COMPREHENSIVE ASSESSMENT OF PRODUCTIVITY AND PHARMACOPOEIAL INDICATORS OF ROOT MASS VALERIANA OFFICINALIS L. AT DIFFERENT DOSES OF MINERAL FERTILIZERS IN THE POLISSYA REGION OF UKRAINE
DOI:
https://doi.org/10.32782/naturaljournal.14.2025.8Keywords:
Valeriana officinalis L., mineral fertilizers, productivity, yield, rhizomes with roots, cultivation technologiesAbstract
The relevance of developing effective agricultural technologies for Valeriana officinalis L. is due to the rapid growth in demand for medicinal raw materials. This valuable perennial plant of the Valerianaceae family contains a unique complex of biologically active substances (valepotriates, essential oils, alkaloids), which determines its wide use in the pharmaceutical industry as a sedative and antispasmodic agent. The aim of the study was to investigate the effect of different rates of mineral fertilizers (N₃₀P₃₀K₃₀, N₆₀P₆₀K₆₀, and N₉₀P₉₀K₉₀) on the productivity and pharmacopoeial indicators of the root mass of Valeriana officinalis in the Polissya region of Ukraine. Field experiments were conducted on the experimental field of the agrobiological station during 2018–2020. The study included an assessment of the morphometric indicators of plants, the dynamics of root mass growth, and the qualitative characteristics of raw materials in accordance with the requirements of the State Pharmacopoeia of Ukraine. Analysis of the data obtained showed a positive effect of mineral fertilizers on the intensification of plant growth and development. At the end of the second year of vegetation, the root system mass in the control variant (without fertilizers) was 18,5 g, while with the application of N₆₀P₆₀K₆₀ this indicator increased to 26,8 g, and with N₉₀P₉₀K₉₀ – to 29,3 g. The number of additional roots increased from 4,2 in the control to 6,7 when the optimal dose of fertilizer was applied. The essential oil content in the roots increased from 0,58 to 0,67% depending on the fertilization variant. The most balanced ratio between yield and raw material quality was established for the N₆₀P₆₀K₆₀ variant, which provided a reliable increase in the yield of air-dry roots by 3,29 cwt/ha (42,3% compared to the control), while maintaining optimal pharmacopoeial quality indicators for raw materials. A double dose of fertilizers (N₁₂₀P₁₂₀K₉₀) did not show a proportional increase in efficiency, but led to a decrease in essential oil content, which indicates the advisability of using moderate fertilizer rates. An important aspect of the work was to study the correlation between fertilization systems and the intensity of biosynthesis of biologically active substances. It was found that the optimal NPK ratio contributed to an increase in the content of valepotriates by 15–20% and extractive substances by 12–15% compared to the control, which ensured the compliance of raw materials with the requirements of the State Pharmacopoeia of Ukraine.
References
Біленко В.Г. Технологія вирощування лікарських рослин і використання їх у медичній та ветеринарній практиці : навчальний посібник. Київ : Арістей, 2007. 656 с.
Державна фармакопея України / Міністерство охорони здоров’я України. Вид. 1. Т. 1. 2-ге вид. Київ : Держлікслужба України, 2015. 832 с.
Жарінов В.І., Остапенко А.І. Вирощування лікарських, ефіроолійних, пряносмакових рослин. Київ : Вища шк., 1994. 231 с.
Климчук О.В. Лікарські рослини. Технологія вирощування : навчальний посібник. Вінниця, 2012. 187 c.
Котуков Г.Н. Культивовані і дикорослі лікарські рослини. Київ : Наукова думка, 1971. 168 с.
Лікарські рослини. Значення, біологічні та ботанічні особливості, технологія вирощування, заготівля / В.В. Лихочвор та ін. Львів : Укр. технології, 2003. 272 с.
Нові кормові, пряносмакові та овочеві інтродуценти в Лісостепу і Поліссі України / Д.Б. Рахметов та ін. ; за заг. ред. Д.Б. Рахметова ; НАН України, Нац. ботан. сад ім. М.М. Гришка. Київ : Фітосоціоцентр, 2004. 163 с.
Основи наукових досліджень в агрономії / В.О. Єщенко та ін. ; за ред. В.О. Єщенка. Вінниця : ПП «ТД «Едельвейс і К»», 2014. 332 с.
Приведенюк Н.В. Урожайність валеріани лікарської за краплинного зрошення в умовах Лівобережного Лісостепу України. Меліорація і водне господарство. 2016. Вип. 104. С. 73–76 [Електронний ресурс]. URL: https://is.gd/zGRXg4 (дата звернення 18.10.2025).
Рак В.В., Горошко В.В. Розробка агроекологічних заходів захисту валеріани лікарської. Вісник Полтавської державної аграрної академії. 2011. № 1. С. 63–68 [Електронний ресурс]. URL: https://is.gd/Jy1sQA (дата звернення 18.10.2025).
Рябчун В.К., Кузьмишина Н.В., Богуславський Р.Л., Безугла О.М., Музафарова В.М., Бондаренко В.М., Докукіна К.І. Інтродукція рослин як пріоритетний напрям наукової і практичної діяльності Національного центру генетичних ресурсів рослин України. Генетичні ресурси рослин. 2019. № 24. С. 11–26. https://doi.org/10.36814/pgr.2019.24.01
Світельський М.М., Коткова Т.М., Іщук О.В., Федючка М.І. Еколого-біологічні особливості формування кореневої маси валеріани лікарської в умовах Полісся України. Вісник Національного університету водного господарства та природокористування. 2015. № 1(69). С. 243–250 [Електронний ресурс]. URL: https://ep3.nuwm.edu.ua/3797/1/Vs6925.pdf (дата звернення 18.10.2025).
Bączek K., Kosakowska O., Boczkowska M., Bolc P., Chmielecki R., Pióro-Jabrucka E., Raj K., Węglarz Z. Intraspecific Variability of Wild-Growing Common Valerian (Valeriana officinalis L.). Plants. 2022. Vol. 11(24). Р. 3439. https://doi.org/10.3390/plants11243455
Ekiert H., Knut E., Świątkowska J., Klin P., Rzepiela A., Tomczyk M. Verbena officinalis (Common Vervain). A Review on the Investigations of This Medicinally Important Plant Species. Plants. 2021. Vol. 10(5). Р. 846. https://doi.org/10.3390/plants10050846
Ishvari M. Gadgil, Gayatri N. Dhable, Rutuja S. Deshmukh, Nayan S. Sawant, Harshal M. Indaniya. A Review on Valerian Plant: Botanical Characteristics, Traditional Uses, and Pharmacological Activities. International Journal on Science and Technology. 2025. Vol. 16(1). Р. 45–58 [Electronic resource]. URL: https://www.ijsat.org/papers/2025/1/1784.pdf (дата звернення 18.10.2025).
Gautam R.D. A Comprehensive Overview of Breeding Strategy to Improve Valeriana jatamansi Production. Heliyon. 2023. Vol. 9(8). Р. 18294. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e18294
Ghaderi N., Jafari M. Efficient Plant Regeneration and Genetic Fidelity in Valeriana officinalis. South African Journal of Botany. 2014. Vol. 92. Р. 19–27. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2014.01.010
Morshedloo M.R., Craker L.E., Salami A., Nazeri V., Sang H., Maggi F. Effect of prolonged water stress on essential oil content, compositions and gene expression patterns of mono- and sesquiterpene biosynthesis in two oregano (Origanum vulgare L.) subspecies. Plant Physiology and Biochemistry. 2017. Vol. 111. Р. 119–128. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2016.11.023
