Kräuter-Fructus-Amomi-Öl, natürliche Massage-Diffusoren, 1 kg, ätherisches Amomum villosum-Öl

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Kurzbeschreibung:

Die Familie der Zingiberaceae hat in der allelopathischen Forschung aufgrund der reichhaltigen ätherischen Öle und der Aromatizität ihrer Mitgliedsarten zunehmend Aufmerksamkeit erregt. Frühere Untersuchungen hatten gezeigt, dass die Chemikalien aus Curcuma zedoaria (Zitronenbaum) [40], Alpinia zerumbet (Pers.) BLBurtt & RMSm. [41] und Zingiber officinale Rosc. [42] aus der Familie der Ingwergewächse haben allelopathische Wirkungen auf die Samenkeimung und das Keimlingswachstum von Mais, Salat und Tomaten. Unsere aktuelle Studie ist der erste Bericht über die allelopathische Aktivität flüchtiger Stoffe aus Stängeln, Blättern und jungen Früchten von A. villosum (einem Mitglied der Familie der Zingiberaceae). Die Ölausbeute von Stängeln, Blättern und jungen Früchten betrug 0,15 %, 0,40 % bzw. 0,50 %, was darauf hindeutet, dass Früchte eine größere Menge an ätherischen Ölen produzierten als Stängel und Blätter. Die Hauptbestandteile ätherischer Öle aus Stängeln waren β-Pinen, β-Phellandren und α-Pinen, was einem Muster ähnelte, das dem der Hauptchemikalien von Blattöl, β-Pinen und α-Pinen (Monoterpen-Kohlenwasserstoffe), ähnelte. Andererseits war das Öl in jungen Früchten reich an Bornylacetat und Kampfer (sauerstoffhaltige Monoterpene). Die Ergebnisse wurden durch die Erkenntnisse von Do N Dai gestützt [30,32] und Hui Ao [31], der die Öle aus verschiedenen Organen von A. villosum identifiziert hatte.

Es liegen mehrere Berichte über die das Pflanzenwachstum hemmende Wirkung dieser Hauptverbindungen bei anderen Arten vor. Shalinder Kaur fand heraus, dass α-Pinen aus Eukalyptus die Wurzellänge und Sprosshöhe von Amaranthus viridis L. bei einer Konzentration von 1,0 μL deutlich unterdrückte [43] und eine andere Studie zeigte, dass α-Pinen das frühe Wurzelwachstum hemmte und durch die erhöhte Bildung reaktiver Sauerstoffspezies oxidative Schäden im Wurzelgewebe verursachte [44]. In einigen Berichten wurde argumentiert, dass β-Pinen die Keimung und das Keimlingswachstum von Testunkräutern in einer dosisabhängigen Reaktion hemmte, indem es die Membranintegrität störte [45], verändert die Pflanzenbiochemie und steigert die Aktivitäten von Peroxidasen und Polyphenoloxidasen [46]. β-Phellandren zeigte eine maximale Hemmung der Keimung und des Wachstums von Vigna unguiculata (L.) Walp bei einer Konzentration von 600 ppm [47], wohingegen Kampfer bei einer Konzentration von 250 mg/m3 das Keimwurzel- und Sprosswachstum von Lepidium sativum L. unterdrückte. [48]. Allerdings gibt es kaum Forschungsergebnisse über die allelopathische Wirkung von Bornylacetat. In unserer Studie waren die allelopathischen Wirkungen von β-Pinen, Bornylacetat und Kampfer auf die Wurzellänge schwächer als bei den ätherischen Ölen mit Ausnahme von α-Pinen, während Blattöl, das reich an α-Pinen ist, auch phytotoxischer war als die entsprechenden flüchtigen Öle Öle aus den Stängeln und Früchten von A. villosum, beide Ergebnisse weisen darauf hin, dass α-Pinen die wichtige Chemikalie für die Allelopathie dieser Art sein könnte. Gleichzeitig deuten die Ergebnisse auch darauf hin, dass einige Verbindungen im Fruchtöl, die nicht reichlich vorhanden sind, zur Entstehung der phytotoxischen Wirkung beitragen könnten, ein Befund, der in Zukunft weiterer Forschung bedarf.

Unter normalen Bedingungen ist die allelopathische Wirkung von Allelochemikalien artspezifisch. Jiang et al. fanden heraus, dass das von Artemisia sieversiana produzierte ätherische Öl eine stärkere Wirkung auf Amaranthus retroflexus L. ausübte als auf Medicago sativa L., Poa annua L. und Pennisetum alopecuroides (L.) Spreng. [49]. In einer anderen Studie wurde das ätherische Öl von Lavandula angustifolia Mill. erzeugte unterschiedlich starke phytotoxische Wirkungen auf verschiedene Pflanzenarten. Lolium multiflorum Lam. war die empfindlichste Akzeptorart, wobei das Hypokotyl- und Keimkeimwachstum bei einer Dosis von 1 μL/ml Öl um 87,8 % bzw. 76,7 % gehemmt wurde, das Hypokotylwachstum von Gurkensämlingen wurde jedoch kaum beeinträchtigt [20]. Unsere Ergebnisse zeigten auch, dass es einen Unterschied in der Empfindlichkeit gegenüber flüchtigen Stoffen von A. villosum zwischen L. sativa und L. perenne gab.

Die flüchtigen Verbindungen und ätherischen Öle derselben Art können aufgrund von Wachstumsbedingungen, Pflanzenteilen und Nachweismethoden quantitativ und/oder qualitativ variieren. Beispielsweise zeigte ein Bericht, dass Pyranoid (10,3 %) und β-Caryophyllen (6,6 %) die Hauptbestandteile der flüchtigen Stoffe waren, die von den Blättern von Sambucus nigra emittiert wurden, während Benzaldehyd (17,8 %), α-Bulnesen (16,6 %) und Tetracosan waren (11,5 %) waren in den aus Blättern extrahierten Ölen reichlich vorhanden [50]. In unserer Studie hatten die von den frischen Pflanzenmaterialien freigesetzten flüchtigen Verbindungen stärkere allelopathische Wirkungen auf die Testpflanzen als die extrahierten ätherischen Öle, wobei die Unterschiede in der Reaktion eng mit den Unterschieden bei den in den beiden Präparaten vorhandenen Allelochemikalien zusammenhängen. Die genauen Unterschiede zwischen flüchtigen Verbindungen und Ölen müssen in nachfolgenden Experimenten weiter untersucht werden.

Unterschiede in der mikrobiellen Vielfalt und mikrobiellen Gemeinschaftsstruktur in Bodenproben, denen ätherische Öle zugesetzt wurden, standen im Zusammenhang mit der Konkurrenz zwischen Mikroorganismen sowie mit etwaigen toxischen Wirkungen und der Verweildauer ätherischer Öle im Boden. Vokou und Liotiri [51] fanden heraus, dass die jeweilige Anwendung von vier ätherischen Ölen (0,1 ml) auf kultivierten Boden (150 g) die Atmung der Bodenproben aktivierte, auch wenn sich die Öle in ihrer chemischen Zusammensetzung unterschieden, was darauf hindeutet, dass Pflanzenöle als Kohlenstoff- und Energiequelle genutzt werden vorkommende Bodenmikroorganismen. Die aus der aktuellen Studie gewonnenen Daten bestätigten, dass die Öle aus der gesamten Pflanze von A. villosum zum offensichtlichen Anstieg der Anzahl der Bodenpilzarten am 14. Tag nach der Ölzugabe beitrugen, was darauf hindeutet, dass das Öl möglicherweise die Kohlenstoffquelle für weitere Arten darstellt Bodenpilze. Eine andere Studie berichtete über einen Befund: Bodenmikroorganismen erlangten ihre ursprüngliche Funktion und Biomasse nach einer vorübergehenden Variationsperiode, die durch die Zugabe von Thymbra capitata L. (Cav)-Öl induziert wurde, wieder, aber das Öl in der höchsten Dosis (0,93 µL Öl pro Gramm Boden) ermöglichte es den Bodenmikroorganismen nicht, ihre ursprüngliche Funktionalität wiederherzustellen [52]. In der aktuellen Studie haben wir basierend auf der mikrobiologischen Analyse des Bodens nach der Behandlung mit unterschiedlichen Tagen und Konzentrationen spekuliert, dass sich die Bodenbakteriengemeinschaft nach weiteren Tagen erholen würde. Im Gegensatz dazu kann die Mikrobiota der Pilze nicht in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren. Die folgenden Ergebnisse bestätigen diese Hypothese: Die deutliche Auswirkung einer hohen Konzentration des Öls auf die Zusammensetzung des Bodenpilzmikrobioms wurde durch die Hauptkoordinatenanalyse (PCoA) aufgedeckt, und die Heatmap-Präsentationen bestätigten erneut die Zusammensetzung der Pilzgemeinschaft im Boden Die auf Gattungsebene mit 3,0 mg/ml Öl (nämlich 0,375 mg Öl pro Gramm Boden) behandelten Proben unterschieden sich erheblich von den anderen Behandlungen. Derzeit gibt es noch kaum Forschungsergebnisse zu den Auswirkungen der Zugabe von Monoterpenkohlenwasserstoffen oder sauerstoffhaltigen Monoterpenen auf die mikrobielle Diversität und Gemeinschaftsstruktur im Boden. In einigen Studien wurde berichtet, dass α-Pinen die mikrobielle Aktivität des Bodens und die relative Häufigkeit von Methylophilaceae (einer Gruppe von Methylotrophen, Proteobakterien) bei niedrigem Feuchtigkeitsgehalt steigert und eine wichtige Rolle als Kohlenstoffquelle in trockeneren Böden spielt [53]. Ebenso ätherisches Öl der gesamten Pflanze A. villosum, das 15,03 % α-Pinen enthält (Ergänzungstabelle S1), erhöhte offensichtlich die relative Häufigkeit von Proteobakterien bei 1,5 mg/ml und 3,0 mg/ml, was darauf hindeutet, dass α-Pinen möglicherweise als eine der Kohlenstoffquellen für Bodenmikroorganismen fungiert.

Die von verschiedenen Organen von A. villosum produzierten flüchtigen Verbindungen hatten unterschiedlich starke allelopathische Wirkungen auf L. sativa und L. perenne, was eng mit den chemischen Bestandteilen zusammenhing, die die Pflanzenteile von A. villosum enthielten. Obwohl die chemische Zusammensetzung des ätherischen Öls bestätigt wurde, sind die von A. villosum bei Raumtemperatur freigesetzten flüchtigen Verbindungen unbekannt und bedürfen weiterer Untersuchungen. Darüber hinaus ist auch der synergistische Effekt zwischen verschiedenen Allelochemikalien zu berücksichtigen. Im Hinblick auf Bodenmikroorganismen müssen wir, um die Wirkung des ätherischen Öls auf Bodenmikroorganismen umfassend zu untersuchen, noch eingehendere Forschung betreiben: die Behandlungszeit des ätherischen Öls verlängern und Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung des ätherischen Öls im Boden erkennen an verschiedenen Tagen.

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Allelopathie wird oft als jede direkte oder indirekte, positive oder negative Wirkung einer Pflanzenart auf eine andere durch die Produktion und Freisetzung chemischer Verbindungen in die Umwelt definiert [1]. Pflanzen geben Allelochemikalien durch Verflüchtigung, Blattauswaschung, Wurzelausscheidung und Zersetzung von Rückständen an die umgebende Atmosphäre und den Boden ab [2]. Als eine Gruppe wichtiger Allelochemikalien gelangen flüchtige Bestandteile auf ähnliche Weise in die Luft und den Boden: Pflanzen geben flüchtige Stoffe direkt in die Atmosphäre ab [3]; Regenwasser spült diese Bestandteile (z. B. Monoterpene) aus den sekretorischen Strukturen und Oberflächenwachsen der Blätter und sorgt so für die Möglichkeit, dass flüchtige Bestandteile in den Boden gelangen [4]; Pflanzenwurzeln könnten durch Pflanzenfresser und Krankheitserreger verursachte flüchtige Stoffe in den Boden abgeben [5]; Diese Bestandteile der Pflanzenstreu werden auch in den umliegenden Boden abgegeben [6]. Gegenwärtig werden ätherische Öle zunehmend für ihren Einsatz in der Unkraut- und Schädlingsbekämpfung untersucht [7,8,9,10,11]. Es wurde festgestellt, dass sie wirken, indem sie sich in ihrem gasförmigen Zustand in der Luft ausbreiten und in oder auf dem Boden in andere Zustände übergehen [3,12], die eine wichtige Rolle bei der Hemmung des Pflanzenwachstums durch Interaktionen zwischen den Arten und bei der Veränderung der Kulturpflanzen-Unkrautpflanzen-Gemeinschaft spielen [13]. Mehrere Studien deuten darauf hin, dass Allelopathie die Etablierung einer Dominanz von Pflanzenarten in natürlichen Ökosystemen erleichtern könnte [14,15,16]. Daher können dominante Pflanzenarten als potenzielle Quellen für Allelochemikalien ins Visier genommen werden.

In den letzten Jahren haben allelopathische Wirkungen und Allelochemikalien immer mehr Aufmerksamkeit von Forschern erhalten, um geeignete Ersatzstoffe für synthetische Herbizide zu finden [17,18,19,20]. Um landwirtschaftliche Verluste zu reduzieren, werden zunehmend Herbizide zur Bekämpfung des Unkrautwachstums eingesetzt. Allerdings hat der wahllose Einsatz synthetischer Herbizide zu zunehmenden Problemen der Unkrautresistenz, der allmählichen Verschlechterung des Bodens und Gefahren für die menschliche Gesundheit beigetragen [21]. Natürliche allelopathische Verbindungen aus Pflanzen können ein erhebliches Potenzial für die Entwicklung neuer Herbizide bieten oder als Leitverbindungen zur Identifizierung neuer, aus der Natur stammender Herbizide dienen [17,22].

Amomum villosum Lour. ist eine mehrjährige krautige Pflanze aus der Familie der Ingwergewächse, die im Schatten von Bäumen eine Höhe von 1,2–3,0 m erreicht. Es ist in Südchina, Thailand, Vietnam, Laos, Kambodscha und anderen südostasiatischen Regionen weit verbreitet. Die Trockenfrucht von A. villosum ist aufgrund ihres attraktiven Geschmacks eine Art häufig vorkommendes Gewürz [23] und stellt in China eine bekannte traditionelle Kräutermedizin dar, die häufig zur Behandlung von Magen-Darm-Erkrankungen eingesetzt wird. Mehrere Studien haben berichtet, dass die ätherischen Öle, die reich an A. villosum sind, die wichtigsten medizinischen Bestandteile und aromatischen Inhaltsstoffe sind [24,25,26,27]. Forscher fanden heraus, dass ätherische Öle von A. villosum eine Kontakttoxizität gegenüber den Insekten Tribolium castaneum (Herbst) und Lasioderma serricorne (Fabricius) sowie eine starke Begasungsmitteltoxizität gegenüber T. castaneum aufweisen [28]. Gleichzeitig hat A. villosum schädliche Auswirkungen auf die Pflanzenvielfalt, Biomasse, Streumenge und Bodennährstoffe der primären Regenwälder [29]. Die ökologische Rolle des ätherischen Öls und der allelopathischen Verbindungen ist jedoch noch unbekannt. Im Lichte früherer Studien zu den chemischen Bestandteilen der ätherischen Öle von A. villosum [30,31,32] besteht unser Ziel darin, zu untersuchen, ob A. villosum Verbindungen mit allelopathischer Wirkung in die Luft und den Boden freisetzt, um seine Dominanz zu etablieren. Daher planen wir: (i) die chemischen Bestandteile ätherischer Öle aus verschiedenen Organen von A. villosum zu analysieren und zu vergleichen; (ii) die Allelopathie der aus A. villosum extrahierten ätherischen Öle und flüchtigen Verbindungen bewerten und dann die Chemikalien identifizieren, die allelopathische Wirkungen auf Lactuca sativa L. und Lolium perenne L. hatten; und (iii) vorläufig die Auswirkungen von Ölen aus A. villosum auf die Vielfalt und Gemeinschaftsstruktur von Mikroorganismen im Boden untersuchen.