Влияние физиологически активных веществ на семенную продуктивность эфиромасличных лекарственных культур

Автор: Тропина Н.С., Тхаганов Р.Р., Тхаганов В.Р., Морозов А.И.

Журнал: Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур @vniimk

Рубрика: Общее земледелие, растениеводство

Статья в выпуске: 1 (193), 2023 года.

Бесплатный доступ

Обеспечение фармацевтической отрасли лекарственным сырьем осуществляется в основном за счет его выращивания в промышленных масштабах. В течение трех лет (2020-2022 гг.) в условиях Краснодарского края на полях Северо-Кавказского филиала ВИЛАР проводились исследования по изучению путей гормонального регулирования процесса формирования семенной продуктивности эфирномасличных культур - двух сортов ромашки аптечной ( Matricaria chamomilla L.) и шалфея лекарственного ( Salvia officinalis L.) Результаты проведенных исследований показали, что обработка растений в фазе начала бутонизации регуляторами роста Циркон (0,04 л/га) и Гибберсиб (0,03 кг/га) привела к более дружному цветению растений и соответственно к повышению урожайности семян ромашки аптечной на 15-28 % и шалфея лекарственного - на 20-28 %. При этом улучшается их качество - масса 1000 семян увеличивается на 6-14 %. Применение регуляторов роста способствует повышению устойчивости изучаемых лекарственных культур к засушливым погодным условиям и обеспечивает снижение потерь урожая семян до 12-26 %, в то время как в контроле они составляют 22-33 %. При комплексном применении Лигногумата (0,05 л/га) в начальные фазы роста культур и регуляторов роста (Циркон и Гибберсиб) в фазе начала бутонизации наблюдается увеличение урожайности семян как по сравнению с контролем, так и с вариантом применения одних регуляторов. Наибольшая эффективность отмечена в варианте Лигногумат + Циркон, где урожайность семян превышала контроль на 28-39 %, а в варианте с Цирконом - на 9-13 %.

Еще

Эфирномасличные лекарственные культуры, регуляторы роста, семенная продуктивность, всхожесть

Короткий адрес: https://sciup.org/142237982

IDR: 142237982 | DOI: 10.25230/2412-608X-2023-1-193-53-59

Текст научной статьи Влияние физиологически активных веществ на семенную продуктивность эфиромасличных лекарственных культур

Введение. В настоящее время все большее внимание уделяется изучению лекарственных растений и биологически активных веществ, выделяемых из них. Несмотря на значительные успехи в создании ценных синтетических лечебных препаратов, лекарственные растения широко используются в медицинской практике в лечебных и профилактических целях, при поддерживающей или курсовой терапии в случае хронических заболеваний. Особую группу лекарственных растений представляют эфиромасличные культуры, сырье которых служит для получения эфирных масел. Важным потребителем эфирных масел либо их компонентов является фармацевтическая промышленность, где производятся различные лечебные препараты в форме сиропов, аэрозолей, таблеток, мазей, капель. Эфирные масла широко используются в парфюмерно-косметической, пищевой, ликеро-водочной, текстильной, химической и других отраслях промышленности РФ [1; 2].

На современном этапе важной и актуальной задачей является возрождение и становление отрасли лекарственного растениеводства в Российской Федерации. В рамках реализации Проекта «Возрождение отрасли лекарственного растениеводства в РФ» планируется создать до 300 тысяч хозяйств, которые займутся выращиванием, первичной переработкой и хранением лекарственного сырья [3]. Развитие лекарственного растениеводства невозможно без эффективного научно обоснованного семеноводства, где высокое качество производимых семян будет слу-54

жить важным условием получения оптимальных урожаев лекарственного сырья.

Литературные источники, отражающие вопросы семенной продуктивности лекарственных культур, носят разрозненный характер и в основном представляют собой данные по испытанию регуляторов роста. Так, обработка копеечника альпийского, белладонны и ноготков регуляторами роста увеличивает урожайность семян на 24–45 %, массу 1000 семян – на 12–16 % [4; 5; 6].

Необходимо отметить, что данные препараты способствуют не только усилению ростовых и формообразовательных процессов лекарственных растений, но и повышают их адаптацию к нестабильным погодным условиям [7; 8]. Это очень важно в связи с тем, что в литературе указывается на тесную зависимость семенной продуктивности от погодных условий [9; 10].

В последние годы большое внимание в растениеводстве уделяется применению гуминовых удобрений, которые оказывают стимулирующее действие на рост и развитие сельскохозяйственных культур, повышают их урожайность, в частности зерновых культур (пшеница, кукуруза, ячмень) [11; 12; 13].

В связи с вышесказанным цель наших исследований заключалась в разработке инновационных технологий выращивания семян лекарственных культур, в основу которых положено экзогенное применение регуляторов роста и гуматов.

Материалы и методы. Исследования по изучению регуляторов роста и их комплекса с органоминеральным удобрением проводили в условиях Западного Предкавказья на полях Северо-Кавказского филиала ВИЛАР в 2020–2022 гг.

Почва филиала – чернозем выщелоченный малогумусный сверхмощный, отличается большой мощностью гумусового горизонта (А + В до 160 см) и сравнительно низким (3,7 %) содержанием гумуса в верхнем горизонте почвы. Содержание подвижного фосфора составляет 27 мг/кг, обменного калия – 243, подвижной серы – 6,2 мг/кг, присутствует незначительное количество подвижных форм марганца, цинка, меди и кобальта. Верхний слой почвы имеет близкую к нейтральной реакцию почвенной среды, рНKCl = 5,9.

Полевые опыты закладывали на сортах ромашки аптечной ( Matricaria chamomilla L.) Подмосковная и Настенька и сорте шалфея лекарственного ( Salvia officinalis L.) Фиолетовый аромат [14; 15]. Сырье данных культур используют для получения эфирного масла, галеновых препаратов, противовоспалительных препаратов (Ротокан, Камадол), входит в состав многих сборов [16].

Исследования осуществляли путем постановки мелкоделяночных опытов, которые проводили в соответствии с общепринятыми методиками. Расположение делянок рендомизированное, повторность опытов 4-кратная, площадь опытной делянки 24 м2 [17; 18].

В качестве регуляторов роста использовали препараты из разных классов соединений: Циркон (д.в. гидроксикоричные кислоты и их производные) (0,04 л/га) и Гибберсиб ( д.в . гиббереллиновых кислот натриевые соли ) (0,03 кг/га), для усиления роста растений – гуматное удобрение Лигногумат (0,5 л/га). Обработку гуматом проводили в фазе интенсивного роста при высоте растений 25–30 см, биорегуляторами – в фазе начала бутонизации. Расход рабочего раствора 300 л/га. Контрольные растения обрабатывали водой.

Уборку семян ромашки сорта Подмосковная проводили во II-й декаде июня, сорта Настенька – III декаде июня, шалфея – в I-й декаде июля.

Всхожесть семян определяли по ГОСТ 34221-2017 [19]. С этой целью семена закладывали в чашки Петри на влажную фильтровальную бумагу (по 100 штук в каждую) и проращивали при комнатной температуре. Повторность опыта 6-кратная.

Экспериментальные данные обрабаты-валии по методике в изложении Б.А. До-спехова [17].

Результаты и обсуждение. Получение высоких урожаев лекарственного и эфи- ромасличного сырья обеспечивали за счет использования при посеве высококачественных семян перспективных сортов. Для сохранения семенного материала новых и ранее возделываемых сортов исследования проводили на новом сорте шалфея Фиолетовый аромат и двух сортах ромашки: ранее районированном сорте Подмосковная и новом – Настенька.

Изучение действия регуляторов роста Циркон и Гибберсиб на семенную продуктивность ромашки и шалфея проводили в годы, которые отличались по температурному режиму и количеству осадков как между собой, так и от среднемноголетних показателей. В 2020 г. рост и развитие лекарственных культур проходило при аномальных погодных условиях – недостаточной влагообеспе-ченности на фоне высокого уровня температуры воздуха в течение всего периода вегетации. Начиная с апреля, сумма осадков была ниже среднемноголетней, только в июне выпали дожди в форме ливней. Данный год отличался не только малым количеством осадков, но и наблюдалось значительное повышение температуры воздуха, отклонения от среднемноголетних показателей составили 2,9–6,9 оС. Погодные условия 2021 и 2022 гг. были комфортными для роста и развития растений. Несмотря на то, что температуры воздуха вегетационного периода с мая по июнь превосходили среднемноголетние на 2,8–6,9 оС, количество выпавших осадков было выше средних показателей на 16,7–75,5 мм (табл. 1).

Таблица 1

Показатели среднемесячных температур и суммы осадков в годы проведения исследований

Год проведения исследований	Температура, ^оС
Год проведения исследований	Апрель	Май	Июнь	Июль	Август
2020	15,9	20,1	27,2	22,4	30,4
2021	14,9	22,6	25,9	30,4	30,9
2022	15,7	21,0	27,0	30,4	34,8
Средние многолетние	15,3	17,2	20,3	22,6	22,2
	Осадки, мм
2020	40,1	49,2	65,2	57,2	43,1
2021	59,3	132,5	64,8	74,9	51,7
2022	53,2	113,8	83,7	70,5	46,8
Средние многолетние	48	57	67	60	78

Погодные условия оказали существенное влияние на рост и развитие ромашки и шалфея. Высокие температуры и низкая влагообеспеченность 2020 г. отрицательно сказались на росте и развитии лекарственных культур, их высота снижалась по сравнению с оптимальными условиями 2021 и 2022 гг. на 19–20 %. От температурного режима и количества выпавших осадков в годы исследований зависела и урожайность семян. Так, при комфортных условиях 2021 и 2022 гг. урожайность семян ромашки сорта Подмосковная составила 0,22–0,23 т/га, сорта Настенька – 0,32–0,37, шалфея лекарственного – 0,31– 0,38 т/га. В 2020 г. в условиях гидротермального стресса наблюдается снижение урожайности: ромашки до 0,15–0,27 т/га, шалфея – до 0,27 т/га (табл. 2).

Таблица 2

Влияние регуляторов роста на семенную продуктивность ромашки аптечной и шалфея лекарственного

Вариант опыта	Год проведения исследований
	2020		2021		2022		средние данные за три года
	Урожайность семян
	т/га	% к кон-тролю	т/га	% к кон-тролю	т/га	% к кон-тролю	т/га	% к кон-тролю
Ромашка аптечная, сорт Подмосковная
Контроль, вода	0,15	100	0,22	100	0,23	100	0,200	100
Циркон, 0,04 л/га	0,20	133	0,28	127	0,29	126	0,256	128
Гибберсиб 0,03кг/га	0,19	127	0,26	118	0,28	122	0,243	122
НСР 05	0,028		0,031		0,038		0,033
Ромашка аптечная, сорт Настенька
Контроль, вода	0,27	100	0,37	100	0,32	100	0,320	100
Циркон, 0,04л/га	0,34	126	0,42	114	0,38	119	0,380	119
Гибберсиб 0,03 кг/га	0,33	122	0,41	111	0,36	113	0,367	115
НСР 05	0,037		0,022		0,028		0,029
Шалфей лекарственный, сорт Фиолетовый аромат
Контроль, вода	0,27	100	0,38	100	0,31	100	0,320	100
Циркон, 0,04 л/га	0,35	130	0,48	127	0,40	129	0,410	128
Гибберсиб 0,03 кг/га	0,34	126	0,45	118	0,36	116	0,383	120
НСР 05	0,041		0,038		0,029		0.036

Применение регуляторов роста привело не только к увеличению урожайности семян и улучшению их качества, но и 56

способствовало повышению адаптации лекарственных культур к засушливым погодным условиям. Это выражалось в снижении потерь урожая семян ромашки и шалфея, величина которых составила 12–26 %, в то время как в контроле она была на уровне 22–33 % (табл. 2).

При засушливых погодных условиях ухудшилось и качество семян, наблюдалось снижение массы 1000 семян и их всхожести (табл. 3).

Таблица 3

Влияние регуляторов роста на качество семян ромашки аптечной и шалфея лекарственного

Вариант опыта	Год проведения исследований
	2020			2021			2022
	масса 1000 семян		всхожесть, %	масса 1000 семян		всхожесть, %	масса 1000 семян		всхожесть, %
	г	% к конт ролю	всхожесть, %	г	% к контр о лю	всхожесть, %	г	% к конт ролю	всхожесть, %
Ромашка аптечная, сорт Подмосковная
Контроль, вода	0,023 ± 0,0012	100	59 ± 2,96	0,032 ± 0,0016	100	80 ± 3,99	0,030 ± 0,0016	100	82 ± 4,10
Циркон 0,04 л/га	0,026± 0,0012	118	72 ± 3,58	0,036 ± 0,0019	113	83 ± 4,13	0,032± 0,0016	107	83 ± 4,13
Гиб-берсиб, 0,03 кг/га	0,025± 0,0010	109	70 ± 3,51	0,034 ± 0,0018	106	82 ± 4,11	0,031± 0,0016	103	85 ± 4,21
Ромашка аптечная, сорт Настенька
Контроль, вода	0,051± 0,0021	100	61 ± 3,04	0,062 ± 0,0034	100	80 ± 4,02	0,061 0,0031	100	80 ± 3,98
Циркон, 0,04 л/г	0,053± 0,0023	120	73 ± 3,63	0,071 ± 0,0037	114	82 ± 4,10	0,066 0,0032	108	81 ± 4,01
Гиб-берсиб, 0,03 кг/га	0,050± 0,0024	114	71 ± 3,56	0,067± 0,0033	108	84 ± 4,19	0.064 0,0030	105	82 ± 4,02
Шалфей лекарственный, сорт Фиолетовый аромат
Контроль, вода	0,94 ± 0,046	100	60 ± 3,01	1,25 ± 0,063	100	82 ± 4,08	1,31 ± 0,063	100	85 ± 4,19
Циркон, 0,04 л/г	1,10± 0,053	117	72 ± 3,58	1,40 ± 0,072	112	85 ± 4,22	1,38 ± 0,067	105	87 ± 4,39
Гиб-берсиб, 0,03 кг/га	1,07± 0,051	114	71 ± 3,55	1,37± 0,069	106	84 ± 4,21	1,38 ± 0,065	105	87 ± 4,32

Обработка растений в фазе начала бутонизации регуляторами роста Циркон и Гибберсиб обеспечила повышение семенной продуктивности лекарственных культур во все годы испытаний, однако влияние Циркона на этот показатель было более значимым. Увеличение урожайности семян в этом варианте по сравнению с контролем составило: на ромашке сорта

Подмосковная 26–33 %, сорта Настенька – 14–26 %; на шалфее – 27–30 %; при применении Гибберсиба – 18–27; 11–22 и 16– 26 % соответственно (табл. 2).

Необходимо отметить особенности действия данных регуляторов на двух сортах ромашки, где наибольшая эффективность проявилась на сорте Подмосковная, который отличался более низкой семенной продуктивностью. В литературе имеются сведения, что более высокая эффективность регуляторов роста проявляется при максимальных значениях лимитирующих факторов: это и низкая урожайность и всхожесть семян, недостаточный уровень плодородия почвы, абиотические и биотические факторы [9].

Одновременно с повышением урожайности семян под влиянием регуляторов наблюдалось и улучшение их качества, которое выражалось в повышении массы 1000 семян, особенно в 2020 г. (табл. 3). Это важно в связи с тем, что уровень урожайности лекарственных культур определяется качеством семян. На всхожесть при оптимальных погодных условиях (2021 и 2022 гг.) регуляторы практически не оказали влияния, прибавка составила 2–4 %. Однако в условиях засухи (2020 г.), когда существенно снизилась всхожесть семян (до 59–60 %), применение Циркона и Гибберсиба обеспечило ее повышение на 11–13 % (табл. 3).

В условиях 2021–2022 гг. для повышения семенной продуктивности шалфея и ромашки были заложены опыты по комплексному применению гуматов (Лигно-гумата) в фазы начала отрастания растений и начала бутонизации – регуляторов роста Циркон и Гибберсиб. Применение Лигногумата положительно сказалось на росте растений и к моменту начала бутонизации высота превышала контроль на 12–14 %. Дальнейшая обработка регуляторами роста обеспечила наиболее дружное и равномерное цветение. Такое системное применение препаратов способствовало повышению семенной продуктивности по сравнению с контролем: на варианте Лигногумат + Циркон увеличение составило на ромашке сорта Подмосковная 35 %, на сорте Настенька – 28, на шалфее – 39 %, на варианте Лигногумат + Гибберсиб – 30; 20 и 26 % соответственно (табл. 4).

Таблица 4

Влияние комплексных обработок Лигногу-матом с регуляторами роста на семенную продуктивность ромашки аптечной и шалфея лекарственного (средние данные за 2021–2022 гг.)

Вариант опыта	Урожайность семян		Масса 1000 семян		Всхожесть семян
Вариант опыта	т/га	% к контролю	г	% к контролю	%	прибавка, %
Ромашка аптечная, сорт Подмосковная
Контроль, вода	0,230	100	0,031 ± 0,0017	100	82 ± 4,05	-
Циркон, 0,04 л/га	0,290	126	0,034 ± 0,0018	110	84 ± 4,18	2
Лигногумат, 0,5 л/га + Циркон, 0,04 л/га	0,315	135	0,035 ± 0,0019	116	86 ± 4,28	4
Гибберсиб, 0,03 кг/га	0,270	117	0,033 ± 0,0017	106	84 ± 4,16	2
Лигногумат, 0,5 л/га + Гибберсиб, 0,03кг/га	0,300	130	0,034 ± 0,0018	111	85 ± 4,20	3
НСР 05	0,0298
Ромашка аптечная, сорт Настенька
Контроль, вода	0,345	100	0,062 ± 0,0033	100	83 ± 4,12	-
Циркон, 0,04 л/га	0,400	116	0,069 ± 0,0035	111	85 ± 4,21	2
Лигногумат, 0,5л/га + Циркон, 0,04 л/га	0,440	128	0,070 ± 0,0034	113	88 ± 4,37	5
Гибберсиб, 0,03 кг/га	0,385	112	0,066 ± 0,0012	106	85 ± 4,23	2
Лигногумат, 0,5 л/га + Гиб-берсиб, 0,03 кг/га	0,420	120	0,068 ± 0,0036	110	86 ± 4,32	3
НСР 05	0,0321
Шалфей лекарственный, сорт Фиолетовый аромат
Контроль, вода	0,350	100	1,28 ± 0,066	100	81 ± 4,09	-
Циркон, 0,04 л/га	0,440	126	1,39 ± 0,063	109	83 ± 4,17	2
Лигногумат, 0,5л/га + Циркон, 0,04 л/га	0,485	139	1,47 ± 0,072	115	86 ± 4,29	5
Гибберсиб, 0,03 кг/га	0,405	116	1,38 ± 0,062	108	83 ± 4,13	2
Лигногумат, 0,5 л/га + Гиб-берсиб, 0,03 кг/га	0,440	126	1,42 ± 0,070	111	85 ± 4,28	4
НСР 05	0,0438

Необходимо отметить, что повышение урожайности семян наблюдалось не только по сравнению с контролем, но и с одними регуляторами роста, прибавка составила 8–13 %. Комплексное применение Лигногумата и регуляторов роста обеспечило улучшение качества семян на изучаемых культурах: масса 1000 семян увеличивалась на 10–16 %, всхожесть – на 3–5 %.

Заключение. Полученные данные, позволяют утверждать, что применение регуляторов роста Циркон и Гибберсиб в фазе начала бутонизации на ромашке аптечной и шалфее лекарственном обеспечивает увеличение семенной продуктивности (на 15–28 %) и улучшение качества семян.

Применение данных регуляторов роста способствовало повышению устойчивости лекарственных культур к засушливым погодным условиям, что позволило с меньшими потерями урожая семян преодолеть негативные последствия этих условий.

Для получения высокой урожайности семян целесообразно проведение комплексной обработки гуминовым препаратом Лигногумат и регуляторами роста Циркон и Гибберсиб. Наибольшая эффективность была получена при применении Лигногумата с Цирконом, где повышение урожайности семян составило 28–39 %, масса 1000 семян повышалась на 13–16 %.

Работа проводилась согласно гос. задания по теме: «Роль экзогенных регуляторов роста и микроудобрений в повышении продуктивности и устойчивости к абиотическим и биотическим факторам среды лекарственных растений при их культивировании в Северо-Кавказском регионе (№ FGUU-2022-0009).

Список литературы Влияние физиологически активных веществ на семенную продуктивность эфиромасличных лекарственных культур

Самбукова Т.В., Овчинников Б.В., Ганапольский В.П. Перспективы использования фитопрепаратов в современной фармакологии // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. - 2017. - Т. 15. - № 2. - С. 56-63.
Паштецкий В.С., Неврытая Н.В. Использование эфирных масел в медицине, ароматерапии, ветеринарии и растениеводстве (обзор) // Таврический вестник аграрной науки. - 2018. - № 1 (13). - С. 16-38.
Цицилин А.Н., Ковалев Н.И. Лекарственное растениеводство России в XXI веке (вызовы и перспективы развития) // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 2021. - Вып. 1. -С. 42-54.
Ромашкина С.И., Хазиева Ф.М. Перспективы выращивания Hedysarum alpinum L. в Нечерноземной зоне Российской Федерации // Вестник КрасГАУ. - 2020. - № 12. - С. 63-68.
Кудринская И.В., Хазиева Ф.М., Пушкина Г.П., Сидельников Н.И. Использование регуляторов роста и микроудобрений для повышения семенной продуктивности белладонны // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. - 2012. - № 7. - С. 33-35.
Гущина В.А., Тимошкин О.А. Урожайность и качество семян календулы лекарственной в зависимости от приемов возделывания в лесостепи Среднего Поволжья // Земледелие. - 2016. - № 6. -С. 35-38.
Тхаганов Р.Р., Сидельников Н.И. Приемы повышения урожайности и адаптации эхинацеи пурпурной к нестабильным погодным условиям // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. - 2018. - № 8. - Т. 21. - С. 3-8.
Сидельников Н.И., Хазиева Ф.М., Ковалев Н.И. Роль регуляторов роста и микроудобрений при введении лекарственных растений в культуру // Вестник сельскохозяйственной науки. - 2018. -№ 3. - С. 62-66.
Хапугин И.А. Семенная продуктивность мелиссы лекарственной и качество ее семян в условиях Среднего Поволжья // Аграрный научный журнал. - 2019. - № 8. - С. 34-36.
Савченко О.М., Бабаева Е.Ю. Изучение фенологии и семенной продуктивности растений родиолы розовой в Центральном районе Нечерноземной зоны РФ // Юг России: экология, развитие. -2021. - Т. 16. - № 1. - С. 28-35.
Боровская Т.А., Гладышева О.В. Биологическая эффективность применения препаратов гуминовой природы в технологиях возделывания яровой пшеницы // Вестник сельскохозяйственной науки. - 2021. - № 2. - С 26-30.
Левченкова А.Н. Оценка некорневой обработки ячменя и картофеля гуминовыми препаратами на разных фонах питания // Агрохимический вестник. - 2013. - № 5. - С. 31-33.
Лебедева Н.В., Левченкова А.Н. Оценка влияния некорневой обработки сельскохозяйственных культур гуминовыми препаратами в условиях Северо-Запада России // Агрохимический вестник. - 2014. - № 3. - С. 23-26.
Патент на селекционное достижение № 9328. Ромашка аптечная сорт Настенька.
Патент на селекционное достижение № 9890. Шалфей лекарственный сорт Фиолетовый аромат.
Атлас лекарственных растений России / Под ред. Сидельникова Н.И. - М.: Наука, 2021. -646 с.
Доспехов Б.А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований. Изд. 6-е, стер., перепеч. с 5-го изд. 1985 г. - М.: Альянс, 2011. - 350 с.
Руководство по проведению регистрационных испытаний агрохимикатов в сельском хозяйстве / В.Г. Сычев [и др.]. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2018. - 217 с.
ГОСТ 34221-2017 «Семена лекарственных и ароматических культур. Сортовые и посевные качества. Технические условия». - М.: Стандар-тинформ, 2020. - 23 с.

Еще

Статья научная