«РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИКАЛЕНДУЛЫ (CALENDULAOFFICINALISL.) В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ ...»

1

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ

СЕ Л Ь С К О Х О З Я Й С Т В Е Н Н Ы Х Н А У К

Государственное научное учреждение

ПЕНЗЕНСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

На правах рукописи

ВЕЛЬМИСЕВА ЕКАТЕРИНА НИКОЛАЕВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ

ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИКАЛЕНДУЛЫ

(CALENDULAOFFICINALISL.) В УСЛОВИЯХ

ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность: 06.01.01 – общее земледелие, растениеводство

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, доцент Тимошкин Олег Алексеевич ПЕНЗА –

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

………...……………..……

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА…...

1.1 НАРОДНО-ХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕКАЛЕНДУЛЫ

…………………….…………………………….…..

ЛЕКАРСТВЕННОЙ

1.2 БОТАНИЧЕСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КАЛЕНДУЛЫ

ЛЕКАРСТВЕННОЙ………………………..……………………..……… 1.3 СРОКИ ПОСЕВА КАЛЕНДУЛЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ………………….

1.4 ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР………………………..…………

1.5 ПРЕДУБОРОЧНОЕХИМИЧЕСКОЕ ПОДСУШИВАНИЕ РАСТЕНИЙ

КАКАГРОПРИЕМВ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР………………………..…………………………

2УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ..

2.1 ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ……………………………………….

2.2 СХЕМА ОПЫТА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ……

2.3ПОГОДНЫЕ УСЛОВИЯ В ГОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ….

3 ОСОБЕННОСТИ РОСТА И РАЗВИТИЯ КАЛЕНДУЛЫ

ЛЕКАРСТВЕННОЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЁМОВ

ВОЗДЕЛЫВАНИЯ…………………………………………………………. 3.1 ВЕГЕТАЦИОННЫЙ ПЕРИОД……………………………………….. 3.2 ПОЛЕВАЯ ВСХОЖЕСТЬ И СОХРАННОСТЬ РАСТЕНИЙ……………. 3.3ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОСЕВОВ ……………… 3.4 ЗАСОРЕННОСТЬ АГРОЦЕНОЗА КАЛЕНДУЛЫ……………………..... 3.5 ФОРМИРОВАНИЕ НАДЗЕМНОЙ БИОМАССЫ……………………… 3.6 ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ КАЛЕНДУЛЫ……………………. 3.7 УРОЖАЙНОСТЬ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ КАЛЕНДУЛЫ ………... 3.8 КАЧЕСТВО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ КАЛЕНДУЛЫ……………….

4 ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ И КАЧЕСТВА СЕМЯН

КАЛЕНДУЛЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ

ВОЗДЕЛЫВАНИЯ…………………………………………………..……

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИЕМОВ

ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАЛЕНДУЛЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ……………. ВЫВОДЫ………………………………….……………………………..... ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ………………………………….. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ …………………. ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Расширение спектра возделываемых культур, имеющих многостороннее использование, является важным направлением диверсификации и повышения эффективности аграрного производства.

Календула лекарственная (CalendulaofficinalisL.) – культура, широко используемая в медицине, кормопроизводстве, ветеринарии, косметологии, пищевой промышленности, в качестве декоративной и фитомелиоранта. Для полного обеспечения предприятий высококачественным сырьем календулы необходимо создать товарное производство на основе ее промышленного выращивания. В связи с этим, разработка и усовершенствование приемов ее возделывания на растительное сырье и семена для условий лесостепи Среднего Поволжья актуально и имеет научное и практическое значение.

Диссертационная работа является частью исследований плана научноисследовательских работ ГНУ Пензенский НИИСХ Россельхозакадемии: (№ государственной регистрации 01.2.01.156547) «Формирование семенной продуктивности календулы лекарственной в зависимости от приемов выращивания в условиях лесостепи Среднего Поволжья».

Цель исследований – изучить особенности формирования продуктивности календулы лекарственной сорта Кальта и научно обосновать приемы получения высокой урожайности соцветийи семян с оптимальными показателями качества.

Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:

- изучить влияние сроков посева и регуляторов роста на рост и развитие календулы лекарственной;

- выявить параметры фотосинтетической деятельности, засоренности агроценоза календулы лекарственной в зависимости от приемов возделывания;

- изучить особенности формирования урожая соцветийи его качества в зависимости от приемов возделывания;

- установить влияние сроков посева, регуляторов роста и способа уборки на структуру урожая, выход кондиционных семян и их посевные качества;

- рассчитать экономическую эффективность приемов возделывания календулы лекарственной.

Научная новизна. Применительно к местным почвенно-климатическим условиям выявлены особенности формирования продуктивности календулы лекарственной при разных сроках посева, обработке семян и растений регуляторами роста и способах уборки. Установлены закономерности изменения засоренности и фотосинтетической деятельности агроценоза календулы лекарственной. Изучены особенности формирования урожая семян и его структуры в зависимости от сроков посева, способа уборки, применения регуляторов роста. Показана экономическая эффективность изучаемых приемов технологии возделывания календулы лекарственной.

Практическая значимость работы и реализация результатов исследований. На основании проведенных исследований разработаны и рекомендованы приемы ресурсосберегающей технологии возделывания календулы лекарственной сорта Кальта на растительное сырье: срок посева – ранневесенний и через 6-8 дней после него, обработка семян и посевов регулятором роста Циркон; при возделывании на семена – ранневесенний срок посева, обработка семян и посевов регулятором роста Циркон, проведение однофазной уборки с предварительной десикацией посевов препаратом Реглон Супер. Применение рекомендуемых приемов технологии возделывания календулы позволяет получать 1,6-1,7 т/га воздушно-сухих соцветий и 0,9-1,1 т/га кондиционных семян.

Положения, выносимые на защиту:

- особенности роста, развития растений, продукционного процесса календулы лекарственной в зависимости от приемов возделывания;

- закономерности изменения засоренности и фотосинтетической деятельности календулы лекарственной при разных сроках посева и обработке семян и посевов регуляторами роста;

- продуктивность и качество растительного сырьяи семян календулы лекарственной в зависимости от приемов возделывания;

- экономическое обоснование приемов возделывания календулы лекарственной.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывалисьна ежегодных отчётах ГНУ Пензенский НИИСХ (2011-2013 гг.); региональных конференциях: «Инновационные идеи молодых исследователей для АПК России» (Пенза, 2012, 2013), «Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы» (Пенза, 2013).

Разработки внедрены в двух хозяйствах Пензенской области на площади 5 га.

Публикация в печати.Основные положения диссертации опубликованы в 6 статьях, в том числе 3 – в изданиях по перечню, рекомендованному ВАК РФ.

Структура и объем работы.Диссертация изложена на 130 страницах компьютерного текста, содержит 26 таблиц, 9 рисунков и 14 приложений. Список литературы включает 240 источников, в том числе 38 зарубежных авторов.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

1.1 НАРОДНО-ХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕКАЛЕНДУЛЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ

В современной медицине лекарственные растения привлекают к себе все более пристальное внимание ученых. По оценке специалистов, интерес к лечебно-профилактическим средствам природного происхождения не только возродился, но и развивается с нарастающим темпом. Число лекарственных препаратов растительного происхождения на фармацевтическом рынке и в лечении больных с каждым годом неуклонно растет (Гущина В.А., 2003; Николайченко Н.В., 2014). Особенно привлекательными чертами фитопрепаратов являются такие как: возможность длительного применения, высокая безопасность при достаточной эффективности, простота приготовления и применения.

Россия является крупнейшим экспортером лекарственных трав. Примечательно, что на европейском рынке лекарственные травы, произведенные в России, считаются, продукцией высшего класса. Отечественные лекарственные травы насыщены высококачественными биоактивными веществами благодаря сочетанию ряда климатических и географических факторов. Вторую позицию по объемам экспорта на рынки стран Евросоюза занимают Польша и Болгария.

Польша является признанным чемпионом в сегменте культивированных лекарственных трав, в то время как Болгария остается лидером в сегменте дикорастущих растений с целебными свойствами (http://business.findbg.ru/ru/business /full/medecine).

В современном лекарственном растениеводстве одной из наиболее крупнотоннажных культур является календула лекарственная (Гаммерман А.Ф., 1976; ИвашинД.С.,1983; С.Г. Макеенко, 1992; Гришина Е.И., 2008; Левандовский Г.С., 2011).

Календула (или ноготки) – давно используется в народной медицине и разрешена к применению в научной медицине. Первые сведения о календуле, как лекарственном растении, были найдены у древнегреческого военного врача и философа Диоскарида, жившего в I веке н.э. Он использовал настой календулы при заболеваниях печени как средство, устраняющее спазмы внутренних органов (Валягина-Малютина Е.Т., 1996; Корсун В.Ф., 1998). Цветки и настой высоко ценились народными лекарями как противовоспалительное средство.

Настой цветочных корзинок рекомендовали при болезнях печени и мочевого пузыря, спазмах желудка и кишечника, как противорвотное, при кашле, рахите, малярии, женских болезнях, молочнице, наружно - для промывания ран, чтобы предотвратить образование обезображивающих рубцов. Припарки из календулы прикладывали к золотушным струпьям (Бирюк В.А., 1975).

В XV веке календулу разводили в большом количестве во Франции. Календула была любимым цветком королевы Наварской Маргариты Валуа. В настоящее время в Париже в Люксембургском саду стоит статуя королевы с цветком календулы в руках (Путырский И.Н., 2000).

О применении календулы в России первые упоминания относятся к XVIII веку. Они связаны с именем известного русского естествоиспытателя А.Т. Болотова – основоположника отечественной агрономии. В своих статьях он хвалил примочки из цветков календулы как лучшее средство при глазных болезнях (Костылев Д.А., 2000).

В России в XIX веке календулу применяли против нервной лихорадки, рака, головокружений, от золотухи и «некоторых глазных болезней» (Залесова Е.Н., 1990). Выдающийся врач-фармаколог А.П. Нелюбин в книге «Фармакография» в 1852 году писал, что «календула – это целебное средство, одаренное особой врачебною силою», и помогает при «хронической рвоте, болях предсердия, раке кожи, злокачественных, венерических, лишайных и чесоточных язвах» (Коновалова О.А., 1990).

Французская фармакопея 1840 г. рекомендовала 5 препаратов из травы, листьев и семян календулы для лечения некоторых разновидностей рака (Валавичюс Ю.М., 1989; Зузук Б.М, 2001).

Всплески интереса к календуле наблюдаются вовремя крупнейших мировых войн, когда солдатам не хватает обычных лекарств. Во время Великой Отечественной войны было проведено огромное количество исследований по этому лекарственному растению. Главным образом внимание уделялось его заживляющим свойствам (Календула, http://www.narodrecept.ru/herbalist/calendulaofficinalis-l.html) Календула проявляет доказанное болеутоляющее и усиливающее грануляцию раневых тканей действие, препараты из неё предназначены для применения при различных травмах, контузиях, растяжениях, гематомах, переломах и открытых ранах (Dietrich G., 1987). Как лекарственное растение календулу употребляют при гипертонии, атеросклерозе, воспалениях лимфатических узлов, кожных заболеваниях, гепатите и т.д. (Ладынина Е.А., 1987; Дамянова С., 2005). Применение календулы в научной медицине обусловлено в основном ее антисептическим, противовоспалительным, спазмолитическим и ранозаживляющим свойствами. Согласно литературным данным, препараты календулы оказывают также иммуностимулирующее, антиязвенное, седативное и гипотензивное, эстрогеноподобное воздействие (Лубсандоржиева П.Б., 2006; HillerK., 2010). Из литературы известно, что флавоноиды и эфирные масла обладают не только антимикробным, но и противовирусным действием, например, против возбудителей гриппа и герпеса. Экстракты цветков календулы подавляют активность обратной транскриптазы ВИЧ-1 (Нужный В.П., 2006). Календула способна оказывать кардиопротективное действие при ишемической болезни сердца и улучшать биохимические показатели крови (RayD., 2010).

Лекарственным сырьем ноготков лекарственных являются в основном соцветия, однако существуют данные возможности использования семян и корней (Гончаров А.В., 2011). В исследованиях румынских ученых (PinteaA., 1995) доказано, что содержание жирных кислот изменяется в разные фазы развития у растений ноготков.

В исследованиях проведенных Т.В. Орловской (2013), установлено, что жирнокислотный состав плодов календулы лекарственной характеризуется высоким содержанием линолевой кислоты (46,84%), олеиновой (24,87%) и пальметиновой (13,01). Эти данные определяют перспективность использования жирного масла плодов календулы в качестве потенциального лекарственного средства (StolcovaM.,1999; FranciscV. Dulf, 2013). Встречаются сведения об использовании масла из семян календулы при лечении язвы желудка, а также кожных ран. Известно, что нанесение масла семян календулы на раневую поверхность ускоряет сроки заживления, развитие эпителизации, т.е. обладает репаративной активностью (Леонидова Ю.А., 2012). Календула издавна используется в косметологии (Szymakowska D., 1989; Тимофеенко Т.И., 1999;

CoverntonJ., 1999; Стоянова А., 2002; Дамянова С., 2002).

Сырье календулы широко используется в ветеринарии и как кормовая добавка в животноводстве (Parsons C.M., 1985; ELBoushyA.R., 1987; Damron B.L., 1990; Кириченко И.А., 1990; Wezyk S., 1992; Раденко В.Н., 1995). Календула входит в состав препаратов применяемых при расстройствах воспроизводства у коров (BoitorI., 1988), при диспепсии телят (Абдыраманов Т.М., 1989; Пивоваров В.Ф., 2005), при воспалениях и заживлениях ран различной этиологии и локализации у животных (Anetzhofer J., 1990).

Ее применяют в ряде других отраслей народного хозяйства и пищевой промышленности как краситель при производстве жиров и сыра, масла и маргарина, карамельных конфет (Пастушенков Л.В., 1989; Крыльская В.И., 1997;

Губанов В.Г., 1997; Демидов И.Н., 1999; Горлов И.Ф., 1999; Орлин Н.А., 2010;

Флоря В.Н., 2011).

В настоящее время в мире наметилась тенденция стремления к натурализации пищевых ингредиентов. Удовлетворение спроса на здоровые пищевые продукты подразумевает использование экологически чистого сырья для производства. Добавки с индексом E-100 – E-190 являются пищевыми красителями и придают продуктам питания, косметическим и фармацевтическим средствам цвет или восстанавливают цвет продукта, утраченный при обработке (http:// ecoline-12senses.com/index.php?topic=page&link=krasiteli).

Современные технологии позволяют получать препараты натуральных пищевых красителей с заданными свойствами и стандартным содержанием основного красящего вещества. Очевидно, что сокращение числа синтетических красителей может быть достигнуто в результате замещения их натуральными – безвредными во всех отношениях. К тому же, естественные пищевые красители содержат в своем составе, кроме красящих пигментов, другие биологически активные компоненты: витамины, органические кислоты, гликозиды, ароматические вещества. Поэтому направление расширения ассортимента пищевых красителей, имеющих естественное происхождение, не включающих в себя канцерогенов и токсичных веществ, особенно актуально в настоящее время (http:// kachestvo.ru/deti/malysham/pichhevye-krasiteli.html).

В качестве натурального красителя в пищевой промышленностишироко используют календулу при производстве жиров и сыра, масла и маргарина, карамельных конфет (Пастушенков Л.В., 1989; Губанов В.Г., 1997; Крыльская В.И., 1997; Горлов И.Ф., 1999; Демидов И.Н., 1999; Орлин Н.А., 2010; Флоря В.Н., 2011).

Полученные Г.И. Касьяновым и И.Е. Кизим (1999); Т.И. Тимофеенко (1999) результаты свидетельствуют о возможности использования сырья календулы в качестве вкусовых добавок в диетическом питании и как дополнительные источники жизненно необходимых элементов.

В кулинарии календулу ценят за аромат и цвет и используют в самые разнообразные блюда. С календулой варят супы, овсяную кашу, делают пудинги из календулы, вареники с календулой, вино из календулы. Соленая календула – это пикантная приправа для салатов и супов (Моисеева Г.Ф., 1992; Календула, http://www.narodrecept.ru/article/a00271.html).

Календула лекарственная очень ценится как декоративная культура – для озеленения, срезки (Габричидзе Г.А., 1985; Карандасова О.С., 1987; Иванова Е.А., 1989; Кирилов Д., 1989; Mugge A., 1985; AwadA.R.E., 1986; Gotz W., 1986;

Loeser H.,1986; Lamot G., 1986; Mugge A., 1986; BuruckK., 1987; Ehsen H., 1987;

Senecal M., 1987; Forsteneicher H., 1989).

Выявлена возможность использования растений календулы лекарственной для озеленения подземных производственных помещений за Полярным кругом (Коновалов В.И., 1985; Горелова А.П., 1994).

Имеются рекомендации по использованию растений календулы на приусадебных участках в качестве фитосанитара. Там, где растет календула в почве, нет нематод (http://greenswer.com/stati/svedeniya-o-preparatakh/348-vidypestitsidov.html). По данным Н.М. Жирмунской (1998) опрыскивание ботвы картофеля 10%-ым отваром цветков календулы эффективно против колорадского жука. Календула охраняет от клещей и корневых гнилей овощные культуры и землянику. Присутствия рядом этого растения боятся и другие вредители садов и огородов – тли, малинные мухи, листогрызущие насекомые ягодных кустарников. Календула, высаженная среди роз, убережет их от многих болезней (Рабинович А.М., 1993; Лебедева А.Т., 1998; Новикова О.Т., 1998; Панфилова А.Н, 1999). Соседство с календулой может спасти астры от черной ножки, а гладиолусы от трипсов (http://www.tsvetnik.info/green-manure/calendula.htm).

Очищение участка земляники от поражения вертициллезом можно провести с помощью заделки в почву растений календулы (http://gazeta2x2.ru/?p=25048).

Она является хорошим предшественником для других цветочных культур (Канински А., 1991). Имеются данные (Hudska G., 1987), что календула благоприятно воздействует на утомленную почву в яблоневых насаждениях. При бессменном выращивании картофеля календулу используют в составе «сидерального букета» (http://vashe-plodorodie.ru/agriculture/kartofel-v-sevooborote). По данным В.Ф. Пивоварова (2005), календула является хорошим медоносом.

Широкому применению календулы способствует биохимическая характеристика сырья календулы лекарственной. Цветочные корзинки содержат каротиноиды – до 3% (альфа- и бета-каротин, ликопин, лютеин, виолаксантин, цитраксантин, неоликопин, хризантемаксантин, флавоксантин, рубиксантин;

флавоноиды (до 40%), сапонины, эфирные масла, горькие и дубильные вещества, смолы (около 3,5%), слизь (2,5%), азотсодержащие соединения (1,5%), органические кислоты (6-8%): яблочная, пентадициловая и следы салициловой, следы алкалоидов (Пивоваров В.Ф. и др., 2005). В надземной части растения найдено до 10% горького вещества – календена. В семенах содержатся алкалоиды, жирное масло (Залесова Е.Н., 1990; Коновалова О.А., 1990).

Выявлено, что содержание биологически активных веществ в различных частях календулы зависит от индивидуальной изменчивости сорта, влияния географического происхождения, от места и агротехники возделывания (Грошева Н.П., 1998; Еременко Л.Л., 1998; al-Badawy A.A., 1991; PinteaA., 1995;

Zitterl-Eglseer K., 1996).

В связи с тем, что в настоящее время селекция новых лекарственных сортов календулы ведётся неактивно, поэтому проводятся исследования и в России и за рубежом (Маланкина Е.Л., 2012; Биктимирова Л.В., 2013; Bomme U., 1989) по оценке декоративных сортов в качестве источников лекарственного растительного сырья.

1.2 БОТАНИЧЕСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

КАЛЕНДУЛЫЛЕКАРСТВЕННОЙ

Календула лекарственная принадлежит к семейству астровых (AsteraceaeDum). Другие распространенные названия – ноготки лекарственные, ноготки аптечные. Под названием «ноготки лекарственные» календула включена в Государственную фармакопею (Государственная фармакопея СССР. Выпуск 2., 1990).

Календула – средиземноморский вид, растет в Южной Европе, Передней Азии и на Ближнем Востоке. В СССР встречается только в культуре, реже, как одичавшее (Полуденный Л.В., 1979; Тюрина Е.В., 1992).

Род календула (CalendulaL.) включает около 20 видов травянистых растений и полукустарников. Дикий родственник календулы лекарственной – календула полевая (CalendulaarvensisL.), имеет более мелкие соцветия и короткий вегетационный период (Исмагилов Р.Р., 2000).

Корень у календулы стержневой, ветвистый. Стебель прямостоячий, нередко от основания разветвленный, ребристый, покрытый короткими, жесткими, в верхней части железистыми волосками, высотой 15-80 см. Толщина цветоносного стебля у соцветий 1,5-2,5 мм. Листья очередные, 3-15 см длины, нижние – черешковые, продолговато-ланцетные, верхние – сидячие, стеблеобъемлющие (Полуденный Л.В., 1979; Кучеров Е.В., 1990).

Цветки золотисто-желтые или оранжевые, собраны в корзинки, достигающие 3-5 см в диаметре у немахровых и до 8-10 см у махровых форм, располагаются одиночно на концах стебля и его разветвлениях. Различают черепитчатую, хризантемовидную, лучистую, анемоновидную и герберовидную форму соцветий (Петренко, 1987). Внутренние цветки – трубчатые, пятизубчатые, длиной до 3-10 мм, имеют 5 тычинок, сросшихся пыльниками в трубку. Пестик находится в рудиментарном состоянии, поэтому трубчатые цветки являются бесплодными и выполняют мужскую функцию (Долгова А.А., 1977). В качестве лекарственного сырья используют соцветия.

Плоды – изогнутые семянки. Из-за такой своеобразной формы плодов растения календулы получили в народе название «ноготки». Для календулы характерна ярко выраженная гетерокарпичность (разнокачественность семян).

Наружные семянки самые крупные, длиной до 2-3 см, серповидно-изогнутые (когтевидные), желтовато-бурые; на их спинной стороне и длинном, обращенном внутрь, носике имеются продольные ряды шипиков. Срединные семянки дугообразные (ладьевидные), длиной 10-20 мм, светло-бурые, на спинке остробугорчатые, внутри килеватые. Внутренние семянки кольцевидные, длиной 5мм, темно-бурые, со спинной стороны бугорчатые или шиповатые (Кирпичников М.Э., 1981). Однако все формы плодов способны формировать нормально развитые растения (Яценко А.А., 1983; Костылев Д.А., 2011).

По данным Р.Р. Исмагилова (2000) лучшими показателями всхожести семян обладают крупные фракции – серповидные и ладьевидные (67-81%). Семена календулы могут храниться 3-5 лет (Полуденный Л.В., 1979). Д. Русев, Г.

Марков (1988) установили оптимальный режим сушки семян теплым воздухом:

при 7-и часовой обработке воздушно-сухих семян календулы – 600, влажных (20%) – 450.

В зависимости от степени махровости соцветия,семена располагаются в несколько рядов. Количественное соотношение трех типов семян в корзинке зависит от количества рядов семян. У немахровых соцветий с двумя-тремя рядами наружные серповидно-изогнутые семена составляют – 25% от общего количества семян в соцветии, срединные ладьевидные – 34-38%, мелкие кольцевидные – 37-41% (TheobaldD., 1989).

По вопросу о целесообразностииспользования той или иной фракциисемян для посева имеются различныемнения как у агрономов, выращивающихкалендулу в производственных условиях,так и у исследователей. Считается, чтомахровость наследуется как рецессивныйпризнак, а так как намахровых соцветияхформируются преимущественно крючковидные семена, то именно из этих семяннаблюдается наибольший выход растений смахровыми соцветиями(Мелконова Е.Ф.,1994). Другиеавторы не отмечают принципиальныхразличий в формировании растений у различных фракций семян ирекомендуют непроводить разделение семян на фракцииперед посевом (Бобоха С.М., 1996).

Формирование махровых соцветий даже на одном и том же растении сильно зависит от погодных условий. В засушливую солнечную погоду формируются преимущественно немахровые соцветия. В дождливую погоду у растений, выращенных из крючковидных семян, процент формирования махровых соцветий очень высок, за счет чего увеличивается средняя масса соцветий (Костылев Д.А., 2011).

Календула лекарственная считаетсявысокотехнологичным (Загуменников В.Б., 2009), неприхотливым растением (Кучеров Е.В., 1961), что объясняется, прежде всего, ее уникальной экологической пластичностью (Петренко Н.А., 1987; Исмагилов Р.Р., 2000; Ишмуратова М.Ю., 2011).

Сырье календулы производят десятки стран мира, в частности, Польша, Германия, Китай, Египет, Россия и др. Однако различные сорта существенно отличаются как по урожайности, так и по содержанию фармакологически значимых веществ (Маланкина Е.Л., 2012). Основные выращиваемые сорта: в России – Кальта и Рыжик (Конон Н.Т., 2000),вГермании – ErfurterOrangefarbigeGefullte, а для любительского выращивания – FiestaGitana, OrangeGitana (FrizcheH., 1990); в Словакии – Plamen и Plamenplus (HabanM., 2008); на Кубе – FiestaGitana и Радио (FialloV., 2000). В Китае и Египте сырьё, как правило, не сортовое, а местная популяция с широко варьирующим содержанием действующих веществ (Маланкина Е.Л., 2012).

Являясь по происхождению растением южным, календула, тем не менее, способна успешно произрастать практически по всей территории России и ближнего зарубежья. Без ущерба для урожая календула переносит резкие колебания дневных и ночных температур в высокогорных районах Таджикистана (Кадамшоев М.М, 1996). Нормальное плодоношение и созревание семян календулы возможно при посеве в грунт в Сибири и в условиях Центральной Якутии (Еременко Л.Л.,1986; Пасько О.А, 1993). Интродукционные опыты в Полярноальпийском ботаническом саду на Кольском полуострове позволили признать календулу лекарственную перспективной культурой для озеленения городов и поселков Мурманской области (Тамберг Т.Г., 1950; Горелова А.П., 1994).Проведены интродукционные исследования лекарственного растения календулы лекарственной в условиях Центрального Казахстана, в условиях аридной зоны Жайрема с крайне экстремальными природными условиями (Дмитриева Т.Г., 1989; Лукьянец В.Н.,1997; Ишмуратова М.Ю., 2011).

Календула – растение холодостойкое. Всходы ее способны хорошо выдерживать кратковременные заморозки. Для роста и развития календуле вполне достаточно температуры 8-12°С (KohleinF., 1976).

Семена календулы начинают прорастать при температуре 2-4°С, но лучше прорастают при температуре от 15 до 20°С (Полуденный Л.В., 1979). По данным Т.М. Мельниковой (2009), наиболее стабильная полевая всхожесть семян наблюдается при посеве их на оптимальную глубину – 2 см, при оптимальной температуре – 5-60 С. Сухие и жаркие погодные условия вызываютстресс растения. В этих условиях развитие растений ускоряется, сокращается время цветения и снижается урожайность соцветий, уменьшается количество махровых соцветий. Напротив, если в период формирования генеративного побега и в фазе бутонизации условия будут прохладные и влажные, наблюдается резкое повышение махровости и увеличение урожайности соцветий. С точки зрения возделывания календулы для получения соцветий, такие погодные условия благоприятны на протяжении всего периода цветения (CromaсkH.T, 1997).

Календула способна произрастать на многих видах почв, но наиболее высокие урожаи дает на плодородных черноземах. Чуть меньше ее урожайность на серых лесных почвах. На заболоченных или песчаных почвах урожайность календулы низкая (CromaсkH.T, 1997).

Календула является растением длинного дня, иногда зацветает при длине дня 6,5 ч. Многими авторами отмечается, что календула – растение светолюбивое, лучше растет на открытых солнечных местах. Установлено, что уменьшение интенсивности освещения вызывает увеличение высоты растений календулы и удлинение времени цветения (Armitage А.М., 1987).

1.3 СРОКИ ПОСЕВА КАЛЕНДУЛЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ

Чтобы получить высокий урожай и избежать заметных потерь от неблагоприятных факторов среды, высеваемая культура должна органически вписаться в ритмический процесс развития естественной природной среды конкретного географического ландшафта, включающего в себя различные виды биоценоза, формы рельефа, почвы и климатические факторы. В системе географического ландшафта (как в живом организме) нельзя изменить одной части, чтобы не изменились все остальные (Берг Л.С., 1977).

Определить сроки посева любой культуры – значит поставить её в определенные условия произрастания. Правильный выбор сроков посева возможен только при всестороннем учете, как биологических требований культуры, так и климатических особенностей района возделывания (Колмаков П.П., 1975).

До распада СССР лекарственные культуры, в основном, выращивались в южных союзных республиках. Методические рекомендации по выращиванию лекарственных растений были изданы в 1950-1980 гг. и относились к данным зонам возделывания. В настоящее время интерес к отрасли лекарственного растениеводства в Российской Федерации постепенно растет, и расширяются посевные площади. Для успешного выращивания лекарственных культур необходимы обновленные технологии. В настоящее время отдельные элементы технологии возделывания календулы лекарственной отражены в работах ряда ученых, однако, вопросы сроков посева изучены не достаточно.

Об актуальности изучения сроков посева календулы лекарственной говорят работы И.Г.Орловой, 1993; З.Д. Ляшенко, 1995; М.Ю. Ишмуратовой, 2011.

1.4 ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

По данным ряда исследователей для эффективного управления онтогенезом и продуктивностью лекарственных культур большое внимание придается применению биорегуляторов, которые активизируют процессы роста и развития растений, повышают адаптацию растительного организма к стрессовым условиям (Бушковская Л.М., 2006; 2011; Малеванная Н.Н., 2010; Морозов А.И., 2011;

Мельникова Г.В., 2011). Особую актуальность в последние годы приобрело новое направление – применение экологически безопасных регуляторов роста, которые позволяют увеличить урожайность путем стимулирования развития и повышения устойчивости растений к абиотическим и биотическим стрессорам, ускоряют прорастание и укоренение, а также влияют на многие другие процессы (Воронина Л.П., 2001; Вакуленко В.В., 2004; Прусакова Л.Д., 2005; Борисова Т.Г., 2007; Каширская Н.Я., 2009; Пушкина Г.П., 2009; Рябчинская Т.А., 2009;

Пугачева Г.М., 2010; Савченко О.М, 2010; Острошенко В.В., 2011).

Достоинство этой группы соединений состоит в том, что высокую физиологическую и фунгицидную активность они проявляют в низких концентрациях (5-50 мг д.в./га) и являются экологически безопасными (Будыкина Н.П., 2007). Будучи сами экологически безопасными, они являются ещё и очистителями, в значительной степени снижая накопление в растениях нитратов, пестицидов, тяжелых металлов и радионуклидов и способствуют повышению содержания макро- и микроэлементов в сухой массе растений (Тоцкая С.А., 2009, Паршин С.А., 2013).

В рамках концепции поиска функциональных аналогов химическим средствам защиты растений, но природного происхождения, фирмой «производитель «НЭСТ", г. Москва» был создан препарат Ц иркон. Действующим веществом препарата является 0,1 г/л смеси гидроксикоричных кислот (ГКК),получаемых из растительного сырья эхинацеи пурпурной. Циркон широко применяется при возделывании более 60 видов культур: зерновые, овощные, плодово-ягодные, цветочно-декоративные, лекарственные, лесные (Малеванная Н.Н., 2004, 2005). Гидроксикоричные кислоты относятся к обширному классу фенольных соединений, повсеместно распространенных в растениях (Запрометов М.Н., 1993; Брыкалов А.В., 2008). Одной из важнейших функций фенольных соединений является участие в дыхании растений. Применение гидроксикоричных кислот значительно увеличивает жизнеспособность пыльцы и, как следствие, ее оплодотворяющую способность. В пыльце пыльников тюльпанов на стадии мейоза идёт повышенное образование гидроксикоричных кислот (Малеванная Н.Н., 2005).

По данным Ш.Б. Байрамбекова (2009), многофункциональность действия Циркона на широкой группе сельскохозяйственных культур проявляется в ускорении массового появления всходов, увеличении полевой всхожести семян, прохождении фенофаз, стимуляции ростовых процессов, формировании более мощного ассимиляционного аппарата.

Предпосевная обработка семян огурца раствором Циркона увеличивала полевую всхожесть семян, массу надземной части и суммарную площадь листьев, высоту растений (Мохамед С.М., 2009).

А.В. Поляков (2013) отмечает, что под воздействием Циркона у сортов земляники садовой увеличивается в 1,5-3 раза по сравнению с контролем количество усов, цветоносов и количество плодоэлементов на цветоносе. Созревшие ягоды были больше по массе и размеру.

По данным Р.Р. Исмагилова и В.В. Трапезникова (2010) в условиях Республики Башкортостан обработка Цирконом посевов овса в период конца трубкования-начала выметывания метелки способствовало повышению урожайности на 0,41 т/га или на 17%.

К.Л. Алексеева (2004) отмечает, что препарат Циркон, используемый при выращивании моркови, способствует увеличению высоты растений, длины и поперечного диаметра корнеплодов.

Л.В. Ильина (2004) в своей работе отмечает, что на культуре озимого ячменя применение Циркона приводит к увеличению вегетативной массы и повышению урожайности с 3,91 т/га до 4,47 т/га. Обработка семян яровой пшеницы Цирконом способствует увеличению содержания хлорофилла в листьях, стимулирует интенсивность фотосинтеза в течение всей вегетации,повышает адаптивную способность растений пшеницы к водному стрессу.

В своих работах Н.Я. Каширская (2001, 2009) отмечает, что препарат Циркон является стимулятором роста растений и оказывает защитное действие против различных болезней. М.А. Попов (2001) проводил испытание иммуностимулирующего действия Циркона. Обработка препаратом плодово-ягодных культур снижала заболеваемость растений болезнямии способствовала повышению урожайности культур.

Определена биологическая эффективность (45,5%) индуктора устойчивости – Циркона (30 мл/га) против ботритиоза цветочных культур (лилий) (Пугачева Г.М., 2010). Обработка Цирконом наперстянки шерстистой в фазе начала отрастания повышала устойчивость растений к септориозу (Борисова Т., 2007).

По данным многих авторов (Рункова Л.В., 2001; Картушин А.Н.,2003;

Петелькина Н.В., 2004) стимулятор Циркон оказывает положительное влияние на укоренение зеленых черенков подвоев плодовых, ягодных, хвойных культур.

Эффективность применения препарата Циркон на плодовых и ягодных культурах отмечает В.В. Хроменко (2004). Количество завязей у обработанных растений вишни увеличилось почти в четыре раза.

Установлено, что на цветной капусте Циркон улучшает качество рассады и ее приживаемость, индуцирует образование и рост головок, сокращает сроки созревания и повышает урожайность. У картофеля в условиях благоприятных для развития фитофтороза (повышенная влажность и низкие температуры) Циркон снижает поражение ботвы этим заболеванием (Будыкина Н.П., 2007).

В исследованиях Л.В. Гаврилюк (2004) выявлено действие препарата Циркон на растения белокочанной капусты. Отмечено, что регулятор роста способствует росту корневой системы.

Двойная обработка Цирконом семян валерианы лекарственной, эхинацеи пурпурной, наперстянки шерстистой (0,2мл/кг) и последующая обработка вегетирующих растений (35-30 мл/га) стимулировали рост надземных органов на 25-30%. Циркон усиливал рост корней валерианы (Байрамбеков Ш.Б., 2009).

Установлено влияние Циркона на существенное увеличение количества женских цветков и продуктивность растений огурца в открытом грунте. Отмечено значительное ускорение появления бутонов и массового цветения (Деревщуков С.Н., 2004).

По данным О.М. Савченко (2010), разведение лука победного и лука медвежьего семенами затруднено, т.к. для прорастания семян необходима продолжительная стратификация. Обработка семян Цирконом позволяет ускорить доразвитие зародыша и ускорить прорастание семян.

В своей работе Л.В. Рункова (2004) показывает, что под действием Циркона у растений розы и корейской хризантемы процесс бутонизации происходит значительно быстрее, переход в фазу цветения отмечается раньше.

Исследованиями А.И. Морозова (2011) установлено, что применение Циркона позволило более полно реализовать биологический потенциал изучаемых сортов мяты для повышения стрессоустойчивости при нестабильных погодных условиях и нивелировать потери листа и эфирного масла.

Регулировать рост и развитие растений – значит хорошо сбалансировать действия веществ, ускоряющих или задерживающих эти процессы (Третьяков Н.Н., 2000). С этой целью используют препараты, которые повышают устойчивость растений к действию патогенной микрофлоры семян, активизируют ростовые процессы и метаболические реакции. К биопрепаратам нового поколения, проявляющим активность на растительных организмах в низких концентрациях относится Альбит (Романова Е.В., 2006).

Е.В. Кирсановой (2008) установлено, что препарат Альбит способствует интенсификации роста растений на начальных этапах развития, что дает возможность обработанным семенам быстрее прорастать и интенсивнее развиваться в критический для них период от всходов до фазы пятого листа. Отмечается повышение количества семян с одного растения (на 4-13 %), массы 1000 семян (до 4 %). В результате возрастала и продуктивность отдельно взятого растения (масса семян с растения повышалась до 7-15%).

При проведении исследований по влиянию действия биологически активных препаратов, таких как: Альбит, Агат 25К, Эпин-экстра на посевные качества семян растений разных семейств, было выявлено, что биопрепараты положительно влияли на всхожесть семян всех овощных культур по сравнению с контролем (контроль – семена обработанные водой). Наиболее эффективным оказался альбит. Всхожесть семян моркови составила 82% (на контроле 69 %), петрушки листовой – 69 и 50 % соответственно, хризантемы съедобной – 72 и 41 %, дайкона – 93 и 86 %, репы 94 и 77% (Гинс М.С., 2006). В исследованиях Т.Н. Беляевой (2013) применение регулятора роста Эпин-экстра позволило значительно повысить урожайность (на 19-20%) и содержание биологически активных веществ в сырье эхинацеи пурпурной на юге Томской области.

Способность Альбита обеспечивать высокую урожайность в условиях засухи обусловлена не только индукцией собственно биохимических механизмов засухоустойчивости (жаростойкость, влагоудерживающая способность), но и тем, что препарат стимулирует формирование более мощной корневой системы.

Отмечена эффективность Альбита по преодолению следующих стрессовых факторов: повышенная температура и отсутствие влаги (засуха); пониженная температуры, резкие колебания температуры (плохие условия перезимовки озимых культур, заморозки весной); химический стресс при обработке растений пестицидами; загрязнение почвы различными ксенобиотиками (Злотников А.К., 2007).

А.К. Злотников (2009) отмечает, что Альбит повышает всхожесть семян подсолнечника на 5-11,2 %, ускоряет цветение и созревание семян на 6-7 дней, увеличивает диаметр корзинки на 2,2-4,9 см, массу 1000 семян на 3-7,6 г, выход масла – на 22,5 %.

А.Н. Кшникаткина (2011) по результатам своих исследований сделала вывод, что расторопшу пятнистую можно отнести к культурам, положительно реагирующим на биопрепарат Альбит. Применение Альбита в баковых смесях с гербицидами способствует повышению устойчивости расторопши к неблагоприятным факторам, обеспечивает её лучший рост и конкурентоспособность, повышению продуктивности и качества сырья для фармацевтической промышленности.

По данным Пугачевой Г.М. (2010),обработка семян лилий Альбитом увеличивает энергию прорастания на 18,5% и всхожесть семян на 18,0 %.

Результаты исследований, проведенных в разных регионах на различных культурах, подтверждают высокую эффективность Альбита (Бегунов И.И., 2004; Гинс М.С., 2005;Юсупов Д.А., 2005; Алёхин В.Т., 2006; Кирсанова Е.В., 2006;Сергеев В.Р., 2007; Смолин Н.В., 2007;Бобрешёва И.Ю., 2008;Майстренко Л.А., 2008;Васильев С.В., 2009;Рябчинская Т.А., 2009;Филин В.И., 2009; Харченко Г., 2009; Злотников А.К., 2011, 2012; Халецкий В.Н., 2011; Жеруков Б.Х., 2012; Анохина Е.К., 2013; Подварко А.Т., 2013; Потапова Н.В., 2013).

Однако применять регуляторы роста для повышения продуктивности растений можно после детального изучения механизма их действия в различных почвенных и климатических условиях. Это необходимо для выбора способов обработки растений для получения максимального эффекта и может значительно расширить спектр использования этих средств на разных культурах с учётом их физиолого-биохимических особенностей (Карпова Г.А., 2008; Медведев Г.А., 2008; Ступин А.С., 2009).

1.5 ПРЕДУБОРОЧНОЕХИМИЧЕСКОЕ ПОДСУШИВАНИЕ РАСТЕНИЙ КАКАГРОПРИЕМВ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Десикация – предуборочное подсушивание растений. Ее применяют, чтобы ускорить созревание семян и облегчить машинную уборку урожая. Для этого используют химические вещества – десиканты, которые необратимо повреждают коллоиды цитоплазмы, вследствие чего резко ослабляется водоудерживающая способность клеток, снижается количество связанной воды и усиливается испарение. Десиканты подсушивают листья, стебли, не повреждая созревающих семян, корнеклубней и клубнелуковиц.

На территории СНГ десикацию начали применять довольно давно на посевах хлопчатника в Туркмении и Киргизии. В России этот агротехнический прием используют лишь около 15 лет. В последние годы он приобретает все большую популярность: по данным компании Syngenta за прошедшие 5 лет спрос на десиканты на российском рынке вырос в 2,5 раза. В настоящее время десикацию проводят на достаточно широком спектре сельскохозяйственных культур: подсолнечнике, картофеле, рапсе, зерно-бобовых (фуражный горох, соя, конские бобы, люпин), а так же многих овощных и технических культурах, таких как сахарная свекла, лен-долгунец, сорго, клещевина, семенные посевы лугового клевера и других (Белецкий А.С., 1979; Проскура И.П., 1984; Потапова А.А., 1985; Голобородько П.А., 1986; Митянин М.Т., 1991; Глазова 3.П., 1994; Тихомирова В.Я., 1994; Власенко Н.Г, 1996; Ефанов А.И., 2000; Грачев С.В., 2001;

Яковцева М., 2011; Землянов А.Н., 2012; Тимошкин О.А., 2012; МоторинС., 2013;Ятчук П.В., 2013).

При возделывании календулы на семена, в связи с растянутым периодом цветения, формирования и созревания семян, встает проблема выбораспособа уборкиэтой культуры.

В засушливых условиях значительная и более полноценная часть урожая может теряться в результате осыпания. К тому же растения календулы могут возобновить цветение и образование зеленых листьев после прошедших дождей.

Свежая, вегетативная масса осложняет и снижает качество механизированной уборки.

Осыпание семян играет отрицательное значение при раздельной уборке.Как показывает практика, этот способ имеет ряд существенных недостатков;

требует двойного воздействия рабочих органов жаток нарастения, которое вызывает дополнительные потери урожая, при неустойчивой погоде валки плохо просыхают, а семена прорастают или теряютвсхожесть, так как они имеют короткий период послеуборочного созревания. К тому же требуются дополнительные затраты труда, средств и энергии. Особенно остро встает проблема выбора способа уборкиэтой культуры во влажные годы – растягиваются сроки обмолота, что приводит к загниванию семян, ухудшению качества. По данным Н.А.Петренко (1987), при повышенной влажности и холодной погоде семена могут прорастать непосредственно в соцветиях, что снижает их урожайность и посевные качества.

Недостатки, возникающие при раздельном комбайнировании, могут быть устранены при использовании однофазного способа уборки. На календуле в силу её биологических особенностей его применять сложно. Однако проблему можно решить за счетпредуборочногоподсушивания растений при помощидесикации.

Во ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур изучали биологические особенности цветения и созревания растений календулы с целью установления оптимального срока проведения десикации и влияния десикантов на урожай и посевные качества семян. Высоким высушивающим эффектом обладал реглон в дозе 0,8 кг/га (Хренова Н.В., 1986).

По данным R. Reich (1988), для десикации календулы в качестве десиканта можно использовать препарат реглон (д.в. дикват) в дозе 4 л/га в 600 л воды.

По рекомендациям M. Froment (2003), на календуле лучшее время применения Diquat (Reglon) при побурении 80% цветочных головок в дозе 3-4 л/га (600-800 г/га diquats).

Вопрос влияния десикации посевов календулы на урожайность и качество семян в конкретных условиях лесостепи Среднего Поволжья в настоящее время изучен недостаточно и требует дополнительной разработки.

2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объекты исследований в опыте: сорт календулы лекарственной Кальта, регуляторы роста – Циркон, Альбит, десикант – Реглон супер.

Календула лекарственная (CalendulaofficinalisL.) – принадлежит к семейству астровых (AsteraceaeDum). Календула – средиземноморский вид, растет в Южной Европе, Передней Азии и на Ближнем Востоке. В Пензенской области в диком виде не произрастает.

Сорт Кальта был выведен в ВИЛАР методом индивидуально- семейственного отбора из возделываемых популяций. Высота растений 50-90 см. Сорт в слабой степени поражается вредителями и болезнями. Урожайность на опытных участках – 1,5 т/га, на производственных посевах – 0,88 т/га (Левандовский Г.С., 1980). По данным А.В. Гончарова (2011) со времени создания сорта Кальта (он был внедрен в широкое производство в 80-е годы прошлого столетия) не выявлено значительного генотипического сдвига и подтверждается его неизменная лекарственная ценность.

Циркон. Действующее вещество препарата представляет собой смесь гидроксикоричных кислот, выделенных из лекарственного растения эхинацеи пурпурной. Препарат достаточно устойчив, хорошо растворим в воде и органических растворителях.

Циркон – препарат широкого спектра. Во-первых, это мощный стимулятор с ярко выраженной функцией усиления энергии прорастания семян и высокой корнеобразующей активностью и, во-вторых, индуктор цветения растений.

Дополнительными важными характеристиками препарата является свойственные ему противогрибковая и антибактериальная активности. Эти характеристики способствуют повышению продуктивности культур при сопутствующем возрастании стандартности получаемой продукции.

Комплекс гидроксикоричных кислот определяет его глубинное воздействие на метаболизм растительной клетки, участие в регуляции ее гормонального статуса и энзиматического профиля. Гидроксикоричные кислоты осуществляют важнейшую для клетки антиоксидантную функцию посредством активирования соответствующих ферментных систем (СОД, каталазы, пероксидазы), защищают ИУК через механизм ингибирования активности ауксиноксидазы, а также, что весьма существенно с точки зрения протекторной роли препарата, ингибируют интегразу вируса, реализуя таким образом непосредственное противовирусное действие. Через участие в поддержании необходимого окислительно-восстановительного баланса клетки гидроксикоричные кислоты вносят свой вклад в нормальное гармоничное развитие растения. Результатом такого сбалансированного развития становится активизация фитогормонов, прежде всего ауксина, повышение синтеза хлорофилла, усиление энергии прорастания семян, повышение резистентности растения к стрессовым условиям внешней среды, к фитопатогенам, а также повышение урожайности с.-х. культур. Применение Циркона резко снижает степень пораженности растений различными фитопатогенами.

По природе действующего вещества и по механизму действия Циркон – принципиально новое для сельского хозяйства средство, которое применяется в чрезвычайно малой дозе (0,2-1,0 мг д.в./га), а входящие в его состав гидроксикоричные кислоты естественным путем включаются в метаболизм растений и почвенной микрофлоры.

В растениях гидроксикоричные кислоты, как и другие фенольные соединения, быстро метаболизируются. В тканях с интенсивным обменом веществ (в молодых листьях, генеративных органах, меристемах корней) они подвергаются окислительному расщеплению – разрушению и вовлечению в основной метаболизм растения.

Препарат Циркон предназначен для ухода за растениями на всех стадиях развития, от предпосевной обработки до снятия урожая (Малеванная Н.Н., 2010).

Альбит – полифункциональный препарат биологического происхождения (Поли-бета-гидроксимасляная кислота + магний сернокислый + калий фосфорнокислый + калий азотнокислый + карбамид (6,2 + 29,8 + 91,1 + 91,2 + 181, г/кг)). Действующее вещество – биополимер поли-бета-гидроксимасляная кислота (поли-бета-гидроксибутират, ПГБ). Это естественное запасное вещество полезных почвенных бактерий (подобно крахмалу у растений, жиру и гликогену у животных). В клетках бактерии-продуцента Bacillus megateriumсодержание ПГБ достигает 77% от сухой биомассы. Вторая бактерия,Pseudomonas aureofaciens, усиливает синтез ПГБ основным продуцентом. Деполимеразы и другие ферменты, выделяемые P. aureofaciens, также переводят ПГБ в физиологически активную для растений форму (олигомеры, бета-аминобутират). Специально подобранный набор минеральных веществ (магний сернокислый, калий фосфорнокислый, калий азотнокислый, карбамид) примерно в 10 раз усиливает действие ПГБ и выступает по отношению к поли-бета-гидроксимасляной кислоте в качестве консерванта. При использовании препарата этот комплекс минеральных солей оказывает положительное влияние на растения в качестве стартовой дозы удобрений.

Продукты трансформации поли-гидроксимасляной кислоты обладают выраженным фитогормональным (ауксиновым) действием. Ауксиновая активность Альбита в рабочих концентрациях препарата эквивалентна 10-3М раствору индолилуксусной кислоты. Это ведёт к стимуляции роста растений, растяжению клеток, закладке новых почек и побегов.

ПГБ и её производные взаимодействуют с рецепторами НАДФНоксидазной системы растений, расположенными на поверхности клеток. Усиление активности НАДФН-оксидазы растений ведет к образованию супероксид-аниона и других активных форм кислорода (АФК) в повышенных, но не критических для растения концентрациях. Этот процесс запускает экспрессию целого комплекса растительных антиоксидантных ферментов (супероксиддисмутаза, пероксидазы, дегидроксиаскорбат-редуктаза, глутатион-редуктаза), способных к детоксикации активных форм кислорода. Повышенный уровень антиоксидантных ферментов в клетках растений также приводит к увеличению содержания аскорбиновой кислоты и хлорофилла (прибавка до 100% к контролю). Поскольку практически любой стресс в растении в конечном итоге ведет к накоплению АФК и повреждению хлорофилла, растения, предварительно обработанные Альбитом, обладают повышенной стрессоустойчивостью. Увеличение устойчивости в полевых условиях отмечено к засухе, повышенной температуре, заморозкам, пестицидному стрессу, химическому загрязнению почв, засолению и т.д.

Активизация НАДФН-оксидазы под влиянием Альбита приводит к синтезу супероксид-аниона и пероксида (которые обладают прямым биоцидным действием по отношению к проникшим в растение патогенам), а также вызывает синтез салициловой кислоты – чрезвычайно активного сигнального соединения.

Она иммунизирует растения против болезней, ткани растений приобретают неспецифическую устойчивость к широкому кругу патогенов (системная приобретённая устойчивость). Благодаря этому, эффект Альбита напоминает действие системных фунгицидов, с той разницей, что они, распространяясь по растению, оказывают прямое биоцидное действие на фитопатогены, а Альбит вызывает распространение естественного сигнального метаболита – салициловой кислоты, в результате чего даже органы растений, не обработанные Альбитом, иммунизируются против заболеваний.

Помимо иммунизирующего действия, салициловая кислота вызывает ускоренную закладку побегов и генеративных органов растений, т.е. стимулирует их развитие.

Последним механизмом действия Альбита является косвенноевлияние на растения через ризосферное микробное сообщество. При обработке семян поли-бета-гидроксимасляная кислота действует не только на рецепторы растений, но и попадает в значительном количестве в ризосферу (прикорневую часть почвы), что приводит к изменениям ассоциированого с растениями ризосферного сообщества микроорганизмов. Отмечено снижение обилия патогенных микромицетов рода Fusariumи возрастание численностиСladosporium, Trichodermaи Gliocladium(до 600% к контролю), что является аналогом экзогенного внесения биофунгицидов. Альбит не содержит в своем составе живых микроорганизмов, однако за счет регуляторного действия на естественную микрофлору под действием препарата растет обилие бактерий родаAzotobacterи других азотфиксаторов, усиливается активность азотфиксации, солюбилизации фосфатов, снабжение растений элементами питания. Вынос азота из почвы и удобрений в растения увеличивается на 24-25%, фосфора – на 26-40%, калия – на 9-20%. Дополнительное снабжение растений элементами питания компенсирует энергетические затраты растительного организма на иммунизацию, ускоренный рост и развитие, повышение стрессоустойчивости.

Таким образом, Альбит действует как комплексный сбалансированный защитно-стимулирующий препарат, охватывающий практически все сферы жизнедеятельности растения.

По своим токсикологическим свойствам, Альбит относится к4 классуопасности. Поэтому важной отличительной особенностью Альбита является его практически полнаябезвредностьдля человека, животных и растений. Благодаря своей безопасности, Альбит используется в системах экологически чистого органического земледелия (Злотников А.К., 2006).

Реглон Супер, ВР (150 г/л диквата). Химическая формула: C12H12Br2N2, действующее вещество: 1,1-этилен- 2,2-бипиридилийдибромид. Среднетоксичен, 2 класс опасности. Безопасен для пчел и других полезных насекомых.

Реглон Супер широко применяется в сельском хозяйстве в качестве десиканта на товарных и семенных посевах. В течение 5-7 дней после обработки препаратом Реглон Супер зеленые части культурных растений и сорняков, подсыхают, что позволяет эффективно регулировать сроки уборки урожая, сократить потери, а также снизить затраты на доработку и сушку семян.

Он относится к быстродействующим десикантам. Высушивание растений происходит в результате нарушения физиологических и биохимических процессов, что ведет к ослаблению водоудерживающей способности тканей и гибели клеток, а в результате – к высыханию растений. Обработка физиологически незрелых растений не обеспечивает должного оттока питательных веществ в семена. В связи с этим важно провести десикацию семенных и товарных посевов в определенную фазу спелости семян, чтобы избежать негативного воздействия на урожайность культуры и качественные характеристики семян. Обработку семенных посевов следует проводить после окончания налива семян при достижении ими физиологической зрелости. Попадая на растение, действующее вещество подавляет процессы синтеза и усиливает распад сложных соединений на более простые, которые легко передвигаются из вегетативных органов в репродуктивные. Реглон Супер не смывается дождем уже через минут после обработки, что делает его идеальным препаратом для проведения десикации в дождливую погоду. При обработке хорошо облиственных культур с плотным стеблестоем норму расхода рабочего раствора следует увеличивать до максимальной.

Реглон Супер является единственным десикантом, зарегистрированным на семенных посевах сельскохозяйственных культур, так как он не обладает системными свойствами и в связи с этим не может проникать в зародыш семени, тем самым снижая их всхожесть – обеспечение быстрого и равномерного созревания, за счет чего сокращаются до минимума потери семян при уборке (Долгих А.В., 2006).

2.2 СХЕМА ОПЫТА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальная работа по изучению влияния сроков посева, обработки семян и некорневой подкормки регуляторами роста, способа уборки на семена при возделывании календулы лекарственной проводилась в 2011- гг. на опытном поле ГНУ Пензенский НИИСХ Россельхозакадемии. Решение задач осуществлялось постановкой и проведением трехфакторного полевого опыта, сопровождавшегося сопутствующими наблюдениями, учетами и анализами.

Опыт закладывался по следующей схеме:

Фактор А – срок посева:

1-й срок посева (контроль) – при наступлении физической спелости почвы (2011 г. – 29 апреля, 2012 г. – 27 апреля, 2013 г. – 30 апреля).

2-й срок посева – при наступлении биологической спелости почвы (по мере отрастания сорняков – стадия «белых нитей» (2011 г. – 8 мая, 2012 г. – мая, 2013 г. – 4 мая).

3-й срок посева – через 6-8 дней после второго срока (2011 г. – 14 мая, 2012г. – 9 мая, 2013 г. – 9 мая).

Фактор В – обработка семян и посевов регуляторами роста:

1. Контроль. Обработка семян и посевов в фазу розетки (3-5 листьев) водой.

2. Циркон, Р (0,1 г/л). Обработка семян (0,15 мл/кг, расход рабочей жидкости – 250 мл/кг) + опрыскивание в фазу розетки – 3-5 листьев (35 мл/га, расход рабочей жидкости – 300-400 л/га).

3. Альбит, ТПС. Обработка семян (2 г/кг, расход рабочей жидкости – л/кг) + опрыскивание в фазу розетки – 3-5 листьев (30 г/га, расход рабочей жидкости – 400 л/га).

Фактор С – способ уборки на семена:

1. Уборка двухфазная (скашивание в валки с последующим обмолотом) без десикации;

2. Уборка однофазная (без скашивания в валки) с предварительной десикацией (Реглон Супер – 2 л/га).

При возделывании календулы на растительное сырье схема опыта включала фактор А (срок посева) и фактор В (обработка семян и посевов регуляторами роста). При возделывании календулы на семена на факторы А и В накладывался фактор С (способ уборки).

Предшественник в опыте – вико-овсяная смесь на зеленую массу. Повторность опыта – трехкратная, размещение повторностей – ярусное. Площадь делянок – 49,5 м2(1,65 х 30). Посев проводили сеялкой СН-11-16 с шириной междурядий 50 см. Норма высева семян – 8 кг/га.

Семена препаратами Циркон и Альбит обрабатывали методом влажного протравливания согласно инструкции по применению, опрыскивание вегетирующих растений календулы проводили в фазу розетки (3-5 листьев) ручным опрыскивателем.

Уборку соцветий календулы проводили вручную в фазе раскрытия не менее половины язычковых цветков у махровых форм и зацветания 2-4 кругов трубчатых цветков у немахровых форм, на семена – при побурении у большинства растений 70-80% корзинок.

Обработку растений препаратом Реглон Супер на варианте с десикацией проводили в фазу технической спелости семян (при побурении у большинства растений 70-80% семенных корзинок).

Уходные работы состояли из однократной ручной прополки междурядий и одной механизированной обработки трактором с культиватором КОН-2,8.

Почва опытного участка – чернозем слабовыщелоченный среднесуглинистый с содержанием гумуса 5,2%, легкогидролизуемого азота – 80...85 мг/кг, подвижного фосфора – 135...141 мг/кг, обменного калия – 154...160 мг/кг почвы.

В пахотном слое содержится доступных форм молибдена – 0,11 мг/кг (низкое содержание), бора – 1,8 (высокое), меди – 0,44 (низкое), цинка – 0, мг/кг почвы (низкое).

Агрофизические показатели: плотность почвы – 1,0-1,2 г/см2, содержание агрономически ценных агрегатов – 68-72 %, содержание водопрочных агрегатов – 62-65 %.

Методика исследований. Опыт закладывали и проводили в соответствии с методическими указаниями Б.А. Доспехова (1985), Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1971, 1985), ВАСХНИЛ (1989), МСХА им. К.А. Тимирязева (1995) и других научных учреждений:

- фенологические наблюдения, густота стояния, сохранность растений к уборке, структура урожая – по Методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1989), Методическим указаниям по селекции и семеноводству ноготков лекарственных (Левандовский Г.С., 1984);

- определение влажности почвы в момент посева в 0-60см слое почвы – термостатно-весовым методом (ГОСТ 20915-2011, ГОСТ 28268-89).

- показатели фотосинтетической деятельности растений в посевах – по методике А.А. Ничипоровича (1961, 1990), чистая продуктивность фотосинтеза – по формуле, предложенной L. Briggs, F. Kidd, C. West (1920);

- учет засоренности – количественно-весовым методом (Рекомендации…, 1973).

- динамика накопления сухой биомассы растений по фазам развития – весовым методом;

- сбор соцветий производили вручную (площадки 2 м2), соцветия собирали через каждые 3-5 дней;

- уборку на семена проводили комбайном «САМПО-130» при побурении 70-80% семенных корзинок;

- посевные качества семян – согласно ГОСТ Р – 51096-97 (Семена лекарственных и ароматических культур. Сортовые и посевные качества, 1998):

влажность семян – ГОСТ – 12041-82; всхожесть семян – ГОСТ – 12038-84; масса 1000 семян – ГОСТ – 12042-80; чистота семян – ГОСТ – 12037-81.

- содержание суммы флавоноидов в соцветиях – по методике количественного определения суммы флавоноидов в сырье «Ноготков цветки» (Куркин, 2007) на кафедре фармакогнозии Самарского ГМУ; содержание каротина по ГОСТ 13496.17-92.

- содержание токсичных элементов и веществ – по ГОСТ 30178-96, МУ 5178-09, ГОСТ 26930-86, МУК 2.6.1. 1194-03 в испытательной лаборатории ФГБУ ГЦАС «Пензенский».

- математическую обработку экспериментальных данных проводили методами корреляционного, дисперсионного анализов (Доспехов Б.А., 1985) на ПЭВМ с использованием Excel 2007, Statistica 5.5, Statgraphics Plus 5.0.

- экономическая эффективность рассчитывалась по технологическим картам с использованием типовых норм (РАСХН, 2007; ВНИИЭСХ, 2010).

2.3ПОГОДНЫЕ УСЛОВИЯ В ГОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

В лесостепной зоне Поволжья реализация потенциальной урожайности и качества сельскохозяйственных культур тесно связана с метеорологическими факторами – солнечной радиацией, тепловым режимом и влагообеспеченностью посевов.

Территория региона располагает значительными радиационными (3,0-3, млрд.ккал./га ФАР) и тепловыми ресурсами (сумма температур свыше 10° составляет 2200-2400С). Средние даты перехода среднесуточных температур воздуха через 0, 5° и 10°С – соответственно 4 апреля, 17 апреля и 1 мая. Продолжительность периода со среднесуточными температурами воздуха выше 0, 5° и 10°С составляет соответственно 211, 178 и 144 дня. Длительность периода активной вегетации в отдельные годы может быть ограничена поздними весенними и ранними осенними заморозками. Средняя дата первого заморозка в регионе – 3 октября, последнего – 3 мая. Средняя продолжительность безморозного периода – 132 дня. Средняя температура воздуха летнего периода (июньавгуст) 18,2С, летне-осеннего (июнь-октябрь) – 14,1С. В среднем за год выпадает около 500 мм осадков. Около 70% годовой суммы осадков приходится на период апрель-октябрь. Таким образом, условия региона достаточно благоприятны для произрастания большинства сельскохозяйственных культур (Агроклиматические ресурсы Пензенской области, 1972).

Годы исследований (2011-2013 гг.) характеризовались различными гидротермическими условиями периода вегетации, что отражено на рисунках 1, 2, 3, приложениях 1, 2.

В 2011 году сход снега отмечен 13-14 апреля. Весна началась 4 апреля, при устойчивом переходе среднесуточной температуры воздуха через 0С. Она была сухой и прохладной, благоприятной для быстрого проведения весеннеполевых работ. Сложившиеся погодные условия обеспечили возможность проведения первого срока посева в конце III декады апреля. Это является среднемноголетним сроком начала полевых работ. К этому времени почва опытного участка достигла мягкопластичного состояния. И хотя в III декаде апреля не было ни одного дождя, запасы продуктивной влаги в пахотном слое (0-30 см) в момент посева составили 52,0 мм, что соответствовало оптимуму. Первый срок посева был проведен 29 апреля. Посев делянок второго срока – 8 мая. К этому времени выпало 6,4 мм осадков при среднедекадной температуре – 14,0°С.

Третий срок посева проведен 14 мая. Май характеризовался дефицитом осадков (на 24,2 мм меньше нормы) и теплой погодой (средняя температура 14,5 0С, на 0,90С больше, чем среднемноголетняя).

Важным периодом вегетации у календулы лекарственной является фаза бутонизации. Сумма активных температур к моменту наступления данной фазы для растений 1 срока посева составила 571; 2 срока – 595; 3 срока – 5320С, при ГТК (по Селянинову) 0,8; 0,9; 1,1 соответственно. Таким образом, растения всех сроков посева в этот период теплом и влагой были обеспечены в достаточном количестве.

Наступление фазы цветения в зависимости от сроков посева отмечено с 21 июня по 4 июля. Массовое цветение и сбор соцветий проходили в благоприятных погодных условиях.

Температура, градус

I II III I II III I II III I II III I II III

Отличительной особенностью погодных условий осеннего периода года было выпавшее в сентябре большое количество осадков (91,4 мм) при невысоких среднесуточных температурах (13,00С). В связи с этим, сбор растительного сырья был прекращен в первой декаде сентября (ГТК сентября – 2,0).

Период весенней вегетации 2012 года отличался повышенной температурой воздуха. Устойчивый переход среднесуточной температуры через 0 0С отмечен 30 марта, что на 5 дней раньше среднемноголетней даты. Среднемесячная температура воздуха (11,70С) и сумма осадков (39,1 мм) в апреле превышали среднемноголетние величины на 6,00 и 6,8 мм соответственно. Дата первого срока посева – 27 апреля. Температура третьей декады апреля (17,80) близкая к оптимальной (15-200) и достаточные запасы доступной влаги в почве (51 мм) способствовали появлению дружных, ранних всходов. Погодные условия сложились так, что разрыв между физической и биологической спелостью почвы и, соответственно, между первым сроком посева и вторым составил всего дня. Посев делянок второго срока проведен 1 мая, третьего – 9 мая. Первая и вторая декада мая отличились жаркой, сухой погодой. В первой декаде мая выпало всего 2,8 мм осадков, при этом дефицит по сравнению со среднемноголетним показателем составил 10,8 мм или 80%. Во второй декаде осадков не было.

Отсутствие осадков на фоне превышения температуры (в первой декаде на 2, и во второй на 5,40) отрицательно отразилось на всхожести календулы на вариантах третьего и, особенно, второго срока. Получение дружных всходов возможно только при хорошем обеспечении семян водой в первые 5-7 дней после посева (Четверня А.М., 1987). Единичные всходы на варианте второго срока появились на 10 день после посева, но сильно растянулся период до наступления фазы полных всходов. Прошедшие в начале третьей декады мая дожди обеспечили появление всходов на третьем сроке посева (на 18 день) и способствовали завершению фазы всходов на варианте второго срока. В связи с этим на варианте второго срока стеблестой оказался очень разновозрастным, что отразилось на наступлении последующих фенологических фаз. В таких условиях проявилось влияние регуляторов роста. Препараты Циркон и Альбит способствовали сокращению периода посев – всходы на 2 дня.

Сумма активных температур к моменту наступления фазы бутонизации для растений 1 срока посева составила 6930С; 2 срока – 5260С; 3 срока – 5640С, при ГТК – 0,7; 1,4; 1,1, соответственно.

Июль – месяц начала массового цветения растений календулы. В 2012 году для второй декады июля характерно превышение среднесуточных температур по сравнению со среднемноголетними показателями (на 2,1 0) и большое количество выпавших осадков (34,6 мм, что на 13,2 мм выше среднемноголетних показателей). Это способствовало хорошему нарастанию биомассы растений календулы, образованию побегов ветвления, на которых образовывались дополнительные соцветия. Сложившиеся гидротермические условия обеспечили сбор максимального количества сырья 27-30 июля у всех трех сроков посева.

Таким образом, определяющее влияние на изменение величины сбора сырья играет ни срок посева, а складывающиеся погодные условия.

Температура, градус

I II III I II III I II III I II III I II III

чем по среднемноголетним данным. Это не позволило вовремя осуществлять сбор сырья календулы, происходило завязывание семян и снизило фактическую величину урожая сырья.

В целом вегетационный период календулы в 2012 году можно охарактеризовать как благоприятный – сумма активных температур составила 21250С и ГТК – 1,4.

Метеорологические условия весной 2013 года складывались благоприятно. В третьей декаде апреля температура сложилась на уровне среднемноголетних значений, выпавшие осадки (45 мм), обеспечили хороший запас влаги в почве. Посев делянок первого срока был проведен 30 апреля, второго срока – мая, третьего – 9 мая. Благоприятно сложившиеся гидротермические условия для растений первого срока посева способствовали появлению ранних и дружных всходов (через 3-5 дней). Отсутствие осадков во второй декаде мая увеличило довсходовый период у растений второго и третьего срока посева от 6-7 до 9-10 дней соответственно. Это отразилось на густоте всходов, особенно, на делянках третьего срока посева. При применении регуляторов роста всходы появились на 1-2 дня раньше, чем на контрольных вариантах.

Температура, градус

I II III I II III I II III I II III I II III

Рисунок 3 – Погодные условия периода вегетации календулы,2013 г.

Погодные условия по срокам посева различались в период всходы – бутонизация, когда происходит закладка генеративных органов. Для растений первого и второго сроков посева этот период характеризовался как засушливый (ГТК – 0,7-0,6), для третьего срока – переувлажненный (ГТК – 1,5). Необходимо отметить, что в третьей декаде июля (период максимального формирования урожая сырья) прошли затяжные дожди (63 мм при 17 мм среднемноголетних данных), которые осложнили сбор сырья.

В целом период сбора сырья в 2013 году можно характеризовать как благоприятный (ГТК – 1,0).

На основании трех лет исследований выявлено, что для наступления фазы цветения растениям календулы требуется от 707 до 8290С при соответствующем количестве осадков (ГТК 0,8-1,1). Сбор сырья в зависимости от погодных условий заканчивается в конце августа - первой декаде сентября.

3 ОСОБЕННОСТИ РОСТА И РАЗВИТИЯ КАЛЕНДУЛЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

В связи с тем, что календула на территории Пензенской области в диком виде не произрастает, важно определить продолжительность вегетационного периода, даты наступления основных фаз развития, их продолжительность и потребность в сумме температур для их прохождения.

Определение дат наступления фенофаз лекарственной культуры необходимо также для выявления сроков осуществления приемов ухода и уборки, от которых во многом зависит уровень урожайности культуры и качество получаемого растительного сырья.

Пригодность сорта для возделывания в конкретной зоне и его хозяйственная ценность во многом определяются его биологическими особенностями, характером динамики определенных этапов развития и особенно продолжительностью его вегетационного периода (Кондратенко Е.П., 2004).

В.В. Глуховцев (2001), Н.Н. Мишин (2004) считают, что продолжительность всей вегетации и отдельных ее межфазных периодов определяется наследственными особенностями и в значительной мере зависит от условий среды: температуры почвы и воздуха, осадков, влажности воздуха и т.д.

Во многих работах и на разных культурах авторы отмечают зависимость длительности периодов вегетации от основных погодных факторов, при этом важную роль отводят срокам посева. При посеве в разные сроки семена и растения, естественно, попадают в разные условия произрастания. Изменение гидротермических факторов в период прохождения растениями календулы отдельных фаз развития при различных сроках посева влечет за собой наступление фенофаз в различные календарные сроки.

В проведенных исследованиях продолжительность периода вегетации календулы лекарственной составила в зависимости от года и срока посева 132- дней. Анализ продолжительности периода вегетации в целом, а также некоторых межфазных периодов при посеве в разные сроки показывает, что при более позднем сроке посева сокращается общий вегетационный период (до 6-14 дней в сравнении с ранним сроком посева) и период посев-цветение (до 3-9 дней).

Связь между тепловым режимом среды и поведением растений проявляется уже на самом первом этапе их жизни – в период прорастания семян и появления всходов. По данным Н.К. Ижик (1976), наиболее заметно такая связь проявляется в изменении продолжительности периода посев-всходы. По литературным данным этот период у календулы может варьировать от 6-12 (Хотин А.А., 1991) до 7-15 (Махов А.А., 1980) и до 19-26 дней (Ельчининова О.А., 2012).

В исследованиях в 2011 году продолжительность этого периода в зависимости от сроков посева изменялась незначительно. При первом сроке посева (29.04) единичные всходы отмечены на 9 день, а полные – на 11 день после посева (табл. 1). На втором (8.05) и третьем (14.05) сроке посева продолжительность периода посев-всходы составила 10 дней. Сумма активных температур при первом сроке составила 152°С и суммарное количество осадков, выпавших в этот межфазный период – 6,7 мм, при втором – 136°С и 4,0 мм, при третьем сроке посева – 159°С и 2,1 мм. Несмотря на то, что среднесуточная температура (15,8°С, которая является оптимальной температурой прорастания) в период прорастания семян третьего срока посева была выше температуры периода прорастания семян во время первых двух сроков посева (13,8°С и 13,6°С, что ниже оптимальной температуры прорастания), продолжительность периода посев-всходы не отличалась от двух предыдущих. Это явилось следствием недостатка влаги в почве из-за незначительного количества выпавших осадков после посева (2,1 мм) и потери влаги из верхнего слоя почвы из-за сильных ветров и дополнительной предпосевной обработки почвы (культивации) (прилож. 3).

Действие регуляторов роста Циркон и Альбит проявилось на варианте первого срока посева, они способствовали появлению всходов на один день раньше.

Таблица 1 – Сроки наступления и продолжительность фенологических фаз календулы в зависимости от регуляторов роста и сроков посева, 2011 г.

Примечание: числитель – дата наступления фазы; знаменатель – продолжительность, дней Фаза бутонизации в 2011 году наступила через 34-39 дней после появления всходов. В этой фазе продолжается рост надземной части календулы. Продолжительность периода всходы-бутонизация изменяется в зависимости от изучаемых факторов и сложившихся погодных условий. При первом сроке посева необходимая для наступления фазы бутонизации сумма температур составила 5590С, сумма осадков – 43,2 мм. Бутонизация наступила на 39 день. На вариантах второго срока посева – на 37 день. Увеличение суммы температур при третьем сроке до 6220С в условиях достаточной обеспеченности влагой (ГТК – 0,9), сократило период всходы - бутонизация на 5 дней по сравнению с первым сроком. Обработка семян препаратом Циркон сокращала межфазный период при первом сроке посева на 3, на втором и третьем – на 2 дня. Альбит сократил период всходы - бутонизация на 1-2 дня.

Начало фазы цветения в 2011 году отмечено через 41-47 дней. Период всходы-цветение при задержке срока посева сокращался, при этом дружность начала цветения увеличилась, что отразилось на величине первого сбора сырья.

Действие регуляторов заметнее проявилось при первом сроке посева, особенно на варианте с Цирконом. Цветение наступает на 5 дней раньше, чем на контрольном варианте. При третьем сроке посева регуляторы сработали одинаково, цветение календулы отмечено на 3 дня раньше контроля.

Продолжительность сбора соцветийкалендулы в 2011 году в зависимости от срока посева составила 60-67 дней. Последний учет был проведен 30 августа.

Дождливая погода сентября не позволила вовремя осуществлять сбор соцветийкалендулы, происходило завязывание семян, что снижало фактическую величину урожая соцветий. По требованиям соцветиядолжны собираться сухими.

В 2012 году погодные условия способствовали появлению дружных всходов на 8 день на варианте первого срока посева (27.04) (табл. 2). Однако, отсутствие осадков на фоне превышения температуры (в первой декаде на 2,7 и во второй на 5,40) отрицательно отразилось на всхожести календулы на вариантах третьего (9.05) и особенно второго (1.05) срока. Единичные всходы на варианте второго срока появились на 10 день после посева, но сильно растянулся период до наступления фазы полных всходов.

Прошедшие в начале третьей декады мая дожди, обеспечили появление всходов на третьем сроке посева (на 18 день) и способствовали завершению фазы всходов на варианте второго срока. Стимулирующее действие препаратов Циркон и Альбит проявилось на растениях второго и третьего срока посева.

Циркон сокращал довсходовый период на 2 дня, Альбит на 1-2 дня.

Таблица 2 – Сроки наступления и продолжительность фенологических фаз календулы в зависимости от регуляторов роста и сроков посева, 2012 г.

Контроль 5.05/ 8 15.06/ 40 27.06/ 52 1.10/ 148 27.06-12.09/ Циркон 5.05/ 8 12.06/ 37 22.06/ 47 1.10/ 148 22.06-12.09/ Альбит 5.05/ 8 13.06/ 38 24.06/ 49 1.10/ 148 24.06-12.09/ Контроль 25.05/ 24 25.06/31 7.07/ 43 11.10/ 139 7.07-12.09/ Циркон 23.05/ 22 20.06/ 26 2.07/ 38 11.10/ 141 2.07-12.09/ Альбит 24.05/ 23 22.06/ 28 4.07/ 40 11.10/ 140 4.07-12.09/ Контроль 27.05/18 27.06/ 31 9.07/ 43 13.10/ 138 9.07-12.09/ Циркон 25.05/ 16 24.06/ 28 5.07/ 39 13.10/ 138 5.07-12.09/ Альбит 25.05/ 16 25.06/ 29 6.07/ 40 13.10/ 138 6.07-12.09/ Примечание: числитель – дата наступления фазы; знаменатель – продолжительность, дней В 2012 году по вариантам опыта сильно различался по продолжительности межфазный период всходы – бутонизация (26-40 дней). Минимальным он был на варианте – второй срок посева + Циркон, максимальным на контрольном варианте первого сока посева. При поздних сроках посева независимо от применяемых препаратов фаза бутонизации наступает раньше на 9 дней. Сумма активных температур к моменту наступления фазы бутонизации для растений 1 срока посева составила 724; 2 срока – 773; 3 срока – 7410С, при ГТК – 0,8; 1,1; 1,1 соответственно.

Начало фазы цветения в 2012 году отмечено через 38-52 дня после появления всходов (конец июня - начало июля). На продолжительность фазы всходы - цветение оказывали влияние и сроки посева и регуляторы. Отодвигание срока посева сокращает межфазный период бутонизация - цветение и приближает цветение на 9 дней, применение регуляторов – на 3-5 дней, причем действие Циркона более выражено.

Период сбора соцветийсоставил по срокам посева: 1 срок – 80 дней, срок – 70, 3 срок – 67 дней. На вариантах с использованием Циркона и Альбита этот период увеличивался. Последний сбор соцветийпроведен 12 сентября.

Вегетационный период сокращался от первого срока к третьему и составил – 148, 140, 138 дней соответственно.

В 2013 году при первом сроке посева (30.04) гидротермические условия сложились так, что всходы календулы появились в среднем по вариантам на четвертый день (табл. 3). Быстрому их появлению способствовали высокие дневные температуры третьей декады апреля, выпавшие перед посевом осадки (45 мм в 3 декаде апреля) и достаточное количество влаги в почве (26,8%) (прилож. 2, 3). Средняя температура периода посев-всходы составила 14,60С (близкая к оптимальной).

По данным Г.Ф. Никитенко (1976)постоянная оптимальная температура не обеспечивает самого быстрого прорастания. Периодические изменения температуры действуют стимулирующим образом. Следовательно, разница между дневными и ночными температурами положительно влияет на прорастание.

Именно такой температурный режим сложился при прорастании семян первого срока посева. Днем температура поднималась до +20-250С, а ночью опускалась до –1…50С.

При втором сроке посева (4.05) всходы появились на седьмые сутки. И хотя средняя температура довсходового периода практически не отличалась (14,20С), но отсутствие осадков отразилось на влажности почвы (22%). Повышение среднесуточной температуры (17,20С), при очень высоких дневных 29С, отсутствие осадков во второй декаде мая (0,2 мм), проведение дополнительной предпосевной обработки почвы привело к удлинению до 9 дней периода посев-всходы при третьем сроке посева (9.05) по сравнению с двумя первыми сроками. Применение регуляторов роста повышало энергию прорастания и сокращало довсходовый период при первом сроке посева на 2 дня по сравнению с контролем, на вариантах второго и третьего срока посева разница была в один день. Различий между препаратами не выявлено.

Таблица 3 – Сроки наступления и продолжительность фенологических фаз календулы в зависимости от регуляторов роста и сроков посева, 2013 г.

Контроль 5.05/5 17.06/43 25.06/51 27.09/145 25.06-31.08/ Циркон 3.05/3 15.06/43 22.06/50 27.09/147 22.06-31.08/ Альбит 3.05/3 15.06/43 22.06/50 27.09/147 22.06-31.08/ Контроль 11.05/7 20.06/40 25.06/43 27.09/139 25.06-31.08/ Циркон 10.05/6 18.06/39 23.06/43 27.09/140 23.06-31.08/ Альбит 10.05/6 19.06/40 24.06/43 27.09/140 24.06-31.08/ Контроль 19.05/10 27.06/39 2.07/44 27.09/131 2.07-31.08/ Циркон 18.05/9 24.06/36 30.06/42 27.09/132 30.06-31.08/ Альбит 18.05/9 25.06/37 30.06/43 27.09/132 30.06-31.08/ Примечание: числитель – дата наступления фазы; знаменатель – продолжительность, дней Фаза бутонизации наступала на 36-44 день (15-27 июня) после появления всходов, продолжительность межфазного периода сокращалась от первого срока посева к третьему. Независимо от регуляторов роста при третьем сроке посева отмечено более раннее (на 6 дней) появление бутонов на растениях по сравнению с первыми двумя сроками. На первых двух сроках посева влияния регуляторов не отмечено. Действие регуляторов роста на растения календулы проявилось при третьем сроке посева, когда они способствовали более раннему появлению бутонов: Циркон – на 3, Альбит – на 2 дня по сравнению с контролем.

Наступление фазы цветения по вариантам отмечено через 42-51 день после появления всходов (третья декада июня – начало июля). На продолжительность межфазного периода всходы - цветение оказали влияние и сроки посева и регуляторы. У растений первого срока этот период был более продолжителен и составил в среднем 50 дней. Второй и третий сроки по продолжительности не различались (43 дня). Влияние регуляторов проявилось при третьем сроке посева – на вариантах обработанных препаратами Альбит и Циркон цветение наступало на 1-2 дня раньше, чем на контроле.

Период сбора соцветий различался по срокам посева. Последний учет сырья проведен 31 августа, т.к. из-за сырой дождливой погоды сентября сбор соцветий на всех вариантах был прекращен. Продолжительность сбора зависела от срока наступления фазы цветения и составила на первом сроке посева – 70, на втором – 69, на третьем – 60 дней. На вариантах с применением регуляторов роста период сбора был на 2-3 дня продолжительнее, за счет начала более раннего цветения. Вегетационный период в 2013 году составил в зависимости от срока посева от 132 до 146 дней и уменьшался от первого срока к третьему.

В результате проведенных исследований выявлено, что наступление фенофаз и продолжительность межфазных периодов у календулы зависит от погодных условий, сроков посева и применяемых регуляторов. Фаза цветения в зависимости от погоды и срока посева может наступать с 25 июня по 9 июля. В среднем за три года, независимо от сроков посева, регуляторы ускоряют наступление бутонизации и цветения на 2-3 дня, увеличивают период сбора соцветий на 3-4 дня.

Таблица 4 – Продолжительность межфазных периодов календулы Таким образом, за годы исследований при выращивании календулы в условиях Пензенской области на фоне естественного плодородия почвы, в среднем по вариантам опыта вегетационный период лекарственной культуры составил 145 дней с потребностью в сумме активных температур 23520 и ГТК – 1,1. Средняя продолжительность сбора соцветий – 67 дней.

3.2 ПОЛЕВАЯ ВСХОЖЕСТЬ И СОХРАННОСТЬ РАСТЕНИЙ

Важнейшим элементом посева является число растений на единице площади, которое меняется в течение всего вегетационного периода. Фаза всходов является определяющей в формировании числа растений на единице площади, т.к. не все высеянные семена дают жизнеспособные проростки, что отражается на показателе полевой всхожести – отношении числа всходов к числу высеянных всхожих семян.

В наших исследованиях выявлено колебание полевой всхожести календулы по годам и вариантам от 73 до 94% (табл. 5). Наиболее благоприятным был 2013 год (90%). В 2012 году отмечена низкая полевая всхожесть – 83%, что связано с отсутствием осадков и высокой среднесуточной температурой в период появления всходов при втором и третьем сроках посева. По данным Е.В. Карпинской (2008), в жарких и засушливых условиях всхожесть семян календулы может резко снижаться до 35%.

Прорастание семян невозможно до тех пор, пока они не впитают определенное количество воды, необходимое для метаболической активности. На самых ранних этапах набухания скорость поступления в ткани семян воды определяется не столько их жизненным уровнем, сколько их химическими и физическими свойствами. При набухании семян происходит высвобождение веществ из связанных форм на фоне проникновения в субстрат молекул воды, что активирует этапы водопоглощения. Водопоглощающая способность календулы лекарственной составляет 57,3%, водоудерживающая – 80% (Воскресенская О.Л., 2009).

Таблица 5 – Полевая всхожесть и сохранность растений календулы посева 2011 г. 2012 г. 2013 г. среднее 2011 г. 2012 г. 2013г. среднее 1 срок посева 2 срок посева 3 срок посева в среднем Примечание: К – контроль, Ц – циркон, А – Альбит В исследованиях при посеве во второй и третий сроки полевая всхожесть снижалась на 4-5%, скорее всего, из-за повышенной температуры в дневные часы и пересыхания верхнего посевного слоя. Н.К. Ижик (1976) приводит данные опыта, где над семенами была сухая почва, и всходы не появились независимо от влажности почвы в зоне расположения зародышевых корешков. Причиной снижения полевой всхожести может быть также то, что посев проводился некалиброванными семенами. Семена разных фракций по-разному реагируют на влажность почвы. В засушливых условиях второго и третьего сроков посева относительно высокую всхожесть имеют семена крючковидной и ладьевидной фракции. В отношении мелкой крючковидной фракции это можно объяснить малым количеством влаги, необходимым для прорастания этих мелких семян, в отношении ладьевидной фракции – наличием широких «крыльев», улучшающих контакт семян с почвой.

Также с прогреванием почвы активизируется деятельность патогенов и подгрызающих совок, которые наносят существенный вред проросткам (Кадамшоев М.М., 1996).

Положительное влияние на полевую всхожесть оказывали регуляторы роста. Одинаково сработали препараты в 2011 и 2012 годах. Циркон независимо от сроков посева повышал всхожесть на 8%, Альбит – на 4-5%. В 2013 году – Циркон на 4%, Альбит на 1%. В среднем за три года всхожесть от применения Циркона повышалась на 7%, Альбита – на 3% по сравнению с контрольным вариантом. Во все годы исследований эффективность регуляторов повышалась от первого срока к третьему.

Нами отмечена способность календулы давать полноценные всходы в течение продолжительного периода времени и при благоприятно сложившихся условиях формировать урожай.

На урожайность растительного сырья оказывает определенное влияние сохранность растений календулы к моменту сбора соцветий (табл. 5). Этот показатель в зависимости от вариантов опыта колебался от 91 до 98%. На протяжении периода вегетации во все годы исследований имело место незначительное выпадение растений по тем или иным причинам. Частичная гибель растений отмечена в момент всходов – повреждение подгрызающими совками и при травмировании растений во время обработок междурядий.

Самая низкая сохранность растений к моменту сбора сырья отмечена в 2012 году. Сохранность растений первого срока посева была выше на 2%. Применение Циркона повышало устойчивость к неблагоприятным факторам и сохранность растений на 3%, Альбита – на 2%.

Полученные в опыте данные показывают, что значительная часть высеянных семян календулы не участвует в формировании урожая: 7-21% (в среднем 14%) не реализуется при формировании всходов, а 3-8% от уже взошедших растений (в среднем 5%) погибают в течение вегетации (табл. 6). Причем процессы изреживания меньше проявляются при использовании регуляторов роста.

Таблица 6 – Изреживание посевов календулы в процессе вегетации, % 1 срок посева 2 срок посева 3 срок посева Из полученных данных следует, что полевая всхожесть и сохранность растений календулы зависела от условий произрастания, сроков посева и регуляторов роста.

3.3 ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОСЕВОВ

Фотосинтез – важный в качественном и количественном отношении процесс, происходящий в растениях. Урожай определяется размерами ассимиляционной поверхности, продолжительностью и интенсивностью ее работы (Ничипорович А.А., 1970).

На рост, развитие и размер листовой поверхности большое влияние оказывают биологические особенности культуры, условия произрастания, приемы возделывания и другие факторы. Специализированный орган фотосинтеза – лист. Фотосинтетическая активность посевов зависит от его функционирования. В момент цветения на одном растении календулы формируется 15-26 листьев разного возраста (табл. 7).

Максимальное количество листьев отмечается в фазу цветение - плодообразование, т.к. в это время необходимо большое количество питательных веществ, идущих как на цветение, так и на завязывание семян. Масса листьев при этом составляет по вариантам 55-60 % от общей надземной массы (Ляшенко Д.З., 1995; Григорьева Н.А., 2003).

В исследованиях количество листьев на растении и их масса зависели и от погодных условий года и от изучаемых факторов (табл. 8, прилож. 4-6). Более благоприятные для формирования листового аппарата погодные условия сложились в 2012 году. Среднее по вариантам количество листьев составило 23,9 штук, а средняя сухая масса листьев с одного растения – 4,0 г. Минимальные показатели отмечены в 2011 году. В фазу образования розетки различия по количеству листьев и их массе незначительны. Реакция растений на складывающиеся гидротермические условия проявляется к фазе бутонизации. В 2011 году количество и масса листьев в этот период составили 11,8 шт. и 2,8 г, в 2012 г.

– 14,8 и 3,4, в 2013 г. – 13,3 шт. и 3,1 г соответственно. Та же тенденция сохраняется по годам и в фазу цветения. К этому времени показатели достигают максимальных значений, увеличиваясь по количеству в 1,6-1,7 и по массе в 1,2 раза.

Причем рост количества листьев идет более интенсивно, чем их масса.

Таблица 7 – Количество и масса листьев одного растения календулы Срок Регулятор посева роста кол-во, масса, кол-во, масса, кол-во, масса, Во все годы исследований на количество листьев и их массу оказал влияние срок посева. Если в момент образования розетки листьев разница по вариантам проявляется незначительно, то в фазу бутонизации и, особенно, в фазу цветения различия по срокам посева становятся более заметными. В среднем за три года на вариантах первого срока посева сформировалось 23,9 шт. листьев при их общей массе 3,8 г, на вариантах второго срока – 21,7 шт. и 3,5 г, третьего – 20,2 шт. и 3,6 г (табл. 8). На первом сроке посева при большей густоте стояния растений наблюдается измельченность листьев при большем их количестве. Растения второго и третьего срока посева отличались более крупными листьями, что объясняется большей площадью питания растений и улучшением условий освещенности.

Таблица 8 – Количество и масса листьев одного растения календулы Срок Регулятор посева роста кол-во, масса, кол-во, масса, кол-во, масса, По всем фазам развития проявляется рост стимулирующее влияние препаратов Циркон и Альбит. В среднем за три года максимальное количество листьев и их масса образуется в фазу цветения на варианте при сочетании первого срока посева и применения препарата Циркон и составило 24,7 шт. и 4,0 г.

Эффективность препарата по сравнению с контролем несколько увеличивается на третьем сроке (16,2 и 11,8%) и особенно на втором (17,8 и 12,1%). Влияние препарата Альбит на показатели ниже, но тенденция по срокам посева сохраняется. Независимо от сроков посева препарат Циркон увеличивает количество листьев на одном растении на 12,7%, их массу на 11,8%, Альбит – на 8,3 и 8,8% соответственно.