Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Разработка технологических приемов повышения урожайности календулы (Calendula officinalis L.) в условиях лесостепи Среднего Поволжья

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Разработка технологических приемов повышения урожайности календулы (Calendula officinalis L.) в условиях лесостепи Среднего Поволжья"

ВЕЛЬМИСЕВА ЕКАТЕРИНА НИКОЛАЕВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ КАЛЕНДУЛЫ (CALENDULA OFFICINALIS L.) В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность: 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

- 6 MAP

Пенза - 2014

005545646

005545646

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Пензенский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный руководитель - Тимошкин Олег Алексеевич,

доктор сельскохозяйственных наук, доцент

Официальные оппоненты: Еряшев Александр Павлович,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, зав. кафедрой «Технология производства и переработки растениеводческой продукции» ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева»

Никольская Елена Олеговна,

кандидат сельскохозяйственных наук, государственный инспектор отдела надзора в области карантина растений, качества и безопасности зерна и продуктов его переработки по Пензенской области Управления Россельхознадзора по Республике Мордовия и Пензенской области

Ведущее предприятие: Государственное научное учреждение Мордовский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии (ГНУ Мордовский НИИСХ Россельхозакадемии)

Защита состоится «¿j» 2014 года в 10 часов на заседании

диссертационного совета Д. 220.053.01 при ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30.

Тел./факс: 8 (8412) 62-81-51; E-mail: rast.pgsha@yandex.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА»

Автореферат разослан 014 г., автореферат и диссертация

размещены на сайте: http://pgsha.penza.net

Учёный секретарь диссертационного совета

В.А. Гущина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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

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

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

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

Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:

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

- выявить параметры фотосинтетической деятельности, засоренности аг-роценоза календулы в зависимости от приемов возделывания;

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

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

- рассчитать экономическую эффективность приемов возделывания календулы.

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

Практическая значимость работы и реализация результатов исследований. На основании проведенных исследований разработаны и рекомендованы приемы ресурсосберегающей технологии возделывания календулы лекарственной сорта Кальта на растительное сырье: срок посева - ранневесенний и

через 6-8 дней после него, обработка семян и посевов регулятором роста Циркон; при возделывании на семена - ранневесенний срок посева, обработка семян и посевов регулятором роста Циркон, проведение однофазной уборки с предварительной десикацией посевов препаратом Реглон Супер. Применение рекомендуемых приемов технологии возделывания календулы позволяет получать 1^-1,7 т/га воздушно-сухих соцветий и 0,9-1,1 т/га кондиционных семян.

Положения, выносимые на защиту:

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

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

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

- экономическое обоснование приемов возделывания календулы.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались

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

Разработки внедрены в двух хозяйствах Пензенской области на площади

5 га.

Публикация в печати. Основные положения диссертации опубликованы в

6 статьях, в том числе 3 - в изданиях по перечню, рекомендованному ВАК РФ.

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

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ условия, объект и методика проведения исследований

Экспериментальная работа по изучению влияния сроков посева обработки семян и некорневой подкормки регуляторами роста, способа уборки на семена при возделывании календулы проводилась в 2011-2013 гг. на опытном поле ГНУ Пензенский НИИСХ Россельхозакадемии. Решение задач осуществлялось постановкой и проведением трехфакторного полевого опыта сопровождавшегося сопутствующими наблюдениями, учетами и анализами.

Опыт закладывался по следующей схеме:

Фактор А - срок посева:

/■>«,"? сро* посева (контроль) - при наступлении физической спелости почвы (2011 г. - 29 апреля, 2012 г. - 27 апреля, 2013 г. - 30 апреля).

2-й срок посева - при наступлении биологической спелости почвы (по мере отрастания сорняков - стадия «белых нитей» (2011 г - 8 мая 20 Р г - 1 мая, 2013 г.-4 мая). ' " '

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

Фактор В - обработка семян и посевов регуляторами роста:

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

2 Циркон, Р (0,1 г/л). Обработка семян (0,15 мл/кг, расход рабочей жидкости - ¿50 мл/кг) + опрыскивание в фазу розетки - 3-5 листьев (35 мл/га расход рабочей жидкости-300-400 л/га).

3. Альбит, ТПС. Обработка семян (2 г/кг, расход рабочей жидкости - 1

—ГХТгаГ В ФаЗУ Р°3еТКИ " 3"5 ЛИСТЬеВ (3° Г/Г3' РаСХ°Д Раб0Ч6Й

Фактор С - способ уборки на семена:

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

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

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

Предшественник в опыте - вико-овсяная смесь на зеленую массу По-вторность опыта - трехкратная размещение повторностей - ярусное. Площадь делянок 1-го порядка - 148,5 м2, 2-го порядка - 49,5 м2, 3-го порядка - 24 8 м2 Посев проводили сеялкой СН-11-16 с шириной междурядий 50 см. Норма высева семян - 8 кг/га.

В опытах использовали следующие регуляторы роста и десикант:

• Циркон, Р (0,1 г/л) - стимулятор с ярко выраженной функцией усиления энергии прорастания семян, высокой корнеобразующей активностью индуктор цветения растений. Дополнительными важными характеристиками'препарата является противогрибковая и антибактериальная активность;

^ • Альбит, ТПС - комплексный сбалансированный защитно-с'тимулирую-тения^6""13"' °ХВаТЬШающий практически все сферы жизнедеятельности рас-

Реглон Супер, BP (150 г/л диквата). Широко применяется в качестве

ки T°fРНЫХ « —х посевах. В течение 5-7 дней после обработ-

ки препаратом Реглон Супер зеленые части культурных растений и сорняков подсЫхаюТ) что позволяет эффективно р ва - р р ;;zico_ кратить потери, а также снизить затраты на доработку и сушку семян

Семена препаратами Циркон и Альбит обрабатывали методом влажного протравливания согласно инструкции по применению, опрыскивание вГгети-

==Г КаЛеВДУЛЫ ПР°В0ДИЛИ В Р»' <3"5 —в) РУННЫМ

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

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

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

Почва опытного участка - чернозем слабовыгцелоченный среднесуглини-стый с содержанием гумуса 5,2%, легкогидролизуемого азота - 80...85 мг/кг, подвижного фосфора - 135... 141 мг/кг, обменного калия - 154... 160 мг/кг почвы'.

В пахотном слое содержится доступных форм молибдена - 0,11 мг/кг (низкое содержание), бора - 1,8 (высокое), меди - 0,44 (низкое), цинка - 0,49 мг/кг почвы (низкое).

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

Территория региона располагает значительными радиационными (3,0-3,5 млрд. ккал/га ФАР) и тепловыми ресурсами (сумма температур выше 10° -2200-2400°С). Приход ФАР и тепло не являются лимитирующими факторами для роста и развития растений. Радиационные ресурсы в зоне проведения исследований можно рассматривать как важный, недостаточно используемый резерв повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Осадков за год выпадает 450-500 мм, из них за период вегетации - 250-280 мм. Гидротермический коэффициент (ГТК) 1,0-1,1. Безморозный период - 125-142 дня. •

Погодные условия 2011-2013 гг. были благоприятными для роста и развития растений. ГТК периода вегетации календулы составил в 2011 г. - 1,5, в 2012 г. - 1,4; в 2013 г. - 1,0.

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

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

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

- учет засоренности - количественно-весовым методом (Рекомендации .

1973).

б

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

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

- уборку на семена проводили комбайном «САМГ10-130» при побурении 70-80% семенных корзинок;

- посевные качества семян - согласно ГОСТ Р - 51096-97 (Семена лекарственных и ароматических культур. Сортовые и посевные качества, 1998): влажность семян - ГОСТ - 12041-82; всхожесть семян - ГОСТ - 12038-84; масса 1000 семян-ГОСТ- 12042-80; чистота семян - ГОСТ - 12037-81.

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

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

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

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

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Особенности роста и развития, продуктивность календулы в зависимости от приемов возделывания В связи с тем, что календула на территории Пензенской области в диком виде не произрастает, важно определить продолжительность вегетационного периода, даты наступления основных фаз развития, их продолжительность и потребность в сумме температур для их прохождения. Определение дат наступления фенофаз культуры необходимо также для выявления сроков осуществления приемов ухода и уборки, от которых во многом зависит уровень урожайности культуры и качество растительного сырья.

В проведенных исследованиях продолжительность периода вегетации календулы составила в зависимости от года и срока посева 132-160 дней. Анализ продолжительности периода вегетации в целом, а также межфазных периодов при посеве в разные сроки, показывает, что при более позднем сроке посева сокращается общий вегетационный период (до 6-14 дней в сравнении с ранним сроком посева) и период посев-цветение (до 3-9 дней).

Наступление фенофаз и продолжительность межфазных периодов у календулы зависит от погодных условий, сроков посева и применяемых регуляторов. Фаза цветения в зависимости от погоды и срока посева может наступать с

25 июня по 9 июля. Независимо от сроков посева регуляторы ускоряют наступление бутонизации и цветения на 2-3 дня, увеличивают период сбора соцветий на 3-4 дня (табл. 1).

Таблица 1 - Продолжительность межфазных периодов календулы в среднем

по факторам, сут., 2011-2013 гг.

Вариант Период развития Продолжительность сбора соцветий

посев-всходы всходы-бутонизация бутонизация-цветение всходы-начало отмирания

1 срок посева 7,0 39,5 48,1 151,5 '72,3

2 срок посева 13,1 34,5 41,7 143,8 66,8

3 срок посева 12,0 33,1 40,9 139,2 62,5

Контроль 11,4 37,1 45,2 . 146,7 65,3

Циркон 10,3 34.6 42,5 145,1 68,7

Альбит 10,4 35,5 43,3 145,0 67,6

Сред, по опыту 10,7 35,7 43,6 145,0 67,2

Таким образом, при выращивании календулы на фоне естественного плодородия почвы, в среднем по вариантам опыта вегетационный период культуры составил 145 дней с потребностью в сумме активных температур 2352° и ГТК -1,1. Средняя продолжительность сбора сырья - 67 дней.

Формирование агроценоза. Важнейшим элементом агроценоза является число растений на единице площади, которое меняется в течение всего вегетационного периода. В исследованиях выявлено колебание полевой всхожести по годам и вариантам от 73 до 94%. Наиболее благоприятным был 2013 год (в среднем по вариантам всхожесть составила 90%). В 2012 году отмечена низкая полевая всхожесть - 83%, что связано с отсутствием осадков и высокой среднесуточной температурой в период появления всходов при втором и третьем сроках посева.

Положительное влияние на полевую всхожесть оказывали регуляторы роста. В среднем за три года от применения Циркона всхожесть повысилась на 7%, Альбита - на 3% по сравнению с контрольным вариантом. Во все годы исследований эффективность регуляторов повышалась от первого срока к третьему.

На урожайность соцветий оказывает определенное влияние сохранность растений к моменту начала их сбора. Этот показатель в зависимости от вариантов опыта колебался от 91 до 98%. На протяжении периода вегетации имело место незначительное выпадение растений по тем или иным причинам. Частичная гибель растений отмечена в момент всходов от повреждения подгрызающими совками и при травмировании растений во время обработок междурядий. Самая низкая сохранность растений к периоду сбора соцветий отмечена в 2012 году. Сохранность растений первого срока посева была выше на 2%. Применение Циркона повышало устойчивость к неблагоприятным факторам и сохранность растений на 3%, Альбита - на 2%.

Фотосинтетическая деятельность агроценоза. На формирование площади листовой поверхности агроценоза календулы существенное влияние оказали погодные условия и изучаемые агроприемы. Более благоприятные условия для фотосинтетической деятельности посева складывались при первом сроке посева. При этом общая листовая поверхность (независимо от регуляторов роста) уменьшалась от первого срока (15,6 тыс. м" /га) ко второму (13,6 тыс. м"/га) на 14,7% и к третьему (12,4 тыс. м"/га) - на 25,8% (табл. 2).

Таблица 2 — Фотосинтетическая деятельность посевов календулы

в фазу 1)ветения-плодообразования (2011-2013 гг.)

Срок посева Регулятор роста Площадь листьев, тыс. м2/га ФП, тыс. м" • сутки/га ЧПФ, г/м" • сутки

2011 т. 2012 г. 2013 г. средняя

1 срок Контроль 12,8 13,7 13,4 13,3 897,0 4,44

Циркон 17,5 18,0 17,5 17,7 1121,6 4,93 .

Альбит 15,5 16,4 16,2 16,0 1041,8 4,79

2 срок Контроль 11,1 10,4 12,0 11,2 727,6 4,89

Циркон 15,4 14,6 16,4 15,5 962,9 5,42

Альбит 13,6 13,2 15,1 14,0 887,5 5,19

3 срок Контроль 9,7 10,7 10,6 10,3 683,4 5,41

Циркон 13,9 14,4 14,7 14,3 904,8 5,96

Альбит 12,3 12,8 13,0 12,7 811,9 5,76

Выявлено, что применение регуляторов способствует формированию более мощного ассимиляционного аппарата. Общая площадь листьев в фазу цве-тения-плодообразования на варианте с использованием Циркона (независимо от срока посева) составила 15,8 тыс. м2/га или на 36% больше, чем на контрольном варианте. Эффективность Альбита ниже - 23% (14,2 тыс. м2/га). Максимальную листовую поверхность календула сформировала при применении Циркона при первом сроке посева (17,7 тыс. м2/га).

За время вегетации календула формирует фотосинтетический потенциал от 683,4 до 1121,6 тыс. м2 • сут./га в зависимости от изучаемых факторов. В зависимости от срока посева фотосинтетический потенциал посева снижался с 1020,1 до 800,0 тыс. м~ ■ сут./га (независимо от регуляторов роста) от раннего срока к позднему. Это происходило за счет уменьшения площади листовой поверхности и сокращения продолжительности межфазных периодов. Однако наибольшие показатели чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) отмечены при третьем сроке, т.к. в более загущенных посевах первого срока сказывалось взаимное затенение растений и, соответственно, продуктивность фотосинтеза была ниже.

Таким образом, препараты Циркон и Альбит способствовали формированию более мощного ассимиляционного аппарата, повышению ФП и ЧПФ.

Засоренность агроценоза. При выращивании растений без химических средств защиты для получения экологически чистого сырья необходимо создать для них более благоприятные условия роста, чем для сорняков и максимально использовать их конкурентную способность.

При учете сорняков в начальную фазу развития календулы (через десять дней после всходов) в среднем за три года количество сорняков при первом сроке посева составило 104,2 шт./м2 малолетних и 5,5 шт./м2 многолетних (табл. 3). Сорняки в основном представлены: малолетние - марь белая (Cheno-podium album), горец вьюнковый (Polygonium convolvulus), пикульник обыкновенный (Galeopsis speciosa), многолетние - вьюнок полевой (Convolvulus arven-sis L.), осот желтый (Sonchus arvensis).

Таблица 3 - Засоренность посевов календулы (2011-2013 гг.)

Срок посева Регулятор роста Через 10 дней после всходов Массовое цветение (конец июля)

кол-во сорняков, шт./м2 кол-во сорняков, шт./м2 масса сорняков, г/м2

однол. многол. однол. многол. однол. многол.

1 срок Контроль 106,7 5,5 47,0 2,3 119,1 15,3

Циркон 102,5 5,4 45,1 2,2 114,6 14,7

Альбит 103,5 5,4 45,8 2,3 116,1 14,9

2 срок Контроль 88,2 3,1 39,1 1,6 97,2 8,4

Циркон 84,7 3,0 37,5 1,5 93,3 8,1

Альбит 85,6 3,0 38,0 1,5 94,2 8,2

3 срок Контроль 80,3 2,9 35,5 1,4 88,9 7,8

Циркон 77,2 2,8 34,0 1,4 84,9 7,5

Альбит 78,0 2,8 34,4 1,4 85,9 7,6

Учет засоренности на вариантах второго и третьего срока посева показал, что количество сорняков снизилось по сравнению с первым и составило малолетних - 86,2, многолетних - 3,1 шт., 78,5 и 2,8 шт./м2 соответственно. При этом уменьшается доля многолетних сорняков в общем количестве. Снижение количества сорняков связано с дополнительной предпосевной обработкой почвы при поздних сроках посева. Отмечена тенденция снижения засоренности на вариантах с применением регуляторов роста. Это объясняется тем, что у растений календулы на этих вариантах отмечено сокращение периода посев - всходы и, соответственно, растения формируют более развитую листовую поверхность. Таким образом, в фазу образования розетки на каждое культурное растение приходилось по 1,9 шт. сорняков. Поэтому, в этот период растения календулы нуждаются в защите от сорняков.

Засоренность посева в фазу массового цветения снизилась. Количество сорняков в среднем по вариантам составило: малолетних - 39,6, многолетних -1,7 шт./м , или на одно растение календулы - 0,8 шт. сорняков. Снижение численности сорняков происходит в результате проведения двух обработок меж-

дурядий (ручной и механизированной), а также проявления конкурентной способности культуры.

Формирование надземной биомассы. Биомасса календулы последовательно нарастала по фазам развития растений, достигнув к фазе цветения-плодообразования 4,5-5,1 т/га сухого вещества и зависела от изучаемых элементов агротехники.

Максимальный общий сбор сухой биомассы отмечен при раннем сроке посева. При позднем сроке посева формируются растения, отличающиеся большими размерами листовой поверхности и толщиной стебля. В фазу цветения при третьем сроке посева надземная масса растения календулы больше на 11 %, чем при двух других сроках посева. Несмотря на то, что надземная биомасса одного растения больше на вариантах второго и третьего сроков посева, снижение (на 6%) общего сбора сухого вещества частично можно объяснить уменьшением количества растений на единице площади вследствие снижения полевой всхожести.

Применение препаратов Циркон и Альбит способствовало увеличению общей биомассы растений календулы. В фазу бутонизации сухая надземная биомасса растения (независимо от срока посева) составила на контроле 3,0 г, на вариантах с Цирконом - 3,3 и Альбитом - 3,2 г, т.е. на 10 и 7 % больше соответственно. В фазу цветения на вариантах с регуляторами роста увеличивается доля бутонов и соцветий. Выявлено, что регуляторы увеличивают прирост не только надземной биомассы, но и подземной. Независимо от сроков посева препарат Циркон способствует росту массы корней на 9%. Особенно сильно проявилось взаимодействие препаратов и сроков посева. На вариантах с Цирконом при посеве во второй срок масса корней увеличивалась на 11%, в третий — на 14%.

По вариантам опыта в фазу цветения сформировались растения высотой от 52 до 60 см и сухой массой от 7,5 до 9,5 г, где на долю надземной и подземной частей приходится в среднем 77% и 23% соответственно.

На разных этапах роста и развития календулы наблюдается тенденция изменения процентного соотношения масс надземных органов. Так, в фазу бутонизации на долю листьев приходится в среднем 55%, в фазу цветения - 40%, а в фазу плодообразования лишь 31% от общей массы растения. По мере роста и развития растений меняется количество составляющих компонентов надземной части, меняются их процентные соотношения. Если на начальных стадиях развития надземная часть растения представлена листьями и стеблем, то к концу вегетации - листьями, стеблем, соцветиями и семенами.

Урожайность соцветий календулы. Установлено, что изучаемые факторы и погодные условия периода вегетации оказали влияние на формирование урожая соцветий календулы. За весь период сбора соцветий проводили от 14 до 16 учетов. В условиях Пензенской области возможно получение урожая соцветий в зависимости от приемов возделывания (при различных сроках посева на фоне применения регуляторов роста и без них) в пределах 1453-1698 кг/га.

С ростом и развитием растений, увеличением количества побегов возрастает величина собранной массы соцветий. Максимальных показателей урожай-

ность соцветий календулы на всех сроках посева достигает в третьей декаде июля (табл. 4). При следующих сборах продуктивность растений всех сроков посева снижается и особенно это заметно на вариантах первого срока.

Таблш;а 4 - Сбор воздушно-сухих соцветий календулы по декадам

и в сумме за вегетацию, кг/га (2011-2013 гг.)

Срок уборки

Срок посева Регулятор роста 20-30 июня 1-10 июля 10-20 июля 21-31 июля 1-10 августа 10-20 августа 21-31 августа 1-10 сентября Сумма

1 срок посева К* 3,7 134,3 198,7 430,3 316,3 213,3 173,0 31,7 1501

ц 13,3 164,6 235,8 491,0 349,8 229,3 181,6 32,6 1698

А 10,3 161,1 229,8 480,2 342,4 223,3 178,8 32,4 1658

2 срок посева К 1,0 78,7 195,7 393,0 314,7 241,7 212,7 45,0 1482

ц 4,7 101,9 233,3 453,1 353,0 261,5 223,0 45,9 1676

А 3,7 96,4 228,1 443,8 346,0 255,5 219,9 45,8 1639

3 срок посева К 0,0 37,3 202,0 394,0 301,3 240,3 232,3 46,0 1453

ц 0,0 54,8 238,9 456,1 337,9 ь260,0 243,2 46,9 1638

А 0,0 51,9 234,2 446,1 326,0 253,9 239,3 46,8 1598

нср095 вариант - 4,5 9,3 22,6 16,3 10,7 11,0 2,0 76,5

Примечание: К - контроль, Ц - Циркон, А - Альбит

В годы исследований погода во второй декаде июля в 2011 и 2013 гг. и в первой декаде в 2012 г. отличалась высокой температурой воздуха и дефицитом осадков, что отразилось на величине урожая последующих сборов. Сухие и жаркие погодные условия вызывают стресс растений календулы, при этом развитие растений ускоряется, сокращается время цветения, уменьшается количество махровых цветков и снижается урожайность соцветий, при прохладных и влажных условиях наблюдается резкое повышение махровости и увеличение урожайности соцветий. Такая зависимость хорошо наблюдалась в 2011 году. Урожайность соцветий увеличилась после прошедших в конце июля - начале августа дождей. Следует отметить, что отрицательное влияние погодных условий в меньшей мере отразилось на урожайности растений вариантов поздних сроков посева. Сбор соцветий на этих вариантах стал выше, чем на вариантах первого срока посева, на котором растения не смогли использовать выпавшие осадки и реализовать свой потенциал продуктивности. Также могло повлиять и то, что при раннем сроке посева густота стояния растений была выше. По данным К.П. Грошевой и О.Л. Воскресенской (1998), более загущенные посевы календулы стимулируют образование менее продуктивных расте-

ний с более ранним завершением онтогенеза, а разреженный посев стимулирует формирование более продуктивных растений с большей продолжительностью онтогенеза у основной массы растений. Это приводит к тому, что во второй половине лета сбор соцветий на первом сроке снижается интенсивнее, а на втором и третьем продолжает оставаться на достаточно высоком уровне. Таким образом, посев в разные сроки дает возможность получения равномерного цветущего конвейера календулы в течение всего возможного периода сбора.

Применение регуляторов роста способствовало повышению урожайности соцветий календулы по сравнению с контролем (Циркон - на 185-197 кг/га, Альбит - на 145-157 кг/га). В среднем за три года независимо от срока посева препараты Циркон и Альбит были одинаково эффективны, существенных различий по величине урожайности соцветий не выявлено.

По степени влияния на урожайность на первом месте находятся регуляторы роста. На их долю приходится 52% общего варьирования. На втором месте по влиянию стоит взаимодействие год х срок посева (26%), третье место занимают годы исследования (17%), т.е. разница по вариантам в каждый год возделывания больше, чем по годам исследования. Это подтверждает высокую адаптивную способность растений календулы к условиям произрастания. Доля влияния срока посева, как отдельного фактора составила 4%. Незначительная доля влияния взаимодействия регуляторов роста и условий года исследования (0,3%) свидетельствует о стабильности влияния препаратов Циркон и Альбит в различных гидротермических условиях по годам эксперимента.

Качество соцветий календулы. Хозяйственно ценные свойства календулы обусловлены наличием в соцветиях комплекса биологически активных соединений: каротиноидов, флавоноидов, тритерпеновых сапонинов и целого ряда сопутствующих веществ. В растительном сырье (соцветиях), полученных в опытах, содержится каротина 290 мг/кг абсолютно сухого вещества и 3,8% флавоноидов, что подтверждает соответствие местных агроклиматических условий для формирования высокого качества календулы.

Таблица 5 — Содержание тяжелых металлов и радионуклидов _ в соцветиях календулы (2011-2012 гг.)__

Анализируемый показатель Нормативная документация на метод испытания Результат измерений (ед. измер.) пдк

Тяжелые металлы

Свинец ГОСТ 301 78-96 0,17 мг/кг 6,0 мг/кг

Кадмий ГОСТ 301 78-96 0,012 мг/кг 1,0 мг/кг

Ртуть МУ 5178-90 0,0021 мг/кг 0,1 мг/кг

Мышьяк ГОСТ 26930-86 0,19 мг/кг 0,5 мг/кг

Радионуклиды

Цезий - 137 МУК 2.6. 1.1 194-03 3,0 Бк/кг 200 Бк/кг

Стронций - 90 МУК 2.6.1.1 194-03 1,7 Бк/кг 100 Бк/кг

Соцветия календулы слабо аккумулируют тяжелые металлы и радионуклиды цезия-137 и стронция-90, то есть содержание токсичных элементов не превышает ПДК (табл. 5) и поэтому могут характеризоваться как экологически чистое сырье для многостороннего использования, что соответствует СанПин 2.3.2.1078-01 (п 1.10.7) и ОФС 42 -0013-03.

Таким образом, растительное сырье календулы, полученное на фоне естественного плодородия черноземных почв Пензенской области, отвечает требованиям, предъявляемым к его качеству и безопасности.

Формирование урожая и качества семян календулы в зависимости от приемов возделывания

Урожайность с единицы площади является комплексной величиной, образованной взаимодействием основных элементов продуктивности. Для агро-ценоза календулы - это число семенных корзинок на единице площади, число семян в корзинке и масса семени. Значения этих показателей являются результатом генетического взаимодействия многих внешних и внутренних факторов.

Анализ структуры урожая показал, что количество семенных корзинок на одном квадратном метре изменялось по годам и зависело от изучаемых факторов. Наибольшее количество их было сформировано в среднем в 2012 году (325,1 шт.), меньше в 2011 году (286,5 шт.) и минимальное количество в 2013 году (255,3 шт.). Та же тенденция сохранялась по срокам посева. В среднем за три года наибольшее количество корзинок закладывалось при первом сроке посева (323 шт.). Следовательно, складывающиеся условия периода закладки генеративных органов были при первом сроке посева оптимальными для растений календулы.

Отмечена тенденция увеличения количества корзинок при применении регуляторов роста. На варианте при обработке семян и вегетирующих растений Цирконом прибавка по сравнению с контролем составила 54,6 шт., на варианте с Альбитом - 30,2 шт. на 1 м".

Аналогичным образом влияли сроки посева и регуляторы роста на количество семян одного растения и с 1 м". Эти показатели были больше при первом сроке посева и при использовании Циркона.

Масса 1000 семян у растений календулы была стабильной. Влияния сроков посева и регуляторов роста на данный показатель не выявлено.

Масса семян с единицы площади зависела от густоты стеблестоя, количества семенных корзинок и семян на одном растении. Масса семян уменьшается от первого срока к третьему, увеличивается от применения Циркона на 34,8 г, Альбита на 19,9 г/м2. Максимальная масса семян получена при сочетании факторов: первый срок посева + регулятор роста Циркон - 143,9 г/м". Минимальная масса семян получена на контрольном варианте при третьем сроке посева - 83,1 г/м .

Календула характеризуется растянутым периодом цветения и плодоношения. К моменту уборки семян на каждом растении семенного посева наблюдаются как полностью созревшие семена, так и соцветия с различной степенью спелости семян, в том числе имеющие зеленую окраску и молочную конси-

стенцию. Кроме того, растения имеют высокую облиственность и способность даже в фазу технической спелости семян сохранять сочный стебель и листья. Влажность общей биомассы составляет - 70-75%. В связи с этим возникают дополнительные трудности при уборке этих растений на семена. Применение десикации дает возможность прерывать ростовые процессы и проводить химическое подсушивание растений на корню.

Важное условие для получения качественного семенного материала - это уборка семенников при оптимальной влажности семян. В среднем за три года влажность семян на момент уборки в зависимости от других изучаемых факторов изменялась на контрольных вариантах с 16,5 до 17,8%, на обработанных препаратом Регион Супер - с 13,1 до 13,6%. Разница по годам обусловлена погодными условиями в период уборки. Так в 2011 году, когда сумма осадков за I и II декады августа составила 112 мм, влажность семян на варианте без десикации (независимо от сроков посева и регуляторов роста) составила 18,5%, на варианте с десикацией 13,3%, в 2012 году - 16,6 и 13,4%, в 2013 году - 15,2 и 13,2%. Действие препарата Реглон Супер одинаково эффективно и стабильно.

Отмечена тенденция увеличения влажности семян от первого срока посева к третьему на контрольных вариантах (16,5%; 16,8%; 17,1%). Это можно объяснить появлением мощных кустистых растений на более разреженных посевах второго и третьего срока. Действие десиканта было одинаково эффективно по всем срокам посева (13,4%; 13,3%; 13,4%).

Выявлена тенденция снижения влажности семян на фоне применения регуляторов роста. При применении препаратов Циркон и Альбит растения календулы раньше заканчивают вегетативный период и раньше переходят к репродуктивной фазе развития. При этом в общей надземной биомассе увеличивается доля бутонов и цветов.

Независимо от сроков посева и применения регуляторов роста десикация препаратом Реглон Супер позволяет снизить влажность семян календулы с 16,8% до 13,3%о.

В среднем за три года по всем вариантам опыта лабораторная всхожесть семян соответствовала требованиям ГОСТ для категории элитных семян (80%). Однако, следует отметить, что по годам исследования показатели всхожести были не одинаковыми. Самая низкая всхожесть семян отмечена в 2011 году. В результате дождливой погоды семена на вариантах без обработки десикантом имели пониженную всхожесть и не отвечали требованиям посевного стандарта. В 2012 и 2013 годах семена различались по всхожести в зависимости от приемов возделывания и на всех вариантах отвечали требованиям ГОСТа.

Влияния срока посева на всхожесть семян не выявлено. На вариантах с применением регуляторов роста отмечена тенденция повышения лабораторной всхожести (Циркон - на 1,4%, Альбит - на 1,2%). Это может быть связано с более ранним и дружным цветением и наступлением физиологической спелости семян у растений на фоне применения препаратов. Более существенному повышению всхожести способствовала обработка растений календулы десикантом Реглон Супер. Независимо от других факторов на вариантах без обработки

десикантом всхожесть составила 80,4%, при обработке препаратом Реглон Супер - 87,6%, т.е. на 7,2% выше.

Установлено, что средний выход кондиционных семян независимо от изучаемых факторов составил 1086 кг/га. Наибольший выход кондиционных семян календулы был в 2012 году, в 2011 году был ниже - 814 кг/га, самый низкий выход кондиционных семян получен в 2013 году - 655 кг/га.

Существенное влияние оказывали сроки посева. Выход кондиционных семян с гектара при первом сроке посева составил 984 кг, что на 177 кг (18%) больше, чем при втором и на 211 кг (22%) больше, чем при третьем (табл. 6).

Таблица 6 — Влияние приемов возделывания на выход'кондиционных семян

календулы (в среднем по факторам) (2011-2013 гг.)

Вариант Выход кондиционных семян, кг/га

2011 г. 2012 г. 2013 г. Среднее

1-й срок посева 894 1308 750 984

2-й срок посева 773 995 652 807

3-й срок посева 772 953 593 773

НСР 095 Фактор А 15 30 14 20

Контроль (без обработки) 713 899 555 723

Циркон 902 1229 747 960

Альбит 825 1128 692 882

НСР 095 Фактор В 15 30 14 20

Без десикации 758 1028 636 807

Десикация 869 1143 694 902

НСР 095 Фактор С 12 24 12 16

При применении регуляторов роста выход семян существенно увеличивался. На вариантах с Цирконом - на 237 кг/га, с Альбитом - на 159 кг/га (независимо от других факторов). Причем эффективность препаратов была выше при первом и втором сроках посева.

Прием десикации позволяет существенно (независимо от других факторов на 95 кг/га) повысить выход кондиционных семян. Отмечена тенденция повышения эффективности десикации на фоне применения регуляторов роста. На вариантах комплексного применения препаратов Циркон и Реглон Супер прибавка составила 108 кг/га, Альбит и Реглон Супер - 95 кг/га, а на контрольном варианте без применения регуляторов 85 кг/га. Эффективность десикации выше при первом сроке посева.

Выявлено, что на урожайность семян в большей мере влияет обработка регуляторами роста (45%), далее следует срок посева (40%). Доля влияния десикации составила 14%.

Экономическая эффективность приемов возделывания календулы

Затраты на возделывание календулы на растительное сырье составляют 82,26 тыс. руб./га (в среднем по вариантам опыта). Анализ структуры затрат показал, что 88% всех общих затрат приходится на ручной труд и из них 94% на сбор соцветий. Себестоимость 1 т воздушно-сухих соцветий составила 54,15 тыс. руб., условный чистый доход - 152,79 тыс. руб./га (независимо от приемов возделывания). Рентабельность производства 1 тонны соцветий календулы составила 177%.

Применение регуляторов роста растений (обработка семян и растений по вегетации) экономически выгодно. Условный чистый доход с использованием Циркона и Альбита увеличивается на 13,6% и 10,9% и составляет на контроле

138.2-143,6 тыс. руб./га, на варианте с применением Циркона - 157,1-163,8, Альбита - 153,0-159,7 тыс. руб./га. Рентабельность производства повышается с

173.3-176,0% на контроле до 177,5-180,1% на варианте с Цирконом.

Затраты на выращивание семян календулы по вариантам практически не различаются и в среднем составляют 10,55 тыс. руб./га. При себестоимости одной тонны семян 12,69 тыс. рублей (в среднем по вариантам) условный чистый доход составляет 57,82 тыс. руб./га.

Ранний срок посева (независимо от других факторов) позволяет получить лучшие экономические показатели. При этом увеличивается условный чистый доход (68,17; 54,00; 51,28 тыс. руб./га соответственно срокам посева), снижается себестоимость семян (10,84; 13,33 и 13,91 тыс. руб./т).

В связи с малыми дозами применения регуляторов роста и их высокой эффективностью использование Циркона и Альбита при выращивании семян календулы экономически выгодно. Условный чистый доход на варианте с обработкой препаратом Циркон составляет 66,2, Альбит - 60,0 тыс. руб. с 1 га (контроль - 47,28 тыс. руб./га), себестоимость семян - 11,1; 12,2 тыс. руб./т (14,8 тыс. руб./т) соответственно.

В сложившихся погодных условиях периода уборки 2011-2013 годов использование десиканта Реглон Супер оказалось экономически выгодно. При практически одинаковых затратах (10,4 тыс. руб. с 1 га-- контроль и 10,7 тыс. руб. с 1 га - десикация) условный чистый доход увеличился на 7,3 тыс. руб. с 1 га и составил 61,5 тыс. руб. с 1 га. Снизилась себестоимость 1 тонны семян на 1,0 тыс. руб. (с 13,2 тыс. руб. с 1 га до 12,2 тыс. руб. с 1 га).

ВЫВОДЫ

1. Продолжительность периода вегетации календулы составила в зависимости от года и срока посева - 132-160 дней, в среднем - 145 дней. При более позднем сроке посева сокращается общий вегетационный период (до 6-14 дней в сравнении с ранним сроком посева) и период посев-цветение (до 3-9 дней). Средняя продолжительность сбора соцветий - 67 дней.

При выращивании календулы на фоне естественного плодородия почвы потребность в сумме активных температур составила 2352% ГТК — 1,1.

2. Положительное влияние на полевую всхожесть оказывали регуляторы роста. Всхожесть от применения Циркона повышалась на 7%, Альбита - на 3% по. сравнению с контрольным вариантом. Эффективность регуляторов повышалась от первого срока к третьему.

3. Сохранность растений первого срока посева в среднем за три года составила 96%, что на 2% выше по сравнению с более поздними сроками. Использование для обработки семян и некорневой подкормки Циркона повышало сохранность растений на 3%, Альбита - на 2%.

4. Более благоприятные условия для фотосинтетической деятельности посева календулы складывались при первом сроке посева. Общая листовая поверхность уменьшалась от первого срока (15,65 тыс. м2/га) ко второму (13,54 тыс. м2/га) на 14% и к третьему (12,45 тыс. м2/га) - на 21%.

Применение регуляторов роста способствовало формированию большего ассимиляционного аппарата. Общая площадь листьев в период цветение-плодообразование на варианте с использованием Циркона (независимо от срока посева) составила 15,8 тыс. м2/га или на 36% больше, Альбита- 14,2 тыс. м2/га или на 23% больше, чем на контрольном варианте.

Максимальная площадь листовой поверхности агроценоза календулы сформировалась при применении Циркона и первом сроке посева (17,7 тыс. м /га).

5. Учет засоренности по фазам развития календулы в зависимости от срока посева показал, что на вариантах второго и третьего сроков посева количество сорных растений снижалось по сравнению с первым сроком.

Существенного влияния регуляторов роста на количество и массу сорняков не выявлено.

6. Максимальный общий сбор сухой биомассы (независимо от сроков посева) отмечен при раннем сроке посева. Применение препаратов Циркон и Альбит способствовало увеличению общей биомассы растений календулы во все фазы развития культуры.

7. Наиболее благоприятные условия для формирования урожайности соцветий календулы создались в 2012 году, урожайность (независимо от срока посева и применения регуляторов роста) составила 1644 кг/га. В 2011 году урожайность была ниже - 1607 кг/га, в 2013 году получили самый низкий урожай (1531 кг/га).

Отмечено снижение урожайности соцветий при третьем сроке посева на 56 кг/га или на 4% по сравнению с первым сроком. Урожайность на вариантах первого (1619 кг/га) и второго срока посева (1600 кг/га) существенно не различалась.

Применение регуляторов роста способствовало повышению урожайности соцветий календулы по сравнению с контролем (Циркон - на 191 кг/га, Альбит - на 153 кг/га). В среднем за три года независимо от срока посева препараты

Циркон и Альбит были одинаково эффективны, существенных различий по величине урожайности не выявлено.

8. Растительное сырье (соцветия) календулы, полученное на фоне естественного плодородия почвы, отвечает требованиям, предъявляемым к его качеству и безопасности.

9. Масса семян с единицы площади зависела от густоты стеблестоя, количества семенных корзинок и семян на одном растении. Масса семян уменьшалась от первого срока к третьему, увеличивалась от применения Циркона на 34,8 г/м , Альбита — на ] 9,9 г/м2. Максимальная масса семян получена при сочетании факторов: первый срок посева + регулятор роста Циркон - 143,9 г/м2.

10. Выявлена тенденция увеличения влажности семян перед уборкой в зависимости от срока посева-(от первого к третьему) - 16,5%; 16,8%; 17,1%. Использование регуляторов роста также снижало влажность семян. Десикация препаратом Реглон Супер позволила снизить влажность семян календулы (независимо от сроков посева и применения регуляторов роста) с 16,8% до 13,3%.

Влияния срока посева на всхожесть семян не выявлено. Независимо от других факторов на вариантах без обработки десикантом всхожесть составила 80,4%, при обработке препаратом Реглон Супер - 87,6%, что на 7,2% выше.

11. Выход кондиционных семян календулы в среднем по вариантам составил 79,3%. Основной фактор, оказывающий влияние на этот показатель -обработка посева десикантом Реглон Супер - 84,2%, на контроле - 74,4%. Существенное влияние оказывали сроки посева. Выход кондиционных семян при первом сроке посева составил 984 кг/га, что 18% больше, чем при втором и на 22% больше, чем при третьем сроке.

При применении регуляторов роста выход семян существенно увеличивался. Прибавка по сравнению с контрольным вариантом при первом сроке посева с обработкой Цирконом составила - 241,0 кг/га; Альбитом - 169,5; при третьем сроке - 241,5 и 166,5 кг/га соответственно.

12. Выращивание растительного сырья календулы экономически выгодно. Уровень рентабельности в зависимости от приемов возделывания изменялся от 173,3% до 180,1%. Лучшим являлся посев календулы при первом сроке с применением регулятора роста Циркон, условный чистый доход - 163,8 тыс. руб./га.

Оценка эффективности приемов возделывания календулы на семена показала, что наиболее высокие экономические показатели получены при сочетании факторов: первый срок посева + обработка регулятором роста Циркон + обработка десикантом Реглон Супер. На этом варианте стоимость продукции составила 91,76 тыс. руб./га, условный чистый доход - 80,84 тыс. руб./га, себестоимость - 9,52 тыс. руб./т.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для создания высокопродуктивного продолжительно цветущего агроце-ноза календулы сорта Кальта и получения высококачественного растительного сырья посев необходимо проводить в два срока (ранневесенний и через 6-8 дней после первого срока) с обработкой семян (0,15 мл/кг) и некорневой подкормкой в фазу 3-5 листьев регулятором роста Циркон (35 мл/га).

При возделывании календулы на семена необходим ранневесенний посев с обработкой семян (0,15 мл/кг) и некорневой подкормкой в фазу 3-5 листьев регулятором роста Циркон (35 мл/га) и обработкой посевов в фазу побурения 70-80% семенных корзинок Реглоном Супер (2 л/га).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Гущина, В.А. Выращивание календулы лекарственной в Пензенской области для получения качественного экологически безопасного сырья / В.А. Гущина, O.A. Тимошкин, E.H. Вельмнсева //XXI век: Итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2014.-№ 1(17). - С. 26-30.

2. Гущина, В.А. Приемы возделывания календулы лекарственной на сырье в условиях лесостепи Среднего Поволжья / В.А. Гущина, O.A. Тимошкин, Л.Е. Вельмисева, E.H. Вельмнсева // Нива Поволжья. 2014. -Л"» 1. - С. 12-14.

3. Гущина, В.А. Влияние гидротермических условий периода вегетации на продуктивность календулы лекарственной / В.А. Гущина, O.A. Тимошкин, E.H. Вельмисева //Вестник Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова. 2014 - h'o 1 -С. 11-15.

4. Вельмисева, E.H. Сбор сырья календулы лекарственной в зависимости от сроков посева в условиях Пензенской области /E.H. Вельмисева //Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, проводимой по программе Всероссийского фестиваля науки и посвященной 150-летию со дня рождения П.А. Столыпина «Инновационные идеи молодых исследователей для АПК России». МНИЦ ПГСХА Пенза-РИО ПГСХА, 2012. -Т. II. - С. 18-20.

5. Вельмисева, E.H. Продуктивность календулы лекарственной в зависимости от сроков посева /E.H. Вельмисева //Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Инновационные идеи молодых исследователей для АПК России» МНИЦ ПГСХА Пенза: РИО ПГСХА, 2013. - Т. I. - С. 189-192.

6. Гущина, В.А. Экономическая привлекательность выращивания календулы лекарственной в Пензенской области /В.А. Гущина, O.A. Тимошкин, E.H. Вельмисева // Сб. материалов IX Международной научно-практической конференции «Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы». МНИЦ ПГСХА.- Пенза: РИО ПГСХА, 2013,- С. 31-34.

Подписано в печать 20.02.2014 г. Формат 60x84 1/16. Объем 1.04 п. л. Тираж 100.

Заказ Ко

Отпечатано с готового оригинал-макета в мини-типографии. Свидетельство № 5551. 440600, г. Пенза, ул. Московская, 74

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Вельмисева, Екатерина Николаевна, Пенза

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК Государственное научное учреждение ПЕНЗЕНСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

На правах рукописи

ВЕЛЬМИСЕВА ЕКАТЕРИНА НИКОЛАЕВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ КАЛЕНДУЛЫ (CALENDULA OFFICINALIS L.) В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность: 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, доцент

Тимошкин Олег Алексеевич

ПЕНЗА - 2014

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ......................................................................4

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА............7

1.1 Народно-хозяйственное значение календулы

лекарственной................................................................................................................................7

1.2 Ботанические и биологические особенности календулы лекарственной................................................................................................................................13

1.3 Сроки посева календулы лекарственной............................................17

1.4 Эффективность регуляторов роста при выращивании сельскохозяйственных культур..................................................................................18

1.5 Предуборочное химическое подсушивание растений

как агроприем в технологии возделывания сельскохозяйственных культур......................................................................................................................24

2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.. 27

2.1 Объекты исследований............................................................................................27

2.2 Схема опыта и методика проведения исследований............32

2.3 Погодные условия в годы проведения исследований.... 36

3 ОСОБЕННОСТИ РОСТА И РАЗВИТИЯ КАЛЕНДУЛЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЁМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ......................................................................................................................................43

3.1 Вегетационный период..............................................................................................43

3.2 Полевая всхожесть и сохранность растений................................51

3.3 фотосинтетическая деятельность посевов....................................55

3.4 Засоренность агроценоза календулы..........................................................63

3.5 Формирование надземной биомассы......................................................67

3.6 Продуктивность растений календулы..................................................70

3.7 Урожайность растительного сырья календулы........................73

3.8 Качество растительного сырья календулы......................................83

4 ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ И КАЧЕСТВА СЕМЯН КАЛЕНДУЛЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ..............................................................................................................86

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИЕМОВ

ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАЛЕНДУЛЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ................................98

ВЫВОДЫ............................................................................................................................................................102

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ..................................................................................105

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ............................................1 Об

ПРИЛОЖЕНИЯ.....................................................................

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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

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

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

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

Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:

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

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

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

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

- рассчитать экономическую эффективность приемов возделывания календулы лекарственной.

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

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

Положения, выносимые на защиту:

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

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

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

- экономическое обоснование приемов возделывания календулы лекарственной.

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

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

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

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

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

1.1 Народно-хозяйственное значение календулы лекарственной

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

Россия является крупнейшим экспортером лекарственных трав. Примечательно, что на европейском рынке лекарственные травы, произведенные в России, считаются, продукцией высшего класса. Отечественные лекарственные травы насыщены высококачественными биоактивными веществами благодаря сочетанию ряда климатических и географических факторов. Вторую позицию по объемам экспорта на рынки стран Евросоюза занимают Польша и Болгария. Польша является признанным чемпионом в сегменте культивированных лекарственных трав, в то время как Болгария остается лидером в сегменте дикорастущих растений с целебными свойствами (http://business.findbg.ru/ru/business/fiill/medecine).

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

Календула (или ноготки) -давно используется в народной медицине и разрешена к применению в научной медицине. Первые сведения о календуле,

как лекарственном растении, были найдены у древнегреческого военного врача и философа Диоскарида, жившего в I веке н.э. Он использовал настой календулы при заболеваниях печени как средство, устраняющее спазмы внутренних органов (Валягина-МалютинаЕ.Т., 1996; Корсун В.Ф., 1998). Цветки и настой высоко ценились народными лекарями как противовоспалительное средство. Настой цветочных корзинок рекомендовали при болезнях печени и мочевого пузыря, спазмах желудка и кишечника, как противорвот-ное, при кашле, рахите, малярии, женских болезнях, молочнице, наружно -для промывания ран, чтобы предотвратить образование обезображивающих рубцов. Припарки из календулы прикладывали к золотушным струпьям (Бирюк В. А., 1975).

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

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

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

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

Всплески интереса к календуле наблюдаются вовремя крупнейших мировых войн, когда солдатам не хватает обычных лекарств. Во время Великой Отечественной войны было проведено огромное количество исследований по этому лекарственному растению. Главным образом внимание уделялось его заживляющим свойствам (Календула,

http://www.narodrecept.ru/herbalist/calendula-officinalis-l.html)

Календула проявляет доказанное болеутоляющее и усиливающее грануляцию раневых тканей действие, препараты из неё предназначены для применения при различных травмах, контузиях, растяжениях, гематомах, переломах и открытых ранах (Dietrich G., 1987). Как лекарственное растение календулу употребляют при гипертонии, атеросклерозе,воспалениях лимфатических узлов, кожных заболеваниях, гепатите и т.д. (Ладынина Е.А., 1987; Дамянова С., 2005).Применение календулы в научной медицине обусловлено в основном ее антисептическим, противовоспалительным, спазмолитическим и ранозаживляющимсвойствами. Согласно литературным данным, препараты календулы оказывают также иммуностимулирующее, антиязвенное, седатив-ное и гипотензивное, эстрогеноподобное воздействие (Лубсандоржиева П.Б.,2006; HillerK., 2010). Из литературы известно, чтофлавоноиды и эфирные масла обладают не только антимикробным, но и противовирусным действием, например, против возбудителей гриппа и герпеса. Экстракты цветков календулы подавляют активность обратной транскриптазы ВИЧ-1 (Нужный В.П.,2006). Календула способна оказывать кардиопротективное действие при ишемической болезни сердца и улучшать биохимические показатели крови (RayD., 2010).

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

В исследованиях проведенных Т.В. Орловской (2013), установлено, что жирнокислотный состав плодов календулы лекарственной характеризуется высоким содержанием линолевой кислоты (46,84%), олеиновой (24,87%) и пальметиновой (13,01). Эти данные определяют перспективность использования жирного масла плодов календулы в качестве потенциального лекарственного средства (StolcovaM.,1999; FranciscV.Dulf, 2013). Встречаются сведения об использовании масла из семян календулы при лечении язвы желудка, а также кожных ран. Известно, что нанесение масла семян календулы на раневую поверхность ускоряет сроки заживления, развитие эпителизации, т.е. обладает репаративной активностью (Леонидова Ю.А., 2012). Календула издавна используется в косметологии (Szymakowska D., 1989; Тимофеенко Т.И., 1999; CoverntonJ., 1999;Стоянова А., 2002; Дамянова С., 2002).

Сырье календулы широко используется в ветеринарии и как кормовая добавка в животноводстве (Parsons С.М., 1985;ELBoushyA.R., 1987;Damron B.L., 1990; Кириченко И.А., 1990;Wezyk S., 1992;Раденко B.H., 1995). Календула входит в состав препаратов применяемых при расстройствах воспроизводства у коров (BoitorL, 1988), при диспепсии телят (Абдыраманов Т.М., 1989; Пивоваров В.Ф., 2005), при воспалениях и заживлениях ран различной этиологии и локализации у животных(Апе12ЬоГег J., 1990).

Ее применяют в ряде других отраслей народного хозяйства и пищевой промышленности как краситель при производстве жиров и сыра, масла и маргарина, карамельных конфет (Пастушенков Л.В., 1989;Крыльская В.И.,1997; Губанов В.Г., 1997; Демидов И.Н., 1999; Горлов И.Ф., 1999;Орлин H.A., 2010; Флоря В.Н., 2011).

В настоящее время в мире наметилась тенденция стремления к натурализации пищевых ингредиентов. Удовлетворение спроса на здоровые пищевые продукты подразумевает использование экологически чистого сырья для производства. Добавки с индексом Е-100 - Е-190 являются пищевыми красителями и придают продуктам питания, косметическим и фармацевтическим

средствам цвет или восстанавливают цвет продукта, утраченный при обработке (http:// ecoline-12senses.com/index.php?topic=page&link=krasiteli).

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

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

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

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