CC BY
57
УДК 633.8:631.524.85
DOI 10.24411/0235-2516-2018-10063
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОУДОБРЕНИЙ НА ЛЕКАРСТВЕННЫХ КУЛЬТУРАХ
1Н.И. Сидельников, д.с.-х.н., 2Р.Р. Тхаганов, 1Ф.М. Хазиева, к.б.н.
1ВНИИ лекарственных и ароматических растений, e-mail: [email protected] 2Северо-Кавказский филиал ВНИИ лекарственных и ароматических растений,
e-mail: [email protected]
На лекарственных культурах представлены результаты испытаний хелатных микроудобрений, отличающихся по составу микроэлементов и механизму действия. Проведенные исследования показали, что для повышения урожайности лекарственного сырья — травы маклеи сердцевидной (26%), белладонны (26%) и эхинацеи пурпурной (24%) целесообразно применение железосодержащего микроудобрения Феровит; а для корневищ с корнями эхинацеи пурпурной и плодов амми большой - кремнесодержащего микроудобрения Силиплант (30%). Наибольшая эффективность в регуляции роста корневой системы эхинацеи пурпурной наблюдалась при комплексном использовании Силипланта с регулятором роста Циркон, урожайность увеличивалась на 2830%, содержание оксикоричных кислот - на 5-7%.
Ключевые слова: микроудобрения, Echinacea purpurea (L.) Moench, Macleaya cordata (Will) R. Br., Atropa belladonna L., Ammi majus L., урожайность, содержание действующих веществ.
PARTICULARITIES OF MICROFERTILIZERS APPLICATION FOR MEDICINAL PLANTS
Dr.Sci. N.I. Sidel'nikov, 2R.R. Tkhaganov, lPh.D. F.M. Khazieva
lARSRI of Medicinal and Aromatic Plants, e-mail: [email protected] 2North Caucasus branch ofARSRI of Medicinal and Aromatic Plants, e-mail: [email protected]
The results of tests of chelated microfertilizers with different microelements composition and mechanism of action are presented on medicinal plants. Microfertilizers promote increase yields of medicinal raw and improvement of its quality. Studies have shown that it is advisable to use iron-containing microfertilizer Ferovit for increasing the yield of Atropa belladonna and Echinacea purpurea herb; usage of silicon microfertilizer Siliplant has a positive effect on the biological productivity of Echinacea purpurea (rhizomes with roots) and Ammi majus (fruits). Complex handling Echinacea plants by Siliplant with growth regulator Zircon provided an active growth of the root system and increased yield on 28-30%, the content of biologically active substances - 5-7%.
Keywords: microfertilizers, Macleaya cordata (Will) R. Br., Atropa belladonna L., Echinacea purpurea L., Ammi majus L., biologically active substances, plant-growth regulators.
Получение стабильных урожаев лекарственного растительного сырья с высоким содержанием действующих веществ тесно связано с разработкой сбалансированной системы питания растений, которая должна основываться не только на применении наиболее востребованных макро- и микроэлементов. От их правильного выбора зависят условия водного и питательного режимов, фитосанитарное состояние посевов, величина и качество урожая [1, 2]. В последние годы для оптимизации минерального питания растений все большее значение приобретают новые формы микроудобрений на основе хелатных комплексов микроэлементов [3, 4]. Хелаты имеют целый ряд преимуществ: они не адсорбируются почвенным поглощающим комплексом, длительное время остаются доступными для растений. Имея хорошую адсорбцию на поверхности листьев при
некорневой подкормке, они легко проникают в растения и активно включаются в реакции обмена веществ. Требования сбалансированного питания лекарственных культур для получения стабильных урожаев высококачественного медицинского сырья предусматривает необходимость научного подхода к выбору микроудобрений. Это обусловлено еще и тем, что для производства лечебных препаратов используются различные виды лекарственного сырья -трава, листья, корни, семена и плоды. При подборе микроудобрений для той или иной лекарственной культуры необходимо учитывать особенности их влияния на растения, так как каждый микроэлемент имеет свои функциональные приоритеты.
Цель исследований - подбор эффективных хе-латных микроудобрений для лекарственных культур с различными видами сырья.
Материалы и методы. Исследования по изучению действия микроудобрений проводили во Всероссийском НИИ лекарственных и ароматических растений. Изучали эхинацею пурпурную (Echinacea purpurea L.), маклею сердцевидную (Macleaya cordata (Will) R. Br.), белладонну (Atropa belladonna L.) и амми большую (Ammi majus L.). Эти растения обладают иммуностимулирующими, антимикробными, спазмолитическими, седативными, фото-сенсибилизирующими свойствами. Широкий спектр их действия связан с наличием в них таких биологически активных веществ, как фенольные соединения, алкалоиды и фурокумарины.
Полевые опыты закладывали в условиях Белгородской области и Краснодарского края путем постановки мелкоделяночных опытов, которые проводили по общепринятым методикам. Почвы Белгородской области представлены типичным черноземом тяжелосуглинистого механического состава. Средневзвешенное содержание гумуса в пахотном слое почв составляет 5,5%, гидролизуемого азота -169 мг/кг, подвижных фосфора и калия соответственно 137 и 122 мг/кг. Реакция среды близка к нейтральной. Почвы Западного Предкавказья - это выщелоченные черноземы. Содержание гумуса в пахотном слое составляет 5,0%, общего азота 0,220,30%, фосфора (Р2О5) 9,17-0,22%, калия (К2О) 1,72,1%. Верхние слои почв имеют нейтральную реакцию, рНн2O около 7.
Обработку вегетирующих растений маклеи, эхи-нацеи и белладонны осуществляли двукратно: первая в фазе отрастания культур, вторая - через 25-30 дней после первого укоса. Норма расхода Феровита 0,5л/га, Силипланта 0,5 л/га. Некорневые подкормки амми большой Силиплантом проводили в фазе начала формирования цветоносных побегов в норме расхода 0,6 л/га. Уборку лекарственного сырья ма-клеи сердцевидной и белладонны проводили по двухукосной системе: первый укос в фазе бутонизации, второй - после отрастания культуры (август-сентябрь). Плоды амми большой убирали на сырье при созревании 50-60% общего количества зонти-
ков. Площадь делянок 12 м2, их размещение рендо-мизированное. Повторность опытов четырехкратная.
Результаты и обсуждение. Двукратные некорневые подкормки железосодержащим микроудобрением Феровит маклеи сердцевидной и белладонны способствовали усилению роста растений, увеличению площади ассимилирующей поверхности. Это связано с тем, что основной микроэлемент в препарате составляет железо. Именно железу принадлежит особая функция - участие в биосинтезе хлорофилла, в функционировании процесса фотосинтеза, который играет большую роль в жизнедеятельности растительного организма, так как между продуктивностью фотосинтеза растений и урожайностью имеется тесная взаимосвязь [5].
Биометрические наблюдения показали, что в варианте с Феровитом количество листьев на маклее сердцевидной повышалось на 21-25%, число боковых побегов белладонны - на 22-26%. Усиление ростовых процессов привело к повышению урожайности лекарственных культур при первом и втором укосах (рис. 1).
Данные по урожайности маклеи сердцевидной и белладонны по сумме двух укосов представлены в таблице 1. Прибавка урожая на вариантах с применением Феровита у маклеи сердцевидной составила 11,3 ц/га (26%), у белладонны - 7,9 ц/га (24%). Некорневые подкормки способствовали повышению содержания алкалоидов в сырье данных культур на 5-6%. Увеличение содержания действующих веществ и урожайности под влиянием микроудобрения привело к значительному повышению сбора алкалоидов с гектара на 31-32%. Применение Фе-ровита на эхинацее пурпурной также обеспечило усиление роста надземной части растений, их высота превышала контроль на 23%, урожайность -на 26%, увеличение содержания оксикоричных кислот составило 5% (табл. 2).
Анализ структуры урожая лекарственного сырья показал, что на вариантах с Феровитом увеличивается доля листьев по сравнению с контролем. Это служит важным показателем действия препарата,
Рис. 1. Влияние микроудобрения Феровит на ростовые процессы и урожайность маклеи сердцевидной и белладонны по отдельным сборам (11-й год вегетации культур)
Рис. 2. Влияние Силипланта на ростовые процессы, урожайность, содержание действующих веществ в амми большой
1. Влияние микроудобрения Феровит на суммарную урожайность и качество сырья
Вариант Урожайность травы Содержание алкалоидов, % Выход действующих веществ с 1 га
ц/га % к контролю % на абс. сух. в-во % к контролю кг/га % к контролю
Маклея сердцевидная
Контроль 42,9 100 1,03 100 44,19 100
Феровит 54,2 126 1,08 105 58,54 132
НСР05 5,21
Белладонна
Контроль 33,2 100 0,436 100 14,48 100
Феровит 41,1 124 0.462 106 18,99 131
НСР05 4,19
2. Влияние Феровита на рост растений, урожайность и содержание оксикоричных кислот
Вариант Высота растений Урожайность травы Содержание оксикоричных кислот
см % к контролю ц/га % к контролю % на абс. сух. в-во % к контролю
Контроль 92,3±4,52 100 42,9 100 3,42 100
Феровит 109,1±5,32 118 54,2 126 3,59 105
НСР05 5,21
так как именно в листьях синтезируются основные действующие вещества растений.
Каждый микроэлемент имеет свои специфические особенности действия на гормональный баланс. В литературе имеются данные об увеличении содержания ауксинов при применении кремния [6]. Поэтому использование кремнесодержащих микроудобрений за счет усиления синтеза ауксинов будет способствовать активизации фазы цветения растений и сокращению сроков ее прохождения, так как в период перехода растений к образованию генеративных органов снижается содержание данного фитогормона [7].
Характерной особенностью амми большой является высокая продолжительность цветения, что приводит к неравномерности плодообразования и увеличения потерь лекарственного сырья. Поэтому были заложены опыты по испытанию кремнесо-
держащего микроудобрения Силиплант. Некорневые обработки амми большой данным препаратом в фазе бутонизации растений оказали положительный эффект на биометрические показатели: количество боковых побегов возрастало по сравнению с контролем на 24-26%, число зонтиков на 16-19%, урожайность плодов на 30%, содержание фуроку-маринов на 6%, а их выход с 1 га на 35% (рис. 2).
Рядом исследователей установлено, что усиление синтеза ауксинов под влиянием кремния приводит к стимуляции роста корневой системы [6, 8]. В связи с этим использование микроудобрений с активным кремнием важно при выращивании таких лекарственных культур, где лекарственным сырьем являются корни. К ним относится эхинацея пурпурная, в корнях которой обнаружены оксикоричные кислоты и алкамиды [9]. На основе корней данного растения создают новые лечебные препараты. Двукратные об-
3. Влияние комплексного применения Силипланта и Циркона на урожайность и
содержание действующих веществ в сырье эхинацеи пурпурной (корни) по годам вегетации
Вариант Урожайность Содержание оксикоричных кислот
Ш г.в. IV г.в. Ш г.в. IV г.в.
ц/га % к контролю ц/га % к контролю % на абс. сухое в-во % к контролю % на абс. сухое в-во % к контролю
Контроль 10,2 100 9,8 100 3,85 100 3,91 100
Силиплант 11,7 115 11,4 116 3,87 101 4,00 102
Силиплант + Циркон 13,1 128 12,7 130 4,13 107 4,11 105
НСР05 1,12 1,05
работки кремнесодержащим микроудобрением Си-липлант эхинацеи пурпурной III и IV годов вегетации обеспечили усиление роста корневой системы и увеличение урожайности на 15-16% (табл. 3).
Наиболее эффективным приемом повышения урожайности и качества лекарственного сырья служит комплексное использование микроудобрений и регуляторов роста [10, 11]. В наших исследованиях использовались двукратные обработки комплексом микроудобрения Силиплант с регулятором роста Циркон, механизм действия которого также связан с регуляцией уровня ауксинов путем ингибирования фермента ауксиноксидазы [12]. В таблице 3 представлены данные по влиянию бинарной смеси вышеназванных препаратов на урожайность и содержание действующих веществ в корнях эхинацеи пурпурной III и IV годов вегетации. Комплексное применение биорегулятора и микроудобрения по сравнению с контролем
повышало урожайность корневищ с корнями на 2830% и содержание оксикоричных кислот - на 5-7%.
Выводы. 1. Проведенные исследования показали необходимость включения в технологию выращивания лекарственных культур микроудобрений различного механизма действия, как одних, так и в комплексе с росторегуляторами. 2. Применение железосодержащего микроудобрения Феровит обеспечило повышение урожайности травы маклеи (26%) и белладонны (24%) и выход алкалоидов на 31-32%. 3. Обработка веге-тирующих растений амми большой кремнесодержащим микроудобрением Силиплант повышала урожайность плодов на 30%, а также содержание фурокумаринов на 6% и их выход с 1 га на 35%. 4. Комплексное применение микроудобрения Силиплант с регулятором роста Циркон усиливало рост корневой системы эхинацеи пурпурной и повышало урожайность на 28-30% и содержание оксикоричных кислот на 5-7%.
Литература
1. Пейве Я.В. Агрохимия и биохимия микроэлементов: избранные труды. - М.: Наука, 1980. - 430 с.
2. Шеуджен А.Х., Хурум Х.Д., Бондарева Т.Н. Физиологическая роль микроэлементов в растениях / «Удобрение и урожай»: материалы региональной научно-практической конференции. - Майкоп: ГУРИПП «Адыгея», 2005. - С. 30-64.
3. Веревкин Е.Л. Биологическая эффективность микроудобрений в хелатной форме // Плодородие, 2006, № 1(28). - С. 21-22.
4. Федотова Л.С., Гордеев Р.В., Егоренко С.А. Эффективность внекорневых подкормок хелатами микроэлементов посевов сахарной свеклы / «Современные технологии и перспективы использования средств защиты растений, регуляторов роста, агрохимикатов в агроландшафтном земледелии»: материалы докладов V семинара-совещания. -Анапа, 2008. - С. 134-136.
5. Тарчевский И.А. Основы фотосинтеза. - М.: Высшая школа, 1997. - 256 а
6. Сластя И.В., Ложникова В.Н. Влияние кремния на рост растений и баланс эндогенных фитогормонов ярового ячменя // Агрохимия, 2010, № 3. - С. 34-39.
7. Якушкина Н.И., Бахтенко Е.Ю. Физиология растений. - М.: Издательский центр «ВЛАДОС», 2005. - 450 с.
8. Матыченков В.В. Роль подвижных соединений кремния в растениях и системы почва-растение: автореф. дисс. д.с.-х.н. - Пущино, 2008. - 35 с.
9. Сидельников Н.И., Осипов В.И., Сидельников А.Н., Хазиева Ф.М. Фармакологически активные алкамиды в сырье эхинацеи пурпурной // Вопросы биологической медицинской и фармацевтической химии, 2015, № 8. - С. 3-8.
10. Быкова О.А., Тропина Н.С. Отзывчивость тысячелистника обыкновенного (АсЫПеа тШе^Нит L.) на применение росторегуляторов и микроудобрений в условиях Западного Предкавказья / Материалы 49-й международной конференции молодых ученых, специалистов агрохимиков и экологов. - М.: ВНИИ агрохимии, 2016. - С. 227-230.
11. Мельникова Г.В., Бушковская Л.М., Пушкина Г.П. Применение регуляторов роста и микроудобрений на расторопши пятнистой (Silibum marianum L.) / Биологические особенности лекарственных и ароматических растений и их роль в медицине. Сборник научных трудов международной конференции, посвященный 85-летию ВИЛАР. - М., 2016. - С. 266-269.
