Продуктивность лекарственного сырья и семян календулы лекарственной сорта Компактная в условиях лесостепной зоны Омской области

В статье представлены пятилетние результаты полевых исследований календулы лекарственной сорта Компактная. Изучены три способа посева. Выявлены биологические особенности изучаемого вида в условиях Омского Прииртышья. За годы опытов урожайность лекарственного сырья (соцветий) в воздушно-сухом веществе варьировала от 2,2 до 7,3 ц/га, семян от 1,8 до 8,0 ц/га.

Ключевые слова: Календула лекарственная (Calendula officinalis L.), сорт Компактная, особенности биологии, способы посева, полиморфизм соцветий, разнокачественность (гетерокарпность) семян, продуктивность лекарственного сырья и семян.

Особое место среди огромного видового разнообразия покрытосеменных растений занимают лекарственные растения. Они встречаются повсеместно и благодаря широкому распространению, доступности, ценным свойствам, используются человеком издавна. Лекарственные препараты из растительного сырья составляют около 40 % всех лекарственных средств. Ценность лекарственных средств на основе биологически активных веществ растений заключается в том, что они действуют более щадяще, чем препараты химического и микробного происхождения, хорошо переносятся организмом, малотоксичные и редко оказывают побочное действие на организм [1,3].

Наиболее распространенным и востребованным видом из лекарственных растений является календула лекарственная, или ноготки из семейства Астровые (Asteraceae). В Европе этот вид занимает второе место, из возделываемых лекарственных растений, уступая лишь ромашке. В России, календулу лекарственную, в силу уникальной экологической пластичности, можно выращивать во всех природно-климатических зонах, где ведется современное земледелие [1,2,5].

Анализ литературных источников связанных с исследованием календулы лекарственной на лекарственное сырье и семенную продуктивность, показал, что этот вид крайне слабо изучен в отношении биологических особенностей и технологических вопросов с учетом климатических и почвенных условий отдельных территорий.

Посевные площади под календулой лекарственной далеко не обеспечивают все возрастающий спрос фармацевтической отрасли в высококачественном лекарственном сырье. Удовлетворить потребности возможно двумя путями: экстенсивным — за счет привлечения новых площадей под посевы календулы, что, несомненно, позволит увеличить объемы лекарственного сырья, но в значительной степени повысится себестоимость, такой путь на современном этапе развития сельского хозяйства вряд ли заинтересует сельскохозяйственного производителя. Второй путь — интенсивным — его составляющими являются: внедрение новых продуктивных сортов с высоким качеством лекарственного сырья, семеноводство, изучение биологических особенностей, разработка и испытание агроприемов возделывания календулы лекарственной в конкретных природно-климатических условиях. Этот путь экономически более эффективный менее затратный и позволяет на той же площади существенно увеличить выход лекарственной продукции календулы.

Учитывая актуальность вопроса и перспективность вида календулы лекарственной с цель возделывания на лекарственное сырье и семена была поставлена задача изучить — биологические особенности и отдельные приемы технологии, на примере, сорта Компактная в условиях Омского Прииртышья. В статье представлены результаты исследований за пять лет (2009–2013гг.).

Опыты проведены по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Учетная площадь делянки составляла — 1 кв. м. Повторность вариантов в опыте — трехкратная. Расположение делянок — рендомизированное. Изучено три способа посева с междурядьем: 30,45 и 60 см.

Погодные условия в годы исследований различались между собой по увлажнению и температуре воздуха и позволили объективно оценить варианты и в целом календулу лекарственную. За период опытов, благоприятными годами по соотношению осадков и температуры воздуха, а также времени воздействия этих факторов на определенные фенологические фазы в развитие растений календулы, следует считать: 2009 и 2011 годы. К неблагоприятным или умеренно неблагоприятным относятся 2010,2012 и 2013 годы.

Наши исследования были направлены на выявление биологических особенностей и хозяйственных признаков календулы лекарственной при возделывании на лекарственное сырье и семена в Омской области.

Установлено, что календула лекарственная вступает в фазу полного цветения через 30–40 дней после всходов, по календарным датам — вторая-третья декада июля. Отмечено, что сроки цветения в определенной степени находятся в зависимости от погодных условий. Жаркая погода без осадков укорачивает период от всходов до полного цветения, а влажная и прохладная этот период удлиняет. Стебель ноготков постоянно ветвится, на конце каждого побега формируется соцветие, что обеспечивает продолжительный период цветения — фактически до октября. Особенность календулы проявляется и при формирование и созревание семян. Начало образования семян отмечено, в третьей декаде июля, а созревание всех семян на растении в конце сентября. Это обстоятельство является важным при планировании сроков уборки календулы на семена.

Соцветия календулы лекарственной отличаются большим размахом полиморфизма. Особенно заметны и различимы такие признаки как размер и махровость соцветий. Так за годы опытов у сорта Компактная размер соцветий колебался в диапазоне от 2 до 5 см.

Широкий размах варьирования наблюдали и по признаку — махровость (Табл. 1).

Таблица 1

Махровость соцветий календулы лекарственной сорта Компактная (в среднем за 5 лет)

Махровость определяется соотношением видов цветков в соцветии (язычковых и трубчатых). Соцветия с 2–3 рядами язычковых цветков относят к немахровым формам, чем больше кругов с язычковыми цветками, тем выше махровость. Установлено, что махровость влияет на качество лекарственного сырья, в значительной степени улучшая его [1,4]. За годы опытов, способы посева на махровость соцветий значительного влияние не оказали, в большей степени повлияли погодные условия и в особенности условия которые складывались во второй половине вегетации Отмечено, что если в неблагоприятные годы во второй половине лета устанавливается погода теплая с умеренным увлажнением, то махровость соцветий увеличивается и в значительной степени может превышать в процентном отношении немахровые корзинки. Наглядными в этом отношении могут быть вегетационные периоды 2012 и 2013 годов. В 2012 году июнь и июль были очень жаркими и сухими, август и сентябрь теплыми и умеренно увлажненными, сорт календулы Компактная в среднем по всем вариантам сформировал немахровых соцветий 19 %, махровых соответственно — 81 %. В 2013 году первая половина лета характеризовалась как холодная и очень сухая, а вторая половина была теплой и умеренно увлажненной, соотношение немахровых и махровых соцветий составило соответственно 36 и 64 %.

За пять лет исследований в среднем по всем вариантам махровых корзинок у календулы сформировалось на 6,8 % больше, чем немахровых. По вариантам выявлена тенденция: с увеличением ширины междурядий махровость соцветий снижается.

Урожайность это комплексный показатель, который позволяет наиболее объективно оценить и проанализировать результаты исследований. Урожайность лекарственного сырья (соцветий) в воздушно-сухом состоянии сорта Компактная по вариантам и по годам представлена в табл. 2

Таблица 2

Урожайность соцветий календулы лекарственной сорта Компактная (в воздушно — сухом веществе), ц/га

Учет урожая лекарственного сырья проводили ручным способом, он позволяет наиболее полно осуществлять сбор соцветий, оставшиеся корзинки на растении, даже частично, образуют семена, вызывая снижение урожайности и завершение вегетации.

В зависимости от года, в течение вегетационного периода проведено 5–9 сборов соцветий. Наиболее продуктивные второй и третий сборы (конец июля — середина августа). В это время формируется 50 % всего урожая лекарственного сырья.

Урожайность соцветий в воздушно-сухом состоянии по годам и по вариантам варьировала от 2,2 до 7,3 ц/г. Наиболее продуктивным был благоприятный 2011 год, средняя урожайность составила 6,1 ц/га. Установлено, что в отдельные неблагоприятные 2010 и 2012 годы урожайность соцветий календулы лекарственной была на уровне по сравнению с 2009 годом, когда погодные условия складывались благоприятно, для произрастания сорта Компактная, или даже превосходили. Продолжительный период цветения, биологическая особенность календулы, которая позволяет в какой-то степени сгладить влияние неблагоприятных факторов и сформировать урожай близкий к среднему. Систематическое и полное удаление соцветий (при сборе лекарственного сырья) способствует дополнительному ветвлению боковых побегов, на которых образуются соцветия, обуславливая обильное цветение, даже в осенний период вегетации, что увеличивает продуктивность растений.

Анализируя, способы посева сорта Компактная, выявлена незначительная тенденция повышения урожайности соцветий в связи с увеличением ширины междурядий. Следует признать, что широкорядный посев с междурядьем 60 см, лучший с производственной точки зрения, так как в этом случае все технологические операции, включая сбор соцветий, возможно, механизировать и свести ручной труд к минимуму.

Распространение и внедрение календулы лекарственной на поля сельскохозяйственных предприятий невозможно без производства семян и создания отрасли семеноводства. Полезными в этом плане будут результаты научных исследований по вопросам технологии выращивания этого вида в конкретных природно-климатических зонах.

Изучая, вопросы семенной продуктивности ноготков, важно выявить значимость признаков и свойств, которые определяют урожайность, исследуемого вида.

В таблице 3 представлены элементы структуры продуктивности растений календулы лекарственной сорта Компактная.

Таблица 3

Элементы структуры продуктивности растений сорта Компактная (в среднем за 5 лет)

Стебель календулы прямостоячий, часто от основания разветвленный, ребристый, покрытый короткими, жесткими, в верхней части железистыми волосками.

Высота растений за годы опытов варьировала от 35 до 65 см. В неблагоприятный год этот показатель в среднем по вариантам составил 38 см, в благоприятный- 62 см. За годы опытов высота растений сорта Компактная была 52 см. Отмечено, что на делянках с междурядьем 30 см растения ниже на 4–5 см, чем в других вариантах.

Наиболее важным показателем, который определяет урожайность, является число растений на единице площади. В нашем опыте, чтобы более достоверно оценить влияние способов посева, после всходов на делянке оставляли одинаковое количество растений (30 шт. на кв. м). В среднем за годы опытов, по изучаемым вариантам, за вегетационный период выпало 16 % растений, в результате на квадратном метре остается 25 шт. Наибольше количество выпавших растений, отмечено на делянках с междурядьем 60 см, погибло 23 %растений. В неблагоприятные годы, вследствие жестких условий (высокие температуры воздуха, недостаток влаги) сохранность растений к уборке составляет 43–76 %.

Биологической особенностью календулы лекарственной является ветвление стебля т.е. образование боковых побегов, на которых формируются соцветия, что позволяет в значительной степени увеличить потенциальные возможности, изучаемого вида по семенной продуктивности. В наших опытах, в среднем за годы исследований по всем вариантам на одном растении образовалось пять боковых побегов.

Число соцветий, в годы опытов по всем вариантам колебалось от 7 до18 шт., а в среднем составило 13 шт. на растение. Отмечено, что в благоприятном 2011 году растения календулы лекарственной имели невысокое число боковых побегов (4,3 шт. на растение), а число корзинок сформировалось наибольшее (17,7 шт. на растение). В очередной раз сказались биологические особенности календулы лекарственной, которые проявились в том, что на боковых побегах первого порядка образовались побеги второго, третьего порядка и т. д., где сформировались соцветия. По числу соцветий на растение выделился вариант с междурядьем 45 см (15,6 шт.)

У календулы лекарственной плоды представлены изогнутыми семянками. Из-за такой своеобразной ногтеобразной формы плодов они 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. Средние семянки дугообразные (ладьевидные), длиной 10–20 мм, светло-бурые, на спинке остробугорчатые, внутри килеватые. Внутренние семянки кольцевидные, длиной 5–10 мм, темно-бурые, со спинной стороны бугорчатые или шиповатые [1.2].

Учитывая разнокачественность семян и важность показателей элементов структуры продуктивности растения, таких как количество и масса семян, исследования провели со всеми типами семян. Результаты опытов представлены в табл. 4

Таблица 4

Количество и масса разнокачественных семян на растение у сорта Компактная (в среднем за 5 лет)

Ряд авторов в своих исследованиях установили: из трех видов семян, которые формируются в соцветии календулы наиболее ценными в хозяйственном отношении, являются внутренние. Они чаще имеют лучшую всхожесть, а также наиболее приспособлены для посева даже обычными зерновыми сеялками, в силу того, что семена относительно небольшого размера (до 1 см) и незначительно варьируют по размерам [1,2]. Это было еще одной причиной для проведения анализа соцветий календулы и выявления соотношений разных видов семян в корзинке.

Анализ полученных данных выявил, что в среднем за годы опытов по всем вариантам количество семян с растения было 220 шт., а их масса составила — 2,9г. Из трех изученных вариантов по рассматриваемым показателям лучший был с междурядьем 30 см, затем вариант с междурядьем 45см. Соотношение числа семян по их типам было в сторону внутренних, в процентном отношении они составляли 45 %, средние и наружные соответственно 30 и 25 %. Между вариантами, по типу семян различия были незначительные. В благоприятные годы просматривается тенденция увеличению числа семян внутреннего типа.

По массе процентное соотношение семян фактически было равным при незначительном снижении наружных, разница в 2 %. Отмечено, что лучшим был вариант с междурядьем 30 см, масса всех семян составила 3,14 г, у средних и внутренних типов семян этот показатель выше 1г.

Итоговый и наиболее объективный показатель при оценке вариантов в опыте это урожайность. Урожайность семян календулы лекарственной сорта Компактная представлена в табл.5

Таблица 5

Урожайность семян календулы лекарственной сорта Компактная, ц/га

Урожайность семян календулы лекарственной в среднем за годы опытов и по всем вариантам составила 4,9 ц/га. В благоприятном 2009 году, урожайность была 7,0 ц/га в неблагоприятном 2013 году — 1,8 ц/га. Из изучаемых вариантов, в среднем за пять лет, наибольший урожай получен в варианте, с междурядьем 45 см его величина составила 5,4 ц/га, на втором месте вариант с междурядьем 60 см. Максимальная урожайность получена в благоприятном 2011 году в варианте с междурядьем 45см — 8,0 ц/га, минимальная в неблагоприятном 2013 году, в варианте с междурядьем 30 см — 1,7 ц/га.

Календула лекарственная в силу своих биологических особенностей имеет большие потенциальные возможности по семенной продуктивности (высокая степень формирования боковых побегов 1, 2, 3 порядков на которых образуются корзинки; продолжительное цветение — до поздней осени, при цветении в середине августа и благоприятной осени семена не только формируются, но и вызревают). В условиях лесостепной зоны Омской области, биологическая урожайность календулы лекарственной в годы опытов составляла от12 до 17ц/га, а фактическая в лучшем случае от 6,0 до 8,0ц/га. Разница между фактической и потенциальной урожайностью в первую очередь связана с таким отрицательным свойством календулы, как осыпаемость семян. Осыпаемость семян обусловлена: во-первых — период цветения сильно растянут, а следовательно и семена созревают в разные сроки; во-вторых — созревшие семена слабо прикреплены к ложе корзинки и даже при легком механическом воздействии легко осыпаются.

По результатам исследований, при возделывании календулы лекарственной на лекарственное сырье и семена наиболее приемлемый способ посева широкорядный с междурядьем 45 или 60 см, в этом случае все приемы выращивания культуры можно механизировать.

Литература:

1.                  Загульменников, В. Б. Возделывание лекарственных растений в условиях Западной Сибири и Центрального Казахстана / Загульменников В. Б. и др.–Томск, Изд-во НТЛ,2001.– 196 с.

2.                  Исмагилов, Р. Р. Календула / Р. Р. Исмагилов, Д. А. Костылев — Уфа: БГАУ, 2000.– 102 с.

3.                  Полуденный, Л. В. Эфиромасличные и лекарственные растения./ под общ. ред Л. В. Полуденный, В. Ф. Сотник, Е. Е. Хлапцев.– М.: Изд-во Колос, 2002. — 140с.

4.                  Рукавчук, Л. Н. Цветы в вашем саду/ Л.Н Рукавчук–СПБ.:ИД «МиМ», 1998. — 258 с.

5.                  Шорин, Н. В.Изучение календулы лекарственной сорта Кальта в условиях Омского Прииртышья/Н. В. Шорин, А. Н. Крикливая//Лекарственные растения: Фундаментальные и прикладные проблемы: материалы I Междунар. науч. конф. (21–22 мая 2013г., г. Новосибирск/ Новосиб. гос. аграр. ун-т.- Новосибирск: Изд-во НГАУ,2013. –с.353–355.