Romuald Mordalski, *Waldemar Buchwald, Elżbieta Bilińska, Hanna Zalińska, Wojciech A. Kucharski
Wpływ metod odchwaszczania plantacji na plonowanie i zawartość olejku w kwiatostanach wybranych odmian nagietka lekarskiego (Calendula officinalis L.)
Influence of plantation weeding method on yielding and essential oil content in inflorescences of selected cultivars of marigold (Calendula officinalis L.)
Zakład Botaniki, Hodowli i Agrotechniki Roślin Zielarskich, Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich, Plewiska
Dyrektor Instytutu: dr hab. inż. Małgorzata Zimniewska, prof. IWNiRZ
Streszczenie
Wstęp. Nagietek lekarski (Calendula officinalis L.) z rodziny Astrowatych (Asteraceae) należy do roślin jednorocznych, rozpowszechnionych na świecie, wykazujących długą tradycję wykorzystania leczniczego o wielokierunkowym działaniu.
Cel pracy. Przeprowadzono badania polowe w celu oceny wpływu czynników genetycznych (odmiany) i środowiskowych (metody odchwaszczania plantacji) na zmienność plonowania oraz biosyntezę olejku eterycznego w warunkach uprawy konwencjonalnej nagietka lekarskiego.
Materiał i metody. Materiałem badawczym były dwie odmiany nagietka lekarskiego (Orange King, Indian Prince). Badano następujące czynniki doświadczalne: 1) oprysk Fusilade Forte 150 EC (1 l • ha-1), 2) oprysk Fusilade Forte 150 EC (1 l • ha-1) + pielenie ręczne, 3) pielenie ręczne, 4) kontrola niepielona. Zakres badań obejmował ocenę wysokości plonowania nagietka (kwiatostan) oraz określenie procentowej zawartości olejku w suchej masie surowca.
Wyniki. Niezależnie od odmiany najwyższą efektywność odchwaszczania stwierdzono, stosując metodę niechemiczną (pielenie mechaniczne w międzyrzędziach i ręczne w rzędach roślin) oraz stosując łącznie odchwaszczanie chemiczne z pieleniem ręcznym (średnio 2,5-krotnie wyższy plon od uzyskanego z kontroli niepielonej). Sumaryczny plon suchej masy koszyczków kwiatowych dla tych kombinacji był zbliżony i wyniósł w przypadku lepiej plonującej odmiany Orange King odpowiednio: 6,35 i 5,53 q • ha-1, przy 4,81 i 4,12 q • ha-1 uzyskanych dla odmiany Indian Prince. Wykazano, że zawartość olejku eterycznego w surowcu wynosiła od 0,25 do 0,37% i nie była zależna od odmiany nagietka.
Wnioski. Odmiana Orange King nagietka lekarskiego plonowała lepiej niż Indian Prince w analogicznych kombinacjach. Najwyższą efektywność odchwaszczania plantacji stwierdzono, stosując metodę niechemiczną (pielenie mechaniczne w międzyrzędziach i ręczne w rzędach roślin) oraz stosując łącznie odchwaszczanie chemiczne z pieleniem ręcznym. Wykazano, że zawartość olejku eterycznego w kwiatostanach obu badanych odmian była podobna.
Summary
Introduction. Marigold (Calendula officinalis L.) is an annual plants belongs to Asteraceae family. The species is widespread in the world and have a long tradition of medicinal use with multidirectional action.
Aim. The field experiments were carried out to assess the impact of genetic (cultivar) and environmental factors on yielding variability and biosynthesis of essential oil in conditions of conventional cultivation of marigold after using different methods of plantation weeding.
Material and methods. The research material were two cultivars of marigold such as Orange King and Indian Prince. The following activity were tested: 1) spraying of Fusilade Forte 150 EC (1 l • ha-1), 2) spraying Fusilade Forte 150 EC (1 l • ha-1) + manual weeding, 3) manual weeding, 4) no weeding – control. The scope of the research included assessment of marigold yield (inflorescence) and determination of the essential oil contents in dry mass of raw material.
Results. Regardless of the cultivar, a non-chemical methods (mechanical weeding in interrows and manual in rows) gave the highest efficiency of weed control. Similar results observed after using chemical weeding with manual weeding. In these cases the yields were at least 2.5 times higher than obtained from the control. The total yield of dry mass of inflorescence for the above methods was 6.35 and 5.53 q • ha-1 for Orange King cultivars, slightly lower result obtained for cultivar of Indian Prince (4.81 and 4.12 q • ha-1). It was also shown that the content of essential oil in the raw material ranged from 0.25 to 0.37% and was independent from the cultivar.
Conclusions. The Orange King cultivar of marigold yielded better than Indian Prince in analogous methods of plantation weeding. The highest effectiveness of weed plantation was found using a non-chemical method (mechanical weeding in interrows and manual weeding in rows) and using chemical weeding with manual weeding. It was shown that the content of essential oil in the inflorescences of both examined cultivars was similar.
Wstęp
Nagietek (Calendula L.) jest rodzajem botanicznym zaliczanym do rodziny Astrowatych (Asteraceae) mającym długą tradycję wykorzystania użytkowego, w tym leczniczego. Największe znaczenie ma nagietek lekarski (Calendula officinalis L.) i jego pełnokwiatowe formy C. officinalis flore pleno hort. o ciemnopomarańczowych kwiatach, atrakcyjne ze względu na walory ozdobne, ale przede wszystkim jako źródło cennych substancji aktywnych biologicznie. Pierwsze wzmianki o roślinie pochodzą ze starożytnej Grecji, gdzie na początku była wykorzystywana do celów dekoracyjnych, a później także do celów leczniczych (1). Prawdopodobnie pochodzi z rejonów Morza Śródziemnego i tam do dzisiaj sporadycznie występuje w formie zdziczałej. Na większą skalę (na potrzeby przemysłu) obecnie surowiec zielarski z nagietka pozyskuje się wyłącznie z upraw m.in. na Węgrzech, w Austrii, Szwajcarii, Francji, Polsce oraz na Białorusi i Ukrainie (1, 2).
Ze względu na zapotrzebowanie przemysłu farmaceutycznego, głównie uprawia się formy nagietka o przewadze w kwiatostanach żeńskich kwiatów języczkowych o intensywnym zabarwieniu pomarańczowym. Preferowane odmiany to np.: Dorado, Promyk, Radio, Orange King, Persimmon Beauty (3, 4). Nagietek ma sztywne, szorstko owłosione pędy, wysokości 30-50 cm. Liście są duże – podłużnie owalne, górne – mniejsze, lancetowate. Cała roślina ma gruczołki wydzielnicze, co nadaje jej delikatny zapach. Na szczytach łodyg znajdują się duże koszyczki kwiatowe (średnicy 6-8 cm) o licznych kwiatach brzeżnych – języczkowych i wewnętrznych – rurkowych. Owoc stanowi sierpowato wygięta niełupka, pokryta ostrymi wyrostkami. Masa tysiąca nasion wynosi od 8 do 15 g (1, 2).
Surowcem zielarskim nagietka lekarskiego są całe kwiatostany (Calendulae anthodium) lub kwiaty języczkowe (Calendulae flos) o barwie pomarańczowożółtej lub żółtej, zbierane sukcesywnie w miarę ich rozwoju. W składzie chemicznym kwiatów dominują grupy związków biologicznie czynnych, takie jak: flawonoidy (do 0,7%), barwniki (do 3%), olejek eteryczny (do 0,4%) oraz inne związki aktywne, m.in. kumaryny, glikozydy, estry triterpenowe, terpeny, kwasy fenolowe (5-7). Występuje duża zmienność składu chemicznego w zależności od badanej części rośliny, np. zawartość olejku eterycznego w Calendulae anthodium jest różna w poszczególnych częściach kwiatostanu. Największą zawartością charakteryzuje się dno kwiatowe, średnią – kwiaty rurkowe, a najmniejszą – kwiaty języczkowe (3).
Poza genotypem i doborem odmiany odpowiednia uprawa roślin, właściwie przeprowadzony zbiór oraz suszenie i przechowywanie to ważne czynniki wpływające na otrzymanie dobrej jakości surowca, decydujące o możliwości jego wykorzystania w przemyśle farmaceutycznym (7). Według Farmakopei Polskiej surowiec nie może zawierać więcej niż 5% listków okrywowych oraz do 2% innych zanieczyszczeń, a wilgotność nie powinna przekraczać 12%. Zawartość flawonoidów w przeliczeniu na hiperozyd nie powinna być mniejsza niż 0,4% (8).
Nagietek jest dzisiaj powszechnie uznanym lekiem ziołowym o wszechstronnym i szerokim zastosowaniu, zarówno zewnętrznym, jak i wewnętrznym. Stosuje się go m.in. jako środek przeciwzapalny, gojący i przeciwdrobnoustrojowy – hamujący rozwój grzybów i bakterii oraz wykazujący działanie immunomodulujące (9, 10). Ponadto stwierdzono, że izolowany olejek eteryczny z kwiatów nagietka także wykazuje działanie terapeutyczne, a mianowicie przeciwzapalne i przeciwbakteryjne. Dzięki nim często występuje jako jeden ze składników preparatów dermatologicznych oraz kosmetyków naturalnych (11). Z kolei niektóre związki karotenoidowe, najliczniej występujące w odmianach o ciemnopomarańczowych kwiatach, znajdują zastosowanie w procesie farbowania tkanin oraz produktów spożywczych (2, 12).
Mając na uwadze tak szerokie wykorzystanie nagietka, od lat prowadzone są badania nad udoskonaleniem jego agrotechniki w celu uzyskiwania wysokich i bardziej stabilnych plonów w poszczególnych latach. Efektem tych badań, prowadzonych również w IWNiRZ, są zalecenia uprawowe opracowane dla tego gatunku.
Nagietek lekarski jest rośliną ciepłolubną – do uprawy zaleca się stanowiska ciepłe, dobrze nasłonecznione. W miejscach zacienionych słabo się rozgałęzia i mniej obficie kwitnie. Nie ma wygórowanych wymagań glebowych. Udaje się nawet na glebach piaszczysto-gliniastych, przy czym lepiej rośnie i wytwarza większe kwiatostany na glebach żyznych i dostatecznie wilgotnych. Plantacje zakłada się przez wysiew nasion wprost do gruntu (od marca do I połowy kwietnia), w ilości 7-9 kg·ha-1, w rzędy co 40-30 cm. Do zbioru surowca przystępuje się na początku kwitnienia roślin. Kwiatostany zrywa się ręcznie, gdy rozwinie się co najmniej połowa kwiatów języczkowych u form pełnokwiatowych. Kwiatostany suszy się w suszarniach termicznych (do 40oC). Plon powietrznie suchych koszyczków wynosi 1-1,8 t·ha-1 (2, 4).
Obecnie brak jest zaleceń agrotechnicznych, opartych na wynikach doświadczeń krajowych, w uprawie ukierunkowanej na uzyskiwanie maksymalnej wydajności olejku eterycznego, z uwzględnieniem doboru odmian. Ważną ich częścią powinny być zalecenia dotyczące metod odchwaszczania upraw, które w znaczny sposób warunkują nie tylko optymalny rozwój części wegetatywnych, ale wpływają na wielkość, elementy struktury oraz skład chemiczny plonu. W związku z tym w Instytucie Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich w Poznaniu przeprowadzono w tym kierunku przedstawione poniżej badania.
Cel pracy
Celem badań była ocena wpływu czynników genetycznych (odmiany) i środowiskowych (metody odchwaszczania plantacji) na zmienność plonowania oraz biosyntezę olejku eterycznego w warunkach uprawy konwencjonalnej wybranych odmian nagietka lekarskiego.
Materiał i metody
Doświadczenia z nagietkiem zakładano w latach 2016-2018 na polu doświadczalnym Zakładu Botaniki, Hodowli i Agrotechniki Roślin Zielarskich w Plewiskach, na glebie płowej wytworzonej z moreny dennej o składzie mechanicznym piasków gliniastych lekkich. Zawartość azotu mineralnego w warstwie ornej wynosiła 4-15 mg·kg-1, przyswajalnych form P2O5, K2O, Ca i Mg, odpowiednio: 56-135; 66-184; 367-780 i 55-66 mg·(dm3)-1 gleby, a pH (H2O) wynosiło 6,3-7,2. W każdym roku badań przedplonem była gorczyca biała uprawiana w plonie głównym na zielony nawóz. Ocenianym czynnikiem zmiennym były metody i sposoby odchwaszczania plantacji w uprawie dwóch odmian: Orange King oraz Indian Prince.
Badano następujące czynniki doświadczalne: 1) oprysk Fusilade Forte 150 EC (1 l·ha-1), 2) oprysk Fusilade Forte 150 EC (1 l·ha-1) + pielenie ręczne, 3) pielenie ręczne, 4) kontrola niepielona. W kombinacjach z odchwaszczaniem chemicznym graminicyd Fusilade Forte 150 EC (s.a. fluazifop-p-butylu) stosowano w oprysku nalistnym. Do pielęgnacji mechanicznej wykorzystywano narzędzia płytko działające (pielnik ciągnikowy) z nożami kątowymi, a dodatkowo, w rzędach roślin wykonywano odchwaszczanie ręczne. Doświadczenia jednoczynnikowe zakładano metodą bloków losowanych w trzech powtórzeniach. Powierzchnia poletka do zbioru wynosiła 2,7 m2.
Pole pod uprawę nagietka przygotowywano zgodnie z wymogami gatunku (4), stosując nawożenie mineralne w ilości: N – 60, P2O5 – 70 i K2O – 90 kg·ha-1. Stosowano odpowiednio: saletrzak, superfosfat potrójny i KCl 60%. Nasiona (zakup: W. Legutko Przedsiębiorstwo Hodowlano-Nasienne Sp. z o.o.) wysiewano wprost do gruntu w terminie wiosennym (kwiecień), siewnikiem jednorzędowym, w ilości 9 kg·ha-1. Terminy wykonania podstawowych zabiegów agrotechnicznych oraz przebiegu faz rozwojowych nagietka zestawiono w tabeli 1.
Tab. 1. Terminy wykonania ważniejszych zabiegów agrotechnicznych oraz przebiegu faz rozwojowych nagietka, Plewiska, 2016-2018
| Zabiegi agrotechniczne | Lata |
| 2016 | 2017 | 2018 |
| Nawożenie (1/2 N, P, K) | 30.04 | 24.04 | 26.04 |
| Wysiew nasion | 05.05 | 26.04 | 30.04 |
| Początek wschodów | 13.05 | 08.05 | 16.05 |
| Pełnia wschodów | 20.05 | 12.05 | 21.05 |
| Nawożenie (1/2 N) | 30.05 | 18.05 | 30.05 |
| Oprysk Fusilade Forte 150 EC | 07.06 | 29.05 | 04.06 |
| Ocena działania Fusilade Forte 150 EC | 21.06 | 12.06 | 18.06 |
| Początek kwitnienia | 27.06 | 23.06 | 22.06 |
| Zbiory surowca (kwiatostan) | 30.06 | 28.06 | 27.06 |
| 06.07 | 03.07 | 03.07 |
| 21.07 | 18.07 | 24.07 |
| 14.08 | 02.08 | 07.08 |
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Dzida K, Skubij N, Tymoszuk K i wsp. Właściwości lecznicze i walory dekoracyjne nagietka lekarskiego (Calendula officinalis L. ). Ann UMCS, Sec EEE, Horticult 2016; 26(3):13-25.
2. Czikow P, Łaptiew J. Rośliny lecznicze i bogate w witaminy. Wyd. II. PWRiL, Warszawa 1983; 235-9.
3. Król B. Yield and chemical composition of flower heads of selected cultivars of pot marigold (Calendula officinalis L.). Acta Sci Pol, Hort Cultus 2012; 11(1):215-25.
4. Król B. Nagietek lekarski. W: Kołodziej B. (red.). Uprawa ziół: poradnik dla plantatorów. PWRiL, Warszawa 2018; 327-31.
5. Nurzyńska-Wierdak R. Wzrost, plonowanie i składniki chemiczne surowca wybranych odmian nagietka lekarskiego (Calendula officinalis L.). Ann UMCS, Sec EEE, Horticult 2014; 24(2):27-34.
6. Nurzyńska-Wierdak R, Zawiślak G, Pacek M i wsp. Ocena morfologiczna roślin oraz analiza składu chemicznego kwiatów wybranych odmian nagietka lekarskiego (Calendula officinalis L.). Ann UMCS, Sec EEE, Horticult 2015; 25(4):25-35.
7. Ocioszyńska I, Nartowska J, Strzelecka H. Badania chemizmu kwiatostanów nagietka. Herba Pol 1977; (3):191-9.
8. Farmakopea Polska XI. PTF, Warszawa 2017.
9. Ożarowski A, Jaroniewski W. Rośliny lecznicze i ich praktyczne zastosowanie. IWZZ, Warszawa 1989; 266-9.
10. Taczanowska R, Hołderna-Kędzia E. Nagietek lekarski – właściwości i zastosowanie. Wiad Ziel 1998; 7/8:11-3.
11. https://www.olej.edu.pl/olejek-nagietkowy/.
12. Biesiada A, Łętowska-Sokół A, Kucharska A. Wpływ odmiany na aktywność antyoksydacyjną nagietka lekarskiego (Calendula officinalis L.). Roczn AR Pozn 383, Ogrodnictwo 2007; 41:421-5.
13. Król B. Yield and the chemical composition of flower heads of pot marigold (Calendula officinalis L. cv. Orange King) depending on nitrogen fertilization. Acta Sci Pol Hort Cultus 2011; 10(2):235-43.
14. Hojden B, Lamer-Zarawska E, Świąder K. Przydatność herbicydów w pielęgnacji nagietka lekarskiego (Calendula officinalis L.). Herba Pol 1990; (1-2):5-7.
15. Król B. Wpływ zagęszczenia roślin na plonowanie i jakość surowca nagietka lekarskiego (Calendula officinalis L.). Ann UMCS, Sec E, Agricult 2013; 68(2):42-7.
