Интродукция видов рода Valeriana в Башкирском Зауралье

Зауралье, продуктивность и урожайность подземных органов.

Возрастающая потребность медицины в лекарственном сырье растительного происхождения в настоящее время полностью не удовлетворяется ввиду интенсивной хозяйственной деятельности человека и нерациональной эксплуатации природных зарослей. Эти обстоятельства являются предпосылкой для возделывания лекарственных растений в культуре в целях создания производственных плантаций, способных обеспечить медицинскую промышленность и органы здравоохранения лекарственным растительным сырьем [5].

Валериана лекарственная ( Valeriana officinalis ) и близкие ей виды издавна широко используются в качестве источника лечебных средств. Лекарственные препараты (настой, настойки, экстракт и комплексные), изготовляемые из корней и корневищ валерианы, применяют как успокаивающее средство при нервном возбуждении, бессоннице, неврозах сердечнососудистой системы, при спазмах желудочно-кишечного тракта [7].

Интродукционные исследования некоторых видов рода Valeriana в Башкирском Зауралье ведутся с 1999 г. [1, 2]. Показано, что в условиях Башкирского Зауралья виды проходят полный цикл развития, цветут и плодоносят.

Цель настоящей работы – представление результатов исследований особенностей биологии, продуктивности подземных органов некоторых видов рода Valeriana ряда Officinales в Башкирском Зауралье.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Объектами исследования явились валериана лекарственная ( V. officinalis L . ), в. волжская ( V. wol-gensis Kazak.) и в. сомнительная ( V. dubia Bunge). V. officinalis включена в «Красную книгу Республики Башкортостан» с категорией редкости III [4]. Исследованные виды – многолетние, травянистые, кистекорневые, полурозеточные растения с многочисленными придаточными корнями. Размножение семенное и вегетативное.

При выделении возрастных состояний особей использовали методические разработки Т.А. Ра-ботнова [9] и А.А. Уранова [11].

Интродукционные исследования проводили в степной зоне Башкирского Зауралья (г. Сибай) в 2008-2011 гг. с учетом методических указаний И.Ф. Сацыперовой и А.М. Рабиновича [10].

Район исследования характеризуется высокой континентальностью климата. Зимой эта территория находится под влиянием сибирского холодного воздуха, летом атлантический воздух проникает сюда уже прогретым и иссушенным, поэтому зима здесь холодная, а лето засушливое [3, 8]. Почвы в Башкирском Зауралье – черноземы обыкновенные, полноразвитые, территория выделена в равнинностепной почвенно-экологический район [6].

Материалом для интродукции служили семена, собранные с растений в естественных местах обитания.

Способ посева с расстоянием между рядами и растениями 45 см, норма посева 9 семян/м², с глубиной заделки 1 см. Уход за растениями состоял в регулярном поливе и прополке.

Посев семян в почву проводили в 3 срока: летний, подзимний и весенний. Подзимний посев проводили 25 октября с наступлением холодов для исключения осеннего прорастания семян. Весной семена высевали 16 апреля после таяния снега во влажную почву, сверху прикрывали укрывным материалом.

Для моделирования грунтовой всхожести семян в природных условиях проводили летний посев после фазы плодоношения каждого вида. V. dubia начинает плодоносить с I декады июня и заканчивает во II декаде июля, сроки наступления плодоношения V. wolgensis приходятся на конец I декады июля до начала I декады августа, плодоношение V. officinalis наступает в III декаде июля и длится до конца II декады августа. Свежесобранные семена по 100 шт. закладывали в марлевые пакетики, которые помещали на поверхность почвы и сверху присыпали землей слоем 1 см. С наступлением фенологической весны (апрель-май) следующего года пакетики с семенами вскрывали и подсчитывали число проросших семян. Оставшиеся (непроросшие) семена проращивали в чашках Петри. Отмечали долю (%) проросших семян на момент вскрытия пакетиков и всхожесть оставшихся семян. Опыт выполняли в 3-кратной повторности, данные усредняли.

Для определения урожайности подземные органы виргинильных растений V. officinalis , V. wolgen-sis и V. dubia выкапывали в конце первого вегетационного сезона. Урожайность сырья (средний урожай с единицы площади) рассчитывали в граммах на 1 м².

Для определения зависимости продуктивности подземных органов V. wolgensis от площади питания, посев семян проводили по схеме: 5x5 см (400 шт./м²), 15x15 см (56.3 шт./м²), 30x30 см (16 шт./м²), 45x45 см (9 шт./м²).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Показатели всхожести семян и сроков появления всходов видов рода Valeriana представлены в таблице 1.

Таблица 1. Всхожесть семян (%), сроки появления всходов некоторых видов рода Valeriana при различных сроках посева (г. Сибай, 2010- 2011 гг.)

Сроки посева (дата)

Виды	Осенний посев				Весенний посев
	посев	всходы	появление настоящего листа	всхожесть, %	посев	всходы	появление на-стоящего листа	всхо же сть, %
V. dubia	25.X	24.IV	2.V	22	16.IV	26.IV	5.V	39
V. wolgensis	25.X	28.IV	6.V	17	16.IV	30.IV	9.V	30
V. officinalis	25.X	3.V	12.V	5	16.IV	6.V	16.V	7

Летний посев

Виды	Посев	Доля проросших семян в пакетике, %	Общая всхожесть семян, %
V. dubia	II декада июля	24	50
V. wolgensis	I декада августа	32	69
V. officinalis	II декада августа	2	51

При подзимнем сроке посева (октябрь) первые проростки V. dubia появляются 24 апреля следующего года. Всхожесть их составляет 22%. При весеннем (16 апреля) – спустя 10 дней (26 апреля) после посева. Полевая всхожесть семян при весеннем посеве выше.

Семена V. wolgensis при подзимнем посеве начинают прорастать в конце апреля, всхожесть их составляет 17%. При весеннем посеве проростки появляются на 14 день после посева. Полевая всхожесть семян составляет 30 %. Более высокая всхожесть семян после подзимнего посева объясняется тем, что зимой под снегом семена проходят естественную стратификацию и прорастают в более благоприятных условиях почвенного увлажнения весеннего периода.

Всходы V. officinalis при подзимнем посеве появляются позже всходов предыдущих видов – 3 мая, при весеннем посеве через 20 дней после посева (6 мая). Всхожесть семян осеннего посева составляет 5%, весеннего посева – 7%.

После летнего посева свежесобранных семян в период диссеминации исследуемых видов наблюдается более высокая общая всхожесть семян. У V. dubia общая доля проросших семян составила 50%, у V. wolgensis – 69%, у V. officinalis – 51%.

Длительность периода от появления семядолей до появления первого настоящего листа составляет 8-9 дней при подзимнем посеве и 9-10 дней при весеннем посеве у всех исследованных видов. У всех исследованных видов при интродукции семядольные листья могут сохраняться в ювенильном и имматурном состояниях.

При интродуции в условиях Башкирского Зауралья исследованные виды в первый год жизни проходят все онтогенетические состояния прегене-ративного периода (проростки, ювенильное, имма-турное, виргинильное). Первый год вегетации заканчивают в имматурном состоянии 2% особей V. officinalis , 1% – V. wolgensis , 1% – V. dubia , остальные 98-99% особей заканчивают вегетацию в вир-гинильном возрастном состоянии.

Таким образом, нами выявлено, что при интродукции в Башкирском Зауралье семена исследованных видов всходят при всех сроках посева, однако оптимальным сроком является ранневесенний посев. В этом случае наблюдали бóльшую и дружную всхожестью, по сравнению с подзимним посевом. После подзимнего сева семена прорастают раньше, но неравномерно и с относительно более низкой всхожестью.

V. officinalis отличается очень низкой полевой всхожестью семян (5-7%), поздним и растянутым периодом прорастания. При летнем посеве всхожесть семян в апреле следующего года составила 2%. Общая всхожесть семян после помещения не проросших семян на влажную фильтровальную бумагу составила 49 %. По-видимому, это связано с тем, что семена V. officinalis характеризуются органическим покоем и нуждаются в длительной холо- довой стратификации [12], а весной для прорастания им необходимо повышенное увлажнение. Вид является гигромезофитом, относится к болотнолуговой ценотической группе и в естественных условиях приурочен к влажным (весной переувлажненным) местообитаниям.

При оценке культуры Valeriana одним из определяющих факторов является сырьевая продуктив- ность. Исследования по определению продуктивности и урожайности подземных органов (корневищ и корней) V. officinalis, V. wolgensis, V. dubia в условиях интродукции и в природе, показали, что растения при интродукции обладают наибольшими показателями продуктивности подземных органов (табл. 2).

Таблица 2. Показатели урожайности подземных органов видов рода Valeriana в естественных местах обитания и при интродукции (г. Сибай)

Вид	Условия роста	Среднее значение признаков, ошибка средней (M + m) / коэффициент вариации (V,%)
		длина подземных органов, см	объем подземных органов, см3	масса подземных органов, г	урожайность (сырая масса) подземных органов, г/1 м²
V. dubia	культура (9 шт./ м²)	20.4 ± 1.1 16.9	29.0 ± 5.0 51.6	30.2 ± 5.2 51.8	271.8
	природа	13.8 ± 0.9 23.9	12.9 ± 2.1 57.0	14.3 ± 2.0 49.4	40.1
V. wolgensis	культура (9 шт./ м²)	35 ±1.3 11.5	85.6 ± 9.7 33.9	117.0 ±16.7 42.7	1053.0
	природа	-	-	-	-
V. officinalis	культура (9 шт./ м²)	31.2 ± 1.5 14.6	61.8 ±5.5 26.8	87.4 ± 6.5 22.5	1398.0
	природа	20.0 ± 0.8 11.8	18.3 ± 0.7 10.7	20.91 ± 0.4 5.6	58.5

Так, урожайность сырых корней и корневищ дикорастущих особей V. officinalis в зарослях (Бай-макский район) составила 58.5 г/м², а при интродукции достигла 1398 г/м². У особей V. dubia в природных ценопопуляциях урожайность подземных органов особей первого года жизни составила 40.1 г/м², в условиях культуры урожайность составила 271.8 г/м². Для растений V. wolgensis вирги-нильного возрастного состояния масса сырых корневищ и корней составила 1053 г/м².

Выявлена значительная межвидовая изменчивость в размерах подземных органов одновозрастных растений при интродукции. Наибольшая масса и длина корней зафиксирована у особей V. wolgen-sis (117.0 ± 16.7 г и 35 ± 1.3 см соответственно), а наименьшая – у растений V. dubia (14.3 ± 2.0 г и 20.4 ± 1.1 см соответственно).

Морфологические характеристики подземных органов V. wolgensis при различных способах посева представлены в таблице 3.

Таблица 3. Морфологические характеристики подземных органов Valeriana wolgensis при различных нормах посева (г. Сибай)

Схема посева, см	Норма посева, шт./м2	Среднее значение признаков, ошибка средней (M + m) / коэффициент вариации (V,%)
		длина подземных органов, см	объем подземных органов, мл	сырая масса подземных органов, г	урожайность подземных органов, г/ 1 м²
5x5	400.0	19.9 ± 0.7 10.1	9.2 ± 1.1 34.3	8.7 ± 1.4 48.7	3480
15x15	56.3	23.0 ± 1.0 13.3	23.1 ± 3.3 43.3	28.8 ± 5.2 54.2	1621
30x30	16.0	30.7 ± 1.0 9.5	53.4 ± 5.3 30.0	83.6 ±12.5 44.9	1338
45x45	9.0	35 ± 1.3 11.5	85.6 ± 9.7 33.9	117.0 ± 16.7 42.7	1053

С уменьшением нормы посева растений (9 шт./ м²), средняя масса и объем сырых корней становится больше.

Минимальные значения этих показателей наблюдали в загущенных посевах (400 шт./ м²), которые в несколько раз меньше показателей по сравнению с изреженными посевами (9 шт./ м²).

Следует отметить, что в загущенных посадках корни каждого растения занимали весь отведенный им объем и выходили за его пределы, частично смыкаясь (площадь питания 15x15 см) или переплетаясь с корнями соседнего растения (площадь питания 5x5 см).

Растения с площадью питания 30x30 см, 45x45 см обеспечиваются более благоприятными усло- виями для роста корней: выявлено что, чем больше была площадь питания, тем выше масса и объем корневой системы растения. Однако валовая продукция сырья увеличивается с увеличением плотности посадок (рис.).

Рис. Зависимость сырой массы подземных органов одного растения и урожайности корней и корневищ Valeriana wolgensis от площади питания растений.

Таким образом, интродукция V. dubia , V. wol-gensis , V. officinalis в условиях Башкирского Зауралья возможна с использованием семян. Оптимальным сроком посева семян является ранневесенний период. Для увеличения выхода сырья в производственных условиях возможно увеличение плотности посевов за счет уменьшения междурядий. Для дальнейшей селекционной работы перспективен вид V. wolgensis , характеризующийся высокой всхожестью семян, наибольшей продуктивностью и урожайностью подземных органов.