Влияние комплексного применения циргана и силипланта на урожайность корней эхинацеи пурпурной в условиях Западного Предкавказья

П репараты на основе растительного сырья широко используются в медицинской практике в лечебных целях, так как они менее вредны для организма человека, чем их синтетические аналоги. Из огромного ассортимента лекарственных растений большое значение имеет эхинацея пурпурная (Echinacea purpurea L.), семейства семейства Астровые, или Сложноцветные (Asteraceae). Это мно- голетнее травянистое, поликарпическое растение, достигающее высоты 60-180 см. Растение имеет прямой разветвленным стебель, с расположенными на нем сидячими, очередными яйцевидно-ланцетными листьями, и коротким корневищем с многочисленными тонкими корнями. Соцветия – одиночные корзинки пурпурового цвета на длинных неветвящихся цветоносах [1].

В надземной части эхинацеи содержатся полисахариды (рамноза, ксилоза, арабиоза), гидроксикорич-ные кислоты (цикориевая, кофейная, кафтаровая, хлорогеновая), флавоноиды, гликопротеины, эфирное масло и микроэлементы [2, 3]. На основе экстрактов травы эхинацеи на территории России и за ее пределами были созданы десятки лекарственных средств, использующихся для укрепления иммунной системы человека, лечения респираторных симптомов, хронических заболеваниях воспалительного характера.

За последние годы огромное внимание фармакологов было обращено к корням эхинацеи. При изучении их химического состава было установлено, что помимо оксикоричных кислот, полисахаридов (инулин) имеются циклические алкалоиды – алкамиды, которые обладают противогрибковой активностью [4, 5], они ингибируют ключевые ферменты метаболизма арахидоновой кислоты, ответственные за образование простагландинов,и оказывающих фармакологическое действие на сократительную функцию гладкой мускулатуры, жировой и водно-солевой обмены и образование тромбов [5, 6]. На основе корней и корневищ эхинацеи созданы препараты «Ангиноль», применяемый при различных видах ангин, и «Простанорм», который оказывает простатотропное действие [7].

Выпуск разработанных препаратов и создание новых лечебных препаратов на основе подземных органов эхинацеи зависит от стабильной сырьевой базы данного вида лекарственного сырья. Обеспечить это возможно только при получении максимальных урожаев корней и корневищ.

В литературе вопросу повышения урожайности корней лекарственных культур посвящены лишь единичные работы. Так, при обработке Силиплантом вегетирующих растений синюхи голубой и лопуха большого урожайность корней повышалась на 16% и 18%, соответственно [8, 9]. Применение Циркона при вегетативном размножении облепихи, шиповника, белладонны, мелиссы обеспечило высокую приживаемость черенков и активизацию роста корней [10]. Наибольшая эффективность была получена при комплексном применении Силипланта и Циркона: урожайность корней лапчатки белой повышалась на 27% и шалфея лекарственного на 40% [11, 12].

Цель исследований состояла в определении сроков уборки, разработке приемов повышения урожайности сырья на корень и корневища эхинацеи пурпурной за счет применения Циркона – регулятора роста и Силипланта – кремнийсодержащего микроудобрения.

Материалы и методы

Опыты по испытанию комплексной системы применения Циркона и Силипланта закладывались в условиях Западного Предкавказья в лекарственном севообороте Северо – Кавказского филиала ВИЛАР в 2009-2016 годах.

Опытные участки филиала представлены сверхмощным черноземом. Агрохимические показатели опытного участка: содержание гумуса 3,5%, подвижного фосфора (Р 2 О 5 ) – 37 мг/кг, подвижного калия – 338 мг/кг, обменного калия (К 2 0) – 29,8 мг/кг, обменного Mg – 0,4 мг/кг, подвижной S – 1,2 мг/кг, подвижного Mn – 3,6 мг/кг, подвижной Cu – 0,13 мг/кг, подвижного Zn – 0,5 мг/кг, подвижного Co – 0,14 мг/кг, верхние пахотные слои почвы имеют слабокислую реакцию – рН водной вытяжки 5,1-5,5.

При организации исследований использовались методические указания, разработанные для лекарственных культур [13].

В полевых опытах применялось размещение делянок – рендомизированное, повторность опытов – четырехкратная, площадь делянки – 12 м², ширина междурядий составляла 60 см.

Обработка вегетирующих растений Цирконом (регулятор роста – 0,04 л/га) и Силиплантом (жидкое удобрением с высоким содержанием биоактивного кремния – 0,5 л/га) проводились на III-V годах вегетации эхинацеи. Опрыскивание производили в 2 срока: первое в фазу отрастания (2-я декада мая), затем в фазу начала бутонизации осуществлялась уборка надземной массы и после отрастания – второе (2-я декада июля). Контрольные растения обрабатывались водой. Расход рабочей жидкости – 300 л/га. Уборка корней и корневищ эхинацеи осуществлялась в 3-ей декаде октября, перед этим удалялась надземная часть растений.

Количественное определение содержания оксико-ричных кислот проводилось согласно ТУ на корни и корневища эхинацеи пурпурной № 9373-12204868244-2008. Статистическая обработка проведена по Б.А. Доспехову [15].

Результаты и их обсуждение

Проведенными в Московской и Белгородской областях исследованиями было установлено, что наибольшая урожайность корней и корневищ, а также содержание действующих веществ (оксикоричные кислоты) в них наблюдается с III года вегетации. На базе полученных данных были составлены «Технические условия» на корни и корневища эхинацеи пурпурной (ТУ 9373-122-04868244-2008), где предусматривается уборка на этот вид сырья именно на III году с содержанием действующих веществ 1,5%.

Однако проводить уборку подземных органов на III году вегетации не совсем корректно, так как это многолетнее растение, которое может произрастать в

Рис. 1. Содержание оксикоричных кислот и урожайность корней и корневищ в зависимости от возраста культуры (2009-2016 годы) Fig. 1. The contentofhydroxycinnamic acids and the yield of roots and rhizomes depending on the age ofthe crop (2009-2016

течение 5-7 лет на одной площади и давать высокий урожай надземной массы.

Основываясь на вышесказанном,необходимо проследить возможность получения корней и корневищ эхинацеи не только на III году вегетации, но и в последующие годы. На III и IV годах произрастания культуры наблюдается самая высокая урожайность корней (10,4 ц/га и 9,8 ц/га) с высоким содержанием действующих веществ (3,0% и 3,1%). В последующие годы урожайность снижается до 8 ц/га с содержанием в них действующих веществ 2,1%. Это можно объяснить тем, что в сырье присутствует значительное количество одревесневших корней, которые необходимо удалять (рис.1).

Для получения оптимального урожая корней эхинацеи, проведены опыты по испытанию жидкого удобрения с высоким содержанием биоактивного кремния – Силиплант и природного стимулятора роста – Циркона. Выбор этих препаратов обусловлен общностью их действия, которое заключается в их влиянии на содержание фитогормона – ауксина, который оказывает положительное действие на процессы корнеобразования. Так, по литературным данным, оба препарата повышают содержание ауксинов – Циркон предотвращает их распад за счет активизации фермента ауксиноксидазы [15], Силиплант – усиливает их синтез [16].

Двухэтапное опрыскивание положительно повлияло на увеличение корневой системы, что сказалось на урожайности, так на варианте с применением Циркона она возросла на 1,8 ц/га, а с Силиплантом на 1,5 ц/га (табл. 1).

Наибольшая прибавка наблюдалась при комплексном применении данных препаратов: на III г.в. – на 28%, на IV г.в. – на 30%. В этом же варианте содержание оксикоричных кислот повышалось на 5-7%. Анализируя полученные результаты, необходимо отметить, что повышение урожайности корней и корневищ эхинацеи наблюдается и с раздельным применением Циркона и Силипланта (10-14%).

На фотографиях видна разница по габитусу корневой системы эхинацеи III года вегетации контрольного варианта и варианта совместного применения Силиплант + Циркон (рис. 2).

Таблица 1. Биопродуктивность корней и корневищ эхинацеи пурпурной III и IV годов вегетации в зависимости от применения Силипланта и Циркона (средние данные за 3 года)

Table 1. Bioproductivity of roots and rhizomes of Echinacea purpurea of the III and IV years of vegetation depending on the use of Siliplant and Zircon application (average data for 3 years)

Вариант	III год вегетации				IV год вегетации
	урожайность		содержание оксикоричных кислот		урожайность		содержание оксикоричных кислот
	ц/га	% к контролю	% на абс. сух. в-во	% к контролю	ц/га	% к контролю	% на абс. сух. в-во	% к контролю
Контроль, (вода)	10,2	-	3,85	-	9,8	-	3,91	-
Силиплант, 0,5 л/га	11,7	15	3,87	1	11,4	16	4,00	2
Циркон, 0,04 л/га	12,0	18	3,88	1	11,4	16	4,01	3
Силиплант + Циркон (0,5 л/га + 0,04 л/га)	13,1	28	4,13	7	12,7	30	4,11	5
НСР 05	1,12		0,11		1,05		0,10

Рис. 2. Корни и корневища эхинацеи пурпурной IIIгода вегетации

Fig. 2. Roots and rhizomes of Echinacea purpurea in the third year ofvegetation

Таблица 2. Действие Циркона, Силипланта на урожайность корней и корневищ, на содержание действующих веществ в эхинацее V года вегетации (2015-2017 годы Table 2. Effect of Zircon, Siliplant on root and rhizome yield on active substances content in Echinacea purpurea of the V year of vegetation (2015-2017)

Вариант	Урожайность		Содержание оксикоричных кислот
	ц/га	% к контролю	% на абс. сух. в-во	% к контролю
Контроль, (вода)	8,0		2,34	-
Силиплант, 0,5 л/га	9,4	17	2,42	5
Циркон, 0,04 л/га	9,5	19	2,46	7
Силиплант + Циркон (0,5 л/га + 0,04 л/га)	10,3	29	2,55	10
НСР 05	0,94		0,06

Обобщая результаты опытов по влиянию некорневых подкормок бинарной смесью Силиплант + Циркон на урожайность корней эхинацеи, можно высказать предположение, что в действии данных препаратов при их совместном применении наблюдается эффект аддитивности, т.е. суммирование их влияния на ростовые процессы в растениях и в конечном итоге на биопродуктивность.

Установлено снижение урожайности корней на V году жизни, поэтому были продолжены исследования по действию регулятора роста и микроудобрения на данном сроке вегетации эхинацеи. В таблице 2 представлены результаты приведенных испытаний.

Полученные результаты показали увеличение урожайности корней и корневищ на вариантах Силиплант и Циркон на 17-19 %, при их комплексном применении –

Рис. 3. Корни и корневища эхинацеи пурпурной V года вегетации

Fig. 3. Roots and rhizomes of Echinacea purpurea in the fifth year ofvegetation

Таблица 3. Урожайность корней и корневищ эхинацеи при применении регулятора роста и микроудобрения в зависимости от погодных условий

Table 3. Yield of roots and rhizomes of Echinacea at application of growth regulator and microfertilizer depending on weather conditions

Вариант Благоприятные условия (2011, 2013 годы) Засушливые условия (2012, 2014 годы) урожайность содержание оксикоричных кислот урожайность содержание оксикоричных кислот ц/га % к контролю % на абс. сух. в-во % к контролю ц/га % к контролю % на абс. сух. в-во % к контролю Контроль, (вода) 11,2 100 2,81 - 9,2 - 3,171 - Силиплант 13,0 116 2,87 2 10,6 15 3,30 4 Циркон 13,2 118 2,94 5 10,8 17 3,39 7 Силиплант + Циркон 14,4 129 3,05 10 11,6 26 3,51 11 НСР05 1,05 0,11 1,04 0,13 на 29 %, уровень содержания оксикоричных кислот составляет 2,34-2,55 % (St 1,5 %) (рис. 3).

Проведенными исследованиями было установлено, что благодаря применению комплекса Циркон + Силиплант, возможно проводить уборку корневой системы в зависимости от потребностей фармацевтической промышленности и на V год вегетации культуры.

Жизнедеятельность растительного организма зависит от интенсивности водного режима и способности растений удерживать и экономно расходовать воду в условиях высоких температур и низкой влагообеспе-ченности. В условиях Краснодарского края в последние время наблюдаются частые засухи, высокие температуры и недостаток влаги, что приводит к снижению устойчивости лекарственных растений к стрессовым факторам, уменьшению урожайности и ухудшению качества сырья.

В годы проведения научной работы на эхинацее пурпурной (2011-2014 гг.) метеорологические условия сильно различались, так для 2012 и 2014 годов были характерны низкая влагообеспеченность и повышенная температура воздуха. 2011 и 2013 годы – оптимальные по температурному и водному режиму.

Засуха 2012 и 2014 годов негативно повлияла на развитие как надземной, так и корневой системы эхинацеи на III-м году вегетации, это сказалось на снижении массы корней и корневищ на 2 ц/га. При двукратном опрыскивании вегетирующих растений Цирконом и Силиплантом произошло увеличение урожайности корней и корневищ при различных погодных условиях. При благоприятных погодных условиях повышение на этих опытных вариантах составило – 1,8-2,0 ц/га, засушливых – 1,4-1,6 ц/га, при комплексном применении Силиплант + Циркон – 3,2-2,4 ц/га, соответственно.

Под влиянием Силипланта наблюдалось незначительное повышение содержания действующих веществ в корнях и корневищах (4%) независимо от погодных условий, при применении Циркона оно составляет до 7%, в варианте Силиплант + Циркон отмечена наибольшая прибавка этого показателя – до 11% (табл.3).

Сравнивая показатели урожайности корней по всем вариантам опыта в условиях высоких температур и низкой влагообеспеченности с благоприятными погодными условиями, было установлено, что потери урожая в контроле составляют 18%, в вариантах Циркон или Силиплант 4-5%, при комплексном применении данных препаратов наблюдалась даже небольшая прибавка урожайности корней (4%) (рис.4).

Таким образом, путем индуцирования механизма адаптации эхинацеи к стрессовым факторам (высокие температуры и низкая влажность) с помощью комплекса Циркон + Силиплант, возможно получать стабильные урожаи корней и корневищ с высоким качеством независимо от погодных условий.

Рис. 4. Снижение урожайности корней и корневищ эхинацеи III года вегетации при неблагоприятных условиях (2012, 2014 годы)

Fig. 4. Decrease in the yield of roots and rhizomes ofEchinacea in the third year ofvegetation under unfavorable conditions (2012, 2014)

Заключение

В результате проведенной научной работы, выявлена возможность проведения уборки корней и корневищ в условиях Западного Предкавказья на III и IV годах вегетации культуры, при урожайности в пределах 10 ц/га и высоком содержании оксикоричных кислот - 3,1 %.

В последующие годы вегетации эхинацеи наблюдается снижение урожайности до 8 ц/га и содержание в сырье оксикоричных кислот до 2,5 %. Комплексное применение Силипланта и Циркона обеспечивает увеличение урожайности корней на III - V гг. по сравнению с конт- ролем на 28 - 30 % и содержание оксикоричных кислот на 5 - 10 %.

Применение данной бинарной смеси на V году вегетации позволяет получать урожайность корневой системы на уровне контрольного варианта растений III года вегетации.

Опрыскивание эхинацеи двухкомпонентной смесью Силиплант + Циркон способствует адаптации растений эхинацеи к гидротермальному стрессу и позволяет получать стабильные урожаи качественного сырья независимо от погодных условий.

AuthorID: 761157, Scopus ID 57190126607

Aboutthe Authors:

Ruslan R. Thaganov – Senior Researcher, , SPIN: 2150-4710,

SPIN: 2569-5980, Scopus ID 57190126607

ISSN 2618-7132 (Online) Овощи России №1 2024      [ 86 ] Vegetable crops of Russia №1 2024 ISSN 2072-9146 (Print)