Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВОЗДЕЛЬШАНИЯ КАЛЕНДУЛЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ И РОМАШКИ АПТЕЧНОЙ ПРИ МИНИМАЛЬНЫХ ЗАТРАТАХ РУЧНОГО ТРУДА, БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ

ВАК РФ 06.01.13, Лекарственные и эфирно-масличные культуры

Автореферат диссертации по теме "БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВОЗДЕЛЬШАНИЯ КАЛЕНДУЛЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ И РОМАШКИ АПТЕЧНОЙ ПРИ МИНИМАЛЬНЫХ ЗАТРАТАХ РУЧНОГО ТРУДА, БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ"

ъш./

На правах рукописи

ГРИГОРЬЕВА НАТАЛЬЯ АЛЕКСАНДРОВНА

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАЛЕНДУЛЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ И РОМАШКИ АПТЕЧНОЙ ПРИ МИНИМАЛЬНЫХ ЗАТРАТАХ РУЧНОГО ТРУДА» БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ

06.01.13 —Лекарственные и эфирно-масличные культуры

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва-2003 г

г

Диссертация выполнена в Великолукской государственной сельскохозяйственной академии

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Баннова З.В.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Кобозев И.В. кандидат сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник Конон Н,Т.

Всдушее учреждение: Санкт-Петербургский государственный аграрный университет

Защита состоится « 12 » мая 2003 г. в 14 часов на заседании ... тационного совета 71 (iii6.070.01 при Всероссийском научно-.овательском инст"- чретвенных и ароматических растений (ВИЛАР) по яттрр"^' ■ ■"■-ск;,^, ул. Грина, 7.

дссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИЛАР РАСХН по у; 117216 г. Москва, ул. Грина, 7.

•еферат разослан « ^ » 'и/и^к^2003 г.

Учены" с^уретарь

диссер а- л^ітс-то '.і- -.1 Л п !

кандщ^».* .. '< < ■■ \ >'•-Лственных наук

м в Кирцова

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Почти два десятилетия на Западе, в том числе в Германии, существуют и развиваются альтернативные хозяйства. Их количество быстро растет и составляет около 2 % от общего количества хозяйств. Хотя цены на продукты экологического производства в 2-3 раза выше, чем на продукты традиционного, налаженный рынок сбыта такой продукции и повышенный к ней спрос сглаживает эти ценовые различия (Шпаар, 1995),

В России последнее десятилетие начали осуществляться программы по интродукции в российскую сельскохозяйственную практику экологических методов сельскохозяйственного производства. Наибольшую сложность внедрения представляет создание устойчивого рынка сбыта сертифицированной экологической продукции. Однако уже сегодня, при существующих проблемах, в России есть главный потребитель продукции экологического земледелия - система здравоохранения, индустрия детского и диетического питания.

. Первыми в экологическом земледелии должны быть лекарственные культуры, имеющие высокие закупочные цены и часто простые по агротехнике возделывания. Лекарственные растения занимают значительное место в арсенале лечебных средств. Выращивание лекарственных культур в условиях экологического производства без применения средств химизации требует детального изучения их биологических особенностей и разработки отдельных приемов возделывания.

Для научных исследований нами были выбраны наиболее ценные лекарственные культуры, применяемые для производства галеновых препаратов, а именно календула и ромашка аптечная.

Цель и задачи исследований. Цель исследования - изучить биологические возможности календулы и ромашки аптечной формировать урожаи лекарственного сырья при минимальных затратах ручного труда на фоне естественного плодородия дерново-подзолистых почв Псковской области.

Основные задачи исследований:

- на основании биометрических, фотосинтетических критериев и продуктивности определить реакцию лекарственных растений на условия возделывания без применения средств химизации;

- определить конкурентные способности календулы и ромашки аптечной по отношению к сорнякам в условиях агроэкосистемы;

- установить оптимальные сроки и способы посева лекарственных культур в условиях экологического производства;

- провести комплексную экономическую оценку выращивания лекарственного растительного сырья календулы и ромашки аптечной в Псковской области и установить затратный механизм экологического производства.

Научная новизна. Вперв&е^^^ловйях Псковской области, изучены возможности использовдеШ^'^о^о^ёВДйййЩфйе^дулы и ромашки аптечной при выращивании без среЯИЛт^ствеиного плодородия дерново-

■ Инга, ^

подзолистых почв. Установлены оптимальные сроки и способы посева лекарственных культур, обеспечивающие снижение засоренности посевов и получение высоких урожаев. Определены возможности агроэкосистемы в условиях экологического производства.

Практическая значимость работы. На основе комплексной оценки на дерново-подзолистых почвах Псковской области в условиях экологического производства предложены оптимальные сроки и способы посева календулы и ромашки аптечной. Определены биологические возможности лекарственных культур в условиях агроэкосистемы. Изучены их конкурентные способности по отношению к сорнякам. Проведена экономическая оценка выращивания лекарственного растительного сырья. Установлен затратный механизм экологического производства лекарственных культур.

Реализация результатов исследований. Исследования проведены в соответствии с тематическим планом научно-исследовательской работы Великолукской ГСХА. Результаты исследований прошли производственную проверку и были внедрены в ОАО «Этюд» Великолукского района Псковской области на площади 1 га.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на международной научно-практической конференции, посвященной 25-летию Смоленского СХИ «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях» (Смоленск, 1999), на XXXIV Межвузовской научно-практической конференции «Наука - возрождению сельского хозяйства» (Великие Луки, 2001).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 151 странице машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов и предложений производству, списка литературы, приложений. Экспериментальный материал приведен в 26 таблицах и 11 рисунках. Список литературы включает 146 наименований, в том числе 11 иностранных источников. Дополнительный информационный материал приведен в 15 приложениях.

Условия и методика исследований. Исследования по выращиванию лекарственного растительного сырья при минимальных затратах ручного труда, без применения средств химизации, в условиях северо-запада России (Псковская область) проводились с 1997 по 2000 гг. на территории хозяйства «Этюд»,

сертифицированного в 1994 году организацией «ЭкоНива» как экологическое, с закладкой следующих опытов:

Опыт 1. Выращивание лекарственного растительного сырья календулы при разных способах посева Включает 3 варианта.

Вариант 1. Однострочный посев с междурядьями 30 см (контроль);

Вариант 2. Ленточный 4-х строчный посев с расстоянием между строчками 15 см, между лентами 60 см;

Вариант 3, Однострочный посев с междурядьями 45 см.

Посев календулы лекарственной осуществляли ручной сеялкой во вторую декаду мая. Общая площадь делянки — 57,8 м2, учетная - 50 м2.

Опыт 2. Выращивание лекарственного растительного сырья ромашки аптечной при разных сроках и способах посева. Представлен 9 вариантами (3 срока и 3 способа посева).

Фактор А. Способы посева:

- однострочный с междурядьями 45 см (контроль);

- ленточный 4-х строчный *с расстояниями между строчками 30 см, между

лентами 60 см;

- сплошной способ посева. Фактор В. Сроки посева;

весенний, во вторую декаду мая на глубину 1-1,5 см (контроль); озимый, во вторую декаду августа, поверхностно; подзимний, в третью декаду сентября - первую декаду октября.

Общая площадь делянки - 30 мг, учетная 24,5 м1.

Варианты в опытах размещались методом рендомизированных повторений, повторность 4-кратная.

Агротехника лекарственных культур общепринятая с сокращением прополок до одной в начальные фазы развития лекарственных культур и исключением применения средств химизации в соответствии со стандартами экологического агропроизводства (1РОАМ, ЭкоНива).

Почва опытных участков дерново-подзолистая, среднесугл инистая, содержание гумуса - 2%, подвижных форм фосфора - 58 - 60 мг/кг почвы, обменного калия - 137 - 160 мг/кг, рН (солевой вытяжки) 5,6 - 6,0.

Метеорологические условия в годы проведения исследований были неодинаковыми. Вегетационный период 1998 года характеризовался избыточным количеством осадков, 1999 - повышенной температурой воздуха при остром дефиците влаги, 1997 и 2000 гг. оказались типичными для Псковской области по количеству выпавших осадков и температурному режиму.

Методика исследований. 1. Агрохимический анализ почвы выполняли в проектно-изыскательской станции

агрохимслужбы «Великолукская» по общепринятым методикам г. Начало наступления фазы развития лекарственных культур определяли путем визуального осмотра 100 растений и установления данного периода у 10% лекарственных растений; з. Биометрические показатели роста и развития лекарственных растений определялись по методике Н.Н. Третьякова (1998).

* 4 Показатели фотосинтетической деятельности посевов календулы определяли

методом высечек (Ничииорович, 1955); у Учет засоренности проводили количественно-весовым методом (Доспехов, 1977);

6. Биологическую активность почвы определяли методом закладки аппликаций в 4-х повторностях (Никитенко, 1982);

7. Анализ элементов структуры урожая осуществляли по пробным снопам с 1 м1;

я. Учет фактической урожайности определяли путем уборки каждой делянки

вручную и специальными совками - гребенками; 9, Сушку соцветий проводили на каркасной сушилке с воздухоподогревателем

ВПТ-400 при температуре 40 °С; ю Качество полученных соцветий календулы и ромашки аптечной определяли в научно-исследовательском институте Фармации МЗ РФ (ГФ XI изд., вып,2, ст.7 и ГФ XI изд., вы п.2, ст. 5). Содержание токсичных веществ - в проектно-изискательской станции агрохимслужбы «Великолукская», и Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета программ Statistica 5.1. for Windows.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Рост и развитие календулы лекарственной в условиях экологического производства

Период вегетации календулы в Псковской области длился в среднем 137 дней с потребностью в сумме активных температур 2012 °С. За это время на одном растении в среднем по вариантам формировалось 40-50 листьев разного возраста с суммарной площадью 164,5 см1. На формирование листовой поверхности оказали влияние освещенность (г=0,88) и количество выпавших осадков (г=0,90).

Важным моментом при выращивании лекарственных растений на неудобренном фоне является реакция их на сложившиеся условия питания. Соотношение питательных веществ во многом определяло корреляцию между побегом и корнем. Исследования показали, что между этими признаками установлена сильно выраженная положительная сопряженность (г=0,98), что говорит о сбалансированном распределении питательных веществ в растительных тканях, и тем самым о благоприятных условиях питания в имеющейся агроэкосистеме.

Календула, как и большинство лекарственных растений, в начале вегетации росла относительно медленно, прибавляя 2 - 3 см за дека|ду (рис,1). Во второй половине вегетации (цветение) темп роста значительно увеличивался и составлял 7 — 10 см. Скорость роста корня в течение всего периода вегетации была равномерной, в среднем приросты составляли 2 см за декаду. Ростовые процессы шли вплоть до начала фазы отмирания. К этому моменту высота лекарственных растений в среднем достигала 40-45 см, а длина корня 15-18 см.

50 т

Рюеги днстьм Еутоннэщпя 1Двст«нне

Э Ленточный -1-х строчный посев

Плад>ообр*зв№ис Начало отмнраннл

...... Однострочный с нежл 30 см

ЕГгггЗОднострочиыЙ с межа. см ь "Ленточный,корень

Однострочный с межд. 30 см, корень ■ * т Однострочный с мелел, 45 см, корень

Рис, 1 Биометрические показатели роста и развития календулы (1997-2000 гг.)

На одном лекарственном растении в условиях Псковской области на фоне естественного плодородия почвы, по нашим наблюдениям, формировалось 10 - 15 соцветий в течение 65-70 дневного цветения. На формирование соцветий существенное влияние оказывала степень развития корневой системы (г=0,96). При посеве с междурядьями 45 см фактическая (5 г/растение) и биологическая (9,5 г/растение) продуктивность календулы на 15-20% была выше аналогичных показателей других вариантов.

Как показали проведенные опыты, календула лекарственная обладает высокой пластичностью и хорошо приспосабливается к существующим погодным и почвенным условиям Псковской области. Потенциальные возможности почв с исходными агрохимическими показателями опытных участков оказались приемлемыми для ее роста и развития.

2. Рост и развитие ромашки аптечной на фоне естественного плодородия Псковской области

В отличие от способов (г=0,05), сроки посева оказывали непосредственное влияние на продолжительность межфазных периодов (г=0,99). Период вегетации ромашки в условиях Псковской области при весеннем сроке длился .120 дней (1871 °С), при озимом -166 дней (2185 °С) и при подзимнем -143 дня (1899 °С).

При озимом посеве формировались растения высотой 40-55 см, что на 1020% выше растений других вариантов. Наиболее благоприятные условия для роста ромашки аптечной при всех сроках складывались в вариантах посева с междурядьями 45 см, где в среднем за годы исследований высота растения была на 5-7 см больше. Чем выше были растения, тем интенсивнее формировалась поверхностная корневая система, и, наоборот, у низкорослых растений интенсивнее развивалась глубоко проникающая корневая система.

Процесс роста наблюдался в течение всего периода вегетации ромашки агггечной, вплоть до начала отмирания, что соответствовало ее биологическим особенностям. В среднем до фазы цветения растения ромашки прибавляли 2-5 см за декаду, а после нее - 8-10 см. Приросты корня не превышали I см за декаду (рис.2). -

Озимый посев

1,2 у

г 1 ■■

д

о а 0,8 ■•

^ 0,6 --

Є ° о 0,-1 --

а. о

х и 0,2

0 --

1,2-

Є ^ о Л> 0,8 -■

о. *

Р € 0,6 -

£ 3 0,4 --

О с

0,2 т

0 --

розетедлистъеа БутоішЕшія цмтскне пдодоьбриоршномчіяоатмнракня

Подзимний посев

*

\л

И™* ¡Фч —

роаетк* днсть^я бутоннздцн* Посев с межд, 45 см, лобег

цветение іигожк>брдовмн«ач«ло сгтмирікм 4-х стрснмьА посев,

С^'.і'^Л Сплошной посс». побег Пасс» с ме*д. 45 см,

# 1 ЛекгочкыЙ 4-* строчный посев, корень * ♦ * Сплошной посев» иорень

0,2 ода 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 о

побег

5 Ь

И

§ в

II

и

Рис.2 Абсолютная скорость роста ромашки аптечной (1997-2000 гг.)

При весеннем сроке абсолютная скорость роста растений была в 2-3 раза выше, чем при других сроках посева. На наш взгляд это объясняется сокращенными межфазным и периодами ромашки, посеянной в мае.

Степень развития корневой системы оказывала влияние на процесс образования соцветий ромашки аптечной (г=0,58). Посевы с междурядьями 45 см при всех сроках посева способствовали формированию на одном растении 4-6 соцветий, общей массой 0,2-0,3 г, сплошные посевы - трех соцветий массой 0,1 г. Продолжительность цветения одного цветка ромашки 6-8 дней. В среднем при озимом сроке на растениях ромашки в период цветения распускалось на одно - два соцветия больше и эти соцветия были в среднем на 20-45% тяжелее, чем в других вариантах. При недостатке влаги в почве снижалась интенсивность цветения, количество и масса соцветий, ускорялся процесс созревания.

При выращивании с использованием экологических методов производства лекарственные растения ромашки аптечной максимально использовали свой биологический потенциал. Однако, в отличие от календулы лекарственной, ромашка более требовательна к условиям произрастания, как погодным, так и агротехническим.

Коэффициент экологического соответствия календулы и ромашки аптечной условиям выращивания Псковской области (коэффициент корреляции между продуктивностью культуры и показателем отклонений метеусловий от среднемноголетних данных) имеет высокий показатель по влагообеспеченности (0,72) и низкий - по температурному режиму (0,33). Предположительно это говорет о том, что засушливое лето может поставить под вопрос эконом ¡и ее кую целесообразность выращивания этих лекарственных культур в данной зоне северо-запада России.

3. Формирование урожая лекарственного сырья календулы при разных

способах посева

Фотосинтетическая деятельность посевов.

Урожай лекарственного сырья определяется степенью развития фотосинтетического аппарата, продолжительностью и интенсивностью его работы. Для выбора оптимального способа посева на фоне естественного плодородия дерново-подзолистых почв было важно определить, как растения используют свои потенциальные возможности для формирования листовой поверхности и образования органического вещества.

Максимальная площадь листьев формировалась в фазу плодообразования календулы, что было связано с необходимостью обеспечения органическим веществом лекарственных растений при дальнейшем созревании семян и многократном сборе соцветий (рис 3).

Способы посева оказывали существенное влияние на значения площади листьев (г=0,88) и фотосинтетического потенциала (г=0,74).

розетки лнсть»

~ ♦ " ленточный 4-х строчный — С междурядьями 3!) СМ

——йг~—с междурядьям» 45 см

Рис. 3 Динамика формирования листовой поверхности календулы лекарственной

Фотосинтетический потенциал (ФП) - комплексный показатель, учитывающий размеры и продолжительность фотосинтетической деятельности

растений (табл. 1),

Таблица 1

_Фотосинтетические показатели посевов календулы лекарственной_

Показатели Год Посев с междурядьями 30 см Ленточный 4-х строчный посев Посев с междурядьями 45 см

Площадь листьев, тыс.м2/га 1997 12,43 16,44 11,91

1998 18,72 37,08 17,78

1999 12,91 10,63 12,96

2000 14,42 22,78 14,95

Сред. 14,62 21,73 14,40

Ф отоси нтетиче ски й потенциал, млн, м2/га сут 1997 1,45 2,47 1,02

1998 3,20 3,77 2,80

1999 1,96 1,45 1,81

2000 1,69 3,26 2,39

Сред. 2,07 2,74 2,01

Чистая продуктивность фотосинтеза, кг/тыс. м2/га сут 1997 0,71 0,45 0,96

1998 0,46 0,34 0,56

1999 0,46 0,59 0,68

2ОО0 0,54 0,38 0,49

Сред. 0,54 0,44 0,67

Между ФП и площадью листьев установлена тесная корреляция (г=0,81). ФП был максимальным при ленточном 4-х строчном посеве (2,74 млн, мг/га сут) при максимальной листовой поверхности (21,73 тыс. мг/га). Значения чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) при этом посеве были наименьшими, т.к. с увеличением ассимиляционной поверхности усиливалось взаимное затенение листьев в посеве, снижалась их продуктивность.

Между площадью листьев, ФГГ и урожайностью лекарственного растительного сырья календулы была установлена средне выраженная положительная сопряженность (г=0,67 н 0,64), между ЧПФ и урожайностью -отрицательная (r=-0,31).

Конкурентоспособность календулы лекарственной.

Для определения конкурентных способностей календулы нами были проведены наблюдения за количественно-видовым составом сорняков и соотношением абсолютно-сухой массы сорняков и лекарственной культуры по фазам ее развития.

Видовой состав сорняков в посевах календулы был разнообразен. На долю малолетних сорняков приходилось в среднем: при ленточном 4-х строчном посеве -69 % от общего количества сорняков, при посеве с междурядьями 30 и 45 см - 56 % и 59% соответственно (рис, 4).

Малолетние были представлены тремя группами: эфемеры (зведчатка средняя -Stelaria media), яровые ранние (торица обыкновенная - Spergula vulgaris; марь белая - Chenopodium album; горец птичий - Polygonium aviculare, горец шероховатый Polygonium scabrum, пикульник обыкновенный Galeopsis speciosa) и зимующие сорняки (пастушья сумка - Capselia bursa pastoris, ярутка обыкновенная -Thlaspi arvense). Многолетние сорняки были представлены корнеотпрысковыми (сурепка обыкновенная - Barbaraea vulgaris, осот желтый - Sonchus arvensis) и корневищными (пырей ползучий - Agropirum repens).

С наступлением фазы плодообразоваиия календулы лекарственной менялся видовой состав сорняков, на 40-70 % снижалось их количество. Из группы малолетних сорняков ведущую роль играли яровые (торица обыкновенная - Spergula vulgaris), из группы многолетних - корневищные сорняки, причем значительные снижения последней группы сорняков (на 30-40%) были отмечены лишь при ленточном 4-х строчном посеве календулы (рис.4).

При использовании весового метода определения засоренности бы;'ю установлено, что в начале вегетации во всех вариантах соотношение массы календулы и сорняков составляло 1:1, в фазу бутонизации это соотношение увеличивалось до 1:2, а к началу отмирания лекарственной культуры достигало 1:10. Такая закономерность наблюдалась при всех способах посева (табл. 2).

Таблица 2

Соотношение массы сорняков и календулы лекарственной, _;_г/м (1997-2000 гг.)_

Фаза развития лекарственной культуры Однострочный посев с межд. 30 см Ленточный 4-х строчный посев Однострочный посев с межд, 45 см

Образование розетки 30/53 47/64 34/45

Бутонизация 225/463 368/521 196/426

Цветение 245 / 907 386/958 240 / 825

Плод о образован ие 231/1516 187/1663 216/1554

Начало отмирания 166/2307 116/2105 142/1855

Примечание: до черты - возд.-сух. масса сорняков;

после черты — возд.-сух. масса календулы

Ленточный 4-х строчный посев

Однострочный посев с междурядьями 45 см

Рис. 4 Засоренность посевов календулы лекарственной по фазам ее развития

и

Как показали результаты наших исследований, растения календулы обладают высокой конкурентной способностью по отношению к малолетним сорнякам и незначительной - к многолетним. Уровень засоренности посевов по фазам развития лекарственных растений уменьшается, меняется видовой состав сорняков. До наступления фазы бутонизации лекарственные растения подавляются сорняками и нуждаются в защите (ручная или механическая прополка). В более поздние фазы развития культура вегетирует интенсивнее и активно подавляет отдельные виды сорняков. Это позволяет выращивать календулу, при существующем в опыте уровне засоренности, без использования средств химизации.

Биологическая активность почвы

Показатели биологической активности позволяют выявить направления изменения почвенного плодородия раньше, чем происходит изменение других объективных показателей плодородия почвы (например, содержания гумуса). Определение этого показателя позволяет также установить потенциальные возможности имеющейся агроэкосистемы и способность лекарственных растений использовать эти потенциалы.

Между уровнем разложения льняной ткани и способами посева календулы была установлена положительная корреляция (г=0,95). Процент разложения льняной ткани, в зависимости от погодных условий и способов посева изменялся от 48% до 79%.

Уровень биологической активности почвы оказывал непосредственное влияние на объемы сбора лекарственного растительного сырья календулы. Сопряженность между этими показателями была существенной (г=0,61). Это означает, что лекарственные растения календулы и почвенная биота находились в тесном взаимодействии друг с другом в течение всего периода наблюдений и отсутствие внесения минеральных удобрений не ухудшило условия активной жизнедеятельности почвенных организмов.

Урожайность и качество лекарственного сырья

Отличительной особенностью лекарственных растений, в частности календулы, является растянутость и неравномерность цветения. В условиях Псковской области при экологическом производстве период цветения календулы длился 65 дней. Начало сбора соцветий приходилось в среднем на III декаду июля.

Средняя урожайность соцветий календулы лекарственной при 10 сборах по вариантам составляла 10,8 - 12,4 ц/га (табл. 3). Максимальный урожай лекарственного сырья во всех вариантах собирался на момент проведения седьмого сбора.

Таблица 3

Урожайность воздушно-сухих соцветий календулы, ц/га_

Способ посева 1997 1998 1999 2000 Среднее

Однострочный с межд. 30 см 10,3 Н,7 9,0 9,1 10,8

Ленточный 4-х строчный ИЛ 12,8 8,6 12,5 11,3

Однострочный с межд. 45 см 9,8 15,7 12,4 П,7 12,4

НСР05 0,37 0,84 0,91 0,70 0,64

Хорошо выраженная положительная корреляция была отмечена между урожайностью лекарственного сырья и влагообеспеченностью в период вегетации (г=0,80), сред не вы раженная - между урожайностью и способами посева (г=0,56).

Максимальный урожай лекарственного растительного сырья (32,4 ц/га) был получен при посеве с междурядьями 45 см. Он позволил получить прибавку в 1,6 ц/га (НСР05= 0,64), относительно эталонного варианта с междурядьями 30 см.

По уровню урожайности соцветий ленточный 4-х строчный посев и посев с междурядьями 30 см оказались равнозначными. Достоверных различий по сбору лекарственного растительного сырья в данных вариантах не обнаружено.

Качество лекарственного сырья календулы по результатам товароведческого анализа (ГФ XI, вып.2, ст.5) и анализа на содержание токсических веществ (содержание солей тяжелых металлов и радионуклидов), отвечало высоким требованиям, предъявляемым нормативными документами. Полученное лекарственное сырье было успешно реализовано через аптечные и лечебные учреждения.

4. Формирование урожая ромашки аптечной при разных способах и сроках посева

Конкурентоспособность ромашки аптечной.

В результате многочисленных исследований российских и зарубежных ученых установлено, что ромашка аптечная не может расти в монокультуре более трех лет и обладает низкой защитной функцией по отношению к сорнякам (Molisch., 1937; Winter, I960; Гроздинский, 1991). Перед нами стояла задача определить конкурентную способность растений ромашки в условиях нашей агроэкосистемы при существующем уровне засоренности, без применения средств химизации и проведении одной ручной прополки. Решить эту задачу нам помогли результаты количественно-весового метода определения засоренности.

Видовой состав сорной растительности в посевах ромашки при всех сроках посева был различным, однако преимущественно группу малолетних сорняков представляли: эфемеры (зведчатка - Stetlaria media), яровые ранние (торица обыкновенная - Spergula vulgaris, пикульник обыкновенный - Galeopsis speciosa), марь белая - Chenopodium album, горец шероховатый - Polygonum scabrum) и зимующие (ярутка обыкновенная -Thlaspi arvense). Группу многолетних сорняков представляли: корнеотпрысковые (осот желтый - Sonchus arvensis, сурепка обыкновенная - ВагЪатаеа vulgaris, вьюнок полевой - Convolvulus arvensis) и корневищные (пырей ползучий - Agropirum repens и единичные экземпляры хвоща полевого -Equisetum arvense). На долю многолетних сорняков в начальные фазы развития ромашки при весеннем сроке сева приходилось в среднем по вариантам 6781 при озимом сроке - 50-59%, при подзимнем - 20-26%,

К концу вегетации ромашки аптечной (фаза плодообразования) число сорняков и их видовое разнообразие менялось {рис.5). Общая численность сорняков максимально уменьшалась при весеннем сроке посева ромашки (на 28%-39%). При озимом и подзимнем сроке складывались более благоприятные условия для развития сорняков.

Ленточный 4-х строчный посев

1»

^ 100-

1 „ и а-

20 1

4

*

Фаза образования розетки листы* Посев с междурядьями см

иР

Сплошной способ посева

Ленточный 4-х строчный лосей

Фаза модообразования

Посев с мелсдурядыши 45 см

Сплошной способ посева

Рис. 5 Засоренность посевов ромашки аптечной по фазам ее развития

Это доказывают полученные данные количественного (снижение численности сорняков не более чем на 10%) и весового метода определения засоренности. Так, например весовые соотношения масс лекарственных растений и сорняков при этих сроках посева выравнивались к концу фазы цветения - начала плодообразовакия, а при посеве ромашки в мае эти соотношения были равнозначными уже к началу наступления фазы бутонизации (табл. 4).

Таблица 4

Соотношение массы сорняков и ромашки по фазам развития лекарственной культуры, г/м2 (1997-2000 гг.)

ta u CJ О С * о о. и Способ посева Образование розетки листьев Бутонизация Цветение Плодообра-зованне Отмиралие

'S Однострочный с межд. 45 см 198,4 / 68,4 190,3 /114,0 21S,7/299,7 235,8/257,6 188,4/202,4

X X о V Ленточный 4-х строчный 171,1/79,5 183,6/265,0 283,0/360,5 361,2/427,3 210,0 / 244,2

Ш Сплошной 334,7/284,0 259,0/397,6 315,9/700,4 307,1 /618,3 243,7/523,6

iX Однострочный с межд. 45 см 153,5/46,8 247.4/140,4 309,6/271,4 272,5 / 223,2 189,0/124,0

2 X п Ленточный 4-х строчный 187,2/105,0 270,7/189,0 343,3 / 316,8 244,3 / 332,0 168,0/215,8

О Сплошной 304,6/ 198,8 320,0/347,9 420,4/677,5 332,3/711,0 280,8/355,5

¡5 Однострочный с межд, 45 см 171,8/65,7 207,0/131,4 252,0 / 208,3 208,8/164,7 139,6/ 133,3

S Et Ленточный 4-х строчный 188,6/84,9 218,5/169,8 280,2/284,4 235,6/208,8 ] S0,8 /139,2

о С Сплошной 233,0/ 145,8 273,5/243,0 294,0/431,8 244,5 / 358,2 171,5/238,5

Примечание: до черты - воз.-сух. сух. масса сорняков; после черты - воз.-сух. масса ромашки аптечной

Что касается способов посева, то отмечено, что максимальная весовая конкуренция ромашки проявлялась при сплошном способе посева, а вот при посеве междурядьями 45 см до конца вегетации наблюдалось подавление лекарственных растений сорняками.

Полученные данные свидетельствуют о невысокой конкурентоспособности ромашки аптечной по отношению к сорнякам. Данная лекарственная культура требует особого внимания к регулированию засоренности при всех сроках и способах посева, особенно в начальные фазы своего развития (увеличение ручных прополок и междурядных обработок до двух и более).

Биологическая активность почвы.

Почва — природная экосистема, обладающая наибольшим многообразием видов живых организмов, которые в результате своей преобразовательской деятельности добывают питательные вещества для растений. Если происходит нарушение этой взаимосвязи, то происходит смещение существующего равновесия

биологических видов, возникают или не могут больше подавляться болезни растений. Поэтому одной из задач экологического земледелия является выращивание здоровых растений через сохранение и поддержание здорового состояния почвы (Нойербург, 1995).

В своих исследованиях для определения уровня биологической активности мы использовали «аппликационный» метод. Процент разложения льняной ткани в опыте составил 62-77%. Существенное влияние на его значения оказали способы и сроки посева (г=0,72; г=0,53), а незначительное - продолжительность вегетационного периода (г=0,21).

Полученные в ходе наблюдений показатели биологической активности почвы указали на высокий уровень сбалансированных отношений почвенной биоты и лекарственных растений в изучаемой агроэкосистеме. Отсутствие болезней в посевах ромашки аптечной также подтвердило то, что чем лучше могут почвенные организмы выполнять свои многочисленные задачи, тем меньше мы должны вмешиваться вспомогательными средствами химизации в процесс роста лекарственных растений.

Урожайность и качество лекарственного сырья.

Урожайность лекарственного сырья ромашки аптечной при трех сборах изменялась в пределах 3,3 — 7,9 ц/га (табл. 5).

Таблица 5

Урожайность ромашки аптечной, ц/га

Срок посева Способ посева 1997 1998 1999 2000 Сред. 99-00 Сред.

я Однострочный с межд. 45 см. 3,3 5,2 3,6 4,1 3,8 4,1

я х Ленточный 4-х строчный 6,3 6,4 4,8 5,9 5,3 5,9

I и Сплошной 5,1 7,9 5,2 5,7 5,4 6,0

и Ш НС Р03 = 0,28 0,46

Однострочный с межд. 45 см. - 5,4 4,2 4,4 4,3 4,7

К Ленточный 4-х строчный - 6,7 4,6 6,2 5,4 5,8

Сплошной - 7,5 5,3 5,6 5,4 6,1

о НСР01 = 0,29

аг X Однострочный с межд. 45 см. - - 4,6 4,3 4,4 4,4

я а о С Ленточный 4-х строчный - - 4,9 4,7 4,8 4,8

• Сплошной - - 5,2 5,2 5,2 5,2

НСР0} А (способ) = 0,25 0,18 0,22 0,20

В (срок) = 0,21 0,18 0,22 0,20

На ее значения оказывали влияние сроки (г=0,39), способы посева (г=0,68), и количество выпавших за вегетацию осадков (г=0,б5).

]t

Максимальный урожай лекарственного растительного сырья ромашки был получен при сплошном способе (5,2 - 6,1 ц/га) во все три срока посева.

Качество полученного лекарственного сырья ромашки аптечной отвечало всем требованиям, предъявляемым нормативным документом ГФ XI, вып.2, ст.7 , и имело наивысшую оценку. Содержание эфирного масла в сырье составило 0,55 %, наличие тяжелых металлов и радионуклидов отмечалось в пределах ПДК.

Следовательно, при выращивании ромашки аптечной, на существующем фоне питания и засоренности без применения средств химизации и при проведении одной ручной прополки в начале вегетации, можно получать удовлетворительные урожаи лекарственного сырья. Однако, возрастающее из года в год влияние сорняков, на наш взгляд, должно нацелить производителя на создание более благоприятных условий для лекарственной культуры, т.е. на снижение засоренности посевов путем увеличения числа прополок.

5. Экономическая эффективность выращивания лекарственного сырья

Завершающим этапом, подтверждающим целесообразность любого мероприятия в сельскохозяйственном производстве, является его экономическая оценка.

Возделывание лекарственных культур, обусловлено высокой трудоемкостью. На выращивание календулы затраты труда по вариантам составили 558,9 - 568,7 чел.час/га, на выращивание ромашки аптечной - 222,6 — 253,5 чел.час/га.

Выращивание лекарственного растительного сырья календулы и ромашки аптечной в Псковской области экономически выгодно. Уровень рентабельности в зависимости от способов посева календулы составил 47% - 68%, при выращивании ромашки аптечной - 15% - 90%. При этом лучшим был посев календулы с междурядьями 45 см, где прибыль составила 2435 рублей на I ц соцветий и сплошной озимый посев ромашки с прибылью 3315 руб/ц.

Экономическому анализу нами были подвергнуты и две технологии: традиционная и экологическая (исследуемая) (табл. 6).

Традиционная (базовая) технология - технология возделывания лекарственных культур в Нечерноземной зоне с использованием в посевах календулы аммиачной селитры (1,5 ц/га) и гербицида «Трефлан» (4 кгд.в./га, 300 л/га) в период предпосевной подготовки почвы, а в посевах ромашки - гербицида «Малоран» (2,5 кгд.в./га) и суперфосфата (30 кг/га).

Технология экологического (альтернативного) производства, исключающая применение минеральных удобрений и средств защиты растений, была рассмотрена нами в двух вариантах:

- лучший способ посева, полученный в опыте, с одной ручной прополкой в начальные фазы развития лекарственных культур;

- производственные посевы в хозяйстве «Этюд» (Псковская обл., Великолукский район) лучших вариантов опыта с применением двух междурядных обработок и одной ручной прополки.

По нашим расчетам, затраты на выращивание лекарственных культур по традиционным технологиям в среднем на 30-40 % превышают затраты .экологического производства и прежде всего за счет увеличения расходов на приобретение и внесение средств химизации.

Таблица 6

Экономическая эффективность технологий выращивания лекарственных культур

Урожайность, ц/га Затраты на 1 га, тыс.руб Себестоимость 1ц, тыс.руб

Технология Всего Эксплугационные затраты Основные материалы 0 Э 3 1 -Л о. X Прибыль на 1 ц, тыс. руб Уровень рентабельности,

Календула лекарственная

Базовая 16,0 61,779 42,831 3,272 15,676 3,861 2,139 55

Экологическая (опыт) 12,4 44,204 31,253 1,500 11,451 3,565 2,435 68

Экологическая (прошв.условия) 12.0 45,394 32,125 1,500 11,769 3,783 2^17 59

Ромашка аггтечная

Базовая 7,0 42,599 16,134 15,420 11,044 6,086 0,914 15

Экологическая (опыт) 6,1 22,868 11,541 5,400 5,927 3,685 3,315 90

Экологическая (произв.условия) 5,3 25,312 13,350 5,400 6,562 4,776 2,224 47

Высокие урожаи лекарственного сырья календулы и ромашки, полученные при традиционной технологии, не позволяют превысить 55 % и 15 % уровня рентабельности соответственно, даже при одинаковой цене реализации сырья традиционного и экологического производства. В перспективе, при установлении четко налаженного рынка сбыта экологической продукции в России при ее ценовом превосходстве над продукцией традиционных форм хозяйствования, у производителей появится экономическая заинтересованность в увеличении затрат на совершенствование агротехнических и биологических приемов борьбы с сорняками, механизацию уборки и т.д., не боясь существенного снижения рентабельности производства.

Это в будущем, а на сегодняшний момент первая попытка внедрения лекарственных культур в экологическое производство в Псковской области на примере хозяйства «Этюд» (Великолукский район) показала, что производственные посевы календулы с междурядьями 45 см и озимые посевы ромашки сплошным способом позволили получить 26,604 тыс.руб. и 11,787 тыс.руб. прибыли с одного гектара с уровнем рентабельности 59% и 47% соответственно.

го

ВЫВОДЫ

1. Погодные условия исследуемой южной части Псковской области являются оптимальными для роста и развития календулы лекарственной и ромашки аптечной. Коэффициент экологического соответствия данных культур условиям выращивания по температурному режиму составляет 0,33; по влагообеспеченности - 0,72,

2. Коррелятивные отношения между побегом и корнем указывают на сбалансированное распределение питательных веществ в растительных тканях календулы и ромашки аптечной, т.е. на максимальную реализацию биологических потенциалов лекарственных культур в исследуемой агроэ косистеме.

3. Условия питания календулы лекарственной, при отсутствии внесения минеральных удобрений, исходя из фотосинтетических показателей, благоприятны для роста и развития лекарственной культуры. Они позволили формировать одному растению 8-10 г. соцветий, что равносильно уровню урожайности лекарственного растительного сырья в 20 ц/га.

4. Биопотенциал изучаемых лекарственных культур в условиях Нечерноземной зоны, при выращивании на фоне естественного плодородия дерново-подзолистых почв, рассчитан на формирование у одного растения календулы 10-15 соцветий в период 65-70 дневного цветения и 4-6 соцветий у растений ромашки в течение 40-50 дней.

5. Календула лекарственная обладает ярко выраженной конкурентоспособностью по отношению к группе малолетних сорняков, что позволило успешно выращивать ее при существующем уровне засоренности и проведении одной ручной прополки, без применения гербицидов. Количественно-весовой метод определения засоренности показал низкий уровень конкурентности ромашки аптечной, что говорит о необходимости создания более благоприятных условий для выращивания, чем были созданы в опыте.

6. При отсутствии применения средств химизации, посевные хачества семян лекарственных культур не ухудшаются и соответствуют категории РС-1 -3.

7. Оптимальными для получения стабильного урожая лекарственного растительного сырья являются посев календулы с междурядьями 45 см и сплошной озимый посев ромашки аптечной, позволяющие максимально раскрыть биологические возможности лекарственных культур.

8. Качество полученного лекарственного сырья отвечает всем требованиям, предъявляемым Государственной Фармакопеей XI изд., вып. 2, ст.5 и ст 7. Содержание солей тяжелых металлов (меди, цинка) и радионуклидов в пределах ПДК.

9. Выращивание в Псковской области лекарственного сырья ромашки аптечной сплошным способом при озимом сроке посева и календулы лекарственной способом посева с междурядьями 45 см, позволяет не только' снизить себестоимость продукции, по сравнению с другими вариантами

посева, но и повысить уровень рентабельности до 90% и 68% соответстве н но.

10. Использование экологических методов выращивания календулы и ромашки аптечной позволяет, за счет отсутствия расходов на приобретение и внесение средств химизации, на 40% снизить затраты и тем самым повысить рентабельность производства, по сравнению с применением традиционных технологий выращивания этих лекарственных культур.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для получения экономически оправданного урожая лекарственного растительного сырья в Псковской области, при выращивании без применения средств химизации, необходимо проводить не менее 10 сборов соцветий календулы лекарственной и 3 сборов соцветий ромашки аптечной.

Ромашку аптечную целесообразно сеять сплошным способом при озимом сроке посева, а календулу лекарственную способом посева с междурядьями 45 см.

Производство и переработка продукции лекарственного растительного сырья, при использовании экологических методов выращивания, должны быть сертифицированы в соответствии со стандартами экологического агропроизводства (IFOAM, ЭкоНива).

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Баннова З.В., Григорьева H.A. Продолжительность межфазных периодов развития календулы лекарственной при экологическом производстве в условиях Псковской области // Материалы межд. научно-практ. конф,, посвященной 25-летию Смоленского СХИ «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях». - Смоленск, 1999. -С.298-300.

2. Баннова З.В., Григорьева H.A. Засоренность посевов ромашки лекарственной при разных способах посева // Материалы междунар. научно-практ, конф., посвященной 25-летию Смоленского СХИ «Проблемы сельскохозяйственного производства в изменяющихся экономических и экологических условиях». -Смоленск, 1999. - С. 300-302.

3. Баннова З.В., Григорьева H.A. Влияние способов посева на степень засоренности лекарственных трав при экологическом производстве // Тез. XXXIII научно-практической конф. «Биологические и технико-экономические проблемы в сельском хозяйстве» - Великие Луки, 2000. - С. 26-27.

4. Григорьева H.A. Экологическое земледелие как фактор охраны почв на северо-западе России // Тез. межд. научно-практ. и учебно-метод. конф. «Наука и образование - возрождению сельского хозяйства России в XXI веке», - Брянск, 2000. - С. 100-101.

5. Баннова З.В., Григорьева H.A. Особенности сертификации экологического производства и переработки сельскохозяйственной продукции (на примере хозяйств Псковской области) //Тез. XXXIV межвузовской научно-практической

конф. «Наука - возрождению сельского хозяйства в XXI веке». - Великие Луки, 2001.-С 155-158.

6. Григорьева H.A., Баннова З.В. Биологические особенности календулы лекарственной в условиях экологических методов производства //Тез. XXXIV межвузовской научно-практической конф. «Наука - возрождению сельского хозяйства в XXI веке». - Великие Луки, 2001. - С. 82-84.

7. Григорьева H.A. Биологические особенности выращивания экологически чистого лекарственного растительного сырья в Псковской области //В сборнике научных трудов «Наука н передовой опыт — аграрному производству», выпуск 1, часть 1 - Великие Луки, 2002. -С.133-141.

Лицензия ЛР№ 040831 от 17.07.97. Подписано к печати 4.03.2003 Формат 60x90/16 Усл. печ. л. 1,2 Тираж 80 экз. Заказ 76

Редакционно-издательский отдел ВГСХА 182100, Псковская обл., г. Великие Луки, пл. Ленина, 1