Анатомическое и морфологическое строение корней эфемероидов Бадхыза и их хозяйственное значение



Анатомическое и морфологическое строение корней эфемероидов Бадхыза и их хозяйственное значение

Акмурадов Алламурад, преподаватель

Государственный медицинский университет Туркменистана (г. Ашхабад)

В настоящей статье рассматривается анатомическая и морфологическая структура подземных органов и хозяйственное значение некоторых видов поликарпических трав (Ranunculussewerzowii, Leonticeewersmannii, Ferulaoopoda) и монокарпиков (Dorema aitchisonii) Бадхыза.

Ключевые слова: эфемероиды, фитоценозы, растительные ресурсы, фитомасса, туркменская народная медицина.

В растительном покрове Бадхыза синузия эфемероидов составляет основу структуры травянистого яруса фисташковых и полынных фитоценозов, а также различных сообществ травянистой растительности. Наиболее характерные компоненты травяного покрова — осока толстостолбиковая (Carexpachystylis) и мятлик луковичный (Poabulbosa), распространены повсеместно. Особый колорит ландшафту Бадхыза придают гигантские стебли с жёлто-лимонными соцветиями ферулы бадракема (Ferulabadrakema) — многолетнего монокарпика из семейства зонтичных. Из других крупных эфемероидных трав следует назвать ферулу яйценогую (Ferulaoopoda) и дорему Эчисона (Doremaaitchisonii) — также оригинальных представителей бадхызской флоры.

Различные фитоценозы Бадхыза в целом представляют 22 вида эфемероидных трав, в том числе 10 видов луковичных, главным образом из семейств лилейных (виды родов Gagea, Tulipa) и луковых (виды Allium) [3–5,7].

Исследованные виды эфемероидов можно разделить на две группы: поликарпические травы с клубневидными запасающими корнями (Ranunculussewerzowii, Leonticeewersmannii, Ferulaoopoda); монокарпические травы с клубнеобразно утолщёнными главным и некоторыми боковыми корнями (Dorema aitchisonii).

Цель работы — изучение анатомической и морфологическойструктуры подземных органов, хозяйственное значение и ресурсы лекарственного сырья некоторых видов поликарпических трав (Ranunculussewerzowii, Leonticeewersmannii, Ferulaoopoda) и монокарпиков (Dorema aitchisonii).

Морфологическое строение подземных органов изучалось траншейным методом на серозёмных супесчаных почвах, анатомическая структура и определение природного запаса лекарственного сырья — по общепринятой методике [9–11].

Лютик Северцева (RanunculussewerzowiiRegel) — клубнеобразующий многолетник, надземная часть представлена генеративным стеблем высотой 20–30 см и прикорневыми розеточными листьями. В подземной части формируется пучок клубневидных утолщённых корней длиной 0,5–1,5 см, а также пучки тонких неутолщённых корней, проникающих на глубину 60–130 см. Общий диаметр корневой системы 25–40 см (рис. 1).

Лютик Северцева характеризуется наличием подземных столонов, простирающихся в горизонтальном направлении и образующих на концах пучки веретеновидных клубней, дающих начало новым особям.

Корневая система по глубине залегания превышает высоту надземной части в 4,5–5,5 раза. Диаметр корневой системы в 2,5 раза превышает диаметр надземной части особей. Подземная фитомасса в целом больше надземной в 1,5–2,5 раза (таблица).

Таблица

Размеры корневых систем исоотношение размеров надземной и подземной части некоторых эфемероидов Бадхыза

Растение	Размеры, см				Сотношение веса надземной иподземной частей
	корневая система		надземная часть
	глубина	диаметр	высота	диаметр
Ranunculus sewerzowii	90–135	25–40	20–35	10–15	1,0:2,5
Leontice ewersmannii	110–130	90–135	15–30	25	1,0:23
Ferula oopoda	145–180	350–385	100–140	95–110	1,7:8,0
Dorema aitchisonii	135–195	240–350	120–200	110–160	1,0:6,0

У лютика Северцева корни в пучке, веретеновидные, цилиндрические, оттянутые на конце. Эти укороченные и утолщённые образования на поперечном срезе имеют округлую форму (рис. 1, А). Снаружи они покрыты однослойной ризодермой, состоящей из мелких клеток (рис. 1, А. Б-1). Ниже расположен субэпидермальный слой, состоящий из удлинённый клеток с утолщёнными и одревесневшими стенками (рис. 1. А, Б-6). Широкая кора занимает большой объём корня (73 %). Клетки коры крупные, паренхимные, имеют округлую форму. Плотности клеток заполнены крахмальными зёрнами (рис. 1, А, Б-7). Ввиду накопления большого количества крахмала,

утолщённые цилиндрические образования корней выполняют запасающую функцию. Центральную часть запасающего корня занимает проводящая система, состоящая из участков флоэмы (рис. 1, А-3) и ксилемы (рис. 1, А-4). В ксилеме сосуды мелкие с сильно утолщёнными стенками, между ними расположена механическая ткань (рис. 1, А. Б-8). Проводящая система занимает небольшой объём в корне (17 %).

Рис. 1. Анатомическое строение подземных органов лютика Сверцова (А, Б – корень, В – корневище) и леонтицы Эверсмана (Г, Д – клубень, Е – корень): 1- покровная ткань, 2 – кора, 3 – флоэма, 4 – ксилема, 5 – камбий, 6 – удлиненные клетки, 7 – крахмалоносные клетки, 8 – сосуды, 9 – воздухоносные полости

Между запасающими корневыми образованиями расположены длинные тонкие корневища белого цвета. На поперечном срезе они имеют округлую или овальную форму (рис. 1, В). Снаружи корневище покрыто однослойной покровной тканью. Под ней расположены тонкостенные крупные клетки коры. В коре в отдельных местах наблюдаются воздухоносные полости (рис. 1. А, Б-9). Ниже расположены проводящие пучки, окружённые механической тканью. Пучки состоят из ксилемы и флоэмы (рис. 1, А. В-3, 4), сердцевина — из крупных, тонкостенных клеток. В центре корневища клетки разорваны и образуют крупную полость. В отличие от запасающих корней корневища не имеют запасных веществ. Они выполняют проводящую и якорную функции.

Для лекарственных целей природные запасы достаточны. Ежегодный сбор сырья может составить 150–200 тонн [3]. Принимая во внимание хозяйственное и практическое значение, вид можно отнести к лекарственным, кормовым и красильным растениям.

В туркменской народной медицине отвар из травы лютика применяют при паховой грыже, легочных заболеваниях, головной боли, средство из сушёных корней — при ревматизме. В традиционной медицине лютик применяют при туберкулёзе, желудочных заболеваниях, водянке, запорах, а также как антисептическое средство [1,3,4,7,12].

Леонтица Эверсмана (Leontice ewersmannii Bunge) — высота особей 30–40 см. Кистевидные соцветья многоцветковые, листья прикорневые в количестве 1–2, стеблевые — 2–5. В подземной части на глубине 25–35 см находится клубень яйцевидной формы диаметром 4–5 см. На клубне образуется множество тонких корешков диаметром до 1 мм, направленных горизонтально в стороны и одновременно углубляющихся вниз (см. рис. 1). Последние дают корни второго и третьего порядков. Глубина проникновения корней — 110–130 см, диаметр корневой системы — 90–135 см. Корни по глубине залегания превышают надземную часть особей в 3–4 раза, по массе подземная часть за счёт клубня во много раз (10–23) превышает надземную (таблица).

Поперечный срез бугорчатого корня леонтицы имеет округлую или овальную форму. Снаружи клубень покрыт многослойной пробкой (до 25 слоёв). Ниже расположена неширокая кора. Клетки коры крупные, тонкостенные, заполнены крахмальными зёрнами. Под корой, ниже камбия, находятся редко расположенные проводящие пучки, которые состоят из участков флоэмы и ксилемы. Ксилема представлена многочисленными тонкостенными сосудами и паренхимной тканью (рис. 1, Г. Д-4, 8). Основную ткань клубня составляют очень крупные тонкостенные паренхимные клетки, густо заполненные крахмальными зёрнами (рис. 1, Д-7). Основная функция клубня — запасающая.

На клубневых боковых выростах или бугорках расположены пучки тонких белых корней (рис. 1, Е). На поперечном срезе видна покровная ткань, кора, флоэма, а центральную часть занимают сосуды. Тонкие корни выполняют проводящую функцию.

Для лекарственных целей природные запасы достаточны. Ежегодный сбор клубней составляет 60–80 тонн [1,3,12]. Растение служит ценным сырьем для получения спирта.

В туркменской народной медицине из-за содержания алкалоидов (леонтоалбин, леонтамин, леонтидин, леонтин, леонтисин) применяется в виде крахмала при гипертонии, аменорее, метеоризме, камнях в мочеточниках [1,3,7,8,12].

Ферула яйценогая (Ferulaoopoda(Boiss. et Buhse) Boiss.) — высота генеративного стебля — до 140 см, диаметр прикорневой розетки листьев — 95–110 см (длина одного прикорневого листа розетки — 40–65 см).

В подземной части находится клубнеобразно утолщённый корень беловатого цвета диаметром на начальном отрезке — 5 см, а в наиболее утолщённой части — 7 см. Утолщённый корень залегает на глубине 50–60 см (рис. 2, В). На глубине 30–50 см утолщённый стержневой корень даёт боковые ответвления (утолщённый) диаметром 1–3 см. Стержневой корень, направленный вертикально вниз, углубляется в целом до 145–180 см. На разных глубинах (35–100 см) главный корень образует ещё несколько боковых корней диаметром 0,3–1,0 см. Общая глубина проникновения корней составляет 180 см, диаметр корневой системы — 350–385 см. Корни по глубине залегания превышает высоту надземной части (без учёта высоты генеративного стебля) в 3 раза, диаметр корневой системы более чем в 3 раза превышает диаметр надземной части. Масса подземных органов превышает вес надземной части в 5–8 раз (таблица).

Утолщённый стержневой корень ферулы снаружи покрыт широкой, многослойной (более 200 слоёв) пробкой, занимающей 7 % объёма корня (рис. 2, В-1). Кора состоит из тонкостенных паренхимных клеток, заполненных крахмальными зёрнами. Среди этих клеток расположены секреторные вместилища округлой или овальной формы диаметром 165–220 мкм (рис. 2, В-7). Вместилища окружены клетками, заполненными жироподобными веществами тёмно-коричневого цвета. Внутри вместилищ находится смола. Центральную часть утолщённого стержневого корня занимает проводящая система, состоящая из флоэмы и ксилемы. Последняя занимает наибольшую часть корня (62 %) (рис. 2, В-4, 5, 6) и состоит из многочисленных крупных и мелких сосудов (диаметр 33–110 мкм), древесинной паранхимы и широких лучей. Механическая ткань в ксилеме стержневого корня ферулы отсутствует. Радиальные лучи на некоторых участках сильно расширены и в них расположены крупные секреторные вместилища, такие же как в коре. Клетки лучей, как и клетки коры, заполнены крахмальными зёрнами. В связи с накоплением большого количества крахмала и наличием секреторных вместилищ необходимо отметить, что главный стержневой корень ферулы выполняет в основном запасающую функцию.

Для сравнения сделаны срезы боковых корней. По строению они близки к главному стержневому корню, но отличаются от него более узкими лучами, наличием большого количества сосудов и участков механической ткани. Боковые корни так же, как и главный корень, служат для запаса питательных веществ, но основная их функция — проводящая.

Для лекарственных целей природные запасы достаточны. Ежегодный сбор смолы составляет в пределах 8–10 тонн [3,12]. Приняв во внимание полезные свойства, ферулу можно отнести к используемым в промышленных целях растениям страны.

Растение служит антибактериальным средством за счёт содержания в смоле галабановой кислоты. В туркменской народной медицине смола и млечный сок стеблей и корней употребляются при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, печени, нервной системы, отравлениях, диарее; смола розеток и корня — для заживления пендинок, ранок в ротовой полости, при острых и хронических, гнойных и негнойных отитах, заболеваниях верхних дыхательных путей. Польза смолы доказана для укрепления иммунитета, лечения простудных заболеваний [2–7,12].

Дорема Эчисона (Dorema aitchisoniiKorov. ex М. Pimen.) — крупный монокарпик. Высота генеративных стеблей достигает 120–200 см, иногда более — 300 см, диаметр прикорневой розетки листьев — 110–160 см. Стержневой корень, как и у ферулы, клубнеобразно утолщён, бурого цвета, морщинистый, диаметром 5–9 см, углубляется на 40–60 см и постепенно утончается (рис. 2, А). На разных глубинах (15–100 см) от главного корня отходят боковые корни различного диаметра (0,3–3,0 см). Их — более 10–12. Число порядков боковых ответвлений достигает 5. Боковые корни простираются горизонтально и одновременно углубляются вниз до 90–135 см. Общий диаметр корневой системы — 240–350 см.

Корневая система по глубине залегания превышает высоту надземной части в 2,0–2,5 раза, диаметр корневой системы больше диаметра надземной части особей более чем в вдвое. Масса подземных органов доремы превышает вес надземной части у разных особей в 4–6 раз (таблица).

Рис. 2. Анатомическое строение подземных органов доремы Эчисона (А, Б) и ферулы яйценогой (В, Г): 1 – пробка, 2 – кора, 3 – камбий, 4 – ксилема, 5 – лучи, 6 – сосуды, 7 – секреторные вместилища, 8 – крахмалоносные клетки.

На поперечном срезе клубнеобразно утолщённой стержневой корень, округлой формы. Снаружи он покрыт многослойной пробкой, насчитывающей до 30 слоёв клеток и занимающей 3 % объёма корня (рис. 2, Б-1). Ниже расположена очень широкая кора, составляющая 23 % (рис. 2, Б-2). Паренхимные клетки коры содержат крахмальные зёрна. Среди клеток коры находятся крупные секреторные вместилища округлой или овальной формы диаметром 665 мкм (рис. 2, Б-7). Внутреннюю поверхность этих вместилищ выстилают мелкие клетки округлой формы, заполненные каплями маслянистых веществ. Внутри секреторных вместилищ находится смолообразное содержимое светло-коричневого цвета. Центральную часть утолщённого корня занимает проводящая система. Флоэма составляет небольшой объём. Наибольшую часть корня занимает ксилема (74 %) (рис. 2, Б-4), включающая многочисленные сосуды, участки механической ткани и широкие лучи (рис. 2, Б-5, 6). Сосуды мелкие (диаметр — 55–88 мкм), сильно одревесневшие, толстостенные. Лучи широкие, в них насчитывается 3–6 слоёв клеток, в лучах среди паренхимных клеток расположены секреторные вместилища, такие же по форме и размерам как в коре. В клетках лучей находятся крахмальные зёрна и капельки масла. Утолщённые стержневые корни доремы служат для запаса питательных веществ — это их основная функция.

Для сравнения сделаны срезы боковых корней. Они имеют такое же строение, как и стержневой корень. В отличие от утолщённого стержневого корня у бокового корня кора и лучи уже. В лучах насчитывается только 1–2 слоя паренхимных клеток. Как и в утолщённом стержневом корне, в секреторных вместилищах бокового корня содержится смола, а в паренхимных клетках коры и в лучах — крахмальные зёрна и капли масла. Боковые корни доремы в основном выполняют проводящую функцию, но также служат и для запаса веществ.

Для лекарственных целей природные запасы достаточны. Ежегодный сбор сырья может составить 5–10 тонн [2,3,5,12]. С одного растения можно собрать 150–200 г смолы и 40–55 г млечного сока [5]. Благодаря богатому содержанию эфирных и жирных масел, камеди, лактонов, витаминов, макро-и микроэлементов в туркменской народной медицине млечной сок употребляется при астме, туберкулёзе, колите, анемии, бесплодии, при заболеваниях глаз, желудочно-кишечного тракта и печени, для повышения потенции, как отхаркивающее, мочегонное и антитоксическое средство [3,4,5,8,12].

Таким образом, глубокое научное изучение биоэкологических особенностей и хозяйственные значимости некоторых эфемероидов, произрастающих в Бадхызском государственном природном заповеднике и сопредельных территориях позволит в будущем комплексно изучить их лекарственных свойства и их хозяйственные значение.

Выводы

1. Изученные виды поликарпических и монокарпических многолетних трав характеризуются наличием в подземной части клубневидных утолщённых корней различных размеров. У крупных эфемероидных трав (ферула яйценогая и дорема Эчисона) клубнеобразно утолщённые стержневые корни наиболее мощно развиты (диаметр — 5–9 см, длина — 50–60 см). Они образуют также несколько утолщённых боковых ответвлений диаметром 0,3–3,0 см. Глубина проникновения корней у этих видов — 140–180 см, общий диаметр корневых систем — 240–385 см.
2. Корневая система по глубине залегания превышает высоту надземной части у разных видов в 2,0–5,5 раза, диаметр корневой системы больше диаметра надземной части в 2–3 раза. Подземная фитомасса превосходит вес надземной части у разных видов в 1,5–8,0 раз (у леонтицы — в 10–23 раза).
3. Изучено анатомическое строение клубневидно утолщённых корней, выполняющих в основном запасающую функцию. У доремы и ферулы среди клеток коры так же, как и в лучах среди паренхимных клеток, находятся секреторные вместилища. В клетках лучей имеются также крахмальные зёрна и капельки масла. Если главный стержневой корень выполняет в основном запасающую функцию, то боковые корни выполняют как проводящую функцию, так и служат для запаса питательных веществ.
4. Растительные ресурсы Бадхыза богаты и разнообразны. Изученные растения относятся к лекарственным, эфирномасличным, смоло- и камеденосным.
5. Ресурсы природного лекарственного сырья эфемероидов Бадхыза могут послужить ценным сырьем для получения новых экологически чистых лекарственных препаратов медицинской промышленности Туркменистана, используемых в дальнейшем в гастроэнтерологии, пульмонологии, неврологии, иммунологии и других областях традиционной медицины.

Литература:

1. Акмурадов, А. Биоэкологические особенности лекарственных трав Бадхыза // Туркменская наука на пути к международным отношениям. — Ашхабад: Ылым, 2013. — с. 533–549.
2. Акмурадов, А. Гастроэнтерологическая характеристика и анатомические особенностикорней некоторых эфемероидов Бадхыза // Материалы XV Юбилейного съезда Научного общества гастроэнтерологов России и 17-го Международного медицинского Славяно-Балтийского научного форума «Санкт-Петербург — Гастро-2015». Гастроэнтерология Санкт-Петербурга. — СПб, 2015. № 1–2. — с. 1.
3. Акмурадов, А. Морфолого-анатомические особенности корней эфемероидов Бадхыза // Проблемы освоения пустынь. — Ашхабад, 2015. — № 3–4. — с. 40–45.
4. Акмурадов, А. Ресурсы природного лекарственного сырья некоторых эфемероидов Бадхыза // Здравоохранение Туркменистана. 2011. № 3. — с. 32–37.
5. Акмурадов, А. Растения семейства зонтичных в Бадхызе // Экологическая культура и охрана окружающей среды. 2015 3 (11). — с. 83–85.
6. Акмурадов, А., Рахманов О. Х. Биоэкологические и фитотерапевтические особенности ферулы //Туркменская наука на пути международные отношения. — Ашхабад: Ылым, 2013. — с. 487–503.
7. Акмурадов, А., Рустамов И. Г. и др. Сырьевые лекарственные эфемероиды Бадхыза // Тез. Междунар. науч. конф. «Достижения здравоохранения Туркменистана в эпоху великого Возрождения». Ашхабад, 2009. — с. 117–118.
8. Бердымухамедов, Г. М. Лекарственные растения Туркменистана. Т. I. Ашхабад: Туркменская государственная издательская служба, 2009. — 385 c.
9. Прозина, М. Н. Ботаническая микротехника. М.: Высшая школа, 1960.
10. Фурст, Г. Г. Методы анатомо-гистохимического исследования растительных тканей. — М.: Наука, 1979. — 205 с.
11. Шретер, А.И., Крылова И. Л. и др. Методика определения запасов лекарственных растений. — М., 1986. — 56 с.
12. Akmyradow, A. Bathyzyň efemeroidleri (bioekologiýasy, fitohimiýasy we fitoterapiýasy). — Aşgabat: TDLU, 2015. — 32 s.