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

Kurzbeschreibung:

Die Familie der Ingwergewächse (Zingiberaceae) hat aufgrund der reichhaltigen ätherischen Öle und der Aromatizität ihrer Arten zunehmend Aufmerksamkeit in der allelopathischen Forschung auf sich gezogen. Frühere Untersuchungen hatten gezeigt, dass die chemischen Verbindungen aus Curcuma zedoaria (Zedoaria) [40], Alpinia zerumbet (Pers.) BLBurtt & RMSm. [41] und Zingiber officinale Rosc. [42Pflanzen der Ingwerfamilie (A. villosum) haben allelopathische Wirkungen auf die Samenkeimung und das Sämlingswachstum von Mais, Salat und Tomaten. Unsere vorliegende Studie ist die erste, die die allelopathische Aktivität flüchtiger Verbindungen aus Stängeln, Blättern und jungen Früchten von A. villosum (einem Mitglied der Familie der Ingwergewächse, Zingiberaceae) untersucht. Die Ölausbeute betrug 0,15 % für Stängel, 0,40 % für Blätter und 0,50 % für junge Früchte. Dies deutet darauf hin, dass Früchte eine größere Menge an flüchtigen Ölen produzierten als Stängel und Blätter. Die Hauptbestandteile der flüchtigen Öle aus Stängeln waren β-Pinen, β-Phellandren und α-Pinen. Dieses Muster ähnelte dem der Hauptbestandteile des Blattöls, β-Pinen und α-Pinen (Monoterpene). Das Öl in jungen Früchten hingegen war reich an Bornylacetat und Campher (oxygenierte Monoterpene). Die Ergebnisse wurden durch die Erkenntnisse von Do N Dai [30,32] und Hui Ao [31] die die Öle aus verschiedenen Organen von A. villosum identifiziert hatten.

Es liegen mehrere Berichte über die pflanzenwachstumshemmende Wirkung dieser Hauptbestandteile in anderen Arten vor. Shalinder Kaur fand heraus, dass α-Pinen aus Eukalyptus bei einer Konzentration von 1,0 μL das Wurzelwachstum und die Sprosshöhe von Amaranthus viridis L. deutlich hemmte.43Eine weitere Studie zeigte, dass α-Pinen das frühe Wurzelwachstum hemmte und durch eine erhöhte Bildung reaktiver Sauerstoffspezies oxidative Schäden im Wurzelgewebe verursachte.44Einigen Berichten zufolge hemmt β-Pinen die Keimung und das Sämlingswachstum von Testunkräutern dosisabhängig durch Störung der Membranintegrität.45], wodurch die Biochemie der Pflanze verändert und die Aktivität von Peroxidasen und Polyphenoloxidasen erhöht wird [46]. β-Phellandren zeigte bei einer Konzentration von 600 ppm die maximale Hemmung der Keimung und des Wachstums von Vigna unguiculata (L.) Walp. [47], wohingegen Kampfer bei einer Konzentration von 250 mg/m3 das Wurzel- und Sprosswachstum von Lepidium sativum L. unterdrückte.48Allerdings gibt es nur wenige Studien zum allelopathischen Effekt von Bornylacetat. In unserer Studie waren die allelopathischen Effekte von β-Pinen, Bornylacetat und Campher auf das Wurzelwachstum schwächer als die der ätherischen Öle, mit Ausnahme von α-Pinen. Das α-Pinen-reiche Blattöl erwies sich zudem als phytotoxischer als die entsprechenden ätherischen Öle aus Stängeln und Früchten von A. villosum. Beide Befunde deuten darauf hin, dass α-Pinen die wichtigste chemische Substanz für die Allelopathie dieser Art sein könnte. Gleichzeitig legen die Ergebnisse nahe, dass auch weniger häufige Verbindungen im Fruchtöl zum phytotoxischen Effekt beitragen könnten. Dieser Befund bedarf weiterer Forschung.

Unter normalen Bedingungen ist die allelopathische Wirkung von Allelochemikalien artspezifisch. Jiang et al. stellten fest, 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. [49In einer weiteren Studie zeigte das ätherische Öl von Lavandula angustifolia Mill. unterschiedliche phytotoxische Wirkungen auf verschiedene Pflanzenarten. Lolium multiflorum Lam. erwies sich als die empfindlichste Art; bei einer Ölkonzentration von 1 μL/mL wurde das Hypokotyl- und Wurzelwachstum um 87,8 % bzw. 76,7 % gehemmt, während das Hypokotylwachstum von Gurkenkeimlingen kaum beeinträchtigt wurde.20Unsere Ergebnisse zeigten auch, dass es einen Unterschied in der Empfindlichkeit gegenüber den 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 eine Studie, dass Pyranoid (10,3 %) und β-Caryophyllen (6,6 %) die Hauptbestandteile der von den Blättern des Schwarzen Holunders (Sambucus nigra) abgegebenen flüchtigen Verbindungen waren, während Benzaldehyd (17,8 %), α-Bulnesen (16,6 %) und Tetracosan (11,5 %) in den aus den Blättern extrahierten Ölen reichlich vorhanden waren.50In unserer Studie zeigten flüchtige Verbindungen, die von den frischen Pflanzenmaterialien freigesetzt wurden, stärkere allelopathische Wirkungen auf die Testpflanzen als die extrahierten ätherischen Öle. Die Unterschiede in der Reaktion korrelierten eng mit den Unterschieden in den in den beiden Präparaten enthaltenen Allelochemikalien. Die genauen Unterschiede zwischen flüchtigen Verbindungen und Ölen müssen in weiteren Experimenten untersucht werden.

Unterschiede in der mikrobiellen Diversität und der Struktur der mikrobiellen Gemeinschaft in Bodenproben, denen ätherische Öle zugesetzt wurden, hingen mit der Konkurrenz zwischen Mikroorganismen sowie mit etwaigen toxischen Wirkungen und der Verweildauer der ätherischen Öle im Boden zusammen. Vokou und Liotiri [51Eine Studie ergab, dass die Zugabe von vier ätherischen Ölen (0,1 ml) zu kultiviertem Boden (150 g) die Atmung der Bodenproben aktivierte, obwohl sich die Öle in ihrer chemischen Zusammensetzung unterschieden. Dies deutet darauf hin, dass Pflanzenöle von den im Boden vorkommenden Mikroorganismen als Kohlenstoff- und Energiequelle genutzt werden. Die Daten der vorliegenden Studie bestätigten, dass die Öle der gesamten Pflanze A. villosum zu einem deutlichen Anstieg der Anzahl der Bodenpilzarten bis zum 14. Tag nach der Ölzugabe beitrugen. Dies deutet darauf hin, dass das Öl als Kohlenstoffquelle für mehr Bodenpilze dienen kann. Eine andere Studie berichtete über ein ähnliches Ergebnis: Bodenmikroorganismen erholten sich nach einer vorübergehenden Veränderung, die durch die Zugabe von Thymbra capitata L. (Cav)-Öl hervorgerufen wurde, von ihrer ursprünglichen Funktion und Biomasse. Die höchste Öldosis (0,93 µl Öl pro Gramm Boden) verhinderte jedoch die Wiederherstellung der ursprünglichen Funktionalität.52In der vorliegenden Studie wurde anhand der mikrobiologischen Analyse des Bodens nach Behandlung mit unterschiedlichen Konzentrationen und Behandlungszeiten die Hypothese aufgestellt, dass sich die bakterielle Bodengemeinschaft nach längerer Einwirkzeit erholen würde. Die Pilzmikrobiota hingegen könnte nicht in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren. Die folgenden Ergebnisse bestätigen diese Hypothese: Die Hauptkoordinatenanalyse (PCoA) zeigte einen deutlichen Effekt hoher Ölkonzentrationen auf die Zusammensetzung des pilzlichen Bodenmikrobioms. Die Heatmap-Darstellung bestätigte erneut, dass sich die Zusammensetzung der Pilzgemeinschaft im mit 3,0 mg/ml Öl (entsprechend 0,375 mg Öl pro Gramm Boden) behandelten Boden auf Gattungsebene erheblich von den anderen Behandlungen unterschied. Derzeit gibt es nur wenige Studien zu den Auswirkungen der Zugabe von Monoterpen-Kohlenwasserstoffen oder oxygenierten Monoterpenen auf die mikrobielle Diversität und Gemeinschaftsstruktur im Boden. Einige Studien berichteten, dass α-Pinen die mikrobielle Aktivität im Boden und die relative Häufigkeit von Methylophilaceae (einer Gruppe von Methylotrophen, Proteobakterien) bei niedrigem Feuchtigkeitsgehalt erhöhte und in trockeneren Böden eine wichtige Rolle als Kohlenstoffquelle spielte.53]. Ebenso enthält das ätherische Öl der gesamten Pflanze A. villosum 15,03 % α-Pinen (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 zeigten unterschiedliche allelopathische Wirkungen auf L. sativa und L. perenne, die eng mit den chemischen Bestandteilen der Pflanzenteile von A. villosum zusammenhingen. Obwohl die chemische Zusammensetzung des ätherischen Öls bestätigt wurde, sind die von A. villosum bei Raumtemperatur freigesetzten flüchtigen Verbindungen noch unbekannt und bedürfen weiterer Untersuchungen. Auch der synergistische Effekt verschiedener Allelochemikalien sollte berücksichtigt werden. Um die Wirkung des ätherischen Öls auf Bodenmikroorganismen umfassend zu erforschen, sind weitere Untersuchungen erforderlich: Die Einwirkzeit des ätherischen Öls sollte verlängert und die Veränderungen seiner chemischen Zusammensetzung im Boden über verschiedene Tage hinweg analysiert werden.

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Allelopathie wird oft definiert als jede direkte oder indirekte, positive oder negative Wirkung einer Pflanzenart auf eine andere durch die Produktion und Freisetzung chemischer Verbindungen in die Umwelt [1Pflanzen geben Allelochemikalien durch Verflüchtigung, Auswaschung über die Blätter, Wurzelausscheidungen und Zersetzung von Pflanzenresten in die umgebende Atmosphäre und den Boden ab.2Als 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 Komponenten (wie z. B. Monoterpene) aus den sekretorischen Strukturen der Blätter und den Oberflächenwachsen, wodurch die Möglichkeit besteht, dass flüchtige Komponenten in den Boden gelangen [4]; Pflanzenwurzeln könnten durch Pflanzenfresser und Krankheitserreger hervorgerufene flüchtige Stoffe in den Boden abgeben [5]; diese Bestandteile der Pflanzenstreu werden auch in den umgebenden Boden freigesetzt [6Derzeit werden flüchtige Öle vermehrt auf ihre Verwendung in der Unkraut- und Schädlingsbekämpfung untersucht.7,8,9,10,11Es wurde festgestellt, dass sie sich im gasförmigen Zustand in der Luft ausbreiten und im oder auf dem Boden in andere Aggregatzustände umgewandelt werden.3,12], die eine wichtige Rolle bei der Hemmung des Pflanzenwachstums durch Wechselwirkungen zwischen den Arten und der Veränderung der Kulturpflanzen-Unkraut-Gemeinschaft spielen [13Mehrere Studien deuten darauf hin, dass Allelopathie die Etablierung der Dominanz von Pflanzenarten in natürlichen Ökosystemen begünstigen kann.14,15,16Daher können dominante Pflanzenarten als potenzielle Quellen von Allelochemikalien ins Visier genommen werden.

In den letzten Jahren haben allelopathische Effekte und Allelochemikalien zunehmend die Aufmerksamkeit von Forschern auf sich gezogen, um geeignete Ersatzstoffe für synthetische Herbizide zu finden.17,18,19,20Um landwirtschaftliche Verluste zu reduzieren, werden Herbizide zunehmend zur Unkrautbekämpfung eingesetzt. Die unkontrollierte Anwendung synthetischer Herbizide hat jedoch zu vermehrten Problemen mit Unkrautresistenzen, der fortschreitenden Bodendegradation und Gefahren für die menschliche Gesundheit beigetragen.21Natürliche allelopathische Verbindungen aus Pflanzen bergen ein erhebliches Potenzial für die Entwicklung neuer Herbizide oder dienen als Leitstrukturen zur Identifizierung neuer, naturbasierter Herbizide.17,22].

Amomum villosum Lour. ist eine mehrjährige krautige Pflanze aus der Ingwerfamilie, die im Schatten von Bäumen eine Höhe von 1,2–3,0 m erreicht. Sie ist in Südchina, Thailand, Vietnam, Laos, Kambodscha und anderen südostasiatischen Regionen weit verbreitet. Die getrockneten Früchte von A. villosum sind aufgrund ihres attraktiven Aromas ein gängiges Gewürz.23Es handelt sich um ein bekanntes traditionelles chinesisches Heilkraut, das häufig zur Behandlung von Magen-Darm-Erkrankungen eingesetzt wird. Mehrere Studien haben gezeigt, dass die in A. villosum reichlich vorhandenen ätherischen Öle die wichtigsten medizinischen und aromatischen Bestandteile sind.24,25,26,27Forscher fanden heraus, dass ätherische Öle von A. villosum eine Kontakttoxizität gegenüber den Insekten Tribolium castaneum (Herbst) und Lasioderma serricorne (Fabricius) aufweisen und eine starke Begasungstoxizität gegenüber T. castaneum besitzen.28Gleichzeitig hat A. villosum einen schädlichen Einfluss auf die Pflanzenvielfalt, die Biomasse, den Laubfall und die Bodennährstoffe primärer Regenwälder [29Die ökologische Rolle des ätherischen Öls und der allelopathischen Verbindungen ist jedoch noch unbekannt. Im Lichte bisheriger Untersuchungen zu den chemischen Bestandteilen der ätherischen Öle von A. villosum [30,31,32Unser Ziel ist es, zu untersuchen, ob *A. villosum* Verbindungen mit allelopathischen Wirkungen in Luft und Boden abgibt, um seine Dominanz zu fördern. Daher planen wir: (i) die chemischen Komponenten der ätherischen Öle aus verschiedenen Organen von *A. villosum* zu analysieren und zu vergleichen; (ii) die Allelopathie der extrahierten ätherischen Öle und flüchtigen Verbindungen aus *A. villosum* zu bewerten und anschließend die Substanzen zu identifizieren, die allelopathische Wirkungen auf *Lactuca sativa* L. und *Lolium perenne* L. haben; und (iii) die Auswirkungen der Öle aus *A. villosum* auf die Diversität und die Zusammensetzung der Mikroorganismengemeinschaft im Boden vorläufig zu untersuchen.