Содержание к диссертации
Введение
1 Теоретическое обоснование возделывания тысячелистника обыкновенного (achillea millefoliuml.) .8
1.1 Морфологическая характеристика, биологические и экологические особенности вида 8
1.2 Хозяйственное значение и фармакологические свойства тысячелистника обыкновенного 12
1.3 Модели продукционного процесса 16
1.4 Степень изученности вопроса возделывания тысячелистника обыкновенного в культуре 20
2 Условия и методика проведения исследований 25
2.1 Климат 25
2.2 Почвы 26
2.3 Метеорологические условия в годы проведения исследований 27
2.4 Методики проведения исследований 30
3 Характеристика щнопопуляций тысячелистника обыкновенного 33
3.1 Распространение в костромской области тысячелистника обыкновенного 33
3.2 Анализ условий произрастания ценопопуляций тысячелистника обыкновенного 34
3.3 Плотность и продуктивность локальных популяций тысячелистника обыкновенного 42
4 Модель прогноза роста и развития тысячелистника обыкновенного 46
4.1 Динамика фаз развития растения
4.2 Динамика биометрических параметров 53
Динамика высоты растения 53
Динамика фитомассы растения 57
Динамика плотности цветоносных стеблей 69
4.3 Реализация модели прогноза роста и развития тысячелистника обыкновенного в производственных условиях 70
5 Обоснование элементов технологии возделывания тысячелистника обыкновенного 72
5.1 Агробилогическое обоснование системы удобрений 72
5.2 Влияние сроков уборки на посевные качества семян тысячелистника обыкновенного 81
5.3 Влияние сроков и способов закладки плантаций на урожайность тысячелистника обыкновенного 87
5.4 Экономическая эффективность возделывания тысячелистника обыкновенного 91
Выводы 97
предложения производству 98
Список литературы 99
Приложения 128
- Морфологическая характеристика, биологические и экологические особенности вида
- Климат
- Распространение в костромской области тысячелистника обыкновенного
- Динамика фаз развития растения
Введение к работе
Актуальность темы. В современном мире большое значение приобретает проблема разработки и внедрения в практику инсектицидов растительного происхождения, так называемых, фитоинсектицидов. Их преимуш;ество заключается в отсутствии вредного воздействия на почву и обрабатываемые растения при достаточно высокой токсичности их по отношению к насекомымвредителям (Thorsell W. et al., 1998). В отличие от химических пестицидов, препараты на основе растительного сырья токсичны только во время обработки, а под воздействием влаги и воздуха они разлагаются на безвредные компоненты. Наряду с этим разнообразие растительных ядов и неизученность их химизма дают широкое поле деятельности для научного исследования многих аспектов теоретического и практического плана.
Одним из перспективных растений-инсектицидов является тысячелистник обыкновенный, который широко используется в медицине, содержит биологически активные вещества, применяемые в парфюмерии. Растение используют в производстве ликеров и настоек, безалкогольных напитков.
Тысячелистник добавляют в сырную закваску, В кулинарии европейских стран и США растением ароматизируют картофельные и овощные супы, гарнир из стручковой фасоли, гуляш, дичь в собственном соку, овощные блюда, подливы, сыры. Отвары добавляют в компоты и тесто. Высушенные цветы и листья используют для приготовления желе и муссов. В нашей стране тысячелистник применяют в качестве приправы к мясным и овощным блюдам. Но, не смотря на столь широкий диапазон использования растения его инсектицидные свойства изучены слабо и представляют интерес как одно из перспективных направлений биологической защиты растений.
Учитывая лекарственные свойства тысячелистника обыкновенного необходимо отметить тот факт, что в настоящий момент в мире устойчиво возрастает интерес к лекарственным препаратам, приготовленным из экологически чистого природного сырья (Бородий А. и др., 1998; Первышина Г.Г., 2006). Такие препараты, как правило, более дорогостоящие, чем их аналоги произведённые химическим и биотехнологическим путями. Это обусловлено многими причинами. Среди этих причин важнейшее место занимает дефицит информации о природных запасах лекарственных растений.
В нашей стране эти запасы определяют в основном по "Методике определения запасов лекарственных растений" (1986). Для их определения необходимо снаряжать специальные экспедиции и прорабатывать их маршруты. Это дорогостоящие мероприятия, зачастую не окупающие производимых затрат.
Неконтролируемая эксплуатация растительных ресурсов может привести к исчезновению некоторых видов растений. Для восстановления этих видов и организации сырьевой базы по производству лекарственных препаратов из растительного сырья необходимо введение лекарственных трав в культуру. В этом случае появляется возможность не только получить большой объем фитомассы и планировать ее производство для фармацевтической промышленности, но и механизировать процесс переработки лекарственных трав непосредственно в местах их произрастания.
Кроме того, плантационное сырье имеет ряд преимуществ перед дикорастущим, таких как - однородность получаемого сырья, сохранение дикорастущих растений в природе, возможность интродуцировать ценные растения из других регионов с улучшением их свойства и акклиматизации.
Возделывание лекарственного сырья в полевых условиях является важным направлением в сельском хозяйстве обеспечивающим потребности фармацевтической и медицинской промышленности (Сикура И.И. и др., 1983; Кшникаткина А.Н. и др., 2003; Гущина В.А., 2003; Горбань А.Т. и др., 2004; Отчёт..., 2008), Поэтому расширение видового состава возделываемых нетрадиционных лекарственных культур - актуальный вопрос настоящего времени.
Цель и задачи исследований. Целью работы являлось агроэкологическое обоснование технологии производства сырья тысячелистника обыкновенного.
В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие основные задачи исследований:
• Изучить условия местопроизрастаний ценопопуляций тысячелистника обыкновенного.
• Провести изучение плотности и продуктивности локальных популяций тысячелистника обыкновенного в естественных условиях произрастания.
• Изучить динамику фаз развития растений тысячелистника обыкновенного.
• Изучить динамику потребления элементов питания тысячелистника обыкновенного.
• Изз^ить динамику биометрических параметров тысячелистника обыкновенного.
• Разработать и верифицировать модель динамики формирования фитомассы тысячелистника обыкновенного.
• Определить оптимальные сроки уборки тысячелистника обыкновенного на семена.
• Определить влияние сроков и способов закладки плантаций тысячелистника обыкновенного на урожайность культуры.
• Рассчитать экономическую эффективность производства сырья тысячелистника обыкновенного при разных способах и сроках закладки плантаций.
Научная новизна. Впервые в условиях Центрального района Нечерноземной зоны изучено и экономически обосновано влияние сроков и способов закладки плантаций на урожайность тысячелистника обыкновенного.
Проведено агроэкологическое обоснование технологии возделывания тысячелистника обыкновенного. Разработаны модели прогноза фаз развития и динамики фитомассы травостоя 1-го и 2-го года жизни.
Основные положения, выносимые на защиту: • Формирование продуктивности тысячелистника обыкновенного при разных сроках и способах закладки плантаций.
• Имитационно-мониторинговые модели прогноза фаз развития и динамики фитомассы тысячелистника обыкновенного.
• Экономическая эффективность производства сырья тысячелистника обыкновенного при разных способах и сроках закладки плантаций.
Практическая значимость работы. Разработаны приемы возделывания, прогноза и мониторинга продуктивности тысячелистника обыкновенного, обеспечивающие получение 11,2...24,4 ц/га воздушно-сухой массы экологически чистого сырья, гарантирует товарное производство и экономию материально-технических средств.
Внедрение результатов исследований. Результаты исследований используются в учебном процессе ФГОУ ВПО Костромской ГСХА в дисциплинах «Прогнозирование и мониторинг в растениеводстве» и «Лекарственные растения»; в ООО «Центр экологии Верхневолжья» при разработке проектно-изыскательской документации.
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на научных конференциях: международной конференции молодых учёных: «Леса Евразии — Восточные Карпаты» (Рахов, Украина 2004); межвузовских конференциях «Актуальные проблемы науки в АПК» (Кострома, 2006, 2007); IV международной научно-практической конференции «Активные поиски новой стратегии здоровья. Роль и значение науки в борьбе за сохранение и выншвание человека, животного и растительного мира в XXI столетии» (Кострома, 2006); международной научно-практической конференции «Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования» (Пушкин, СПбГАУ, 2009).
Публикации результатов исследований. По материалам опубликовано 5 научных статей, в том числе 1 в ж:урнале по списку ВАК РФ. Объём и структура работы. Диссертационная работа изложена на 127 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству. Работа содержит 27 таблиц, 45 рисунков и 2 приложения. Список литературы вюгючает 258 наименований, в том числе 69 на иностранном языке.
Морфологическая характеристика, биологические и экологические особенности вида
Тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.) — многолетнее травянистое растение высотой до 80 см семейства Астровые (Asteraceae). Корневище ползучее, шнуровидное, с почти неветвистыми тонкими корнями и подземными побегами. Стебли прямостоячие, слегка ребристые, ветвистые в верхней части. Листья ланцетовидные или линейные, опушенные, очередные, дваждыперисторассеченные на многочисленные сегменты. Нижние листья черешковые, длиной 10—15 см, стеблевые — более мелкие, сидячие. Соцветие — корзинки, собранные щитком на верхушке стебля и его разветвлений. Цветки белые, реже розовые. Плоды — плоские, продолговатые, серебристо-серые семянки длиной 1,5—2 мм. Масса 1000 семян 0,11—0,15 г. Цветет с июня до конца лета; плодоносит с августа (Станков С.С, 1951; Нейштадт, М.И., 1961; Сытник К.М. и др., 1984; Машанов В.И., Покровский А.А., 1991; Растительные ресурсы..., 1993; Шауло Д.Н., 1997; Куприянов А.Н., 1998; Биология..., 1998; Губанов И.А., Новиков B.C., 2002).
Семена хорошо прорастают при температуре 20С. Всхожесть высокая и на пятый день составляет 81 %. Через полтора года она снижается до 54 %.
К условиям произрастания тысячелистник нетребователен. Однако лучший урожай дает на легких, достаточно плодородных и чистых от сорняков почвах. На одном месте может расти не более пяти лет, так как корневище сильно разрастается.
В первый год развития образуются розетка листьев и ползучее корневище. На второй год развиваются цветоносные стебли. Вегетация начинается весной при переходе среднесуточной температуры через 5С, бутонизация — в июне, массовое цветение — начале июля. Плодоносит тысячелистник в начале августа. Растение засухоустойчивое, однако, при длительных засухах тургор листьев падает: соцветия сворачиваются и не образуют полноценных семян. Устойчиво к низким температурам. (Машанов В.И., Покровский А.А., 1991; Горбань А.Т. и др., 2004).
В диком виде тысячелистник обыкновенный произрастает в Европе и Азии (до Гималаев), как заносное растение в Северной Америке, Новой Зеландии и Южной Австралии. В нашей стране вид имеет широкое распространение. (Сергиевская Л.П., 1949; Нейштадт М.И., 1963; Маевский П.Ф., 1964; Ареалы..., 1965; Вульф, Е.В., Малеева, О.Ф., 1969; Машанов В.И., Покровский А.А., 1991; Шауло Д.Н., 1997; Белозёров П.И., 2008). Распространен тысячелистник практически повсеместно по европейской территории России (кроме пустынных областей Нижнего Поволжья); в Сибири и на дальнем Востоке (кроме северных районов). Основными местами произрастания растения являются суходольные луга, степные склоны, разреженные леса, обочины дорог и полей, садовые участки.
В Костромской области тысячелистник обыкновенный встречается довольно часто и произрастает во всех районах, о чём свидетельствуют многочисленные публикации по изучению флоры области. Так по данным Белозёрова П.И. (2008), начиная с XIX века, флора Костромской области подробно изучалась следующими авторами: Островский А.Н. (1867), БекаревичН. (1883), Мейснер И.Ф. (1899), Моляков Л.А. (1908), Розин Б.А. (1908), КосинскийК. (1913, 1915), Скалозуб Н.А. (1914), Жадовский А.Е. (1914, 1915, 1916, 1919, 1920, 1921, 1926), Кирилов И. (1919), Рубенс А.И. (1921), Бобров И. (1924), Ожогин И. (1926), Ерёмин Г. (1947), Белозёров П.И. (1949, 1959, 1965, 1960, 1966, 1967), Лебедев Г.И. (1956), Ильина Е.М (1958), Александрова А.В. (1958), Краснова Е.М., Седяков В.И (1960).
В работах Задорожного A.M. и др. (1992), Миронова К.А. и др. (1992), Черкасов А.Ф. и др. (2006) приводится информация о запасах сырья тысячелистника обыкновенного в Костромской области. По ресурсным параметрам, включая морфометрические характеристики, ценопопуляции тысячелистника существенно различаются, однако стабильной корреляции между фитомассой побегов, их высотой и плотностью запаса не прослеживается. Тем не менее, анализ обобщенных ресурсных характеристик популяций растения, ранжированных по градиенту признака и в соответствии с типологией местообитаний сообществ, выявляет более тесные связи между этими показателями, хотя и не всегда чётко скореллированные.
Все показатели плотности запасов сырья, а также абсолютные и относительные величины высоты и сырьевой фитомассы подразделены на 4 группы: 1 - соответствует низкой, 2 - средней, 3 - повышенной, 4 - высокой. Высокой плотностью характеризуются популяции тысячелистника, сформированные на молодых залежах, повышенной - в суходольном луговом сообществе, находящемся под нерегулярным, но существенным воздействием разнообразных стрессов, включая пожары, эпизодическое сенокошение, обновление грунта. Средняя плотность запаса сырья тысячелистника соответствует косимым лугам и старым залежам. Наибольшая же часть изученных сообществ имеет низкие показатели плотности сырьевых запасов растения: это влажные пойменные, свежие суходольные, лесные луга и старые залежи.
Показатель удельной фитомассы относится к характеристике жизненности растения. По этому признаку сравнительно низкой жизненностью обладают особи тысячелистника на свежих и лесных, а также на косимых и выпасаемых лугах; средней - на влажных пойменных и на стареющих залежах; повышенной и высокой - на молодых залежах.
При сравнительном анализе оценок обилия тысячелистника в фитоценозах и соответствующей плотности сырьевого запаса корреляция практически не прослеживается. Происходит это в силу разного подхода к оценкам данных показателей: в геоботанических описаниях учитываются все особи, вегетативные и генеративные, а при оценке плотности запасов - только цветущие растения. Все приведенные данные свидетельствуют о существенной изменчивости ресурсных и биохимических характеристик и о нелинейной связи их с фитоценотическими параметрами. Полученные результаты подтверждают экосистемную неоднородность популяций растения, заслуживающего дальнейшего изучения с позиций его природного разнообразия (Пименова М.Е., Коновалов Д.А., Нестерова Т.А., 2003).
Климат
Костромская область принадлежит к умеренному широтному поясу и находится в восточной части Русской равнины. Удаленность Атлантического океана определяет важнейшее свойство климата - континентальность, характеризующееся значительными амплитудами суточных и годовых колебаний температур воздуха. Климат характеризуется умеренно теплым летом и умеренно суровой зимой.
Существенное влияние на местные климатические условия оказывают ветры со стороны Атлантики и Средиземноморья, что определяет преобладание юго-западного и западного переноса воздуха.
Климат района умеренно-континентальный с суровой продолжительной зимой и коротким, зачастую дождливым летом.
Среднегодовая температура воздуха за многолетний период составляет +4,3С. Наиболее низкие температуры воздуха отмечены в феврале; самый жаркий месяц — июль. Продолжительность зимнего периода составляет в среднем 135 дней, однако характерна ее значительная изменчивость год от года (наибольшая - 177 дней, наименьшая — 97 дней). Почти ежегодно во все зимние месяцы наблюдаются оттепели. Теплый период с положительными среднесуточными температурами длится в среднем 206-216 дней в году. Переход среднесуточной температуры воздуха через 0 к положительным происходит в первой декаде апреля; к отрицательным - в первой декаде ноября.
Среднегодовая сумма атмосферных осадков составляет 580 мм. Примерно 40% этих осадков приходится на три летних месяца, около 30% осадков выпадает в виде снега. Среднемноголетнее значение испаряемости - 550 мм. Коэффициент увлажнения составляет - 1,05.
Минимальное количество осадков наблюдается с ноября по апрель, максимальное - в июне-августе. Следует отметить значительное варьирование годовой и месячной суммы осадков. Суточные суммы осадков могут изменяться в широких пределах. Нередки случаи, когда за сутки выпадает количество осадков, превышающее месячную норму.
Снежный покров появляется в среднем в конце октября - начале ноября. Дата формирования устойчивого снежного покрова — 30 ноября, но может колебаться в больших пределах — от 25 октября до 25 декабря. Нарастание высоты снежного покрова обычно идет неравномерно, достигая максимума в конце февраля — начале марта. Мощность снежного покрова в это время достигает в среднем 35 40 см, в защищенных местах - до 60-80 см. Среднемноголетняя дата разрушения снегового покрова — 14 апреля.
Средние месячные значения относительной влажности воздуха составляют зимой - 78-84%, летом - 50-58%. Атмосферное давление в среднем равно 748 мм. рт. ст. (Научно-прикладной...., 1985).
Костромская область находится в Европейско- Западно -Сибирской таёжно-лесной области подзолистых почв, подзоне дерново- подзолистых почв южной тайги, Среднерусской провинции дерново- подзолистых среднегумусированных почв. Почвы сформированы на почвообразующих породах ледникового, водно- ледникового и водного происхождения, в условиях умеренно- континентального климата. Среди почв провинции преобладают дерново- подзолистые почвы, распространены болотно-подзолистые и болотные, встречаются дерновые почвы.
Полевой эксперимент проводился на опытном поле ФГОУ ВПО Костромская ГСХА. Почва участка дерново-подзолистая среднесуглинистая, содержание гумуса - 1,8%; рН - 5,51; Р2О5 - 247 мг/кг; КгО - 108 мг/кг, содержание тяжелых металлов: РЬ - 4,6 мг/кг; Cd - 0,14 мг/кг; Zn - 22,2 мг/кг; Си - 4,3 мг/кг; Ni - 11,6 мг/кг; Hg - 0,041 мг/кг; As - 1,0 мг/кг; Со - 5,5 мг/кг. Содержание тяжелых металлов в почве не превышает допустимые нормы. Экспериментальные исследования полевой культурой тысячелистника обыкновенного проводились в 2006...2008 гг. Температура и осадки характеризовались в целом благоприятными параметрами для перезимовки и вегетации тысячелистника обыкновенного.
Среднегодовая температура 2006 года была на 30% выше среднемноголетней и составляла 4,2С. Температура января и февраля была ниже средней многолетней (рисунок 1), особенно в первую декаду февраля. В марте, апреле и мае наблюдалась близкая к многолетней среднемесячная температура. В июне температура была выше, особенно в третью декаду, а в июле и августе — близка к средней многолетней. Осенний период (сентябрь, октябрь и ноябрь) характеризовался повышенными температурами. Значительно выше средней многолетней была температура декабря, особенно первой и второй декад.
Распространение в костромской области тысячелистника обыкновенного
Обследованием 489 пунктов Костромской, Ивановской, Нижегородской, Вологодской и Ярославской областей в период с 2002 по 2008 гг. установлено, что тысячелистник обыкновенный встречается в 184 пунктах, что составляет 37,63% обследованных участков. Следовательно, это растение довольно широко распространено в центральной части европейской территории России.
Более детально была обследована Костромская область, где популяции тысячелистника приурочены, главным образом, к населенным пунктам, обочинам дорог, обрывистым берегам водоемов, сельскохозяйственным угодьям (где считается сорным растением), рекреационным зонам и другим местам с различной степенью антропогенной нагрузки (рисунок 3). Встречается растение и в антропогенно ненарушенных или очень слабо нарушенных районах области, где наблюдаются оптимальные для этого вида экологические условия.
В 12,5% случаев растения обнаружены в лесных фитоценозах, однако лесные фитоценозы, где нами отмечался тысячелистник, как правило, не являлись климаксными сообществами и находились в той или иной сериальной стадии сукцессионного процесса или под сильным воздействием антропогенного фактора.
С небольшой частотой встречаемости (7,5%) вид отмечен на участках, ранее использовавшихся под пашню, а в настоящее время представляющих собой залежи, зарастающие мелкой древесно-кустарниковой растительностью, то есть, заселяемые луговой и лесной растительностью.
В естественных условиях на одной и той же территории обычно встречается несколько видов, требующих одинаковых экологических условий, поэтому моновидовые популяции тысячелистника встречаются очень редко. Обычно вид обитает совместно с другими, среди которых могут быть лекарственные или кормовые. Следовательно, при выращивании тысячелистника в культурных условиях можно будет создавать фитоценозы по типу естественных, увеличивая, таким образом, видовое разнообразие агрофитоценоза, что само по себе повысит его устойчивость, а также обеспечит возможность выращивать лекарственные травосмеси с заданным процентным соотношением видов.
Изучение этого вопроса проводилось путем специальных исследований, направленных на оценку взаимодействия видов по степени сопряженности.
На обследованных площадках отмечено присутствие 611 видов растений, из которых 504 вида (82,5%) произрастают совместно с тысячелистником (приложение I). Тем не менее, не всегда совместное произрастание является обязательным для видов. Анализ облигатности совместного произрастания проводился по величине и направлению взаимодействия.
В более, чем в 50% точек тысячелистник произрастал совместно с 12 видами: бедренец камнеломка (Pimpinella saxifraga), бодяк полевой (Cirsium arvense (L.) Scop.), ежа сборная (Dachtylis glomerata L.), клевер ползучий (Trifolium repens L.), крапива двудомная (JJrtica dioica L.), манжетка обыкновенная (Alchemilla vulgaris L.), нивяник обыкновенный (Leucanthemum vulgare Lam.), овсяница луговая (Festuca pratensis Huds.), одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale Wigg.), пижма обыкновенная (Tanacetum vulgare L.), пырей ползучий (Elytrigia repens (L.) NevskL), тимофеевка луговая (Phleum pratense L.).
Несколько реже, в 40...50% случаев отмечено совместное произрастание с такими видами, как вероника дубравная (Veronica chamaedrys L.), горошек мышиный (Vicia cracca L.), дудник лесной (Angelica silvestris L.), звездчатка злаковая (Stellaria graminea L.), зверобой пятнистый (Hypericum maculatum Crantz), земляника лесная (Fragaria vesca L.), иван-чай узколистный (Hamaenerion angustifolium (L.) Scop.), клевер луговой (Trifolium pratense L.), клевер средний (Trifolium medium L.), колокольчик раскидистый (Campanula patula L.), купырь лесной (Anthrisciis sylvestris (L.) Hoffm.), лютик едкий (Ranunculus acris L.), подмаренник мягкий (Galium mollugo L.), полевица тонкая (Agrostis tenuis Sibth.), полынь обыкновенная (Artemisia vulgaris L.), таволга вязолистная {Filipendula ulmaria (L.) Maxim.), Черноголовка обыкновенная {Prunella vulgaris L.), чина луговая {Lathyrus pratensis L.), ястребинка зонтичная {Hieracium umbellatum L.) — всего 19 видов.
В диапазоне 30...40% учетных площадок встречалось 19 видов, но облигатно совместно произрастали только 14 видов: борщевик сибирский {Heracleum sibiricum L.), василек луговой {Centaurea jacea L.), василек фригийский {Centaurea phrygia L.), вербейник обыкновенный {Lysimachia vulgaris L.), вероника длиннолистная {Veronica longifolia L.), герань луговая {Geranium pratense L.), клевер гибридный {Trifolium hybridum L.), кульбаба осенняя {Leontodon autumnalis L.), мать-и-мачеха обыкновенная {Tussilago farfara L.), мятлик луговой {Poa pratensis), подорожник большой {Plantago major), подорожник ланцетолистный {Plantago lanceolata L.), хвощ полевой {Equisetam arvense L.), щучка дернистая {Deschampsia caespitosa (L.) P.B.).
С частотой 20...30% тысячелистник присутствовал на площадках вместе, с 32 видами, хотя облигатно — только с тремя: душистый колосок обыкновенный {Anthoxanthum odoratum L.), льнянка обыкновенная {Linaria vulgaris Mill.), овсяница красная {Festuca rubra L.). Остальные виды встречались редко (0,5...19% площадок) и совместное произрастание их с тысячелистником было случайным, так как не подтверждается статистически.
Динамика фаз развития растения
Технологическая карта производства продукции растениеводства включает перечень последовательно выполняемых технологических операций, базирующихся на фазах развития растений, поэтому для организации полевых работ и своевременной подготовки техники, удобрений, пестицидов и других необходимых материалов, складов и перерабатывающего оборудования необходимо иметь прогноз календарного срока перехода растений в ту или иную фазу.
Традиционно продолжительность межфазных периодов и в целом вегетационного периода культур и сортов исчисляется в сутках или сумме эффективных температур (Посыпанов Г.С. и др., 1997), но эти параметры имеют ряд недостатков. Так время, измеряемое в сутках, не учитывает погодные условия вегетационного периода отдельно взятого года и климатические особенности территории выращивания культуры. Сумма эффективных температур, учитывая термические условия, не обеспечивает необходимой точности прогноза сроков прохождения фаз развития растений, хотя сам этот параметр прогнозируется для вегетационного периода с точностью 99,3...99,8% (Бородий С.А., 1993, 2000).
Главным показателем, определяющим скорость прохождения фазы развития растения, является ее теплообеспеченность, а продолжительность фазы - теплоемкость. Для каждого вида растения и для каждой фазы одного и того же растения эти величины довольно постоянны и определяются суммарной энтальпией среды, прогнозирующаяся для вегетационного периода с точностью 99,6...99,8% (Бородий С.А., 1993, 2000).
Пользуясь рассчитанным прогнозом суммарной энтальпии воздуха, можно перевести энергетические единицы теплоемкости фазы (кДж/кг) в календарные сроки прогнозируемого года.
Для кодирования фаз развития применена шкала ВВСН, разработанная совместно специалистами фирм BASF AG, Bayer AG, Ciba-Geigy AG и Hoechst AG (Bleiholder H u.a., 1989 (цит. по Ламан H.A. и др., 1996)).
При введении в культуру дикорастущих растений одной из проблем является растянутость развития растений в популяции по вегетационному периоду, что объясняется приспособленностью вида к выживанию в случае неблагоприятных погодных условий.
Для изучения разнокачественности популяции по стадиям развития в 2007 году проведены наблюдения по пяти модельным растениям природной популяции. В результате установлено, что на дальнейшее развитие тысячелистника оказывает влияние фенологическая фаза начала возобновления вегетации.
Возможно увеличение периода механизированной уборки до 26 суток (15 июля...9 августа), но в этом случае сырье будет разнокачественное, поскольку будут встречаться растения, находящиеся в разных стадиях развития: от бутонизации (в начале периода уборки) до полного созревания семян и изменения окраски листьев (в конце периода уборки).
Таким образом, оптимальный срок уборки тысячелистника механизированным способом должен продолжаться 9... 10 суток, ручной с уборкой только цветущих растений — 20...30 суток. При ручном способе возможно увеличение периода уборки до 50...60 суток, если предприятию это будет экономически выгодно.
Тысячелистник обыкновенный, являющийся многолетним растением, образующим корневища, принципиально отличается от однолетних тем, что в первый год жизни он образует розетку листьев и корневища и только на второй год формирует генеративные органы. Единичные растения могут сформировать цветоносы и в первый год жизни, но количество таких особей незначительно и хозяйственного значения не имеет.
В связи с вышеизложенным модели прогноза фенологических фаз тысячелистника целесообразно разрабатывать для растений первого и старше одного года жизни раздельно.
Фенологические наблюдения на посеве первого года жизни проводившиеся теплице в период выращивания рассады тысячелистника показали, что в первый год формируется только розетка листьев, а в середине периода вегетации начинают формироваться корневища. Таким образом, при развитии из семени уже в первый год жизни растение образует раметы, что необходимо учитывать при проведении междурядной обработки при закладке плантаций семенами. Теплоемкость фенологических фаз тысячелистника первого года жизни представлена в таблице 5.
Верификация теплоемкости фенологических фаз рассады, проведенная по независимым данным 2007 года показала точность совпадения эмпирических и рассчитанных в таблице значений с точностью 97,2% (рисунок 9), что свидетельствует о возможности прогноза календарного срока готовности рассады к высадке при сложившихся температурно-влажностных условиях теплицы, а также оптимизирования режима температуры и влажности воздуха при выращивании рассады к заранее заданному календарному сроку.
В таблице б представлена теплоемкость фенологических стадий развития растений тысячелистника обыкновенного старше 1 года жизни позволяющая прогнозировать наступление указанных фаз развития на основании имеющейся модели прогноза накопления суммарной энтальпии воздуха. На рассчитанный прогноз суммарной энтальпии воздуха накладываются значения теплоємкостей фаз (кДж/кг) и определяются календарные сроки в прогнозируемом году. Расчет теплоемкости фенологических фаз развития растений старше одного года жизни проводился путем наблюдений за дикорастущими популяциями и посевами в Костромском и Галичском районах Костромской области, территориально удаленных друг от друга на 65...70 км, что позволило объективно оценить результаты, приведенные в таблице 6.
