Содержание к диссертации
Введение
1 Современное состояние изученности вопроса 13
1.1 Народно-хозяйственное значение змееголовника молдавского, расторопши пятнистой, календулы лекарственной 13
1.2 Влияние приемов агротехники на эффективность выращивания лекарственных растений 22
1.3 Эффективность биостимуляторов при выращивании сельскохозяйственных культур 27
2 Место, условия, объекты и методика проведения исследовании 32
2.2 Почвенно-климатическая характеристика района исследования 35
2.2.2 Климат места исследования 39
2.3 Схема опыта и методика проведения исследований 42
2.4 Агротехника в опытах 47
2.5 Метеорологические условия периода проведения исследований 49
3 Водопотребление изучаемых лекарственных растений 56
3.1 Структура суммарного водопотребления лекарственных растений 56
3.2 Среднесуточное водопотребление лекарственных растений
3.3 Коэффициент водопотребления изучаемых лекарственных культур 63
4 Особенности роста и развития лекарственных растений в зависимости от агроприемов 65
4.1 Особенности фенологического развития изучаемых лекарственных культур:
змееголовника молдавского, расторопши пятнистой, календулы лекарственной в
зависимости от элементов технологии возделывания 65
4.2 Особенности накопления биомассы однолетних лекарственных культур ... 88
4.3 Влияние сроков посева и стимуляторов роста на структуру урожая и 4.4 Урожайность растительного сырья лекарственных растений 98
4.5 Качество растительного сырья лекарственных растений в условиях капельного
5 Экономическая эффективность агроприемов возделывания календулы лекарственной, расторопши пятнистой, змееголовника молдавского 110
Предложения производству 117
Список литературы 118
- Влияние приемов агротехники на эффективность выращивания лекарственных растений
- Климат места исследования
- Среднесуточное водопотребление лекарственных растений
- Особенности накопления биомассы однолетних лекарственных культур
Введение к работе
Актуальность темы. В современном мире, как и много веков назад,
потребление лекарственных растений – важная составляющая здорового образа
жизни и экологической безопасности человека. В медицине значительную часть
лекарственных препаратов изготавливают из дикорастущего и выращиваемого
растительного сырья. Развитые страны на 60…70% культивируют
лекарственное сырье.
В последние годы динамика производства лекарственного сырья в России показывает кризисное состояние отрасли. В период с 2000 по 2012 гг. посевные площади под лекарственными культурами уменьшились в 1,5 раза, объемы выращивания лекарственного растительного сырья - почти в 5 раз. С целью развития данного направления приказом Минпромторга РФ № 495 от 23.10.2009 г. предусмотрено увеличение производства лекарственных культур для сокращения импорта лекарственного растительного сырья.
Расширение спектра выращиваемых полезных растений многостороннего использования - лекарственных, цветочно-декоративных, кормовых с более высокими качествами, адаптированных к новым условиям, является важным направлением в развитии аграрного производства.
Учитывая актуальность данной темы в 2010 году на базе Прикаспийского НИИ аридного земледелия был заложен многолетний опыт по исследованию перспективности возделывания лекарственных культур в условиях Северного Прикаспия.
Степень разработанности темы. Однолетние лекарственные культуры, в
том числе растропша, календула, змееголовник, выращиваемые в Поволжье,
были хорошо изучены и результаты исследований нашли отражение в трудах
В.А. Гущиной, С.А. Кшникаткина, Н.В. Николайченко, И.А. Вороновой, М.Н.
Худенко, К.С. Пименова, В.И. Норовяткина и др. Однако исследований по
технологии выращивания лекарственных культур в Нижнем Поволжье при
капельном орошении ранее не проводилось. Данному направлению и
посвящена наша работа.
Цель исследований – изучить особенности развития лекарственных культур: змееголовника молдавского, расторопши пятнистой и календулы лекарственной и научно обосновать применение агротехнических приемов их возделывания в орошаемых условиях Северного Прикаспия.
В связи с этим были поставлены следующие задачи:
выявить особенности роста и развития лекарственных растений -змееголовника молдавского, расторопши пятнистой, календулы лекарственной на светло-каштановых почвах Северного Прикаспия при разных сроках посева и применении регуляторов роста;
определить особенности формирования структуры урожая сырья в зависимости от изучаемых агроприемов;
- установить влияние сроков посева, регуляторов роста на урожайность и
качество растительного сырья лекарственных растений;
- рассчитать экономическую эффективность агроприемов возделывания змееголовника молдавского, расторопши пятнистой, календулы лекарственной.
Научная новизна исследований. Впервые в почвенно-климатических
условиях Северного Прикаспия на капельном орошении были разработаны
агроприемы возделывания лекарственных растений, а также изучены
особенности формирования структуры урожая сырья, определена
продуктивность змееголовника молдавского, расторопши пятнистой,
календулы лекарственной при разных сроках посева, обработке семян и растений регуляторами роста. Рассчитана экономическая эффективность изучаемых приемов технологии возделывания данных культур.
Теоретическая значимость результатов исследований заключается в
научном обосновании элементов технологии возделывания лекарственных
растений на орошаемых землях Северного Прикаспия, обеспечивающих
развитие отечественного производства и сокращение импорта растительного сырья.
Практическая значимость результатов исследований. На основании
проведенных исследований были разработаны и рекомендованы агроприемы
повышения эффективности выращивания змееголовника молдавского,
расторопши пятнистой, календулы лекарственной на растительное сырье: срок посева – ранневесенний с обработкой семян и посевов регуляторами роста Экогель и Циркон. Применение рекомендуемых агроприемов возделывания змееголовника молдавского позволяет получать 8,9 т/га воздушно сухой листостебельной массы, расторопши пятнистой 2,3 т/га семян, календулы лекарственной 1,7 т/га воздушно-сухих соцветий.
Методология и методы исследований. При постановке и проведении полевых и лабораторных опытов использовались системные подходы, современные научные методы. Все необходимые наблюдения, учеты и анализы проводились по общепринятым методикам.
Основные положения, выносимые на защиту:
- особенности роста, развития лекарственных растений в зависимости от
агроприемов возделывания;
продуктивность и качество растительного сырья змееголовника молдавского, расторопши пятнистой, календулы лекарственной в зависимости от агроприемов возделывания;
экономическое обоснование приемов возделывания змееголовника молдавского, расторопши пятнистой, календулы лекарственной.
Личный вклад соискателя состоит в постановке проблемы, цели и задач исследования, разработке программных вопросов, проведении полевых работ, статистической обработке полученных материалов и апробации результатов исследований в производстве. Доля личного участия автора в проведении исследований составляет не менее 85%.
Степень достоверности и апробация результатов исследований
подтверждается значительным объемом экспериментальных данных,
полученных в ходе пятилетних полевых исследований, с использованием
методов дисперсионного анализа и внедрением разработанных элементов технологии в производство Федерального государственного унитарного предприятия (ФГУП) «Нижняя Волга».
Основные результаты исследований докладывались на: I международной
научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные вопросы
природопользования в аридной зоне Северо-Западного Прикаспия»
(Астраханская область, с. Соленое Займище, 2012 г.); Международной научно-
практической конференции «Актуальные и новые направления в селекции и
семеноводстве сельскохозяйственных культур» (Владикавказ, 2012 г.);
Международной научно-практической Интернет-конференции «Наука на
службе сельского хозяйства» (Украина, Николаев,2013г.); Всероссийской
научно-практической конференции «Агропромышленный комплекс: состояние,
проблемы и пути решения» (Махачкала, 2013 г.); Межрегиональной научно-
практической конференции «Научно-производственное обеспечение
инновационных процессов в орошаемом земледелии Северного Прикаспия»
(Астраханская область, с. Соленое Займище, 2013 г.); Международной научно-
практической конференции «Перспективы и проблемы сельскохозяйственной
науки и производства в рамках требований ВТО» (Астраханская область, с.
Соленое Займище, 2013 г.); III Международной научно-практической
конференции молодых ученых «Научные и технологические подходы в
развитии аграрной науки» (Астраханская область, с. Соленое Займище, 2014 г.),
Международной научно-практической конференции «Современные проблемы
повышения продуктивности аридных территорий» (Астраханская область, с.
Соленое Займище, 2014 г.).
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 10 научных работах, в том числе 4 статьи - в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и рекомендаций производству. Работа изложена на 164 страницах компьютерного текста, содержит 47 таблиц, 13 рисунков и 28 приложений. Список литературы включает 171 источник, в том числе 16 зарубежных авторов.
Влияние приемов агротехники на эффективность выращивания лекарственных растений
В настоящее время отмечается тенденция на увеличение использования лечебных и профилактических препаратов растительного происхождения. В Российской Федерации около 40% от общего числа медикаментов создано на основе или с участием лекарственных растений. С каждым годом потребность производителей в лекарственном сырье растет, им требуется до 45 тысяч тонн, а заготавливается около 16 тысяч тонн. Лекарственные культуры, используемые в медицине, находятся под пристальным вниманием ученых. Все больше и больше возрастает интерес к средствам растительного происхождения, имеющим лечебно-профилактические свойства. Количество препаратов на основе лекарственных растений на рынке фармацевтики ежегодно возрастает [38,95]. Отличительными признаками фито препаратов считаются: допустимость применение в течение длительного времени, высокий уровень безопасности при значительной эффективности, несложность в изготовлении и использовании.
Одним из крупнейших экспортеров лекарственных трав является Российская Федерация. На мировом рынке лекарственные растения, выращенные в России, ценятся как продукция высшего сорта. Лекарственные травы, выращенные в России, содержат высококачественные биоактивные вещества. Качество лекарственных трав обусловлено сочетанием природных особенностей произрастания. Второе место по количеству поставок на европейский рынок делят Польша и Болгария. В Польше преимущественно выращивают культивированные лекарственные растения, а в Болгарии дикорастущие лекарственные травы.
Большой ассортимент трав выращивала Украина, но в связи со сложившими экономическими и политическими условиями, производство и экспорт лекарственных растений приостановился. С целью повышения качества и количества, а также для сокращения импорта лекарственного и пряноароматического растениеводства, требуется расширить базу отечественного лекарственного растительного сырья. Наладить производство субстанций и готовых лекарственных форм растительного происхождения, пряностей и специй, для создания новых видов отечественных лекарственных средств.
По данным многих ученных потребность в сырье расторопши полностью удовлетворяется, однако в ходе проведенного мониторинга потребности в сырье растительного происхождения в России было установлено, что расторопша пользуется спросом закупки от 1 тонны и выше, так же календула лекарственная и змееголовник молдавский.
Основные признаки, позволяющие отнести растение к перспективным, можно свести к следующим: достаточно высокая продуктивность, высокая репродукционная способность и всхожесть семян, или положительная реакция на несложные приемы стимуляции прорастания.
Змееголовник молдавский - культура многостороннего использования, применяется в промышленности, косметологии, в народной и официальной медицине. В отдельных европейских странах (Румыния, Венгрия, Германия) его выращивают в качестве лекарственного растения, заменителя мелиссы лекарственной. В зарубежных странах как основное действующее вещество рассматривается эфирное масло (ЭМ), содержание которого по немецким стандартам должно быть не менее 0,1 мл на 100 г сухого сырья. Оно обладает антисептическим, ветрогонным и спазмолитическим действием [79].
В среднем содержание ЭМ колеблется с зависимости от зоны выращивания и погодных условий от 0,40 % в свежем сырье. В условиях Южного Предуралья содержание ЭМ составило 0,52...0,88 % на абсолютно сухое вещество[149], в Московской области 0,20...0,55%. Химический состав масла в процессе хранения практически не меняется. Основные компоненты ЭМ цитраль, гераниол, геранилацетет, которые составляют в сумме более 70%. Змееголовник способен накапливать селен и служить источником получения функциональных напитков. Однако в тоже время содержание ЭМ снижает сохранность этого элемента в продуктах [30] . Эфирное масло обладает антисептическим, ветрогонным и спазмолитическим действием[1, 27]
В работе А.С. Никитиной [93] было доказано выраженная антимикробная активность эфирных масел и спиртовых извлечений из сырья змееголовника молдавского. Цитраль, содержащийся в ЭМ, подавляет развитие ряда патогенных грибов и активен против туберкулёзной палочки, отмечено его благоприятное действие при дисфункциях и ряде воспалительных гинекологических заболеваний [1]. В литературе упоминается также об определённом иммуномодулирующем эффекте.
В народной медицине разных стран змееголовнику молдавскому приписывают многостороннее лечебное действие: успокаивающее, болеутоляющее, противосудорожное, свойство возбуждать аппетит, усиливать деятельность пищеварительных органов. Настой травы применяют при учащённом сердцебиении, невралгиях, мигренях, головной и зубной боли, ломоте, простудных заболеваниях. Наружно растение применяют для заживления гноящихся ран [94]. В индийской медицине трава применяется как вяжущее и укрепляющее средство[55]. Семена содержат до 20% жирного масла, состоящего из ненасыщенных жирных кислот. Кроме ЭМ масла следует обратить внимание на флавоноидные соединения - лютеолин- и апигенинпроизводные, проявляющие диуретическое, желчегонное и антитоксическое действие и снижающее содержание гликогена в крови [12]. Отвар из надземной части змееголовника благоприятно влияет на больных пиелонефритом.
Змееголовник молдавский - пряно-ароматическое растение комплексного применения. Он используется при производстве консервов и колбас, в кулинарии, кондитерской, ликероводочной промышленности, для ароматизации безалкогольных напитков, кваса и чая. Это отличный медонос, может использоваться как декоративная культура[80].
Климат места исследования
Лето текущего года было умеренно жарким, засушливым. Среднесуточные температуры воздуха летних месяцев составили 22,0...25,9 0С, максимальные от 30,3... 37,1 С (приложение 9).
В июле выпало 20 мм осадков, в августе - 19,7 мм. Относительная влажность воздуха составила 41-52 %, минимальная - 12-28 %. В июне выпало осадков - 9,7 мм.
Весна 2014 года была теплой и ранней, в третьей декаде марта максимальные положительные температуры в дневное время доходили до + 18,0 С. Посев коллекции однолетних лекарственных растений был проведен 28 и 29 апреля при прогревании посевного 0,10-ти метрового слоя почвы на 16,4С, что соответствовало биологическим требованиям многих лекарственных растений. Май был жарким максимальные положительные температуры + 36,9 С, это способствовало быстрому прорастанию семян. Осадков в мае выпало - 7,8 мм. Лето было жарким, засушливым. Максимальные положительные температуры воздуха находились в пределах + 36,1... 38,1 С, относительная влажность воздуха в летний период колебалась в пределах от 30 до 62 %, минимальная от 8 до 22 %. Наиболее жаркими и абсолютно сухими были июнь (осадки впервой декаде 1,8мм, второй - 9,4 мм, третьей - 0,5мм), июль (осадки в первой декаде - 3,9мм, до третьей декады августа осадков не было). ГТК 2-х месяцев составил - 0 (Таблица 6).
Сумма активных температур за период с мая по конец августа составила 1862 С, что на 400 С больше по сравнению с 2010 годом. Избыток тепла отразился на всех видах изучаемых лекарственных культур, сроки созревания были удлинены. Таким образом, лето 2014 года было аномально сухим и жарким, с частыми суховеями. Суммы активных температур превышали средние многолетние показатели. Растения подвергались почвенной и воздушной засухе. Что и отразилось на количестве поливов.
Нетипичные погодные условия в течении вегетационных периодов 2010... 2014 гг. дали возможность достоверно оценить адаптационные возможности лекарственных растений и рекомендовать их для дальнейшего многостороннего использования.
Жизнь растений начинается с набухания и прорастания семян, и насколько будут удовлетворены потребности семян в воде и тепле, настолько дружными и полными будут всходы. В условиях полупустынной зоны Северного Прикаспия из факторов, влияющих на полевую всхожесть, в наибольшем дефиците оказывается вода (Рисунок 5).
Водообеспеченность - основной критерий существования культур в условиях резко-континентального и засушливого климата Северного Прикаспия. Потребность растений в воде зависит от биологических особенностей растений, периода их вегетации, характера развития корневой системы и строения листового аппарата, а также от таких факторов внешней среды, как тепло, свет, условия минерального питания, тип почвы и др. Полив растений осуществлялся системой капельного орошения, расход оросительной воды 1,6 л/ч. Капельное орошение, по сравнению с дождеванием, обеспечивало более равномерное распределение оросительной воды между растениями, не создавая уплотнения почвы и образования поверхностной корки, что очень важно при появлении всходов (Рисунок 6). Минеральные удобрения при подкормках подавали в растворенном виде непосредственно в корнеобитаемый слой. В почве поддерживали наиболее благоприятные водно-воздушный и пищевой режимы. Рисунок 6 - Вегетативное развитие лекарственных культур на капельном орошении, ФГБНУ «ПНИИАЗ»
При капельном орошении поливная вода из напорного трубопровода подавалась в ёмкость, а затем с помощью насоса и фильтров очистки через систему магистральных гибких шлангов подавалась в тонкие рядковые поливные трубки со встроенными в них капельницами.
Начало первого полива определялось исходными запасами влаги на день посева и погодными условиями в послепосевной период.
Следовательно, поливной режим в значительной степени зависел от гидротермических условий в период вегетации и уровня предполивной влажности. При выпадении осадков более 10 мм, очередной полив переносился на более поздний срок. Основным элементом расчета режима орошения являлось определение поливных норм от контролируемого предполивного уровня влажности почвы за вегетационный период. Предполивная влажность почвы поддерживалась на уровне 80% НВ в активном слое почвы (0,7 м), вегетационными поливами нормой 150 м3/га. Распределение осадков в 2010 году было крайне не равномерно по фазам вегетации: так за период посев - всходы выпало 14 мм осадков, в период фазы бутонизации осадки составили 32,3 мм, а в фазу цветения осадки отсутствовали. За период вегетации 2011 года суммарное количество осадков составило 29,7 мм. Очень контрастным выдался 2011 год, в котором по температурному режиму лето было аномально жаркое, отсутствие осадков в июне и июле. Такие климатические условия обусловили разную потребность в орошении, что отразилось на количестве поливов за период вегетации и оросительных нормах (Таблица 7).
Среднесуточное водопотребление лекарственных растений
Более низкой была прибавка урожая в 0,28 т/га или на 20% при раздельном применении регулятора роста Эпин-Экстра и Циркон по сравнению с контролем. Применение стимуляторов роста значительно улучшало качественные характеристики семян расторопши пятнистой.
Наблюдавшиеся изменения в росте и развитии растений змееголовника разных сроков сева обусловили различие в урожайности. С уменьшением ассимиляционной поверхности листьев при посеве в более поздние сроки происходило снижение урожайности вегетативной массы змееголовника. Применение препаратов Экогель, Эпин-Экстра и Циркон способствовало увеличению биомассы растений. Так, если при посеве в 3 декаду апреля на варианте с обработкой цирконом урожайность составляла 8,86 т/га (контроль 6,83т/га), то при посеве во 2 и 3 декады мая, при обработке тем же препаратом, она была на уровне 8,76 и 8,57 т/га (контроль 6,62 и 6,16 т/га) (Таблица 39).
В исследованиях с календулой в 2010 году на урожайность соцветий существенное влияние оказали и сроки посева, и биостимуляторы. Лучшим сроком посева, независимо от применения регуляторов роста, был первый срок (средняя урожайность за этот год составила 1,72 т/га). На втором и третьем сроках урожайность была существенно ниже (1,63 и 1,46 т/га). Фактическое различие в урожайности между первым и вторым сроком составило 0,09 т/га, первым и третьим - 0,26 и вторым и третьим - 0,17 т/га, что при величине НСР05 равной 0,05 т/га доказывает существенность этих различий. Влияние третьего срока посева проявилось в незначительном снижении густоты стояния, элементов продуктивности, и в более позднем наступлении массового цветения растений, сократившим период сбора соцветий (Рисунок 12).
Прибавка от использования препаратов на первом сроке посева в 2010 г составила: от Эпин-экстра 0,15 т/га или 9,3% , от Циркона 0,19 т/га или 11,8%, от Экогеля - 0,2 т/га (12,7%) по отношению к контролю. Анализ эффективности биостимуляторов роста на других двух сроках посева показал, что прибавка урожайности на вариантах с использованием Эпин-экстра на втором сроке составила 0,19 т/га, на третьем 0,078 т/га. Прибавка от применения Экогеля и Циркона была выше и составила: на втором сроке 0,23 т/га - Экогель, 0,2 т/га -Циркон. На третьем сроке посева прибавка от применения препарата Экогель составила 0,1 т/га и 0,093 т/га прибавка от применения препарата Циркон. Максимальная урожайность соцветий календулы (1,79 т/га) в 2010 году была получена на варианте с применением Экогеля на первом сроке посева.
В метеорологических условиях 2011 года применение биостимуляторов в роста способствовало повышению урожайности соцветий календулы, однако эффективность их была ниже, чем в 2010 году. Прибавка от применения биостимуляторов уменьшалась от первого срока к третьему. В 2011 году урожайность соцветий различалась по всем срокам посева. Средняя урожайность на первом сроке составила 1,6 т/га, что не намного выше, чем при втором сроке посева (на 0,048 т/га), а разница с урожайностью третьего срока посева составила 0,19 т/га. Величина НСР05 равная 0,05 т/га доказывает существенность данных различий.
Максимальная урожайность соцветий календулы в 2011 году (1,65 т/га) была получена на варианте первого срока посева с обработкой препаратом Экогель.
В сложившихся агроклиматических условиях 2012 года сроки посева по урожайности соцветий отличались друг от друга. Урожайность по срокам посева распределялась следующим образом: более высокая (1,79 т/га) на первом сроке) на втором чуть ниже на 0,15 т/га (1,64 т/га), самая низкая урожайность (1,45 т/га) на третьем сроке посева.
Биостимуляторы роста, независимо от сроков посева, повышали сбор соцветий. Максимальная прибавка от их применения в 2012 году была получена на первом сроке посева (0,22 т/га Экогель и 0,14 т/га Циркон). В 2013 году сочетание двух факторов - первый срок посева и обработка Цирконом обеспечило получение максимальной урожайности - 1,84 т/га. В 2014 году максимальная урожайность была получена так же на первом сроке посева при обработке препаратом Экогель (1,79 т/га) (Рисунок 13).
Рисунок 13 - Урожайность (средняя 2010...2014гг.) воздушно-сухих соцветий календулы лекарственной по срокам посева в зависимости от биостимулятора
Наиболее благоприятные условия для формирования урожайности соцветий календулы сложились в 2012 году, средняя урожайность соцветий, независимо от срока посева и применения биостимуляторов роста, составила 1,63 т/га. В 2010 году, в 2013 и 2014гг. урожайность существенно не различалась и составила 1,60 т/га. В 2011 году была получена самая низкая урожайность (1,52 т/га).
Использование биостимуляторов повысило урожайность соцветий календулы в сравнении с контролем (Экогель на 0,076...0,195 т/га, Циркон на 0,065...0,165 т/га, Эпин-экстра на 0,051...0,127 т/га). В среднем за 2010...2014 гг. исследований максимальный сбор соцветий (1,79 т/га) был получен на первом сроке посева при обработке препаратом Экогель. Самая низкая урожайность (1,41 т/га) была получена при третьем сроке посева без применения биостимуляторов (Таблица 40).
Особенностью календулы является растянутый и неравномерный период цветения. Цветение начиналось с побега I порядка (главное соцветие) и постепенно продвигалось на побеги II и последующих порядков. Обычно у календулы образовывалось до 10… 15 побегов II порядка. Они вместе с главным стеблем составляли основное ветвление.
Особенности накопления биомассы однолетних лекарственных культур
В разных источниках приводят данные по урожайности в разных регионах возделывания календулы в пределах от 0,5 до 2,5 т/га.
Анализируя полученные данные по урожайности растительного сырья можно отметить, что календула - характеризовалась высокой биологической пластичностью и обладала отличной экологической устойчивостью, превосходно сочетает высокую продуктивность, хорошо приспособленное к существующим погодным и почвенным условиям. В условиях Северного Прикаспия, возможно получать урожай соцветий в зависимости от приемов возделывания в пределах 1,35... 1,89 т/га.
Проведенные нами исследования на опытном орошаемом поле ФГБНУ ПНИИАЗ показали высокую эффективность применения стимуляторов роста на посевах календулы лекарственной, расторопши пятнистой и змееголовника молдавского, обеспечивая формирование оптимальных параметров структуры урожая, его величины и качества семян.
Качество растительного сырья лекарственных растений в условиях капельного орошения Северного Прикаспия
Лекарственные растения и получаемые из них фитопрепараты издавна используются для лечения и профилактики ряда заболеваний. При употреблении препаратов из лекарственного растительного сырья в организм человека поступает целый комплекс биологически активных веществ, в том числе микро- и макроэлементы, которые оказывают комплексное влияние на организм человека. Но наряду с ними в организм человека могут поступать потенциально опасные химические соединения техногенного происхождения, опасные для здоровья людей [32,77]. Наиболее опасными являются тяжелые металлы и радионуклиды в силу их способности к миграции по биологическим цепям. Каждый из химических элементов, поглощаемых растениями, выполняет в физиологических процессах определенные функции.
Свинец. Хотя в природных условиях свинец присутствует во всех растениях, выявить какую- либо его роль в метаболизме не удалось. В последнее время свинец привлекает большое внимание как один из главных компонентов химических загрязнений среды и как элемент, токсичный для растений. В растение свинец поступает двумя путями; поглощается корнями и листьями. В обзоре статьи О.А. Ельчининовой приводятся концентрации свинца в растениях, принятые за нормальные - 0,1... 0,5 мг/кг воздушно-сухой массы, а максимальные - 10 мг/кг. Обычное содержание свинца в сельскохозяйственных культурах, используемых в пищу, находится в пределах 1...5 мг/кг сухого вещества [44]. В исследованных лекарственных растениях Северного Прикаспия концентрация свинца варьировала от 0,06 до 2,5(0,24) мг/кг (Таблица 41). В литературе нами не найдены допустимые уровни токсичных элементов непосредственно для лекарственных растений.
Кадмий. Кадмий - элемент чрезвычайно высокой токсичности. Ионы кадмия обладают большой подвижностью в почвах, легко транслоцируются в растения и по пищевым цепям поступают в организмы животных и человека. Соли кадмия обладают мутагенными и канцерогенными свойствами и представляют потенциальную генетическую опасность. В питании человека и животных кадмий представляет собой кумулятивный яд. Нормальное содержание кадмия в растениях 0,05...0,20 мг/кг воздушно-сухой массы, предположительно максимальное - 3 мг/кг. Вопрос о максимально допустимом пределе содержания кадмия в растительных пищевых продуктах является предметом широкой дискуссии. В основной массе исследованных образцов содержание кадмия колебалось от 0,073 до 0,175 мг/кг, что не превышало допустимый уровень, который составляет 1,0 мг/кг
Ртуть. Ртуть в небольших количествах всегда присутствует в растениях. Физиологическая роль микроколичеств ртути, фиксируемых в тканях растений, еще недостаточно ясна. Растения существенно различаются по способности поглощать и накапливать ртуть. Концентрация ртути в растениях на незагрязненных почвах колеблется от 0,005 до 0,050 мг/кг. В растениях, произрастающих в загрязненных районах, может накапливаться гораздо больше ртути, чем в нормальных условиях. В исследованных нами растениях концентрация ртути варьировала от 0,033 до 0,058 мг/кг. Максимальные содержания ртути были отмечены в сырье Змееголовника молдавского (0,058 мг/кг). Допустимый уровень ртути 0,1 мг/кг [11].
Мышьяк. Он входит в состав растений, но его биохимическая роль практически не изучена. Предполагается, что мышьяк поглощается растениями вместе с водой, однако возможно и активное поглощение мышьяка. Концентрация мышьяка в растениях, произрастающих на незагрязненных почвах, изменяется в пределах 0,001...1,500 мг/кг сухой массы. В условиях загрязнения растения могут накапливать экстремально высокие количества мышьяка, свыше 6000 мг/кг сухой массы [5]. Концентрация мышьяка в исследованных нами растениях варьировала в пределах от 0,007 до 0,012 мг/га. Предельно допустимая концентрация - 0,5 мг/кг (42, 43).
Полученное сырье изучаемых лекарственных растений в условиях капельного орошения полупустынной зоны Северного Прикаспия слабо аккумулировало тяжелые металлы и радионуклиды. Содержание токсических элементов не превышало ПДК. Выращенное сырьё является экологически чистыми пригодно для многостороннего использования.