close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Агротехнические приемы формирования урожая лекарственного сырья календулы (Calendula officinalis L) в низкогорной зоне Горного Алтая

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Царегородцева
Елена Жумашевна
АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИЁМЫ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ
ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ КАЛЕНДУЛЫ
(CALENDULA OFFICINALIS L.) В НИЗКОГОРНОЙ ЗОНЕ ГОРНОГО АЛТАЯ
06.01.01 – общее земледелие, растениеводство
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Новосибирск, 2018
2
Работа выполнена на кафедре агротехнологий и ветеринарной медицины ФГБОУ
ВО «Горно-Алтайский университет» в 2014-2016 гг.
Научный руководитель:
Ельчининова Ольга Анатольевна,
доктор сельскохозяйственных наук, доцент
Официальные оппоненты:
Маланкина Елена Львовна, доктор
сельскохозяйственных наук, профессор,
профессор кафедры овощеводства ФГБОУ
ВО РГАУ им. К.А. Тимирязева
Гущина Вера Александровна, доктор
сельскохозяйственных наук, профессор,
зав. кафедрой растениеводства и лесного
хозяйства ФГБОУ ВО «Пензенский ГАУ»
Ведущая организация:
ФГБНУ «Всероссийский научноисследовательский институт лекарственных
и ароматических растений»
Защита состоится «8» июня 2018 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного coвeтa
Д 999.108.02, созданного на базе Федерального государственного бюджетного
образовательного учреждения высшего образования «Новосибирский государственный
аграрный университет» по адресу: 630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160, зал
ученого совета, тел/факс: 8(383) 267-05-10; e-mail: d_sovet@nsau.edu.ru.
С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВО
Новосибирский ГАУ и на официальном сайте http: //www.nsau.edu.ru.
Автореферат разослан «____»___________ 2018 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
Шпатова Татьяна Владимировна
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследований. В настоящее время в Российской Федерации
возникла острая необходимость производства импортозамещающих лекарственных
препаратов растительного происхождения. Ежегодная потребность российской
фармацевтической промышленности в лекарственном растительном сырье составляет
около 50 тыс. т, однако производят не более 18 тыс. т [https://www.kommersant.]. Решить
эту проблему можно путем интенсификации возделывания лекарственных культур.
Календула (Calendula officinalis L.) – ценное лекарственное растение семейства Asteraceae,
входит в число наиболее возделываемых культур, но культивирование ее сопряжено со многими
технологическими трудностями.
Почвенно-климатические
условия
низкогорной зоны
Горного Алтая
благоприятны для возделывания в культуре лекарственных растений. Значительная
удалённость региона от крупных промышленных центров, почти полное отсутствие
собственной промышленности позволяют производить здесь экологически чистое
лекарственное сырье. В связи с этим, разработка и усовершенствование приемов
возделывания календулы для данной зоны актуальна, имеет научное и практическое значение.
Посев – одна из наиболее ответственных операций при возделывании
лекарственных культур, определяющих качество и величину урожая. Агротехнические
требования, предъявляемые к посеву, заключаются в правильном выборе нормы высева,
ширины междурядий, глубины заделки, формы, размеров и способов предпосевной
обработки семян.
Степень разработанности темы. Информация о приемах возделывания
календулы лекарственной на растительное сырье ограничивается в основном
небольшим числом публикаций для европейской части России [Исмагилов, Костылев,
2000; Костылев, 2000; Маланкина, 2000; Соловьева, 2011; Биктимирова, 2013;
Вельмисева, 2013; Рыбошлыкова, 2015]. В Сибири исследования по этой культуре
проведены И.О. Костюковым в Новосибирском Приобье (2006), С.С. Мельниковой в
Омском Прииртышье (2006) и Н.И. Кащенко в Бурятии (2014). В странах ближнего
содружества имеются работы по изучению календулы в Казахстане [Дюсенбаева, 2001]
и в Республике Беларусь [Карпинская, 2008]. Зарубежные исследования последних лет
[Breemhaar, 1995; 1995а; Cromack, 1998; Gesch, 2013; Joly, 2013; Krol, 2017] посвящены в
основном разработке элементов технологии возделывания календулы лекарственной на семена.
Цель исследований разработать основные элементы технологии возделывания
календулы для стабильного получения урожая лекарственного сырья в низкогорной зоне Горного Алтая.
Задачи исследований:

изучить особенности роста и развития календулы в зависимости от
агротехнических приёмов (нормы высева, ширины междурядий, глубины заделки и
предпосевной обработки семян регуляторами и стимуляторами роста);

разработать экономически выгодную технологию возделывания календулы для
достижения высокой продуктивности лекарственного сырья;

оценить значение гетерокарпичности семян календулы при производстве лекарственного сырья.
Научная новизна работы. Впервые в условиях низкогорной зоны Горного Алтая
на чернозёмах оподзоленных для реализации потенциала продуктивности и
эффективности производства календулы лекарственной разработана научно
обоснованная, адаптированная к условиям горного региона технология ее возделывания.
Изучено влияние агротехнических приёмов посева (нормы высева, ширины
междурядий, глубины заделки, размеров и формы высеваемых семян) и предпосевной
4
обработки семян регуляторами и стимуляторами роста на формирование урожайности
календулы лекарственной. Установлены особенности влияния технологических приёмов
на уровни и элементы структуры урожая лекарственного сырья. Определены
взаимосвязи между урожайностью и элементами структуры урожая. Рассчитаны
показатели экономической эффективности возделывания календулы.
Теоретическая и практическая значимость работы. Дано теоретическое
обоснование стабильного получения высокого урожая лекарственного сырья календулы
на территории Горного Алтая. Исследования позволили определить оптимальные
технологические параметры посева календулы сорта Кальта на лекарственное сырье,
способствующие получению 2,40-2,76 т/га воздушно-сухих соцветий. Полученные
результаты могут быть использованы в практике лекарственного растениеводства, как в
крупных специализированных, так крестьянских и фермерских хозяйствах, что
расширяет возможности импортзамещения растительного сырья.
Методология и методы исследования. При проведении исследований и
обработке полученных результатов были использованы полевой, лабораторный и
математический методы.
Положения, выносимые на защиту:
1.
Система технологических приёмов возделывания календулы для эффективного
получения качественного лекарственного сырья в Горном Алтае.
2.
Агротехнологическая оценка гетерокарпичности семян календулы лекарственной.
Достоверность результатов исследований. Достоверность результатов научного
исследования подтверждена большим объемом фактического материала, обработанного
дисперсионным, вариационно-статистическим, корреляционным методами.
Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены на
международных и всероссийских конференциях: «Модернизация аграрного
образования: Технологический аспект» [Томск, 2013]; Студенческой научнопрактической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Горно-Алтайского
государственного университета [Горно-Алтайск, 2014-2015]; «Развитие науки в XXI
веке» [Харьков, 2015]; «Аграрные проблемы Горного Алтая» [Горно-Алтайск, 2016];
«Научный потенциал современной России» [Липецк, 2015]; «Современные тенденции
развития науки и производства» [Кемерово, 2016]; «Сельскохозяйственные науки и
АПК на рубеже веков» [Новосибирск, 2016]; «Инновационные процессы в условиях
глобализации мировой экономики: проблемы, тенденции, перспективы» [Прага, 2016];
«Естественные и технические науки: опыт, проблемы, перспективы» [Ставрополь, 2016].
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 3 в
журналах, рекомендованных ВАК при Минобрнауки России.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав,
заключения, содержит 18 таблиц, 31 рисунок, 25 приложений и списка литературы.
Работа изложена на 175 страницах. Список литературы включает 293 наименований, в том
числе 54 на иностранных языках.
Личный вклад автора состоит в определении цели и задач исследования,
планировании и проведении полевых экспериментов, сборе и обработке фактического
материала, его анализе, формулировке выводов, подготовке научных публикаций,
написании и оформлении текста диссертации. В проведении полевых экспериментов
принимали участие студенты кафедры агротехнологий и лесного дела ГорноАлтайского государственного университета [Царегородцев, Царегородцева, 2014;
Царегородцева, Жапаркулова, 2015; Царегородцева, Руслан уулы А, 2015].
5
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. Агробиологические особенности календулы лекарственной и агротехнические
приемы её возделывания
В главе на основе анализа источников отечественной и зарубежной литературы
рассмотрены история вопроса, хозяйственное значение, ботанические и биологические
особенности, характеристика и химический состав лекарственного сырья, технология
возделывания календулы, а также показаны ценность изучаемой культуры в плане
импортозамещения, высокая экологическая пластичность и проблемные вопросы ее возделывания.
2. Условия, объекты и методы проведения исследований
Экспериментальная работа проводилась на опытном поле агробиостанции ГорноАлтайского государственного университета, типичном для условий низкогорной зоны
Горного Алтая. Климат характеризуется сравнительно теплой зимой, относительно
холодным летом и повышенным атмосферным увлажнением. В среднемноголетнем
цикле температура воздуха в июле не превышает 18,3°С. Средняя продолжительность
безморозного периода 90-130 дней. Сумма активных температур выше 10°С – 16002100°С, т.е. тепловых ресурсов в низкогорьях Алтая вполне достаточно для
возделывания теплолюбивых культур. Среднее многолетнее количество осадков
колеблется от 600 до 800 мм и более, которое складывается в основном из осадков
теплого периода, 60-70%. Коэффициент увлажнения за этот период 0,9-1,2.
В годы проведения исследований сумма активных температур варьировала от 1845 до
2036˚С, количество осадков за вегетационный период – от 469,2 до 575,3 мм, ГТК – от 1,9 до 2,7.
Почва
опытного
поля
–
чернозем оподзоленный
среднегумусный
среднесуглинистый на бескарбонатной глине. Реакция почвенного раствора в пахотном
слое слабокислая, содержание гумуса 8,7%, количество обменных оснований 33,7 мг
экв. на 100 г почвы. Обеспеченность подвижными формами азота (N-NO3 –12,0 мг/кг) и
фосфора (P2O5 – 96,8 мг/кг) средняя, калия – повышенная ( K2O – 109,9 мг/кг). В целом
хорошая оструктуренность, тяжёлый гранулометрический состав, большая
гумусированность, высокая ёмкость поглощения и обеспеченность элементами питания
обусловливают высокое потенциальное плодородие чернозема оподзоленного.
На основании выше изложенного можно сделать заключение, что почвенноклиматические условия низкогорной зоны Горного Алтая благоприятны для роста,
развития и возделывания календулы лекарственной.
Объектом исследования были растения календулы лекарственной сорта Кальта,
выведенного в ВИЛАРе. В соответствии с Государственным реестром селекционных,
достижений, допущенных к использованию (2017), может возделываться во всех регионах РФ.
Полевые опыты закладывали в течение 3-х лет (2014-2016 гг.) по следующим схемам:
Опыт 1. Влияние глубины заделки семян на урожайность лекарственного сырья
календулы. Схема опыта включала 11 вариантов глубины заделки семян: 0, 1, 2, 3 (st), 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10 см.
Опыт 2. Влияние нормы высева на урожайность лекарственного сырья календулы.
Схема опыта включала 5 вариантов нормы высева: 350, 450, 550 (st), 650 и 750 тыс. шт./га.
Опыт 3. Влияние ширины междурядий на урожайность лекарственного сырья
календулы. Схема опыта включала 3 варианта ширины междурядий: 45 (st), 15+15+60 и 60 см.
Опыт 4. Влияние предпосевной обработки семян регуляторами и стимуляторами
роста на урожайность лекарственного сырья календулы. Схема опыта включала 4 варианта
6
замачивания семян: Дистиллированная вода (st); Эпин–экстра (0,02%-ый раствор);
Экопин (0,02%-ый раствор); Энерген (0,16%-ый раствор). Расход рабочей жидкости 100
мл/100 г семян, продолжительность замачивания 3 часа. После обработки семена
подсушивали на воздухе до сыпучего состояния. Использовали препараты российского
производства: Эпин-Экстра (ООО «Нэст М»); Экопин (НПФ «Альбит»), Энерген (ТПК «Техноэкспорт»).
Опыт 5. Влияние гетерокарпичности семян на урожайность лекарственного сырья
календулы. Схема опыта включала 3 варианта форм и размеров высеваемых семян:
крючковидные (st), серповидные, несепарированные.
Площадь делянки 2 м2. Метод учета урожая сплошной. Повторность трёхкратная.
Расположение делянок рендомизированное. Предшественник – пар чистый.
Посев проводили в 1-2-ой декадах мая, в зависимости от метеоусловий года,
сухими нестратифицированными семенами. За сезон было проведено по 5 сборов
лекарственного сырья. Собранные соцветия доводили до воздушно-сухого состояния.
Закладку опытов, наблюдения и учеты проводили в соответствии с
методическими указаниями Г.С. Левандовского (1984), методикой полевого опыта Б.А.
Доспехова (1985), методикой Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных
культур (1983) и Методикой исследований при интродукции лекарственных растений
[Майсурадзе и др., 1984], фенологические наблюдения – в соответствии с Методикой
фенологических наблюдений в ботанических садах СССР (1979). Всхожесть семян
определяли в соответствии с ГОСТом 51096-97 [Семена лекарственных и ароматических
…, 1997], массу 1000 семян – ГОСТом 12042-80 [Семена сельскохозяйственных
культур. Методы определения массы 1000 семян, 2011]. Содержание биогенных и
токсичных элементов в лекарственном сырье определяли методом атомноабсорбционной спектрометрии [ОФС.1.5.3.0009.15]. Данные о гидротермических
показателях (среднесуточная температура воздуха и количество осадков) за
вегетационный период определяли по бюллетеням ГМС Кызыл-Озек. Экономическую
эффективность рассчитывали по технологическим картам с использованием типовых
норм [Методика экономической оценки…, 2010]. Обработку полученных результатов
проводили дисперсионным, корреляционным [Доспехов, 1985] и вариационностатистическим методами [Лакин, 1980].
3. Глубина заделки семян – фактор формирования урожайности лекарственного
сырья календулы
Глубина заделки семян оказала существенное влияние на полевую всхожесть
семян и густоту стояния растений календулы. Максимальные показатели были
получены при глубине заделки семян на 3 см – 53,0% и 337 тыс.шт./га соответственно,
близкие значения отмечались в вариантах с глубиной заделки 2 и 4 см (таблица 1).
Таблица 1– Влияние глубины заделки семян на полевую всхожесть и густоту стояния
растений календулы (среднее за 2014-2016 гг.)
Показатели
Всхожесть, %
Густота стояния
растений, тыс.
шт./га
0
25,2
1
31,1
2
42,4
Глубина заделки семян, см
3 (st)
4
5
6
7
8
9
53,0 43,6 32,6 27,7 15,3 11,9 10,2
НСР0,95
10
8,3
6,7
156,0 193,0 264,0 337,0 270,0 202,0 172,0 93,0 79,0 62,0 50,0
42,1
7
Уменьшение глубины заделки семян привело к снижению этих показателей. Погодные
условия в период посев-всходы отличались сравнительно низкими температурами,
обеспечившими прогревание только верхних слоев почвы, но благодаря достаточному
атмосферному и почвенному увлажнению, даже при поверхностном посеве полевая
всхожесть составила 25,2%. Резкое снижение всхожести семян при заглублении от 5 до
10 см обусловлено тем, что имеющихся в семени запасов пластических веществ было
недостаточно для преодоления слоя почвы тяжелого гранулометрического состава и выхода
семядольных листочков на поверхность.
Наименьшая продолжительность периода посев–всходы отмечена в вариантах с
глубиной заделки семян 2-4 см, наибольшая – с глубиной заделки 8-10 см. При более
глубокой заделке семян, несмотря на продолжительный период посев-всходы,
длительное время взаимодействия семян с влажной почвой, всходы получились
изреженными, ослабленными и неравномерными, но при этом здоровыми, не
поврежденными грибными заболеваниями. Это обусловлено тем, что семена календулы
обладают выраженным антигрибным действием.
Глубина заделки семян оказала значительное влияние на наступление
фенологических фаз и продолжительность межфазных периодов растений. Несмотря на
разные даты появления всходов, фаза цветения, совпадающая с началом сбора
лекарственного сырья, наступила практически одновременно во всех вариантах опыта.
При увеличении глубины заделки семян вегетационный период сокращался на 4-9 дней
по сравнению с вариантами с глубиной заделки, близкой к оптимальной (2-4 см)
(таблица 2). Чем раньше появились всходы, тем длиннее вегетационный период и выше
теплообеспеченность растений. Сумма активных температур колебалась по годам и
вариантам от 1664,6 до 1841,1°С. Условия увлажнения в годы исследований
характеризовались, как избыточно увлажненные (ГТК 1,7-2,7).
Таблица 2 – Продолжительность вегетационного периода в зависимости от глубины
заделки семян и метеоусловий в годы исследований
2014 г.
Глубина
заделки,
см
0
1
2
3 (st)
4
5
6
7
8
9
10
Вегетац
ионный
период,
дн.
2015 г.
ГТК
∑t>10˚
C
Вегетацио
нный
период,
дн.
111
2,6
1721,6
112
2,7
109
107
105
104
103
2,5
2,4
2,2
2,2
1,9
2016 г.
ГТК
∑t>10˚
C
Вегетаци
онный
период,
дн.
ГТК
∑t>10˚
C
105
2,0
1823,4
102
103
1,9
1,8
1814,3
1829,1
1721,6
106
2,1
1834,1
104
1,8
1841,1
1721,6
1705,9
1691,9
1680,0
1664,6
104
102
100
99
98
2,0
1,9
1,8
1,8
1,7
1811,2
1788,3
1765,9
1752,7
1740,6
103
1,8
1829,1
102
1,8
1814,3
101
1,9
1798,4
100
1,9
1782,4
С увеличением глубины заделки семян до 4 см урожайность (рисунок 1) и
исследуемые элементы структуры урожая (количество и масса соцветий одного
8
растения, масса одного соцветия) повышались (рисунок 2). Заглубление семян от 5 до 10
см привело к снижению этих показателей.
Урожайность, т/га
2,5
2,02
1,95
2
2,19
2,05
1,96
1,85
1,78
1,67
1,47
1,5
1,16
1,04
1
0,5
0
0
1
2
1 сбор
3 (st)
4
5
Глубина заделки, см
2 сбор
6
3 сбор
7
8
9
4 сбор
10
5 сбор
20
16,4
15
17,6 19 17,8
16,5
14,4
15,5
13,8
11,2
9,1
10
7,9
5
0
0
1
2
3
(st)
4
5
6
7
8
9
10
Глубина заделки, см
0,100 0,103
0,104 0,106
0,100 0,100
0,1
Масса 1-го соцветия, г
3
2,6
2,4
2,5
2,0
2,4 2,3
2,2
2,1
1,9
2
1,5
1,5
1,2 1,1
1
0,5
0
0
1
2
3
(st)
4
5
6
7
8
9
10
Глубина заделки, см
б
а
0,12
Масса соцветий 1-го растения, г
Количество соцветий, шт./ 1 раст
Рисунок 1 –Урожайность лекарственного сырья календулы в зависимости от глубины
заделки семян, т/га (среднее за 2014-2016 гг.) НСР0,95 за сезон=0,03
0,094 0,091 0,091
0,088 0,085
0,08
0,06
0,04
а – количество соцветий одного растения;
0,02
б – масса соцветий одного растения;
0
0
1
2
3
(st)
4
5
6
7
8
9
Глубина заделки, см
10
в – масса одного соцветия.
в
Рисунок 2 – Влияние глубины заделки семян на элементы структуры урожая
лекарственного сырья (среднее за 2014-2016 гг.)
Наблюдалась тенденция увеличения урожайности лекарственного сырья от 1-го
сбора к 3-му, а затем – снижения. Наиболее продуктивные – второй и третий сборы
9
(конец июля – начало августа). В это время сформировалось 44-48% от урожая
лекарственного сырья во всех вариантах опыта вне зависимости от глубины заделки семян.
Рассчитанные коэффициенты корреляции между урожайностью и густотой
стояния растений (0,76±0,03), количеством соцветий (0,91±0,04) и массой соцветий с 1го растения (0,93±0,02) свидетельствуют о высокой положительной сопряженности этих показателей.
Таким образом, в условиях низкогорной зоны Горного Алтая на черноземах
оподзоленных тяжелого гранулометрического состава оптимальная глубина заделки
семян календулы от 2 до 4 см.
4. Влияние нормы высева на формирование урожая лекарственного сырья
календулы
Норма высева не оказала существенного влияния на полевую всхожесть семян
календулы. Густота стояния растений в большей степени определялась не полевой
всхожестью семян, а их количеством, высеянных на единицу площади, и была близкой к
оптимальной (300 тыс. шт./га) в вариантах с нормой высева 550 и 650 тыс. шт./га, соответственно 340 и
355 тыс. шт./га (таблица 3).
Таблица 3 – Влияние нормы высева на полевую всхожесть и густоту стояния растений
календулы (среднее за 2014-2016 гг.)
Показатели
Всхожесть, %
Густота стояния растений, тыс. шт./га
Норма высева, тыс. шт./га
НСР0,95
350
450
550 (st)
650
750
57,0
56,2
54,8
47,1 48,1
1,0
209,0 273,0
340,0
355,0 416,0
14,1
Результаты фенологических исследований показали, что норма высева, в отличие от
глубины заделки семян, практически не повлияла на даты наступления фенологических фаз
и продолжительность межфазных периодов. Эти показатели определялись метеоусловиями в годы
исследований. Продолжительность вегетационного периода варьировала от 104 (2016г.) до 112 (2014г.).
Наибольшая урожайность лекарственного сырья была в вариантах с нормой высева
550 и 650 тыс.шт./га – 2,25 и 2,32 т/га соответственно (рисунок 3).
2,5
2,25
2,32
2,22
Урожайность, т/га
2,08
2
1,89
1,5
1
0,5
0
350
450
550 (st)
650
750
Норма высева, тыс. шт./га
1 сбор
2 сбор
3 сбор
4 сбор
5 сбор
Рисунок 3 – Урожайность лекарственного сырья календулы в зависимости от
нормы высева семян, т/га (среднее за 2014-2016 гг.) НСР0,95 за сезон=0,02
10
Увеличение нормы высева до 750 тыс.шт./га привело к снижению урожайности и
величины исследованных элементов структуры урожая: количества и массы соцветий одного
растения. На массу одного соцветия норма высева влияния не оказала. Корреляционный
анализ показал, что между урожайностью и густотой стояния растений была отмечена
достоверная положительная сильная связь (0,70±0,02).
Следовательно, для получения максимального урожая, предпочтение должно
отдаваться факторам, повышающим число растений на единице площади. Таким
фактором в наших исследованиях является загущение посева до определенного
значения, т.е. до 650 тыс. шт./га.
5. Влияние ширины междурядий на формирование урожая лекарственного сырья
календулы
Максимальные показатели полевой всхожести семян (52,8 %) и густоты стояния
растений (327 тыс. шт./га), близкой к оптимальной (300 тыс. шт./га), были в варианте с
шириной междурядий 45 см, наименьшие – при 60 см (46,7% и 256 тыс.шт./га
соответственно) (таблица 4).
Таблица 4 – Влияние ширины междурядий на полевую всхожесть и густоту стояния
растений календулы (среднее за 2014-2016 гг.)
Показатели
Всхожесть, %
Густота стояния растений, тыс. шт./га
Ширина междурядий, см
45 (st)
15+15+60
60
52,8
48,6
46,7
327,0
271,0
256,0
НСР0,95
2,2
48,3
Наблюдения за прохождением растениями фенологических фаз не выявили
достоверной разницы между вариантами.
Все исследуемые способы посева – широкорядный (45 и 60 см) и ленточный
обеспечивают необходимые условия для механизированного возделывания культуры. В
производственных условиях ширина междурядий 60 см позволяет более качественно
выполнять междурядные обработки с меньшими повреждениями растений. Однако, явное
преимущество по всем показателям (величина и структура урожая) имеет вариант с шириной
междурядий 45 см (рисунок 4).
Одним из показателей, вытекающих из способа посева и ширины междурядий,
является форма площади питания. Для растений желательна площадь питания,
приближающаяся к квадрату. Менее вытянутая форма площади питания при одинаковой
норме высева была при ленточном способе посева, затем – в варианте с шириной
междурядий 45 см, и самая вытянутая – при 60 см, где растения в рядке близко
расположены друг к другу и наклоняются в междурядье, что затрудняет последующую
механизированную обработку и даже ручной сбор. Часть растений подрезается и
притаптывается. Более изреженный стеблестой в строчках ленты обусловливает
неустойчивость растений. При ширине междурядий 45 см создаются благоприятные
условия для поддержания растений в рядке. Они занимают устойчивое вертикальное
положение. Рядок более удобен для механизированной междурядной обработки и сбора
лекарственного сырья, что особенно актуально в условиях достаточного и избыточного
увлажнения.
11
2,33
24
2,08
2,04
Количество соцветий, шт./ 1 раст.
Урожайность, т/га
2,5
2
1,5
1
0,5
0
45 (st)
15+15+60
60
Ш ирина ме ждурядий, см
1 сбор
2 сбор
3 сбор
4 сбор
5 сбор
20
16
12
8
4
0
45 (st)
15+15+60
Ширина междурядий, см
0,14
2,5
2,3
2
1,5
1
0,5
0
0,123
0,12
Масса 1-го соцветия, г
Масса соцветий 1-го растения, г
60
б
3
2,5
18,3
16,7
НСР0,95 за сезон=0,03
а
2,6
19,3
0,106
0,11
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
45 (st)
15+15+60
60
Ширина междурядий, см
45 (st)
15+15+60
60
Ширина междурядий, см
в
г
а – урожайность; б – количество соцветий 1-го растения;
в –масса соцветий 1-го растения; г – масса 1-го соцветия.
Рисунок 4 – Урожайность лекарственного сырья и элементы структуры урожая
календулы в зависимости от ширины междурядий, т/га (среднее за 2014-2016 гг.)
С точки зрения формирования высокой стабильной урожайности и лучшей
пригодности к механизированной обработке в производственных условиях
целесообразнее производить посев календулы с междурядьями 45 см.
6. Предпосевная обработка семян регуляторами и стимуляторами роста, как
фактор формирования урожайности лекарственного сырья
Обработка семян раствором Энергена увеличила полевую всхожесть на 14,8 %, а
раствором Эпин-Экстра – на 8,0 % по сравнению с контрольным вариантом.
Максимальная густота стояния была в варианте с обработкой семян раствором
Энергена, минимальная – в контрольном варианте (таблица 5).
Таблица 5 – Влияние предпосевной обработки на полевую всхожесть и густоту стояния
растений (среднее за 2014-2016 гг.)
Показатели
Всхожесть, %
Густота стояния растений, тыс. шт./га
Вода (st)
57,1
354,0
Вариант
Эпин-Экстра
Экопин
60,8
65,1
377,0
404,0
Энерген
71,9
446,0
НСР0,95
2,8
22,4
12
Наступление фенологических фаз и продолжительность межфазных периодов
зависели от применяемых регуляторов и стимуляторов роста и гидротермических
условий. Самый короткий период посев-всходы был в варианте с обработкой семян
раствором Энергена и варьировал от 13 до 17 дней. В контрольном варианте всходы
отмечались на 15-19-й день от посева. Была установлена хоть и слабая, но
отрицательная корреляционная связь между продолжительностью периода посеввсходы и ГТК в вариантах с обработкой семян и положительная связь – в контрольном
варианте, что свидетельствует о значительном нивелирующем действии применяемых
препаратов на неблагоприятные условия среды. Продолжительность вегетационного
периода по годам и по вариантам варьировала от 102 (контрольный вариант) до 114
дней (при обработке Энергеном), следовательно, средняя продолжительность сбора
соцветий увеличивалась от 38 до 47 дней.
Предпосевная обработка семян раствором Энергена обеспечивала повышение
урожайности до 2,46 т/га при формировании более массивных соцветий (0,136 г) (рисунок 5).
2,22
2,16
2,46
2,32
Урожайность, т/га
2
1,5
1
0,5
0
Вода (st)
1 сбор
Эпинэкстра
2 сбор
3 сбор
Экопин
Энерген
Вариант
4 сбор
Количество соцветий, шт./ 1
раст.
2,5
20
18,5
19,9
19,0
20,5
16
12
8
4
0
Вода (st)
5 сбор
Эпин- Экопин Эне рге н
экстра
Вариант
3,0
2,7
2,8
2,9
3,0
Масса 1-го соцветия, г
Масса соцветий 1-го растения,
г
НСР0,95 за сезон=0,02
а
2,0
1,0
0,125
0,127
Вода (st)
Эпинэкстра
0,133
0,136
Экопин
Энерген
б
0,12
0,08
0,04
0
0,0
Вода
(st)
Эпин- Экопин Эне рге н
экстра
Вариант
в
Вариант
г
а – урожайность; б – количество соцветий 1-го растения;
в –масса соцветий 1-го растения; г – масса 1-го соцветия.
Рисунок 5 – Урожайность лекарственного сырья и элементы структуры урожая
календулы в зависимости от предпосевной обработки семян, т/га (среднее за 2014-2016 гг.)
Таким образом, включение в технологический процесс возделывания календулы
на лекарственное сырье предпосевной обработки семян растворами Экопина и Энергена
обеспечивает повышение полевой всхожести, густоты стояния растений и получение
урожайности от 2,32 (Экопин) до 2,46 т/га (Энерген).
13
7. Влияние гетерокарпичности семян на формирование урожайности
лекарственного сырья календулы
В получении высоких урожаев сельскохозяйственных культур и снижении затрат
на производство большое значение имеет качество семенного материала. Особенно это
актуально для календулы, формирующей из одного соцветия гетерокарпические семена,
различающиеся по форме и размерам.
По данным разных авторов выделяются следующие фракции: крючковидные,
ладьевидные, серповидные, когтевидные и кольцевидные. Некоторые исследователи не
отмечают принципиальных отличий в формировании урожая из разных фракций семян и
рекомендуют не проводить разделение их на фракции перед посевом. Отсутствие
специализированных машин и методических указаний по сортировке приводит к тому,
что в производственных условиях для посева используют несепарированные семена или
крючковидные, которые отделяются вручную при помощи самодельных решет или сит.
Крючковидные семена наиболее пригодны для посева даже обычными зерновыми
сеялками, так как не забивают высевающие катушки, в силу того, что они некрупные и
примерно одного размера. Кроме того, доля этой фракции в урожае семян календулы в
зависимости от сорта может варьировать от 40 до 90 %. В наших исследованиях для
посева были использованы следующие фракции семян: крючковидные, серповидные, а
также несепарированные, включающие, кроме крючковидных и серповидных семян,
кольцевидные и ладьевидные. Характеристика семян представлена в таблице 6.
Таблица 6 – Характеристика семян календулы (среднее за 2014-2016 гг.)
Фракции семян
Лабораторная всхожесть, %
Размер семян, см
Масса 1000 семян, г
*
Крючковидные (st)
75,3
1,7  0,1
18,0  1,2
Серповидные
65,3
2,6  0,2
20,3  1,6
**
Несепарированные
60,0
1,5 – 2,6
22,3  0,8
* - средняя арифметическая  ошибка средней арифметической
** - минимальные – максимальные значения.
Максимальные показатели полевой всхожести и густоты стояния растений
отмечались при посеве семян крючковидной фракций, минимальные –
несепарированными (таблица 7).
Таблица 7 –Полевая всхожесть и густота стояния растений в зависимости от фракции
семян (среднее за 2014-2016 гг.)
Фракции семян
НСР0,95
Крючковидные (st) Серповидные Несепарированные
Всхожесть, %
57,1
53,9
50,6
3,1
354,0
294,0
253,0
48,4
Густота стояния растений, тыс. шт./га
Показатели
Гетерокарпичность семян календулы не оказала влияния на наступление
фенологических фаз и продолжительность межфазных периодов.
По урожайности лекарственного сырья выделялся вариант с посевом семян
крючковидной формы, имеющий явные преимущества перед вариантом с посевом
несепарированными семенами: 2,25 и 1,91 т/га соответственно (рисунок 6 а).
14
Урожайность, т/га
2,5
2,25
2,08
1,91
2
1,5
1
0,5
0
1(st)
1 сбор
2
Фракции семян
2 сбор
3 сбор
3
Количество соцветий, шт./ 1 раст.
Наибольшие показатели по элементам структуры урожая имели растения, выросшие из
крючковидных семян, наименьшие – из несепарированных (рисунок 6 б, в, г).
20
18,3
10
5
0
5 сбор
2
Фракции семян
НСР0,95 за сезон=0,02
а
3
б
3
0,16
2,6
2,5
2,5
2,4
2
1,5
1
0,5
0,131
Масса 1-го соцветия, г
Масса соцветий 1-го растения, г
16,8
15
1(st)
4 сбор
17,9
0,124
0,12
0,118
0,08
0,04
0
0
1(st)
2
Фракции семян
3
1(st)
2
Фракции семян
3
г
в
1 – крючковидные; 2 – серповидные; 3 – несепарированные;
а – урожайность; б – количество соцветий 1-го растения;
в –масса соцветий 1-го растения; г – масса 1-го соцветия.
Рисунок 6 – Урожайность лекарственного сырья и элементы структуры урожая
календулы в зависимости от фракции семян, т/га (среднее за 2014-2016 гг.)
Различия по продуктивности растений, выращенных из гетерокарпических семян,
позволяют сделать вывод о возможности повышения урожайности лекарственного
сырья календулы путем высева определенной фракции семян. Для чего необходимо
проводить сортировку семян по форме и размерам. В настоящее время решение этого
вопроса, ввиду отсутствия специализированных сортировочных машин, затруднено.
15
8. Эффективность возделывания календулы лекарственной в низкогорной зоне
Горного Алтая
Анализ полученных результатов по урожайности лекарственного сырья показал,
что с одной стороны, с экологических позиций, календула – высокопластичное
растение, хорошо приспосабливающееся к природно-климатическим условиям, в том
числе и погодным. С другой стороны, ей свойственна высокая продуктивная
пластичность, обеспечивающая проявление компенсационных способностей в широких
пределах изучаемых параметров. Последнее объясняет небольшие различия в
урожайности лекарственного сырья по опытам и вариантам.
В условиях низкогорной зоны Горного Алтая возможно получение стабильного
урожая лекарственного сырья в зависимости от исследованных агротехнических
приемов в пределах от 2,40 до 2,76 т/га (самый благоприятный по метеорологическим
условиям 2014 г.), и от 1,98 до 2,22 т/га (менее благоприятный 2016г.).
В среднем за 3 года при разной глубине заделки семян урожайность изменялась
от 1,04 (10 см) до 2,19 т/га (3 см). Наиболее продуктивными были варианты с заделкой
семян от 2 (2,02 т/га) до 4 см (2,05 т/га).
В зависимости от нормы высева урожайность лекарственного сырья колебалась
от 1,89 при минимальной норме высева до 2,22 т/га – при максимальной. Наибольшую
урожайность обеспечила норма высева от 550 до 650 тыс. шт./га – 2,25 и 2,32 т/га
соответственно.
При незначительном варьировании урожайности по изучаемым вариантам ширины
междурядий, наибольшая урожайность была получена при ширине 45 см (2,33 т/га).
Наиболее заметным было влияние предпосевной обработки семян регуляторами и
стимуляторами роста. Прибавка урожая по сравнению с контролем составила 7,4
(Экопин) – 13,9 % (Энерген).
Обнаружено явное преимущество использования крючковидных семян перед
несепарированными (1,2 раза).
Максимальное проявление потенциальной продуктивности лекарственного сырья
календулы в условиях низкогорной зоны Горного Алтая возможно при следующих
агротехнических приемах: посеве крючковидными семенами с шириной междурядий 45
см, с глубиной заделки семян от 2 до 4 см, норме высева – от 550 до 650 тыс. шт. /га с
предпосевной обработкой семян растворами Экопина и Энергена.
Анализ элементного химического состава соцветий календулы, выращиваемой на
Агробиостанции Горно-Алтайского государственного университета, показывает, что
концентрация элементов-токсикантов не превышает допустимый уровень для БАДов
[СанПиН 23.2.1078-01], а эссенциальных элементов – нормальный (оптимальный).
В производстве лекарственной растительной продукции основными показателями
экономической эффективности являются урожайность, себестоимость продукции,
прибыль и рентабельность производства (таблица 8).
Размер урожайности оказывает непосредственное влияние на экономическую
эффективность возделывания культур, показывающую конечный эффект от
исследуемых агротехнических приемов. Большую долю в затратах при производстве
растительного сырья календулы занимает оплата ручных работ, так как возделывание
лекарственных культур отличается высокой трудоемкостью и тем, что во многих
операциях
(уход
за
растениями
и
уборочные
работы)
применяется
малопроизводительный ручной труд [Ловянников, 1977].
16
Себестоимость единицы лекарственного сырья снижалась с увеличением
урожайности от 377332 (посев несепарированными семенами) до 299414 руб./ т
(предпосевная обработка семян Энергеном) при закупочной цене 400000 руб./т.
Низкий уровень рентабельности (6%) в варианте с посевом несепарированными
семенами диктует необходимость разделения их на фракции.
Производство растительного сырья календулы в низкогорной зоне Горного Алтая
экономически выгодно. Максимальные уровни рентабельности отмечены в вариантах с
предпосевной обработкой семян Экопином (26,7%) и Энергеном (33,6%). В остальных
эффективных вариантах уровень рентабельности варьировал от 20,1 до 26,0%.
Таблица 8 – Экономическая эффективность возделывания календулы на лекарственное
сырье (среднее за 2014-2016 гг.)
Агротехниче
ский прием
Глубина
заделки
семян, см
Норма
высева, тыс.
шт./га
Ширина
междурядий,
см
Предпосевна
я обработка
семян
Фракции
семян
Вариант
Средняя
урожай
ность
т/га
Стои
мость
урожая,
руб./га
Всего
затрат
на 1 га,
руб.
Себесто
имость 1
т сырья,
руб.
Прибыль,
руб./га
Уровень
рентабель
ности, %
3
2,19
876000
730180
333415
145820
20,1
4
2,05
820000
728931
355576
91069
12,5
550
2,25
900000
730262
324561
169738
23,2
650
45
2,32
2,33
928000
932000
739561
739601
318776
317425
188439
192399
25,5
26,0
15+15+60
2,08
832000
729603
350770
102397
14,0
Экопин
2,32
928000
732360
315672
195639
26,7
Энерген
Крючков
идные
2,46
984000
736560
299414
247439
33,6
2,25
900000
730262
324560
169738
23,2
1,91
764000
720706
377332
43294
6,0
Несепари
рованные
Таким образом, Горный Алтай располагает всеми необходимыми условиями
(природно-климатическими и экономическими) для развития лекарственного
растениеводства в низкогорной зоне. В современных условиях культивирование
лекарственных растений следует рассматривать как элемент рынка растительного сырья.
В настоящее время в Горном Алтае превалирует заготовка лекарственных трав в местах
их естественного обитания. Возделывание ценных лекарственных растений совместно с
заготовкой дикорастущих, позволит увеличить объем производства растительного сырья
и удовлетворить спрос фармацевтической промышленности.
17
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основании исследований, выполненных в низкогорной зоне Горного Алтая в
2014–2016 гг., выявлены и обоснованы оптимальные агротехнические приемы
возделывания календулы лекарственной: глубина заделки семян, норма высева, ширина
междурядий, предпосевная обработка семян, установлены закономерности
формирования и взаимосвязи величины и элементов структуры урожая.
1.
Календула
является
ценным
растением,
перспективным
в
плане
импортозамещения экологически чистого лекарственного сырья, обладает высокой
экологической пластичностью, позволяющей возделывать ее в низкогорной зоне
Горного Алтая, природно-климатические условия которой удовлетворяют требованиям
культуры к условиям произрастания.
2.
При варьировании урожайности календулы в зависимости от глубины заделки
семян от 1,04 (10 см) до 2,19 т/га (3 см), наибольшая была получена при глубине заделки
от 2 до 4 см.
3.
Более высокую урожайность обеспечили посевы календулы при норме высева 550
и 650 тыс. шт./га – 2,25 и 2,32 т/га соответственно и ширине междурядий 45 см.
4.
Включение в технологический процесс возделывания календулы на
лекарственное сырье предпосевной обработки семян регуляторами и стимуляторами
роста, обеспечивает повышение полевой всхожести на 8,0 (Экопин) – 14,8 % (Энерген) и
получение урожайности от 2,32 до 2,46 т/га.
5.
Различия по продуктивности растений, выращенных из гетерокарпических семян,
гарантируют возможность повышения урожайности лекарственного сырья календулы
путем высева определенной фракции семян. Посев крючковидными семенами на 15,1%
повышает урожайность по сравнению с несепарированными.
6.
Выявлена тенденция увеличения урожайности от 1-го к 3-му сборам, а затем
снижения, с формированием от 45 (предпосевная обработка семян) до 48 % (глубина
заделки семян) от общего урожая лекарственного сырья.
7.
Установлена сильная положительная сопряженность урожайности лекарственного
сырья с густотой стояния растений, количеством и массой соцветий одного растения во
всех опытах.
8.
Производство растительного сырья календулы лекарственной в низкогорной зоне
Горного Алтая экономически выгодно. Уровень рентабельности в зависимости от
изучаемых агротехнических приемов варьирует от 6 до 33,6%.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Горный Алтай располагает всеми необходимыми условиями для развития
лекарственного растениеводства в низкогорной зоне.
При возделывании календулы на лекарственное сырье рекомендуется:

для повышения полевой всхожести и густоты стояния растений производить
посев на глубину 2-4 см с предпосевной обработкой семян растворами Экопина и
Энергена;

для получения стабильного урожая экологически чистого лекарственного
растительного сырья от 2,40 до 2,76 т/га производить посев семенами крючковидной
формы, обработанными Экопином или Энергеном, на глубину заделки 2-4 см, с
шириной междурядий 45 см и нормой высева от 550 до 650 тыс. шт./га;
18

для лучшей пригодности к механизированной междурядной обработке посевов и
снижению повреждения растений при уборке, в производственных условиях необходимо посев
проводить с шириной междурядий 45 см;

разделять гетерокарпические семена календулы на фракции, используя для
посева крючковидные формы семян.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ
1.
Царегородцева Е.Ж. Норма высева как фактор формирования урожайности
лекарственного сырья календулы лекарственной в низкогорной зоне горного Алтая /
Е.Ж. Царегородцева, О.А. Ельчининова // Вестник Новосибирского государственного
аграрного университета. – Новосибирск. – 2016. – №4 (41). – С. 26-34.
2.
Ельчининова О.А. Ширина междурядий как фактор формирования урожайности
лекарственного сырья календулы лекарственной в низкогорной зоне горного Алтая
/ О.А. Ельчининова, Е.Ж. Царегородева // Вестник Алтайского государственного
аграрного университета. – Барнаул. – 2016. – № 12 (146). – С 11-18.
3.
Ельчининова О.А. Форма и размеры высеваемых семян как фактор формирования
урожайности лекарственного сырья календулы лекарственной в низкогорной зоне
горного Алтая [Электронный ресурс] / О.А. Ельчининова, Е.Ж. Царегородева // Научный
журнал КубГАУ (Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского
государственного аграрного университета). – 2017. – № 125. – С. 285-295.– Режим доступа:
https://elibrary.ru/item.asp?id=28301206
Публикации в других изданиях
4.
Ельчининова О.А. Влияние предпосевной обработки на полевую всхожесть семян
календулы лекарственной в низкогорной зоне Горного Алтая / О.А. Ельчининова, Е.Ж.
Царегородцева // Модернизация аграрного образования: Технологический аспект:
Матер. Межд. науч.-практ. конф. – Томск, 29-30 октября 2013 г. – РГ «Графика», 2013. – С. 187190.
5.
Царегородцева Е.Ж. Влияние предпосевной обработки семян стимуляторами и
регуляторами роста на биометрические показатели календулы лекарственной в
низкогорной зоне Горного Алтая / Е.Ж. Царегородцева // Вестник молодых ученых: Сб.
науч. тр. – Горно-Алтайск, 2013. – №10. – С. 177-178.
6.
Царегородцев А.В. Влияние предпосевной обработки семян на рост, развитие и
продуктивность календулы лекарственной в низкогорной зоне Алтая / А.В.
Царегородцев, Е.Ж. Царегородцева // Матер. XLIX студ. науч.-практ. конф. студентов,
аспирантов и молодых ученых посвященной 65-летию высшего образования в
Республике Алтай. – Горно-Алтайск: РИО ГАГУ, 2014. – С. 231-237.
7.
Царегородцева Е.Ж. Влияние предпосевной обработки семян на урожайность
лекарственного сырья календулы лекарственной в низкогорной зоне Горного Алтая /
Е.Ж. Царегородцева // Развитие науки в XXI веке: Матер. Межд. науч.-практ. конф. (11
апреля 2015 г.). – Харьков, 2015. – С. 122-127.
8.
Царегородцева Е.Ж. Влияние нормы высева на урожайность лекарственного
сырья календулы лекарственной в низкогорной зоне Горного Алтая / Е.Ж.
Царегородцева, А.Ж. Жапаркулова // Матер. L студенческой науч.-практ. конф.
студентов, аспирантов и молодых ученых посвященной 70-летию победы в Великой
Отечественной Войне, Россия. – Горно-Алтайск: РИО ГАГУ, 2015. – С. 157-161.
19
9.
Царегородцева Е.Ж. Влияние глубины заделки семян на урожайность календулы
лекарственной в низкогорной зоне Горного Алтая / Е.Ж. Царегородцева // Научный
потенциал современной России: Матер. XIX Межд. науч. конф. – Липецк, 30 ноября
2015 г. – ООО «Максимал информационные технологии», 2015 г. – С. 48-51.
10.
Царегородцева Е.Ж. Влияние ширины междурядий на урожайность календулы
лекарственной в низкогорной зоне Горного Алтая / Е.Ж. Царегородцева, Руслан уулы А.
// Вестник молодых ученых: Сб. науч. тр. – Горно-Алтайск, 2015. – №12. – С. 229-230.
11.
Царегородцева Е.Ж. Влияние нормы высева на величину и элементы структуры
урожая лекарственного сырья календулы лекарственной в низкогорной зоне Горного
Алтая / Е.Ж. Царегородцева, О.А. Ельчининова // Современные тенденции развития науки и
производства: Матер. III Межд. науч.-практ. конф. – Кемерово, 21 – 22 января, 2016 г. – Т. 3. – С.
52-57.
12. Царегородцева Е.Ж. Влияние ширины междурядий на продуктивность календулы
лекарственной в низкогорной зоне Горного Алтая / Е.Ж. Царегородцева //
Сельскохозяйственные науки и АПК на рубеже веков: Матер. XIII Межд. науч.-практ.
конф. – Новосибирск, 22 января – 24 февраля 2016 г.– Изд-во ЦРНС, 2016. – С. 114-120.
13.
Царегородцева Е.Ж. Формирование урожайности лекарственного сырья
календулы лекарственной в зависимости от формы высеваемых семян в низкогорной
зоне Горного Алтая / Е.Ж. Царегородцева // Инновационные процессы в условиях
глобализации мировой экономики: проблемы, тенденции, перспективы (IPEG-2016): Сб.
науч. тр. – Прага: Vědecko vydavatelské centrum «Sociosféra-CZ», 2016. – С. 227-230.
14.
Царегородцева Е.Ж. Влияние глубины заделки семян на продуктивность
календулы лекарственной в низкогорной зоне Горного Алтая / Е.Ж. Царегородцева //
Естественные и технические науки: опыт, проблемы, перспективы: Матер.II Межд.
науч.-практ. конф. – Ставрополь. – изд-во Логос, 2016. – С. 93-97.
15. Царегородцева Е.Ж. Влияние глубины заделки семян на рост, развитие календулы
лекарственной в низкогорной зоне Горного Алтая / Е.Ж. Царегородцева // Аграрные
проблемы Горного Алтая: Сб. науч. трудов, посвященных памяти Г. В. Алькова,
доктора сельскохозяйственных наук, лауреата Государственной премии Российской
Федерации (7 июня, 2016 г.). – ФГБНУ Горно-Алтайский НИИСХ, Новосибирск, 2016. –
вып. 4. – С. 256-263.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа