CC BY
77
Ишмуратова М.Ю.
Кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, Жезказганский
ботанический сад
ИНТРОДУКЦИЯ КАЛЕНДУЛЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО КАЗАХСТАНА
Аннотация
Приведены результаты интродукционного исследования лекарственного растения календулы лекарственной в условиях Центрального Казахстана. Оценена семенная всхожесть при различных сроках сбора, в зависимости от размера и веса, сроков хранения и времени стратификации. Выявлены оптимальные сроки посева календулы в условиях культуры, оценены сроки наступления и длительность основных фенологических фаз. Определены урожайность цветочных корзинок и морфологические параметры растений в процессе вегетации. Область применения результатов исследования: ботаника, агрономия, лекарственное растениеводство.
Ключевые слова: календула лекарственная, интродукция, семенная всхожесть, фенологические фазы, урожайность
Keywords: Calendula officinalis, introduction, seed germination, phonological phases, harvesting
С распадом СССР и обретением независимости Казахстана возникла проблема обеспечения населения и медицинских учреждений республики необходимыми лекарственными средствами. Имеющиеся в Казахстане фармацевтические предприятия, как Шымкентский химико-фармацевтический завод и Алматинская фармацевтическая фабрика, не могли обеспечить в полном объеме весь перечень лекарственных средств. Однако, формирование производства лекарственных средств, особенно ратительного происхождения, должно базироваться на устойчивой сырьевой базе. Стабильное поступление высококачественного сырья возможно при отработанной, хорошо налаженной технологии возделывания.
Календула лекарственная входит в перечень приоритетных лекарственных растений для интродукции и возделывания в республике Казахстан [1, 5], обладает важными фармакологическими свойствами [2, 45; 3, 255; 4, 112; 5, 287].
Таким образом, целью настоящего исследования является интродукция лекарственного растения календулы лекарственной в условиях сухо-степной зоны Центрального Казахстана.
Материалы и методы
Исследование биологических особенностей календулы лекарственной проводили в 2008-2010 гг. на коллекционном участке лекарственных растений. Фенологические наблюдения осуществляли согласно методике И.Н. Бейдемана [6, 334], З.Г. Беспаловой и И.В. Борисовой [7, 1271] и методике фенологических наблюдений в ботанических садах [8, 4]. Наблюдения за ростом и развитием растений проводили на 20-40 модельных экземплярах. Для каждой фазы развития отмечали начало, полное наступление и окончание. Началом фазы вегетации считался тот день, когда в эту фазу вступало не менее 5 % всех культивируемых растений календулы, началом массовой фазы - при вступлении в нее 50-60 % растений. Окончание определяли по единичным экземплярам, оставшимся в данной фазе на коллекционном участке.
Уборку сырья проводили с наступлением технической спелости сырья, учет урожая производили в пересчете на сырой и сухой вес. Корзинки собирали специальными
совочками или гребенками, вручную; ссыпали в корзины, слоем до 10-15 см, не допуская согревания. Сушку проводили в специальных сушилках, на стеллажах, рассыпая массу тонким слоем (1 см), в процессе сушки сырье постоянно ворошили.
Исследование всхожести и энергии прорастания семян проводили по методическим указаниям М.С. Зориной и С.П. Кабанова [9, 75]. Семена проращивали в лабораторных условиях в чашках Петри в 10-кратной повторности на 2-х слоях фильтровальной бумаги, смоченной дистиллированной водой. При выяснении действия отдельных факторов чашки помещали в термостат, холодильник или темный шкаф, проводили холодную стратификацию в течение 10-60 суток. Определение веса 1000 семян проводили в соответствии с методикой С.С. Лищук [10, 1623].
Семенную продуктивность интродуцентов определяли по методическим указаниям Т.А. Работнова [7, 20]. Статистическую обработку результатов вели по методике Г.Н. Зайцева [8, 45].
Результаты и их обсуждение
На первом этапе исследования изучали всхожесть и энергию прорастания семенного материала календулы. Семена календулы крупные, до 2,5-3,0 см длиной и 4-6 мм шириной. Вес 1000 штук составляет от 12 до 21 г [13, 14]. Формирование семян в соцветии происходит не равномерно, поэтому семена с различных частей цветочных корзинок отличаются. Так, форма краевых семян серповидная или полулунная. Спинная сторона выпуклая, шероховатая, покрыта мелкими роговидными заостренными выростами. Брюшная сторона мелко-ребристая. Цвет серо-желтый.
В 2009 году проведены сборы семенного материала по различным срокам для того, чтобы выбрать наиболее оптимальный (таблица 1). Результаты показали, что наиболее полновесные семена с наибольшими показателями всхожести и энергии прорастания выявлены для средних сроков сбора - со 2 декады августа по 2 декаду сентября. В более ранние и поздние сроки сбора семена полностью не вызревали.
Семенной материал календулы разделили по размеру и весу на 3 группы: крупные, средние и мелкие (таблица 2), в качестве сравнения взят не сепарированный семенной материал.
Таблица 1 - Всхожесть и энергия прорастания семян календулы лекарственной в зависимости от сроков сбора
Срок сбора Вес 1000 штук семян, г Всхожесть, % Энергия прорастания, %
04.08.2009 14,3±2,7 66,2±3,0 42,5±1,7
07.08.2009 17,5±4,2 76,4±3,5 67,5±2,5
12.08.2009 15,5±3,8 76,4±3,7 66,3±3,2
14.08.2009 14,0±4,0 82,5±3,2 61,3±3,5
18.08.2009 17,3±4,2 76,4±3,5 60,2±3,1
11.09.2009 13,8±3,6 87,5±4,0 63,4±3,2
19.09.2009 14,4±4,5 75,0±3,3 58,7±2,7
21.09.2009 14,6±3,9 71,4±2,3 62,5±1,8
25.09.2009 14,1±3,3 60,2±2,7 41,3±0,8
01.10.2009 16,5±2,8 63,8±1,4 56,3±1,1
Таблица 2 - Всхожести и энергии прорастания семян календулы лекарственной в зависимости от размера и веса
Размер семян Вес 1000 штук семян, г Всхожесть, % Энергия
прорастания, %
Крупные 16,6±0,5 77,5±3,1 55,0±2,2
Средние 12,3±0,6 61,3±2,8 45,0±1,6
Мелкие 6,7±0,4 55,0±2,4 37,5±0,9
Не сепарированные 14,6±3,9 71,4±2,3 62,5±1,8
Разница показателей всхожести сепарированных и не сепарированных семян составила 6,1; 10,1 и 16,4 % соответственно. Полученные результаты свидетельствуют в пользу отбора крупных семян календулы лекарственной для дальнейшего использования и хранения, как имеющих максимальные показатели всхожести и энергии прорастания.
В процессе хранения отмечено снижение всхожести семенного материала. Так, после года хранения всхожесть семян календулы составила 34,2 % (рис. 1).
70
60--*---
50--^--
40----А
30--±-А--
20--±г---Б
10--
0 -|-1-1-1-1-1-
1
2
3
4
5
6
1 - свежесобранные семена, сроки хранения: 2 - 3 месяца, 3 - 6 месяцев, 4 - 9 месяцев, 5 -
12 месяцев, 6 - 18 месяцев
Рисунок 1 - Всхожесть (А) и энергия прорастания (Б) семенного материала календулы лекарственной в зависимости от сроков хранения
Для увеличения всхожести нами использовалась холодная стратификация сроком от 10 до 60 суток. Отмечено, что при сроке стратификации в течение 10 суток всхожесть повысилась в 1,2 раза, после 50 суток - в 1,9 раза (рис. 2). Дальнейшая стратификация существенной прибавки всхожести не дала.
70,
всхожесть, %
-¡¿=71-
Г
1
2
3
4
5
6
7
1 - контроль (без стратификации), 2 - 10 дней стратификации, 3 - 20 дней стратификации, 4 - 30 дней стратификации, 5 - 40 дней стратификации, 6 - 50 дней стратификации, 7 - 60
дней стратификации
Рисунок 2 - Всхожесть семенного материала календулы лекарственной в зависимости от
времени стратификации
Семянки календулы лекарственной высевали в открытый грунт с заделкой в почву на глубину 1,5-2 см. Посевы проводили в разные сроки. Результаты позволили выявить наилучшую всхожесть для осеннего срока посева (таблица 3).
Таблица 3 - Всхожесть семян календулы лекарственной в зависимости от сроков посева
Срок посева Дата посева Дата появления массовых всходов Всхожесть семян, %
Осенний 15.10.2008 18.04.2009 45,6
23.10.2009 30.04.2010 48,0
Весенний 15.04.2009 26.04.2009 12,4
21.04.2010 05.05.2010 31,6
При осеннем сроке посева семена успевали пройти естественную холодную стратификацию в зимний период, а весной следующего года прорасти в наиболее благоприятный период с максимальным количеством влаги. Проростки оказались более крепкими. При весеннем сроке прорастания семян попадало на начало весенней засухи, поэтому молодые всходы частично гибли от недостатка влаги, выжившие растения были меньше по размеру.
При осеннем сроке посева первые всходы календулы появлялись в 1 декаде апреля, массовые - в 2-3 декадах апреля. Рост побегов в высоту отмечен во 2-3 декадах мая. Начало бутонизации пришлось на начало (1 декада) июня, массовая бутонизация 2 декаду июля.
Начало фазы цветения отмечено во 2 декаде июня, массовое - во 2-3 декадах августа. Начало завязывания семян выявлено в конце июля, массовое в середине - конце августа. Отмирание надземных органов (конец вегетации) раннее, во 2-3 декадах сентября, с наступлением ночных холодов. Стоит отметить различия в датах наступления основных фенологических фаз по годам наблюдений. Так, смещения составили от 2 до 12 суток.
Причем, наибольшее смещение отмечено в начала развития. Например, появление всходов в 2009 году пришлось на 18 апреля, а в 2010 году на 30 апреля, что связано с более ранним наступлением весны в 2009 году. В 2010 году весна была холодной и затяжной, с частыми возвратными заморозками.
В дальнейшем различия по фазам вегетации уменьшались до 2-4 дней. В процессе развития происходит постепенное увеличение роста растений в высоту и в диаметре. Наибольшее увеличение роста выявлено в фазе роста побегов в высоту, а также в фазе массовой бутонизации (таблица 4).
Уход за растениями заключается в регулярном поливе и 3-4-кратной прополка в рядках и междурядье. При сильном обильном поливе растения могут повреждаться мучнистой росой, однако урожайность и размерность соцветий существенно увеличивается при орошении. При выращивании растений на богаре соцветия календулы становятся мелкими, урожайность снижается. Стоит отметить, что культура предпочитает легкие песчаные или светло-каштановые почвы, хотя может культивироваться и на тяжелых суглинистых.
Таблица 4 - Динамика роста растений календулы лекарственной в высоту и в диаметре в условиях Центрального Казахстана (средние показатели за 2009-2010 гг.)
Дата Рост в высоту Рост в диаметре
наблюдений Показатели, Прибавка Показатели, Прибавка
см см % см см %
1 декада 10,5 0 0 8,6 0 0
мая
1 декада 24,0 1,4 6,2 23,6 5,6 31,1
июня
1 декада 31,2 1,0 3,3 30,6 2,8 10,1
июля
1 декада 34,9 0,2 0,6 34,5 0,5 1,5
августа
1 декада 35,7 0,4 1,1 35,0 0 0
сентября
Определено, что растения календулы проходит полный цикл развития за один вегетационный период в течение 108-138 суток.
Календула лекарственная является пластичной культурой, которую можно выращивать при различных условиях. Для определения оптимальных условий возделывания календулы лекарственной были заложены серии опытов. На первом этапе произведено выявление оптимальной ширины междурядий и нормы высева растений в условиях Центрального Казахстана (таблица 5).
Таблица 5 - Урожайность соцветий календулы лекарственной при различных способах посева и нормах высева семенного материала
Способ посева, ширина междурядий, см Норма высева, кг/га Урожайность соцветий, ц/га
Ленточный широкорядный 15х45 5 12,14
Ленточный широкорядный 15х45 10 13,00
Ленточный широкорядный 15х45 15 20,75
Широкорядный 45 5 9,16
Широкорядный 45 10 14,66
Широкорядный 45 15 18,22
Широкорядный 75 5 10,54
Широкорядный 75 10 12,46
Широкорядный 75 15 17,97
Результаты опыта показывают, что максимальная урожайность (20,75 ц/га) получена при применении ленточного широкорядного посева, при ширине 15х45 см [14,
5].
Как было ранее выявлено, важное значение для всхожести и урожайности календулы имеют сроки посева семенного материала. Так, при ранних весенних и подзимних сроках посева урожайность выше, чем при поздних. Ранней весной, а также при осеннем сроке посева семена попадают во влажную почву, отсюда возрастает семенная всхожесть и увеличивается продолжительность цветения (таблица 6). Большая часть при этом собирается летом, что облегчает сушку сырья.
При средних и поздних сроках посева снижается полевая всхожесть, сокращается срок цветения, к тому же большая часть урожая собирается в осенний период, что требует дополнительных затрат на сушку и, зачастую, приводит к потере части урожая.
Таблица 6 - Урожайность соцветий календулы лекарственной в зависимости от сроков посева семенного материала
Сроки посева семян Количество сборов сырья Урожайность сырья, ц/га
Подзимний (1-2 декада октября) 11 20,75
Ранневесенний (3 декада апреля) 9 10,47
Весенний (1-2 декада мая) 7 9,08
Поздневесенний (3 декада мая) 5 7, 37
Летний (1 декада июня) 3-4 1,28
Заключение
Таким образом, семенной материал календулы лекарственной необходимо собирать в средние сроки (2 декада августа - середина сентября). Для повышения показателей качества рекомендуем сепарировать и оставлять на хранение крупные семена. Для повышения показателей всхожести можно использовать холодную стратификацию в течение 50-60 суток. Оптимальным сроком хранения является осенний (2-3 декады октября).
Выявлены особенности роста и развития календулы лекарственной в условиях Центрального Казахстана. Определено, что растения календулы проходит полный цикл развития за один вегетационный период в течение 108-138 суток. Смещения в датах наступления основных фенологических фаз составили от 2 до 10 суток, что объясняется погодными условиями. Оценена сырьевая продуктивность календулы в зависимости от сроков посева и ширины междурядий. Наибольшая урожайность сырья (20,75 ц/га) получена при применении ленточного широкорядного посева, при ширине 15х45 см, посеве в подзимние сроки.
Литература
1. Адекенов С.М. Интродукция, фармакогнозия и технология возделывания новых лекарственных растений // В сб. Развитие фитохимии и перспективы создания новых лекарственных препаратов. - Т. 1. - Алматы: Гылым, 2003. - С. 5-14.
2. Кукенов М.К., Грудзинская Л.М., Беклемишев Н.Д. и др. Лекарства из растений. -Алматы: Ютап, 2002. - 208 с.
3. Растительные ресурсы СССР: Цветковые растения, их химический состав, использование; семейство Asteraceae (Compositae). - СПб.: Наука, 1993. - 540 с.
4. Государственная фармакопея СССР. Изд. XI. - М.: Медицина, 1989. - Т. 2. - 398 с.
5. Задорожный А.М., Кошкин А.Г., Соколов С.Я., Шретер А.И. Справочник по лекарственным растениям. - М.: Экология, 1992. - 415 с.
6. Бейдеман И.Н. Изучение фенологии растений // Полевая геоботаника. - Л.: Изд. АН СССР, 1960. - Т. 2. - С. 334-363.
7. Беспалова З.Г., Борисова И.В. Фенологические наблюдения в степных сообществах с учетом морфологии и биологии растений // Бот. журн. - 1963. - Т. 48, № 9. - С. 1271-1281.
8. Методика фенологических наблюдений в ботанических садах СССР // Методики интродукционных исследований в Казахстане. - Алма-Ата: Наука, 1987. - С. 4-10.
9. Зорина М.С., Кабанов С.П. Определение семенной продуктивности и качества семян интродуцентов // Методики интродукционных исследований в Казахстане. - Алма-Ата: Наука, 1987. - С. 75-85.
10. Лищук С.С. Методика определения массы семян // Бот. журн. - 1991. - Т. 76. - № 11. -С. 1623-1624.
11. Работнов Т.А. Методы изучения семенного размножения травянистых растений в сообществах // Полевая геоботаника. - М.: Изд. АН СССР, 1960. - Т. 2. - С. 20-40.
12. Зайцев Г.Н. Методика биометрических расчетов. - М.: Наука, 1973. - 256 с.
13. Ишмуратова М.Ю., Нашенова Г.З., Нашенов Ж.Б. Атлас семян лекарственных и эфирно-масличных растений. - Жезказган: Изд-во Типография Ер Мура, 2010. - 57 с.
14. Ишмуратова М.Ю., Нашенова Г.З., Нашенов Ж.Б. Рекомендации по возделыванию календулы лекарственной в Центральном Казахстане. - Жезказган, 2011. - 11 с.
