vestibИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Biological Series1029-89402524-230XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1029-8940-2020-65-2-171-181vestib-665Research ArticleСтатьиВлияние минеральных удобрений на компонентный состав эфирного масла монарды дудчатой (Monarda fistulosa L.)The influence of mineral fertilizers on the components of Monarda fistulosa L. essential oilБедуленкоМ. А.BedulenkoM. A.

Бедуленко Марина Анатольевна – науч. сотрудник

ул. Сурганова, 2в, 220012, г. Минск

Marina A. Bedulenko – Researcher

2v, Surganov Str., 220012, Minsk

M.Bedulenko@cbg.org.byТитокВ. В.TitokV. V.

Титок Владимир Владимирович – член-корреспондент, д-р биол. наук, доцент, директор

ул. Сурганова, 2в, 220012, г. Минск

Vladimir V. Titok – Corresponding Member, D. Sc. (Biol.), Assistant Professor, Director

2v, Surganov Str., 220012, Minsk

V.Titok@cbg.org.byЦентральный ботанический сад НАН БеларусиCentral Botanical Garden of the National Academy of Sciences of Belarus202016052020652171181Copyright © Бедуленко М.А., Титок В.В., 20202020Бедуленко М.А., Титок В.В.Bedulenko M.A., Titok V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestibio.belnauka.by/jour/article/view/665

Изучен компонентный состав эфирного масла Monarda fistulosa L. при применении азотно-фосфорно-калийных (NPK) удобрений. Исследования проводились в 2011–2013 гг. в последовательно открывающихся полях на двух фонах – неизвесткованном и известкованном. Эфирное масло отгоняли на аппарате Гинзберга. Компонентный состав определяли методом газовой хроматографии на хроматографе Agilent Technologies 7820 A. Рассматривалась динамика накопления некоторых компонентов (γ-терпинена, п-цимена, гераниола, линалоола, 1,8-цинеола, тимола и карвакрола) в онтогенезе. С увеличением доз NPK концентрации гераниола, 1,8-цинеола, тимола и карвакрола, как и многих вторичных метаболитов, на обоих фонах изменялись по М-образной кривой. Содержание γ-терпинена, п-цимена и линалоола в основном зависело от случайного фактора. На основе изменения концентраций выделенных компонентов по сравнению с контрольным и фоновым значениями составлены ранжированные ряды вариантов применения удобрений для выращивания монарды с целью ее переработки на эфирное масло, используемое в фармацевтической, пищевой и парфюмерно-косметической промышленности.

The results of study of the components of Monarda fistulosa L. essential oil under chemicals are shown. The experiment was made at the Central botanical garden of the National academy of sciences of the Republic of Belarus since 2011 till 2013. The research conditions involved using of nitrogen, phosphoric and potassium fertilizers on limed and nonlimed fields. Essential oil was determined in air-dry material with hydrodistillation method applying Ginsberg apparatus. The component composition of essential oil was investigated using chromatograph “Agilent Technologies 7820 A” with a flame ionization detector. Components those were important for quality of essential oil were studied in different stages of ontogenesis. Accumulation dynamics of γ-terpinen, p-cymene and linalool was depended on random factor. Accumulation of geraniol, 1.8-cineole, thymol and carvacrol was M-shaped curve under growth doses of mineral fertilizers. Ranked rows of the variants of fertilizer application on the basis of changes in mass fractions thymol, carvacrol, 1,8-cineole and geraniol were built. Analyzing of these data gives possible to grow Monarda fistulosa L. and to use its essential oil for pharmaceutical, food and perfumery-cosmetic industries.

минеральные удобренияизвесткованиеγ-терпиненп-цименгераниоллиналоол18-цинеолтимолкарвакролонтогенезэфирное маслоMonarda fistulosa L.mineral fertilizerslimedγ-terpinenp-cymenelinaloolthymolcarvacrol18-cineolegeraniolontogenesisessential oilMonarda fistulosa L.ReferencesЭфирные масла некоторых видов монарды и мяты / С. В. Баранова [и др.] // Биологически активные вещества плодовых, пряно-ароматических и декоративных растений : сб. ст. / Гос. Никит. ботан. сад ; под ред. Ю. А. Акимова. – Ялта, 1981. – С. 42–50.Baranova S. V., Dorokhovskaya R. L., Kapelev I. G. Essential oils of some species of Monarda and Mint. Biologicheski aktivnye veshchestva plodovykh, pryano-aromaticheskikh i dekorativnykh rastenii: sbornik statei [Biologically active substances of fruit, aromatic and ornamental plants: collection of articles]. Yalta, 1981, pp. 42–50 (in Russian).Mazza, G. Geraniol, linalool, thymol and carvacrol-rich essential oils from Monarda hybrids / G. Mazza, H. H. Marshall // J. Essent. Oil Res. – 1992. – Vol. 4, N 4. – P. 395–400. https://doi.org/10.1080/10412905.1992.9698091Mazza G., Marshall H. H. Geraniol, linalool, thymol and carvacrol-rich essential oils from Monarda hybrids. Journal of Essential Oil Research, 1992, vol. 4, no. 4, pp. 395–400. https://doi.org/10.1080/10412905.1992.9698091Шутова, А. Г. Состав, свойства и применение фенольных и терпеновых соединений экстрактов и эфирных масел пряно-ароматических растений семейства Lamiaceae : дис. … канд. биол. наук : 03.00.04 / А. Г. Шутова. – Минск, 2007. – 207 л.Shutova A. G. Composition, properties and use of phenolic and terpene compounds of extracts and essential oils of spicy – aromatic plants of the Lamiaceae family. Ph. D. Thesis. Minsk, 2007. 207 p. (in Russian).Исследование химического состава эфирного масла Monarda fistulosa L. и Monarda Didyma L., культивируемых в условиях Западной Сибири / Р. В. Опарин [и др.] // Химия раст. сырья. – 2000. – № 3. – С. 19–24.Oparin R. V., Pokrovskii L. M., Vysochina G. I., Tkachev A. V. Study of the chemical composition of the essential oil of Monarda fistulosa L. and Monarda Didima L. cultivated under conditions of Western Siberia. Khimiya rastitel’nogo syr’ya [Chemistry of plant raw materials], 2000, no. 3, pp. 19–24 (in Russian).Шанайда, М. I. Фiтахiмiчна дослiдження надземноï частини Монарди трубчатоï (Monarda fistulosa L.) / М. I. Шанайда // Фарм. журн. – 2010. – № 5. – С. 89–93.Shanaida M. I. Phytothermic study of the astronaut’s part of the Monarda tubular (Monarda fistulosa L.). Farmatsevtichnii zhurnal [Pharmaceutical journal], 2010, no. 5, pp. 89–93 (in Russian).Keefover-Ring, K. М. One chemistry, two continents: function and maintenance of chemical polymorphism in the mint family (Lamiaceae) : dissertation for degree of Ph. D. / K. M. Keefover-Ring. – Colorado, 2008. – 221 p.Keefover-Ring K. One chemistry, two continents: function and maintenance of chemical polymorphism in the mint family (Lamiaceae). Ph. D. Thesis. Colorado, 2008. 221 p.Keefover-Ring, K. Chemotype distribution of monarda on City of Boulder Open Space and Mountain Parks Lands [Electronic resource] / K. Keefover-Ring. – University of Colorado: Department of Ecology and Evolutionary Biology, 2008. – Mode of access: https://www-static.bouldercolorado.gov/docs/5017_KeefoverRing_Ken_Chemotype-1-201307091614.pdf. – Date of access: 20.02.2012.Keefover-Ring K. Chemotype distribution of monarda on City of Boulder Open Space and Mountain Parks Lands. Available at: https://www-static.bouldercolorado.gov/docs/5017_KeefoverRing_Ken_Chemotype-1-201307091614.pdf (accessed 20 Febrary 2012).Crocoll, C. Biosynthesis of the phenolic monoterpenes, thymol and carvacrol, by terpene synthases and cytochrome P450s in oregano and thyme : dissertation for degree of Ph. D. / C. Crocoll. – Jena, 2011. – 151 p.Crocoll Ch. Biosynthesis of the phenolic monoterpenes, thymol and carvacrol, by terpene synthases and cytochrome P450s in oregano and thyme. Ph. D. Thesis. Jena, 2011. 151 p.Состав и бактерицидные свойства эфирного масла монарды дудчатой (Monarda fistulosa L.) / В. И. Тютюнник [и др.] // Тр. Всесоюз. науч.-иссл. ин-та эфиромасл. культур. – Симферополь, 1982. – Т. 14 : Селекция, технология возделывания и переработки эфироносов. – С. 15‒21.Tyutyunnik V. I., Nikolaevskii V. V., Zal’tsfas A. A., Ivanov I. K., Sil’chenko N. N., Radchenko N. M., Kravets T. I. Composition and bactericidal properties of monarda essential oil (Monarda fistulosa L.). Trudy Vsesoyuznogo nauchnoissledovatel’skogo instituta efirnomaslichnykh kul’tur. Tom 14. Selektsiya, tekhnologiya vozdelyvaniya i pererabotki efironosov [Proceedings of the All-Union Scientific Research Institute of essential oil crops. Volume 14: Selection, technology for the cultivation and processing of etheronos]. Simferopol, 1982, pp. 15–21 (in Russian).Читао, С. И. Монарда – новое эфиромасличное и лекарственное растение / С. И. Читао, Е. Г. Крутенко // Бюл. ботан. сада им. Косенко. – 1998. ‒ № 8. – С. 104–105.Chitao S. I., Krutenko E. G. Monarda is a new essential oil and medicinal plant. Byulleten’ botanicheskogo sada imeni Kosenko [Bulletin of the Kosenko Botanical Garden], 1998, no. 8, pp. 104–105 (in Russian).Мащенко, З. Е. Фитохимическое исследование и стандартизация тимолсодержащих растений семейства Яснотковых : автореф. дис. ... канд. фарм. наук : 15.00.02 / З. Е. Мащенко ; Самар. гос. мед. ун-т. – Пермь, 2004. – 23 с.Mashchenko Z. E. Phytochemical study and standardization of thymol-containing plants of the family Lamiaceae. Abstract of Ph. D. diss. Permian, 2004. 23 p. (in Russian).Либусь, О. К. Монарда дудчатая Monarda fistulosa L. / О. К. Либусь // Эфиромасличные и пряно-ароматические растения / О. К. Либусь [и др.] ; под ред. Т. К. Ереминой. – Херсон, 2004. – С. 184–187.Libus’ O. K. Monarda duodenum Monarda fistulosa L. Efiromaslichnye i pryano-aromaticheskie rasteniya [Essential oil and spicy – aromatic plants]. Kherson, 2004, pp. 184–187 (in Russian).Федотов, С. В. Эфирные масла видов Monarda fistulosa L., Monarda didyma L., Monarda citriodora Cervantes ex Lag., их хемотипы и биологическая активность / С. В. Федотов // Сб. науч. тр. Гос. Никит. ботан. сада. – 2015. – Т. 141. – С. 131–147.Fedotov S. V. Essential oils of Monarda fistulosa L., Monarda didyma L., Monarda citriodora Cervantes ex Lag. species, their chemotypes and biological activity. Sbornik nauchnykh trudov Gosudarstvennogo Nikitskogo botanicheskogo sada [Collection of scientific papers of the State Nikitsky Botanical Garden], 2015, vol. 141, pp. 131–147(in Russian).Исследование антимикробной и противовоспалительной активности эфирных масел / Е. Н. Науменко [и др.] // Вестн. новых мед. технологий. – 2009. – Т. 16, № 3. – С. 32–34.Naumenko E. N., Zhilyakova E. T., Krichkovskaya L. V., Novikov O. O. The study of antimicrobial and antiinflammatory activity of essential oils. Vestnik novykh medicinskikh tekhnologii = Journal of new medical technologies, 2009, vol. 16, no. 3, pp. 32–34 (in Russian).Науменко, Е. Н. Поиски альтернативных противомикробных препаратов / Е. Н. Науменко, Е. Т. Жилякова, О. О. Новиков // Вестн. новых мед. технологий. – 2009. – Т. 16, № 1. – С. 187–188.Naumenko E. N., Zhilyakova E. T., Novikov O. O. Searches for alternative antimicrobials. Vestnik novykh medicinskikh tekhnologii = Journal of new medical technologies, 2009, vol. 16, no. 3, pp. 187–188 (in Russian).Племенков, В. В. Введение в химию природных соединений / В. В. Племенков. – Казань : КГМУ, 2001. – 376 с.Plemenkov V. V. Introduction to the chemistry of natural compounds. Kazan, Kazan State Medical University Publishing House, 2001. 376 p. (in Russian).Список компонентов эфирных масел [Электронный ресурс]: Индексы удерживания компонентов эфирных масел. – Режим доступа : http://viness.narod.ru/ret_ind.htm. – Дата доступа : 12.12.2016.Retention indices of essential oil components. Available at : http://viness.narod.ru/ret_ind.htm (accessed 12 December 2016).Зенкевич, И. Г. Аналитические параметры компонентов эфирных масел для их хроматографической хромато-масс-спектрометрической идентификации. Кислородсодержащие производные моно- и сесквитерпеновых углеводородов / И. Г. Зенкевич // Раст. ресурсы. – 1997. – Т. 33, N 1. – С. 16–27.Zenkevich I. G. Analytical parameters of essential oil components for their chromatographic with chromatography-mass-spectrometric identification. Oxygen-containing derivatives of mono- and sesquiterpene hydrocarbons. Rastitel’nye resursy [Plant resources], 1997, vol. 33, no. 1, pp. 16–27 (in Russian).Chemical composition and biological activity of essential oils of Origanum vulgare L. subsp. vulgare L. under different growth conditions / E. de Falco [et al.] // Molecules. – 2013. – Vol. 18, N 12. – P. 14948–14960. https://doi.org/10.3390/molecules181214948De Falco E., Mancini E., Roscigno G, Mignola E., Taglialatela-Scafati O., Senatore F. Chemical composition and biological activity of essential oils of Origanum vulgare L. subsp. vulgare L. under different growth conditions. Molecules, 2013, vol. 18, no. 12, pp. 14948–14960. https://doi.org/10.3390/molecules181214948Мяделец, М. А. Исследование химического состава эфирных масел некоторых видов семейства Lamiaceae L., культивируемых в условиях Западной Сибири / М. А. Мяделец, Д. В. Домрачев, В. А. Черемушкина // Химия раст. сырья. – 2012. – № 1. – С. 111–117.Myadelets M. A., Domrachev D. V., Cheremushkina V. A. The study of the chemical composition of essential oils of some species of the family Lamiaceae L. cultivated in the conditions of Western Siberia. Khimiya rastitel’nogo syr’ya [Chemistry of plant raw materials], 2012, no. 1, pp. 111–117 (in Russian).Зависимость состава эфирного масла Monarda didyma L. (Lamiaceae) от возраста растений и характера сырья / М. А. Мяделец [и др.] // Химия раст. сырья. – 2014. – № 1. – С. 215–219.Myadelets M. A., Domrachev D. V., Kriklivaya A. N., Vysochina G. I. The dependence of the composition of the essential oil Monarda didyma L. (Lamiaceae) on the age of plants and the nature of raw materials. Khimiya rastitel’nogo syr’ya [Chemistry of plant raw materials], 2014, no. 1, pp. 215–219 (in Russian).Azizi, A. Genetic, chemical and agro-morphological evaluation of the medicinal plant Origanum vulgare L. for marker assisted improvement of pharmaceutical quality : dissertation for degree of Ph. D. / A. Azizi. – Giessen, 2010. – 80 p.Azizi A. Genetic, chemical and agro-morphological evaluation of the medicinal plant Origanum vulgare L. for marker assisted improvement of pharmaceutical quality. Ph. D. Thesis. Giessen, 2010. 80 p.Карпинская, Е. В. Влияние минерального питания на выход и компонентный состав эфирного масла базилика благородного и календулы лекарственной / Е. В. Карпинская, А. А. Цыганова // Вестн. Белорус. гос. с.-х. акад. – 2014. – № 2. – С. 78–81.Karpinskaya E. V., Tsyganova A. A. The effect of mineral nutrition on the yield and the component composition of essential oil of Ocimum basilicum L. and Caléndula officinális. Vestnik Belorusskoi gosudarstvennoi sel’skokhozyaistvennoi akademii [Bulletin of the Belarusian State Agricultural Academy], 2014, no. 2, pp. 78–81 (in Russian).Шутова, А. Г. Антирадикальная активность эфирных масел и входящих в их состав терпеновых и фенольных соединений в различных средах / А. Г. Шутова // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. бiял. навук. – 2009. – № 4. – С. 5–10.Shutova A. G. Antiradical activity of essential oils and their constituent terpene and phenolic compounds in various environments. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya biyalagichnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Biological series, 2009, no. 4, pp. 5–10 (in Russian).Созинов, О. В. Эколого-ценотические, фитихимические и ресурсные особенности популяций лекарственных растений северо-западной части Беларуси: автореф. дис. ... канд. биол. наук : 03.00.05 / О. В. Созинов ; Ин-т экспер. ботаники им. В. Ф. Купревича. – Минск, 2005. – 23 с.Sozinov O. V. Ecological-cenotic, phytochemical and resource features of the medicinal plant populations in the north-western part of Belarus. Abstract of Ph. D. diss. Minsk, 2005. 23 p. (in Russian).Бузук, Г. Н. Универсальный характер М-образной зависимости между основным и специализированным обменом у лекарственных растений / Г. Н. Бузук, М. Я. Ловкова, С. М. Соколова // Вестн. фармации. – 2006. – № 1. – С. 23–33.Buzuk G. N., Lovkova M. Ya., Sokolova S. M. The universal nature of the M-shaped relationship between basic and specialized metabolism in medicinal plants. Vestnik farmatsii [Pharmacy bulletin], 2006, no. 1, pp. 23–33 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.