изданной в 1696 г. [25]. Анестезирующие и антисептические свойства ментола в новом виде мяты были быстро и по достоинству оценены английскими врачами, и уже в 1721 г. мята перечная, как лекарственное растение, была включена в сборник «Лондонская Фармакопея» (London Pharmacopceia) под названием Mentha piperitis sapore. [12, 25]. В 1750 г. в Англии появились первые промышленные посевы мяты перечной, площадь которых достигала 3-5 акров (1-2 гектара) [25]. А в 1753 г. Карлом Линнеем в сочинении Species Plantarum (Виды растений) было выполнено первое научное описание 11 видов мят рода Mentha L., включая и потенциальные источники ментола, такие как: M. piperita L., M. longifolia L, M. canadensis L., M. arvensis L. [24].
К середине XX в. было установлено, что вид мяты перечной представляет собой естественный межвидовой гибрид между мятой водной Mentha aquatica L. и мятой колосистой M. spicata. Позже было обнаружено, что M. spicata, в свою очередь, является естественным гибридом между мятой длиннолистной (лесной) M. longifolia и мятой душистой M. suaveolens Ehrh. (син. M. rotundifolia L.) [17, 23]. В настоящее время полное общепринятое ботаническое название мяты перечной - Mentha х piperita L. (pro sp.) [aquatica x spicata]. Однако в научной литературе допускаются и сокращённые написания вида - Mentha х piperita L. или M. piperita L. [10, 12, 30, 37].
Количество хромосом у разных видов, географических популяций и сортов мяты неодинаково. Так, например, плоидность мяты перечной (M. х piperita) по разным оценкам может составлять 2n = 36, 48, 64, 65, 66, 69,72, 84, 108, 122, 128 и 144; мяты водной (M. aquatica) - 2n = 96; мяты колосистой (M. spicata) - 2n = 36, 48 и 64; мяты длиннолистной (M. longifolia) - 2n = 18, 24, 27, 36 и 48; мяты душистой (M. suaveolens = M. rotundifolia) 2n = 18, 24, 36 и 54; мяты полевой (M. arvensis) 2n = 18, 64, 72, 90, 92 и 96; мяты канадской (M. canadensis) 2n = 54 [2, 7, 8, 17, 23].
Известно, что нестабильность хромосомного набора в пределах некоторых видов цветковых растений может определяться мутациями, полиплоидизацией, полиплоидными рекомбинациями, межвидовой гибридизацией, вызывающими нарушения мейоза в виде аномальных конъюгаций между гомеологичными хромосомами составляющих гибридный вид элементарных видов или элиминаций отдельных хромосом [4, 14, 32]. В таком случае причиной различного числа хромосом, как например, в пределах вида мяты перечной, могут быть как различная плоидность исходных родительских видов - M. aquatica (2n=96) и M. spicata (2n = 36, 48, 64), так и неполная гомологич-ность их хромосом [2, 19].
Поскольку из-за сложного межвидового гибридного происхождения мята перечная оказалась автостерильной, этот вид размножается преимущественно вегетативным путём - делением корневищ и укоренением побегов. На вегетативном способе размножения мяты перечной была основана и клоновая селекция культуры, заключающаяся в многократных отборах из наиболее мощно развитых растений, а также в поиске спортовых мутаций с улучшенными хозяйственно ценными признаками [1, 15, 27]. Не смотря на то, что многолетний мировой опыт свидетельствует о достаточно низкой частоте образования спортовых мутаций и довольно слабым общим характером изменчивости при клоновой селекции [6], клоновый отбор, тем не менее, остаётся одним из основных способов селекции мяты перечной [1, 15].
Трудности селекции мяты перечной закономерно привели к поиску других видов мят с повышенным содержанием ментола. Наиболее приемлемой альтернативой оказался вид мяты полевой M. arvensis с содержанием в эфирном масле дикорастущих популяций до 40-50 % ментола. Этот вид оказался космополитичным и способным расти в Средней и Атлантической Европе, Средиземноморье, в Сибири, вплоть до Камчатки, на Кавказе и в Средней Азии, в Скандинавии, на Тибете и Гималаях. Растёт мята полевая преимущественно в лесной зоне. Любит сырые места, болотистые леса, луга, поля, берега рек, озер, канав; заходит в лесотундру и тундру, в горах поднима-
ется до среднего горного пояса. В то же время этот вид прекрасно адаптирован к условиям тропиков и субтропиков Японии, Китая, Индии, Австралии и Центральной Америки. Японская разновидность мяты полевой под именем японской мяты (M. arvensis L. var. piperascens Malinv. ex Holmes) была впервые введена в массовую культуру в 70-е годы XIX в. в Японии. Позже, уже в XX в. для получения ментола в культуре стали выращивать канадскую разновидность мяты полевой (M arvensis L. var. canadensis (L.) Briq.), ранее выделяемую в самостоятельный вид M. canadensis L. В эфирном масле современных высокоментольных сортов мяты полевой уровень ментола уже достигает 78-89 % [12, 17, 20, 33, 38].
Единственным существенным недостатком мяты полевой оказалась невысокая урожайность, удорожающая её выращивание и дальнейшее получение ментола. В связи с этим значительные усилия селекционеров во всём мире в XX в. были посвящены созданию межвидовых гибридов мят, имеющих высокое содержание ментола, но отличающихся фертильностью и лёгкостью размножения, более высокой урожайностью зелёной массы и интенсивным отрастанием, позволяющим проводить более одного укоса в течение сезона. Позже к набору желаемых признаков межвидовых гибридов добавилась устойчивость к ржавчинам мяты Puccinia angustata Pk. var. typica Arth. и Puccinia menthae Pers.
В настоящее время известно, как минимум, 11 межвидовых гибридов, созданных с целью улучшения хозяйственно ценных признаков элементарных видов мяты [34]. Так, например, в результате гибридизации мяты полевой (M. arvensis) с мятой колосистой (M. spicata) был получен фертильный и стабильный межвидовой гибрид под названием мята тонкая (Mentha х gracilis Sole (pro sp.) [arvensis х spicata], или сокращённо - M. х gracilis) с содержанием ментола 40-70 % [28, 39]. Межвидовая гибридизация мяты полевой с мятой душистой, или круглолистной, M. suaveolens (= M. rotundifolia) позволила получить межвидовой ментольный гибрид Mentha х muelleriana F.W. Schultz [arvensis ssp. arvensis х suaveolens] или упрощённо - M. х muelleriana. [29]. Ещё одним успешно культивируемым высокоментольным межвидовым гибридом является мята мутовчатая, полученная при скрещивании мяты водной M. aquatica с мятой полевой M. arvensis - Mentha х verticillata L., nom. inq. [aquatica х arvensis] [31].
Большинство мят, включая элементарные виды и межвидовые гибриды, относится к длинно-дневным растениям умеренных широт, удлиняющих свою вегетацию на фоне укороченных фотопериодов [9, 13, 15, 18]. При этом они предъявляют повышенные требования к свету. Затенение в лесных и луговых ценозах, а также в загущённых искусственных посадках приводит к вытягиванию растений и сбрасыванию листьев. Чем интенсивнее освещены растения, тем выше урожай, содержание и качество эфирного масла [9, 15, 18, 21, 22].
Практически все элементарные виды и межвидовые гибриды мят чувствительны к условиям почвенного увлажнения, особенно в период от ветвления до полной бутонизации. Недостаток влаги в этот период приводит к значительному снижению урожая, негативно влияет на рост растений и образование соцветий, а также на биосинтез эфирных масел [9, 15, 21].
В целом биосинтез ментола и ментона и их баланс в листьях ментольных видов мят во многом определяются высокой чувствительностью к условиям произрастания в различных почвенно-климатических зонах. Максимальное их количество синтезируется в длиннодневных условиях умеренных широт и снижается в низких широтах. В частности, на первом этапе интродукции мяты перечной из умеренного климата Британских островов в страны Средиземноморского и Черноморского бассейнов возникали проблемы со снижением урожайности зелёной массы. Повышенные температуры воздуха, дефицит осадков в период вегетации, низкая влажность воздуха и укороченный фотопериод приводили к снижению синтеза ментола и его ускоренному окислению до менто-на, заметно уменьшая сборы и ухудшая качество эфирного масла [18, 37].
Поэтому традиционно для возделывания ментольных мят подбирали предгорные и горные регионы с мягким, влажным климатом. Эти же критерии в начале XX в. были использованы при выборе зон для промышленного возделывания мяты в Краснодарском крае, а также частично учитывались при организации Вознесенской опытной станции (ОС) ВНИИМК.
Поэтому практически вся последующая селекция мяты на Вознесенской ОС фактически велась параллельно по двум сопряжённым направлениям: с одной стороны, на повышение урожайности, массовой доли эфирного масла и ментола; с другой стороны, на повышение адаптивности селектируемых видов мят к специфическим климатическим условиям предгорий Северного Кавка-
за. В связи с развивающимся в последние десятилетия потеплением климата в регионе и связанным с этим изменением режима выпадения осадков и учащением летних засух [5] актуальность и сложность адаптивной селекции ментольных мят на урожайность зелёной массы и содержание ментола на Вознесенской ОС возрастает ещё в большей степени.
Материал и методы. Исследования проводили в период 2003-2008 гг. на опытном участке Вознесенской ОС ВНИИМК на широте 44° 29' при максимальной длине дня 15 ч 32 мин. В экспериментах использовали 6 сортов мяты, в том числе:
- сорт мяты перечной (М х piperita) Прилукская 6, полученный в 40-е годы XX в. А. Н. Лутковым из семян фертильной полиплоидной формы мяты;
- сорт Память Резниковой неустановленного происхождения;
- двухукосный сорт мяты тонкой (M. х gracilis) Весна;
- устойчивые к ржавчине (Puccinia menthae) сорта Радуга и Мечта, выделенные методом индивидуального отбора из сложной межвидовой гибридной популяции (М х muelleriana) х М. aquatica;
- сорт мяты мутовчатой (M. х verticillata) Симферопольская 200.
Обработку поля и уход за растениями проводили согласно агротехническим мероприятиям, рекомендованным для данной зоны. Удобрения вносили только под предшествующую культуру. Мяту выращивали рассадным способом. Высадку рассады осуществляли в борозды глубиной 4-6 см с междурядьями 70 см весной (конец апреля - начало мая), когда рассада отрастает на 10-12 см. Густота стояния растений 120 тыс. раст./га. Уборку и учёт урожая проводили в период цветения 50 % побегов мяты. Делянки убирали вручную. В лаборатории биохимии в воздушно-сухих листьях и стеблях определяли содержание эфирного масла и его качество.
Содержание ментола в мятном масле оценивали по ГОСТ 14618.8-78 путём его ацетилиро-вания уксусным ангидридом до ментилового эфира уксусной кислоты (ментилацетата). Оценку качества эфирного масла выполняли на основе ГОСТ 3-172-63 и ОСТ 18-167-74.
Результаты и обсуждение. Годы исследований (2003-2008 гг.) значительно отличались друг от друга по влаго- и теплообеспеченности, как за весь период вегетации мяты, так и в основные, в том числе и критические, фазы её развития. 2003 и 2007 гг. были острозасушливыми: за весь период вегетации мяты выпало 192,0 и 210,5 мм осадков соответственно, что составляет 51,8 и 56,7 % от средних многолетних значений (табл. 1).
Таблица 1 — Характеристика метеоусловий в период вегетации мяты _Метеопост Вознесенской ОС, 2003-2008 гг.
Месяц Год Средне-многолетнее
2003 2004 2005 2006 2007 2008
Количество осадков, мм
Май 19,0 62,0 156,6 108,0 52,0 95,5 91,0
Июнь 13,5 259,5 87,0 146,0 17,0 96,5 125,2
Июль 80,5 47,5 45,5 135,0 52,0 61,5 72,4
Август 79,0 224,0 39,5 62,0 89,5 35,0 81,7
Сумма за 4 месяца 192 533 328,6 451 210,5 288,5 370,3
Среднесуточная температура воздуха, °С
Май 18,7 14,9 15,5 15,0 18,3 14,5 15,4
Июнь 18,6 17,2 16,1 21,2 20,9 18,3 19,0
Июль 22,3 20,6 22,0 20,4 23,6 21,9 22,4
Август 16,2 21,6 22,9 25,3 24,3 23,2 22,2
Среднее за 4 месяца 19,0 18,6 19,1 20,5 21,8 19,5 19,8
В средних по увлажнению 2005 и 2008 гг. за вегетационный период осадков выпало 329,6 и 289,1 мм, или 88,7 и 77,8 % от средней многолетней нормы соответственно. В увлажнённых 2004 и
2006 гг. выпало 593,0 и 451,0 мм, что составляет соответственно 160,1 и 121,8 % от средних многолетних значений (370,4 мм). В течение вегетационного периода мяты осадки выпадали неравномерно.
В 2003 и 2007 гг. основное их количество выпало в период цветения мяты (июль-август) -83,1 и 67,2 % от средней многолетней нормы соответственно. В 2005, 2006 и 2008 гг. большая часть выпавших осадков совпала с критическим для мяты периодом массового цветения и бутонизации. В 2004 г. в течение вегетации мяты осадки составили 593 мм и распределялись по месяцам следующим образом: май - 62 мм (11 дней с осадками), июнь - 295,5 мм (18 дней), июль - 47,5 мм (8 дней) и в августе - 224,0 мм (12 дней с осадками). Таким образом, в 2004 г. из 123 дней вегетационного периода 49 дней были с осадками, что обусловило оптимальные условия для роста, развития и формирования высокой продуктивности. В 2006 г. осадки в течение вегетации распределялись равномерно по месяцам: меньше всего их выпало в августе - 62,0 мм, больше всего в июне - 146,0 и июле - 135,0 мм.
Среднесуточная температура воздуха за вегетационный период по годам колебалась от 18,6 в 2004 г. до 21,8 °С в 2007 г., то есть находилась в пределах средней многолетней - 19,5 °С. Минимальная температура воздуха зимой 2006-2007 и 2007-2008 гг. опускалась до -25... -27 °С. Зима в 2003-2004 гг. была сравнительно тёплой и малоснежной - минимальная температура воздуха не опускалась ниже -1,5 °С.
Сравнительное изучение урожая зелёной массы сортов мяты 1 -го и 2-го годов вегетации позволило выявить значительные изменения этого показателя в годы проведения опыта под влиянием различных факторов внешней среды (табл. 2).
Таблица 2 — Урожай зелёной массы сортов мяты 1- и 2-го годов вегетации, т/га _Вознесенская ОС, 2003-2008 гг.
Сорт Год Среднее за 2003-2008 гг.
2003 2004 2005 2006 2007 2008
1 год вегетации
Прилукская 6 1,8 8,6 4,5 6,3 2,5 4,1 4,6
Память Резниковой 5,0 12,6 5,2 9,6 3,7 6,2 7,1
Весна 5,5 12,6 5,0 12,0 3,4 6,8 7,6
Радуга 5,4 10,6 6,3 13,2 3,5 6,8 7,6
Мечта 5,3 11,9 6,1 10,6 3,5 4,3 7,0
Симферопольская 200 5,2 8,6 5,0 13,9 3,8 8,4 7,5
Среднее по сортам 4,7 10,8 5,4 10,9 3,4 6,1 -
2 год вегетации
Прилукская 6 - 11,3 8,7 10,3 4,8 4,5 7,9
Память Резниковой - 17,8 15,9 7,9 8,6 6,8 11,4
Весна - 23,3 16,6 9,2 6,8 9,3 13,0
Радуга - 18,9 15,7 11,6 5,6 8,7 12,1
Мечта - 12,4 10,2 11,3 4,5 9,1 9,5
Симферопольская 200 - 18,4 9,1 8,7 5,6 13,4 11,0
Среднее по сортам - 17,0 12,7 9,8 6,0 8,6 -
Самый низкий урожай зелёной массы во все годы испытания был у используемого в качестве стандарта стародавнего сорта мяты перечной Прилукская 6, который в среднем составил 4,6 т/га в 1-й год вегетации и 7,9 т/га - во 2-й год вегетации. Урожайность сорта Память Резниковой оказалась выше на 54 и 44 % соответственно в 1 -й и 2-й годы вегетации в сравнении со стандартом.
Урожаи зелёной массы сортов мяты сложного межвидового гибрида (М х тиеПепапа) х М. адиа^са - Радуга и Мечта составили 7,6 и 7,0 т/га в первый год вегетации и 12,1 и 9,5 т/га - во второй год вегетации. При этом наиболее урожайным оказался сорт Радуга, в среднем за 6 лет превысивший однотипный сорт Мечта на 0,6 т/га в 1 -й год вегетации и на 1,9 т/га - во 2-й год вегетации.
Урожайность сорта Симферопольская 200 в 1 -й год вегетации составила 7,5 т/га, что оказалось близко к продуктивности сорта Радуга. Однако средняя за 6 лет урожайность этого сорта во
2-й год вегетации не превысила 11 т/га. У сорта Весна урожай зелёной массы мяты 1-го года вегетации составил 7,6 т/га, на 2-й год вегетации этот сорт сформировал максимальный в опыте урожай - 13,0 т/га.
Исследования показали, что урожай зелёной массы всех сортов мяты существенно зависел от погодных условий. Так, максимальная урожайность по всем сортам сформировалась в самом влажном и прохладном 2004 г., составившая 10,8 т/га на вариантах 1-го года вегетации и 17,0 т/га -на вариантах 2-го года вегетации. Соответственно, минимальная урожайность по всем сортам сформировалась в наиболее засушливом и жарком 2007 г. - всего 3,4 т/га в 1-й год вегетации, и 6,0 т/га - во 2-й год вегетации. Максимальный урожай зелёной массы 1-года вегетации был сформирован на сорте Радуга в 2006 г. - 13,2 т/га. Максимальный в опыте урожай среди сортов мяты 2-го года вегетации сформировался на сорте Весна в 2004 г. - 23,3 т/га.
Анализ корреляций оценок урожаев зелёной массы с параметрами погодных условий показал, что с увеличением температур воздуха урожайность мяты имела тенденцию к снижению. Этот показатель у всех сортов мяты 1 -го года вегетации несущественно зависел от температур воздуха в период май-август. Корреляции между температурами воздуха и урожайностью во 2-й год вегетации были более высокими и у сортов Весна, Радуга, Мечта и Симферопольская 200 переходили 10%-ный уровень существенности (табл. 3).
Таблица 3 — Корреляции оценок урожаев зелёной массы сортов мяты с температурами воздуха и суммой осадков в вегетационный период
_Вознесенская ОС, 2003-2008 гг.
Сорт Температура воздуха, °С Сумма осадков, мм
1-й год 2-й год 1-й год 2-й год
вегетации вегетации вегетации вегетации
Прилукская 6 -0,353 -0,535 0 995*** 0,911**
Память Резниковой -0,419 -0,676 0,962*** 0,586
Весна -0,336 -0,833* 0,908** 0,766
Радуга -0,232 -0,849* 0,833** 0,827*
Мечта -0,366 -0,814* 0,937*** 0,870*
Симферопольская 200 -0,045 -0,829* 0,632 0,741
Примечание: коэффициенты корреляции переходят уровни
существенности: * - 10 %-ный; ** - 5 %-ный; *** - 1 %-ный
В то же время урожаи зелёной массы большинства сортов мяты 1 -го года вегетации положительно реагировали на увеличение суммы осадков в этот период. Коэффициенты корреляции между этими параметрами у сортов Весна и Радуга переходили 5%-ный уровень существенности, а у сортов Прилукская 6, Память Резниковой и Мечта даже 1%-ный уровень существенности.
Корреляции между урожайностью мяты и суммой осадков у сортов 2-го года вегетации оказались более низкими. Только у сорта Прилукская 6 эта связь оказалась достаточно существенной.
Содержание эфирного масла в абсолютно сухом веществе листьев и растений исследуемых сортов мяты оказалось менее подвержено погодным условиям. В целом варьирование этого показателя по сортам в среднем за 6 лет было незначительным и находилось в пределах от 2,312 до 3,558 % в вариантах 1-го года и от 2,084 до 2,910 % - в вариантах 2-года вегетации (табл. 4).
Отмечено снижение содержания эфирного масла во влажном 2004 г. Однако максимальный уровень этого показателя в среднем по всем сортам зафиксирован не в острозасушливом 2007 г., а в умеренно засушливом 2006 г. - 3,485 %. В этом же году в листьях сорта Симферопольская 200 зафиксировано рекордное содержание эфирного масла - 5,070 %. Минимальное количество эфирного масла в питомниках 1 -го и 2-го годов вегетации, как правило, формировалось в стародавнем сорте Прилукская 6.
Таблица 4 - Содержание эфирного масла в мяте, % на абсолютно сухое вещество
Вознесенская ОС ВНИИМК
Сорт Год Среднее по годам
2003* | 2004** | 2005** | 2006* | 2007* | 2008*
1-й год вегетации
Прилукская 6 3,179 1,447 1,774 2,093 2,382 2,998 2,312
Память Резниковой 4,132 1,749 1,938 4,120 3,077 3,329 3,058
Весна 3,650 1,583 2,174 4,286 3,548 3,755 3,166
Радуга 3,200 1,595 2,191 2,886 2,113 2,916 2,484
Мечта 3,894 1,315 2,165 2,453 2,401 3,007 2,539
Симферопольская 200 4,412 2,238 2,557 5,070 3,140 3,929 3,558
Среднее по сортам 3,745 1,655 2,133 3,485 2,777 3,322 -
2-й год вегетации
Прилукская 6 - 0,964 2,027 2,644 - 2,701 2,084
Память Резниковой - 1,987 1,863 3,787 - 3,170 2,702
Весна - 1,343 2,100 4,111 - 4,086 2,910
Радуга - 1,080 2,120 3,375 - 2,012 2,147
Мечта - 1,239 2,100 2,434 - 2,867 2,160
Симферопольская 200 - 1,269 2,230 4,436 - 3,341 2,819
Среднее по сортам - 1,314 2,073 3,465 - 3,030 -
* - содержание эфирного масла в воздушно-сухом листе; ** - содержание эфирного масла в воздушно-сухом растении.
Анализ корреляций между массовой долей эфирного масла и погодными условиями показал видовую специфичность реакции различных сортов мяты, а также неодинаковую реакцию растений 1-го и 2-го годов вегетации в пределах сорта (табл. 5).
Так, если содержание эфирного масла в воздушно-сухом сырье всех сортов мяты 1-го года вегетации практически не зависело от температур воздуха, то увеличение температур воздуха оказало положительное влияние на массовую долю эфирного масла в урожае 2-го года вегетации. При этом у сорта Память Резниковой коэффициент корреляции между этими параметрами переходил 10%-ный уровень значимости, у сорта Радуга - 5%-ный, а у сорта Симферопольская 200 - 2%-ный уровень существенности. В то же время осадки оказали преимущественно слабо выраженное отрицательное влияние на массовую долю эфирного масла. Только у сортов Прилукская 6 и Мечта в воздушно-сухом сырье из урожая 1-го года вегетации корреляции между этими показателями переходили 10%-ный уровень существенности.
Таблица 5 — Корреляции оценок массовой доли эфирного масла с температурами воздуха и суммой осадков в вегетационный период
_Вознесенская ОС, 2003-2008 гг.
Сорт Температура воздуха, °С Сумма осадков, мм
1-й год вегетации 2-й год вегетации 1-й год вегетации 2-й год вегетации
Прилукская 6 0,112 0,816 -0,781* -0,681
Память Резниковой 0,343 0,915* -0,428 -0,102
Весна 0,563 0,863 -0,456 -0,465
Радуга 0,021 0,965** -0,494 -0,196
Мечта 0,023 0,676 -0,771* -0,788
Симферопольская 200 0,250 0,980*** -0,225 -0,303
Примечание: коэффициенты корреляции переходят уровни
существенности: * - 10 %-ный; ** - 5 %-ный; *** - 2 %-ный.
В силу ряда организационно-технических причин содержание ментола в эфирном масле определяли только в 2004 и 2005 гг. (табл. 6). Как следует из представленных в таблице данных, у
исследуемых сортов выявлена выраженная видовая специфичность формирования некоторых биохимических показателей эфирного масла мят.
Так, во влажном 2004 г. суммарное содержание связанного и свободного ментола в сорте мяты перечной Прилукская 6 1-го года вегетации составило 58,2 %, а у сорта Память Резниковой -66,2 %. В более сухом 2005 г. содержание общего ментола в эфирном масле у сорта Прилукская 6 снизилось до 53,8 и 51,7 % с вариантов 1-го и 2-года вегетации соответственно. В эфирном масле растений сорта Память Резниковой 2-го года вегетации урожая 2005 г. содержание общего ментола, наоборот, возросло до 74,2 %. Во всех случаях содержание ментола в этих сортах намного превышало указанный в ГОСТ минимальный для мяты перечной уровень, равный 47 %.
Таблица 6 — Биохимические показатели эфирного масла мяты
Вознесенская ОС, 2004-2005 гг.
Сорт Год вегетации Кислотное число, мг/% КОН Содержание связанного ментола, % Содержание свободного ментола, % Общее содержание ментола, %
2004 г.
Прилукская 6 1 6,2 16,5 41,7 58,2
Память Резниковой 1 1,5 5,0 61,2 66,2
2 1,6 2,5 62,1 64,6
Весна 1 1,6 7,4 62,8 70,2
2 7,4 13,7 69,4 83,1
Радуга 1 11,7 16,0 67,3 83,3
2 12,6 13,8 66,4 80,2
Мечта 1 6,6 18,0 59,2 77,2
2 5,4 17,9 62,3 80,2
Симферопольская 200 1 34,1 7,3 78,9 86,2
2 2,9 12,9 67,0 79,9
2005 г.
Прилукская 6 1 3,1 19,5 34,3 53,8
2 1,6 4,5 47,2 51,7
Память Резниковой 1 1,6 16,9 46,2 63,1
2 9,7 10,3 63,9 74,2
Весна 1 1,0 16,6 49,7 66,3
Симферопольская 200 1 21,6 15,0 63,6 78,6
Сорта мяты Весна, Радуга, Мечта и Симферопольская 200 не относятся к виду мяты перечной, и, следовательно, ГОСТ 3-172-63 и ОСТ 18-167-74 на масло-сырец и масло-ректификат перечной мяты в части минимального содержания общего ментола к ним не применимы. Равно как не применимы к этим сортам и требования к содержанию общего ментола 80-89 % в масле-сырце мяты японской (М. arvensis уаг. piperascens).
Можно только констатировать, что содержание ментола в этих сортах в целом было выше по сравнению с мятой перечной. Так, у сорта Весна в благоприятных по увлажнению условиях 2004 г. этот показатель варьировал от 70,2 до 83,1 % в сырье 1-го и 2-года вегетации соответственно. В более сухом 2005 г. этот показатель в сухих растениях 1-го года вегетации снизился до 66,3 %. Содержание общего ментола в сортах Радуга и Мечта было ещё более высоким и даже во влажном 2004 г. варьировало от 77,2 до 83,3 %. Максимальное суммарное содержание связанного и свободного ментола, достигающее 86,2 %, было обнаружено в 2004 г. в сырье 1-го года вегетации сорта Симферопольская 200. Для сравнения содержание общего ментола в эфирном масле этого же сорта в почвенно-климатических условиях Крыма в среднем составляет около 67 %.
Несмотря на достаточно высокое содержание ментола в сырье всех исследуемых сортов мяты, обращает на себя внимание очень высокое кислотное число большинства образцов (см. табл.
6). Согласно ОСТ 18-167-74 кислотное число масла-сырца мяты перечной не должно превышать 1,5 мг/%, а масла-сырца мяты японской - не более 1,1-2,1 мг/%.
Только в эфирном масле 1-го года вегетации сорта Весна этот показатель оставался невысоким и варьировал в пределах 1,0-1,6 мг/%. При этом в условиях 2004 г. в масле 2-го года вегетации этот же показатель даже у сорта Весна увеличился до 7,4 мг/%. И ещё в одном случае - в масле из сырья 1-го года вегетации сорта Память Резниковой кислотное число масла составило 1,5 мг/%. В остальных случаях кислотность масла превышала допустимый уровень в среднем в 2-5 раз. Максимальная степень окисления выявлена у эфирного масла сорта Симферопольская 200. Кислотность масла в 2005 г. в сырье 1-го года вегетации у этого сорта составила 21,6 мг/% КОН, а во влажном 2004 г. достигла уровня 34,1 мг/% КОН, превысив допустимые уровни в десятки раз, что свидетельствует о высокой окисляемости эфирного масла.
Выводы. В целом климатические условия Вознесенской опытной станции пригодны для возделывания различных видов мят. Увеличение сумм осадков в течение вегетационного периода благоприятно сказывается на увеличении урожая зелёной массы. Максимальный урожай обеспечивают сорта Весна и Радуга - до 7,6 т/га в 1-й год и до 13,0 и 12,1 т/га соответственно во 2-й год вегетации. Увеличение температуры на фоне сокращения сумм осадков приводит к увеличению в 1,5-2,0 раза содержания эфирного масла в воздушно-сухом сырье мяты. Сорт Симферопольская 200 в благоприятных условиях выращивания способен накапливать до 5 % эфирного масла и до 86 % в нём общего ментола. В тоже время этот же сорт отличается самой высокой окисляемостью эфирного масла.
Список литературы
1. Алексеева, Е. И. Методы выведения новых сортов ментольной мяты / Е. И. Алексеева, Е. И. Корнева // Сб.: Масличные и эфиромасличные растения. - М.: Изд-во с.-х. лит-ры, 1963. - С. 199-207.
2. Болховских, З. В. Хромосомные числа цветковых растений / З. В. Болховских, В. Г. Гриф, О. И. Захарьева, Т. С. Матвеева. - Л.: Наука, 1969. - С. 366.
3. Дудченко, Л. Г. Пряно-ароматические и пряно-вкусовые растения / Л. Г. Дудченко, А. С. Козьяков, В. В. Кривенко. - К.: Наукова думка, 1989. - 304 с.
4. Зеленцов, С. В. Полиплоидная рекомбинация генома как фактор формообразования высших растений. / Ж. «Исследовано в России» - 2002. - С. 357-369. - [Электронный ресурс]. - URL: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2002/035.pdf (дата обращения: 23.02.2008).
5. Зеленцов, С. В. К вопросу изменения климата Западного Предкавказья / С. В. Зеленцов, А. С. Бушнев // Масличные культуры: Науч.-техн. бюл. ВНИИМК. - 2006. - Вып. 2 (135). - С. 79-92.
6. Купцов, А. И. Элементы общей селекции растений / А. И. Купцов. - Новосибирск: Наука, 1971. - С. 203-207.
7. Лутков, А. Н. Экспериментальное изучение аллополиплоидной формы перечной мяты Mentha piperita L. / А. Н. Лутков // Краткий отчёт о науч.-иссл. работе ВНИИЭМК за 1956 г. -Краснодар, С. 112-115.
8. Лутков, А. Полиплоидия и её значение у эфиромасличных культур / А. Лутков // Полиплоидия у растений (Тр. Московск. общ. испыт. природы). - 1962. - Т. 2. - С. 260-273.
9. Мустяцэ, Г. И. Возделывание ароматических растений / Г. И. Мустяцэ. - Кишинев: Шти-инца, 1988. - С. 72-91.
10. Мята [Электронный ресурс]. - 2009. - URL: http://www.opb.ru/ogorod/sortoved/ pria-no/rasprostr/myata.html (дата обращения: 14.10.2009).
11. Мята колосистая - [Электронный ресурс] - URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/ Men-tha_spicata (дата обращения: 30.10.2009).
12. Мята (Mentha) сем. Яснотковые [Электронный ресурс]. - 2009. - URL: http:// flower.onego.ru/other/mentha.html. (дата обращения: 14.10.2009).
13. Мята перечная [Электронный ресурс]. - URL: ttp://ru.wikipedia.org/wiki/Mentha_piperita (дата обращения: 23.10.2009).
14. Навашин, М.С. Хромосомы и видообразование / М.С. Навашин // Бот. журнал. - 1957. -Т. 42. - № 11. - С. 1615-1634.
15. Смолянова, А. М. Эфиромасличные культуры / А. М. Смолянова, А. Т. Ксендза. - М.: Колос, 1976. - С. 229-254.
16. Шуваева, Т. П. Вознесенская опытная станция / Т. П. Шуваева, В. В. Киян // История научных исследований во ВНИИМКе. - Краснодар, 2003. - С. 382-388.
17. Bhat, S. Mentha species: In vitro regeneration and genetic transformation / S. Bhat, P. Ma-heshwari, S. Kumar, A. Kumar //Molecular Biology Today. - 2002. - Vol. 3(1). - P. 11-23.
18. Burbott, A. Effects of light and temperature on the monoterpenes of peppermint / A. Burbott, D. Loomis // Plant Physiology. - GB. - 1967. - Vol. 42. - P. 20-28. [Электронный ресурс]. - 2009. -URL: http://www.plantphysiol.org/cgi/reprint/42/1/20.pdf (дата обращения: 14.10.2009).
19. Chambers, H. L. Chromosome counts in Mentha collection at the USDA: APS National clonal germplasm repository / H. L. Chambers, K. E. Hummer // Taxon. - 1994. - Vol. 43. - No. 3. - P. 423-432. -[ЭлектронньIЙресурс]-URLhttp:/Лinks.jstor.org/sici?sici=0040-62%28199408%2943%3A3%3C423% 3ACCITMC%3E2.0.C0%3B2-L (дата обращения: 20.10.2009).
20. Chand, S. Agronomy and uses of menthol mint (Mentha arvensis) - Indian perspective / S. Chand, N. K. Patra, M. Anwar, D. D. Patra // Proc. Indian Natl. Acad. - 2004. - № 3. - Р. 269-297. -[Электронный ресурс]-URL: http://www.new.dli.ernet.in/rawdataupload/upload/insa/INSA_1/2000c954-269.pdf (дата обращения: 31.10.2009).
21. Duriyaprapan, S. The effects of solar radiation on plant growth, oil yield and oil quality of Japanese mint / S. Duriyaprapan, E. J. Britten // Journal of experimental Botany. - 1982. - Vol. 33. - № 6.
- P. 1319-1324. - [Электронный ресурс] - URL: http://jxb.oxfordjournals.org/cgi/reprint/33/6/1319 (дата обращения: 29.10.2009).
22. Duriyaprapan, S. The effect of temperature on growth, oil yield and oil quality of Japanese mint / S. Duriyaprapan, E. J. Britten, K. E. Basford // Annals of Botany. - 1986. - Vol. 58 - P. 729-736. [Электронный ресурс] - URL: http://aob.oxfordjournals.org/cgi/reprint/58/5/729 (дата обращения: 29.10.2009).
23. Harley, R. M. Chromosome numbers in the genus Mentha / R. M. Harley, C. A. Brighton // Bot. J. Linn. Soc. - 1977. - Vol. 74. - P. 71-96.
24. Linnaei, C. Species Plantirum, Exhibentes plantas rite cognitas, ag genera relatas cum diffe-rentis specificis, nominibus trivialibus, synonymis selectus, locis natalibus / C. Linnaei // Holmiae - 1753.
- Tomus II.-P. 576-577[Электронный ресурс]-URL:http://herba.msu.ru/shipunov/school/books/ in-naeus1735_sp2.djvu (дата обращения: 22.10.2009).
25. Mints. / In: A Modern Herbals by Mrs M. Grieve. [Электронный ресурс] - URL: http://www.botanical.com/botanical/mgmh/rn/mints-39.html (дата обращения: 19.10.2009).
26. Noyori, R. Asymmetric catalysis: Science and Opportunities. Nobel Lecture, December 8, 2001-[Электронный ресурс] - URL: http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2001/noyori-lecture.pdf (дата обращения: 24.10.2009).
27. Peppermint [Электронный ресурс] - URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Peppermint (дата обращения: 21.10.2009).
28. Plant Profile Mentha xgracilis Sole (pro sp.) [arvensis x spicata] gingermint [Электронный ресурс] - URL: http://www.plants.usda.gov/java/profile?symbol=MEGR2 (дата обращения: 29.10.2009).
29. Plant Profile Mentha xmuelleriana F.W. Schultz [arvensis ssp. arvensis x suaveolens] [Электронный ресурс] - URL: http://plants.usda.gov/java/profile?symbol=MEMU11 (дата обращения: 29.10.2009).
30. Plant Profile Mentha xpiperita L. (pro sp.) [aquatica x spicata], peppermint. Natural Resources of Conservation Service. - [Электронный ресурс] - URL: http://plants.usda.gov/java/profile?symbol=MEPI (дата обращения: 20.10.2009).
31. Plant Profile Mentha xverticillata L., nom. inq. [aquatica x arvensis] - [Электронный ресурс]
- URL: http://plants.usda.gov/java/profile?symbol=MEVE2 (дата обращения: 29.10.2009).
32. Russell, P.J. Genetics / P.J. Russell. - Boston-Toronto, 1986. - P. 19-20.
33. Singh K., Raina V. K., Naqvi A. A., Patra N. K., Kumar B., Ram P., Khanuja S. P. S. Essential oil composition and chemoarrays of menthol mint (Mentha arvensis L. f. piperascens Malinvaud ex. Holmes) cultivars. / Flavour and fragrance Journal. - 2005. - Vol. 20. - Issue 3. - P. 302-305. [Электронный ресурс] - URL: http://www3.interscience.wiley.com/journal/110471479/ ab-stract?CRETRY=1&SRETRY=0 (дата обращения: 31.10.2009).
34. Sorting Mentha names - Multilingual multiscript plant name database - [Электронный ресурс] -URL: http://www.plantnames.unimelb.edu.au/Sorting / Mentha.html (дата обращения: 26.10.2009).
35. Tales of Hades - [Электронный ресурс] - URL: http://www.medeaslair.net/hades.html (дата обращения: 24.10.2009).
36. Telci, I., Çahbas, N., Yilbaz, G., Tugay, M. E. Agronomical and chemical characterization of spearmint (Mentha spicata L.) originating in Turkey // Economic Botany. - 2004. - Vol. 58(4). - P. 721728. - [Электронный ресурс] - URL: http://www.bioone.org/doi/abs/10.1663/0013-001%282004%29058%5B0721:AACœS%5D2.0.œ%3B2 (дата обращения: 30.10.2009).
37. Telci, I. Determination of agronomic and essential oil components of peppermint (Mentha piperita L.) in various ages of plantation / I. Telci, N. §ahbas // Journal of Agronomy. - 2005. - Vol. 4(2). -P. 103-108.
38. Tucker, A. O. Mentha canadensis L. (Lamiaceae): a relict amphidiploid from the Lower Tertiary. / A. O. Tucker, H. L. Chambers // Taxon. - 2002. - Vol. 51. - № 4. - P. 703-718. [Электронный ресурс] - URL: http://www.jstor.org/pss/1555024 (дата обращения: 31.10.2009).
39. Tucker, A. O. The origin of Mentha x gracilis (Lamiaceae). I. Chromosome numbers, fertility and three morphological characters. / A. O. Tucker, D. E. Fairbrothers // Economic Botany. - 1990. -Vol. 44(2). - P. 183-213. - [Электронный ресурс] - URL: http://www.springerlink.com/content/k7h7666522655q16/ (дата обращения: 29.10.2009).
