Lelesz Judit Éva1 - Nagy Éva2
A borsikafű (Satureja hortensis L.) drogtermésének és illóolaj hatóanyagainak változása eltérő trágyakezelések hatására kisparcellás kísérletben The examination of the Summer savory's (Satureja hortensis L.) drug yield and essential oil active agents change under different fertilization settings in small plot trial
[email protected] 1 Ph.D. hallgató Debreceni Egyetem Kerpely Kálmán Doktori Iskola Mezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar Növénytudományi Intézet 2Ph.D. hallgató Debreceni Egyetem Állattenyésztési Tudományok Doktori Iskola Mezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar Állatgenetikai Laboratórium
Absztrakt Kutatásunk során a borsikafű (Satureja hortensis .L) tápanyagigényét vizsgáltuk különböző tápanyag utánpótlási beállításokkal kisparcellás véletlen blokk elrendezésű kísérletben. A leszüretelt borsikafű drog nyers és száradás utáni tömegét mértük, valamint SPME (Szilárd fázisú mikroextrakció) és GC-MS (gázkromatográf-tömegspektrométer) alkalmazásával a különböző tápanyag beállítások hatásait vizsgáltuk a növény főbb illóolaj hatóanyagainak százalékos megoszlására. Az eredmények alapján megállapítható volt, hogy a drog mennyiségének szempontjából 2015-ben ideális az N30P40K60-as tápanyag beállítás, míg 2016-ban a legjobb értéket mutató csoport az N60P80K120. Mind a nyers, mind a száraz tömeg mérésének esetében ezek a kijuttatott mennyiségek gyakorolták a növény terméshozamára a legjelentősebb hatást. A nyers és száraz drogtermések tömegének vizsgálata során a varianciaanalízis nem mutatott szignifikáns különbségeket az eltérő trágyakezelést kapott parcellák között. Véleményünk szerint az illóolaj hatóanyagok százalékos megoszlásában a terület ökológiai adottságai és a termesztési technológia is jelentős befolyással bír. A különböző tápanyagkezelések és az illóolaj hatóanyagok megoszlása között jelentős kapcsolatot vélünk felfedezni. Az adatok elemzése során összehasonlítottunk a borsikafű illóolajának hatóanyagai közül négy jellemző százalékos mennyiségi jelenlétét a tápanyag beállítások mintáiban. 1. Bevezetés és témafelvetés A 21. század elejére a növényi eredetű, gyógyhatású készítmények forgalmának növekedése már-már a gyógyszer felhasználás bővülését is meghaladja. Előre láthatólag emelkedni fog a gyógyhatású, táplálkozás-kiegészítő, speciális rendeltetésű termékek aránya, a gyógy- és aromanövények behozatala az Európai Unióban a nemzetközi piaci előrejelzések szerint. Magyarország sokáig élen járt a gyógynövények termesztésében és forgalmazásában. Mint az egyik jelentős gyógynövény beszállító az európai piacon mind termőterületben, mind fajták tekintetében. Azonban jelenleg 30 fajból csupán 70 államilag elismert fajtával rendelkezünk, ami adhat némi aggodalomra okot (TÓTH és NÉMETH, 1996).
213
A vásárlók folyamatosan növekvő igényeinek kielégítése érdekében, a termesztés növelése, és korszerűsítése egyre sürgetőbb probléma. A 90-es évek bizonytalan piaci helyzete a gyógynövények termesztésére és forgalmazására is rányomták bélyegét (BORBÉLYNÉ, 2010). A termesztésbe vont fajokra vonatkozó agrotechnikai ismereteink meglehetősen hiányosak, a genetikai tulajdonságokat tekintve egyáltalán nem kielégítőek. Populációk, jobb esetben javított populációk termesztése folyik, csak a termesztett fajok 50%-ánál rendelkezünk államilag elismert fajtával (FÜLEKY, 1999). A jövőben lehetséges ipari célú, nagybani gyógynövény termesztés további fajta és új géppark igénnyel jelenhet meg (PETRI, 1992). A gyógy-, fűszer-, és aromanövények termesztése egyre inkább a figyelem középpontjába kerül, technológiai fejlesztése mégis teljes mértékben elmarad (ZÁMBORINÉ 2010). Folyamatosan nő a kereslet a gyógynövénydrogok és a belőlük készíthető termékek iránt. A hazai termesztőknek intenzíven is termeszthető fajtákra és gazdaságos agrotechnikai módszerekre lenne szüksége az erősödő konkurenciával szemben. Mindehhez az eddigieknél pontosabb, használható ismeretek szükségesek, melyek közül is az egyik legfontosabb a drog minőségét befolyásoló tényezők. A növény tápanyagigényének és ellátásának kielégítése a termésátlagok javításának egyik fontos feltétele. (TERBE, 2007). szerint szükséges a gyógynövénytermesztés számára a korszerű, és egyben gazdaságos hozamokat biztosító tápanyag utánpótlás kialakítása. A tápanyag utánpótlás fontos kitétele, hogy faj, egyes esetekben pedig fajta specifikus legyen, továbbá elégítse ki az Európai Unió irányelveit, és a minőségbiztosítási követelményeket is (ZÁMBORINÉ et al. 2010). A borsikafű (Satureja hortensis L.) fajok egyéves, lágyszárú növények, kialakulási területük a Mediterráneum és Nyugat-Ázsiai. Drogként a VIII. Magyar Gyógyszerkönyvben virágzó herbája (Saturejae herba) és illóolaja (Aetheroleum saturejae) van számon tartva (BERNÁTH, 2000). Herbájának beszáradási aránya szerint 1 kg száraz lemorzsolt áruhoz 6-8 kg friss szükséges (RÁPÓTI és ROMVÁRY, 1987). A borsfüvet első sorban az élelmiszeripar hasznosítja. Felhasználható borspótlóként, dietetikus fűszerként, vérnyomásemelő teakeverékek alkotórészeként (TAKÁCSNÉ HÁJOS, 2004). Külsőleg alkalmazva krémjével horzsolásokat, kiütéseket kezelnek, de molyirtónak is alkalmas. Illóolaja bőrnyugtató, gyulladáscsökkentő. Fogkrémek, szappanok, keserűitalok, vermutok alkotórésze (MAROSI, 2012). A népi gyógyászatban előszeretettel használták és használják alacsony vérnyomás, felfúvódás, bélkólika, hasfájás, puffadás, szélgörcs, torok és mandula gyulladás kezelésére (MAKAY, 1994). Már a XVI. századi füveskönyvekben szerepel. Általánosan elfogadott nevei: bécsi rozmaring, hurkafű, borsfű, borsika, csombor, csomborbors, pereszlén, kerti méhfű, borsos szatorja (ROMVÁRY, 1985). A borsikafű herba drogja 1-2 %-ban tartalmaz illóolajat. Komponensei közül legjellemzőbb a pcimol (20-30%-ban) és a karvakrol (30-40 %-ban), antibakteriális hatásúak. A világban más Satureja fajok is találhatók, de ezek illóolaj hatóanyag tartalma eltér. Törökországban a S. cuneifolia, bizonyos érési stádiumában timolt is tartalmaz. Spanyolországban ugyanezen faj alfajában 35 % kámfort, és 38 % p-cimént mutattak ki. A különböző Satureja-k herbájának, főzetét és illóolaját minden országban étvágyjavító fűszerként, enyhe fájdalomcsillapítóként, görcsoldóként alkalmazza a hagyományos gyógyászat (HÉTHELYI B. et al., 2002). Az általunk vizsgált illóolaj hatóanyagok a carvacrol, a p-cimol, a caryophyllene oxide és a betacaryophyllene a terpenoidok csoportjába tartozik, melyek közös jellegzetessége a három acetilcsoportól kialakuló C5-ös alapegységek. Jellemzően antibakteriális, fertőzést gátló hatásúak (BANAI, 2005). Magyarországi fajtáji az egyéves Budakalászi (112947 fajtakód), és az évelő (243005 fajtakóddal) (NEMZETI ÉLELMISZERLÁNC-BIZTONSÁGI HIVATAL, 2014). Az előveteményre általában nem igényes a borsikafű. Évelő gyomoktól mentes helyre érdemes vetni. Önmaga után 2-3 évig ne kerüljön. Közepes szintű tápanyag ellátottságot igényel, bár kálium igénye magasabb (BERNÁTH 2013).
214
A szerves trágyát jól hasznosítja, azonban közvetlenül alá kijuttatni nem célszerű. Őszi alaptrágyaként 50-60 kg/ha P2O5, és 60-90 kg/ha K2O ajánlott. Tavasszal a magágy készítése előtt 50-80 kg hektáronkénti nitrogén kijuttatása lehet szükséges (PEPÓ, 1992). 2. Anyag és módszer Kísérletünket a Debreceni Egyetem, Mezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar, Növénytudományi Intézetének Bemutatókertjében állítottuk be. A kísérletet alkotó parcellák – egyenként 8 m2 alapterületűek (1,6*5 méter) - négy ismétlésben, véletlen blokk elrendezésben, hat különböző trágyázási szinten kerültek beállításra. A 2015. évben a vetés április 2-án, 2016-ban április 4-én történt parcellánként négy sorban, 40 cm-es sortávval 1 cmes mélységbe. A tápanyagok kijuttatása kézzel történt. Az első növények 2015-ben április 20-án jelentek meg, 2016-ban április 17-én. Az első virágokat 2015-ben július 27-én, 2016-ban július 4-én észleltük. A tápanyaglépcsők az alábbiak szerint alakultak:
15 kg/ha N, 20 kg/ha P2O5, és 30 kg/ha K2O 30 kg/ha N, 40 kg/ha P2O5, és 60 kg/ha K2O 45 kg/ha N, 60 kg/ha P2O5, és 90 kg/ha K2O 60 kg/ha N, 80 kg/ha P2O5, és 120 kg/ha K2O 75 kg/ha N, 100 kg/ha P2O5, és 150 kg/ha K2O
N%, P2O5%, K2O%
A kontroll parcellák nem kaptak tápanyag utánpótlást. Az elővetemény 2014-ben burgonya volt. A kísérlet beállítása előtti évben a területen sor került az évi rendszeres tápanyag utánpótlásra. Először 2014. március 5-én juttattak ki 48 kg/ha nitrogént, 66 kg/ha foszfort (P2O5) és 88 kg/ha káliumot (K2O). Másodszor 2014. október 28-án történt tápanyag kijuttatás 38 kg/ha nitrogén, 31 kg/ha foszfor (P2O5), és 37 kg/ha kálium (K2O) formájában. Ezek a kijuttatott műtrágya mennyiségek természetesen hatással voltak a borsikafű drog termésének mennyiségére. 2015-ben a vizsgálati területre hulló csapadék mennyisége jelentősen elmaradt a 30 éves átlagtól. A január elsejétől szeptember 30-áig lehullott átlagos csapadékmennyiség 29 mm volt havonta, mely a 30 éves átlag alatt maradt. Januártól szeptember végéig, minden hónap középhőmérséklete (az áprilist kivéve) meghaladta a 30 éves átlagot. 2016-ban a január elsejétől augusztus 30-áig lehullott átlagos csapadékmennyiség 72 mm volt, ami jelentősen meghaladja az 30 éves átlagot. A 2016 január elsejétől augusztus végéig mért havi középhőmérséklet nagyobb volt a 30 éves átlagnál. A virágzó herba szedése mindkét aratás során kézzel történt 2015. augusztus 12-én és 17-én, 2016ban augusztus 8-án, 9-én és 10-én. A herba drog szárítása 2015-ben félárnyékban történt, és átlagosan három hetet vett igénybe. Szeptember első hétvégéjének csapadékos időjárása miatt az akkor még szabad levegőn száradó drog visszanedvesedett, ezért szárító szekrényt alkalmazva 40 oC-on 12 órás "utószárítást" végeztünk. 2016-ban szintén a csapadékos időjárás miatt, szárítószekrényt alkalmaztunk 40 oC-on 17 órán át. A drogtermés mennyiségét nyers és száraz formában is mértük parcellánként. A szárított, morzsolt drogot papírzacskókban tároltuk. A száraz, morzsolt mintákon illóolaj hatóanyag vizsgálatot végeztünk SPME (Szilárd fázisú mikroextrakció), majd GC-MS (gázkromatográftömegspektrométer) alkalmazásával. A GC-MS elemzések HP (Hewlett-Packard) gyártmányú 5890 Series II típusú gázkromatográffal és 5971A típusú tömegspektrométerrel történtek. A gázkromatográf-tömegspektrométer vezérlését, az adatgyűjtést, és az eredmények kiértékelését Hewlett-Packard GC-MS Chemstation rev.3 programmal végeztük. A komponensek beazonosítása a tömegspektrumok felhasználásával, a Nist98 és Wiley adatbázisok segítségével történt. Az adatok feldolgozása során varianciaanalízist, és Pearson-féle korreláció analízist végeztünk, melyhez MS Excel 2010 és IBM SPSS 22.0 programokat használtunk.
215
3. Eredmények
1. ábra A nedves és száraz herba mennyiségének alakulása (Debrecen, 2015)
2. ábra A nedves és száraz herba mennyiségének alakulása (Debrecen, 2016)
A nedves és száraz herba termés tekintetében – ahogy ez az 1. ábrán látható – az N30P40K60-as trágyakezelés mutatta a legnagyobb pozitív hatást, míg az N75P100K150-es érte el a legrosszabb eredményt 2015-ben. A varianciaanalízis nem mutatott szignifikáns különbségeket az eltérő trágyakezelést kapott parcellák között a nedves és száraz termés tekintetében. Ez a 2015-ös év rendkívül száraz és meleg időjárásának is be tudható. 2016-ban a legjobb termés mennyiség eredményt az N60P80K120-as beállításnál mértük. Ezen kívül a három legnagyobb termésmennyiséget produkáló beállítás közé tartozott még az N15P20K30 és az N30P40K60 (2. ábra)
3. ábra A borsikafű herba száradási vesztesége 2015-ben és 2016-ban (Debrecen) A 3. ábra a borsikafű drog termésének száradási veszteségét mutatja be az eltérő tápanyagkezelések függvényében a 2015-ös és 2016-os években. 2015-ben a legnagyobb száradási veszteséget az N60P80K120 tápanyag beállításnál mértük, míg a legkisebbet az N30P40K60-ben. 2016-ban a legkisebb száradási veszteséget az előző évvel szemben az N15P20K30 kezelésben, míg a legnagyobbat az N30P40K60-asban jegyeztük fel.
216
4. ábra A carvacrol jelenléte a borsikafű drogtermésében a tápanyag ellátás függvényében (Debrecen, 2015)
5. ábra A p-cimol jelenléte a borsikafű drogtermésében a tápanyag ellátás függvényében (Debrecen, 2015)
A 4. ábrán a carvacrol százalékos jelenlétének értékei kerültek bemutatásra. A trágyakezelések hatására a hatóanyag mennyisége előbb fokozatosan csökkent, majd az N45P60K90-es kezeléstől megint növekedésnek indult, de mindvégig alatta maradt a kontroll értékének. A Pearson féle korrelációs számítások szerint a carvacrol százalékos jelenléte az illóolajban és a kijuttatott tápanyag mennyiségek között szoros negatív (r=-0,84) kapcsolat áll fenn. Az herba drogból nyert illóolaj hatóanyagok közül a p-cimol-lal laza pozitív (r=0.28), a caryophyllene oxidedal közepes pozitív (r=0.69), a beta-caryophyllene-nel szoros pozitív (r=0.80) kapcsolatban van. A 5. ábrán a p-cimol illóolaj komponens jelenlétének százalékos értékei figyelhetők meg a borsikafű drogtermésében. A trágyakezelések hatására mennyisége ugrásszerűen megnőtt az N30P40K60-as trágyakezelésben a kontrolhoz és az N15P20K30-hoz képest. A nagyobb tápanyagmennyiségek (N45P60K90, N60P80K120, N75P100K150) hatására csökkenésnek indult. A korrelációs számítások szerint nincs szignifikáns kapcsolat a p-cimol jelenléte (%) és a kijuttatott tápanyag mennyiségek növekedése között (r=0,034). Az illóolajban kimutatott más hatóanyagok közül a carvacrol-lal laza pozitív (r=0.28) a caryophyllene oxide-dal közepes pozitív (r=0.31) a betacaryophyllene-nel laza pozitív (r=0.01) kapcsolatban van.
6. ábra A caryophyllene oxide jelenléte a borsikafű drogtermésében a tápanyag ellátás függvényében (Debrecen, 2015)
7. ábra A beta-caryophyllene jelenléte a borsikafű drogtermésében a tápanyag ellátás függvényében (Debrecen, 2015)
A caryophyllene oxide borsikafű herbában való százalékos jelenléte a 6. ábrán figyelhető meg. Kiemelkedő értéket az N75P100K150-es tápanyagkezelésben mértünk.
217
A korrelációs analízis során a caryophyllene oxide százalékos jelenléte az illóolajban és a kijuttatott tápanyag mennyiségek között laza negatív kapcsolatot mutatott (r=-0.33). A carvacrol-lal közepes pozitív (r=0.69), a p-cimol-lal közepes pozitív (r=0.31), a beta-caryophyllene-nel közepes pozitív (r=0.59) kapcsolatban van. A beta-caryophyllene százalékos jelenlétében kiemelkedő eredményt az N15P20K30-as beállításban mértünk. Legkisebb mértékben az N60P80K120 beállításban volt jelen (7. ábra). A beta-caryophyllene százalékos jelenlétének vizsgálata során közepes negatív kapcsolatot fedeztünk fel a kijuttatott tápanyagmennyiségek növekedésével (r=-0.50). A carvacrol-lal szoros pozitív (r=0.80), a p-cimol-lal laza pozitív (r=0.01), a caryophyllene oxide-dal közepes pozitív kapcsolatban áll (r=0.59). 4. Következtetések 2015-ben a borsikafű herba termésére a legideálisabb hatással az N30P40K60-as tápanyagszint volt , míg 2016-ban ugyanez a kijuttatott tápanyagmennyiség, sorrendben csupán a harmadik legjobb terméseredményt hozta az N60P80K120 és N15P20K30-as után. A száradási veszteség tekintetében 2015-ben a legkisebb értéket az N30P60K120, a legnagyobbat az N60P80K120 tápanyag beállítású parcellák produkálták. 2016-ban a legnagyobb száradási veszteséget, az N30P40K60-as beállításban jegyeztük fel, míg a legkisebbet az N15P20K30-as kezelésben. Mindez azt mutatja véleményünk szerint, hogy a növekvő tápanyagkijuttatások növelik a termés száradási veszteségét. A termés adatokkal elvégzett variancia analízis nem mutatott szignifikáns különbséget az eltérő tápanyag beálltíások között. Véleményünk szerint az egyik lehetséges ok a borsikafű termésének fluktuációjában a kijuttatott tápanyagmennyiségek függvényében a 2015-ös év rendkívül száraz és meleg, valamint a 2016-os év meleg és csapadékos időjárása. A trágyakezelések hatására a carvacrol illóolaj hatóanyag mennyisége mindvégig alatta maradt a kontroll csoport értékének. A p-cimol hatóanyag legnagyobb százalékos jelenlétét az N30P40K60as kezelésben mértük. Az ezt követő, növekvő tápanyag mennyiségek hatására csökkenést észleltünk a hatóanyag drogban mért százalékos jelenlétében. A caryophyllene oxide illóolaj hatóanyag százalékos jelenléteben kiemelkedő értéket az N75P100K150-es tápanyagkezelésben mértünk. A beta-caryophyllene százalékos jelenlétében a legnagyobb értéket az N15P20K30-as beállításban mértünk, legkisebb mértékben pedig az N60P80K120 beállításban volt jelen. A Pearson-féle korrelációs analízis eredményei szerint a vizsgált borsikafű illóolaj hatóanyagok százalékos jelenléte és a különböző tápanyagbeállítások között (a p-cimol kivételével) változó erősségű negatív kapcsolat áll fenn, mely kapcsolat a carvacrol esetében a legszorosabb. Ezzel szemben a vizsgált hatóanyagok kapcsolata egymással pozitív, bár szintén változó erősséget mutat. A jelenleg rendelkezésünkre álló adatok figyelembe vételével megállapítható, hogy a növekvő trágyadagok negatívan befolyásolják a borsikafű drog hatóanyagainak jelenlétét.
Irodalomjegyzék BANAI V. (2005): Gyógynövény- és drogismeret, Műszaki Könyvkiadó, Budapest BERNÁTH J. (Szerk.) (2000): Gyógy- és aromanövények, Mezőgazda Kiadó, Budapest BERNÁTH J. (Szerk.) (2013): Vadon termő és termesztett gyógynövények, Gyűjtésük, termesztésük és felhasználásuk, Mezőgazda Kiadó, Budapest BORBÉLYNÉ HUNYADI É. (2010): Gyógy- és fűszernövények termesztése, Debreceni Egyetemi Kiadó, Debreceni Egyetem, Agrár- és Gazdálkodástudományok Centruma, Mezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar, Növénytudományi Intézet
218
FÜLEKY GY. (Szerk.) (1999): Tápanyag-gazdálkodás, Mezőgazda Kiadó, Budapest, 403-427 pp. HÉTHELYI B. É., GALAMBOSI B., és BERNÁTH J. (2002): Tanulmányok a Satureja biflora és más Satureja speciesek illóolajáról gázkromatográfiás (GC) és tömegspektrometriás (GC/MS) módszerrel, Olaj, szappan, kozmetika, 51. évf., 2. sz., 63-73.p. MAKAY B. (1994): Fűvel-fával gyógyítás kézikönyve, Kötet Kiadó, Nyíregyháza, 286.p MAROSI K. (2012): A borsikafű, Élet és tudomány, 67. évf., 28. szám, 876. p. NEMZETI ÉLELMISZERLÁNC-BIZTONSÁGI HIVATAL (2014): Nemzeti fajtajegyzék, Zöldségnövények, Gyógy- és fűszernövények, Budapest, 39-48 pp. PEPÓ P. (1992): Növénytermesztési füzetek 8., Gyógynövények, Debreceni Agrártudományi Egyetem, Növénytermesztéstani Tanszék, Debrecen PETRI G. (1992): Felfutóban lévő gyógynövények hazai termeszthetősége, Kertészet, Kertészeti és Élelmiszeripari Egyetem Kiadványai, A „Lippay János” tudományos ülésszak előadásai és poszterei, Gyógy- és Fűszernövény termesztési szekció, 99-102 pp. RÁPÓTI J., és ROMVÁRY V. (1987): Gyógyító növények, Medicina Könyvkiadó, Budapest ROMVÁRY V. (1985): Fűszerek könyve, hetedik kiadás, Mezőgazdasági Kiadó, 323.p. TAKÁCSNÉ HÁJOS M. (a.) (2004): Gyógynövények termesztése, Szaktudás Kiadó Ház, Budapest TERBE I. (2007): A paprika fajlagos tápanyagigénye, Agroinform, 16. évf., 9. szám, 15. p. TÓTH E., NÉMETH É. (1996): Recent results int he development of genbank technologies specialized for medicinal plants, Beitrage zur Züchtungsforschung, 2. (1):76-79.p. ZÁMBORINÉ N. É. (2010): Gyógynövények korszerű tápanyag-utánpótlása, Agrofórum, 21. évf., 10. szám, 64-69 pp. ZÁMBORINÉ N. É., RAJHÁRT P., SZABÓ K., ÉS ANTAL T. (2010): A tápanyag-utánpótlás hatása gyógynövények hozamára és drogminőségére, Kertgazdaság, 42. évf., 3-4. szám, 128-135 pp.
219
