Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 10
1.1. Ботаническая характеристика и экология лука победного и лука медвежьего 10
1.2.Химический состав лука победного и лука медвежьего 21
1.3.Применение в медицине 25
1.4.Пищевое применение 31
1.5.Охранные мероприятия 32
1.6.Требования к условиям произрастания и агротехника лука победного и лука медвежьего 35
1.7.Сорта 42
Глава 2. Материалы, методика, условия проведения исследований 44
2.1.Объекты, материалы и методика проведения исследований 44
2.2.Характеристика погодных условий в период проведения эксперимента 56
Глава 3. Биоморфологические особенности лука победного и лука медвежьего и пути повышения продуктивности 59
3.1.Особенности анатомического строения семян в зависимости от предпосевной обработки их и семенных растений в фазу плодоношения регуляторами роста 59
3.1.1. Особенности анатомического строения семян лука победного и лука медвежьего и их полевая всхожесть в зависимости от предпосевной обработки регуляторами роста 59
3.1.2.Особенности формирования семян в зависимости от расположения полевого участка и обработки регуляторами роста семенных растений в фазу плодоношения 71
3.2 Особенности анатомического строения вегетативных органов лука победного и лука медвежьего 78
3.3. Урожайность листьев и семян лука победного и лука медвежьего в зависимости от расположения полевого участка, применения регуляторов роста и внекорневых подкормок мочевиной 91
3.3.1 Влияние регуляторов роста и внекорневых подкормок мочевиной на приживаемость лука победного и лука медвежьего после пересадки 91
3.3.2. Ритмы сезонного развития лука победного и лука медвежьего в зависимости от расположения полевого участка, применения регуляторов роста и внекорневых подкормок мочевиной 94
3.3.3. Влияние расположения полевого участка, внекорневых подкормок мочевиной и применения регуляторов на рост, развитие растений и урожайность лука победного и лука медвежьего 96
3.3.4. Влияние обработки вегетирующих растений регуляторами роста и применения внекорневых подкормок мочевиной на рост и развитие лука победного и лука медвежьего 115
3.3.5.Семенная продуктивность лука медвежьего и лука победного в зависимости от расположения полевого участка, применения регуляторов роста и внекорневых подкормок мочевиной 124
Глава 4. Биохимический состав листьев лука победного и лука медвежьего в зависимости от расположения полевого участка, применения регуляторов роста и внекорневых подкормок мочевиной 128
4.1. Влияние расположения полевого участка, регуляторов роста и внекорневых подкормок мочевиной на содержание аскорбиновой кислоты в листьях лука победного и лука медвежьего 128
4.2.Влияние расположения полевого участка, регуляторов роста и внекорневых подкормок мочевиной на содержание флавоноидов в листьях и луковицах A. ursinumL. и A. victorialisL 138
4.3. Особенности формирования урожая, роста и аккумуляции селена в луке победном A. victorialis L. и в луке медвежьем A. ursinum L. 147
Глава 5. Экономическое обоснование эффективности применения регуляторов роста на луке победном и луке медвежьем 151
Выводы 153
Рекомендации производству .155
Список литературы 156
Приложения 183
- Ботаническая характеристика и экология лука победного и лука медвежьего
- Особенности анатомического строения семян лука победного и лука медвежьего и их полевая всхожесть в зависимости от предпосевной обработки регуляторами роста
- Влияние расположения полевого участка, внекорневых подкормок мочевиной и применения регуляторов на рост, развитие растений и урожайность лука победного и лука медвежьего
- Особенности формирования урожая, роста и аккумуляции селена в луке победном A. victorialis L. и в луке медвежьем A. ursinum L.
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Одним из путей сохранения генофонда растительного мира и рационального использования растительных ресурсов является интродукция редких и исчезающих растений (Черных, 1987; Сотен, 2001). Многие виды диких луков, в том числе и черемша, являются редкими и охраняемыми видами и находятся под угрозой исчезновения.
Лук победный (Allium victorialis L.) и лук медвежий (Allium ursinum L.) являются популярными у заготовителей раноотрастающими пищевыми видами, запасы которых, несмотря на обширный ареал, сокращаются. Это связано, с одной стороны, с неконтролируемым сбором, а с другой - продолжительным периодом восстановления зарослей, особенно у лука медвежьего (Hanelt et al., 1992).
Охраняется законом в Литве, Латвии, Смоленской и Московской областях России и на Украине (Удра и др., 1983; Красная книга Беларуси 1-го и 2-го изданий (1981, 1993); Семеренко и др., 1993; Красная книга Московской области, 1998).
Однако рассматривать эти виды только как пищевые растения не совсем правильно. Традиционная медицина многих стран использовала черемшу в качестве лекарственного растения при большом перечне заболеваний. Современные исследования подтвердили её эффективность. Препараты черемши в различных формах из свежего растения или сырья – важная альтернатива или добавка к препаратам из чеснока (Shirataki et al., 2001; Schulz et al., 2003; Кузнецова, 2010). По сравнению с синтетическими антиоксидантами, -каротин и линолевая кислота, содержащиеся в Allium ursinum L. и Allium victorialis L, способствуют выводу свободных радикалов, увеличивают текучесть мембран. Это может быть важным фактором для дальнейшего исследования некоторых заболеваний, таких как артериальная гипертензия и атеросклероз (Schmitt et al., 2005; Stajner et al., 2008). Содержащиеся в черемше -глутамил пептиды препятствуют действию гормона стресса кортизола, который замедляет обмен веществ и стимулирует накопление жировых отложений, а аденозин расширяет кровеносные сосуды и уменьшает агрегацию тромбоцитов (Sendl et al., 1992; Schulz et al., 2003; Schmitt et al., 2005; Stajner et al., 2008).
Allium ursinum L. и Allium victorialis L. выводят наркотические соединения, нейтрализуют токсины, обладают противоопухолевыми свойствами и подавляют дрожжевые инфекции (Вернер и др., 1961; Дудченко и др., 1989; Гаммерман и др., 1990; Facciola, 1990; Махлаюк, 1992;Белик, 2001; Кокорева, Титова, 2007).
Имеющиеся в литературе сведения о двух видах дикого лука (лук медвежий и лук победный) относятся в основном к систематике и морфологии рода, в то время как вопросы биохимии и биологии изучены мало, что препятствует их более широкому внедрению в культуру.
Работа построена на принципах комплексного изучения анатомических и биологических особенностей двух видов черемши и охватывает широкий спектр вопросов: анатомию и биологию прорастания семян, вопросы онтогенеза, влияние климатических факторов и экспозиции выращивания на продуктивность и биохимический состав изучаемых видов лука.
Связь темы с производством. Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическими планами НИР отдела природных растительных ресурсов ГНУ ВИЛАР по разработке технологии возделывания лекарственных культур, осуществлении окультуривания, разработке методологии рационального использования средоулучшающего потенциала агроэкосистем и агроландшафтов в 2006-2010 гг. (задание 04.13.02 и 04.13.02.07), является законченной НИР, содержит решение актуальности вопроса (№ ГР 1790, 216).
Цель и задачи исследования. Целью исследований являлось изучение агробиологических особенностей лука медвежьего (Allium ursinum L.) и лука победного (Allium victorialis L.) в культуре в условиях Нечернозёмной зоны Российской Федерации для снижения антропогенной нагрузки на местах их естественного произрастания.
Для решения этой цели были поставлены следующие задачи:
-
провести комплексное морфо-анатомическое исследование вегетативных органов и семян мука медвежьего и лука победного;
-
изучить влияние абиотических факторов (освещённость участка, погодные условия) на рост и развитие лука медвежьего и лука победного и выявить лимитирующие факторы при выращивании данных видов в культуре;
-
выявить влияние регуляторов роста на формирование и всхожесть семян, приживаемость и дальнейшее развитие взрослых растений в различных экологических условиях и на фоне внесения мочевины;
-
разработать схемы применения стимуляторов роста и определить оптимальные концентрации и сроки обработки семян и вегетирующих растений;
-
изучить биохимический состав лука медвежьего и лука победного в зависимости от условий выращивания и применяемых регуляторов роста растений.
Научная новизна работы. Получены оригинальные данные по сезонной динамике развития двух видов дикого лука, их урожайности, семенной продуктивности, содержанию биологически активных веществ в зависимости от обработок регуляторами роста, условий произрастания и применения мочевины. Впервые показано влияние стимуляторов роста растений на развитие зародыша, формирование семян при обработке маточников, а также изучено анатомическое строение луковиц и семян.
Практическая значимость работы. Разработанные схемы применения регуляторов роста позволяют сократить сроки стратификации и повысить всхожесть семян обоих видов лука. Отобраны наиболее эффективные стимуляторы и сроки обработки, позволяющие ускорить получение товарной продукции лука медвежьего и лука победного. Предложенные в диссертационной работе агротехнические приемы и обработки регуляторами роста позволят внедрить их в производство и, тем самым, будет снижена антропогенная нагрузка на места их естественного произрастания. В результате изучения динамики накопления действующих веществ определены оптимальные сроки уборки листьев, позволяющие сочетать урожайность с высоким содержанием действующих веществ. Показано, что исследуемые виды рода Allium перспективны для введения в культуру в условиях Нечерноземной зоны РФ.
Основные положения, выносимые на защиту:
Разработанные принципы изучения анатомии и биологии лука победного и лука медвежьего, обеспечиваюте комплексное решение задач по пополнению ассортимента лекарственных и овощных культур.
Усовершенствованные агротехнические приемы интродукции лука победного и лука медвежьего, включающие расположение полевого участка, применение регуляторов роста и мочевины, позволяют увеличить урожайность зелени с повышенным содержанием действующих веществ и получить семена с высокими посевными качествами.
Доля личного участия. Работа выполнена в 2009-2012 гг. лично, а также с Российским государственным аграрным университетом РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. Доля личного участия в проведении опытов 100 % и выполнении биохимических анализов 80 %.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы были доложены на Междун. науч. конф. мол. уч. и спец. «Вклад молодых учёных в развитие аграрной науки», 2009 г.; Междун. науч.-практ. конф. «Ботанические сады в ХХI веке: сохранение биоразнообразия, стратегия развития и инновационные решения», Белгород, 2009 г.; Междун. науч. конф. мол. уч. и спец., посвящ. 145-летию Академии имени К.А. Тимирязева, 2010 г.; Междун. науч. конф., посвящ. 75-летию Ботанического сада им. проф. Козо-Полянского, Воронеж, 2012; Всерос. науч.-практ. конф. «Роль и значение ботанических и дендрологических садов в системе развития особо охраняемых природных территорий», Ярославль – Переславль-Залесский, 2012.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, из них 3 работы в изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 217 страницах компьютерного текста, содержит 25 таблиц, 46 рисунков, 4 приложения. Состоит из введения, обзора литературы, методической части, результатов исследований (5 глав), экономической оценки, выводов, рекомендаций по использованию результатов исследований, библиографического списка, включающего 269 наименований, в т.ч. 81 иностранный источник.
Автор благодарен своему научному руководителю - д.с.-х.н., Е.Л. Маланкиной. Особую признательность автор выражает доценту кафедры ботаники РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, к.б.н. Л.Н. Козловской. Автор благодарен сотрудникам лаборатории фирмы «Натуральные ингредиенты» за помощь в выполнении биохимических анализов. Автор выражает глубочайшую признательность родителям – Елене Дмитриевне и Михаилу Юрьевичу Поповым за поддержку.
Ботаническая характеристика и экология лука победного и лука медвежьего
Черемша, или колба, народное название двух разных видов лука: лука победного (Allium victorialis L.) и лука медвежьего (Allium ursinum L.). Название черемша - очень древнее и имеет массу соответствий в европейских языках: в литовском ("дикий чеснок"), в греческом ("лук"), в ирландском ("чеснок"). Смысл его, видимо, подразумевает сильный запах, потому что черёмуха -известное мощным ароматом дерево - носит имя с тем же корнем.
По классификации, приводимой А.А. Казаковой (1978), эти виды принадлежат к двум различным секциям ро з. Allium L.
В соответствии с информацией, которую дает А.А. Казакова (1978), оба вида имеют довольно широкое распространение в Центральной Европе, на Атлантическом побережье Европы, Западном Средиземноморье, на Балканах, в Беларуси, в Прибалтике, а также на Кавказе. Касаясь лука победного, О.В. Даева (1966, 1971) отмечает, что он, как и лук медвежий был найден комплексной экспедицией Главного ботанического сада в лесном поясе Кавказа. Она указывает, что эти виды относятся к лесным и начинают вегетировать как эфемероиды до распускания листьев на деревьях, проходят цикл развития в быстром темпе. Лук победный большими массивами встречается на субальпийских и альпийских лугах под пологом более высоких трав. Он распространен в Восточной и Западной Сибири, на Алтае, в Волго-Камском бассейне, встречается в Монголии, на Дальнем Востоке, в Малой и Северной Азии, вплоть до тундры. Встречается в Северной Америке. В Московской области встречается в Зарайском районе; к северу от Оки не найден (Старостенкова, 1978).
На основании наблюдений в естественных местообитаниях лука медвежьего, а также анализа гербарных образцов, бьши сделаны выводы, что лук медвежий - это целостный вид, дифференциация которого не идет дальше формирования экологических рас (Шманова, Кричфалуший, 1995). Экологические расы лука медвежьего имеют определенные морфологические особенности, в частности, в опушении цветоножек и при переходе пластинки листа в черешок. Ю.Д. Клеопов (1990) полагает, что в пределах вида существует несколько рас: A. ursinum L. subsp. ursinum (типичная западноевропейская раса), A. ursinum subsp. ucrainicum, A. ursinum L. var. caucasicum Kleop., но подчеркивает, что дифференциация вида в современный период имеет ограниченный размах и не выходит за рамки образования викарирующих рас.
На Европейской части России фитоценозы с медвежьим луком приурочены главным образом к ровным или пониженным участкам водораздельных ландшафтов или к притеррасным частям пойм. Почвы в местах произрастания лука медвежьего дерново-перегнойно-глеевые и дерново-подзолистые. Содержание гумуса в перегнойном горизонте от 2,7 до 10,2 %, реакция почвенного раствора от среднекислой до нейтральной (Смирнова, 1987).
Анализ геоботанических исследований показал, что видовой состав сообществ с участием лука медвежьего не отличается большим разнообразием: описано всего около 45 видов сосудистых растений. Оценивая фитоценотическую роль лука медвежьего, следует отметить, что в составе растительных сообществ он выступает как доминант временных синузий с обилием 40-60 % (Блажевич и др., 1993).
На Северном Кавказе черемша занимает около 5 тыс. га, но сплошные заросли встречаются небольшими участками до 10 га. Урожайность луковиц составляет 0,4-2,8 т/га, проростков - 0,1-1,8 т/га, листьев - 2,3-11 т/га (Хуштов, 2003).
Allium ursinum L. - Лук медвежий, черемша. Семейство АШасеае J.Agardh, род Allium L. Синонимы: Allium ucranicum (Kleop. & Oxner) Bordz., A. ursinum subsp. ucranicum Kleop. & Oxner, A. ursinum van ucranicum (ICleop. & Oxner) Soo.
Видовое название, образованное от ursus ("медвежий"), дано этому растению за форму листовой пластинки, отчасти напоминающей ухо зверя. С медведем этот лук роднят и места обитания - оба большей частью водятся в труднодоступных дебрях.
Многолетнее травянистое поликарпическое растение с ежегодно сменяющимися луковицами; у взрослых растений луковицы симподиальные, двуосные. Монокарпический побег дициклический, соцветие -полушаровидный зонтик. Это поздневесенний эфемероид, вегетативно малоподвижный виолент, размножающийся семенами и вегетативным способом (Космач, 2008).
Морфологическая структура лука медвежьего исследовалась ранее (Irmish, 1850; Серебряков, 1952; Van der Bergen, 1958; Скрипчинский, 1970; Старостенкова, 1974; Speta, 1984). Установлено, что взрослая луковица лука медвежьего симподиальная, однолетняя, с единственной запасающей влагалищной чешуей и без кроющих чешуи, во время вегетации двухосная. Функционирование монокарпического побега проходит на протяжении двух календарных лет и продолжается не менее 15 месяцев, а луковица возобновляется ежегодно.
Большой жизненный цикл лука медвежьего изучался М.М. Старостенковой (1974, 1976). В онтогенезе лука медвежьего выделяют четыре периода и шесть возрастных состояний.
1. Латентный период. Семена округлые, черного цвета. Диаметр семени 2-3 мм, средняя масса 1000 шт. 7, 62 г.
2. Прегенеративный период. Проростки. Прорастание семян подземное. Проростки появляются в конце марта - середине мая. Они имеют развитый главный корень и 2-3 придаточных. Побег несет один пленчатый и один зеленый лист, влагалище которого ко времени отмирания семядоли образует чешую луковицы.
Ювенильные растения. С отмиранием главного корня формируется система придаточных корней. В первый год образуются в основном тонкие корни, лишь 2-3 из них утолщённые. На второй год большинство корней утолщены, увеличиваются размеры всего растения. Ювенильные растения второго года жизни имеют одно маленькое отмершее донце.
Имматурные растения достигают размеров взрослых. Корни только утолщенные. Нарастание моноподиальное. Заметны от 2 до 4 отмерших донец.
Виргинильные растения имеют по два листа, их форма и длина как у генеративных растений. Луковица становится более вытянутой, продолговатой.
3. Генеративный период. Генеративные растения имеют два ассимилирующих листа. Луковица симподиальная, ее ось заканчивается соцветием. Изменяется форма луковицы: она становится узковеретеновидной.
Замещающая луковица образуется из боковой оси, ее чешуей становится основание предлиста бокового побега.
4. Постгенеративный период. Сенильные растения по внешнему виду и размерам приближаются к ювенильным. Они отличаются очень слабо развитой корневой системой. Луковицы лежат в почве неглубоко в разных положениях.
Донце луковицы соединено с прошлогодними приростами с помощью столона, запасающая чешуя со временем становится более жесткой.
Лук медвежий по длительности большого жизненного цикла следует отнести к растениям с длительным онтогенезом, составляющим не менее 50 лет, а по темпам развития - к растениям с медленным прохождением прегенеративного периода (5-6 лет). Цикл воспроизведения у этого вида осуществляется глубокоомоложенными вегетативными зачатками (короткий) и семенами (длинный) (Шманова, Кригфалуший, 1995).
Исследования немногочисленных авторов показывают, что онтогенез лука медвежьего сложный. Полный онтогенез проходят растения, которые возникают семенным путем. Дочерние особи, появляющиеся в результате нормальной или омоложенной партикуляции, проходят сокращенный онтогенез (Старостенкова, 1974; Мельник, 1991; Birute, 2003).
Особенности анатомического строения семян лука победного и лука медвежьего и их полевая всхожесть в зависимости от предпосевной обработки регуляторами роста
Свежесобранные семена обоих видов не прорастают, и это является проблемой при получении посадочного материала в культуре. Семенам необходима продолжительная стратификация. При обработке семян гибберелиновой кислотой и гибберсибом, лабораторная всхожесть лука медвежьего составила 84 % и 72 % соответственно (Амельченко В.П., Степанюк Г.Я., 1994).
Как указано в многочисленных источниках (Николаева М.Г., 1985; Черемушкина В.А., 1990; Takagi Н., 2001), семена луков победного и медвежьего характеризуются очень маленьким и недифференцированным зародышем. Изучение формирования зародыша в динамике и выявление условий, ускоряющих этот процесс, является одним из решающих факторов при введении этих видов в культуру и натурализации их в новых местах обитания. Одним из путей, ускоряющих процесс тёплого этапа стратификации, необходимого для доразвития зародыша, может быть применение регуляторов роста и фитогормонов. Этот приём был с успехом апробирован на многих лекарственных культурах. В частности схемы обработок гиббереллином и регуляторами роста нового поколения для многих лекарственных культур были отработаны в ВИЛАРе (Пушкина Г.П. и др., 2008).
Как показали наши исследования, в сформировавшихся и созревших семенах зародыш представляет собой удлиненно-овальное образование с недифференцированными корешком, стебельком и почечкой с листочком. В начале прорастания формируется зародыш булавовидной формы; позже зародыш приобретает сферическую форму. Тело зародыша расположено на тонком суспензоре. Дистальный конец зародыша начинает вытягиваться (Рис. 3).
По мере удлинения дистального конца зародыша хорошо заметно углубление, по краю которого наблюдается разрастание ткани. Это формируется вырост цилиндрической семядоли. Само углубление представляет собой место закладки будущей апикальной меристемы. Нижняя влагалищеподобная часть формирующейся семядоли окружит и защитит будущий конус нарастания (Рис. 4). В еще не созревшем зародыше происходит обособление тканевых зон. На этой стадии развития зародыша уже обособилась протодерма, закладываются инициали апикальных меристем, проводящего цилиндра, первичной коры, корневого чехлика.
Из представленных в таблице 6 результатов видно, что все использованные препараты регуляторов роста оказывали положительное влияние на доразвитие зародыша. Однако действие регуляторов на изучаемые виды было индивидуально. На развитие зародыша A. ursinum эффективнее действовали препараты циркон и эпин-экстра.
Эффективность действия циркона и эпина-экстра на развитие зародыша A. ursinum по сравнению с контролем (вода) составила 27,75 и 26,29 % соответственно. Рибав-экстра и рибав-экстра и двойном разведении дал лучшие результаты по развитию зародыша A. victorialis. Эффективность действия этих препаратов на развитие зародыша составила 32,28 и 34,23 % соответственно.
Изучалась динамика прорастания семян A. ursinum и A. victorialis после предварительной экспозиции в растворах регуляторов роста. Полевую всхожесть семян A. ursinum и A. victorialis определяли весной следующего года после осеннего посева (первая декада октября) семян, обработанных стимуляторами роста, по числу их всходов.
Первые всходы A. ursinum и A. victorialis появились одновременно, 24 апреля 2010 г., независимо от того, в каком стимуляторе роста была осуществлена предварительная экспозиция семян. Темпы прорастания семян A. victorialis и их полевая всхожесть были выше после предварительной экспозиции в рибаве-экстра в двойной концентрации и в рибаве-экстра, чем в других регуляторах роста, и всхожесть составила 100 и 98 % соответственно. После предварительной экспозиции семян в эпине-экстра и в цирконе -составила по 90 %; в контроле (вода) - 80 % и посев сухими семенами. (Табл. 7).
Наиболее высокая полевая всхожесть семян A. ursinum наблюдалась после предварительной экспозиции в растворе препарата циркон и составила 94 %. После предварительной экспозиции семян в растворе эпина-экстра динамика прорастания составила 88 %; в рибаве-экстра в двойной концентрации и в рибаве-экстра - 85 % и 87 %. Полевая всхожесть семян после экспозиции в дистиллированной воде (контроль) была 73 %. Полевая всхожесть семян, посеянных без какого-либо предварительного намачивания, оказалась такой же, как в контроле. Таким образом, установлено, то коммерческие регуляторы роста циркон, Эпин-экстра и Рибав-экстра позволяют стимулировать развитие зародыша в период теплой стратификации, ускорить прорастание семян А. ursinum и A. victorialis и получить гарантированные всходы. Эффективность влияния регуляторов роста на развитие зародыша A. ursinum и A. victorialis оказалась различной, что, по-видимому, объясняется отличиями в степени сформированности и дифференциации тканей зародыша, водо- и газонепроницаемости слоев семенной кожуры и в количестве вырабатывающихся в ней ингибиторов, тормозящих прорастание семян.
При изучении влияния регуляторов роста на основные биометрические показатели у молодых растений лука медвежьего и лука победного влияние таких экологических факторов, как тень и свет, не учитывалось, так как опытная делянка располагалась в полутени. В первый год жизни эти растения имели непродолжительный вегетационный период -он не превысил 45 суток.
В течение вегетационного сезона 2010 г. обработки регуляторами роста не проводились. Растения лука медвежьего и лука победного не имели четкой дифференциации на лист и черешок; после прорастания семян дальнейший рост сеянцев практически приостановился. К второй декаде июля 2010 г. у растений начался период покоя. В табл. 8 показано общее положительное влияние регуляторов роста на сеянцы луков.
Влияние расположения полевого участка, внекорневых подкормок мочевиной и применения регуляторов на рост, развитие растений и урожайность лука победного и лука медвежьего
Стимуляторы роста, активизируя биохимические процессы в растении, могут ускорять накопление биомассы и соответственно увеличивать урожайность сельскохозяйственных культур. Кроме того, на многих культурах они повышают эффективность применения удобрений. Нами были заложены опыты по изучению действия стимуляторов роста на продуктивность черемши на фоне применения мочевины и без.
В начале весеннего отрастания растения имели примерно одинаковую высоту (Приложение 4). Затем, под влиянием регуляторов роста и обработок мочевиной, некоторые варианты начали заметно опережать прочие растения по высоте. Так, растения в вариантах «Эпин-экстра» и «Рибав-экстра» с применением мочевины были выше остальных на 2-4 см и на 9 см выше контроля. Варианты с водой во второй декаде апреля нисколько не различались по высоте. Затем вариант «вода без применения мочевины» стал несколько отставать в росте на 3-5 см. Но к началу июня они сравнялись по высоте с вариантом «вода+мочевина».
В представленной табл. 15 показано изменение высоты растений лука победного в зависимости от применения стимуляторов роста, мочевины и расположения участка на момент уборки сырья (III декада мая, в начале бутонизации растений).
Как видно из табл. 15, все варианты регуляторов существенно повышали высоту растений, в то время как освещённость имела меньшее значение. Применение мочевины оказывало существенное влияние на данный показатель.
Из использованных регуляторов роста для лука победного максимально эффективным оказался препарат рибав в концентрации 0,1 мл/л (прибавка к контролю составила 138-150 %). При сравнении высоты растений при различной освещённости отмечено отсутствие существенных изменений. Имелась тенденция к тому, то при повышенной освещённости происходило некоторое угнетения роста.
При обработках мочевиной у лука победного существенные различия с контролем были только в одном варианте на освещенном участке с препаратом Рибав.
Похожая картина наблюдалась и в нарастании листьев лука победного в длину и ширину. Результаты представлены в табл. 16 и 17.
На длину листа лука победного не оказывали влияния ни обработки раствором мочевины, ни расположение участка. Однако регуляторы роста во всех вариантах существенно увеличивали длину листа не зависимо от расположения участка и обработок мочевиной.
Ширина листа лука победного также увеличивалась в основном за счёт применения регуляторов роста.
Однако, анализируя эти показатели в сумме видно, что при применении регуляторов роста за счёт одновременного увеличения длины и ширины очень существенно увеличивалась площадь листа, а соответстенно урожай зелёной продукции с единицы площади.
По годам увеличение или снижения показателей происходило не одинаково (Приложение 4).
На тенистом участке в 2010 г. у лука победного в течение примерно 10 суток наблюдаеся медленное и плавное нарастание растений во всех вариантах. Возможно, на тенистом и сыром участке, земля еще недостаточно прогрелась: когда температура земли и воздуха повышается, усиливается влияние регуляторов роста.
Затем происходит резкое усиление роста растений лука победного в высоту в вариантах «Рибав-экстра» с применением мочевины и «Рибав-экстра в двойном разведении». То же самое происходит и в случае изменения длины листовой пластины лука победного.
В Приложении 4 отражено неравномерное, скачкообразное отрастание листьев лука победного на тенистом участке. Здесь оно еще более неровное, чем на освещенном участке. Вначале идет медленное плавное нарастание, затем, под воздействием обработок и факторов внешней среды листья стремительно разворачиваются. В первой декаде мая заметнее всего влияние препарата «Рибав-экстра». Затем его влияние на растения снижается и самые лучшие результаты дает вариант «Рибав-экстра» с применением мочевины. Возможно, к этому моменту корни растения начали вытягиваться в длину и стали получать питательные вещества,что обусловило рост надземной массы.
На ширину листа лука победного на освещенном участке в 2011 г. сильно повлияли регуляторы роста Рибав-экстра и Рибав-экстра в двойни концентрации, особенно их варианты с применением мочевины. В Приложении 4 показано, что на освещенном участке заметно отставание в развитии листа вариантов Эпин-экстра и Циркон, и с мочевиной, и без нее. Внекорневые обработки мочевиной не оказывают достаточно сильного влияния на рост и развитие растений, как регуляторы роста. А лишь немного усиливают их воздействие. Это особенно заметно по сравнению с вариантом контроля.
В 2011 г. на тенистом участке у растений лука победного заметно большое различие между обработанными вариантами и контролем. Самые высокие показатели у вариантов, обработанных Рибавом-экстра, с обработкой раствором мочевины и без. Также следует обратить внимание на то, что контроль и вариант «Вода+мочевина» имеют практически схожие значения.
На тенистом участке в 2011 г. длина листьев лука победного изменялась неравномерно, скачкообразно. Это может быть связано с неблагоприятными засушливыми погодными условиями того периода. Скачкообразное нарастание происходило после очередной обработки регуляторами роста. Заметнее всего влияние препарата «Рибав-экстра» и «Эпин-экстра». Эффект от применения мочевины в данном случае также незначителен.
Только здесь лучшие результаты были в вариантах «Рибав-экстра» и «Рибав-экстра в двойном разведении» с применением мочевины - на 15-20 % по сравнению с контролем.
Растения лука победного на освещенном участке имели самые лучшие показатели по высоте и по длине листа у вариантов с применением «Рибав-экстра» с применением мочевины, «Рибав-экстра» и «Рибав-экстра в двойном разведении» с применением мочевины - до 23% по сравнению с контролем.
В таблицах Приложения 4 отражено неравномерное, скачкообразное отрастание листьев лука победного на освещенном участке. Это связано с обработками регуляторами роста 25 апреля, 11 мая и 24 мая. Лук победный более отзывчив на обработки регуляторами роста.
Особенности формирования урожая, роста и аккумуляции селена в луке победном A. victorialis L. и в луке медвежьем A. ursinum L.
Черемша относится к роду Allium, характеризующемуся способностью аккумулировать метилированные формы селеносодержащих аминокислот: селенометил селенометионин, селенометил селеноцистеин и у-глутамил селенометил селеноцистеин (Amault&Auger, 2006). Отличительной особенностью двух последних соединений является их выраженное антиканцерогенное действие (Whanger, 2002; Rizky Abdulah et al, 2005). Установлено, что количество этих соединений многократно возрастает при обогащении растений микроэлементом (Yang, 2002; El-Bayoumy et al, 2006). В связи с этим неизменный интерес исследователей привлекает получение функциональных продуктов питания на основе Allium. Наиболее изученным в этом плане является природный аккумулятор селена Allium sativum L., для которого разработаны различные методы обогащения селеном (Голубкина, Папазян, 2006), установлено содержание основных производных микроэлемента (Arnault, Auger, 2006), доказано антиканцерогенное действие продукта (El-Bayoumy et al., 2006). В меньшей степени исследованы уровни аккумулирования селена многолетними луками (Голубев и др., 2003) и луком репчатым (Голубкина, Папазян, 2006), и практически отсутствуют данные по аккумулированию селена черемшой.
Сравнение биохимических показателей двух видов черемши, выращенных в стандартных условиях вегетации, показывает, что A. ursinum L. и A. victorialis L. имеют сходные показатели содержания сухих веществ, количества хлорофилла и аскорбиновой кислоты. Влияние освещения на эти показатели невелико, и для обоих видов наблюдается лишь тенденция к возрастанию количества сухих веществ, хлорофилла и аскорбиновой кислоты при увеличении интенсивности инсоляции (Р 0,5). Содержание аскорбиновой кислоты по всем вариантам было в пределах 63-65 мг/100 г листьев, что близко к значениям, приводимым в литературе (Пивоваров, Агафонов, 2001)
Принципиальные различия между A. ursinum L. и A. victorialis L. наблюдаются по накоплению флавоноидов и микроэлемента селена.
Известно, что семейство Allium входит в группу наиболее богатых природных источников диетических флавоноидов, определяя основную часть их потребления человеком (Carotenuto et al, 1996; Carotenuto et al, 1997; Fattorusso et al, 2001; Slimestad et al, 2007).
Как нами было установлено, A. ursinum L. характеризуется вдвое меньшим содержанием флавоноидов, чем A. victorialis L. Растения, выращенные в тени, характеризовались более низкими уровнями флавоноидов в листьях, что хорошо согласуется с известными литературными данными о ключевой роли этих соединений в защите растений от солнечной радиации (Jaakola et al., 2004). Среди различных представителей рода Allium черемша накапливает сравнительно невысокое количество флавоноидов: приблизительно в 1,8 раз ниже, чем A. fistulosum, в 3 раза ниже, чем А. schoenoprasum и в 5,5 раз ниже, чем A. sativum.
По уровням накопления селена A. victorialis L также намного превосходит A. ursinum L. (табл. 35). Сравнение селен аккумулируещей способности черемши с другими представителями рода Allium показывает сходные показатели накопления селена A. ursinum L и А.сера L., в то время как уровень аккумулирования микроэлемента A. victorialis L сравним с данными аккумулирования селена многолетним луком A. fistulosum (Голубев, Голубкина, 2003).
Показательно, что содержание селена в листьях черемши достоверно выше при выращивании растений на свету (Р 0,01), что предполагает участие микроэлемента в защите растений от оксидантного стресса, вызванного повышенной инсоляцией. Результаты хорошо согласуются с литературными данными о защитном действии селена против УФ-радиации (Germ et al, 2005).
Эффективность обогащения селеном медвежьего и победного луков также имеют принципиальные отличия. Так, уровень накопления микроэлемента возрастает в 8,4 раза у A.victorialis L и только в 6,1 раз у A.ursinum L. (см. табл. 24). Показательно, что повышение уровня селена в листьях исследуемых растений не влияло достоверно на содержанием флавоноидов (Р 0,5).
Таким образом, выявлены сортовые различия в аккумулировании селена и флавоноидов черемшой, а также установлена разная отзывчивость растений на внесение селената натрия в почву.
