CC BY
98
^»-Аграрный вестник Урала №1 (80), 2011 г.
СЕМЕННОЙ материал календулы ЛЕКАРСТВЕННОЙ В ПРЕДУРАЛЬЕ
Д. А. КоСТыЛЕв, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Р. Р. ИСМАГИЛОВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, О. В. ТИМОФЕЕВА, Башкирский ГАУ
Агрономия
450001, г. Уфа, 50-летия Октября, 34
Ключевые слова: календула, семена, фракции, качество, посев, фазы. Keywords: Pot marigold, seeds, fractions, quality, sowing, phases.
Лекарственное ратениеводство позволяет обеспечить устойчивой сырьевой базой растущие потребности медицинской и косметической промышленности, снизить себестоимость лекарственного растительного сырья и, в определенной мере, управлять его качеством. Кроме того, выращивание является наиболее действенным способом охраны редких и исчезающих лекарственных растений.
Южное Предуралье по своим агроклиматическим условиям благоприятно для выращивания многих лекарственных растений, применяемых в научной и народной медицине. Одним из наиболее распространенных в культуре лекарственных растений является календула лекарственная (Calendula officinalis L.). Вещества, содержащиеся в соцветиях календулы, обладают ранозаживляющим, антисептическим и противовоспалительным действием на организм человека и животных. Календулу, больше известную под названием «ноготки», используют для производства различных медицинских препаратов и косметических изделий, а также как натуральный пищевой краситель.
Календула лекарственная не встречается на территории страны в естественных условиях. Для получения сырья (соцветий) ее возделывают в хозяйствах и приусадебных участках. В получении высоких урожаев соцветий календулы и снижении затрат большое значение имеет качество семенного материала, используемого для посева.
Семена календулы лекарственной отличаются ярко выраженной гетеро-карпичностью: на одном соцветии
формируются семена, различающиеся по форме и по величине (рис. 1).
О 1 2 3 4
рисунок 1
фракции семян календулы лекарственной. слева направо: серповидные, ладьевидные, крючковидные семена.
В средней части немахровых и полу-махровых корзинок формируются семена крючковидной фракции - мелкие, длиной 5-10 мм, с массой 1000 семян~ 8 г. Ближе к краю корзинок располагаются семена ладьевидной фракции-крупные, длиной 10-20 мм, имеют наибольшую массу 1000 семян (~ 15 г) за счет широких «крыльев». У самого края корзинок формируются семена серповидной фракции - длинные (до 25 мм), но лишенные «крыльев», поэтому имеющие среднюю массу 1000
www. m-avu. narod. ru
семян~ 11 г. Плоды располагаются, в зависимости от степени махровости соцветия, в несколько рядов. Количественное соотношение трех типов семян в корзинке зависит от количества рядов семян. У немахровых соцветий с 2-3 рядами наружные крючковидные семена составляют ~ 40 % от общего количества семян в соцветии, ладьевидные ~ 35 %, серповидные~25 % [1]. По мере увеличения количества рядов, содержание крючковидных семян увеличивается, а ладьевидных и серповидных - уменьшается. В полностью махровых соцветиях (с количеством рядов семян больше 9) почти все (более 90 %) семена крючковидные, располагаются в соцветии плотно, куполообразно. Зрелые семена всех трех фракций всхожие и способны формировать нормально развитые растения.
По вопросу о целесообразности использования той или иной фракции семян для посева имеются различные мнения как у агрономов, выращивающих календулу в производственных условиях, так и у исследователей. Считается [2], что махровость наследуется как рецессивный признак, а так как на махровых соцветиях формируются преимущественно крючковидные семена, то именно из этих семян наблюдается наибольший выход растений с махровыми соцветиями. Другие авторы [3] не отмечают принципиальных различий в формировании растений у различных фракций семян и рекомендуют не проводить разделение семян на фракции перед посевом.
Проведенные нами исследования выявили, что на растениях, выращенных из крючковидных семян, формируется на 37-85 % больше махровых соцветий, чем на растениях, выращенных из семян других фракций. Причем формирование махровых соцветий даже на одном и том же растении сильно зависит от погодных условий. В засушливую солнечную погоду формируются преимущественно немахровые соцветия. В дождливую погоду у растений, выращенных из крючковидных семян, процент формирования махровых соцветий очень высок, за счет чего увеличивается средняя масса соцветий. Так, многолетними исследованиями выявлена высокая корреляционная зависимость между осадками и массой одного соцветия (г=0,91±0,07). Увеличение осадков на 10 мм повышало массу одного соцветия на 0,0017 г, т.е. на 1,5-2 %, что давало прибавку урожая сухих соцветий на 25-40 кг/га. Использование для посева семян крючковидной фракции технологично - их легче высевать, чем семена серповидной и ладьевидной фракций, которые сцепляются между собой и могут застревать в семяпроводах сеялки. Однако крючковидные семена более мелкие, а значит, могут всходить с меньшей глубины, чем серповидные и ладьевидные семена. Между тем, максимально возможная глубина посева семян без ухудшения
всхожести имеет практическое значение в технологии выращивания календулы. Это связано, прежде всего, с влажностью верхнего слоя почвы: при сухой солнечной погоде после посева происходит быстрое иссушение почвы. При этом семена с мелкой глубиной посева оказываются в неблагоприятных условиях увлажнения.
Общепринятой рекомендуемой глубиной посева календулы является глубина 2-3 см. Однако исследований по глубине посева различных фракций семян ранее практически не проводилось. Проведенные нами исследования на суглинистом выщелоченном черноземе Предуралья Республики Башкортостан показали, что на полевую всхожесть календулы лекарственной сорта Кальта (селекции ВИЛАР) оказывала влияние как глубина посева по фракциям, так и погодные условия. В засушливых условиях глубина посева 1 см оказалась худшей для всех фракций, что можно объяснить постепенным высыханием почвы после посева. При дальнейшем заглублении полевая всхожесть возрастала и достигала максимума (55-60 %) на глубине 5 см. Однако семена крючковидной и ладьевидной фракций имели относительно высокую всхожесть уже при заглублении на 2 см, тогда как серповидная фрак-ция-только начиная с 4 см. В отношении мелкой крючковидной фракции это можно объяснить малым количеством влаги, необходимой для прорастания этих мелких семян, в отношение ладьевидной фракции - наличием широких «крыльев», улучшающих контакт семян с почвой.
В условиях сильного увлажнения (когда влага не была лимитирующим фактором) максимальная глубина посева крючковидной и ладьевидной фракций семян без уменьшения всхожести составила 2 см, серповидной фракции-3 см. При этом у серповидных и ладьевидных семян заглубление до 4 см, а у крючковидных до 3 см, привело лишь к незначительному снижению всхожести. Дальнейшее заглубление привело к значительному снижению полевой всхожести, что можно объяснить повышением плотности суглинистой почвы в результате продолжительных дождей.
Следовательно, с точки зрения получения устойчивых всходов, для посева можно использовать все фракции семян, в т. ч. и самую мелкую - крючковидную, семена которой хорошо всходят при глубине посева 2-3 см при любых погодных условиях.
Наши исследования показали, что фракции семян различаются по посевным качествам. Наибольшая лабораторная всхожесть отмечалась у крупной ладьевидной фракции семян, наименьшая - у крючковидной фракции. Это согласуется с различиями в массе и размере семян фракций и сказываться на других их посевных и технологических качествах, в частности на полевой всхожести. Так, в
9
Аграрный вестник Урала №1 (80), 2011 г.^^Ц^^
Агрономия
исследованиях в различные годы полевая всхожесть семян крючковидной фракции варьировала от 55 до 76 %.
С целью повышения полевой всхожести семян данной фракции были проведены исследования по предпосевной обработке семян календулы сорта Кальта микроэлементами и стимуляторами роста. Семена замачивались в течение 12 часов в растворах микроэлементов (кобальт (0,01 %), медь (0,05 %), цинк (0,05 %), молибден (0,01 %)) и регуляторов роста (Бутон, Эпин и янтарная кислота) с последующим подсушиванием до сыпучего состояния и посевом. Исследования показали, что полевую всхожесть семян календулы на 9 % повышало предпосевное замачивание семян в растворе регулятора роста Бутон, состоящего из смеси гибберелловых кислот.
Данные исследования помогли также выявить влияние микроэлементов и стимуляторов роста на формирование урожая семян календулы. Наблюдение за урожайностью и структурой урожая показали, что стимулятор роста Бутон оказывает подавляющее действие на вегетативный рост растений, снижает также и урожайность семян за счет уменьшения количества соцветий на растении и небольшой массы одной корзинки. В этом варианте наблюдалась наименьшая урожайность семян-0,47 т/ га. Другие стимуляторы роста и микроэлементы не оказали существенного влияния на полевую всхожесть семян. За счет увеличения количества соцветий на растении несколько повышалась урожайность семян в вариантах с применением молибдена и янтарной кислоты. Однако в этих вариантах масса одного соцветия была ниже, поэтому урожайность повысилась не намного - 0,78 т/га и 0,74 т/ га соответственно, по сравнению с контролем - 0,69 т/га. Наиболее высокая урожайность - 0,81 т/га - отмечалась в варианте с применением меди.
При промышленном семеноводстве календулы имеет значение такой технологический параметр, как густота стояния растений, определяемый оптимальной площадью питания растений. Нами проведены исследования по выявлению оптимальной площадью питания растений календулы, выращиваемых для получения семян. Схема полевых опытов включала варианты с различным размером площади питания (от 1000 до 250 см2) и различной шириной междурядья (45, 60, 75 см), что позволило получить различную форму площади питания (отношение длины площади питания к ширине - от
0,49 до 0,044). Урожайность семян календулы в опытах в среднем составила 1,28 т/га. Урожайность семян посева в вариантах с шириной междурядий 60 см была несколько выше, чем при ширине междурядий 45 см, хотя индивидуальная семенная продуктивность растений была наибольшая на последнем варианте. При дальнейшем увеличении ширины междурядий (до 75 см) урожайность семян посева снижалась вследствие ухудшения условий роста и развития растений
и, соответственно, снижения семенной продуктивности растений. Максимальная урожайность семян была получена на варианте с густотой стояния 300 тыс. растений/га. Исследования показали, что посевные качества семян также зависят как от размера, так и от формы площади питания. При уменьшении густоты стояния растений с 400 до 200 тыс.растений/ га всхожесть семян повышалась на 4-5%, что обусловлено улучшением условий для формирования семян. Однако дальнейшее уменьшение густоты стояния растений не привело к статистически существенному изменению всхожести семян.
Важными элементами технологии получения семенного материала календулы лекарственной является уборка и послеуборочное дозревание семян. В условиях Предуралья к концу вегетационного периода у календулы на каждом растении семенных посевов наблюдаются как полностью созревшие семена, так и соцветия с различной степенью спелости семян, в т. ч. имеющие зеленую окраску и молочную консистенцию. Поэтому возникают вопросы: по каким внешним признакам можно определить полностью созревшие семена; насколько может снизиться качество партии семян при сплошной механизированной уборке, при которой в партию попадают семена различных фаз спелости; каков послеуборочный период дозревания семян и могут ли при этом семена, убранные в различные фазы спелости, повысить свою всхожесть.
В своей работе мы выделили 4 фазы спелости семян по внешним признакам корзинок, которые возможно определить непосредственно в полевых условиях:
Фаза молочной спелости. Лепестки цветков опали. Семена мягкие, имеют молочную консистенцию и зеленую окраску, аналогичную окраске цветоножки. Цветоножка при срыве семян отделяется от растения вместе с ними. Цветоложе разрушается при отделении семян, поэтому семена были собраны целыми корзинками.
Фаза молочно-восковой спелости. Окраска семян светло-зеленая. Цветоножка зеленая, при срыве семян преимущественно отделяется от растения вместе с ними, иногда остается. Цветоложе при отделении семян не разрушается, но семена отделяются от нее с усилием.
Фаза восковой спелости. Окраска семян коричневая и светло-коричневая, в центре корзинки - темно-коричневая. Цветоножка зеленая, при срыве семян иногда отделяется от растения вместе с ними. Семена отделяются от цветоложа с небольшим усилием.
Фаза твердой спелости. Окраска семян светло-серая (цвет "высохшей древесины"). Цветоножка высохла на 10 см от основания цветоложа и более. Семена легко отделяются от цветоложа.
Семена различных фаз были собраны одновременно. Всхожесть семян каждой фазы определялась, начиная со дня сбора
в течение 7 месяцев (через каждые 10 дней в первый месяц, затем-через каждые 30 дней). Сразу после сбора лабораторная всхожесть семян восковой спелости составляла 28 %, молочно-восковой и молочной - 3 % и 10 %, соответственно (рис. 2). Только семена твердой фазы спелости имели относительно высокую всхожесть (71 %). Но уже через месяц всхожесть семян других фаз значительно увеличилась. При этом резкое увеличение (до 20%) всхожести семян молочной фазы спелости в течение первых дней можно объяснить оттоком пластических веществ из цветоложа. У семян всех фаз, в целом, наблюдалось постепенное увеличение всхожести, продолжающееся 4-5 месяцев. Хотя семена восковой фазы спелости имели при сборе коричневую окраску, они не смогли достигнуть при послеуборочном дозревании всхожести дозревших семян твердой фазы спелости (75 % и 86 % соответственно). Поэтому можно считать внешним признаком полной спелости семян календулы лекарственной подсыхание цветоножек соцветий, а так же серую окраску семян. Период послеуборочного дозревания семян составляет около четырех месяцев.
Для того чтобы узнать, насколько недозревшие семена могут ухудшить общую всхожесть партии семян при уборке, было подсчитано процентное соотношение семян различных фаз спелости на растении к моменту уборки: фаза молочной спелости - 2 %, фаза молочновосковой спелости - 4 %, фаза восковой спелости - 18 %, фаза твердой спелости-76 % от общего количества. Семена фаз с неполной спелостью составляют только 24 %, из них семена молочной и молочно-восковой спелости можно не учитывать, т. к. они при механизированной уборке не обмолачиваются и удаляются. При послеуборочном дозревании всхожесть семян твердой фазы спелости составила 86 %, восковой спелости - 75%. Общая всхожесть семян календулы в партии составляет 83 %, т. е. уменьшается не значительно (по сравнению с семенами твердой фазы спелости). Поэтому сплошная механизированная уборка семян является более целесообразной, по сравнению с выборочной ручной, т. к. практически не ухудшает качества семян и более экономична.
рисунок 2
лабораторная всхожесть семян календулы различных фаз спелости при послеуборочном дозревании
Литература
1. Theobald D., Robbelen G. Bluhbiologie und Fruchtbildung von Calendula officinalis als Grundlage fur weiteren Zuchtungsfortschritt // Angew. Botanik. N 63. 1989. P. 313—322.
2. Мелконова Е. Ф., Апашева Л. М. Изменчивость структуры соцветий селектируемых форм календулы пол действием стимуляторов роста // Генетика. Т. 30, приложение (Материалы I-го съезда Вавиловского общества генетиков и селекционеров (ВОГИС) (Саратов, 20-25 декабря 1994 г), 1994. С. 99.
3. Бобоха С. М. Изучение влияния размера семян ноготков лекарственных на развитие растений и хозяйственные показатели / Материалы IV Международной научно-производственной конференции "Селекция, экология, технологии возделывания и переработки нетрадиционных растений" (11-17 сентября 1995 г., Алушта). Симферополь : Таврия, 1996. С. 109—111.
10 www.m-avu.narod.ru
