Ботаническое описание, биологические особенности, ареал и ресурсы.
Катарантус розовый (барвинок розовый) — вечнозеленый тропический поликарпический кустарник. В СССР введён в культуру как однолетнее растение в зоне влажно-субтропического климата Грузинской ССР, в умеренно-континентальном степном климате в Кубано-Приазовском районе Краснодарского края, в зоне аридного климата в Чимкентской области Казахской ССР и в зоне континентально-субтропического климата на юге Узбекской ССР. С распадом СССР в в России возделывается только в Краснодарском крае.
Однолетние растения формируют куст до 50-60 см высоты и до 65-70 см в диаметре. Ветвление частое, взрослые однолетние растения в течение вегетационного периода образуют до 65 побегов. Корневая система стержневая. Главный корень белый, длиной 25-35 см, хорошо разветвлённый. Боковые корни светло-жёлтые, с сильным специфическим запахом. Стебли у молодых побегов четырёхгранные, с удлинёнными междоузлиями. Кора у розоцветковых растений с антоциановой окраской, у белоцветковых — зелёная или светло-зелёная. По мере старения стебли одревесневают, а междоузлия укорачиваются. При утолщении стебли становится округлыми, с полой сердцевиной. Листья супротивные, короткочерешковые, продолговатые, с клиновидным основанием, цельнокрайные, длиной около 8 см, шириной до 3,5 см, темно-зелёные, кожистые, сверху — голые, глянцевые, снизу — матовые, голые или опушённые, с перистым жилкованием. Цветки расположены попарно в пазухах листьев. Бутоны свечкообразные, с лепестками сложенными в виде конуса. Цветки почти сидячие, правильные пятичленные. Чашелистики — сросшиеся внизу, линейные, заострённые. Венчик раздельнолепестный, длиной до 3 см, диаметром до 3,5 см. Лепестки сросшиеся в трубку, с розовым или белым отгибом. Зев с волосистым кольцом внутри, входное отверстие зева густо прикрыто волосками и образует щель в виде звезды. Пестик и тычинки не выступают из околоцветника. Пестик длиной около 2 см, завязь двугнездная, слабоутолщённая, столбик нитевидный, рыльце тёмное. Тычинок 5, с двугнёздными стреловидными пыльниками длиной 2 мм. Пыльники на очень коротких нитях, приросшие к трубке венчика ниже столбика. Плод образован двумя листовками, сросшимися у основания V-образно, с очень короткой плодоножкой. Длина листовки до 3,5 см, толщина — 3 мм. Молодые плоды голые или опушённые, зелёные; при созревании они становятся соломенно-жёлтыми. Зрелые листовки вскрываются по шву, при вскрытии из них высыпаются до 22-25 мелких чёрных семян, длиной 2,2-2,4 мм, шириной 1,2-1,3 мм и 0,7-0,8 мм толщины. Масса 1000 семян 1,62-1,72 г. Диплоидный набор хромосом 16, 32.
Катарантус розовый — перекрёстно-опыляемое, энтомофильное растение. Цветёт с июля до середины осени без перерыва.
В химико-фармацевтической промышленности используют листья катарантуса розового для приготовления препарата розевин, содержащего алкалоид винбластин.
Рост и развитие растений катарантуса розового приспособлены к тропическому климату. Тропические районы естественного произрастания катарантуса характеризуются тёплым климатом, мягкой влажностью воздуха с постоянным или сезонным обилием осадков, Минимальные температуры холодного периода обычно не опускаются ниже 5ºС. Почвы в районах естественного произрастания катарантуса разнообразные: от латеритных в горной местности до песчаных на морских побережьях.
Климатические условия, в которых проводилось введение в культуру катарантуса розового в СССР — более суровы, чем в зонах его естественного произрастания.
При высокой среднесуточной температуре (23-25ºС) и высокой влажности почвы у растений в течение 6 месяцев вегетации вызревают семена. Растения имеют высокую семенную продуктивность, а семена отличаются высокой всхожестью (до 98%) и энергией прорастания, что способствует быстрому формированию промышленной плантации. Растения катарантуса не требовательны к почвам. Они хорошо растут на выщелоченном чернозёме с мощным гумусовым горизонтом и тяжёлыми суглинистыми почвами, с рН = 5,6-6,3 в Краснодарском крае, на кислых (рН=4,0), субтропических подзолистых почвах и краснозёмах с тяжёлым механическим составом Аджарии, на светлых и тёмных серозёмах лёгкого, среднего и тяжёлого механического состава, с рН=7,2 Южного Казахстана и Таджикистана. Катарантус хорошо растёт также на гидропонике. Однако полных данных о влиянии различных типов почв на качественное и количественное содержание алкалоидов в сырье пока нет, но некоторые данные указывают на определённую зависимость этих показателей. Так, листья катарантуса, выращенные на краснозёмах содержали 0,007% винбластина, а на субтропических подзолах — 0,008%. Известкование кислых почв по двойной обменной кислотности повышало содержание алкалоидов. Растения отзывчивы на внесение органических и минеральных удобрений, в особенности азотных.
Катарантус розовый даёт большую биомассу при высокой влаж-ности почвы (около 80%), поэтому в засушливых районах его посевы требуют полива. Низкая влажность воздуха и сильная солнечная радиация не влияют отрицательно на рост растений катарантуса: в аридном климате южных районов Казахстана у растений не было признаков увядания даже в самые жаркие часы дня, когда температура поверхности почвы достигала 60ºС. Однако сухость воздуха вызывала оргубение листьев и выделение ими смолистых веществ.
Растения активно отрастают весной, после того, как среднесуточная температура воздуха устойчиво превысит 15ºС, а заканчивают вегетацию осенью при среднесуточной температуре ниже 15ºС.
Культура катарантуса розового может быть успешной только в тех районах, в которых продолжительность периода с такими среднесуточными температурами не менее 180 суток, а сумма среднесуточных температур вегетационного периода — не менее 3000ºС. При продолжительности вегетационного периода со среднесуточной температурой воздуха выше 15ºС более 200 суток нарастает большая сырьевая масса и большее количество семян образуется на растениях. При снижении вегетационного периода со среднесуточными температурами, при которых наблюдается активный рост и развитие растений, до 175 дней и ниже, семена на растениях не вызревают. По данным Крымской ЗОС ВИЛАР в предгорной зоне Крыма из пяти лет только в 2 года урожайность сырья достигала 0,9 т/га, в остальные годы она была значительно ниже (0,4-0,6 т/га). В благоприятные годы вегетационный период катарантуса — период с момента высадки рассады в поле до гибели растений превышал 160 дней, а сумма среднесуточных активных температур превышала 3000ºС; в наиболее неблагоприятном году вегетация катарантуса в поле продолжалась 137 дней ( с 3 июня до 17 октября), а сумма среднесуточных температур за период вегетации растений в поле составляла только 2726ºС. Сырьевая продуктивность одного растения была в 5-6 раз ниже, чем в благоприятные годы (67,4 г и 10,6 г/раст.). Для сравнения можно привести данные, полученные на юге Узбекистана (Денау), где при вегетационном периоде 180 дней и сумме среднесуточных температур свыше 5000ºС растения катарантуса достигали высоты 60-80 см, а сырьевая продуктивность одного растения превышала 100 г, при этом семена вызревали на побегах 2-3 порядка ветвления.
Родина катарантуса розового — Африка и Мадагаскар. Распространился почти по всем тропикам и субтропикам Старого и Нового Света. В Россию семена этого растения завезены впервые в 1958 году из Индии экспедицией ВИЛАРа. В настоящее время катарантус розовый в России возделывается пока только в Краснодарском крае. Успешная культура катарантуса возможна в некоторых районах Крыма и Южного Поволжья. Годовая потребность медицинской промышленности России в сырье — сухих листьях катарантуса розового определена примерно в 50 тонн. Однако годовое производство его до распада СССР не превышала 10 тонн, что объяснялось низким содержанием винбластина в сырье, выращенного в разных регионах страны.
Содержание винбластина в сырье, выращенном в разных климатических условиях, колеблется от 0,014 до 0,051%. Более высокое содержание этого алкалоида отмечалось в условиях континентального субтропического климата (Сурхандарьинская область Узбекистана — 0,033-0,044%; Араратская долина Армении — 0,041-0,051%) и в условиях степной зоны (станица Васюринская Краснодарского края 0,028-0,045%; Крыма — 0,020-0,039%); самое низкое — в условиях субтропического влажного климата (г. Кобулети Грузии — 0,018-0,026%). Поэтому площади посевов катарантуса розового РФ следует расширять, в первую очередь, в Краснодарском крае и в Крыму.
Возделывание.
Катарантус розовый можно размножать семенами и вегетативным способом — укоренением черенков. Семенное размножение возможно двумя способами — посевом семян непосредственно в поле и выращиванием рассады в парниках или теплицах с последующей высадкой в поле. При высеве семян непосредственно в поле получаются, как правило, малоурожайные посевы из-за сокращённого вегетационного периода. Более урожайные плантации создаются посадкой рассады, выращенной в закрытом грунте.
Катарантус розовый – довольно требовательная культура к месту в севообороте. Как и большинство мелкосемянных лекарственных культур, он отличается замедленным ростом и развитием в период появления и укоренения всходов, что приводит к сильному засорению посева, нередко вызывающему гибель всходов. Поэтому при выборе участка под посев катарантуса необходимо в первую очередь обращать внимание на засорённость участка.
На Северном Кавказе лучшими предшественниками катарантуса являются раноубираемые культуры: озимые зерновые, идущие по парам, зернобобовые и некоторые кормовые культуры, позволяющие после уборки урожая проводить необходимые мероприятия по очистке поля от сорняков и обработку почвы по типу полупара. Однако лучшим предшественником катарантуса, как и для всех лекарственных культур, является чистый или сидеральный пар. В севообороте катарантус можно выращивать повторно не ранее, чем через 2-3 года.
Основная обработка почвы заключается в немедленной вспашке убранной предшествующей культуры на глубину пахотного горизонта. Вспашка проводится плугом с предплужниками в агрегате с тяжёлой бороной или секцией кольчатого катка. Если по той или иной причине задерживается вспашка, то проводят лущение стерни дисковыми лущильниками на глубину 8-10 см с последующей вспашкой на глубину пахотного горизонта. На полях, сильно засорённых многолетними корневищными и корнеотпрысковыми сорняками: пыреем ползучим, свинороем, осотами и вьюнком стерню лущат два -три раза, где второе или третье лущение проводят лемешными лущильниками на глубину 12-14 см. В таких случаях зябь пашут в конце сентября — до конца октября.
Весной при созревании почвы закрывают влагу сплошным боронованием сцепом сдвоенных борон в 2 следа или шлейфованием, выравнивая поверхность и уничтожая проростки сорняков. До посева и посадки рассады поле культивируют с одновременным боронованием на глубину 6-8 см, внося при этом азотные удобрения. Перед посевом проводят предпосевную культивацию с боронованием на глубину 4-6 см и прикатывание. На рассадных плантациях перед нарезкой гряд для ручной посадки поле культивируют на глубину 8-10 см, под механизированную посадку рассады почву перед посадкой обрабатывают таким же образом, как и под посев семян.
Для получения высоких урожаев сырья и семян на Северном Кавказе, несмотря на достаточно высокий уровень плодородия почв, вносят под вспашку полное минеральное удобрение. Из азотных удобрений лучшие результаты даёт карбамид (мочевина) в дозе 100-150 кг/га. При её отсутствии можно вносить аммиачную селитру в дозе 150-200 кг/га. Кроме азотных удобрений под вспашку вносят по га хлористого калия. В пересчёте на действующее вещество под вспашку вносят около 60 кг/га.
При посеве вместе с семенами вносят рядковое фосфорное удобрение в виде гранулированного суперфосфата, а при его отсутствие любое сложное фосфорное удобрение в дозе 6-8 кг/га Р2О5.
В период вегетации растений на сеяных и саженых плантациях в фазу роста стеблей растения вносят при обработке междурядий по 100-150 кг/га аммиачной селитры. В фазу начала цветения проводят вторую подкормку аммиачной селитрой в той же дозе, что и первую. Глубина заделки удобрений — 8-10 см на расстоянии 10-15 см от рядка.
Рассадный способ выращивания катарантуса имеет ряд преимуществ в сравнении с посевом семян непосредственно в поле: меньше расходуется семян, более интенсивно используется тепло вегетационного периода, удлиняется вегетационный период, растения лучше растут и развиваются, давая больше сырья и зрелых семян, сокращаются затраты ручного труда на прополках. Поэтому промышленные плантации создают, в основном, рассадным способом.
Рассаду выращивают в грунтовых и стеллажных теплицах с искусственным обогревом и в парниках на биотопливе.
Для заполнения стеллажных теплиц и парников готовят почвенную смесь из расчёта 2 части дерновой земли, одной — перегноя и пол 1 части песка. В грунтовых теплицах пахотный слой готовят особым способом (обеззараживают почву, вносят соответствующие дозы органических и минеральных удобрений, извести и песка).
Оптимальные условия прорастания семян 25-30ºС. При таких температурах семена прорастают через 4-5 дней; при 18-22ºС — на десятый — двенадцатый день. Всходы появляются, когда почва на глубине 5-10 см прогревается до 20ºС. При посеве семян непосредственно в поле всходы появляются чаще всего через 4-5 недель после посева.
Зрелые семена сохраняют всхожесть от 95 до 100% в течение года, после двухлетнего хранения — до 90%; после трёхлетнего хранения всхожесть снижается до 35%. Семена, полученные от недозревших побуревших плодов, после искусственного дозаривания имеют всхожесть до 90%. Отмечено, что всхожесть свежесобранных семян при хранении в течение 10-12 месяцев повышается.
В степной зоне Краснодарского края к посеву семян для выращивания рассады в парниках и теплицах приступают в конце февраля — начале марта, а к высадке рассады в поле — в коне апреля — начале мая. Более качественную рассаду получают при выращивании её в торфоперегнойных горшочках или касетах.
Рассаду высаживают в поле с междурядьями 60 см вручную, в нарезанные культиватором КОР-4,2 гряды, или рассадопосадочными машинами различных марок. Сроки высадки рассады — вторая — третья декада апреля, когда почва на глубине 5-10 см прогревается до 18-20ºС.
В сроки высадки рассады в поле производят и посев семян непосредственно в поле. Посев семян в непрогретую почву недопустим, так как задерживается прорастание семян и сильно засоряется посев сорняками. Более поздний посев опасен в связи с иссушением верхнего соя почвы, В этом случае требуется дополнительное прикатывание почвы и полив.
На посеве применяют овощные сеялки (СОН-2,8; СКОН-4,2; СО-4,2 и другие), и свекловичные сеялки точного высева ССТ-8, оборудованные ограничителями глубины заделки семян и прикатывающими рядок каточками. Ширина междурядий при посеве 60 см, норма высева семян 2-3 кг/га, глубина заделки семян в почву 2-3 см. Одновременно с посевом семян вносят 40 кг/га гранулированного суперфосфата или другого фосфорного гранулированного удобрения в равной дозе по фосфору в качестве рядкового удобрения. Сеялки СО-4,2 и ССТ-8 позволяют вести раздельный высев семян и удобрений. В других сеялках, в которых нельзя вести раздельный высев семян и удобрений, семена смешивают с удобрениями в поле перед засыпкой в сеялку.
Уход за сеяными плантациями катарантуса начинают через 1-1,5 недели после посева с первой культивации междурядий — «слепой шаровки» на глубину 3-5 см, проводимой по следу посевного агрегата. При этом оставляют защитные зоны не менее 12-15 см или используют различные приспособления, позволяющие дополнительно не присыпать рядки почвой. Работы при первых культивациях междурядий до начала ветвления растений нужно проводить на пониженных скоростях.
На саженых рассадой плантациях первую культивацию междурядий проводят на глубину 5-6 см через 1-1,5 недели после посадки, когда произойдёт укоренение растений. При этом вносят первую подкормку растений азотными удобрениями. Вторую азотную подкормку вносят примерно через месяц после первой при очередной культивации междурядий.
Урожайность листа катарантуса в значительной степени зависит от погодных условий вегетационного периода. Чаще всего она не превышает 1-1,5 т/га. В отдельные годы при благоприятных погодных условиях она может быть значительно более высокой. Так в опытах Северо-Кавказской ЗОС ВИЛАР, когда за вегетационный период выпало около 390 мм осадков, была получена урожайность листа 3,5 т/га.
К уборке катарантуса на сырьё приступают до наступления осеннего похолодания в фазу массового цветения и плодообразования. На Кубани срок уборки приходится на первую половину сентября. Скашивают надземную массу без измельчения, используя косилки-погрузчики или в валки валковыми жатками. Просушенные валки подбирают и обмолачивают зерноуборочными комбайнами. Теми же комбайнами обмолачивают высушенную в сушилках траву. Подбор валков и обмолот сухой травы проводят при пониженных оборотах барабана.
Сырую массу незамедлительно транспортируют к месту сушки. Сушат в сушилках при температуре теплоносителя 50-60ºС. В напольных сушилках при размещении 100-120 кг/м² сырой травы сушка продолжается 70-72 часа.
В зависимости от заданий по производству семян устанавливают площади семенных участков. При этом следует учитывать, что с сырьевых участков в качестве побочной продукции можно получать до 10 кг/ га качественных семян.
Получение семян катарантуса имеет свои особенности, определяемые биологией созревания семян. Процесс созревания первых плодов на Кубани начинается в конце августа, который продолжается до отмирания растений в результате наступления пониженных температур. Первыми созревают и опадают плоды в нижней части растений, когда в верхней части продолжается цветение и завязывание плодов.
Необходимым условием успешного выращивания сырья и семян катарантуса является получение высококачественных семян, для чего в хозяйстве выделяют лучшие участки из производственных плантаций или закладывают семенные участки. Каких-либо принципиальных отличий в технологии возделывания на семенных участках по сравнению с товарными нет. Они начинаются только с уборки. На товарных плантациях уборку сырья проводят в первой половине сентября, скашивая надземную массу в один приём, тогда как на семенных участках проводят ручную уборку созревших плодов до конца сентября — начала октября. Собранные плоды досушивают в напольных сушилках при температуре не выше 40ºС. После нескольких ручных сборов плодов в конце сентября -первой декаде октября катарантус скашивают и сушат всю надземную массу. После сушки её обмолачивают на лист, используя лист как дополнительную товарную продукцию. После обмолота в ворохе листа имеются и семена, которые выделяют на ситах или пневмотранспортных. Из вороха обмолоченного листа выделяют до 10 кг/га качественных семян. Кроме того при ручном сборе плодов получают до 20 кг/га особо качественных семян. Всего с семенных участков получают до 30 кг/га семян и до 1-1,5 т/га листа.
Качество посевного материала, методы испытаний, правила приёмки, упаковка, маркировка, транспортирование и хранение должны проводиться в соответствии с требованиями ТУ 64-4-85-83.
В полевых условиях Кубани катарантус розовый не повреждается вредителями. В теплицах и парниках он сильно повреждается паутинным клещом.
Из болезней отмечена желтуха, возбудитель — микоплазма. Чаще поражаются растения, выращенные из рассады. Поражённые растения отстают в росте, листья мельчают и желтеют. Цветки становятся зелёными, семена не образуются или завязываются в небольшом количестве. Заболевание мало изучено, однако известно, что переносчиками инфекции являются цикадки, а резерваторами болезни — сорняки. Поэтому для борьбы с распространением заболевания следует выбраковывать поражённые растения и уничтожать сорняки в посевах и на обочинах полей.
В теплицах и парниках растения страдают от южной склероциальной гнили, вызывающей гниение корней и оснований стеблей. В поле от гнили погибает до 20% растений, в парниках и теплицах — 5-10% рассады. Меры борьбы — известкование кислых почв, частое их рыхление, внесение в борозды при высадке рассады 50 кг/га биопрепарата триходермина.
Качество сырья и его применение.
Качество сырья листа катарантуса регламентируется ВФС 42-1106-81 «Лист катарантуса розового», включающей следующие числовые показатели: содержание винбластина — не менее 0,02%; влажность — не более 14%; содержание золы общей — не более 13%; пожелтевших, побуревших, почерневших листьев — не более 6%; стеблей — не более 15%; органической примеси (части других неядовитых растений) — не более 1%; минеральной примеси — не более 1%.
Катарантус розовый содержит свыше 80 алкалоидов индольного типа (1-3%): винбластин, винкристин, лейрозин, виндолин, катарантин, виндоленин, перивин и другие. Имеются также тритерпеноиды (урсоловая кислота), флавоноиды, гликозиды и другие соединения.
Галеновые формы из травы катарантуса розового в эксперименте на лабораторных животных угнетают лейкопоэз, обладают антибактериальной и выраженной гипогликемической активностью, а также гипотензивными свойствами.
Противоопухолевая активность растения обусловлена содержанием в нём бисиндольных алкалоидов, в частности винбластина и лейрозина.
При переработке листа катарантуса розового получают препарат под названием Розевин, представляющий собой винбластина сульфат, который применяют при генерализованных формах лимфогранулематоза, лимфо- и ретикулосаркоме, хронических миелозах, особенно при их устойчивости к другим химиотерапевтическим препаратам и лучевой терапии. Препарат эффективен также для поддержания ремиссий, вызванных химиотерапевтическими средствами. Больные хорошо переносят Розевин при длительной, в течение 2-3 лет, поддерживающей терапии.
Розевин — винбластина сульфат вводят внутривенно 1 раз в неделю в дозе 0,15 мг/кг. Дозу этого препарата необходимо строго индивидуализировать и тщательно следить за картиной крови.
При применении Розевина могут наблюдаться общая слабость, потеря аппетита, тошнота, боли в животе, парестезия, альбуминурия, желтуха, стоматит, крапивница, депрессия, алопеция, флебиты. Следует остерегаться попадания Розевина на кожу, вызывающего сильное раздражение тканей.
Препарат выпускают в ампулах, содержащих 5 мг лиофилизированного сульфата розевина, с приложением 5 мл изотонического раствора хлорида натрия в качестве растворителя.
Хранят с предосторожностью по, списку А, в прохладном месте.