Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Экзогенная регуляция биопродуктивности лекарственных культур при возделывании в Центральном Черноземном регионе Российской Федерации

ВАК РФ 06.01.06, Овощеводство

Автореферат диссертации по теме "Экзогенная регуляция биопродуктивности лекарственных культур при возделывании в Центральном Черноземном регионе Российской Федерации"

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНТСИТУТ ЛЕКАРСТВЕННЫХ И АРОМАТИЧЕСКИХ РАСТЕНИЙ

А

V

На правах рукописи

УДК: 633.88.631.811.98

СИДЕЛЬНИКОВ НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ

ЭКЗОГЕННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ БИОПРОДУКТИВНОСТИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ В ЦЕНТРАЛЬНОМ ЧЕРНОЗЕМНОМ РЕГИОНЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Специальность 06.01.06. - луговодство и лекарственные, эфирно-масличные культуры

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

МОСКВА 2014

2 3 ОКТ 2014

005553722

005553722

Диссертационная работа выполнена в ГНУ Всероссийский научно -исследовательский институт лекарственных и ароматических растений в 2002-2013 гг.

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор, академик РАН

Быков Валерий Алексеевич

Официальные онпоненты:

профессор, ГНУ физиологии и

Сорокопудов Владимир Николаевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГАОУ ВПО Белгородский государственный национальный исследовательский университет, профессор кафедры технологии продуктов питания и сферы услуг Гинс Мурат Сабирович доктор биологических наук, ВНИИССОК, зав.отделом биохимии растений Кобозева Тамара Петровна доктор сельскохозяйственных наук, ФГБУ ВПО Российский государственный аграрный университет — ТСХА им. К.А.Тимирязева, профессор кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка и высоких технологий в растениеводстве Ведущая организация: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородская государственная сельскохозяйственная академия" им. В .Я. Горина

Защита диссертации состоится «20» ноября 2014 г. в 10 часов на заседании диссертационного Совета Д 006.022.01 при ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства (ГНУ ВНИИО) по адресу; 140153, Московская область, Раменский район, д. Верея, строение 500. ГНУ ВНИИО. Факс; 8(496) -462-43-64 E-mail: vniioh@yandex.ru, www.vniioh.ru С диссертационной работой можно ознакомиться в научной библиотеке ГНУ ВНИИО по адресу: 140153 Московская область, Раменский район, д.Верея, строение 500, ГНУ ВНИИО. J

Автореферат разослан Cfi /УуЬуС с/уЛ/ 2014 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета

Девочкина Наталия Леонидовна

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Одной их приоритетных задач национальной программы правительства Российской Федерации «Здоровье» является обеспечение населения высокоэффективными отечественными медицинскими фитопрепаратами. В стратегии развития фармацевтической промышленности нашей страны на период до 2020 года предусмотрено увеличение до 50% доли продукции отечественного производства в общем объеме потребления (Приказ Минпромторга РФ № 965 от 23.10 2009). По мнению аналитиков фармацевтического рынка России необходимо создание оригинальных импортозамещающих лекарственных препаратов (Хабриев, Колесников, 2002; Тазлов, 2002).

В настоящее время более одной трети лекарственных препаратов, применяющихся в современной медицине, вырабатываются из растительного сырья, спрос на которое в РФ составляет около 100 тысяч тонн в год. По данным таможенной статистики за период 2004-2012 г.г. потребность отечественной Фарминдустрии из-за отсутствия достаточного количества отечественного лекарственного сырья осуществляется в основном за счет его импортных поставок (Черкашина, 2014).

В связи с вышесказанным, возрождение лекарственного растениеводства в Российской Федерации на современном этапе является важной и актуальной задачей. Распад СССР привел к потерям основных зон возделывания (Украина, Белоруссия, Казахстан) таких лекарственных культур, как эхинацея пурпурная (Echinacea purpurea L.), маклея сердцевидная (Macleaya cordata (Will) R. Br.) , амми большая (Ammi majus L.) и белладонна (Atropa belladonna L.), обладающих иммуностимулирующим, спазмолитическим, седативным, фотосенсибилизирующим и антимикробным действием. Широкий спектр активности данных растений связан с наличием в них таких биологически активных веществ, как алкалоиды, фенольные соединения и фурокумарины. В ВИЛАРе разработаны высокоэффективные лечебные препараты из амми большой - Аммифурин и Анмарин; из маклеи сердцевидной - Сангвиритрин; из травы белладонны и рожков спорыньи - Беллатаминал; из эхинацеи пурпурной - Эстифан, Эхинацея - ВИЛАР; комплексные препараты Простанорм из травы зверобоя, золотарника канадского, корней солодки и эхинацеи пурпурной; Фито Ново-Сед - жидкий экстракт из травы эхинацеи пурпурной, мелиссы, пустырника, плодов шиповника и боярышника; Санглирин - из сангвиритрина и масла расторопши пятнистой (Фитопрепараты ВИЛАР, 2009).

Все вышесказанное указывает на необходимость создания отечественной сырьевой базы для производства фитопрепаратов. Осуществить данный проект можно только за счет культивирования вышеназванных лекарственных растений, так как ареал их естественного произрастания находится далеко за пределами Российской Федерации. Это обстоятельство явилось предпосылкой поиска наиболее благоприятных районов для возделывания данных культур, таким регионом является Центральная Черноземная зона Российской Федерации

Создание промышленных плантаций лекарственных культур невозможно без разработки принципиально новых и адаптированных зональных технологий возделывания, где перспективным является поиск путей максимальной реализации биологического потенциала растений и обеспечение наибольшего содержания целевых биологически активных веществ в метаболоме.

Управление онтогенезом растительного организма и его биопродуктивностью достигается путем использования регуляторов роста и микроудобрений, экзогенное применение которых оказывает положительное влияние на рост и развитие растений, способствует повышению их устойчивости к абиотическим и биотическим факторам, усиливает конкурентоспособность к сорнякам, активизирует физиологические и биохимические процессы, дает возможность снижать токсикологическую нагрузку на компоненты агробиоценоза за счет минимального использования средств химизации.

Для лекарственных культур поиск препаратов ростостимулирующего действия особо актуален, так как, взятые непосредственно из природы, они отличаются низкой энергией прорастания и всхожестью семян, длительностью периода от посева до появления всходов, медленным ростом в начальные периоды онтогенеза. Особенно это характерно для многолетних лекарственных культур, большинство из которых в первый год вегетации образуют лишь розетку листьев (белладонна, эхинацея пурпурная).

Важным аспектом при разработке агротехнологий возделывания эхинацеи пурпурной, амми большой, маклеи сердцевидной, белладонны является оценка качества сырья на содержание биологически активных веществ и определение изменения основных метаболомных компонентов (вторичных метаболитов) в зависимости от почвенно-климатических условий произрастания и приемов их выращивания.

К актуальному и перспективному направлению относятся исследования по определению состава метаболома изучаемых лекарственных растений, что позволит выявить новые аспекты их биологической активности и лечебного действия. Работами, проведенными в нашей стране и ряде зарубежных стран, было показано, что препараты из эхинацеи обладают не только иммуностимулирующим действием, но и антибактериальным, и противовирусным (Сакович и др. 2000; Hudson, Vimalanatham, 2011). Лечебный эффект препаратов белладонны отмечен при лечении бронхиальной астмы (Михайлов, 2003). Сангвиритрин показал хорошие результаты в терапии рака, установлено его противовирусное действие в отношении ВИЧ -1 (Вичканова и др., 2009, Malicova et al., 2006).

Разработка зональных (ЦЧЗ РФ), инновационных, экономически целесообразных технологий возделывания эхинацеи пурпурной, маклеи сердцевидной, амми большой и белладонны, направленных на достижение оптимальной фитосанитарной обстановки агробиоценоза, повышение адаптации культур к стрессовым факторам, получение стабильных урожаев высококачественного растительного лекарственного сырья является актуальным. Внедрение разработанных технологий лекарственных культур

позволит расширить площади их возделывания, обеспечит увеличение урожайности и валового сбора лекарственного сырья с высоким содержанием действующих веществ, что снизит зависимость производства фитопрепаратов от импорта.

Цель и задачи исследований. Научное обоснование и разработка инновационных технологий возделывания эхинацеи пурпурной (Echinacea purpurea), маклеи сердцевидной (Macleaya cordatä), амми большой (Ammi majus) и белладонны {Atropa belladonna) в ЦЧЗ РФ, основанных на экзогенном регулировании важнейших процессов их жизнедеятельности, повышении их адаптационных возможностей к стрессовым факторам и биопродуктивности, мобилизации метаболомного потенциала вышеназванных лекарственных культур.

Для решения поставленной цели были определены следующие задачи:

- провести поиск и изучить перспективные экзогенные регуляторы биопродуктивности однолетних и многолетних лекарственных культур;

- оценить роль биорегуляторов и микроудобрений в адаптации лекарственных культур к нестабильным погодным условиям;

изучить воздействие комплексного применения биорегуляторов, микроудобрений и средств защиты на фитосанитарное состояние посевов и возможность минимизации применения пестицидов в лекарственных агроценозах эхинацеи пурпурной и маклеи сердцевидной;

- разработать технологию размножения маклеи сердцевидной с использованием биорегуляторов нового поколения, обеспечивающих повышение приживаемости посадочного материала и стимуляцию ростовых процессов;

исследовать элементы метаболома эхинацеи пурпурной, маклеи сердцевидной, амми большой и белладонны с применением современных аналитических методов метаболомики и провести сравнительный анализ его основных компонентов в зависимости от регионов возделывания и предложенных инновационных агротехнологий;

- провести оценку лекарственного сырья на содержание действующих веществ в метаболоме (алкалоиды, оксикоричные кислоты, фурокумарины) при применении новых разработанных приемов и технологий возделывания;

- разработать зональные инновационные технологии возделывания эхинацеи пурпурной, белладонны, маклеи сердцевидной и амми большой для условий ЦЧЗ РФ и внедрить их в производство;

- провести экономическую оценку эффективности разработанных технологий возделывания изучаемых лекарственных культур.

Научная новизна полученных результатов. Дано научно-практическое обоснование эффективности интегрированного экзогенного воздействия защитно-стимулирующих комплексов на рост и развитие амми большой, маклеи сердцевидной, белладонны, эхинацеи пурпурной, на формирование биопродуктивности и содержания биологически активных веществ.

Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены регуляторные механизмы действия биорегуляторов и микроудобрений на

изучаемых лекарственных культурах, в зависимости от их биологических особенностей и получаемого лекарственного сырья (трава, плоды, корни).

Впервые, в условиях Центральной Черноземной зоны РФ научно обоснованы способы и регламенты применения регуляторов роста (Эпин-экстра и Циркон) и микроудобрений в хелатной форме (Феровит, Силиплант), доказана их высокая эффективность в повышении биопродуктивности лекарственных культур, возможности увеличения содержания действующих веществ (алкалоиды, фурокумарины, гидроксикоричные кислоты) и сбора их с единицы площади возделывания.

Показана возможность снижения потерь урожая лекарственных культур в условиях гидротермального стресса при применении микроудобрений Феровит и Силиплант.

Предложен эффективный способ обработки посадочного материала маклеи сердцевидной для увеличения приживаемости с использованием нового биологического универсального укоренителя на основе ИМК и Циркона.

Показано положительное влияние комплексного применения регуляторов роста (Гиббереллин+Циркон) при обработке семян белладонны на энергию прорастания, всхожесть и усиление ростовых процессов, что позволит исключить трудоемкий прием стратификации.

Впервые для Центральной Черноземной зоны РФ разработаны зональные методические рекомендации по возделыванию эхинацеи пурпурной, белладонны, амми большой и маклеи сердцевидной на основе системного применения регуляторов роста и микроудобрений, позволяющих минимизировать применение пестицидов и получать стабильные урожаи высококачественного лекарственного сырья для фармацевтической промышленности.

Проведены первичные исследования по изучению основных компонентов метаболома данных лекарственных культур, которые могут существенно изменить качественные показатели при стандартизации лекарственного сырья и расширить спектр их медицинского применения.

Проанализированы особенности метаболомных компонентов, как лекарственных растений, так и сырья эхинацеи пурпурной, маклеи сердцевидной, белладонны и амми большой при их выращивании в различных эколого-географических зонах. Дана оценка влияния разработанных инновационных технологий на содержание основных компонентов метаболома лекарственных растений.

Практическая значимость результатов исследований. Разработаны и внедрены в производство инновационные зональные технологии выращивания лекарственных культур в условиях Центральной Черноземной зоны РФ, обеспечивающие экзогенную мобилизацию их адаптивного потенциала и повышение урожайности лекарственного сырья эхинацеи пурпурной (трава) на 16-34%, корни - 24-26%; белладонны (трава) - 24-25%; маклеи сердцевидной (трава) - 22-29%; амми большой (плоды) - 25-33%; увеличения содержания действующих веществ на 5-12% и их сбора с единицы площади на 23 - 48%.

Разработаны регламенты применения регуляторов роста и

микроудобрений, предложены приемы по совместному их применению со средствами защиты, позволяющие минимизировать использование пестицидов.

Разработан прием обработки посадочного материала маклеи сердцевидной универсальным укоренителем ДваУ, позволяющий повысить приживаемость растений на 18-19%.

Экономический эффект от применения разработанных инновационных технологий составляет на эхинацее пурпурной трава - 59 тыс. руб./га, корни -61 тыс. руб./га; маклее сердцевидной I года вегетации - 17 тыс. руб./га, II года вегетации - 76 тыс. руб./га; белладонне - 148 тыс. руб./га; амми большой - 34 тыс. руб./га.

Основные положения выносимые на защиту:

- научные основы применения экзогенной биорегуляции (регуляторы роста и микроудобрения) с целью усиления ростовых процессов, повышения урожайности, содержания действующих веществ и их выхода с единицы площади, обеспечения устойчивости лекарственных культур к абиотическим и биотическим стрессам;

- способ оптимизации фитосанитарного состояния агроценозов эхинацеи пурпурной и маклеи сердцевидной с минимальным применением средств химизации за счет комплексного использования их с биорегуляторами и микроудобрениями;

- инновационные технологии возделывания эхинацеи пурпурной, белладонны, маклеи сердцевидной и амми большой в условиях Центральной Чернозёмной зоны Российской Федерации и получение стабильных урожаев лекарственного сырья с высоким содержанием действующих веществ (алкалоиды, фурокумарины, оксикоричные кислоты);

- данные основных компонентов метаболома изучаемых лекарственных культур и анализ изменения содержания его отдельных компонентов в зависимости от условий произрастания и технологий выращивания;

экономическая оценка эффективности разработанных зональных инновационных технологий возделывания лекарственных культур.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на научной конференции «Технология выращивания и использование лекарственных культур» (Уфа, 2003); У1 Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино, 2005); Международной научной конференции, посвященной 75-летию ВИЛАР «Генетические ресурсы лекарственных растений» (М., 2006); Международной конференции «Современные проблемы фитодизайна» (Белгород, 2007); «Экологическая генетика культурных растений» (Казань, 2011); Всероссийской научно-практической конференции «Биологизация адаптивно-ландшафтной системы земледелия - основа повышения плодородия почвы, роста продуктивности сельскохозяйственных культур и сохранения экологии окружающей среды» (Белгород, 2012); X Международной научно-методической конференции «Интродукция нетрадиционных и редких растений» (Ульяновск, 2012); Межрегиональной конференции «Актуальные аспекты фитотерапии на Северном Кавказе»

(Краснодар, 2012); Международной научной конференции «Перспективы применения средств химизации в ресурсосберегающих агротехнологиях» (М.ВНИИА, 2013); третьем Всероссийском съезде по защите растений «Фитосанитарная оптимизация агроэкосистем» (Санкт-Петербург, 2013); Международной научно-практической конференции, посвященной 95-летию со дня рождения проф. А.И. Шретера «От растения к препарату: традиции и современность» (М., ВИЛАР, 2014).

Связь исследований с проблемным планом НИР по лекарственному растениеводству. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательской работы ГНУ ВИЛАР РАСХН на 2004-2016 годы, с планом фундаментальных и приоритетных прикладных исследований Россельхозакадемии по научному обеспечению развития АПК Российской Федерации на 2011-2015 годы (шифр 04.13), Федеральной целевой программой «Развитие фармацевтической и медицинской промышленности Российской Федерации на период до 2020 года и дальнейшую перспективу», Государственной Программой развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 20082012 годы (Постановление Правительства Российской Федерации №446 от 14 июля 2007 г.).

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертация соответствует сельскохозяйственным наукам по пунктам 10, 11, 13, 15, 17 паспорта специальности 06.01.06 - луговодство и лекарственные, эфирномасличные культуры.

Личное участие автора. Работа выполнена в 2002- 2013 гт. в ГНУ ВИЛАР лично и с участием сотрудников лабораторий института и Белгородского филиала. Автором выбраны направление диссертационной работы, определены цели, поставлены задачи, непосредственно осуществлены исследования, проанализированы и обобщены полученные результаты, разработаны рекомендации по инновационным технологиям возделывания лекарственных культур. Под руководством и при непосредственном участии организованы и выполнены исследования метаболома изучаемых культур на базе международной биотехнологической лаборатории УВЬ в университете г. Турку. Лично осуществлены расчеты экономической эффективности разработанных технологий и приемов возделывания лекарственных культур, а также организованы работы по внедрению в производство полученных результатов.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 295 страницах, содержит 63 таблицы, 68 рисунков и 19 приложений. Работа состоит из введения, обзора научной литературы, условий и методик проведения исследований, результатов исследований, выводов, предложений производству, списка литературы из 377 источников, в том числе 77 на иностранных языках, приложений.

Публикации результатов исследований. Автором опубликовано 62 печатные работы, в том числе по материалам диссертации опубликовано 2 монографии, 5 методических рекомендаций (агрорекомендации), 41 статья в

журналах, материалах Международных и Всероссийских конференций, съездов: в том числе 22 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ. Получены 2 авторских свидетельства РФ № 59774 № 61401; 2 патента на селекционное достижение № 6990, № 7401; 2 положительных решения о выдачи патентов РФ на селекционное достижение по заявке № 61409/8653312 и изобретение по заявке № 028330.

Автор искренне благодарен научному консультанту, заслуженному деятелю науки Российской Федерации, академику РАН, доктору технических наук, профессору Быкову В.А. Особую признательность автор выражает д.б.н. Осипову В.И., д.хим.н. Толкачеву О.Н., д.фарм.н Рабиновичу A.M., д.фарм.н. Сокольской Т.А., д.фарм.н. Мизиной П.Г., д.с-х.н. Маланкиной E.JL, к.с-х.н. Быковой O.A., к.б.н. Пушкиной Г.П., к.б.н. Бушковской Л.М., к.с-х.н. Конон Н.Т., к.б.н. Хазиевой Ф.М., Буровой А.Е. и всем сотрудникам ГНУ ВИЛАР и Белгородского филиала за помощь и поддержку.

Общая характеристика работы

Материалы и методы исследований. В качестве объектов исследования были выбраны следующие лекарственные культуры: эхинацея пурпурная, маклея сердцевидная, амми большая, белладонна.

Исследования проводились в Белгородском филиале Всероссийского научно-исследовательского института лекарственных и ароматических растений в период 2002 - 2013 г.г., опыты по изучению регуляторов роста при укоренении маклеи сердцевидной осуществлялись в 2012-2013 г.г. в ВИЛАР-центре, Московская область.

Экспериментальная часть работы включала проведение лабораторных, аналитических, полевых и производственных исследований.

В лабораторных условиях изучалось влияние обработок семян биорегуляторами на энергию прорастания, всхожесть и рост проростков, на поражаемость семян и проростков грибными патогенами. С этой целью использовались природные регуляторы роста Циркон, Р (0,1 г/л) и Эпин-экстра, Р (0,25г/л) и их баковые смеси с фитогормоном Гиббереллин.

Учеты энергии прорастания и всхожести семян изучаемых культур проводили согласно Техническим условиям на сортовые и посевные качества семян лекарственных и ароматических культур (ГОСТ Р 50459-92). Определение зараженности семян эхинацеи пурпурной патогенами проводились по ГОСТу Р 51096-97. Влияние биорегуляторов на ростовые процессы оценивалось по средней длине корешков и средней массе проростков. Повторность опыта 6-кратная.

Полевые опыты закладывались и проводились по общепринятым методикам, разработанным и утвержденным РАСХН для лекарственных культур. «Проведение вегетационных опытов с лекарственными культурами» (М. 1981). «Проведение полевых опытов с лекарственными культурами» (М.1981). «Методика регистрационных испытаний и регистрации гербицидов, фунгицидов и регуляторов роста в Российской Федерации (С-Петербург. 2009). «Требованиям к оформлению полевых опытов во Всероссийском научно-исследовательском институте лекарственных и ароматических растений

(ВИЛАР)» (М. 2006). Методика проведения опытов с гербицидами на лекарственных культурах «Химический метод борьбы с сорняками на посевах лекарственных культур (Пушкина и др., 1986).

При проведении полевых опытов использовалось рендомизированное размещение делянок. Площадь опытной делянки на эхинацее, белладонне и амми 12-25 м2, ширина междурядий 70 см, на маклее 25,2 м2, посадка рассады 60x70 см. Повторность опытов 4-кратная

Для оценки влияния регуляторов роста, гербицидов и микроудобрений на изучаемые культуры проводились следующие фенологические наблюдения и биометрические учеты:

Фенологические наблюдения проводились по методике И.Н. Бейдеман «Методика изучения фенологии растений и растительных сообществ» (1974).

Учет густоты стояния растений проводился методом определения проекционного покрытия делянки культурой в процентах на всех вариантах, начиная с периода обозначения рядков.

Площадь листовой поверхности измерялась весовым методом (Хотин и др., 1981).

Высоту лекарственных растений измеряли 2-3 раза за сезон на 20 растениях с каждой делянки.

Эффективность защитных мероприятий от сорняков оценивалась по следующим показателям:

- при изучении видового состава сорных растений использовались: «Определитель сорных растений» (Васильченко, Пидотги, 1975) и «Атлас основных видов сорных растений Росси» (Шептухов, 2009);

- при проведении учетов засоренности посевов эхинацеи пурпурной и маклеи сердцевидной определялось количество и масса сорняков. За сезон проводилось три учета: в начале, середине и конце вегетации культуры (перед уборкой), при повсходовом внесении гербицидов - перед их внесением. Учеты осуществлялись на постоянно закрепленных площадках, наиболее типичных по засоренности всей делянки, определялся количественный и видовой состав сорняков, а на других, аналогичных по засоренности площадках - их масса. Размер учетной площади 0,25 м2, в 4-кратной повторности. Масса сорняков определялась в г/м2.

Урожайность лекарственных культур определялась в зависимости от их биологических особенностей и в соответствие с агрорекомендациями по возделыванию. Сырье эхинацеи (трава) убиралось на втором и третьем годах вегетации в фазу начала бутонизации, корни - на третьем году, трава белладонны - на втором году вегетации двукратно, трава маклеи - на первом году вегетации однократно, на втором - двукратно, плоды амми большой при созревании 50-60% общего количества зонтиков.

Уборка лекарственных культур на сырье проводилась отдельно по каждому варианту опыта и по каждой повторности. Урожайность деляночного образца пересчитывали на массу воздушно сухого сырья в ц/га.

Сушка сырья осуществлялась при температуре 40°С.

Методика по количественному определение основных компонентов метаболома амми большой, белладонны, маклеи сердцевидной и эхинацеи пурпурной разработана в ВИЛАРе совместно с университетом г. Турку Финляндия. Определение состава метаболома изучалось в 2013-2014 годах в лаборатории органической химии и химической биологии с использованием комбинации газо-жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием (ГХ-МС), высокоэффективной жидкостной хроматографии с диодным детектированием (ВЭЖХ-ДЦ) и ультра-эффективной жидкостной хроматографии с диодным и масс-спектрометрическим детектированием (УЭЖХ-ДД-МС). Количество алкалоидов в сырье белладонны, оксикоричных кислот и алкамидов в эхинацеи рассчитывалось в относительных единицах -площадь пика определенного компонента метаболома на хроматограмме, нормализованная на внутренний стандарт и на 1 г определенного сухого образца; сангвинарина в маклее и фурокумаринов в амми - в мг/г сухого образца (Ossipov et al., 2008 Riikonen et al., 2012).

Определение содержания биологически активных веществ в сырье изучаемых культур проводилось в отделе фитохимии и группе массовых анализов лаборатории стандартизации и сертификации ГНУ ВИЛАР по общепринятым методикам.

Статистическая обработка результатов исследований проводилась методом дисперсионного анализа по В. А. Доспехову (1985), с использованием компьютерных программ Microsoft Excel (Сорокин, 2000; Берк, Кейри, 2005).

Производственные испытания инновационных технологий выращивания эхинацеи пурпурной, маклеи сердцевидной, белладонны и амми большой проводились в хозяйствах Белгородской области и Краснодарского края в 20112013 годах на площади от 2 до 10 га.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

РЕГУЛЯЦИЯ ПРОЦЕССОВ РОСТА, РАЗВИТИЯ И БИОПРОДУКТИВНОСТИ ЭХШ1АЦЕИ ПУРПУРНОЙ, БЕЛЛАДОШ1Ы, МАКЛЕИ СЕРДЦЕВИДНОЙ, АММИ БОЛЬШОЙ И ИХ АДАПТАЦИЯ К СТРЕССОВЫМ ФАКТОРАМ

В процессе интродукции амми большой, белладонны, маклеи сердцевидной, эхинацеи пурпурной в почвенно-климатических условиях Центрального Черноземья установлено, что они по своим агробиологическим особенностям перспективны для возделывания в данном регионе. Вместе с тем производство сырья вышеназванных лекарственных культур сдерживалось отсутствием современных интенсивных зональных технологий выращивания, основанных на экзогенном регулировании важнейших процессов жизнедеятельности, направленных на увеличение урожайности и улучшение качества лекарственного сырья и повышение их адаптационных возможностей к стрессовым факторам.

Пути оптимизации фитосапитарного состояния посевов эхинацеи пурпурной и повышения биопродуктивности

Фитосанитарный мониторинг посевов эхинацеи пурпурной, проведенный в 2002-2003 годах в Белгородской области, показал, что основными вредными

организмами, оказывающими отрицательное влияние на урожайность культуры, являются корневые гнили и сорняки. Вредоносность корневых гнилей проявляется в большей степени на ранних этапах онтогенеза эхинацеи пурпурной. При сильной степени поражения семян патогенами всхожесть снижается на 31- 46%, средней - на 8-18% и слабой - на 2 - 6%. Высокая вредоносность корневых гнилей на эхинацее пурпурной обусловила необходимость разработки защитных мероприятий.

В 2004 - 2005 годах проводились испытания химического протравителя Колфуго-супер, КС (200г/л) (д. в. карбендазим) и его смеси с регулятором роста Эпин-экстра (0,3 мл/га) (д. в. 24-эпибрассинолид), которые показали что наибольший защитный эффект от патогена получен при комплексном использовании биорегулятора и фунгицида. Биологическая эффективность приема составила 91,5%. Кроме того, включение Эпина-экстра в баковую смесь при обработке семян позволило снизить норму расхода химического протравителя в 2 раза без потери биологической эффективности и повысило энергию прорастания семян на 21,6%, всхожесть на 32,2 %, также оказало положительное влияние на ростовые процессы.

При районировании в условиях Белгородской области сорта эхинацеи пурпурной Танюша, являющимся более устойчивым к корневым гнилям, применение для обработки семян химического протравителя оказалось нецелесообразным, достаточно использование одного регулятора роста Эпин-экстра, который обеспечивал более раннее и дружное появление всходов на 3-4 дня раньше, чем в контроле, интенсивный рост и развитие растений: площадь ассимилирующей поверхности к концу вегетации повышалась на 15%, масса растений на 19% (таб.1).

Таблица 1. Влияние обработки семян Эпином-экстра на густоту стояния, рост растений эхинацеи пурпурной первого года вегетации

Вариант опыта Полевая всхожесть, % Площадь ассимилирующей поверхности, см2/растение Масса растений, г/ растение

Контроль (обработка семян водой) 67,0 252,1±11,92 33,5

Эпин - экстра, 0,3мл/кг (обработка семян) 85,6 289,9±14,23 39,9

НСР05 5,98

Другим лимитирующим фактором роста и развития эхинацеи пурпурной первого года вегетации являются сорные растения. Это связано с длительным периодом появления всходов культуры, слабой ростовой активностью в начальные этапы онтогенеза и низкой конкурентноспособностью к сорнякам.

Изучение видового состава сорных растений в лекарственном севообороте показало, что в условиях Белгородской области наблюдается смешанный тип засоренности, представленный двудольными и однодольными сорняками. На долю двудольных однолетних сорняков приходится 52,6% от всех видов

сорняков, двудольные многолетние составляют 26%; однодольные однолетние -11,2% и многолетние - 10,2% (рис. 1).

В связи с высокой засоренностью плантаций эхинацеи пурпурной первого года вегетации с 2006 года начались исследования по разработке комплексных систем защиты. Опытным путем было установлено, что селективным гербицидом к эхинацее пурпурной является Лазурит, СП (700 г/кг) (д.в. метрибузт) (ф. Август, Россия), уничтожающий двудольные и некоторые виды злаковых сорняков. Исследования показали, что снижение засоренности в борьбе с двудольными сорняками в вариантах с гербицидом составляет 73% и 75%. Учитывая недостаточную эффективность Лазурита против злаковых сорняков, особенно против пырея ползучего, в систему защиты посевов эхинацеи был включен противозлаковый гербицид Зеллек-супер, КЭ (104 г/л к-ты) (д. в. галаксифоп-Р метил) в норме расхода 1 л/га. Комплексное применение гербицидов обеспечило биологическую эффективность данного приема на уровне 83%.

В последние годы для борьбы с сорной растительностью на посевах сельскохозяйственных и лекарственных культур используется сочетание гербицидов с регуляторами роста или микроудобрениями (Вакулин, 2008; Стрижков, 2007; Дорожкина и др., 2010). Дальнейшие исследования по разработке системы борьбы с сорняками на эхинацее пурпурной проводились на фоне предпосевной обработки семян Эпином-экстра, применении отечественного довсходового гербицида Лазурит и баковой смеси гербицида Зеллек-супер с хелатным железосодержащим микроудобрением Феровит, являющимся универсальным стимулятором фотосинтеза, или регулятором роста Эпин-экстра. Выбор Феровита связан с тем, что процесс фотосинтеза играет важную роль в жизнедеятельности растительного организма, так как между продуктивностью фотосинтеза и урожайностью имеется тесная взаимосвязь, которая определяется двумя главными показателями - суммарной площадью листьев и интенсивностью фотосинтетических процессов на единицу листовой поверхности (Ничипорович,1988). Кроме того, недостаток железа приводит к нарушению гормонального баланса, в частности разрушению ауксина, необходимого для роста растений (Петербургский, 1981). При

Рисунок 1. Основные виды сорняков в Белгородской области

нестабильных погодных условиях, особенно засухе, наблюдается снижение содержания хлорофилла и падение интенсивности фотосинтеза, применение микроудобрений, в состав которых входит железо, нормализует этот процесс (Якушкина, Бахтенко,2005). Из литературных источников известно, что у обработанных Эпином-экстра растений также усиливается фотосинтетическая деятельность, активизируется нарастание листовой поверхности и стимулируется цветение (Малеванная, 2007; Ниловская, Серегина, 2007). Кроме того, использование Феровита или Эпина-экстра совместно с гербицидом Зеллек-супер будет способствовать снижению токсического действия последнего на растения эхинацеи пурпурной.

Разработанная комплексная система защиты эхинацеи пурпурной первого года вегетации от сорняков обеспечила снижение засоренности посевов, как при относительно стабильных погодных условиях (2009 год), так и засушливых (2010 год): по количеству сорняков на 82-88%, по массе на 87-92%. Наибольшая эффективность разработанной технологии наблюдалась при определении массы сорняков. Это говорит о том, что усиление ростовых процессов эхинацеи пурпурной приводит к ослаблению развития сорных растений (рис.2).

Н Эпин-экстра 0,3 мл/кг + Лазурит 0,5 кг/га + Зеллек-супер 1 л/га

□ Эпин-экстра 0,3 мл/кг + Лазурит 0,5 кг/га + [Зеллек-супер 1,0 л/га + Эпин-экстра 40 мл/га ]

□ Эпин-экстра 0,3 мл/кг + Лазурит 0,5 кг/га + [Зеллек-супер 1,0 п/га + Феровит 0,4 л/га ]

Рисунок 2. Эффективность комплексной системы защиты посевов эхинацеи пурпурной первого года вегетации от сорняков

Включение в технологию борьбы с сорняками биорегулятора Эпин-экстра или микроудобрения Феровит в 2009 году способствовало усилению роста эхинацеи пурпурной практически в равной степени: площадь ассимилирующей поверхности к концу первого года вегетации превосходила контроль на 2426%, биопродуктивность на 25 -26%.

В условиях гидротермального стресса (2010 год) наблюдаются различия в действии микроудобрения и биорегулятора. Так, при применении Феровита площадь ассимилирующей поверхности и биопродуктивность повышались на 28%, в варианте с Эпином-экстра на 12% и 16%, соответственно (таб.2).

по количеству по массе сорняков сорняков

2009 год 2010 год

(оптимальные погодные условия) (засушливые погодные условия)

Таблица 2. Влияние биорегулятора Эпин-экстра, микроудобрения Феровит и гербицидов Лазурит и Зеллек-супер на рост растений эхинацеи пурпурной первого года вегетации

Вариант опыта 2009 год (оптимальные погодные условия) 2010 год (засушливые погодные условия)

Площадь ассимилирующей поверхности, см2 Биопродуктивность, ц/га Площадь ассимилирующей поверхности, см2 Биопродуктивность, ц/га

Контроль (с прополкой) 259,8± 12,02 9,5 227,9± 11,05 8,9

Эпин-экстра 0,3 мл/кг + Лазурит 0,5 кг/га + Зеллек-супер 1,0 л/га 290,9±14,44 10,5 239,3± 11,81 9,4

Эпин-экстра 0,3 мл/кг + Лазурит 0,5 кг/га + [Зеллек-супер 1,0 л/га + Феровит 0,4 л/га] 327,4±16,10 11,9 291,8±14,42 11,4

Эпин-экстра 0,3 мл/кг + Лазурит 0,5 кг/га + [Зеллек-супер 1,0л/га+ Эпин-экстра 40мл/га] 322,2±15,83 12,0 255,2±12,76 10,3

НСР05 0,86 1,32

Наблюдения за эхинацеей на втором году вегетации показали, что применение комплексной системы защиты культуры от сорняков на первом году вегетации способствовало более раннему отрастанию растений по сравнению с растениями контрольного варианта.

Начиная со второго года вегетации культуры, проводится уборка на лекарственное сырье (трава). Для повышения урожайности эхинацеи, содержания действующих веществ и их выхода с гектара (оксикоричные кислоты) в 2010-2011 годах заложены опыты по изучению влияния двукратной обработки вегетирующих растений микроудобрением Феровит или биорегулятором Эпин-экстра: первая в фазу начала отрастания культуры, вторая - через 16-18 дней. Опыты закладывались на фоне весенней подкормки основным удобрением (ЫРК)^.

Обработка вегетирующих растений эхинацеи второго года вегетации микроудобрением Феровит во все годы испытаний, независимо от погодных условий, положительно сказалась на росте и развитии растений, урожайность лекарственного сырья повысилась на 8,9 ц/га и 9,6 ц/га. Влияние Эпина-экстра на урожайность травы эхинацеи было неоднозначным: наибольшее повышение урожайности (8,3 ц/га) наблюдалось при оптимальных погодных условиях, при засухе прибавка составила 3,4 ц/га (таб.3).

Таблица 3. Влияние регулятора роста Эпин-экстра и микроудобрения Феровит на рост растений, урожайность и содержание оксикоричных кислот эхинацеи пурпурной второго года вегетации*

Вариант опыта Урожайность Содержание оксикоричных кислот Сбор оксикоричных кислот с гектара

ц/га %к контролю % на сухое в-во %к контролю кг/га %к контролю

2010 год (засушливые погодные условия)

Контроль (обработка водой) 28,1 100 3,59 100 100,88 100

Феровит, 0,4 л/га 37,7 134 3,77 105 142,13 141

Эпин-экстра, 40 мл/га 31,5 112 3,84 109 120,96 120

НСР05 4,26 0,032

2011 год (оптимальные погодные условия)

Контроль (обработка водой) 31,9 100 3,21 100 102,40 100

Феровит, 0,4 л/га 40,8 128 3,43 107 139,94 137

Эпин-экстра, 40 мл/га 40,2 126 3,60 112 144,72 141

НСР05 5,98 0,029

• Обработка Феровитом или Эпином-экстра проводилась на растениях эхинацеи, где на первом году вегетации была использована комплексная защита от сорняков

Проведенные исследования показали, что в условиях недостаточной влагообеспеченности и высоких температур снижалась урожайность эхинацеи, применение Феровита в этих условия за счет нормализации процесса фотосинтеза, способствовало наибольшему повышению урожайности лекарственного сырья, чем использование Эпина-экстра. В работах ряда исследователей показано, что наиболее высокая активность эпибрассинолида проявляется в условиях низкотемпературного стресса, именно тогда наблюдается повышение уровня эндогенных брассиностероидов, (Ка§а1е е! а1.,2007; Будыкина и др., 2010; Хрипач и др., 2010).

При определении структуры урожая эхинацеи установлено, что под влиянием Феровита наблюдается значительное увеличение процента листьев, в которых содержится основное количество действующих веществ.

Анализ содержания оксикоричных кислот в сырье выявил их зависимость от погодных условий. При гидротермальном стрессе 2010 года содержание оксикоричных кислот в сырье эхинацеи пурпурной возрастало по сравнению с оптимальными погодными условиями на 12%. В литературе имеются данные подтверждающие наши исследования. В работе Шайдулиной Г.Г. (2000) отмечается, что метеорологические факторы оказывают воздействие на синтез оксикоричных кислот — их наибольшее содержание наблюдается в сухие и жаркие годы. Проведенные определения содержания оксикоричных кислот

показали, что в результате применения разработанных инновационных технологий наблюдалось повышение содержания оксикоричных кислот в зависимости от погодных условий на 5-12% и сбора с гектара на 20-41% (таб.3).

Проведенными медико-биологическими и фитохимическими исследованиями последних лет было установлено, что для производства иммуномодулирующих препаратов в качестве лекарственного сырья можно использовать корни эхинацеи, так как в них, также как и в траве, присутствуют оксикоричные кислоты (Вичканова и др., 2009).

Опыт выращивания эхинацеи в разных почвенно-климатических зонах РФ показал, что наиболее перспективным для получения сырья (корневища с корнями) является Центральный Черноземный регион РФ. При возделывании эхинацеи на Северном Кавказе, из-за тяжелых по механическому составу почв, наблюдается слабое нарастание корневой системы и значительные потери урожая при уборке. Для создания сырьевой базы нового вида лекарственного сырья в условиях Белгородской области были начаты исследования по определению оптимальных сроков уборки корней в зависимости от возраста растений. Учетами массы корней в разные годы вегетации эхинацеи было установлено, что проводить уборку сырья на корни целесообразно на третьем году вегетации, так как в этот период наблюдается наибольшее нарастание массы корней (33,9 г) и наиболее высокая сумма производных оксикоричных кислот (3,26%) (таб. 4).

Таблица 4. Зависимость массы корней и содержания действующих веществ от возраста растений эхинацеи пурпурной

Год вегетации культуры Масса корня, г/ растение Содержание суммы производных оксикоричных кислот, %

1 год вегетации 3,5±0,11 2,12

2 год вегетации 19,2±0,59 2,38

3 год вегетации 33,9±1,01 3,26

В связи с вышесказанным, на третьем году вегетации культуры осуществлялась уборка как надземной части растений (трава), так и корневищ с корнями.

Для повышения урожайности корней были проведены испытания кремнесодержащего хелатного удобрения Силиплант. Одной из важных функций активных форм кремния является стимуляция роста и развития корневой системы, возрастание количества вторичных и третичных корешков за счет увеличения содержания ауксинов (Матыченков, 2002; Сластя, Ложникова, 2010), ().

Применение микроудобрения Силиплант в фазу отрастания эхинацеи третьего года вегетации при норме расхода 0,7 л/га способствовало повышению урожайности травы на 17% и выходу оксикоричных кислот на 18% (таб. 5). Необходимо отметить, что на третьем году вегетации эхинацеи урожайность травы падает в среднем на 6-7 ц/га, некорневые подкормки Силиплантом обеспечили сохранность урожая.

Таблица 5. Влияние микроудобрения Силиплант на урожайность и содержание оксикоричных кислот в траве и корнях эхинацеи пурпурной третьего года вегетации (2011-2012 г.г.)

Вариант опыта Урожайность Содержание производных оксикоричных кислот, % Выход производных оксикоричных кислот

ц/га %к контролю кг/га %к контролю

Урожайность травы

Контроль (обработка водой) 25,05 100 3,22 80,66 100

Силиплант, 0,7 л/га 29,3 117 3,25 95,23 118

НСР05 3,76 0,012

Урожайность ко рневнщ с корнями

Контроль (обработка водой) 15,10 100 2,76 41,68 100

Силиплант 0,7 л/га 18,95 125 3,02 57,23 137

НСР05 3,46 0,059

Повторная обработка отрастающих растений эхинацеи Силиплантом, проведенная через 20 - 25 дней после уборки травы, обеспечила усиление роста корневой системы, повышение урожайности корней на 25% , увеличение содержания оксикоричных кислот на 9% и их сбора с гектара на 37% (таб. 5).

Применение регуляторов роста и микроудобрений для снижения гербицидной нагрузки на агроценоз маклеи сердцевидной

В условиях Белгородской области одним из негативных факторов, снижающих урожайность маклеи, являются сорные растения. Отрицательное их действие проявляется на первом году вегетации культуры, так как на втором году растения отличаются интенсивным ростом и высокой степенью конкурентноспособности к сорнякам.

Исследованиями, проведенными в условиях Краснодарского края, было показано, что при высокой засоренности культуры на первом году вегетации потери урожая лекарственного сырья могут составлять 50% и более. Разработанные для этого региона приемы борьбы с сорняками предусматривают использование гербицидов в зависимости от видового состава сорняков (однодольные и двудольные) (Пушкина, Быкова, 1998; Быкова, 2011).

По мнению ряда исследователей одним из условий рациональной борьбы с сорняками в посевах сельскохозяйственных и лекарственных культур является определение их конкурентноспособности к сорным растениям (Опойт, Те!, 1994; Загуменников, 2002; Быков и др., 2006). В последние годы при разработке мер борьбы с сорной растительностью в первую очередь ставится задача повышения конкурентноспособности сельскохозяйственных культур к

сорнякам за счет применения регуляторов роста и микроудобрений, что способствует снижению норм расхода гербицидов (Белопухов, 2004; Стрелков, 2004; Дорожкина, 2010). Исследованиями на лекарственных культурах (валериана лекарственная, ноготки лекарственные) также показано, что использование регуляторов роста позволяет уменьшать нормы расхода гербицидов на 20-24% без снижения биологической эффективности, ослабляет их фитотоксическое действие на защищаемые культуры (Вакулин, Пушкина, 2004, 2005).

В основу наших исследований положен поиск наиболее рациональной экологизированной системы борьбы с сорняками, основанной на двукратной обработке парового поля гербицидом Раундап (д.в. глифосат, 360 г/л) фирмы Монсанто в норме расхода 3 л/га, экзогенной мобилизации ростовых процессов маклеи первого года вегетации путем комплексного применения регулятора роста Циркон Р (0,1 г/л) (д. в. гидроксикоричные кислоты) с гербицидами Корсар, ВРК (480 г/л) (д. в. бентазон) для уничтожения двудольных сорняков и Зеллек-супер - однодольных.

Полевые испытания на маклее проводились в 2008 - 2010 годах. К началу июня на плантациях культуры наблюдается массовое появление двудольных и злаковых сорняков. Их общее количество на 1м2 составляет 78 -84 штук, из них двудольных - 42 - 45 штук/м2, однодольных 36 -39 штук/м2. Такая степень засоренности и видовое разнообразие сорняков вызывает необходимость проведения мероприятий по борьбе с ними.

В схему полевых опытов на маклее первого года вегетации были включены варианты с ручными прополками, с применением гербицидов Корсар и Зеллек-супер в полной норме расхода (2,5 л/га и 1,0л/га) и вариант со сниженными нормами расхода (2,0 л/га и 0,5 л/га) в сочетании с регулятором роста Циркон (50 мл/га).

Результаты испытаний показали, что снижение засоренности плантаций маклеи при использовании полной нормы гербицидов (эталон) составляло по количеству сорняков 81%, по массе - 76%, применение баковой смеси регулятора роста Циркон и гербицидов с уменьшенными нормами расхода обеспечило снижение засоренности на 80% и 84%, соответственно. По количеству отдельных групп сорняков на варианте Корсар 2,5 л/га + Зеллек-супер 1,0 л/га снижение засоренности двудольными сорняками к концу вегетации составляло 83%, в варианте Корсар 2,0л/га + Зеллек-супер 0,5 л/га + Циркон 50 мл/га - 80%, однодольными сорняками - 82% и 78%, соответственно (табл.6). Таким образом, комплексное применение регулятора роста Циркон с гербицидами в сниженных нормах расхода способствовало повышению конкурентноспособности маклеи к сорнякам, что выражалось в наибольшем уменьшении массы сорняков, и обеспечило снижение засоренности на уровне полных норм расхода гербицидов.

Таблица 6. Влияние гербицидов и их комплексного применения с регулятором роста Циркон на засоренность маклеи сердцевидной первого года вегетации (2008 - 2009 г.г.)

Вариант опыта Количество сорняков, шт/ м2

Сроки проведения наблюдений после обработки гербицидами

30 дней 60 дней 90 дней (конец вегетации)

двудольные однодольные общее количество двудоль -ные однодольные общее количество двудоль -ные однодольные общее количество снижение засоренности по количеству сорняков, % снижение засоренности по массе сорняков, %

Контроль (без прополки) 61,8±2,61 41,0± 1,74 102,8 73,1± 3,07 46,0± 1,98 119,1 94,4± 4,14 54,7± 2,36 149,1

Корсар 2,5 л/га + Зеллек-супер 1,0 л/га 8,2±0,36 4,6± 0,20 12,8 11,3± 0.48 6,8± 0,26 18,1 16,8± 0,76 10,3± 0,38 27,1 82 76

Корсар 2,0 л/га+ Зеллек-супер 0,5 л/га 22,8±0,98 11,6± 0,50 34,4 30,4± 1,18 15,2± 0,61 45,6 38,6± 1,55 19,8± 0,81 58,4 61 39

Корсар 2,0 л/га+ Зеллек-супер 0,5 л/га + Циркон 50мл/га 9,3±0,41 6,9± 0,29 16,2 15,0± 0,57 8,7± 0,34 23,7 19,1± 0,81 11,5± 0,47 30,6 80 84

Наблюдения за ростом и развитием маклеи первого года вегетации показали, что включение в систему защиты культуры биорегулятора Циркон оказывает положительное влияние на рост и развитие растений: высота в конце вегетации составляла 116,4 см, превышение по сравнению с контролем 23,5%, количество листьев увеличивалось на 17%. Усиление роста растений в варианте с экзогенным применением биорегулятора Циркон совместно с гербицидами со сниженными нормами расхода привело и к повышению урожайности лекарственного сырья. В этом варианте опыта прибавка урожая травы маклеи первого года вегетации по сравнению с контролем составила 24%, по сравнению с применением одних гербицидов в полной норме расхода (эталон) -17% (таб.7).

Таблица 7. Влияние интегрированной системы защиты от сорняков на урожайность и содержание алкалоидов в сырье маклеи сердцевидной первого года вегетации (2008 - 2009 г.г.)

Вариант опыта Показатели урожайности и качества сырья

Высота растений, см Количество листьев, шт. Урожайность ц/га Содержание алкалоидов сангвинарина и хелеритрина % на абс. сухое в-во Сбор алкалоидов кг/га

%к контролю %к контролю

Контроль (с прополкой) 94,20± 3,46 15,35± 0,65 12.2 100 1,02 12,44 100

Корсар 2,5 л/га + Зеллек-супер 1,0 л/га (эталон) 102,65± 4,51 16,65± 0,71 13.3 107 1,02 13,57 109

Корсар 2,0 л/га + Зеллек-супер 0,5л/га 101,35± 4,47 16,3± 0,70 13.0 107 1,01 13,13 106

Корсар 2,0 л/га + [Зеллек-супер 0,5л/га + Циркон 50мл/га] 116,35± 4,78 17,95± 5,14 15.1 124 1,09 16,46 132

НСР05 1,15 0,024 3,348

Анализ качества лекарственного сырья маклеи первого года вегетации показал, что содержание алкалоидов сангвинарина и хелеритрина в вариантах с одними гербицидами не превышало контроль, в варианте комплексного применения Циркона с гербицидами наблюдалось повышение содержания алкалоидов на 7%. Увеличение урожайности и содержания алкалоидов в варианте с разработанной технологией выращивания маклеи привело к увеличению сбора действующих веществ с гектара на 32% (таб. 7).

На втором году вегетации маклея отличается интенсивным ростом, мощным ветвящимся стеблем, высота растений достигает 2-х и более метров.

Для повышения содержания алкалоидов и выхода действующих веществ необходимо присутствие в урожае 50 и более процентов листьев, так как именно в них содержатся основные действующие вещества - сингвиритрин и хелеритрин. В исследованиях, проведенных на лекарственных культурах, отмечается, что применение микроудобрения Феровит обеспечивает активное нарастание листовой поверхности растений (Тхаганов и др.2002; Пушкина, 2007). Основываясь на этих данных, в 2009 - 2010 годах были проведены исследования по изучению действия препарата Феровит на маклее сердцевидной второго года вегетации. Опыты закладывались на варианте, где на первом году вегетации культуры для борьбы с сорняками использовалась разработанная инновационная технология, основанная на комплексной обработке вегетирующих растений регулятором роста Циркон и гербицидами Корсар 2,0 л/га + Зеллек-супер 0,5 л/га со сниженными нормами расхода.

Обработка вегетирующих растений маклеи Феровитом осуществлялась двукратно: первая - при высоте растений 35 - 40 см, вторая - через 18-20 дней после первого укоса. Нормы расхода микроудобрения 0,4 л/га и 0,5 л/га.

Некорневая подкормка микроудобрением привела к активизации ростовых процессов маклеи в годы с разными погодными условиями. Учеты высоты и облиственности растений перед первым укосом на вариантах с Феровитом (0,4 л/га и 0,5 л/га) показали, что при наиболее стабильных погодных условиях 2009 года высота растений превышала контроль на 18% и 20%, количество листьев увеличивалось на 20-24%; масса на 49-53%; при гидротермальном стрессе 2010 года наблюдалась наиболее активная стимуляция ростовых процессов: высота растений превышала контроль на 24% и 27%, количество листьев на 26% и 31% , по массе листьев на 56-62% (рис.3).

180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

153,49

118120

Количество Масса листьев Высота Количество

листьев на на растении растений листьев на

растении растении

□ Контроль

□ Феровит 0,4 л/га

□ Феровит 0,5 л/га

2009 год (оптимальные погодные условия) 2010 год (засушливые погодные условия)

Рисунок 3. Влияние микроудобрения Феровит на морфометрические показатели маклеи сердцевидной второго года вегетации (перед первым укосом)

Необходимо отметить, что листья на вариантах с Феровитом отличались наибольшей площадью ассимиляционной поверхности, более зеленой окраской, особенно в засушливых условиях 2010 года, что говорит о снижении процесса разрушения хлорофилла.

Усиление ростовых процессов растений под влиянием микроудобрения привело к повышению урожайности маклеи первого укоса (при первом сборе урожая сырья), однако в связи с погодными условиями наблюдались различия в этих показателях. В год с относительно стабильными погодными условиями (2009 год) урожайность травы маклеи в вариантах с Феровитом превышала контроль в испытанных нормах расхода препарата практически в равной степени - на 21% и 22%, при гидротермальном стрессе наибольшая прибавка урожая (29%) наблюдалась при норме расхода 0,5 л/га (таб. 8).

Таблица 8. Влияние микроудобрения Феровит на урожайность маклеи сердцевидной второго года вегетации *

Вариант опыта Урожайность первого укоса Урожайность второго укоса Урожайность двух укосов

ц/га %к контролю ц/га %к контролю ц/га %к контролю

2009 год (оптимальные погодные условия)

Контроль (обработка водой) 31,4 100 14,2 100 45,6 100

Феровит 0,4 л/га 38,0 121 17,0 120 55,0 121

Феровит 0,5 л/га 38,3 122 17,2 121 55,8 122

НСР05 4,96 2,27 5,74

2010 год (засушливые погодные условия)

Контроль (обработка водой) 28,5 100 12,4 100 40,9 100

Феровит 0,4 л/га 35,3 124 15,3 123 50,6 124

Феровит 0,5 л/га 36,8 129 15,9 128 52,7 129

НСР05 3,91 2,18 6,12

• Обработка Феровитом проводилась на маклее, где на первом году вегетации была использована разработанная интегрированная защита от сорняков - Корсар 2,0 л/га + Зеллек-супер 0,5 л/га +Циркон 50мл/га

Применение Феровита на маклее сердцевидной через 18-20 дней после первого укоса также обеспечило повышение урожайности и второго сбора сырья (21-28%). По сумме двух сборов прибавка урожая в вариантах с некорневыми подкормками микроудобрением составила по сравнению с контролем от 9,4 ц/га до 11,8 ц/га.

Необходимо отметить, что общая урожайность травы маклеи при гидротермальном стрессе снижается по сумме двух укосов на 4,7 ц/га, применение Феровита в норме 0,4 л/га компенсирует потери урожая, а при норме 0,5 л/га даже повышает его. Так, если в 2009 году урожайность маклеи двух укосов составляла в контроле 45,6 ц/га, то использование Феровита при засухе обеспечило урожайность 50,6 ц/га и 52,7 ц/га (таб. 8).

Некорневая подкормка микроудобрением способствовала повышению содержания алкалоидов в сырье маклеи по сравнению с контролем на 5-9% и увеличению сбора алкалоидов с гектара на 28-40% (рис. 4).

Рисунок 4. Влияние некорневой подкормки растений маклеи второго года вегетации Феровитом на содержание и сбор алкалоидов

Полученные данные показывают, что применение Феровита на втором году вегетации маклеи позволяет получать, независимо от погодных условий, стабильные урожаи высококачественного лекарственного сырья и обеспечивает увеличение выхода алкалоидов с единицы площади.

Оценка эффективности нового природного универсального укоренителя ДваУ при вегетативном размножении маклеи сердцевидной

Размножение маклеи проводится вегетативным путем с использованием отрезков корневищ и корневой поросли (рассада) (Хлапцев и др., 1978; Быкова, Кодаш, 1996; Быкова, 2011). При заготовке посадочного материала (корневая поросль) маклеи происходит повреждение корневой системы, что отрицательно сказывается на приживаемости посадочного материала, особенно при нестабильных погодных условиях.

Проведенными учетами было установлено, что приживаемость посадочного материала маклеи в условиях Белгородской области при оптимальных погодных условиях составляет 71-72%, при засушливых снижается до 66-67%. В связи с этим, для усиления корнеобразования, I необходимо использовать регуляторы роста, обеспечивающие усиление ризогенеза.

В литературе имеются единичные сведения по испытанию регуляторов роста Фитона, Гумата, Гиббереллина, Гетероауксина для укоренения маклеи (Быкова и др., 1997; Абизов. 2004). До настоящего времени ни один из вышеназванных препаратов не проходил Государственное испытание и не был зарегистрирован для применения на культуре.

В настоящее время созданы комплексные препараты, которые не только усиливают ризогенную активность посадочного материала, но и повышают их | иммуно-защитные свойства. К таким корнеобразователям относится новый, оригинальный комплексный препарат «ДваУ», действующими веществами

которого являются индолилмасляная кислота, гидроксикоричные кислоты и экстракт из беломорской бурой водоросли фукус пузырчатый (Fucus vesiculosus). Индолилмасляная и гидроксикоричные кислоты способствуют интенсивному корнеобразованию, а вытяжка из водорослей обеспечивает дополнительное питание растений. В настоящее время препарат ДваУ проходит широкие регистрационные испытания на плодово-ягодных, декоративных и лекарственных культурах.

Опыты по испытанию корнеобразователя ДваУ проводились в 2012 - 2013 годах, использовались две концентрации препарата 0,5 мл/л и 1 мл/л. Посадочный материал замачивался в водных растворах ДваУ с экспозицией 14 часов, контроль - в воде.

Как показали исследования, на вариантах с использованием корнеобразователя наблюдалось увеличение приживаемости растений маклеи по сравнению с контролем на 8,4 - 18,5%. Наибольшая приживаемость получена на варианте при норме расхода препарата 1,0 мл/л, превышение по сравнению с контролем составила 17,8% и 18,5% (рис.5).

□ Контроль

□ ДваУ 0,5 мл/л

□ ДваУ 1 м л//л

Рисунок 5. Влияние корнеобразователя ДваУ на приживаемость посадочного материала маклеи сердцевидной

Наблюдениями за динамикой роста и развития маклеи установлено положительное действие биорегулятора на рост, как корневой системы, так и надземной части растений. Из приведенных данных в таблице 9 видно, что в конце вегетации на вариантах с биорегулятором ДваУ количество листьев превышало контроль на 9-11%, высота растений на 8-12%, масса надземной части растений на 9-14% и масса корней в 1,6-2,5 раз.

Таблица 9. Влияние универсального укоренителя ДваУ на рост надземной части и массу корней растений маклеи в конце первого года вегетации (2012-2013 г.г.)

Вариант опыта Количество листьев, штук Высота растений, см Масса надземной части,г Масса корней, г

Контроль (вода) 15,8±0,64 90,0±3,79 53,1±2,00 29,6± 1,21

ДваУ, 0,5 мл/л 17,2±0,75 96,8±4,22 58,1±2,55 47,7±2,27

ДваУ, 1,0г/л 17,6±0,79 100,9±4,25 61,3±2,69 74,8±3,37

Необходимо отметить, что наибольший стимулирующий эффект получен при норме расхода препарата 1 мл/л, применение которого способствовало бразованию более мощной корневой системы с большим количеством придаточных корней. В настоящее время по результатам испытаний оформлены материалы для Государственной регистрации препарата на маклее.

Совершенствование приемов адаптационной технологии возделывания белладонны

Для обеспечения медицинской промышленности РФ лекарственным сырьем белладонны с 2002 года начаты работы по созданию плантаций культуры в условиях Белгородской области, которая по своим почвенно-климатическим условиям близка к Украине, где до распада СССР размещались посевы культуры.

Белладонна по своим биологическим особенностям отличается мелкосемянностью, низкой всхожестью семян и растянутым периодом всходов, медленным ростом в начальные периоды вегетации. Для получения полноценных всходов белладонны необходимо проведение стратификации семян. Поиск альтернативных путей повышения всхожести семян белладонны -использование регуляторов роста не привел к желаемым результатам. В наших ранних исследованиях было показано положительное действие регуляторов роста Эпин-экстра и Циркон на энергию прорастания, рост и развитие растений белладонны только на стратифицированных семенах (Пушкина, Сидельников, 2006). Использование Гиббереллина при обработке семян ряда лекарственных культур, в том числе и белладонны, исключает прием стратификации, но не всегда оказывает положительное влияние на рост и развитие растений (Шаин, 2005). Проведенные исследования на лекарственных культурах (серпуха венценосная) показали, что обработка семян данным фитогормоном, усиливая рост надземной части растений, приводит к торможению роста корневой системы (Сергеев и др., 2006). Кроме того, при определенных погодных условиях, особенно при низкой солнечной инсоляции, использование Гиббереллина может привести к сильному вытягиванию стеблей и снижению площади ассимилирующей поверхности листьев (Чайлахян, Иванова, 1970).

В опытах по совместному применению регуляторов роста Эпибрассинолида, Эпина-экстра и Циркона с Гиббереллином при обработке семян сельскохозяйственных и лекарственных культур была показана возможность снижения некоторых отрицательных моментов в его действии (Сергеев и др., 2006; Воронина, 2007). В последние годы расширяются исследования по комплексному использованию, как фитогормонов, так и их сочетаний с вторичными метаболитами (Матевосян, 2005; Манжелесова, 2005; 2013).

На белладонне в 2010-2012 годах проводились исследования по изучению влияния комбинаций различных биорегуляторов на ростовые процессы растений. Опыты закладывались на сорте Багира и районированном в Белгородской области перспективном селекционном образце 139-01 (впоследствии сорт Златовласка).

В лабораторных условиях изучалось влияние комплексного применения Гиббереллина и Эпина-экстра, Гиббереллина и Циркона на энергию прорастания, всхожесть семян и рост проростков. Обработка семян белладонны суммарными растворами биорегуляторов показала, что наибольший эффект получен при применении баковой смеси Гиббереллина в концентрации 0,1% с Эпином-экстра 0,05% или Цирконом 0,05%: энергия прорастания семян составила 50-58% и всхожесть 82-92%; длина корня проростков увеличилась в 2-2,4 раза, надземная часть в 1,6-1,8 раз. Эти варианты были отобраны для полевых испытаний, в качестве контроля использовались стратифицированные семена белладонны.

Наблюдениями, проведенными в полевых условиях, было установлено, что обработка семян белладонны бинарными смесями регуляторов роста обеспечила более раннее (на 5-6 дней) появление всходов, чем в контроле. На контрольном варианте всходы были неравномерные и появлялись в течение всего периода вегетации.

Действие баковых смесей испытываемых регуляторов роста различалось в зависимости от погодных условий: при засушливых погодных условиях (2010 год) в варианте с обработкой семян белладонны баковой смесью Гиббереллин + Циркон густота стояния растений на обоих сортах культуры повышалась по сравнению с контролем на 27-28%, на варианте Гиббереллин+Эпин-экстра - на 6-8%, при более оптимальных погодных условиях (2011 год) густота стояния растений в вариантах с регуляторами роста повышалась практически одинаково -на 12-17% (рис. 6).

Рисунок 6. Влияние обработки семян белладонны регуляторами роста на густоту стояния растений

Дальнейшие наблюдения за растениями белладонны сорта Багира и селекционного образца 139-01 показали, что обработка семян биорегуляторами в 2011 году способствовала увеличению площади ассимилирующей поверхности на обоих вариантах в равной степени - на 15% и 17%. В 2010 году наблюдались различия в действии регуляторов роста: в варианте Гиббереллин+Циркон повышение площади листовой поверхности растений к

концу вегетации составило 26% и 24%, а на варианте Гиббереллин + Эпин-экстра- 10% и 12% (таб.10).

Таблица 10. Влияние биорегуляторов на рост и развитие растений белладонны первого года вегетации

Вариант опыта Количество листьев, шт/шстение % к контролю Площадь ассимилирующей поверхности, см2/ растение % к контролю

2010 год 2011 год 2010 год 2011 год

Сорт Багира

Контроль (стратифицированные семена) 13,16±0,54 100 15,28±0,67 100 153,9±6,45 100 187,9+8,16 100

Гиббереллин+ Эпин-экстра, (0,1%+0,05%) 14.21±0,62 108 17,16±0,78 112 169.3+7,56 110 217.8+7,56 116

Гиббереллин+Циркон, (0,1%+0,05%) 15.85±0,68 120 17,11 ±0.75 112 193.3±8,70 126 216.3+9,56 115

Селекционный образец 139-01

Контроль (стратифицированные семена) 13.92±0.57 100 17.12±0.73 100 169.2+7.28 100 196,4+8.62 100

Гиббереллин+Эпин-экстра, (0,1%+0,05%) 14.79±0,63 106 19.36±0.80 ИЗ 189.7+7.85 112 228,9+10,01 117

Гиббереллин+Циркон, (0,1%+0,05%) 16,55±0,71 119 18,98±0.78 111 209.8+9,31 124 226.4+9.65 115

Аналогичные результаты были получены при определении надземной массы растений: прибавка биомассы в 2010 году в варианте Гиббереллин+Циркон составила 19% и 21%, Гиббереллин+Эпин-экстра - 8% и 9%, в 2011 году на обоих вариантах опыта прибавка биомассы составила 12% - 16%.

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что совместное действие Гиббереллина с Цирконом проявляется в большей степени в условиях гидротермального стресса, при стабильных погодных условиях обе комбинации регуляторов роста оказывают практически одинаковое влияние на процессы роста и развития растений белладонны.

Уборка белладонны на сырье (трава) проводится, начиная со второго года вегетации по двухукосной технологии: первый укос в фазу бутонизации — начале цветения (начало-середина июня), второй — после отрастания срезанных растений (конец августа - начало сентября). С целью оптимизации ростовых процессов, формирования структурных элементов урожая, повышения содержания действующих веществ (алкалоидов) в 2011-2012 годах были проведены испытания Феровита. Обработка вегетирующих растений белладонны микроудобрением проводилась в начале весеннего отрастания при

высоте растений 25-30 см и через 20-25 дней после первого укоса.

Погодные условия при проведении опытов были относительно стабильными. В оба года испытаний при весеннем отрастании белладонны отмечалась теплая погода с достаточным количеством осадков, что благоприятно сказалось на росте растений и формировании листостебельной массы. Слагаемыми элементами урожая лекарственного сырья белладонны являются кустистость растений, их облиственность и размеры листьев. Проведенные наблюдения показали, что под влиянием Феровита на 20-22% возрастает число боковых побегов, облиственность растений и площадь листьев.

Применение Феровита обеспечило повышение урожайности сырья белладонны (два укоса) по сравнению с контролем на сорте Багира на 26%, на селекционном образце 139-01 на 24%, увеличение содержания алкалоидов на 6% и их сбор с гектара на 34% и 31%, соответственно (таб. 11).

Таблица 11 Влияние микроудобрения Феровит на суммарную урожайность двух укосов и содержание алкалоидов в сырье белладонны второго года вегетации (2011-2012 г.г.)

Варианты опыта Суммарная урожайность по двум укосам Содержание алкалоидов, % на абсолютно-сухое в-во Сбор алкалоидов с единицы площади

ц/га %к контролю кг/га %к контролю

Селекционный образец 139-01 (сорт Златовласка)

Контроль (обработка водой) 33,35 100 0,436 14,54 100

Феровит, 0,4л/га 41,45 124 0,460 19,1 131

НСР05 4,16 0,0092 2,271

Сорт Багира

Контроль (обработка водой) 30,4 100 0,464 14,11 100

Феровит, 0,4л/га 38,2 126 0,494 18,87 134

НСР05 4,05 0,0104 2,608

*в таблице приведены данные по урожайности белладонны второго года вегетации с варианта, где на первом году вегетации проводилась обработка семян баковой смесью Гибберелли н+Циркон

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что обработка семян баковой смесью Гиббереллина с Цирконом или Эпином-экстра дает возможность направленно регулировать начальные этапы морфогенеза белладонны, получать полноценные всходы культуры, избегая трудоемкого процесса стратификации семян, обеспечивает активный рост и развитие растений первого года вегетации, повышает их адаптацию к нестабильным погодным условиям. Применение микроудобрения Феровит на втором году

вегетации является эффективным приемом повышения урожайности сырья и сбору алкалоидов с единицы площади.

Биологические особенности амми большой и эффективность кремнесодержащего микроудобрения Силиплант в получении стабильных урожаев сырья с высоким содержанием фурокумаринов

Посевы амми большой до 1990 года были сосредоточены в Краснодарском крае и южных районах Украины. В дальнейшем, в силу сложившихся обстоятельств, данная культура на территории РФ не возделывалась. С возобновлением выпуска препаратов на основе амми большой Аммифурина и Анмарина возникла необходимость возрождения данной культуры, которое началось в 2000 году в условиях Московской и Белгородской областей с изучения биологических особенностей растения.

Проведенные фенологические наблюдения на амми большой в условиях Московской области показали, что у растений наблюдается растянутый период цветения до 50-70 дней, что приводит к неравномерности плодообразования и потерям урожая, а в годы с нестабильными погодными условиями невозможно получить полноценный урожай лекарственного сырья (плоды) (Сольнюченко, 2003).

Проведенный анализ прохождения фенологических фаз амми большой в условиях Белгородской области показал, что она проходят полный цикл развития: всходы появляются в среднем через 20 дней после посева, фаза начала цветения наступает через 72- 75 дней, ее продолжительность 10-11 дней, массовое созревание плодов наблюдается через 42-43 дня после цветения. Кроме того, по хозяйственно - ценным признакам растения амми большой из данного региона превосходят Московскую область — по урожайности на 59% и содержанию фурокумаринов на 29%. Это говорит о том, что Центральный Черноземный регион РФ более перспективен для промышленного возделывания амми большой, чем Нечерноземная зона.

С целью активизации процессов цветения и повышения урожайности плодов амми в условиях Белгородской области проводились исследования по использованию некорневых подкормок кремнесодержащим микроудобрением Силиплант. Выбор данного препарата обусловлен тем, что, по литературным источникам, применение кремния изменяет гормональный статус растений, способствуя усилению синтеза ауксинов, которые стимулируют ростовые процессы, активизируют цветение и завязываемость плодов (Якушкина, Бахтенко, 2005; Ложникова и др., 2010). Это важно в связи с тем, что в период перехода к образованию генеративных органов содержание ауксинов в растении резко падает.

Наряду с усилением ростовых процессов, увеличением урожайности, кремний играет большую роль в повышении сопротивляемости растений к стрессам различной природы (биотические и абиотические) (Wiese et al., 2005; Lang, 2007; Epstein, 2009).

Доминирующим свойством кремния является повышение механической прочности тканей растений за счет утолщения эпидермального слоя, что

способствует предотвращению полегания растений (Лай й а1, 1997; Кемечева, 2003; Матыченков, 2008).

Такая особенность действия кремния очень важна для культуры амми большой, так как при определенных погодных условиях наблюдается полегание растений, что затрудняет уборку лекарственного сырья.

Полевые испытания Силипланта проводились на амми большой сорта Валентина в 2009 - 2012 годах, при нормах расхода 0,6 л/га и 0,8 л/га.

Проведенные наблюдения за ростом амми большой показали, что Силиплант стимулирует рост и развитие растений: высота растений в опытных вариантах в зависимости от погодных условий превосходила контроль на 912%, количество боковых побегов на 22-35%. Наиболее высокая эффективность микроудобрения по количеству боковых побегов (32-35%) наблюдалась в условиях засухи 2010 года (рис.7).

120

80

40

124(22

135,з2

128,26

Высота Количество Высота Количество | Высота Количество растений боковых . растений боковых растений боковых

□ Контроль

ИСилиплант 0,6 л/га

□ Силиплант 0,8 л/гат

побегов 2009 год

побегов 2010 год

побегов 2011 год

Рисунок 7. Влияние Силипланта на ростовые процессы амми большой

Некорневая подкормка Силиплантом положительно влияла на формирование генеративных органов: количество зонтиков на растении увеличилось на 15-20%, диаметр главного зонтика на 15-18%, продуктивность одного растения на 20-27%.

Необходимо отметить, что при относительно стабильных погодных условиях 2011 года в варианте с микроудобрением число зонтиков на растении повышалось на 15-16%, диаметр главного зонтика увеличивался на 18%, продуктивность одного растения возрастала на 20-21%; в условиях гидротермального стресса 2010 года на 20-23%, 15-22% и 25- 27%, соответственно (таб. 12).

Таблица 12. Влияние микроудобрения Силиплант на биометрические показатели амми большой

Вариант опыта Биометрические показатели

Число зонтиков на растении Диаметр главного зонтика Продуктивность одного растения

2010 год 2011 год 2010 год 2011 год 2010 год 2011 год

штуки %к контролю ШТУКИ %к контролю см %к контролю см %к контролю грамм %к контролю грамм %к контролю

Контроль (обработка ВОДОЙ) 20,3±0.76 100 27,2±1.02 100 10,5±0.49 100 11,1±0,54 100 7.13 100 7.84 100

Силиплант 0,6 л/га 25,0±0.93 123 31,6±1,21 116 12,8±0,51 122 13,1±0.63 118 9.08 127 9.47 121

Силиплант 0,8 л/га 24,4±0,98 120 31,3±1.23 115 12,5±0,49 115 13,2±0.52 118 8.92 125 9.41 120

НСР 05 1,56 1,42

Применение Силипланта, усиливая ростовые процессы амми, привело к повышению урожайности плодов: наибольшая прибавка наблюдалась при использовании микроудобрения в норме расхода 0,6 л/га и составляла в зависимости от погодных условий 28% и 33%. Содержание фурокумаринов в варианте с микроудобрением увеличивалось на 4-6% и их сбор с гектара превышал контроль на 34-41% (таб. 13).

Таблица 13. Влияние кремнесодержащего микроудобрения Силиплант на урожайность и содержание действующих веществ амми большой

Вариант опыта Урожайность Содержание фурокумаринов, % на абс. сухое в-во Сбор фурокумаринов с гектара

ц/га %к контролю кг/га %к контролю

2010 год (засушливые погодные условия)

Контроль (обработка водой) 10,3 100 1,72 17,72 100

Силиплант 0,6 л/га 13,7 133 1,83 25,07 141

Силиплант 0,8 л/га 13,3 129 1,81 24,07 136

НСР 05 1,1 0,018 2,853

2011 год (оптимальные погодные условия)

Контроль (обработка водой) 12,1 100 1,57 19,00 100

Силиплант 0,6 л/га 15,5 128 1,65 25,58 135

Силиплант 0,8 л/га 15,2 126 1,63 25,43 134

НСР 05 1,32 0,015 2,953

Несмотря на то, что засушливые погодные условия 2010 года привели к снижению урожайности плодов амми большой на 1,8 ц/га, обработка Силиплантом в норме расхода 0,6 л/га способствовала повышению устойчивости растений к гидротермальному стрессу (2010 год) компенсировала не только потери урожая от засухи, но и обеспечила наибольшее увеличение урожайности плодов на 33% и сбор фурокумаринов с гектара на 41%.

Проведенная в 2012 году опытно - производственная проверка разработанного приема повышения урожайности амми большой, основанного на применении кремнесодержащего микроудобрения Силиплант в норме расхода 0,6 л/га показала достоверное повышение урожайности плодов (лекарственное сырье) на 3,5 ц/га (32%), увеличение содержания фурокумаринов на 5% и их сбора с гектара на 39% (таб.14).

Таблица 14. Опытно - производственное испытание разработанной технологии повышения урожайности на амми большой (2012 год).

Вариант опыта Урожайность Содержание фурокумаринов, % Сбор фурокумаринов с гектара

ц/га %к контролю кг/га %к контролю

Контроль 10,8 100 1,41 15,23 100

Силиплант 0,6 л/га 14,3 132 1,48 21,16 139

НСР 05 2,15 0,0124 3,17

Необходимо отметить, что третья декада августа 2012 года (срок уборки урожая сырья) отличалась обильным количеством осадков, ливневыми дождями, количество которых превосходило среднее многолетнее значение в 4,7 раз. Такие погодные условия привели к полеганию растений амми большой и осыпанию плодов в контроле, в варианте с Силиплантом практически не наблюдалось полегаемости культуры, что способствовало сохранности урожая.

Изучение метаболома растений эхинацеи пупурной, маклеи сердцевидной, белладонны и амми большой

В настоящее время, наряду с традиционными фенотипическими характеристиками растительного организма (морфологическими и анатомическими) стали использовать анализ его биохимического фенотипа или метаболома.

Метаболомика - это новая область исследований, которая включает набор аналитических и биоинформационных методов для количественного определения и идентификации низкомолекулярных метаболитов, которые участвуют в процессах обмена веществ в растительном организме (Roessner et al., 2002; Кононков, Гинс и др., 2008; Roessner and Bowne, 2009). Главная цель метаболомики заключается в определении изменений в биохимическом

фенотипе организма, которые являются реакцией организма на его генетическую модификацию или на любые изменения в окружающей среде (Ossipov et al., 2008; Viant, 2008).

В метаболоме растений принято выделять «первичные» и «вторичные» метаболиты. Первичные метаболиты принимают непосредственное участие в активном росте, развитии и репродукции растений, вторичные - имеют функциональное значение на уровне целого растения, чаще всего выполняют «экологические функции», защищают растения от вредителей и патогенов, от нестабильных погодных условий, обеспечивают взаимодействие растений между собой и с другими организмами в экосистеме. Сдвиги биохимических параметров вторичных метаболитов могут существенно изменять качественные показатели продукции растениеводства (Чиванов, 2002).

Терапевтическая ценность лекарственных растений определяется составом и содержанием биологически активных компонентов метаболома. В каждом лекарственном растении синтезируются сотни биологически активных веществ, что определяет множественность воздействия данных соединений на различные системы и органы человека и животных в процессе лечения. В некоторых случаях одно и то же лекарственное растение может иметь различное фармакологическое действие, обусловленное определенным метаболомом.

В связи с вышесказанным, в 2013-2014 годах были начаты работы по метаболомике амми большой, эхинацеи пурпурной, маклеи сердцевидной и белладонны. В этих исследованиях проводилось сравнительное изучение состава метаболома определенных сортов лекарственных культур: амми большая - Валентина, эхинацея пурпурная - Танюша; белладонна - Багира; маклея сердцевидная - возделываемая популяция; выращиваемых в разных эколого-климатических регионах России (Белгородской и Московской областях, в условиях Западного Предкавказья).

Основным действующими веществами эхинацеи пурпурной являются производные оксикоричных кислот, среди которых были обнаружены цикоревая, кафтаровая, феруловая, хлорогеновая и др., обладающие иммуностимулирующим действием (Вичканова и др., 2009; Медведев, 2010; Brown et al., 2010).

Сравнительные данные по метаболому эхинацеи пурпурной (корни и надземная часть) из двух регионов РФ (Белгородская и Московская области) показали, что наибольшее содержание оксикоричных кислот наблюдается в надземной части растений, выращенных в условиях Белгородской области: цикоревая кислота увеличивается по сравнению с Московской областью в 1,6 раз, кафтаровая в 2 раза.

По содержанию оксикоричных кислот в корнях существенных различий в зависимости от региона возделывания не отмечено, однако их содержание в корнях значительно меньше, чем в надземной части (рис.8).

S 700

о.

ю

2 боо

го 500

X

¡ 400 £ 300

го

f 200 с;

с- 100

Белгородская Московская область область

Трава

Белгородская Московская область область

Корни

220 [к

□ Цикоревая кислота

□ Кафтаровая кислота

Рисунок 8. Сравнительное изучение содержания оксикоричных кислот в растениях эхинацеи пурпурной из разных регионов Российской Федерации

В работах ряда исследователей при изучении экстрактов эхинацеи было установлено, что фармакологический эффект растения может быть обусловлен не только оксикоричными кислотами, но алкамидами, которые обладают умеренным анестезирующим и противовоспалительным действием (Pellati et al., 2004; Бизунок, 2008; Thomsen et al., 2012).

Определение содержания алкамидов в траве и корнях эхинацеи показало, что наибольшее их количество содержится в корнях растений, выращенных в условиях Белгородской области (рис.9).

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

Белгородская область Московская область Белгородская область Московская область

Корни

Рисунок 9. Содержание алкамидов в эхинацее пурпурной в зависимости от

региона выращивания

Стандартизация сырья белладонны осуществляется по сумме алкалоидов, основным из которых является атропин, обладающий спазмолитическим и болеутоляющим действием. Однако, наряду с атропином, в растениях белладонны присутствуют и другие тропановые алкалоиды, главным образом апоатропин и скополамин, которые обладают подобными фармакологическими свойствами (вгупклеиасг, Иасйколуэка, 2008).

При изучении отдельных компонентов метаболома белладонны установлено, что в листьях и траве растения доминирующим алкалоидом является атропин, содержание которого в десятки раз превышает другие

алкалоиды_независимо от условий произрастания. Наилучшие результаты по метаболому наблюдались у растений, выращенных в Белгородской области: уровень отдельных метаболитов повышались по сравнению с Московской областью в листе на 16-31%, в траве на 67-68% (рис. 10).

го н

3 §

11

л ш с£ О

(С с 3" °

180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

Рисунок 10. Влияние условий произрастания на состав тропановых алкалоидов белладонны

Основными действующими веществами в маклее сердцевидной являются изохолиновые алкалоиды сангвинарин и хелеритрин, которые определяют фармакологическую активность препарата антимикробного действия санвиритрина. Выращивание маклеи сердцевидной в основном сосредоточено в Краснодарском крае, рекогносцировочные исследования с данным растением проводились в условиях Московской области. Работы по созданию плантаций маклеи в Центральном Черноземном регионе Российской Федерации начали проводиться с 2003 года. При сравнительном биохимическом анализе маклеи, выращенной в различных регионах РФ, максимальное содержание сангвинарина и хелеритрина было выявлено в растениях из Белгородской области и Краснодарского края, минимальное - в Московской области (рис. 11).

Белгородская область

Московская область

Краснодарский край

Рисунок 11. Содержание основных алкалоидов в маклее сердцевидной в образцах лекарственного сырья, выращенного в разных регионах РФ

Из данных, приведенных на диаграмме (рис. 11) видно, что основным алкалоидом сырья маклеи является сангвинарин, содержание которого превышает хелеритрин в 1,9-2,0 раза. Уровень сангвинарина в образцах из Белгородской области и Краснодарского края достигает 12,1 и 12,4 мг/г сухого вещества, соответственно, в Московской области - снижается до 4,2 мг/г .

Качество сырья амми большой (плоды) определяется содержанием суммы фурокумаринов, основными из которых являются изопимпинеллин, бергаптен, ксантотоксин, обладающие фотосенсибилизирующим действием.

Проведенные исследования биохимических параметров растений амми показали, что соотношение компонентом метаболома зависит от эколого-географических районов произрастания.

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что в растениях из Белгородской области суммарное содержание фурокумаринов составляет 23,7 мг/г, из Московской области - 18,89 мг/г. При изучении отдельных компонентов метаболома амми было установлено, что в растениях Белгородской области их количество превышает образцы Московской области: по ксантотоксину на 30%, изопимпинеллину на 29%, прангенину на 16% и оксипсеуседанину на 20% (рис. 12).

Рисунок 12. Сравнительные данные по содержанию фурокумаринов в плодах амми большой, выращенной в условиях Белгородской и Московской областей

Сравнительный анализ матаболома лекарственного сырья, полученного при разных технологиях возделывания культур, показал преимущества новой разработанной инновационной технологии, применение которой способствовало повышению содержания всех изучаемых компонентов метаболома: эхинацея пурпурная (трава) на 3-6%, эхинацея (корни) на 2-5%, маклея сердцевидная на 6-7%, белладонна на 2-8% и амми большая 3-5% (таб.15).

Таблица 15 Сравнительные данные по метаболому лекарственного сырья, полученного по разработанным инновационным и традиционным технологиям

Культура и компоненеты метаболома Традиционная технология Разработанная инновационная технология Повышение содержания компонентов метаболома, %

Эхинацея пупрпурная (трава)*

Цикоревая кислота 590 625 5,93

Кафтаровая кислота 230 237 3,04

Эхинацея пурпурная (корни)*

Изобутиламиды 2905 2924 4,99

Метилбутил амиды 699 713 2,00

Маклея сердцевидная**

Сангвинарин 12,1 12,8 5,79

Хелеритрин 5,9 6,3 6,78

Белладонна*

Атропин 168,3 181,8 8,02

Апоатропин 14,7 15,0 2,04

Скополамин 6,3 6,5 3,17

Амми большая**

Ксантотоксин 7,78 8,17 5,01

Изопимпинеллин 8,3 8,54 2,89

Прангенин 4,1 4,28 4,39

Оксипсеуседанин 3,52 3,69 4,83

количественное содержание компонентов метаболома определялось:

* площадь пика на 1 г сухого сырья; ** мг на г сухого вещества

Таким образом, в результате проведенных исследований метаболома эхинацеи пурпурной, амми большой, маклеи сердцевидной и белладонны было выявлена зависимость состава его отдельных компонентов от почвенно-климатических условий произрастания и технологий возделывания.

В отличие от старой парадигмы изучения фармакологически активных соединений, где присутствует традиционный подход «одна цель - одно соединение», применение прогрессивной технологии — метаболомики позволяет с использованием методов газо-жидкостной и высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрической регистрацией количественно определять и идентифицировать новые биологически активные соединения. Это расширит спектр медицинского применения лекарственных растений, и с большей достоверностью поможет определять эколого-географические зоны их возделывания с целью получения медицинского сырья определенного качественного состава.

Оценка экономической эффективности разработанных технологий возделывания эхинацеи пурпурной, маклеи сердцевидной, белладонны и амми большой в Центральном Черноземном регионе Российской Федерации

Оценка экономической эффективности разработанных инновационных технологий возделывания эхинацеи пурпурной, маклеи сердцевидной, белладонны и амми большой показала, что в условиях Центрального Черноземного региона Российской Федерации уровень рентабельности по сравнению с традиционной технологией возрастает на амми большой в 1,3 раза, на белладонне в 1,4 раза, маклее сердцевидной I года вегетации на 14,5% и II года вегетации в 1,4 раза, на эхинацее пурпурной - трава - в 1,3 раза, корни - в 1,5 раз, что указывает на целесообразность возделывания вышеназванных лекарственных культур в данной зоне.

Выводы

1. На основании изучения биологических особенностей, хозяйственно-ценных признаков и основных компонентов метаболома амми большой, белладонны, маклеи сердцевидной, эхинацеи пурпурной установлена перспективность экзогенной регуляции биопродуктивности и возможность успешного культивирования по разработанным инновационным технологиям вышеназванных лекарственных культур в Центральном Черноземном регионе с целью получения высококачественного лекарственного сырья для производства фитопрепаратов.

2. Разработаны инновационные технологии возделывания эхинацеи пурпурной, маклеи сердцевидной, амми большой и белладонны с использованием экзогенного регулирования процессов роста растений и повышения их устойчивости к стрессовым факторам путем применения регуляторов роста и микроудобрений.

3. Исследованы индивидуальные особенности экзогенных биорегуляторов, предложена номенклатура, способы и регламенты их применения на лекарственных культурах:

- для усиления роста надземной части растений эхинацеи, белладонны и маклеи, целесообразно применение универсального стимулятора фотосинтеза Феровит, который усиливая физиолого-биохимические процессы, обеспечивает повышение урожайности травы маклеи сердцевидной на 21-29%, белладонны на 22-26%, эхинацеи пурпурной на 28-34% и содержание действующих веществ на 5-6%;

- применение Силипланта на эхинацее пурпурной повышает урожайность корней на 25-26% и содержание гидроксикоричных кислот на 9-10%; на амми большой обеспечивает дружное плодообразование, снижает осыпаемость плодов, полегаемость растений, повышает урожайность сырья на 2,6-3,4 ц/га и содержание фурокумаринов на 5-6%;

- выявлена роль микроудобрений в адаптации лекарственных растений к условиям гидротермального стресса. Установлено, что в условиях низкой влажности и высоких температур применение Феровита и Силипланта обеспечивает повышение урожайности культур и выход действующих веществ.

4. Обоснован интегрированный подход и определены способы управления продукционным процессом при комплексном применении регуляторов роста, микроудобрений и пестицидов:

- комплексная технология защиты эхинацеи пурпурной первого года вегетации от сорняков, включающая применение довсходового гербицида Лазурит, баковой смесью Зеллека-супер с регулятором роста Эпин-экстра или микроудобрением Феровит обеспечивает практически полное очищение плантаций от сорняков (биологическая эффективность 82-88%), оптимизацию ростовых процессов и снижение фитотоксического действия гербицидов на культуру;

- включение в систему защиты маклеи сердцевидной от сорняков регулятора роста Циркон способствует снижению норм расхода гербицидов Корсар на 20% и Зеллека-супер на 50%, что позволяет провести уборку сырья маклеи на первом году вегетации и обеспечивает повышение урожайности на 23-25% и выхода алкалоидов на 31-34%;

- испытание нового комплексного универсального укоренителя ДваУ показало повышение приживаемости посадочного материала маклеи сердцевидной (сорт Восхождение) на 17,8-18,5%).

5. Впервые выполнены фундаментальные исследования основных метаболомных компонентов эхинацеи пурпурной (цикоревая и кафтаровая кислоты, алкамиды), белладонны (атропин, апоатропин, скополамин), маклеи сердцевидной (сангвинарин, хелеритрин) и амми большой (ксантотоксин, изопимпинеллин, прангенин, оксипсеуседанин), которые позволят расширить спектр медицинского применения лекарственных культур и рекомендовать перспективные эколого-географические зоны их возделывания.

6. Анализ экспериментальных данных метаболома лекарственных растений, выращенных в различных почвенно-климатических условиях показал, что в Белгородской области по сравнению с Московской возрастает содержание цикоревой, кафтаровой кислот и алкамидов в сырье эхинацеи пурпурной в 1,3-2 раза; тропановых алкалоидов в сырье белладонны в 1,7 раз; фурокумаринов в сырые амми большой в 1,3 раза; сангвинарина и хелеритрина в сырье маклеи сердцевидной в 2,5 раза. Применение разработанных инновационных технологий возделывания лекарственных культур способствовало изменению состава метаболома в сторону повышения содержания практически всех исследуемых его компонентов в пределах от 2 до 8%.

7. Установлена высокая экономическая эффективность разработанных и адаптированных к условиям ЦЧЗ РФ инновационных технологий возделывания лекарственных культур: чистая прибыль составила на амми 70 тыс. руб/га, белладонне 148 тыс. руб/га, маклее I года вегетации 17 тыс. руб/га, маклее II года вегетации 76 тыс. руб./га, эхинацее (трава) 59 тыс. руб./га и корни 61 тыс. руб./га. Проведенные производственные испытания и внедрение разработанных технологий в хозяйствах, Белгородской области и Краснодарского края показали, что уровень рентабельности повышается на эхинацее пурпурной (трава) на - 26-30%, корни - на 41%, маклее сердцевидной I года вегетации - на 13%, II года вегетации - на 38%, белладонне - на 39%, амми большой - на 27%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для получения стабильных урожаев высококачественного лекарственного растительного сырья в Центральном Черноземном регионе РФ предлагается:

- на эхинацее пурпурной

1. Предпосевная обработка семян регуляторами роста Эпин-экстра в норме расхода 0,3 мл/кг. При высокой инфицированное™ семян патогенами необходимо обработка семян баковой смесью регулятора роста Эпин-экстра в норме расхода 0,3 мл/кг с фунгицидом Колфуго-супер в норме расхода 1 мл/кг семян.

2. Для борьбы с сорняками на первом году вегетации необходимо проведение довсходового опрыскивания посевов гербицидами Лазурит или зенкор в норме расхода 0,5 кг/га, при появлении злаковых сорняков - обработка баковой смесью гербицида Зеллек-супер 1,0 л/га с микроудобрением Феровит 0,4 л/га или Эпин-экстра 40 мл/га.

3. С целью повышения урожайности и устойчивости растений к абиотическим и биотическим факторам на втором году вегетации культуры применяется двукратное опрыскивание растений в фазу отрастания и через 1416 дней микроудобрением Феровит 0,4 л/га или Эпин-экстра 40 мл/га.

4. На III году вегетации для получения двух видов лекарственного сырья (трава и корни) проводится некорневая подкормка кремнесодержащим удобрением Силиплант в норме расхода 0,7 л/га.

- на белладонне

1. С целью повышения энергии прорастания и всхожести семян, усиления роста растений на начальных этапах онтогенеза, повышения адаптации растений к нестабильным погодным условиям рекомендуется обработка семян баковой смесью регуляторов роста Эпин-экстра или Циркон в норме расхода (0,05%) с фитогормоном Гиббереллин (0,1%).

2. Для усиления роста и развития белладонны, повышения урожайности лекарственного сырья и сбору алкалоидов с гектара на втором году вегетации применяется двукратная некорневая подкормка хелатным микроудобрением Феровит в начале весеннего отрастания растений при высоте 25-30 см и через 20-25 дней после первого укоса в норме расхода препарата 0,4 л/га.

- на маклее сердцевидной

1. При закладке плантации маклеи сердцевидной для повышения приживаемости посадочного материала, усиления роста корневой системы и надземной части растений проводится обработка корневой системы универсальным укоренителем ДваУ в норме расхода 1мл/л, время экспозиции 14 часов.

2. С целью снижения засоренности маклеи сердцевидной на первом году вегетации, применяется комплексная обработка вегетирующих растений гербицидами Корсар 2,0 л/га и Зеллек-супер 0,5 л/га с регулятором роста Циркон 50 мл/га, которая способствует повышению урожайности и увеличению выхода алкалоидов с гектара.

3. На маклее сердцевидной второго года вегетации для усиления роста и развития растений, повышения их конкурентноспособности к сорнякам, адаптации к гидротермальному стрессу, увеличению урожайности и выходу действующих веществ с гектара осуществляется некорневая обработка микроудобрением Феровит в норме расхода 0,4 л/га при высоте растений 35 -40 см, через 18-20 дней после первого укоса; по отрастающим растениям проводится повторная обработка препаратом в той же норме расхода. В условиях гидротермального стресса норм расхода увеличивается до 0,5 л/га. - на амми большой

В период начала формирования цветоносных побегов с целью более равномерного и обильного цветения растений, снижения полегаемости культуры, повышению ее устойчивости к нестабильным погодным условиям, сохранности урожая лекарственного сырья (плоды) проводится обработка кремнесодержащим хелатным удобрением Силиплант в норме расхода 0,6 л/га.

Публикации по теме диссертации:

Монографии

1. Сидельников Н.И. ЭХИНАЦЕЯ ПУРПУРНАЯ (Echinacea purpurea (L.) Moench) Роль экзогенных факторов биорегуляции в технологии возделывания / Н.И. Сидельников, Г.П. Пушкина, JI.M. Бушковская // Москва, ВИЛАР, 2014. 132 с.

2. Сидельников Н.И. Технология производства лекарственного растительного сырья в условиях Центрально-Черноземного региона России / Н.И. Сидельников // Москва, ВИЛАР, 2014. 52 с.

Методические рекомендации

3. Сидельников Н.И. Возделывание эхинацеи пурпурной в ЦентральноЧерноземном регионе России (методические рекомендации) / Н.И. Сидельников, A.M. Киянов, Е.Л. Солдат//Белгород, ВИЛАР, 2010. 30 с.

4. Сидельников Н.И. Возделывание красавки обыкновенной (белладонны) в Центрально-Черноземном регионе России (методические рекомендации) / Н.И. Сидельников, A.M. Киянов, Е.Л. Солдат// Белгород, ВИЛАР, 2010. 29 с.

5. Сидельников Н.И. Апробация сортовых посевов лекарственных и ароматических культур (методические рекомендации) / Н.И. Сидельников, Ф.М. Хазиева, М.Ю. Грязнов, С.А. и др. // Москва, ВИЛАР, 2011. 39 с.

6. Сидельников Н.И. Возделывание амми большой в ЦентральноЧерноземном регионе России (методические рекомендации). / Н.И. Сидельников, A.M. Киянов, Е.Л. Солдат // Белгород, ВИЛАР, 2011. 20 с.

7. Сидельников Н.И. Возделывание маклеи сердцевидной в Ценрально-Черноземном регионе России (методические рекомендации) / Н.И. Сидельников, A.M. Киянов, Е.Л. Солдат // Белгород. ВИЛАР, 2012. 20 с.

В изданиях, рекомендованных ВАК:

8. Сидельников Н.И. Перспективы использования регуляторов роста в системе защиты лекарственных культур от вредителей / Л.М. Бушковская, Г.П.

Пушкина, Н.И. Сидельников, В.А. Быков // Вопросы биологической медицинской и фармацевтической химии. 2012. №1. С.45-53.

9. Сидельников Н.И. Оптимальные сроки уборки и матрикальная разнокачественность семян амми большой / Ф.М. Хазиева, Н.И. Сидельников, С.А. Тоцкая // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2012. № 1. С. 63-67.

10. Сидельников Н.И. Изучение ресурсов дикорастущих лекарственных растений в ВИЛАРе : основные направления и результаты / В.А.Быков, JI.H. Зайко, В.Ю. Масляков, М.Е. Пименова, В.Г. Клязника, О.В.Журба, В.И. Капорова, Н.И. Сидельников, Н.Б. Фадеев // Вопросы биологической медицинской и фармацевтической химии. 2012. № 1. С. 32-40.

11. Сидельников Н.И. Мобилизация исходного материала Atropa belladonna L. в Московской области / Ф.М. Хазиева, И.В. Кудринская, Н.И. Сидельников // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2012. № 7. С. 24-26.

12. Сидельников Н.И. Использование регуляторов роста и микроудобрений для повышения семенной продуктивности белладонны / И.В. Кудринская, Ф.М. Хазиева, Г.П. Пушкина, Н.И. Сидельников II Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2012. № 7. С. 33-35.

13. Сидельников Н.И. Адаптация лекарственных культур к абиотическим и биотическим стрессам / Г.П. Пушкина, JI.M. Бушковская, Н.И. Сидельников,

A.И. Морозов, Р.Р. Тхаганов, Г.В. Мельникова // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2012. № 7. С. 14-18.

14. Сидельников Н.И. Особенности развития маклеи сердцевидной (Macleya cordata (Willd.) R.BR.) при осенних и весенних сроках посадки / Н.И. Сидельников, O.A. Быкова // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2012. № 7. С. 27-30.

15. Сидельников Н.И. Уникальный центр лекарственного растениеводства /

B.А. Быков, Т.А. Сокольская, Н.И. Сидельников // Защита и карантин растений. 2012. № 8. С. 3-8.

16. Сидельников Н.И. Оптимизация системы защиты эхинацеи пурпурной от вредных организмов / Н.И. Сидельников, Г.П. Пушкина, JI.M. Бушковская // Защита и карантин растений. 2013. № 7. С.23-25.

17. Сидельников Н.И. Зависимость биопродуктивности сортообразцов Atropa belladonna L. от повреждаемости основными вредителями / Н.И. Сидельников, И.В. Басалаева, Ф.М. Хазиева, JI.M. Бушковская // АГРО XXI век. 2013. № 7-9.

C. 14-16.

18. Сидельников Н.И. Вирусные инфекции некоторых лекарственных растений и их влияние на содержание биологически активных веществ / J1.T. Мишенко, A.A. Дунич, A.B. Дашенко, Н.И. Загуменникова, Н.И. Сидельников // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2013. № 9. С. 20-26.

19. Сидельников Н.И. История и перспективы изучения лекарственных растений, обладающих противоопухолевой активностью / В.А. Быков, А.М.

Рабинович, Н.И. Сидельников // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2013. № 11. С. 11-15.

20. Сидельников Н.И. Эффективность совместного применения фитогормонов и биорегуляторов на белладонне / Н.И. Сидельников, Г.П. Пушкина, JI.M. Бушковская // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2013. № 11. С. 31-34.

21. Сидельников Н.И. Фитопатогенная флора лекарственных растений фармакопейного участка ботанического сада ВИЛАР / Л.М. Бушковская, Е.А. Мотина, А.Н. Цицилин, Н.И. Сидельников // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2013. № 11. С. 133-136.

22. Сидельников Н.И. Растительные препараты ВИЛАР на основе алкалоидов: химико-технологические исслебдования. Часть 1. Семейства Apocynaceae, Papaveraceae, amenispermacea, Berberidaceae / О.Н. Толкачев, О.П. Шейченко, Л.В. Крепкова, Т.А. Савина, T.A. Сокольская, Н.И. Сидельников // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2014. № 1. С. 3-17.

23. Сидельников Н.И. Растительные препараты ВИЛАР на основе хинолизидиновых, ирролизидиновых, пептидных, мономерных и димерных изохинолиновых алкалоидов: химико-технологические исследования. Часть 2 / О.Н. Толкачев, О.П. Шейченко, Л.В. Крепкова, Т.А. Савина, Т.А. Сокольская, Н.И. Сидельников // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2014. № 2. С. 4-19.

24. Сидельников Н.И. Особенности морфологии пыльцы белладонны обыкновенной (Atropa belladonna L.) / И.В. Басалаева, Ф.М. Хазиева, Е.Ю. Бабаева, Н.И. Сидельников // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2014. № 4. С. 41.

25. Сидельников Н.И. Адаптация лекарственных растений к стрессовым факторам путем гормонального регулирования /Н. И. Сидельников // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2014. № 7. С. 12-17.

В сборниках научных трудов, журналах:

26. Сидельников Н.И. Амми большая (Ammi majus L.) - перспективы интродукции в Центрально-Черноземном регионе России / И.Е. Сольнюченко, Н.Т. Конон, Н.И. Сидельников // Материалы научной конференции «Технология выращивания и использование лекарственных культур». Уфа, 2003. С. 97-100.

27. Сидельников Н.И. Рассадный способ размножения Atropa belladonna L. / Н.И. Сидельников, Н.Т. Конон, И.Е. Станишевская // Материалы Международной научно-практической конференции «Современные проблемы фитосинтеза». Белгород, 2007. С. 390-393.

28. Сидельников Н.И. Интродукция Atropa belladonna L. в Белгородской области / Н.И. Сидельников, Г.В. Енчук, Ф.М. Хазиева // Материалы международной научно-практической конференции «Современные проблемы фитосинтеза». Белгород, 2007. С.411-415.

29. Сидельников Н.И. Оптимальные сроки уборки и матрикальная разнокачественность семян амми большой (Ammi majus L.) / С.А. Тоцкая, И.Е. Станишевская, Н.И. Сидельников //«Научное обеспечение устойчивого ведения сельского производства в современных условиях» Материалы научно-практической конференции, посвященной 90-летию института ТНИИСХ. Казань, 2010. С.621-635.

30. Сидельников Н.И. Изучение исходного материала Atropa belladonna L. Для селекции в условиях Московской области / И.В. Кудринская, Ф.М. Хазиева, Н.И. Сидельников // «Экологическая генетика культурных растений». Казань, 2011. С.223-226.

31. Сидельников Н.И. Влияние Циркона на урожайность и качество лекарственного растительного сырья / Г.П. Пушкина, JI.M. Бушковская, P.P. Тхаганов, Н.И. Сидельников // Циркон - природный регулятор роста. Применение в сельском хозяйстве. Москва, 2010. С. 153-164.

32. Сидельников Н.И. Оценка биопродуктивности и повреждаемости основными вредителями селекционных образцов Atropa belladonna L. / Ф.М. Хазиева, И.В. Кудринская, Н.И. Сидельников // Материалы X Международной научно-методической конференции «Интродукция нетрадиционных и редких растений». Ульяновск, 2012. С. 261-265.

33. Сидельников Н.И. Влияние регуляторов роста Циркон и корневин на вегетативное размножение Atropa belladonna L. / И.В. Кудринская, Н.И. Сидельников // Всероссийская научно-практическая конференция «Биологизация адаптивно-ландшафтной системы земледелия — основа повышения плодородия почвы, роста продуктивности сельскохозяйственных культур и сохранения экологии окружающей среды». Белгород, 2012. Т.2. С. 119-123.

34. Сидельников Н.И. Влияние микроудобрения Феровит на урожайность сырья и семян белладонны / Ф.М. Хазиева, Г.П. Пушкина, Н.И. Сидельников, И.В. Басалаева // Материалы X Международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования». Пущино, 2013. Т.П. С. 255-257.

35. Сидельников Н.И. Эффективность регуляторов роста и органоминерального удобрения экофус на белладонне / Г.П. Пушкина, JI.M. Бушковская, Н.И. Ковалев, Н.И. Сидельников // Материалы X Международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования». Пущино, 2013. Т.П. С. 243-246.

36. Сидельников Н.И. Современная концепция защиты лекарственных культур от вредных организмов / JI.M. Бушковская, Г.П. Пушкина, Н.И. Сидельников // Третий Всероссийский съезд по защите растений. Фито-санитарная оптимизация агроэкосистем. С-Петербург, 2013. Т.1. С. 175-180.

Патенты и авторские свидетельства:

37. Белладонна обыкновенная Злато власка: патент на селекционное достижение № 6990, заявл. 22.11.2012 г.; зарег. в Госреестре охраняемых

селекционных достижений 02.08.2013 г. / И.В. Басалаева, М.Ю. Грязнов, Н.И. Сидельников, Ф.М. Хазиева.

38. Сидельников Н.И. Белладонна обыкновенная Златовласка: авторское свидетельство № 59774, заявл. 22.11.2012 г.; зарег. в Госреестре охраняемых селекционных достижений 02.08.2013 г. / Н.И. Сидельников, И.В. Басалаева, М.Ю. Грязнов, Ф.М. Хазиева.

39. Эхинацея пурпурная Echinaceaepurpurea (L.) Moench. Южанка: патент на селекционное достижение № 7401, заявл. 17.07.2013 г.; зарег. в Госреестре охраняемых селекционных достижений 05.06.2014 г. / O.A. Быкова, Н.С. Дмитрачкова, Н.И. Сидельников, Н.С. Тропина, P.P. Тхаганов, Ф.М. Хазиева.

40. Сидельников Н.И. Эхинацея пурпурная Echinaceae purpurea (L.) Moench. Южанка: авторское свидетельство № 61401, заявл. 17.07.2013 г.; зарег. в Госреестре охраняемых селекционных достижений 05.06.2014 г. / Н.И. Сидельников, O.A. Быкова, Н.С. Дмитрачкова, Н.С. Тропина, P.P. Тхаганов, Ф.М. Хазиева.

41. Маклея сердцевидная Macleaya cordata (Willd.) R. Вг. Восхождение: заявка на патент № 61409/8653312, с датой приоритета 19.08.2013 г. / O.A. Быкова, Н.С. Дмитрачкова, Н.И. Сидельников, Н.С. Тропина, P.P. Тхаганов, Ф.М. Хазиева.

42. Новый способ выращивания эхинацеи пурпурной в защищенном грунте: заявка на патент № 028330, с датой приоритета 25.04.2013 г. / И.Н. Коротких, Н.Ю. Свистунова, Н.И. Сидельников, A.M. Рабинович, С.И. Цыганок.

Подписано к печати 25.07.2014 года Заказ № 4526. Тираж 100 экз. Печать трафаретная Типография ГНУ ВИЛАР ИНН 7727062764 117216 г. Москва, ул. Грина, д. 7. Т. 8-499-254-47-69 www.vilamii@mail.ru