ДИНАМІКА ВЕГЕТАТИВНОЇ ТА ГЕНЕРАТИВНОЇ СФЕРИ ПОПУЛЯЦІЙ ЗВІРОБОЮ ЗВИЧАЙНОГО

Людмила Миколаївна Бондарєва; Вікторія Григорівна Скляр; Максим Андрійович Бондарєв

doi:10.32782/agrobio.2023.2.1

Людмила Миколаївна Бондарєва https://orcid.org/0000-0003-4126-7601
Вікторія Григорівна Скляр https://orcid.org/0000-0002-1301-7384
Максим Андрійович Бондарєв https://orcid.org/0009-0002-9461-5964

DOI: https://doi.org/10.32782/agrobio.2023.2.1

Ключові слова: луки, лікарські рослини, Hypericum perforatum L., популяції, морфометричний аналіз, морфопараметри, надземна фітомаса, репродуктивне зусилля, лікарська рослинна сировина, антропогенний вплив

Анотація

У статті наведено результати досліджень динаміки росту, формоутворення та репродукції шести типових модельних популяцій звіробою звичайного – Hypericum perforatum L. у різних типах рослинних угруповань, розташованих в долині р. Псел (Сумська область), а також оцінка їх стійкості за умов сінокосінь та випасання великої рогатої худоби (ВРХ). Встановлено, що популяційна щільність H. perforatum становила від 3 до 12, але іноді 20–30 особин/м2, максимальною була за умов випадкових сінокосінь. Висота генеративних особин також помітно відрізнялась, варіюючи від 35 до 76 см. Середня маса надземної частини змінювалась від 2,75 г до 10,1 г. Мінімальні показники вегетативної сфери були відзначені у популяціях, що зростали у складі фітоценозів із сінокісним та пасовищним навантаженнями, а також в агрофітоценозах. Максимальні – в популяціях рослинних угруповань, що взагалі, або майже не підлягали антропогенним впливам. Вище наведені параметри, що характеризують вегетативну сферу рослин, відрізнялись мінливістю – їх значення залежали від еколого-ценотичних та антропогенних умов. Так, розмір фотосинтетичного зусилля (LWR, %) особин досліджуваних популяцій був різним. Найбільшим цей показник виявився у популяціях, що знаходились в умовах сінокосінь та без антропогенного впливу, а найменшим – в агрофітоценозі та за умов систематичного випасання. В цілому, відмічено, що оптимальні значення показників вегетативної сфери H. perforatum спостерігались за умов помірного або нерегулярного антропогенного впливу. Параметри генеративної сфери особин H. perforatum характеризувались більш суттєвими змінами. Максимальні та мінімальні параметри вегетативних структур різнились між собою приблизно в 2,1 рази, а генеративних – у 4,6 разів. Між популяціями H. perforatum простежувались статистично достовірні розходження за числом, масою генеративних органів та репродуктивним зусиллям рослин у цілому. Також в результаті досліджень встановлено статистично значущу кореляцію між висотою рослин та продуктивністю надземної сухої фітомаси. В період цвітіння коефіцієнт кореляції складав + 0,84. Це дало можливість прогнозувати сировинну продуктивність рослин за середньою висотою пагонів. За умов досліджуваного регіону – долини р. Псел в межах Сумської області, прогноз сировинної продуктивності (HRM – Herbal Raw Materials, г) за висотою рослин (h, см) із достовірністю 95 % може розраховуватись за рівнянням: HRM = 0,167h – 3,28.

Посилання

1. Alekseiev I.S. (2013). Povnyi atlas likarskykh roslyn. [Complete atlas of medicinal plants]. Donetsk: Gloria Trade, 195 (in Ukrainian).
2. Atlas travianykh biotopiv Ukrainy (2022). [Atlas of herbal biotopes of Ukraine] (2022). Pid zah. red. A.A. Kuzemko. Druk Art, Chernivtsi, 244 (in Ukrainian).
3. Bondarieva L.M., & Bilan S.S. (2010). Porivnialnyi analiz vitalitetnoi strukury populiatsii tsenozoutvoriuiuchykh zlakiv na terytoriiakh zakaznykiv zaplavy richky Suly ta na ta na diliankakh iz antropohennym vykorystanniam. [Comparative analysis of the vital structure of populations of pricing cereals in the territories of the reserves of the Sula River floodplain and in areas with anthropogenic use]. Visnyk Sumskoho natsionalnoho ahrarnoho universytetu. Seriia «Ahronomiia ta biolohiia», 4(19), 15–21 (in Ukrainian).
4. Cirak, C., Seyis, F., Özcan, A., & Yurteri, E. (2022). Ontogenetic changes in phenolic contents and volatile composition of Hypericum androsaemum and Hypericum xylosteifolium. Biochemical Systematics and Ecology, 102, 104429.
5. Derzhavna farmakopeia Ukrainy. 1-e vydannia, Dopovnennia 2. [State Pharmacopoeia of Ukraine. 1-st edition, Supplement 2 (2008)]. Kharkiv, DP «Naukovo-ekspertnyi farmakopeinyi tsentr», 620 (in Ukrainian).
6. Didukh Ya. P. (2018). Biotop yak systema: struktura, dynamika, ekosystemni posluhy. [Biotope as a system: structure, dynamics, and ecosystem services]. Ukrainskyi botanichnyi zhurnal, 2018, 75(5), 405–420 (in Ukrainian). doi: 10.15407/ukrbotj75.05.405
7. Goran, M. Petrović, Marija, D. Ilić, Vesna, P. Stankov-Jovanović, Gordana, S. Stojanović & Snežana, Č. Jovanović (2018). Phytochemical analysis of Saponaria officinalis L. shoots and flowers essential oils. Natural Product Research, 32(3), 331–334. doi: 10.1080/14786419.2017.1350668.
8. Grime, J.P. (1979). Plant strategies and vegetation processes. N.Y., 222.
9. Hamilton, AC. (2004). Medicinal plants, conservation and livelihoods. Biodivers Conserv, 13(8), 1477–1517. doi: 10.1023/b:bioc.0000021333.23413.42.
10. Heidari Sureshjani, Z., Karimzadeh, G., & Rashidi Monfared, S. (2022). The first in vitro study of seed dormancy breakage in Iranian populations of St. John’s Wort (Hypericum perforatum) with different geographical origins. Iranian Journal of Seed Research, 9(1), 59–74.
11. Hunt, R. (1978). Plant growth analysis. Arnold, London.
12. Kovalenko, I.M., Klymenko, G.O., Melnychuk, S.D., Skliar, Iu.L., Melnyk, O.S., Kyrylchuk, K.S., Bondarieva, L.M., Zubtsova, I.V., Yaroshchuk, R.A., Zherdetska, S.V. (2020). Potential adaptation of Ginkgo biloba – comparative analysis of plants from China and Ukraine. Ukrainian Journal of Ecology, 10(6), 329–337. doi: 10.15421/2020_301
13. Kravchuk, L.V. (2020). Vitalitetna struktura tsenopopuliatsii Hypericum perforatum L. v umovakh Shostkynskoho heobotanichnoho raionu Sumskoi oblasti (Ukraina) [Vitality structure of coenopopulations of Hypericum perforatum L. in the conditions of the Shostka geobotanical district of the Sumy region (Ukraine)]. Materialy 1-yi Mizhnarodnoi naukovopraktychnoi konferentsii «Priorytetni napriamy rozvytku nauky i tekhniky». Kyiv, Ukraina, 102−106 (in Ukrainian).
14. Kuzemko, A.A. & Kozyr, M.S. (2011). Syntaksonomichni zminy luchnoi roslynnosti zaplavy richky Seim na terytorii Ukrainy [Syntaxonomic changes of the meadow vegetation on the Seim River floodplain in Ukraine]. Ukrainskyi botanichnyi zhurnal, 68(2), 216–226 (in Ukrainian).
15. Kwiecień, I., Miceli, N., Kędzia, E., Cavò, E., Taviano, M. F., Beerhues, L., & Ekiert, H. (2023). Different Types of Hypericum perforatum cvs.(Elixir, Helos, Topas) In Vitro Cultures: A Rich Source of Bioactive Metabolites and Biological Activities of Biomass Extracts. Molecules, 28(5), 2376.
16. Kyrylchuk, K. S. (2014). Populiatsiina struktura Medicago falcata L. na zaplavnykh lukakh Lisostepovoi zony v umovakh pasovyshchnykh ta sinokisnykh navantazhen. [Populations of Medicago falcata L. on flood plains in the foreststeppe zone in conditions of pasture and hay grazing]. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho universytetu imeni V. N. Karazina. Seriia «Biolohiia», 20 (1100), 305–314 (in Ukrainian).
17. Kyslichenko, V. S.; Lenchik, L. V.; Novosel O. M.; Kuznietsova, V. Yu.; Hurieva, I. G.; Burda, N. E.; Stepanova, S. I.; Popyk, A. I.; Kyslichenko, O. A.; Tartynska, H. S.; Burlaka, I. S.; Musiienko, K. S. (2015). Resurstvoznavstvo likarskykh roslyn: posibn. dlia stud. spetsialnosti "Farmatsiia". [Resource science of medicinal plants: manual. for students special «Pharmacy»]. Kharkiv, NFaU, 136 (in Ukrainian).
18. Liu, WJH. (2011). Traditional Herbal Medicine Research Methods: Identification, Analysis, Bioassay, and Pharmaceutical and Clinical Studies. N.J., John Wiley Sons Inc., 488.
19. Lucas, S. A. (2023). A Simple Drone Survey and Image Processing Approach to Identifying St. John's Wort (Hypericum perforatum) on Grazing Land in the Hunter Valley NSW, Australia.
20. Martino, E., Ramaiola, I., Urbano, M., Bracco, F. & Collina, S. (2006). Microwave-assisted extraction of coumarin and related compounds from Melilotus officinalis (L.) Pallas as an alternative to Soxhlet and ultrasound-assisted extraction. Journal of Chromatography A. 1125(2), 147–151. doi: 10.1016/j.chroma.2006.05.032
21. Minarchenko, V. N. (2000). Medicinal plant resources in Ukraine. Melbourne, Bayda Books, 3–7.
22. Minarchenko, V., Futorna, O., Tymchenko, I., Dvirna, T. (2020). Palynomorphological peculiarities of species Hypericum L. (Hypericaceae) of the flora of Ukraine. Biolohichni systemy, 12. 298–307. doi: 10.31861/biosystems2020.02.298.
23. Pirvu, L., Nicorescu, I., Hlevca, C., Albu, B. & Nicorescu, V. (2017). Burdock (Arctium lappa) Leaf Extracts Increase the In Vitro Antimicrobial Efficacy of Common Antibiotics on Gram-positive and Gram-negative Bacteria. Open Chemistry, 15(1), 92–102. doi: 10.1515/chem-2017-0012
24. Sherif, M. M., Elshikh, H. H., Abdel-Aziz, M. M., Elaasser, M. M., & Yosri, M. (2023). In Vitro Antibacterial and Phytochemical Screening of Hypericum perforatum Extract as Potential Antimicrobial Agents against Multi-Drug-Resistant (MDR) Strains of Clinical Origin. BioMed Research International, 2023.
25. Skliar, V., Kyrylchuk, K., Tykhonova, O., Bondarieva, L., Zhatova, H., Klymenko, A., Bashtovyi, M. & Zubtsova, I. (2020). Ontogenetic structure of populations of forest-forming species of the LeftBank Polissia of Ukraine. Baltic Forestry, 26(1): article ID 441. doi: 10.46490/BF441.
26. Skliar, V., Sherstuk, M. & Skliar, Iu. (2016). Аlgorithm of comprehensive assessment of individual’s morphological integration of plants contrast biomorfs. QUAERE 2016 (VI.): Interdisciplinary Scientific Conference for PhD students and assistance, 393–403.
27. Tsarenko, O. M., Zlobin, Yu. A., Skliar, V.H., & Panchenko, S. M. (2000). kompiuterni metody v silskomu hospodarstvi ta biolohii. [Computer methods in agriculture and biology]. Universytetska knyha, Sumy, 203 (in Ukrainian).
28. Zeb, Saddiqe; Ismat, Naeem; Alya, Maimoona (2010). A review of the antibacterial activity of Hypericum perforatum L., Journal of Ethnopharmacology, 131(3), 511–521. doi: 10.1016/j.jep.2010.07.034.
29. Zhou, W., Yang, S., Yang, L., Xiao, R., Chen, S., Wang, D. & Wang, Z. (2023). Genome-Wide Identification of the Hypericum perforatum WRKY Gene Family Implicates HpWRKY85 in Drought Resistance. International Journal of Molecular Sciences, 24(1), 352.
30. Zlobin, Yu., Kovalenko, I., Klymenko, H., Kyrylchuk, K., Bondarieva, L., Tykhonova, O. & Zubtsova, I. (2021). Vitality Analysis Algorithm in the Study of Plant Individuals and Populations. The Open Agriculture Journal, 15, 119–129. doi: 10.2174/1874331502115010119
31. Zlobin, Yu.A. (1997). Ekolohichni ososblyvosti klonovykh Roslyn. [Ecological features of clonal plants]. Ukrainskyi botanichnyi zhurnal, 54(2), 153–156 (in Ukranian).
32. Zlobin, Yu.A. (2018). Alhorytm otsinky vitalitetu osobyn roslyn i vitalitetnoi struktury fitopopuliatsii. [An algorithm for assessing the vitality of plant individuals and the vitality structure of phytopopulations]. Chornomorskyi botanichnyi zhurnal, 14(3), 213–226 (in Ukranian). doi: 10.14255/2308-9628/18.143/2
33. Zubtsova, I. (2017). Vitalitatna struktura tsenopopuliatsii Potentilla erecta (L.) Raeusch. na zaplavnykh lukakh Krolevetsko-Hlukhivskoho heobotanichnoho raionu. [Vitality structure of Potentilla erecta (L.) Raeusch. cenopopulations’ in Krolevets-Hlukhiv geobotanical region]. Visnyk Lvivskoho universytetu. Seriia biolohichna, 76, 112–119 (in Ukrainian).