Современное состояние популяций и ресурсы Salvia stepposa в Центральном Казахстане

Мировой опыт применения лекарственных средств показывает перспективу разработки препаратов, основанных на применении растительного сырья, в том числе дикорастущего. В этом аспекте необходимы полевые исследования по оценке состояния популяций лекарственных растений для организации системы рационального использования и сохранения биологического разнообразия. Для популяций Salvia stepposa нами оценивались ботанические особенности, онтогенетический спектр и ресурсные показатели растений. Изучены структурные показатели 4-х популяций S. stepposa в горах Улытау, Каркаралы, Спасских сопках и Корнеевских лесах. Определено, что видовой состав сообществ насчитывал от 25 до 44 видов. Популяции в горах Улытау и Каркаралы по соотношению онтогенетических групп определены как молодые; популяции в Корнеевских лесах и Спасских сопках — как средневозрастные. Все популяции находятся в удовлетворительном состоянии и могут использоваться для организации заготовок лекарственного растительного сырья. Совокупная площадь изученных зарослей на территории Карагандинской области составила 45,4 га, урожайность изменялась от 284 до 462 кг/га. Итоговый эксплуатационный запас оценен в 16677 кг, объем возможного сбора — 8339 кг.

Введение

Расширение сырьевой базы лекарственных растений позволяет успешно применять местное растительное сырье в качестве источника фитопрепаратов [1, 2]. В Казахстане произрастает более 1000 видов лекарственных растений [3], из которых в официальной медицине применяется около 165 [4]. Так, широко используемым официальным лекарственным сырьем является Salvia officinalis L. (Lami- aceae). Однако данный вид успешно выращивается на территории Южного и Юго-Восточного Казахстана [5, 6], но в более северных регионах вымерзает в зимний период [7].

В Карагандинской области в качестве заменителя указанного выше лекарственного сырья может выступать Salvia stepposa Des.-Shost. Вид широко распространен в природных сообществах, успешно интродуцируется в культуре [7], надземная масса имеет сходный химический состав с шалфеем лекарственным [8–10].

В народной медицине шалфей степной применяется для лечения верхних дыхательных путей, при ангинах, для полоскания при стоматитах, гинекологических заболеваниях, воспалении почек, воспалении мочевого пузыря, для снижения лактации, при суставном ревматизме, как общеукрепляющее средство, наружно — при хронических заболеваниях кожи [11].

Экстракты обладают ярко-выраженной антипротозойной, бактериостатической, антифунгальной и антимикробной активностью [10–12], что позволяет рассматривать сырье как перспективный источник лекарственных препаратов. Для подтверждения наличия сырьевой базы в природных условиях необходимы исследования по изучению распространения и запасов.

Цель настоящего исследования — оценить состояние популяций и сырьевых запасов S. stepposa на территории Карагандинской области (Центральный Казахстан).

Материалы и методы

Исследования в полевых условиях проведены на территории Каркаралинского, Бухар- жырауского и Улытауского районов Карагандинской области. Проанализировано состояние 4-х популяций:

1. популяция 1: шалфейно-злаково-разнотравное сообщество в горах Улытау; GPS-координаты: 48,61317 с.ш.; 67,01364 в.д., 465 м над уровнем моря;
2. популяция 2: типчаково-шалфейно-разнотравное сообщество в Спасских сопках; GPS- координаты: 49,48335 с.ш., 73,28106 в.д., 552 м над уровнем моря;
3. популяция 3: скабиозово-разнотравное сообщество в Корнеевских лесах; GPS-координаты: 50,37514 с.ш., 73,84192 в.д., 419 м над уровнем моря;
4. популяция 4: шалфейно-разнотравное сообщество в горах Каркаралы, GPS-координаты: 49,48331 с.ш., 75,42450 в.д., 648 м над уровнем моря.

При описании популяций применяли традиционные методы геоботанического обследования [13]. На каждой популяции закладывали 12 учетных площадок размером 10×10 м². На площадке проводили учет особей S. stepposa по возрастным группам, описывали флористический состав [14]. Определение видов проводили по «Флоре Казахстана» [15], название растений приводили в соответствие со сводками С.К. Черепанова [16].

При описании онтогенеза использовали методику А.А. Уранова [17], тип популяции определяли по Т.А. Работнову [18]. Учитывали следующие возрастные группы: ювенильные растения (j), имма- турные (im), взрослые вегетативные (v), молодые генеративные (g1), средневозрастные генеративные (g2) и старые генеративные (g3).

Изучение распространения, урожайности и сырьевых запасов проводили с помощью общепринятых методических указаний [19, 20]. Эксплуатационный запас рассчитывали только для генеративных экземпляров, путем умножения площади зарослей на урожайность. Объем возможного сбора сырья оценивали как 50 % от эксплуатационного запаса. Все расчеты осуществляли для воздушносухого сырья.

Статистическую обработку результатов проводили при помощи программы Statistics 10.2011.

Результаты и обсуждение

S. stepposa в природных сообществах обитает в степях, луговых сообществах, по склонам степных гор, сопок, в межсопочных понижениях, по опушкам колковых лесов, среди кустарниковых зарослей [15].

Популяция 1 расположена в долине р. Улкен-Жезды (горы Улытау) в составе шалфейно-злаковоразнотравного (Herba varia — Agropyrum cristatum — Salvia stepposa) сообщества. Почвы каштановые, супесчаные. Общее проективное покрытие растительности оценено в 85 %. Растительный покров сложен в 2 яруса: высоких (50–80 см) и низких (до 45–50 см) трав. Доминантом является S. step- posa с обилием sp-cop1, содоминант — Agropyrum cristatum — sp. Остальные виды являются компонентами: Glycyrrhiza uralensis, Filipendula vulgaris, Phlomoides tuberosa, Gypsophila patrinii, Gallium verum, Galatella punctata, Hypericum perforatum и другие. Популяция S. stepposa охарактеризована как молодая с доминированием виргинильных и молодых генеративных растений (рис. 1А).

В составе популяции обнаружено 25 видов растений из 18 родов и 11 семейств. На обследованном участке не выявлено следов антропогенной нарушенности, все виды имели жизненность от 4 до 5 баллов.

Данная природная популяция пригодна для организации заготовки сырья надземных органов. Площадь зарослей оценена в 8,5 га, урожайность генеративных особей — 354 кг/га. Эксплуатационный запас составил 3009 кг, объем возможного сбора — 1505 кг (табл. 1).

56

Вестник Карагандинского университета

57

Таблица 1

Площадь зарослей и сырьевые запасы надземных органов S. stepposa
на территории Карагандинской области (в пересчете на воздушно-сухой вес)

Популяция 2 произрастает в Спасских сопках в межсопочном понижении, на луговых зарослях вдоль ручья; формирует типчаково-шалфейно-разнотравное (Festuca valesiaca — Salvia stepposa — Herba varia) сообщество (рис. 2).

Почвы темно-каштановые, каменистые, местами — с щебенистыми выходами. Общее проективное покрытие растительности составило 95–100 %; формирует 3 яруса: верхний кустарниковый (90– 120 см высотой) составлен особями Spiraea hypericifolia, Caragana frutex; ярус высоких (50–60 см) и

Серия «Биология. Медицина. География». № 2(106)/2022

низких трав (до 40–45 см). Доминантом в сообществе выступает Festuca valesiaca с обилием сор1, содоминант — S. stepposa с обилием sp. Видовой состав сообщества представлен 42 видами сосудистых растений из 34 родов и 14 семейств. Наиболее часто встречающиеся таксоны: Serratula coronata, Thalictrum flavum, Fragaria viridis, Iris songarica, Bromopsis inermis, Galatella tatarica, Filipendula vulgaris, Plantago media, Nepeta cataria, Gypsophila paniculata, Ferula tatarica, Rhinanthis minor, Linaria ruthenica и другие. Обилие компонентов составило от sol до sp, жизненность 3–5 баллов.

Популяция S. stepposa охарактеризована как средневозрастная устойчивая с доминированием средневозрастных генеративных растений (рис. 1Б). Территория активно используется для выпаса домашнего скота, степень антропогенной нарушенности низкое — около 10–12 %.

Площадь зарослей определена в 12,3 га при урожайности надземных органов 462 кг/га (табл. 1), объем эксплуатационного запаса оценен в 5683 кг, объем возможного сбора сырья в 2841 кг.

Популяция 3 выявлена на лугово-степных равнинах между колковыми лесами Корнеевских лесов. Общее проективное покрытие скабиозово-разнотравного (Herba varia — Scabiosa ochroleuca) сообщества составило 100 %. Почвы темно-каштановые, суглинистые, местами — слабозасоленные. В сообществе растительный покров образует 2 яруса: высоких (50–100 см) и низких (15–45 см) трав. Scabiosa ochroleuca является доминантом с обилием cop1-sp, остальные виды являются компонентами с обилием un-sol-sp и жизненностью 4–5 баллов. Анализ гербарных сборов позволил выявить 44 вида из 37 родов и 15 семейств. Типичными представителями являлись Serratula coronata, Polygala comosa, Thymus marschallianus, Agropyron cristatum, Plantago lanceolata, Rumex crispus, Calamagrostis epigeios, Festuca arundinacea, Medicago falcata, Melilotus albus и другие.

Анализ соотношения возрастных групп S. stepposa показало преобладание всех групп генеративных растений (рис. 1В), что позволяет характеризовать популяцию как устойчивую и средневозрастную.

Урожайность сырья составила 388 кг/га, эксплуатационный запас на площади заросли 9,6 га рассчитан на уровне 3725 кг, объем возможного сбора составил 1863 кг (табл. 1).

Популяция 4 описана в горах Каркаралы в составе шалфейно-разнотравного (Herba varia — Salvia stepposa) сообщества, растет по опушке смешанных лесов. Почвы лесные черноземные. Общее проективное покрытие 95 %, супесчаное. Как и в Спасских сопках, растительный покров сложен в 3 яруса: кустарниковый (90–120 см высотой), высоких (50–80 см) и низких трав (20–40 см). Доминан- том является S. stepposa с обилием сор1, 2 (рис. 3).

Видовой состав представлен 38 таксонами из 33 родов и 14 семейств. Компоненты сообщества имели обилие so-sp, жизненность 3–5 баллов. Типичные представители: Spiraea hypericifolia, Rosa spinosissima, Filipendula vulgaris, Patrinia intermedia, Rumex confertus, Phlomoides tuberosa, Festuca valesiaca, Centaurea scabiosa, Tanacetum vulgare, Ferula tatarica, Glycyrrhiza uralensis, Achillea millefolium, Galium verum, Thalictrum simplex, Fragaria viridis, Thymus marschallianus, Dracocephalum nutans, Gentiana pneumonanthe и другие.

58

Вестник Карагандинского университета

Популяция молодая, развивающаяся с преобладанием виргинильных и молодых генеративных особей (рис. 1Г). Территория не используется для хозяйственного использования, поэтому признаков антропогенной деформации не отмечено. Площадь заросли в горах Каркаралы составила 15,0 га, урожайность оценена в 284 кг/га. Эксплуатационный запас рассчитан на уровне 4260 кг, объем возможного сбора сырья — 2130 кг.

Заключение

В целом, изучение 4-х популяций лекарственного растения S. stepposa показало, что все они находятся в удовлетворительном состоянии и могут использоваться для организации заготовок лекарственного растительного сырья с соблюдением режимов и периодичности заготовки и мониторингом возрастного спектра. Популяции в горах Улытау и Каркаралы определены как молодые, в Спасских сопках и Корнеевских лесах — как средневозрастные.

Совокупная площадь изученных зарослей на территории Карагандинской области составила 45,4 га, урожайность изменялась от 284 до 462 кг/га. Итоговый эксплуатационный запас оценен в 16677 кг, объем возможного сбора — 8339 кг.

Список литературы

1. Mbuni Y.M. Medicinal plants and their traditional uses in local communities around Cherangani Hills, Western Kenya / Y.M. Mbuni, S. Wang, B.N. Mwangi, N.J. Mbari, P.M. Musili, N.O. Walter, G. Hu, Y. Zhou, Q. Wang // Plants. — 2020. — Vol. 9(3). — Article ID 331. https://doi.org/10.3390/plants9030331
2. Sarsenbayev K. Medicinally important plants of Kazakhstan / K. Sarsenbayev // Vegetation of Central Asia and Environment. — Springer Nature Switzerland, 2018. — P. 263–289. https://doi.org/10.1007/978-3-319-99728-5_10
3. Грудзинская Л.М. Аннотированный список лекарственных растений Казахстана: справоч. изд. / Л.М. Грудзинская, Н.Г. Гемеджиева, Н.В. Нелина, Ж.Ж. Каржаубекова. — Алматы, 2014. — 200 с.
4. Государственная фармакопея Республики Казахстан. — Т. 1. — Алматы: Жибек жолы, 2008. — 592 с.
5. Нашенова Г.З. Культивируемые лекарственные растения аридной зоны Центрального и Юго-Восточного Казахстана: моногр. / Г.З. Нашенова, М.Ю. Ишмуратова, Ж.Б. Нашенов, Г.А. Денгельбаева, Г.Т. Куныпияева. — Жезказган – Алмалы- бак: Изд-во «Типография Ер Мұра», 2011. — 117 с.
6. Кылышбаева Г.Б. Исследование биологически активных веществ в видах рода шалфей (Salvia L., Lamiaceae) в условиях Южно-Казахстанской области / Г.Б. Кылышбаева, Г.Т. Бозшатаква, Г.С. Оспанова // Междунар. журн. прикл. и фунд. иссл. — 2013. — № 10 (1). — С. 76, 77.
7. Ишмуратова М.Ю. Интродукция лекарственных растений в Центральном Казахстане: моногр. / М.Ю. Ишмуратова. — Караганда: Болашак-Баспа, 2015. — 170 с.
8. Suleimen Ye.M. Composition of CO2-extract of Salvia stepposa / Ye.M. Suleimen, S. Machmudah, M.Yu. Ivanova, M. Sasaki, M. Goto // Bulletin of Al-Farabi Kazakh National University, Chemistry Series. — 2012. — No. 1 (65). — Р. 396–397.
9. Полухина Т.С. Количественное содержание тритерпеновых сапонинов в сырье Salvia stepposa Schost / Т.С. Полухина, Н.А. Сальникова, К.Ш. Алахвердиева // Caspian Journal of Medicine and Pharmacy. — 2021. — Вып.. 2, № 4. — С. 19–23.
10. Немерешина О.Н. Изучение биологически активных веществ Salvia stepposa / О.Н. Немерешина, Н.Ф. Гусев, А.Р. Кувакова // Вестн. Новосиб. гос. ун-та. Сер. биол., клин. мед. — 2014. — Т. 12, № 3. — С. 36–41.
11. Гладышева О.В. Эколого-биологические особенности прямо-ароматических растений при интродукции в условиях ЦЧР: дис. … канд. с.-х. наук / О.В. Гладышева. — Воронеж, 2016. — 266 с.
12. Levaya Ya.K. Antibacterial activity of ultrasonic extracts of Salvia stepposa growing in Kazakhstan / Ya.K. Levaya, M.E. Zholdasbaev, G.A. Atazhanova, S.B. Akhmetova // Bulletin of the Karaganda University. Series Biology. Medicine. Geography. — 2021. — No. 1 (101). — Р. 45–49. https://doi.org/10.31489/2021BMG1/45-49
13. Быков Б.А. Введение в фитоценологию / Б.А. Быков. — Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1970. — 226 с.
14. Щербаков А.В. Полевое изучение флоры и гербаризация растений / А.В. Щербаков, А.В. Майоров. — М.: Изд-во МГУ, 2006. — 84 с.
15. Флора Казахстана. — Т. 1–9. — Алма-Ата: Наука, 1956–1966.
16. Czerepanov S.K. Vascular plants of Russia and adjacent state (the former USSR) / S.K. Czerepanov. — Cambridge: University Press, 1995. — 940 р.
17. Уранов А.А. Жизненное состояние видов в растительных сообществах / А.А. Уранов // Бюлл. Моск. общ-ва испытателей природы. — 1969. — Вып. 1. — С. 141–149.
18. Работнов Т.А. Жизненный цикл многолетних травянистых растений в лесных ценозах / Т.А. Работнов // Тр. БИНа АН СССР. — Сер. 3. — 1950. — Вып. 6. — С. 7–204.
19. Пупыкина К.А. Ресурсоведение и стандартизация лекарственного растительного сырья: учеб. пос. / К.А. Пупыкина, С.Р. Хасанова, Н.В. Кудашкина, Э.Х. Галиахметова, P.P. Шакирова. — Уфа: Башкир. гос. мед. ун-т, 2019. — 116 с.
20. Методика определения запасов лекарственных растений. — М.: ЦБ НТИ «Лесхоз», 1986. — 52 с.