Különböző gyógynövények trágyareakciójának vizsgálata eltérő évjáratokban

Dátum
Folyóirat címe
Folyóirat ISSN
Kötet címe (évfolyam száma)
Kiadó
Absztrakt

A növényi eredetű, gyógyhatású készítmények forgalmának növekedése napjainkban folyamatos. A fejlődő országok gyógynövénytermesztésének nagyarányú növekedése és nemzetközi piacon való megjelenése újfajta kihívások elé állítja a magyarországi gyógynövénytermesztőket. Eddig kevés átfogó kutatás készült a Magyarországon sikeresen termeszthető gyógynövények tápanyagigényéről, ugyanakkor előnyös lenne, ha a termesztők számára több információ állna rendelkezésre. Kutatásunk során ezen hiány részleges pótlása céljából három Magyarországon termesztett gyógynövény tápanyagigényét vizsgáltuk. Kísérletünket a Debreceni Egyetem, Agrár Kutatóintézetek és Tangazdaság, DTTI Bemutatókertjében állítottuk be. A kísérlet talaja mészlepedékes csernozjom. A parcellák – 8 m2 alapterületűek (1,6*5 méter) - négy ismétlésben, véletlen blokk elrendezéssel, hat különböző trágyázási szinten kerültek beállításra. A tápanyaglépcsők N 15 kg/ha, P2O5 20 kg/ha és K2O 30 kg/ha-tól indultak öt kezelésen át N 75 kg/ha, P2O5 100 kg/ha és K2O 150 kg/ha-ig, 15 kg/haN, 20 kg/ha P2O5, és kg/ha K2O lépcsőkkel. A kontroll parcellákra nem juttattunk ki tápanyagot. A körömvirág és a borsikafű vetése parcellánként négy sorban, 40 cm-es sortávval 1 cm-es mélységbe minden évben április hónapban történt. A kasvirág esetében palántanevelés és kiültetés történt, szintén 40 cm-es sortáv és négy sor alkalmazásával. A növények magasságának mérése parcellánként 2015-ben és 2016-ban négy, 2017-ben öt növényen a körömvirág és a borsikafű, és tíz a kasvirág esetében 2016-ban, 2017-ben és 2018-ban. A körömvirág állományban SPAD mérésekre 2017-ben és 2018-ban került sor parcellánként 15, majd 10 növényen. A borsikafű állomány NDVI mérésére 2017-ben három alkalommal került sor. 2018-ban hatszor sor került a kasvirág állomány vizsgálatára is. A körömvirág virágzati drogjának betakarítására évenként több alkalommal is sor került. A virágzatokat maximum egy centiméter hosszú szárrésszel gyűjtöttük be, minden parcellából egy belső sort. A leszedett drog lemérésre került, majd műanyag rekeszekben, egy rétegben szétterítve, félárnyékban száradt. Száradás után újra lemértük. A borsikafű herbájának betakarítására évenként egyszer került sor. A szárításhoz és a szárítási veszteség számításához ismert tömegű mintát vettünk parcellánként, amit szárítószekrényben szárítottunk 40 oC-on, majd lemorzsoltuk. Számoltuk a morzsolt drog előállításának veszteségét, a nyers drogtermés és a morzsolt drogtermés százalékos kapcsolatának alapján. A kasvirág virágzó herbájának betakarítása 25-30 centiméteres szár résszel történt, évente egy alkalommal, minden parcellából egy belső sort. Ezt nyersen lemértük, majd a szárításhoz és a szárítási veszteség számításához mintát vettünk. A mintákat 2016-ban átlagosan két hétig, egy rétegben kiterítve, félárnyékban szárítottuk. 2017-ben és 2018-ban a betakarításkori nedvesebb időjárás miatt 40 oC-on, szárítószekrényben végeztük a szárítást. A szárított drogot mindhárom növény esetében papírzacskókban és lezárható műanyag zacskókban tároltuk. A kasvirág gyökérdrogjából 2017. november 7-én vettünk mintát, parcellánként 20 tövet. A gyökérzeteket ásóval emeltük ki, majd folyó víz alatt tisztítottuk meg. Ezután került mérésre a nyers tömegük, majd mintát vettünk az illékony anyag mérésekhez és a szárításhoz is, mely szárítószekrényben történt 40 oC-on. Illékony anyag azonosítást végeztünk mindhárom vizsgált növény száraz drog mintáján, valamint a kasvirág nyers gyökérdrog mintáján. SPME-GC/MS módszert alkalmaztunk, ami az illóolaj-tartalmú növények illóanyagának meghatározására alkalmas. Az illékony anyagok azonosítása a tömegspektrométer által előállított kromatogram és a Nist98 adatbázisokban tárolt tömegspektrumok felhasználásával történt. Az adatok feldolgozása során varianciaanalízist, és Pearson-féle korreláció analízist végeztünk, melyhez MS Excel 2010 és IBM SPSS 22.0 programokat használtunk. A körömvirág magasságára az N30P40K60 kezelés volt jó hatással, bár ezt az adatokon elvégzett statisztikai analízisek nem támasztották alá. A hőmérséklet, a talajhőmérséklet és a globálsugárzás pozitív hatással voltak a növény magasságára. A lehullott csapadék a vizsgált nyolc hetes időintervallumon belül az ötödik héten fejtett ki hasonló erősségű pozitív hatást. A levegő páratartalmának a magasságra negatív befolyásoló hatását detektáltuk. Egy hosszabb, páradús időszak hatása kettős a növény szempontjából a magasságnövekedésére nézve. A körömvirág legnagyobb SPAD értékeit az N45P60K90 kezelésben detektáltuk, melyet a varianciaanalízisek eredményei alátámasztottak mindkét vizsgálati évben (2017, 2018). A SPAD mérések adatsorai és a meteorológiai tényezők kapcsolatának vizsgálata alapján nem jelenthetjük ki teljes bizonyossággal, hogy ezek a növény SPAD értékeire jelentős hatással voltak. A borsikafű magasságának tekintetében az N30P40K60 kezelés volt a legelőnyösebb, bár ezt az adatokon elvégzett variancia és Pearson-féle korreláció analízisek nem támasztották alá. A három év (2015, 2016, 2017) adatait a meteorológiai tényezőkkel együttesen elemezve a hőmérséklet, a talajhőmérséklet, a csapadék és a globálsugárzás pozitív korrelációja volt kiemelkedő. A levegő páratartalmának hatása negatív, és a nyolc hetes intervallum vége felé folyamatosan erősödik. Ez az egyetlen gátló hatású meteorológiai tényező (ami vizsgálatra került), de korrelációja a borsikafű magasságával erősségben elmaradt a többi tényezőétől. A borsikafű NDVI vizsgálata során az N30P40K60 kezelés értékei voltak kiemelkedőek, ezt azonban statisztikailag nem sikerült alátámasztani. A növény NDVI értékei elenyésző esetben voltak statisztikailag értékelhető kapcsolatban a meteorológiai tényezőkkel 2017-ben. A levegő páratartalmának negatív befolyásoló hatása volt a leginkább statisztikailag értékelhető. A kasvirág magassága szempontjából az N45P60K90 kezelés mért értékei voltak a legelőnyösebbek, bár ezt az adatokon elvégzett variancia és Pearson-féle korreláció analízisek nem támasztották alá. A talajhőmérséklet, a hőmérséklet és a globálsugárzás befolyásoló hatása jelentős, de egyes esetekben a csapadék és a levegő páratartalmának is volt ilyen hatása. A levegő páratartalmának volt egyedül negatív korrelációs hatása. A kasvirág NDVI mérések adatainak értékelésekor az N45P60K90 kezelés volt kiemelkedő, bár ezt statisztikailag nem sikerült alátámasztani. A levegő páratartalmának negatív hatása ebben az esetben is kockázati tényezőként jelent meg. A körömvirág esetében mind a nyers, mind a száraz drogtermés mennyiségének növekedését leginkább az N15P20K30 kezelés eredményezte. Mindemellett megfigyelhető volt, hogy a növekvő tápanyag kijuttatásokkal növekedett a drog nedvességtartalma. Az elvégzett statisztikai vizsgálatok nem szolgáltattak egyértelmű bizonyítékot a tápanyagkezelések befolyásoló hatását illetően. A betakarítások számának növekedése negatívan befolyásolta a nyers és a száraz termés mennyiségét, a száradási veszteségét azonban nem. Egyértelművé vált a hőmérséklet, a talajhőmérséklet és a globálsugárzás negatív hatása a nyers és száraz termés mennyiségére és a száradási veszteségére is. A hőmérsékleti tényezők és a globálsugárzás értékének emelkedése hatására a növény kevesebb drogot termelt, azonban ennek a nedvességtartalma is alacsonyabb volt. A csapadék és a levegő páratartalma a nyers, és a száraz termés mennyiségére, valamint a száradási veszteségre is pozitívan hatott, vagyis a termés mennyiségével annak nedvességtartalmát is növelte. A borsikafű esetében a legnagyobb nyers, száraz és morzsolt drogtermés mennyiséget az N30P40K60 kezelésnél mértük. A tápanyag utánpótlások növekedésével a herba nedvességtartalma is nőtt, ami gazdaságilag hátrányosan befolyásolta a szárítás idő-, energia-, és költség igényét. A kijuttatott tápanyag mennyiség növekedésével a morzsolt drogelőállítási veszteség is nőtt. Ez a százalékos érték magában foglalja a herba száradási veszteségét és a morzsolás során keletkező melléktermék, vagyis a lemorzsolt szár mennyiségét is, ami meg mutatja, hogy a tápanyagkezelésekkel nemcsak a növény nedvességtartalma, hanem a szár aránya is növekedett. A nyers, száraz és morzsolt drog mennyiségét és a morzsolt drogelőállítási veszteséget egyaránt negatívan befolyásolta a hőmérséklet, és a talajhőmérséklet. A száradási veszteség a hőmérséklet és a globálsugárzás hatására nőtt. A hőmérséklet és a globálsugárzás növekedésével csökkent a herba drog mennyisége, annak szárarányával, de nőtt a nedvességtartalma. A csapadék és a levegő páratartalmának pozitív korrelációja jelent meg minden mért termésparaméterben, vagyis ezek termésnövelő hatása nem a növény nedvességtartalmának növekedésében materializálódott. A globálsugárzás negatív korrelációban volt az egy hetes meteorológiai vizsgálati intervallumban a nyers, száraz terméssel, illetve a morzsolt drogelőállítási veszteséggel, ami már egybe esett a virágzás idejével. A kasvirág herba termésének kísérleti eredményei alapján az N45P60K90 tápanyagdózis drogtermés növelő hatása a leginkább elfogadható a száradási veszteség növekedése mellett, ugyanakkor nem sikerült erre statisztikai bizonyítékot is szolgáltatni. A hőmérséklet növelte a száradási veszteséget, de a nyers és száraz termést nem, vagyis a növény nedvességtartalma növekedett. A csapadék és a levegő páratartalma növelte szintén a nedvességtartalmat, de valószínűleg gátolta a virág képzést, ezzel csökkentve a drogtermést. A talajhőmérséklet rövid távon növelte a száradási veszteséget, de hosszú távon csökkentette, míg a nyers és a száraz termés növekedését elősegítette, vagyis a szárazanyag tartalmat növelte. A globálsugárzás hatása nem mindig volt egyértelműen érzékelhető a száradási veszteség esetében, de amikor igen, akkor azt csökkenttette, a termés mennyiségét pedig növelte. A kasvirág gyökér drog termését legjobban az N75P100K150 kezelés növelte. A nagyobb mennyiségben kijuttatott tápanyagkezelések hatására a nyers és száraz gyökértömeg növekedni kezdett, a száradási veszteség pedig csökkenni. A körömvirágban detektálásra került illékony anyagok össz és egyenként vizsgált intenzitására a kezelések hatással voltak. A növekvő mennyiségben kijuttatott tápanyag az alfa-tujon és a germakrén D intenzitását csökkenttette, míg az alfa-kariofillénét növelte. Az adatsorokon végzett Pearson-féle korreláció analízis szerint az összintenzitásra a hőmérséklet, a talajhőmérséklet és a globálsugárzás pozitív, míg a csapadék és a levegő páratartalma negatív hatással volt. A borsikafű herbájában detektált illékony anyagok intenzitására a tápanyagkezelések hatása a statisztikai vizsgálatok alapján nem volt szignifikáns. A P-cimol intenzitása a tápanyagkezelések hatására növekedni kezdett, míg a karvakrolé és a béta-kariofilléné csökkenni. Ezek az anyagok egymással szoros korrelációban vannak, vagyis intenzitásuk változása hat egymásra. Mind a drogtermés teljes illékony anyag készletének, mind az egyes vizsgált anyagok intenzitására a hőmérséklet és a talajhőmérséklet negatívan hatott, míg a csapadék és a levegő páratartalma pozitívan. A globálsugárzás egy hetes intervallumban mért negatív hatása közvetlenül negatívan befolyásolta az illékony anyagok intenzitását. A 2016-os évi kasvirág herba illékony anyag adatsoraival végzett varianciaanalízis szerint a tápanyag kezelések hatása szignifikáns volt. 2017-ben ezt az eredményt a megkésett SPME-GC/MS mérések miatt nem sikerült megismételni. Az egyenként vizsgált illékony anyagok (alfa-kurkumén, germakrén D és gamma-murolén) intenzitása az N15P20K30 kezelés hatására növekedett, a további kezelések hatására pedig csökkent. A gyökérben detektált illékony anyagok intenzitása növekedett a kijuttatott tápanyagdózisok hatására, melyet a kezelések értékei közötti ingadozás ellenére a trendvonalak korrelációja alátámasztott. A P-cimén és az alfa-kurkumén esetében az intenzitás növekedése folyamatos volt, míg a timoléban az N30P40K60 kezelésben mértünk kiugró eredményt. Az alfa-kurkumén intenzitásának változása a herba és a gyökérdrog esetében ellentétes volt.


The increase in the market turnover of herbal medicinal products is ongoing nowadays. The developing countries’ herb cultivation is growing, and it’s appears on the international market makes new challenges for the herb growers in Hungary. Only few research has been done in Hungary about the nutrient requirements of successfully growing herbs, until now. However, it would be beneficial if more information was available for the growers. Under my investigation I tried to fill this gap somewhat with investigate the nutrient requirements of three herb grown in Hungary. The experiment took place in the Agricultural Research Institutes and Tang Economy, DTTI Presentation Garden of the University of Debrecen. The experimental place’s soil is chernozem. Plot size was 8 m2 (1,6*5 meter) arranged in 4 replications in randomized blocks, with 6 different fertilizer treatment levels. The fertilizer doses were from N 15 kg ha-1, P2O5 20 kg ha-1 and K2O 30 kg ha-1 to N 75 kg ha-1, P2O5 100 kg ha-1 and K2O 150 kg ha-1 in 5 levels with 15 kg ha-1 N, 20 kg ha-1 P2O5, and 30 kg ha-1 K2O steps, applied with hand in every year. In the case of the marigold and the summer savory, sowing was took place on the spot annually in April in 4 rows with 40 cm row space in 1 cm depth. In the case of the purple coneflower the sowing was into seedling trays, then the seedling were plant out in 4 rows with 40 cm row space. The height of the plants was measured per plot, in 2015, and 2016 with four plant, in 2017 with five in the case of the marigolt and summer savory, and with ten in the case of the purple coneflower in 2016, 2017 and 2018. SPAD measures were made with the marigold in 2017 and 2018 with 15 and 10 plants per plot. Three NDVI measurements were made with the savory in 2017. NDVI measurements were made with the purple coneflower, six times in 2018. The marigold drug was harvested several times in a year. The inflorescences were collected with a stem of up to 1 centimeter long, one inner row, from every plots. We measured the raw drug yield, then dried it under prenumbra spread in one layer usually for a week. After the drying measured it again. The savory herb drug was harvested once a year by hand. For the drying, and calculation of the drying loss, bought a sample of known weight per plot, dried in drying cabinet at 40 oC, than the drug were crushed. The crushed drug loss were calculated based on the percentage relationship of raw drug yield and crushed drug yield. The flowering purple coneflower herb drug harvested with a stem of up to 25-30 centimeter long, once a year, from every plots one inner row. The raw yield were measured, than for the drying, and calculation of the drying loss, bought a sample of known weight per plot. Samples were dried under prenumbra spread in one layer for two weeks in 2016. In 2017 and 2018 because of the wet weather we used drying cabinet at 40 oC. Dried drug for all three plants were stored in paper and lockable plastic bags. Samples were taken from the coneflower’s roots 7th November in 2017, 20 plants per plot. The roots was raised with a spade, then cleaned under running water. Measured the raw root yield, and took samples for the volatile matter investigations, and the drying in drying cabinet at 40 oC. The volatile matter’s identification was made on the three medicinal plant’s dried drug samples and the purple coneflower root’s raw samples with SPME-GC/MS method, which is suitable for the determination of volatile oil-containing plants. The volatile matters were identified by using the mass spectrometer chromatogram and mass spectra stored in Nist98 databases. During processing of the data, variance analysis and Pearson's correlation analysis were applied by using MS Excel 2010 and IBM SPSS 22.0 programmes. The N30P40K60 treatment had a good effect on the height of the calendula, although this was not supported by statistical analysis. Temperature, soil temperature and global radiation had a positive effect on plant height. Precipitation in the investigated eight-week period has a similar positive effect on the fifth week. Air humidity had a negative effect. The effect of a longer, humid period is binary for the height increase. The highest SPAD values for calendula were detected in N45P60K90 treatment, supported by the results of variance analyzes in both study years (2017, 2018). Analyzing the relationship between SPAD data series and meteorological factors, we cannot say with certainty that they have a significant impact on the SPAD values of the plant. However, the positive effect of temperature and the negative correlation of global radiation seem to prove, the SPAD values of the plant will not necessarily increase with only the sunny, favorable time for photosynthesis. Regarding the height of the summer savory, the treatment N30P40K60 were the most advantageous, although this was not supported by variance and Pearson’s correlation tests. Analyzing the data of the three years (2015, 2016, 2017) together with the meteorological factors, the positive correlation between temperature, soil temperature, precipitation and global radiation was outstanding. The effect of air humidity is negative and is steadily increasing towards the end of the eight-week investigated period. This is the only inhibitory meteorological factor (which has been investigated), but it’s correlation with the height of the savory is weaker than other factors. In the NDVI investigation of savory, the values of the treatment N30P40K60, were outstanding, but this was not statistically supported. The NDVI values of the plant were, in a minor case, statistically related to meteorological factors in 2017. The negative impact of air humidity was most statistically significant. For the height of the coneflower, the measured values of the treatment N45P60K90, were the most advantageous, although this was not supported by the variance and Pearson’s correlation analysis. The influence of soil temperature, temperature and global radiation is significant, but in some cases the effect of precipitation and humidity of air was similar. Air humidity has only a negative correlation effect. When evaluating the data of the purple coneflower’s NDVI measurements, the treatment N45P60K90 were outstanding, although this was not statistically significant. The negative effect of air humidity in this case is also a risk factor. In the case of marigold, the increase of raw and dry drug yields was mainly due to treatment N15P20K30. It was observed that increasing nutrient applications increased the moisture content of the drug. The statistical studies did not provide clear evidence of the influence of nutrient treatments. The increase of the number of harvests has a negative effect on the amount of raw and dry drug yield, but not on the loss of drying. The negative impact of temperature, soil temperature and global radiation on the amount of raw and dry drug yield and the drying loss became clear. As an effect of the rise of temperature, soil temperature and global radiation, the plant produces less drugs, but its moisture content is also lower. Precipitation and air humidity have a positive effect on the amount of raw and dry drug yield and the drying loss, so it is increasing the moisture content of the drug. In the case of summer savory, the highest raw, dry and crushed herb yields were measured for treatment N30P40K60. With the increase in nutrient supplies, the moisture content of the herb was increased, which had an adverse economically adversely effected the time, energy and cost of drying. With the increase of the increased nutrient supplies, the crushed drug production loss has also increased. This percentage includes the herb's drying loss and the amount of crushed by-product, the crushed stem, which shows that nutrient treatments have increased not only the moisture content of the plant but also the ratio of the stem. The amount of raw, dry and crushed drug yield and the crushed drug production loss are both negatively affected by the temperature and soil temperature. Drying loss increases with temperature and global radiation. As the temperature and global radiation increase, the amount of herb drug yield decreases with it’s stem ratio, but the moisture content increases. Positive correlation of precipitation and air humidity appears in all measured crop parameters, so their yield enhancing effect does not materialize as the plant moisture content increases. Global radiation has a negative correlation in the one-week meteorological test period with the raw, dry yield and crushed drug production loss that already coincides with the time of flowering. Based on experimental results of coneflower’s herb production, the increasing effect of nutrient requirement N45P60K90 was most acceptable with the increase of drying loss, but at the same time no statistical evidence was provided. The temperature increases the drying loss, but the raw and dry yield not, so the moisture content of the plant has increased. Precipitation and air humidity also increase the moisture content, but probably inhibit the flower formation, reducing the drug yield. The soil temperature in the short term increases the drying loss, but reduces it in the long run, while promoting the growth of raw and dry yield, so increasing the dry matter content. The effect of global radiation is not always obvious in the case of drying loss, but when it does, it reduces it and increases the yield. The coneflower’s root drug yield were best enhanced by the N75P100K150 settings. With increased the amounts of nutrient treatments have resulted the increase of raw and dry root yield and the drying loss. Nutrient requireents were effected the total intensity of volatile substances, which detected in marigold. The intensity of the volatile substances individually influenced by the nutrient settings in different ways. Increased amounts of nutrients reduced the intensity of alpha-thujon and germacrene D, while increasing alpha- cariophyllene’s. According to Pearson's correlation analysis, the total intensity were in positive correlation with temperature, soil temperature and global radiation, while humidity and air humidity had a negative effect. The effect of nutrient treatments on the intensity of volatile substances detected in the herb of summer savory was not statistically significant. The intensity of P-cymol began to increase as a result of nutrient settings, while decrease carvacrol and beta-cariophyllene. These materials are in close correlation with each other, which means that their intensity changes to each other. Both the total volatile matters of drug yield and the intensity of each tested substances has a negative correlation relationship with temperature and soil temperature, while humidity and air humidity has positive. The negative effect of global radiation in a one-week interval directly effects the intensity of volatile substances. According to the variance analysis with the volatile matters’ series of the 2016 year’s coneflower herb, the effect of nutrient treatments was significant. In 2017, this result was not repeated due to the delayed SPME-GC / MS measurements. The intensity of the individual volatile substances tested (alpha-curcumene, germacene D and gamma-murolene) increased with N15P20K30 setting and decreased with further treatments. The intensity of the volatile substances detected in the root increased as a result of the applied nutrient requirements, which, despite the fluctuations between the settings, was supported by the trend line’s correlation. In the case of P-cymene and alpha-curcumene, the increase in intensity was continuous, while in the timol’s, the outbreak of N30P40K60 was superior. The changes in the intensity of the alpha-curcumene in the herb and root drug was opposite.

Leírás
Kulcsszavak
gyógynövény, medicinal plant, tápanyagpótlás, körömvirág, borsikafű, bíbor kasvirág, illékony anyag, meteorológiai tényezők, nutrient supplementation, marigold, summer savory, purple coneflower, volatile substance, meteorological factors
Forrás