Распространение и биологические особенности женьшеня

Женьшень относится к семейству аралиевых (Araliaсеае) - древней группе растений, распространенных преимущественно в тропической и субтропической зонах. Некоторые представители этого семейства, как, например, женьшень, заходят в приокеанскую область умеренной зоны. Женьшень является реликтом, живым памятником природы, сохранившимся от третичного периода.

Первое систематическое описание рода, куда был отнесен женьшень, сделано в 1753 г. известным ученым К. Линнеем. Он назвал женьшень панаксом (Panax), в чем отразилось существовавшее на Востоке представление о его всеисцеляющих свойствах (по-гречески пан - все, акос - лекарство).

Русский ботаник К. А. Мейер в 1842 г. описал два вида рода панакс, присвоив весьма распространенному в Азии виду название панакс гинзенг (Panax ginseng).

Три вида из рода панакс произрастают в Восточной Азии, два - в Северной Америке. В настоящее время в Азии обнаружен и шестой вид этого рода. В Западном полушарии дикорастущий американский женьшень (Panax qunquefolius L.) встречается в Восточных Штатах США и южных районах Канады; здесь сохранились его сравнительно большие запасы и ежегодно заготавливается 30 - 40 т корней [43].

В Восточной Азии дикий женьшень произрастает главным образом в пределах нашей страны - в Приморском крае и южной части Хабаровского края. Значительно реже он встречается в трех провинциях Северо-Восточного Китая и в небольшом горном районе КНДР. Граница произрастания дикого женьшеня в Советском Союзе в настоящее время проходит вдоль советско-корейской и советско-китайской границ до Хабаровска, затем через нижнее течение р. Хор до северных истоков р. Иман, оттуда почти до бухты Терней и к югу вдоль берега Японского моря.

В связи с резким сокращением природных запасов женьшеня и недоступностью дорогостоящих дикорастущих корней для широких слоев населения в Китае, КНДР, а позднее в Японии и Америке было начато его культивирование. В КНДР женьшень разводят свыше 400 лет, в Китае - более 300, Японии - 150, Америке - более 100 лет. В Китае общий урожай корней, собираемых с плантации, составлял в 30-е годы нашего столетия 100 - 125 т. Основными поставщиками женьшеня на мировой рынок в настоящее время являются КНР, КНДР, Южная Корея, Япония, США и Канада. В последние годы Япония экспортирует 120 - 130 т, США и Канада - до 400 т корней культивируемого женьшеня ежегодно. СССР культивируемый корень не экспортирует.

В нашей стране искатели женьшеня еще в дореволюционное время закладывали в тайге небольшие тайные плантации. Первые пересадки таежных корней и посев семян женьшеня велись на полуострове Сидэми одним из первопроходцев Дальнего Востока ссыльным поляком М. И. Янковским в начале 90-х годов прошлого столетия. Его сын Ю. М. Янковский расширил плантацию женьшеня (под пологом леса на площади более одного гектара) и поставил дело на коммерческую основу. В 1920 г. плантация была ликвидирована.

В 1932 - 1934 гг. опыты по выращиванию женьшеня были начаты на Дальнем Востоке в заповедниках "Уссурийский" (бывший "Супутинский") и "Кедровая падь". В более крупных масштабах эти работы были продолжены в Уссурийском заповеднике АН СССР с 1949 г.

В 1952 - 1953 гг. опыты по выращиванию женьшеня развернулись также в других географических районах нашей страны, в частности в европейской части СССР: под Москвой, в Прибалтике, на Украине, Кавказе и в других местах. Подавляющее большинство экспериментов оказалось безуспешным. Наиболее крупная опытная плантация женьшеня сохранилась на Северо-Западном Кавказе в Тебердинском заповеднике. Кроме Тебердинского заповедника, на Кавказе опыты с женьшенем некоторое время велись в Закатальском (Азербайджан) и Кавказском (Краснодарский край) заповедниках.

В 1963 г. в Приморском крае (Анучинский район) в системе объединения "Союзлекарспром" был создан совхоз "Женьшень", который в настоящее время расширил свои плантации до 50 га и является единственным в стране крупным промышленным хозяйством по производству товарных корней женьшеня.

Научные исследования по женьшеню в Приморском крае ведет Дальневосточная зональная опытная станция Всесоюзного института лекарственных растений. В последние годы небольшие плантации женьшеня в крае заложены рядом госпромхозов и коопзверопромхозов.

В Болгарии женьшень выращивали в 1953 г. на опытной станции Института растениеводства. В одном из пунктов (всего три), расположенном на высоте 1030 м над ур. м. близ г. Самокова, были выращены пяти-шестилетние корни [31].

В 1985 г. была создана первая опытная плантация женьшеня в Чехословакии (предгорная зона Восточно-Словацкой обл.). Семена и рассада получены из Советского Союза.

На Дальнем Востоке дикорастущий женьшень встречается главным образом в кедрово-широколиственных лесах, иногда с примесью пихты и ели, реже - в дубовых или грабовых с примесью осины, клена, ясеня и липы. Чаще всего он произрастает здесь на восточных и западных склонах, иногда - на умеренно крутых склонах любой экспозиции до высоты 700 м над ур. м. В тайге растет на рыхлых богатых перегноем почвах умеренной влажности.

В местах, где растет женьшень, подлесок обычно состоит из кустарника: элеутерококка колючего, лещины маньчжурской, жасмина тонколистного, аралии маньчжурской; травянистый покров богат папоротниками и лесными осоками.

Женьшень, будучи теневыносливым растением, может произрастать и в более освещенных местах, чем те, которые для него типичны. Однако при освещении прямыми лучами солнца устьица, расположенные у женьшеня только на нижней стороне листа (к тому же в небольшом количестве), не в состоянии регулировать температурный режим в тканях, поэтому на открытых солнечных местах женьшень не растет. Исследования в Уссурийском заповеднике показали, что с увеличением освещенности (выше оптимальной) женьшень стремится приспособиться к новым условиям: в частности, у молодых двух- и трехлетних растений количество устьиц на листьях несколько увеличивается. Вместе с тем при большой освещенности женьшень накапливает меньше хлорофилла, площадь его листовой поверхности уменьшается, а прирост корневой массы замедляется [13, 14].

Внешний вид надземной части женьшеня достаточно декоративен. Стройный прямой стебель на высоте 30 - 50 см несет четыре-пять длинночерешковых листьев, направленных от центра вверх во все стороны под углом 30 - 35°. Каждый лист, наподобие листьев конского каштана, состоит из пяти листочков. Над розеткой листьев из середины листовой мутовки поднимается тонкая цветочная стрелка: высота растения вместе с ней достигает 60 - 70 см. На вершине стрелки виден зонтик - соцветие из мелких бледно-зеленых пятичленных обоеполых цветков, похожих на звездочки.

Невзрачные цветки женьшеня приспособлены к самоопылению, однако в отдельных случаях может происходить и перекрестное опыление. Из цветков завязываются зеленые ягодообразные плоды (одно- и двухгнездные костянки), которые в июле - августе становятся ярко-красными. Они издалека привлекают к себе внимание. В это время женьшень особенно наряден и его легко отличить в лесу от других растений. В период созревания плодов обычно и идут в тайгу искатели женьшеня.

Наиболее подробно биология женьшеня изучалась И. В. Грушвицким (1961). Его исследования показывают, что почки возобновления, из которых впоследствии развивается побег, закладываются у основания побега женьшеня за два года вперед [24].

Рис. 1. Женьшень: 1 - взрослое растение, 2 - рассада, 4 - цветки, 5 - плоды 3 - корень

По нашим наблюдениям, возникновение новых (дочерних) образований внутри имеющихся почек возобновления происходит во второй половине лета, когда растения имеют возможность, закончив формирование плодов, использовать свои пластические вещества на создание зачатков побегов будущих лет. В условиях Теберды это происходит примерно 15 - 20 августа.

Следующим летом, в конце июня - начале июля, у основания побега можно различить почку, возникшую в августе прошлого года. В конце октября внутри почки формируется соцветие, большей частью имеющее готовые тычиночные бугорки. Весной с выбрасыванием побега в соцветиях заканчивается формирование всех репродуктивных элементов растения, в частности образование пыльников и пыльцевых зерен. В мае третьего года пыльца подготовлена даже в самых мелких бугорках соцветия.

В случае гибели основной почки возобновления у основания побега пробуждаются покоящиеся (спящие) почки, которые впоследствии дают побег. Однако для этого, как и для развития основной почки, требуется известный период воздействия летней температуры и низкой, когда корень с почкой, находящейся на корневище, подвергается воздействию температуры, близкой к нулю, в течение не менее четырех месяцев. Можно предполагать, что в этом воздействии холодом нуждаются зачатки ежегодно закладываемых почек, без чего они не могут перейти к следующему этапу развития.

Улучшение экологических условий способствует образованию двух, иногда трех почек возобновления, которые дают двух- и трехстебельные растения. В отдельных случаях на Кавказе наблюдалось выбрасывание у растений четырех и пяти стеблей.

Ряд исследователей отмечает, что многостебельность женьшеня обычно стимулируется увеличением питательных веществ в почве. Наши опыты с внесением разных доз органических и минеральных удобрений подтверждают этот вывод: по сравнению с контрольными растениями на удобренных грядах число двухстебельных растений увеличилось в два - четыре раза. Однако двулистность (у всходов) и двухстебельность (у более взрослых растений) возникают и в случае особо благоприятных метеорологических условий. Так, весной 1955 г. на неудобренных грядах взошло 30% двулистных всходов растений китайского происхождения, 40% двулистных растений тебердинской репродукции (от общего числа всходов). Следует отметить, что посев семян производился очень рано (24 марта), в только что оттаявшую почву. В условиях повышенной атмосферной влажности число двулистных всходов также увеличивалось: на тех участках под пологом леса, где она была выше, растений с двумя листьями оказалось на 10% больше. Совсем необычным было образование бутонов у однолетних растений (всходов) с двумя листьями, что говорит об избыточном накоплении пластических веществ, возможном в особо благоприятных условиях. Появление второго листа, бутонов и даже цветков всходов иногда наблюдалось и в начале теплой осени (в сентябре) - здесь происходило преждевременное пробуждение почек возобновления, которые должны были открыться лишь в будущем году.

Многостебельные растения обычно имеют большую массу корней, чем одностебельные, так как фотосинтез у них происходит на большей листовой поверхности. У дикорастущего женьшеня изредка встречаются корни даже четырех-шестистебельных растений. Многостебельчатость женьшеня в среднем составляет коло трех процентов от общего числа находимых тайге растений [24].

С возрастом у женьшеня увеличиваются число листьев и размеры ассимиляционной (листовой) поверхности. У культивируемого на Дальнем Востоке пяти-шестилетнего женьшеня эта поверхность составляет 800 см², на Кавказе, по нашим данным, 600 - 950 (максимум 1500 см²), т. е. не уступает размерам оверхности листа женьшеня, выращиваемого на своей родине.

Женьшень - многолетнее растение. В первый год жизни культивируемый женьшень дает один лист тремя листочками, во второй - один лист с пятью или реже два листа с тремя - пятью листочками каждый. К трем-четырем годам у него обычно бывает три-четыре листа, каждый из которых имеет четыре-пять листочков. В пять-шесть лет женьшень располагает пятью листьями. В условиях Теберды в этом возрасте у растения нередко бывает и по шесть листьев. В дальнейшем их число у культивируемого женьшеня почти не увеличивается.

Единственный способ размножения женьшеня - семенной. Опыты по вегетативному размножению путем разделения корневища и корня) были малорезультативными и для практического разведения неперспективными [24]. Разделенные на части корни растут медленно, в них зачастую проникает инфекция, продолжительность жизни таких корней небольшая.

Как указывалось, плод женьшеня внешне похож на ягоду. Однако в отличие от ягоды у плода женьшеня (костянки) имеется три плодовых оболочки: наружная кожистая пленка (экзокарп), средняя мясистая оболочка (мезокарп) и внутренняя твердая оболочка - косточка (эндокарп). Основная масса плода - эндокарп с заключенным в нем семенем или семенами (чаще их два). Эндокарп состоит из двух створок, которые во время прорастания разъединяются по шву и освобождают семя. Благодаря многочисленным порам в клетках эндокарп способен пропускать сквозь себя влагу. В случае же недостаточной влажности семя может быстро высохнуть и потерять всхожесть.

Семенная продуктивность женьшеня достаточно велика: взрослое растение в среднем дает до 30 - 40 плодов. Семена довольно крупные, овально-сплюснутые, морщинистые, желтовато-белой окраски.

Характерной особенностью созревающих плодов является недоразвитие в них зародыша, в результате чего семена прорастают очень медленно. Высеянные осенью в год сбора, они дают всходы лишь через 18 - 22 месяца, т. е. по прошествии только двух зим. Медленное развитие зародыша объясняется низкой активностью ферментов, деятельность которых направлена на ускорение химических превращений в процессе обмена веществ. Подобное состояние ферментативной системы женьшеня связано с его биологическими особенностями как реликтового растения.

Рис. 2. Корни женьшеня различной формы

Что представляет собой зародыш в семени женьшеня? Он состоит из двух продолговатых и широких семядолей, зародышевого корешка и развитой почки, в которой имеются трехраздельный листочек и крохотный зачаток будущей зимующей почки. Под выступом на верхней стороне косточки находится небольшое отверстие, через которое к зародышу дополнительно может поступать влага. Однако оно же представляет опасность проникновения внутрь семени инфекции [24].

После отмирания стебля с листьями, что обычно происходит в октябре (заморозки - 4... - 4,5°С губительны для надземной части растения), в почве остается зимовать корень.

Рис. 3. От нижней части отходят мочковатые тонкие корни, образующие нередко 'бороду'

Корень женьшеня стержневой, веретенообразный, разной степени ветвистости, бледно-желтого цвета. В нем следует различать "шейку", или корневище, на котором осенью после отпада стеблей остаются рубцы (по ним можно определить возраст растения), и непосредственно корень. От основного корня ответвляется ряд боковых утолщенных отростков, которые иногда и придают корню вид человеческой фигурки с раскинутыми руками и ногами. От нижней части отходят мочковатые тонкие корни, образующие нередко целую "бороду". На этих корнях ранней весной появляются крохотные бугорки, из которых развиваются едва видимые нежные белые сезонные корешки, всасывающие влагу и питательные вещества из почвы. Осенью при опадении надземной части (стебля и листьев) сезонные корешки отмирают, и только тогда корни женьшеня можно пересаживать.

Рис. 4. Изменение положения в почве корня дикорастущего женьшеня: слева - ювенильное однолетнее растение; в центре - четырех-пятилетнее; справа - взрослое плодоносящее (по Грушвицкому)

Роль всасывающих корешков очень велика. Стоит переувлажниться почве - они загнивают, при недостатке влаги корешки, теряя тургор, засыхают. И в том и другом случае листья и стебель растения быстро вянут, вскоре опадают и корни погружаются в "сон", пока через год-два у них вновь не разовьется почка возобновления, которая даст новый стебель.

Всасывающие (сезонные) корешки определяют высокую чувствительность женьшеня к перемене условий в течение срока вегетации, это и представляет наибольшие трудности в создании оптимальных условий для выращивания его на плантациях. Малейшее отклонение от благоприятных условий вызывает замедление роста растения или потерю надземной, а иногда и наиболее ценной подземной части.

Рис. 5. 'Человекообразный' женьшень

Характерно, что корни женьшеня совершенно лишены механических тканей. Поэтому при каком-либо бактериальном или грибном поражении они могут очень быстро сгнить. Прочность и упругость корень получает за счет высокого напряжения клеточного сока - тургора. Однако отсутствие механических тканей в корне дает известное преимущество женьшеню, позволяя ему приспосабливаться к меняющимся почвенным условиям. Имея так называемые контрактильные, т. е. сокращающиеся, корни, женьшень обладает способностью периодически, в случае необходимости, втягивать в глубину почвы подземный побег, на котором расположена зимующая почка, что может спасти ее от зимних морозов. Зимой нелегких почвах корень часто уходит в глубину, на тяжелых, напротив, выдвигается кверху. Способности корня "передвигаться" в почве, а также погружаться в "сон", давно отмеченные корневщиками, и явились одной из причин мистического отношения к женьшеню.

Корень женьшеня даже в естественных условиях редко растет вертикально. Обычно он принимает наклонное или горизонтальное положение, что также имеет приспособительное значение. Всасывающие и скелетные корни при таком положении легче проникают в верхние горизонты почвы, где условия более благоприятны: достаточная влажность, хорошая аэрация (наличие воздуха в почве), большое количество питательных веществ в почвенном гумусе и пр. Поэтому на плантациях высаживают корни с наклоном в 30° (КНДР) и 45° (Япония). Кстати, этот способ посадки, как и ряд других приемов выращивания, корейские и китайские женьшеневоды в свое время держали (видимо, в целях конкуренции) в большом секрете. Считалось, что при наклонной посадке корень приобретает более высокое качество и такие формы, которые на рынке ценятся выше: в частности, этот способ посадки способствовал образованию в нижней части корня утолщенных отростков - "ног".

Корни, имеющие разветвления внизу - "ноги", так же как и обладающие верхними и нижними отростками - "руками" и "ногами", принято на Востоке называть "мужскими", у "женского" корня разветвлений нет - утолщается лишь сам стержневой корень. Если у корня "ноги" между собой скрещены, то он также считается "женским". "Мужские" корни на восточном рынке ценятся дороже.

Продолжительность жизни корней женьшеня в естественных условиях, в частности в Уссурийской тайге, достигает, по оценке специалистов, 200, а иногда и более 300 лет.

Товарным дикорастущий корень становится не ранее чем через 25 - 30 лет, тогда как на плантации корни собирают начиная с пяти-шестилетнего возраста (в КНДР и в СССР - на Дальнем Востоке) или с семи-восьмилетнего (в КНР, США, в СССР - на Кавказе).

Культивируемый женьшень (в Китае и в СССР - на Кавказе) выращивают до 19 - 20 лет, после чего корень сильно дряхлеет и обычно загнивает. Столь короткий срок жизни женьшеня на плантациях объясняется резким усилением обмена веществ у растения, ускорением темпов его роста вследствие интенсивного ухода. И. В. Мичурин отмечал, что "лесные растения живут вообще вчетверо дольше, чем культурные сорта, выращиваемые в садах, и, что всего интереснее, чем лучший применяется уход за растениями, тем короче становится их жизнь" [56].

Как известно, дикорастущий женьшень растет и развивается необычайно медленно, что затрудняет его естественное возобновление. Большую роль играют не только особенности биологии этого реликтового растения, но, видимо, и определенная степень угнетения его в современных условиях произрастания. Женьшень вынужден в большей мере, чем обычные лесные растения, мобилизовать свои природные силы в борьбе за существование. И возможно, что накопление биологически активных веществ в тканях женьшеня (с проявлением свойств стимуляторов и фитонцидов, о чем будет сказано ниже) связано со своеобразным приспособлением этого древнего растения к резко изменившимся для него климатическим условиям.

Учитывая определенную биологическую целесообразность тех или иных признаков организма, можно предположить, что женьшень как род дожил до наших дней в основном благодаря тем биохимическим процессам, которые сделали его обладателем уникальных физиологически активных веществ, необходимых и ему самому.