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Influence of Air Temperature on Productivity and Quality of some Medicinal Plants under Controlled Environment Conditions

A. E. Manukyan and W. H. Schnitzler
European Journal of Horticultural Science
Vol. 71, No. 1 (January 2006), pp. 36-44
Published by: Verlag Eugen Ulmer KG
Stable URL: http://www.jstor.org/stable/24126237
Page Count: 9
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Influence of Air Temperature on Productivity and Quality of some Medicinal Plants under Controlled Environment Conditions
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Abstract

Cultivation of medicinal plants under controlled environment is a good opportunity to study the influence of main exogenic factors on herbal yield and quality. Such studies can give new data about the yield raise of species, as well as about improvement of content and composition of bioactive substances with practical applications. The main purpose of this study was to investigate the effect of different air temperatures (15, 20, 25 °C) under controlled environment conditions on herbal yield and content, composition and antioxidative capacity of secondary metabolites of lemon catmint (Nepeta cataria L. f. citriodora), lemon balm (Melissa offiânalis L.) and sage (Salvia officinalis L.). It was found, that tested air temperatures had substantial influence on productivity of studied medicinal plants under controlled environment conditions. In case of lemon catmint 20 °C gave maximum raw medicinal material, for lemon balm 25 °C was more effective, while in sage, both 20 and 25 °C were optimal compared to the lowest temperature treatment (15 °C). In lemon catmint and sage, 15 and 25 °C temperatures provided high content of essential oil, while 20 and 25 °C treatments gave maximum recovery of essential oil. In case of lemon balm, 25 °C temperature gave high content and yield of essential oil. The composition of herbs' essential oil essentially depended on air temperature, as well as on harvest rounds. Air temperatures had less effect on content of flavonoids. However some differences were noted in connection with harvest rounds. Antioxidative capacity of flavonoid-rich extracts by ABTS-system showed differences according to air temperatures and first or second cut. Die Kultivierung von Arzneipflanzen unter kontrollierten Anbaubedingungen im hydroponischen System bietet eine gute Möglichkeit, viele exogene Einflussfaktoren auf Kräuterertrag und Qualität zu ermitteln. Durch solche Experimente können neue Erkenntnisse über die Erhöhung des Ertrags der Pflanzenarten sowie über die Veränderung der Inhaltsstoffe und die Zusammensetzung von biologisch aktiven Substanzen für praktische Anwendungen gewonnen werden. Hauptsächlich sollte mit dieser Arbeit die Wirkung von verschiedenen Lufttemperaturen (15, 20, 25 °C) unter kontrollierten Umgebungsbedingungen auf Kräuterertrag, Inhalt und Zusammensetzung der ätherischen Öle, Flavonoidgehalt und antioxidative Kapazität von flavonoid-reichen Extrakten in Zitronen-Katzenminze (Nepeta cataria L. f. citriodord), Zitronenmelisse (Melissa officinalis L.) und Salbei (Salvia officinalis L.) untersucht werden. Lufttemperaturen haben einen wesentlichen Einfluss auf die Produktivität der untersuchten Arzneipflanzen. Die Zitronen-Katzenminze gab bei 20 °C maximalen Kräuterertrag, für die Zitronenmelisse waren 25 °C wirksamer, während bei Salbei sowohl 20 und 25 °C verglichen mit der niedrigsten Temperaturbehandlung (15 °C) optimal waren. Bei Zitronen-Katzenminze und Salbei führten Temperaturen von 15 und 25 °C zu einer Erhöhung des Gesamtgehalts an ätherischem Öl, während der Ertrag bei 20 und 25 °C sein Maximum hatte. Im Falle der Zitronenmelisse waren 25 °C als optimal anzusehen. Die Zusammensetzung der ätherischen Öle der untersuchten Kräuterarten hing im wesentlichen von der Lufttemperatur sowie vom Erntezeitpunkt ab. Auf den Gehalt an Flavonoiden hatte die Lufttemperatur keinen größeren Einfluss. Jedoch wurden Unterschiede im Zusammenhang mit dem Erntezeitpunkt bemerkt. Die antioxidative Kapazität von flavonoid-reichen Extrakten im ABTS-System zeigte Unterschiede hinsichtlich Lufttemperatur und Erntezeitpunkt.

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