Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы
1.1 Ботаническое описание, ареал и параметры ценопопуляций Serratula coronata L. 9
1.2 Фитоэкдистероиды и их использование в медицине 13
1.3 Химический состав, биологически активные вещества Serratula coronata L. и потенциал их использования 18
1.4 Результаты введения в культуру серпухи венценосной 23
Заключение по главе 1 30
Глава II. Условия, объекты и методика проведения исследований
2.1 Характеристика почвенных условий опытного севооборота 32
2.2 Агроклиматические условия места проведения опытов 33
2.3 Объекты и методика проведения исследований 37
Глава III. Биологическая и хозяйственная продуктивность Serratula coronatа L. в условиях нечерноземной зоны РФ
3.1 Онтогенез Serratula coronata L. в условиях культуры 45
3.2 Сезонный рост и развитие Serratula coronata L 56
3.3 Фенотипическая изменчивость и корреляция количественных морфологических и хозяйственно-ценных признаков Serratula coronata L60
3.3.1 Морфометрические показатели растений 60
3.3.2 Вариация количественных морфологических и хозяйственно-ценных признаков 63
3.3.3 Корреляция морфологических и хозяйственно-ценных признаков 66
3.4 Продуктивность биомассы Serratula coronata L 70
3.5 Содержание экдистерона (20Е) в растительном сырье 81
3.6 Продуктивность и посевные качества семян Serratula coronata L 83
3.7 Оценка степени поражения растений мучнистой росой 92
Заключение по главе 3 96
Глава IV. Изучение способов размножения Serratula coronatа L.
4.1 Способы размножения опытного материала Serratula coronata L 99
4.1.1 Семенное размножение в условиях контролируемого опыления 101
4.1.2 Вегетативное размножение 107
4.2 Сравнительная характеристика опытного материала семенного и вегетативного происхождения 118
Заключение по главе 4 121
Глава V. Экономическая эффективность возделывания Serratula coronatа L 122
Заключение по главе 5 126
Заключение 127
Рекомендации производству 129
Список использованной литературы 130
Приложения 155
- Химический состав, биологически активные вещества Serratula coronata L. и потенциал их использования
- Сезонный рост и развитие Serratula coronata L
- Оценка степени поражения растений мучнистой росой
- Экономическая эффективность возделывания Serratula coronatа L
Введение к работе
Актуальность исследований. Фитоэкдистероиды, выделяемые из
растений и используемые в качестве фармацевтической субстанции при
производстве адаптогенных лекарственных препаратов и тонизирующих
добавок, в отличие от синтетических препаратов, имеют свои преимущества:
малая токсичность, широта терапевтического действия, отсутствие фазы
отрицательного последействия и привыкания вследствие длительного
применения (Alexander, Panossian, 2003). Это свойство широко используется в
силовых и скоростных видах спорта для достижения высоких показателей
(Португалов, 1997). Исследования, проведенные в России и за рубежом
показали, что серпуха венценосная (Serratula coronata L.) семейства Compositae
(Asteraceae) является фармакологически перспективным и промышленно
значимым источником сырья для выделения адаптогенов из класса
фитоэкдистероидов (Bathori, 1999; Dinan, 2001; Федоров и др., 2009; Ферубко и
др., 2014; Курманова, 2015). Этот вид более доступен и технологичен при
введении в культуру и технологии получения его сырья, а содержание
экдистерона в сырье выше, чем в корневищах с корнями левзеи сафлоровидной
(Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin), вида с ограниченным ареалом
(Савиновская, 2002; Тимофев, 2005; Бек, 2009). В результате
фармакогностических исследований разработан проект Фармакопейной статьи
«Серпухи венценосной, культивируемой трава» (Ангаскиева, 2006).
Федеральной службой «Роспотребнадзор» (Москва) зарегистрировано сырье
«Серпухи венценосной листья» и субстанция Серпистен (Володин, Матаев,
2011). Разработана методика определения и химическая технология извлечения
фитоэкдистероидов (Пунегов, 2001; Пунегов, Савиновская, 2008). В Республике
Казахстан на основе экдистероид-фенольной фракции в АО «НПЦ Фитохимия»
создан актопротекторный препарат «Экдифит» (Бек, 2008). В настоящее время
экдистероидосодержащие растения не возделывают в количествах,
достаточных для потребностей фармацевтической промышленности. В течение последних 25 лет в России, Казахстане, Украине ведутся исследования по введению S. coronata в культуру с целью создания промышленных плантаций (Саад, 1993; Харина, 1990; Мишуров, 1999; Бек, 2009).
Степень разработанности темы. Серпуха венценосная введена в культуру на территории РФ - в Западной Сибири и Республике Коми, а также в Восточном Казахстане, (Тимофеев, 2005, Мишуров и др., 2013; Бек, 2009; Рубан и др., 2010). В институте биологии Республики Коми создано два сорта серпухи венценосной (Госреестр, 2016). С 2006 года в ВИЛАР ведется работа по акклиматизации трех популяций серпухи венценосной разного географического происхождения и в настоящее время имеется необходимый запас посевного материала, заложены многолетние полевые опыты по разработке важнейших элементов агротехники (Климахин, 2006). В местах естественного произрастания и в культуре изучены вопросы онтогенеза, продуктивности, содержания биологически активных веществ в биомассе растений S. coronata
(Савиновская, 2002; Бек, 2009; Казакова, Владыкина, 2013; Мишуров и др.,
2013). Аналогичные сведения для условий Центрального региона
Нечерноземной зоны недостаточны или отсутствуют.
Цель и задачи исследований. Цель работы - оценить динамику и особенности формирования продуктивности серпухи венценосной в условиях культуры в Центральном регионе Нечерноземной зоны РФ на примере культивируемых популяций разного географического происхождения. Задачи исследований:
-
Описать онтогенез и фенологический цикл в условиях культуры.
-
Исследовать фенотипическую изменчивость и корреляцию признаков, определяющих биологическую и хозяйственную продуктивность.
3.Изучить возрастную динамику продуктивности и структуру
биологической продукции; оценить выход хозяйственно-ценной продукции сырья, семян и содержание биологически активных веществ в сырье.
-
Определить урожайность и посевные качества семян при разных типах опыления.
-
Оценить возможности получения посадочного материала вегетативного происхождения.
Научная новизна исследований. Впервые в условиях Центрального региона Нечерноземной зоны получены новые научные данные по продуктивности сырья и накоплению экдистерона в надземной части культивируемой серпухи венценосной, установлены пределы изменчивости морфометрических признаков серпухи венценосной в зависимости от возраста растений. Впервые в условиях Центрального региона Нечерноземной зоны для серпухи венценосной исследованы возможности получения посадочного материала вегетативного происхождения и посевного материала в условиях контролируемого опыления.
Практическая значимость. Предложены и теоретически обоснованы рекомендации по созданию и эксплуатации опытных плантаций серпухи венценосной в условиях Центрального региона Нечерноземной зоны. Предложены способы получения посевного и посадочного материала S.coronata для закладки опытных и производственных плантаций.
Методология и методы исследований. Методология исследований заключается в проведении полевого и вегетационного опытов и лабораторных исследований по традиционным методикам, применяемым в растениеводстве и земледелии. Результаты исследования опираются на использование как традиционных, так и современных методов исследования. При этом, теоретически и экспериментально обоснованы необходимость и особенности применения выбранных методов и экспериментальных решений в опытной работе с серпухой венценосной. Статистическую обработку результатов проводили по методике Б. А. Доспехова (1985) с использованием программного обеспечения Word Excel.
Связь темы диссертации с планом научных исследований.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с «Программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований Всероссийского научно-исследовательского института лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР) по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации» на 2014-2018 гг., № 0576-2014-0006 «Исследования эндогенной и экзогенной биорегуляции с целью максимального раскрытия и использования адаптивного потенциала биообъектов».
Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность полученных результатов подтверждена использованием проверенных методик, а также статистической обработкой экспериментальных данных.
Материалы диссертации были доложены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «От растения к препарату: традиции и современность», посвященной 95-летию со дня рождения профессора А. И. Шретера, Москва, ФГБНУ ВИЛАР, 2014 г.; на II, III, IV научно-практических конференциях «Молодые ученые и фармация XXI века», Москва, ФГБНУ ВИЛАР, 2014, 2015, 2016 гг.; на Международной конференции: «Биологические особенности лекарственных и ароматических растений и их роль в медицине», посвященной 85-летию ВИЛАР, Москва, ФГБНУ ВИЛАР, 2016 г.; на научно-практической конференции с международным участием: «Современное состояние, проблемы и перспективы развития аграрной науки», Ялта, ФГБНУ НИИСХ Крыма, 2016 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 4 - в рецензируемых журналах и изданиях, входящих в перечень ВАК РФ. С участием автора подготовлены методические рекомендации по возделыванию серпухи венценосной (авт. вклад 75 %).
Декларация личного участия автора. Автором лично проведен весь комплекс полевых исследований, сбор экспериментальных данных и их статистическая обработка, подготовка материалов для научных публикаций и докладов.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
результаты наблюдений онтогенеза, фенологического цикла и исследования изменчивости количественных признаков серпухи венценосной в условиях культуры в Центральном регионе Нечерноземной зоны РФ;
-
результаты сравнительной оценки продуктивности сырья, семян и содержания экдистерона в сырье культивируемых популяций серпухи венценосной;
-
результаты исследования способов размножения серпухи венценосной. Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 164
страницах компьютерного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций, содержит 24 таблицы, 39 рисунков, 10 страниц приложений.
Библиографический список использованной литературы включает 226 источников, в том числе 35 на иностранных языках.
Химический состав, биологически активные вещества Serratula coronata L. и потенциал их использования
Фитохимические исследования S. сoronata были начаты в нашей стране и за рубежом в 1970-1990 гг. [103,174,177,190]. Из надземной части серпухи венценосной были выделены следующие фитоэкдистероиды: 20-гидроксиэкдизон; экдизон; полиподин В; витикостерон Е; интегристерон А; 2, 3, 20, 22-диацетонид 20Е; птеростерон, 20, 22-моноацетонид 20Е; 25S-инокостерон; макистерон С; макистерон А; дакрихайнанстерон; аюгостерон С [4,37,39,59,174,176,188,195, 207,214,224]. Там же содержатся такие соединения как: апиин; флавоноиды (рутин, кверцетин, лютеолин), большая часть которых сосредоточена в листьях, значительно меньше в соцветиях и стеблях; антоцианы; эфирное масло; дубильные вещества; сесквитерпеновые лактоны; кумарины; полисахариды; каратиноиды; витамины С и К; терпеноиды; метиловые эфиры линолевой, линоленовой и пальмитиновой кислот; каучук [7,54,55,62,100,101,106,143, 189,200,201]. Выявлено, что плоды серпухи венценосной могут использоваться в качестве жирномасличного сырья. Жирное масло плодов серпухи венценосной по свойствам и показателям качества относится к полувысыхающим жирным маслам [71]. В стеблях найдены следы алкалоидов [200]. В подземных органах серпухи венценосной содержатся флавоноиды и полиацетиленовые соединения. [206]. Из метанольных экстрактов корней серпухи венценосной были выделены экдистероиды: понастерон А-22-апиозид, 3-эпи-шидастерон, 3-эпи-22-дезокси-20-гидроксиэкдизона, серфуростерон А и серфуростерон В [217,225]. Этот вид характеризуется высоким содержанием незаменимых аминокислот [5].
Разработаны методики извлечения фитоэкдистероидов и созданы препараты на их основе. В Сибирском медицинском университете г. Томска разработан проект Фармакопейной статьи «Серпухи венценосной культивируемой, трава». В работе А. С. Ангаскиевой обоснован способ получения жидкого экстракта серпухи венценосной, отмечено, что он обладает гемореологической активностью [10].
В АО «НПЦ «Фитохимия» республики Казахстан на основе экдистероид-фенольной фракции разработан актопротекторный препарат «Экдифит» [19]. Изучение адаптогенного действия экдистероидов S. coronata показало, что по величине тонизирующего эффекта экдистероидная фракция S. coronata (препарат ecdysten-S, содержащий 75 % 20-гидроксиэкдизон) во многом схожа с экдистероидной фракцией R. сarthamoides [151].
Фармакологические исследования оценки острой и хронической токсичности субстанции «Серпистен» показали выраженное актопротекторное, стресс-протекторное, противоишемическое, противодиабетическое, противолучевое, нейротропное и иммуномодулирующее действие. По результатам проведенных исследований Федеральная служба Роспотребнадзора (Москва) зарегистрировала сырье для производства биологически активных добавок к пище «Серпухи венценосной листья» и субстанцию «Серпистен», а также капсулированные формы на ее основе: «Кардистен», «Диастен» и «Адастен» соответственно противоишемического, противодиабетического и иммуностимулирующего действия [40].
Изучались и биологически активные свойства экстрактов травы серпухи венценосной в условиях опытов in vitro. Полученные результаты свидетельствовали о наличии адаптогенной активности изучаемых экстрактов, сопоставимой с адаптогенной активностью препарата сравнения – «Экдистен» [78,165].
Исследование противоязвенного действия серпухи венценосной травы экстракта сухого, показало выраженный гастропротективный эффект [83,159]. Также была установлена анаболическая активность экстракта из надземной массы S. coronata и отмечено, что стимулирующий эффект экстракта достигается в диапазоне концентраций 0,03-0,05 мг/мл [66]. Разработана технология получения экдистероидосодержащей субстанции с использованием в качестве сырья наземных органов серпухи венценосной [107,109]. Другими исследователями был предложен способ получения новой субстанции «Экдистерон-80». Было установлено, что субстанция обладает выраженными адаптогенными, антигипоксическими, гастропротективными, термопротективными и кардиопротективными свойствами [121,164].
Разработана методика количественного определения суммы экдистероидов в растительном сырье, галеновом препарате и фитоэкдистероидной субстанции серпухи венценосной S. coronata с использованием обращенно-фазовой ВЭЖХ [119]. Также разработаны биохимические технологии выделения и очистки действующих веществ из надземной части S. coronata для получения препарата экдистен-S (или Es), и кормовых добавок «Метаверон» и «Биоспон» [56,123,215]. Выявлено, что экдистероидосодержащая фракция, полученная из клеточной биомассы серпухи венценосной (штамм GI 1.1) существенно не отличается от субстанции «Серпистен» [43].
Исследование фармакологической активности экстрактов из надземной части серпухи венценосной в опытах на мышах с асцитной опухолью Эрлиха выявило их способность увеличивать эффективность химиотерапии – действие циклофосфана [6]. Установлено, что экстракт из надземной части S. coronata проявляет гемореологическую активность, эффективно воздействуя на показатели вязкости крови, агрегации и деформируемости эритроцитов [30].
В народной медицине надземную часть (траву) серпухи венценосной используют в качестве тонизирующего средства [90]. Настойку применяют для полоскания горла при ангине, сердечных и желудочных заболеваниях, желтухе [33,75,88]. Отвар серпухи венценосной используют для лечения опухолей и при грыже. [152]. В период отрастания зеленой массы являются кормовыми, витаминосодержащими и медоносными растениями [1,45,103,128,130].
Изучение действия экдистероидов на поведение и развитие личинок некоторых видов насекомых-фитофагов выявило токсический и гормональный эффект суммы фитоэкдистероидов S. coronata, что представляет интерес для разработки экологически чистых и селективных биоинсектицидов нового поколения, позволяющих регулировать численность ряда сельскохозяйственных вредителей [162,163].
Надземная масса серпухи венценосной широко используется в животноводстве. Ведутся разработки сухих премиксов и комбикормов для птицы, свиней и жвачных животных с использованием надземной биомассы растений S. coronata [56,114]. В экспериментах на мышах и крысах была установлена анаболическая активность фитоэкдистероидов S. coronata в кормовых добавках для цыплят-бройлеров [120]. Выявлено, что полученные из растительного сырья пермиксы оказывают стимулирующее действие на репродуктивную функцию крупного рогатого скота и существенно увеличивают суточную прибавку массы животных [28,29,107,109]. Отмечено, что использование травяной муки из серпухи венценосной в составе рациона гусей родительского стада является естественным стимулятором продуктивности [179].
Сырьем серпухи является надземная масса в фазе массовой бутонизации и начала цветения [21,128]. В качестве основного компонента от общей суммы фитоэкдистероидов в растениях чаще встречается 20-гидроксиэкдизон (20Е).
Анализ накопления фитоэкдистероидов по органам растений серпухи венценосной в условиях культуры в Республике Коми показал, что наибольшее содержание фитоэкдистероидов приходится на период массовой бутонизации. Максимальное накопление в листьях – 1,7 %, в соцветиях – 0,7 % и в стеблях – 0,3 %. В фазе массового цветения содержание фитоэкдистероидов составляло в соцветиях – 0,5 %, листьях – 1,0 %, стеблях – 0,2 %. В фазу плодоношения – в соцветиях – 0,7 %, листьях – 0,1 %, стеблях – 0,05 %. При этом около 80-85 % от общей суммы фитоэкдистероидов приходилось на экдистерон (20Е). В компонентном составе были выделены также инокостерон и в минорном количестве – экдизон [63,96].
В работе Т. Г. Хариной (г. Томск) отмечено, что в условиях культуры и в естественных местах обитания сезонная динамика накопления экдистероидов одинакова. Максимальное содержание экдистерона в надземной части серпухи венценосной отмечено в фазе вегетации и составляло 2 % [8,32,128,174].
По данным Т. А. Ревиной наибольшее содержание экдистерона отмечено в фазе цветения: в листьях – 1,7 %, в стеблях – 0,4 %, в цветках – 1,2 %, в бутонах – 1,3 %, в плодах – 1,5 % [128].
При интродукции серпухи в сухостепную зону Центрального Казахстана наибольшее количество 20-гидроксиэкдизона накапливалось в фазу цветения: в соцветиях (1,0-1,8 %), в листьях его содержание не превышало 1,0-1,1 %, а в стеблях – 0,2-0,3 %. Наибольшей вариабельностью отличалось содержание 20-гидроксиэкдизона в соцветиях, тогда как в листьях исследуемых образцов его количество колебалось незначительно [20].
Исследования, проведенные в Украине, показали, что накопление экдистероидов в серпухе венценосной носит различный характер в зависимости от фазы развития, типа органа и возраста растения. Максимальным содержанием отличались листья прикорневой розетки (1,12-1,80 %), соцветия (0,90-1,22 %) и корни (до 1,35 %) [130].
По данным других исследователей, количество экдистероидов в надземных частях зависит от фазы развития и составляет от 0,5 до 2,3 % [32,38,81,103,127,195,196].
Таким образом, сырье (надземная часть) серпухи венценосной представляет интерес для разработки новых лекарственных растительных препаратов широкого диапазона действия, биологически активных добавок к пище, кормовых добавок в животноводстве и экологически безопасных средств борьбы с насекомыми-вредителями. Изучено фармакологическое действие биологически активных веществ (фитоэкдистероидов) серпухи венценосной, разработаны технологии выделения и количественного определения активной субстанции (экдистерона). В связи с тем, что фармакопейная статья на лекарственное сырье S. coronata не разработана, необходимо оформить нормативную документацию для включения серпухи венценосной в Государственную фармакопею.
Сезонный рост и развитие Serratula coronata L
Приспособление растений к новым климатическим и экологическим условиям произрастания происходит в процессе многолетней акклиматизации. Сезонный ритм развития растений напрямую зависит от изменения погодных условий в течение вегетационного периода. Сроки и продолжительность прохождения фенологических фаз являются наиболее важными показателями адаптации растений к новым условиям. Многолетние фенологические показатели сезонного развития серпухи венценосной представлены в таблице 1.
При подзимнем посеве в I декаде октября массовое появление семядолей на поверхности почвы (проростки) в период исследований наблюдались весной следующего года - 3-6 мая.
На первом году вегетации зрелая розетка у растений формировалась к 10-17 августа. Отмирание надземной массы было отмечено 17-25 октября. У популяции из Самары розетка формировалась позже, чем в других популяциях. Массовый переход растений к цветению наблюдался только со второго года вегетации. Продолжительность вегетационного периода растений 1-го года в среднем составляла 165-170 суток. Массовое отрастание прикорневых листьев вторичной розетки серпухи венценосной 2-6-го года вегетации наблюдалось 18-20 апреля. Массовое вступление растений в период бутонизации отмечено 25-28 июня.
Продолжительность фазы цветения популяций в годы наблюдений составляла в среднем 25-27 суток. Однако длительность периода цветения снижалась в жарких и засушливых условиях 2014 года в среднем до 24 суток, а созревание семян было отмечено уже 11 августа. В 2015 году отмечено позднее наступление фазы цветения (15 июля). Массовое созревание семян отмечено 13 августа. В 2016 году отмечено раннее начало цветения. Однако на фоне повышенной температуры воздуха и переизбытка влаги цветение было более продолжительным, до 31 суток в среднем. Сроки технической готовности сырья к уборке были меньше – 77-80 суток. Созревание семян затянулось до 18 августа. Продолжительность вегетационного периода растений 2-6-го года вегетации составляла в среднем 180-188 суток.
Явных различий в фенологии между популяциями не выявлено (рисунок 18). Среди особенностей периода цветения можно отметить, что в целом он растянут из-за ветвления генеративного побега до второго порядка и постепенного перехода боковых побегов из фазы бутонизации в фазу цветения. Стоит также отметить, что популяция из Белгорода за годы наблюдений отличалась более ранними сроками цветения (по датам начала фазы), а популяция из Республики Коми – более поздними, что связано с географическим происхождением популяций. Средняя продолжительность периода цветения в годы наблюдений составляла в среднем 25-27 суток. Сроки технической готовности сырья к уборке - 81-83 суток. Следует отметить, что сроки технической спелости семян непродолжительны (26-27 суток), т.е. серпуха относится к скороспелым культурам с неодновременным созреванием семян. Продолжительность вегетационного периода растений 2-6-го года вегетации составляла за годы наблюдений в среднем 183-184 суток. При этом, отклонения от средних указанных фенологических дат в конкретный сезон не превышали 4-7 суток.
Таким образом, даты наступления и длительность фаз развития растений серпухи венценосной первого и последующих лет жизни в культуре зависит в основном от метеорологических условий. За годы наблюдений среднемесячные температуры воздуха превышали среднемноголетние значения, однако количество осадков не всегда было достаточным, что отражалось на длительности прохождения фенологических фаз в период дефицита влаги. При переизбытке влаги сроки прохождения фенологических фаз были растянуты, а при недостатке, наоборот сокращались. Возраст генеративных растений, в отличие от метеорологических условий сезона, не оказывает существенного влияния на даты наступления и продолжительность фенологических фаз.
Оценка степени поражения растений мучнистой росой
Одним из факторов, снижающих продуктивность серпухи венценосной, является поражение надземной части растения мучнистой росой (Erysiphe cichoracearum) в фазе цветения, что совпадает со сроками уборки сырья (рисунок 31). Болезнь характеризуется образованием белого паутинистого налета на верхней стороне листьев и на стеблях. Налет представляет собой поверхностно расположенный мицелий и бесполое конидиальное спороношение, состоящее из одноклеточных овальных конидий, соединенных в цепочки. Это затрудняет доступ воздуха и света к листьям, что приводит к угнетению роста растений. Заражение проходит в широких пределах относительной влажности воздуха [144,158].
В ВИЛАР ранее проводились исследования по защите растений от мучнистой росы. Поражение растений серпухи венценосной мучнистой росой совпадает со временем уборки сырья – фазой цветения. Наибольший защитный эффект от мучнистой росы получен при комплексном применении медьсодержащего фунгицида Абига-Пик с биорегулятором циркон. Биологическая эффективность их применения на момент уборки урожая составила 60 %. Двукратная обработка растений баковой смесью феровит+циркон приводит к более раннему прохождению фенофаз, что дает возможность собрать сырье до наступления поражения растений патогенном и исключить применение фунгицидов [122].
В процессе исследования нас интересовало проявление естественной устойчивости популяций разного географического происхождения к поражению мучнистой росой. Наблюдалась зависимость степени поражения растений патогеном от метеорологических факторов. Нами была проведена оценка степени поражения (процент развития болезни) и степени распространения поражения (процент пораженных растений) мучнистой росой у растений серпухи венценосной в опытных вариантах. Степень развития заболевания в процентах по каждой повторности и варианту опыта рассчитывали по формуле (глава 2 пункт 2.3).
Учет пораженности мучнистой росой растений серпухи венценосной проводили в фазе начала цветения, что соответствовало срокам уборки сырья (таблица 14).
В 2014 году (9-11 июля) процент развития болезни составлял 29-32 % у растений в популяции из Республики Коми, 32-45 % – в популяции из Самары и 16-17 % в популяции из Белгорода. Пораженных растений в популяции из Белгорода отмечено на 28 % меньше, процент развития болезни в 1,5-2 раза ниже (16 %).
В 2015 году (12-15 июля) в связи с условиями повышенной влажности было отмечено раннее и значительное поражение растений мучнистой росой уже в фазе бутонизации. В период начала цветения отмечено 86-89% пораженных растений (в популяции Самары – 100 %), а процент развития болезни составлял от 33 % до 56 %.
В 2016 году учет степени поражения и распространения поражения мучнистой росой был проведен двукратно: 5 июля в фазе начала цветения и 15 июля в фазе массового цветения. В фазе начала цветения было выявлено 66-83 % пораженных растений (поражение визуально не превышало 1-2 баллов – нижняя часть побегов и около 25 % листьев). Развитие болезни составляло 16 % в популяции из Белгорода и 25-31 % в других популяциях.
Учет, проведенный в том же году повторно через 10 суток, показал, что в фазе массового цветения в популяциях из Республики Коми и Самары поражено уже 83-96 % растений, спепень развития болезни повысилась до 28-52 %. Состояние растений в популяции Белгорода осталось неизменным: 66 % пораженных растений и 16 % степень развития болезни (меньше на 45-50 %).
Среднемноголетние показатели степени распространения поражения мучнистой росой растений в культивируемых популяциях серпухи венценосной представлены на рисунке 32.
Максимальное поражение мучнистой росой было отмечено в 2015 году у всех популяций, что связано с переизбытком влаги и колебаниями температуры. В 2014 и 2016 годах поражение растений мучнистой росой в популяции из Белгорода было самым низким – 16 %. За все годы наблюдений растения популяции из Самары были значительно сильнее поражены патогеном (31-56 %), чем популяции из Республики Коми (25-34 %) и Белгорода (16-36 %). росой растений серпухи венценосной 3-5-го г.в., 2014–2016 гг. У растений популяции из Белгорода наблюдалась более высокая естественная устойчивость к поражению мучнистой росой.
Экономическая эффективность возделывания Serratula coronatа L
В лекарственном растениеводстве основными показателями экономической эффективности являются производительность труда, себестоимость и рентабельность производства лекарственного растительного сырья и посевного материала. Структура затрат на один гектар плантаций лекарственных культур находится в прямой зависимости от уровня агротехники и урожайности. Большинство лекарственных культур являются пропашными, поэтому уход за ними требует значительных затрат ручного труда в связи с сильной засоренностью посевов. Высокие затраты труда на производство сырья лекарственных культур могут быть снижены при разработке системы агротехнических мероприятий с учетом биологических особенностей конкретной культуры.
Показатель рентабельности производства лекарственного растительного сырья рассчитывается по факторам: период содержания плантации, объем производства (гектар); затраты на производство продукции (обычно приведенные к площади в 1 га); доход от реализации всей продукции с гектара. Представляют интерес приведенные затраты на производство единицы продукции (себестоимость тонны сырья) и приведенные во времени (ежегодные) затраты на производство продукции. Но для плантаций многолетних культур расчет осложняется тем, что сбор и реализация продукции начинается не с первого, а со 2-го или с 3-го года выращивания. Поэтому в статье затрат выделяют затраты на закладку и содержание плантации в годы, когда еще нет выхода продукции, и эти затраты распределяются на весь период содержания, формируя показатель себестоимости возделывания одного гектара многолетней плантации. Это дает возможность рассчитать ежегодные затраты на создание и содержание плантации. У многолетних культур затраты на уборку и доработку сырья возникают только в годы сбора сырья и являются ежегодными только для этих лет использования плантации. Этот вид затрат тоже рассчитывают и указывают отдельно. Но, в сумме с ежегодными затратами на выращивание, затраты на уборку и доработку сырья формируют показатель себестоимости производства сырья с 1 га и показатель себестоимости единицы продукции. При этом, урожайность культуры на втором году и в последующие годы использования плантации часто несопоставимые величины, которые не могут быть приведены к среднему значению. В этом случае показатели себестоимости единицы продукции существенно различаются по годам использования плантации. Экономическая эффективность возделывания серпухи венценосной характеризуется показателем рентабельности многолетних плантаций, рассчитанной по продукции сырья в зависимости от периода содержания плантации и от способа закладки плантации.
При этом, затраты на закладку и содержание плантации 1-2-го года составляют 46 % себестоимости возделывания одного гектара сырьевой плантации за весь цикл с 1-го по 5-й год. Сбор и реализация сырья возможны в течение трех лет (на 3-5-м году). При этом, 94-95 % себестоимости производства сырья составляют ежегодные затраты на уборку и первичную доработку сырья. Независимо от урожайности сырья возделываемых популяций, рентабельность возделывания гектара плантации на протяжении пяти лет со сбором урожая в течение трех лет (на 3-5-м году) составит 89 %, при себестоимости производства сырья, в зависимости от средней многолетней урожайности возделываемой популяции, от 12,1 до 12,3 тысяч рублей за тонну воздушно-сухого сырья.
Представляет интерес также сравнение показателей рентабельности возделывания при разном способе закладки плантаций (таблица 24).
В таблице 24 показано возможное соотношение затрат на выращивание и прогнозируемого дохода от реализации продукции сырья с плантации серпухи венценосной 1-5-го года вегетации, заложенной посевным материалом и посадочным материалом вегетативного происхождения (на примере наиболее продуктивной популяции из Белгорода). Затраты на закладку плантации посадочным материалом вегетативного происхождения выше, чем при использовании посевного материала, но начало эксплуатации плантации, заложенной вегетативно, возможно уже со второго года, и общая урожайность сырья, собранного за весь период эксплуатации на 12 % выше, чем на плантации, заложенной посевом. В затратах на закладку плантации посевным способом 22 % составляет стоимость посевного материала. Исходя из полученных опытных данных, рассчитанная по продукции сырья рентабельность возделывания гектара пятилетней плантации серпухи венценосной составит 89 % при себестоимости производства воздушно-сухого сырья 12,1 тысяч рублей за тонну на плантации, заложенной посевным материалом и 87 % при себестоимости производства воздушно-сухого сырья до 14,9 тысяч рублей за тонну на плантации, заложенной посадочным материалом вегетативного происхождения.
Целью возделывания серпухи венценосной является получение конечного продукта – фармацевтической субстанции экдистерона, прогнозируемый выход которого будет составлять 196 кг/га с плантации, заложенной посевом семян, и до 227 кг/га с плантации, заложенной посадочным материалом вегетативного происхождения, в связи с незначительным повышением показателей продуктивности по комплексу признаков (урожайности сырья, массовой доли фракции листьев в структуре урожая, содержания экдистерона). В зависимости от сочетания показателей количества и качества сырья возделываемой популяции, можно прогнозировать выход конечного продукта (субстанции экдистерона) в пределах от 114 до 196 кг/га.