Подбор эфироносных видов полыни и особенности их возделывания в условиях Северо-Западного Прикаспия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Подбор эфироносных видов полыни и особенности их возделывания в условиях Северо-Западного Прикаспия

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

полынь агротехника эфирный

Актуальность темы. В условиях полупустыни полыни обладают высокой жароустойчивостью и засухоустойчивостью, произрастают на солонцах и солончаках там, где другая растительность погибает, они дают эфирное масло от 0,2 до 2% от зеленой массы и являются лекарственными, пастбищными, сенокосными растениями. Повышение урожайности полевых культур в Северо-западной части Калмыкии должно осуществляться наряду с внедрением адаптивной технологии, также и использованием новых высокопродуктивных и засухоустойчивых культур, способных выдерживать экстремальные условия богарных земель. В этом отношении наиболее целесообразным является внедрение такой культуры, как полынь лимонная, полынь эстрагонная. В силу своих биологических особенностей растения способны обеспечивать получение высоких урожаев зелёной массы с хорошими кормовыми качествами и пригодной для производства экологически безопасного растительного эфирного масла.

В России на долю заготовок дикорастущих лекарственных растений приходится 73%, а на долю культивируемых - 27%. Объем заготовок дикорастущих видов составляет только 33%, в то же время доля культивируемых растений в общем балансе лекарственного сырья достигает 67%. Под эфироносами занято 223 тыс. га и производство сырья составляет около 282 тыс. т.

В Республике Калмыкия эфиромасличными растениями не занимаются, но потребность в них ежегодно исчисляется 10-15 тыс. т. Из России в республику завозится 60% эфирных масел в виде лекарственных препаратов, парфюмерии, первичного сырья и 40% из - за рубежа. Республиканский завод безалкогольных напитков, мясокомбинат, завозят полынь эстрагонную из Азербайджана, консерванты из Москвы, эфирные масла из Грузии, а свои природные ресурсы пока не используются. Сложившаяся аритмия в производстве эфирных масел и отсутствие научных исследований затормаживает решение задач по обеспечению народного хозяйства сырьем. Спрос на эфиромасличное сырье в стране возрастает, а его производство в количественном и качественном отношении не отвечает растущим потребностям. Ежегодно население Калмыкии тратит 200-250 млн. рублей на покупку лекарств, парфюмерии, сырья для производства безалкогольных напитков.

Одна тонна эфирного масла полыни лимонной на международном рынке стоит 2,5 млн. долларов. Производственные затраты на возделывание полыни лимонной на площади 20 гектар с валовым сбором одной тонны эфирного масла в совхозе - заводе «Судакском» Крыма области составляют 0,5 млн. долларов. Окупаемость и практическая значимость, при возделывании полыни лимонной, более чем очевидна! Разработка данной проблемы позволит хозяйствам республики получать урожай зеленой массы полыни порядка 2-2,5 т/га за сезон с продуктивностью эфирного масла 40-50 кг/га. Культурные полыни остаются слабоизученными и не получили широкого внедрения в практику сельского хозяйства. Из-за отсутствия научно-обоснованных рекомендаций по технологии выращивания полыни, урожайность её остается низкой и поэтому она не возделывается в Республике Калмыкия. В этой связи разработка научно-обоснованных элементов технологии возделывания полыни в условиях богары является актуальной как в научном, так и в практическом плане. Этим обусловлена актуальность темы исследований.

Цель работы - теоретически обосновать эффективность выращивания полыни лимонной и эстрагонной в условиях богары, разработать оптимальные параметры элементов агротехники, обеспечивающие высокие и устойчивые урожаи зелёной массы с низкой себестоимостью и повышенным содержанием эфирного масла.

Задачи исследований. Для достижения поставленной цели в условиях богарного земледелия необходимо изучить особенности роста, развития и формирования урожая зелёной массы растений различных видов диких и культурных форм полыни с высоким содержанием эфирного масла. Установить способы их размножения, оптимальные площади питания растений и экономическую эффективность, разработать и дать методические рекомендации выращивания полыни на богаре в условиях Северо-западной части Калмыкии.

Научная новизна исследований. Впервые в богарных условиях на светло-каштановых почвах Калмыкии были проведены комплексные исследования по выявлению лучшего эфиромасличного вида полыни, дана морфологическая и биологическая оценка, определен выход эфирных масел, установлены параметры качества семян в зависимости от срока хранения. Для полыни лимонной определена площадь питания растений, содержание эфирного масла в листьях, соцветиях и стеблях. Изучены способы размножения зелёными черенками на разных субстратах в зависимости от разновидности, типа биостимуляторов, их концентрации и экспозиции, а также типа черенка.

Практическая значимость. На основании результатов многолетних научных исследований в условиях богары рекомендовано возделывать засухоустойчивую, зимостойкую и высокопродуктивную культуру полыни лимонной и эстрагонной, обеспечивающие с 1 га 50 кг эфирного масла. Определены посевные качества семян в зависимости от вида и срока хранения, предложены способы размножения, оптимальные площади питания культурной полыни; энергетическая оценка эффективности её возделывания.

Положения, выносимые на защиту. Сравнительная продуктивность различных видов полыни и отбор наиболее перспективных растений для Северо-западной части Калмыкии; методы размножения и эфироносная ценность полыни в зависимости от вида, способа посева, применения биологически активных веществ, гидротермических действий, посевные качества семян в зависимости от вида и срока их хранения.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований были доложены: на республиканской научно - практической конференции «Молодежь и наука: третье тысячелетие» (Элиста, 2004); на Международной научно-практической конференции «Состояние экосистем Прикаспийского региона: проблемы и перспективы» (Республика Казахстан, Атырау, 2005);

материалы исследований докладывались и обсуждались на заседаниях кафедр - аграрной технологии и переработки сельскохозяйственной продукции (Элиста, КГУ, 2004), агрономии (Элиста, КГУ, 2005).

Публикации. По новым эфиромасличным культурам и материалам диссертации опубликовано 6 работ, имеется одно авторское свидетельство за номером 40601. Эстрагон кормовой, сорт «НАРН», выдано в соответствии с решением Государственной комиссии Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений от 27.01.2006 по заявке №9610327 с датой приоритета 09.12.2003. Зарегистрировано в Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию.

Структура работы. Диссертационная работа изложена на 128 страницах компьютерного текста и состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству, библиографического списка из 78 наименований, в том числе 3 - иностранных авторов. Работа включает 4 фотографии, 1 график, 34 таблицы.

2. Объекты, место, время, условия проведения исследований

Объекты исследований. Культурные и дикорастущие новые эфиромасличные культуры полыни лимонной, горькой, эстрагонной. Изучались следующие виды полыни: полынь горькая - A. absinthium L, cиверса - A. sieversiana Willd, aвстрийская - rehens Pall.ex Willd, лимонная - A. balchanarum Krasch, тархун или эстрагон - A. dracunculus L, метельчатая - A. scoparia Waldst., однолетняя -A.annua L. и др. Все виды полыни за исключением эстрагоной и лимонной, произрастают на территории республики Калмыкия. Семена полыни лимонной получены из коллекции государственного Никитского ботанического сада от научного сотрудника Логвиненко И.Е. из г. Ялты. Полынь эстрагонная, культурная - местная, выведенная под руководством доцента Янова В.И., с участием Цаган-Манджиева Н.Л., Джиргаловой Е.А, Шунгаевой А.Б.

Место, время. Полевые опыты по изучению разных видов полыней были заложены в 1991-2005 г.г. на опытном поле аграрного факультета Калмыцкого государственного университета, а наиболее перспективные виды были выделены для продолжения исследования в производственных условиях в Экспериментальном хозяйстве КНИИСХ Целинного района и Элистинском государственном сортоиспытательном участке Ики-Бурульского района.

Климат резко континентальный. Сумма положительных температур за период с температурой выше 10 ⁰С колеблется от 3200 до 3500 ⁰С. Среднесуточная температура воздуха 10,7⁰С. В среднем за период исследований (1991-2005 г.г) годовая сумма осадков составила 388,2 мм., с отклонением от 304 мм в 1998 г, до 468 в 2004 г. Максимум осадков приходится на май-июнь и октябрь. Отклонения осадков по годам составляют: в мае от 12 до 81мм, в июне от 22 до 106, в июле от 2 до 68 мм и в августе от 0 до 69.мм.. Очень мало осадков выпадает в сентябре, октябре и ноябре.

В 1996 г., 1997 г., 2001,2002,,2004,2005 г.г. их выпало несколько больше среднегодовой нормы. Общая амплитуда колебаний осадков за вегетационный период составляет от 95 до 274,6 мм. Среднемесячная относительная влажность воздуха, в зимний период, колеблется от 85 до 89 %, весенний 63-76, летний 54-60 и осенью 64-87. Количество солнечной суммарной радиации, поступающее на территорию северо-западной части Прикаспия, колеблется от 115 ккал/см² до 120 ккал\см².

Почвы. Светло-каштановые почвы, на которых закладывались опыты по содержанию и запасам питательных веществ и степени их доступности характеризуются как бедные. Мощность пахотного слоя 20-30 см. с содержанием гумусового 1,5-1,7%, подвижного фосфора 3-4 мг /100 г почвы, гидролизуемого азота 3-4 мг, обеспеченность обменным калием высокая - 26-40 мг на 100 г почвы. Реакция почвенного раствора слабо щелочная.

Методика проведения исследований. Изучаемые виды полыни размещали в четырехкратном повторении, междурядья и в рядках между растениями 70см, размещение последовательное. Площадь делянки 60 м², учетная площадь 50 м². Посев и посадку проводили по зяблевой вспашке на глубину 22 см, после ранневесенней культивации и предпосевного прикатывания почвы вручную. Семена с лабораторной всхожестью 20-30% заделывали в почву на глубину 0,2-0,3 см, а корневища и рассаду на 6-8 см.На участке, по изучению сравнительной продуктивности видов полыни, вели наблюдения за ростом и развитием растений, определяли структуру урожая и содержание в зеленой массе эфирного масла в зависимости от фазы развития и года жизни растения.

Схема опытов. Опыт 1.Сравнительная продуктивность диких и культурных видов полыни. 1.Полынь горькая - A. absinthium L. 2.П. лимонная - A.balchanarum Krasch. 3. П.эстрагонная- A. dracunculus L.4.П. австрийская - rehens Pall.ex Willd. 5.П. солончаковая- A. santonica L. 6.П. метельчатая - A. scoparia Waldst. 7. П. однолетняя -A. annua L.Посевные качества семян в зависимости от вида и срока их хранения изучали в лабораторных условиях кафедры Агрономии КГУ. В качестве исследуемых образцов были использованы семена культурных и дикорастущих полыней вышеуказанных видов. Полевые и лабораторные опыты выполняли по общепринятой методике Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1985).

Опыт 2. Способы размножения культурной полыни с применением черенкования стеблей и биостимуляторов. В производственных условиях полынь лимонную размножают одревесневшими черенками (в холодных парниках) и семенным путем. В условиях Калмыкии полынь лимонная семян не дает, при семенном размножении происходит сильное расщепление сортовых признаков. Следовательно, остается единственный путь - черенкование и выращивание саженцев. В данном регионе при вегетативном способе размножения черенковать можно с сентября по апрель. При большой потребности саженцев в весенний период черенки закладывали в холодный парник с таким расчетом, чтобы получить их к маю, за 2 - 2,5 месяца до высадки в грунт. Ряд авторов, при определении оптимальной для черенкования части однолетних побегов растений разных сортов установили, что лучше приживаются черенки, заготовленные из нижней или средней части побега [В.И. Машанов, Н.Ф.Андреев, И.Е.Логвиненко, 1980]. Получают и заготавливают черенки с однолетнего побега полыни лимонной, потому что приживаемость у них выше, чем у черенков взятого с многолетнего побега. Приживаемость зависит от возраста, и чем больше возраст, тем ниже укореняемости черенка.

2.1.Укореняемость зеленых черенков на разных субстратах. Нарезанные черенки полыни лимонной высаживали в парник по схеме 77см. При размещении черенков 77 см. густота стояния растений является наиболее оптимальной. Для одного черенка площадь питания составляет - 0,0049 м², а на м² приходится 204 черенка и на 1 га. 2040816 черенков.

В парнике проводился учет густоты стояния черенков после укоренения. С 6-го по 10 мая были зачеренкованы кусты полыни лимонной с посевов интродукционного участка и посажены по 150 черенков в холодный парник на разных субстратах. Высаживались черенки на нескольких почвенных субстратах по 30 штук в пяти повторениях. Субстраты песчано-почвенные и почвенные.

2.2.Укореняемость черенков полыни лимонной в зависимости от типа биостимулятора, концентрации, экспозиции и типа черенка. Изучали 1.БАВ - биологически активные вещества (А0 - без БАВ (контроль).А1 - гетероауксин. А2 - дипрол.А3-ливал)

2.Концентрация ( Б0 - без БАВ. Б2 - 30 мг/л гетероауксин. Б3 - 60 мг/л гетероауксин. Б4 - 90 мг/л гетероауксин),соответственно дипрол: Б1 - 50 мг/л , Б2 - 100, Б3 - 150 мг/л; ливал - Б1 - 50 мг/л, Б2 - 100, Б3 - 150 мг/л.

3. Экспозиция: В0 - без замачивания. В1 - 2 часа замачивания, В2 - 4 часа замачивания.

4. Тип черенка: Г1 - апикальные черенки. Г2 - средние черенки. Г3 - базальные черенки. Сильно отросшие побеги до 50 см. отрезались от куста и разрезались на несколько частей по их названию - апикальные, срединные и базальные. Черенкование проводилось 26 июля. Черенки высаживались по 10 штук в пяти повторениях, обрабатывались согласно схеме, стимуляторами для лучшей укореняемости и высаживались в холодный парник с песчано-питательной почвенной смесью. Учет укореняемости черенков велся 12 августа.

Опыт3. Влияние площади питания на урожайность и содержание эфирного масла полыни. 1.- 7035см., 2-7050, 3-10040, 4-10070 см. Делянки размером 2,8 м 14,3 м, площадь - 40 м², повторность четырехкратная, дорожки 1м. Площадь питания одного растения по вариантам составила: 1-0,245 м², 2-0,35м², 3-0,4м² и 4-0,7 м²; их количество на каждом гектаре по вариантам соответствует: 40,816 тыс., 28,571, 25 и 14,285 тысяч растений. В «Экспериментальном хозяйстве» КНИИСХ Целинного района и «Элистинском государственном сортовом участке» закладывали производственные полевые опыты с полынью эстрагонной, а на опытном поле КГУ заложен питомник размножения.

Исследования, наблюдения, анализы и расчеты осуществляли в соответствии с принятыми методиками. Фенологические наблюдения, учет густоты всходов и побегов, измерения их высоты, образование облиственности, содержание сухого вещества в растениях, учет урожая и его структуры проводили согласно методике Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1985) и методике полевых опытов с кормовыми культурами ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (1983). Полученные данные обрабатывались методом дисперсионного анализа (Доспехов Б.А., 1985) с использованием статистических программ на компьютере. Энергетическая оценка результатов исследований проводилась по методике сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева (Г.С. Посыпанов, В.Е., Долгодворов, 1995).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.Сравнительная продуктивность видов полыни

3.1.Качество семян полыни в зависимости от вида и срока их хранения определяли перед посевом, и после уборки плантаций. Установлено, что масса 1000 семян изучаемых видов полыни колеблется от 0,189 до 0,541 граммов. Самые крупные семена у культурной полыни горькой, однолетней, лимонной от 0,310 до 0,541 г.; у диких - несколько ниже и масса 1000 семян составляет 0,110 - 0,189 г. Через три дня проросло семян у полыни лимонной - 62%, горькой - 60%, однолетней - 50%. Низкая энергия оказалась у полыни австрийской, солончаковой, метельчатой в пределах 24 - 27%.

Большинство семян полыни прорастают в первые три дня, а в последующие - незначительно. Семена диких полыней имеют более низкую всхожесть, это связано, видимо с тем, что растение осыпает семена осенью. Часть которых дает всходы, а другая, перезимовывая - всходит весною. Поэтому у них всхожесть зависит от определенных сложившихся климатических условий осенне-зимнего и весеннего периодов.

Ряд исследований проведенных А.И. Арипштейном, показывают, что сила

роста проростков определяется эффективностью митохондрий как одним из звеньев метаболической цепи.

Удельная активность митохондрий, остается постоянной в очень широком диапазоне размеров семян, поэтому в пределах одного сорта более крупные семена образуют более сильные проростки.

Семена полыни лимонной имеют большую всхожесть сразу после уборки в октябре месяце - 83%, а средняя продолжительность прорастания одного семени составляет 3 суток. Это меньше чем у других видов полыни, но скорость прорастания у нее максимальная и равна 10,3 семян за сутки.

Полынь горькая несколько уступает полыни лимонной по энергии прорастания, всхожести и дружности прорастания, но имеет преимущество по этим показателям в сравнении с полынями австрийской, солончаковой, метельчатой, однолетней.

У диких форм полыни скорость прорастания семян выше и колеблется в зависимости от вида от 3,3 до 4 суток. Средняя продолжительность прорастания одного семени полыни солончаковой равна 4 суткам, полыни австрийской - 3,7, полыни метельчатой - 3,3 суткам. Таким образом, дикие формы полыней требуют большего числа суток на прорастание одного семени, чем культурные виды. У них растянутый период прорастания в осенний период.

Спустя шесть месяцев повторно проверены семена полыней на качество. Результат оказался следующим: через два дня проросло семян у полыни лимонной - 21%, горькой - 20%, солончаковой - 18%, австрийской - 10% и однолетней - 29%. Преимущество имеет полынь однолетняя, лимонная и горькая у которых в полтора раза выше остальных жизнеспособность. Всхожесть перед посевом составила: полыни лимонной - 32%, горькой - 27%, солончаковой и метельчатой - 19%, однолетней - 72%. Таким образом, наибольшая всхожесть оказывается у полыни однолетней, лимонной и горькой. Если сравнить посевные качества семян при сборе урожая и перед посевом, то видим, что за период хранения семян качество их резко падает (табл.1).

Из данных таблицы 1 следует, что за пять месяцев хранения семян потеря всхожести составила у полыни однолетней - 2%, горькой и лимонной - 51 %, солончаковой - 44%, метельчатой - 23% и австрийской - 21%.

На всхожесть семян существенное влияние оказывают срок хранения, температура и влажность семян. При влажности семян 10,5% и температуре +19-21С через 12 месяцев хранения всхожесть составляет 22,1%, а спустя 18 месяцев - семена полностью теряют всхожесть. При влажности семян 7,2% , и температуре и температуре +5-7 ⁰С всхожесть повышается до 89,4%. Следовательно, потеря всхожести объясняется высокой гигроскопичностью семян. Они быстро поглощают влагу и поэтому загнивают, теряют всхожесть. Такие условия распространяются на все виды полыни.

В научной литературе имеются множество данных по влиянию температуры, воды, кислорода, света, структуры почвы и укоренению многих видов растений [VIABITY OF SEEDS, 1972].

Таблица 1 Влияние сроков хранения на качество семян видов полыни (1991-1992 г.г.)

Они ясно показывают, что перечисленные факторы внешней среды сложным образом взаимодействуют друг с другом. Наши знания не достаточны для понимания и регулирования этих взаимодействий, но они несомненно будут пополнены в результате изучения биохимических механизмов, которые улавливают изменения окружающей среды и контролируют реакции растений. Основы этих знаний приобретаются в результате изучения механизмов действия генов, оглостерических воздействий на структуру и функции белка, синтеза и распада специфических ферментов и пространственного разделения функций внутри клеток. Следовательно, работа с семенами видов полыни требует дополнительных исследований не только морфологии, биологии, но и на клеточном уровне.

3.2.Агрометеорологические элементы вегетационного периода, фенологические наблюдения. В Центральной зоне Калмыкии, в богарных условиях фаза всходов начинается после посадки корневищ на седьмой день, а весеннее отрастание при почвенной температуре 4-5°С в течение 4-5 дней, фаза стеблевания продолжается от 20 до 36 дней, образование метелок соцветий через 122-128 дней после начала весеннего отрастания, цветение - на 181-227 день и длится до прекращения осенней вегетации. Отрастание растений происходит, в ноябре месяце, когда достаточно влаги и растение набирает силу.

Тяжелые масла в растениях сохраняются и в зимний период, а легкие из растений - исчезают. Возобновление вегетации в первый год жизни отмечено 24.3 и третьего года жизни - 30.3; начало роста стебля - 30.4; 17.4; 23,4. Соцветия образовывались, в зависимости от года, с амплитудой колебания 3-5 дней - 28.7; 31.7; 25.7.Цветение длится до наступления морозов, но сроки наступления начала цветения по годам разные - 6.10; 9.10; 28.9.

В период засух растения сохраняются. Периоды возобновления вегетации до роста стебля колеблются от 20 до 36 дней и зависит от температуры воздуха и осадков. В первый год жизни растений период равнялся 36 дням, второй 20 и третий 23 дням. Более длительный период, от возобновления до образования соцветий у эстрагона 2-го года жизни - 128 дней, у растений первого года жизни он равен 125 дням и третьего года жизни -122 дням. Само цветение начинается и длится, в зависимости от года и начало вегетации растений до 181-227 дней, а период до начала осеннего отрастания растений составляет 209 - 221 день.

При посадке в 2002 году полыни эстрагонной осадков выпало за межфазный период посадка-появление всходов 23 мм, со среднесуточной температурой воздуха 8°С и относительной влажностью воздуха 65%. Несколько выше была температура воздуха - 12°С, осадков выпало 35 мм. в период от всходов до стеблевания. От стеблевания до образования соцветий, среднесуточная температура составила 32°С, осадков - 45 мм и очень низкая относительная влажность воздуха - 45%.

3.3.Густота стояния растений и процент сохранившихся растений полыни. Полыни однолетние высеваются семенами, многолетние - семенами и корневищами. Густота стояния полыни колеблется от 1 до 4 кустов на 1 м². Процент прижившихся саженцев у полыни лимонной в среднем за пять лет - 67% , корневищ отрастает у полыни эстрагонной - 95%, при посеве семенами других видов полыни процент сохранившихся к уборке оказывается ниже 35%, а полевая всхожесть - 25%. Наибольшее производственное значение, как эфиромасличные культуры имеют полынь лимонная и эстрагонная. Полынь лимонная размножается саженцами, семенами, но в Калмыкии из-за длительного вегетационного периода она семян не дает. Фаза созревания попадает на декабрь месяц. Размножение затруднено. Период цветения длителен.

Полынь эстрагонная размножается только отрезками корневищ с двумя-тремя почками. Норма посадки 300-600 кг/га. Возобновление вегетации полыни происходит в конце марта. Во второй половине апреля отмечается рост стебля; а в середине июля у полыни лимонной и в конце июля у полыни горькой наблюдается образование соцветий. В первых числах августа полынь метельчатая, однолетняя, солончаковая, австрийская приостанавливают рост и накопление биомассы. У полыни лимонной и горькой наступает «становление летнего покоя», происходит временное прекращение вегетации, и растения в этот период имеют безжизненный вид. В конце лета или осенью, когда жара спадает, полынь восстанавливает вегетацию и в конце сентября - начале октября зацветает. Созревание семян у полыни метельчатой, однолетней, австрийской отмечается в конце октября и весь ноябрь, у полыни лимонной цветение начинается в декабре и поэтому семена она не дает. В осенний период после выпадения дождей у полыни наблюдается отрастание свежей зелени (обычно в конце сентября - в октябре). При сухой осени отрастание бывают очень слабым. В конце ноября - в первой декаде декабря верхняя часть генеративных побегов полыни засыхает и в таком состоянии сохраняется в травостое всю зиму.

4. Биометрия кустов полыни. Самый большой диаметр вдоль и поперек рядка имеет полынь лимонная. Куст у неё стелющийся, невысокий - 64 см., по высоте уступает всем остальным видам. Относится к семейству Asteraceae, типичный полукустарник с моноциклическими однолетними побегами, высотой 32 - 74 см. с диаметром куста 89,8 - 95 см. форма куста варьирует от компактной до раскидной (табл.2)

Таблица 2 Особенности биометрических показателей растений полыни на опытном поле КГУ (1991-2000 г.г.)

Высота растений в большей мере определяется генотипом вида полыни. Во все годы наблюдений формы, выделяющиеся по силе роста в первый год выращивания, оказались независимо от условий тепло- и влагообеспеченности, более высокими. Полынь эстрагонная выше всех - 134 см с диаметром куста вдоль рядка - 38,8 см и поперек рядка - 50 см. Высота остальных видов полыни варьирует между двумя этими величинами. Следовательно, чем выше растение, тем меньше у неё диаметр куста вдоль и поперек рядка.

5. Накопление зелёной массы, содержание и сбор эфирных масел.

На основании результатов исследований выделены наиболее перспективные виды для Республики Калмыкия: полынь лимонная и полынь эстрагонная, у которых сырая биомасса надземных органов не опускается ниже 8 т/га. Возделывание этих видов полыни, как эфироносных культур, в хозяйствах Центральной зоны, является важным резервом производства эфирных масел. Продуктивность видов полыни колеблется от 5,6 т /га до 8,9 т/га зеленой массы. Наибольший урожай получен с плантаций полыни эстрагонной, затем полыни горькой и лимонной (табл.3).

Выход эфирного масла в среднем за пять лет у полыни горькой, австрийской и солончаковой равнялся 0,3 процента от сырой массы. Минимальное содержание эфирного масла имеет зеленая масса полыни метельчатой - 0,23 %, и наибольшее количество отмечено у полыни лимонной - 1,68%. Максимальная продолжительность жизни у полыни лимонной - 8 лет, полыни эстрагонной до 15 лет.

Таблица 3 Сравнительная продуктивность видов полыни в среднем за 1991 - 2000 годы на опытном поле Калмыцкого государственного университета

По результатам исследований, в полыни эстрагонной содержание эфирного масла за 15-ти летний период использования колебалось в пределах 0,29-0,46%, а в среднем выход эфирного масла составил 0,33% от зелёной массы. При этом более высокое содержание эфирных масел наблюдалось в годы, когда осадков выпадало меньше средней многолетней (388 мм) и низкой среднемесячной относительной влажностью воздуха (менее 73%).

В год посадки густота стеблестоя была незначительной: 15 стеблей на 1 м², на второй - 87 и в последующие годы она колебалась в пределах - 180-254 стеблей на 1 м². На 13-й год жизни полыни эстрагонной густота стеблей резко снизилась до 129 шт. стеблей на 1 м² . В 2005 году на одном квадратном метре было уже два растения, а стеблей - 30 штук на квадратном метре. Полное выпадение растений на плантациях полыни эстрагонной происходит на 15 год жизни. Следовательно, оптимизация густоты стояния растений и стеблестоя в посадках полыни эстрагонной является одним из наиболее важных элементов технологии возделывания культуры и, тем более, в условиях богарного земледелия, где происходит борьба за влагу в период ее дефицита.

Результаты анализа показывают, что данный вид полыни эстрагонной характеризуется долголетней продолжительностью жизни растений и высокой урожайностью зеленой массы (табл.4).

Первые и последние два года урожайность зелёной массы с гектара, ниже средней многолетней, за 15 лет. Она колеблется в пределах от 2,2 т/га до 12,7 т/га зеленой массы. На формирование урожая полыни эстрагонной, кроме способов посадки, густоты стояния растений, существенное влияние оказывают складывающиеся условия года. Поскольку в неполивной зоне для роста и развития растений основным лимитирующим фактором является почвенная влага, нами была проанализирована связь между выпавшими осадками, а также температурным режимом за период вегетации, и формированием продуктивности растений полыни эстрагонной. Результаты анализа показывали, что здесь существует прямая зависимость, то есть величина урожая растений полыни эстрагонной во многом зависит от сложившихся условий внешней среды. Например, при достаточном содержании влаги в почве и умеренном температурном режиме воздуха формирование урожая происходит более интенсивно. Такое благоприятное сочетание наблюдалось в 2001 г., когда за год выпало 459 мм осадков, среднемесячная температура воздуха 10,6 ⁰С, среднемесячная относительная влажность воздуха 72%, урожайность при этом составила 12,7 т/га зелёной массы. При таких же условиях на 14-й и 15-й год жизни эстрагона получено в 2004 г. - 5,3 и 2005 г. - 2,2 т/га зеленой массы. Это связанно с жизненным потенциалом растений, быстрым их изреживанием, из корневой системы не появляются новые побеги и не закладываются в ней новые живые почки. Здесь воздействует фактор биологический. Таким образом, полынь эстрагонную можно использовать как эфироносное растение в течение 12 лет со сбором эфирного масла от 21,7 до 40,2 кг/га эфирного масла.

Таблица 4. Метеорологические условия и продуктивность полыни эстрагонной в зависимости от года жизни на опытном поле КГУ /посадки 1991 года/

4.Способы размножения полыни

4.1. Укореняемости зелёных черенков на разных субстратах. 6 - 10 мая были зачеренкованы кусты полыни лимонной с посевов интродукционного участка и посажены по 150 черенков в холодный парник на разных субстратах. Высаживались черенки на несколько почвенных субстратах по 30 штук в пяти повторениях и почвенный субстрат, соответственно.

Таблица 5 Учет укореняемых черенков полыни лимонной (2000 -2005 г.г.)

Из данных таблицы 5 следует, что на песчано-почвенном субстрате укореняемости черенков на 13,6% выше, чем на почвенном субстрате. Следовательно, из черенков лучше получать рассаду в холодных парниках на песчано-почвенном субстрате.

4.2. Укореняемости зеленых черенков полыни лимонной в зависимости от разновидности. Полынь лимонная имеет кусты с дымчатой, сизой, зеленой и дымчато-зеленой окраской. У кустов полыни лимонной с дымчатой, сизой и голубой окраски, стебель молодого побега более прочный, чем у кустов с зеленой или дымчато-зеленой окраски.

Таблица 6. Укореняемости черенков в зависимости от разновидности (2000-2005 г.г.)

В связи с этим 14 и 15 мая зачеренковали пять кустов полыни лимонной с интродукционного участка. Черенки посадили в холодный парник на песчано-почвенный субстрат по 20 штук в четырехкратной повторности. Учет укореняемости проводили 12 августа.

Как показывают результаты, укореняемости зеленых черенков взятых с кустов полыни лимонной голубого и сизого цвета превышают укореняемости черенков взятых с зеленых кустов на 22 - 56% (табл.6).

4.3 Укореняемости черенков полыни лимонной в зависимости от типа биостимулятора, концентрации, экспозиции и типа черенка

Полынь лимонная - новая эфиромасличная культура Калмыкии, отвечающая требованиям современного сельскохозяйственного производства, содержащая эфирное масло от 1 до 2% и внедрение в производство сдерживается темпами размножения этой культуры и значительного количества посадочного материала на один гектар.

В производственных условиях полынь лимонную размножают одревесневшими черенками (в холодных парниках) и семенным путем. В условиях Калмыкии полынь лимонная семян не дает, при семенном размножении происходит сильное расщепление сортовых признаков. Следовательно, остается единственный путь - черенкование и выращивание саженцев. В данном регионе при вегетативном способе размножения черенковать можно с сентября по апрель. При большой потребности саженцев в весенний период черенки закладывают в холодный парник с таким расчетом, чтобы получить их к маю, за 2 - 2,5 месяца до высадки в грунт. Саженцы полыни лимонной получают и заготавливают черенки с однолетнего побега, потому что приживаемость выше, чем у черенков взятого с многолетнего побега. Чем больше возраст, тем ниже укореняемости черенка.

В наших исследованиях у полыни лимонной черенки двухлетнего побега дали приживаемость 38,3%, пятилетнего - 21,2%. Опыты были проведены по вегетативному размножению полыни лимонной зелеными, полуодревесневшими и одеревеневшими черенками. Исследования по укореняемости черенков полыни лимонной в зависимости от типа биостимулятора, концентрации, экспозиции и типа черенка проводились в многофакторном опыте. Из данных таблицы 7 видно, что результаты получены несколько хуже, чем черенкование без стимуляторов, и тем не менее, если сравнивать укореняемости черенков, образованных биостимуляторами с контролем, то видно, что стимуляторы дали определенный эффект. Из биологически активных веществ лучше всего себя проявил дипрол - 48% укореняемости, за ним идет гетероауксин - 34% укореняемости, и последний ливал - 32% укореняемости.

Таблица 7 Влияние БАВ на укореняемости черенков полыни лимонной на опытном поле КГУ (2000-2005 г.г.)

Наиболее приемлемая экспозиция 2 часа, так как при ней результат выше, чем при экспозиции 4 часа. Среди различных концентраций, лучшими оказались: Дипрол - 50 мг/л; Гетероауксин - 60 мг/л; Ливал - 150 мг/л. Хорошие результаты по типу черенков получены у черенков взятых с апикальной части стебля - 48 %, затем со срединной части стебля - 32 % и самое меньше с базальной части стебля - 14% укореняемости. Зеленые черенки довольно быстро образуют корни и активно реагируют на обработку стимуляторов роста. Дипрол, гетероауксин и ливал ускоряли и усиливали процесс корнеобразования у черенков и соответственно интенсивный дальнейший рост побегов.

Из испытанных химических веществ, обладающих стимулирующими свойствами, для повышения укореняемости черенков наиболее эффективным оказался дипрол, затем гетероауксин.

Положительное влияние на укореняемости черенков оказали концентрация дипрола 50 мг/л. Так, в холодном парнике укореняемости составили 48 %, а на контроле - 12% зеленых черенков.

Заготовление черенков полуодревесневших и одревесневших в летнее время и опыты по укоренению в парниках под полиэтиленовой пленкой в условиях искусственного тумана не дали положительного результата. Исследования показывают положительное действие стимуляторов роста на приживаемость зеленых черенков полыни лимонной.

5. Оптимальная площадь питания полыни лимонной

5.1 Влияние площади питания на урожайность и содержания эфирного масла в полыни. Полынь лимонная, как и многолетние растения разместили вне севооборота. Полынь растет лучше на засоленных почвах, чем на карбонатных, поэтому саженцы посадили на почвах с слабо щелочной средой. Срок посадки - апрель месяц, когда температура почвы достигла 8 - 10 С. Перед посадкой у растений оборвали корни на 1/3 длины и обмакивали саженцы навозным раствором, хорошо уплотняя почву вокруг корней. Посадку проводили с таким расчетом, чтобы корневая шейка находилась ниже уровня почвы на 5 - 6 см. После посадки растения поливали. Зимой при резкой смене температуры, может произойти выпирание саженцев из почвы, поэтому своевременно проводили их заглубление путем прикатывания. Благодаря многократным рыхлениям, в период вегетации растений, почва находилась в рыхлом и чистом от сорняков состоянии. Ручная прополка проводилась в рядках (2 - 3 раза до уборки урожая) в лучшие агротехнические сроки. Культивировали на глубину 8 - 12см., первая в марте, как только подсохнет почва, вторая - в апреле, третья - в мае - июне. После уборки урожая в октябре вносили минеральные удобрение Р₂О₅ - 50 кг/га.

5.2.Агрометереологические условия вегетационного периода и фенология растений. Весеннее отрастание начинается в третьей декаде марта или первой декаде апреля. Формирование соцветия началось с первой декады мая (6.05) и продолжалось до конца июня (30.5) и до середины июля (16.7) происходит летнее замедление вегетации. Со второй половины июля (18.07) до конца августа (20.8) рост побегов прекращается, одновременно продолжалось формирование соцветия. Анализируя полученные данные можно сделать следующие выводы, что, несмотря на неблагоприятные метеорологические условия, полынь лимонная уже 20-21.09 образовала побеги 1,2 и последующих порядков. А на втором году жизни растение начало отрастать 25.03 и уже 20.09.92г. начало цвести. То есть от начала весеннего отрастания до цветения прошло 180 дней. Нужно отметить, что больших колебаний в датах наступления основных фаз вегетаций у полыни лимонной в зависимости от вариантов посадки, нет.

Наилучшие показатели были в варианте 10040, где масса одного растения - наивысшая, 850г. и высота растения 43,1 см., тогда как в варианте 7035 высота растения - 42,7 см., а масса растения - 325г. Наилучший способ посадки полыни лимонной площадью питания 10040 см. Наибольший процент перезимовки наблюдался у варианта 10040, тогда как у вариантов 7035, 7050 количество посаженных растений по 2; процент перезимовки у варианта 10040 - 87,5%. Сбор с 1 га сухого вещества в варианте 10040 равен 6 т., что выше варианта 7035, 7050, которые дали соответственно 4 и 4,4 т/га. Продуктивность листьев - 0,23 т/га, соцветий 3,5 т/га и стеблей 2,27 т/га у полыни лимонной в варианте 10040 см.

Таблица 8. Сбор эфирного масла полыни лимонной в фазе полного цветения на опытном поле КГУ (1992-2000 г.г.)

Данные таблицы 8 показывают, что лучшие результаты по урожайности и по содержанию эфирного масла у растений полыни лимонной варианта 10040. Учет содержания эфирного масла был проведен раздельно по листьям, соцветиям и стеблям. Данные таблицы 8 показывают, что в соцветиях содержится наибольшее количество эфирного масла при площади питания растений 100х40 см.

6. Эффективность технологии возделывания полыни

При использовании на эфирное масло наибольшую рентабельность - 199% обеспечивает полынь лимонная - чистый доход равен 93060 рублям с одного гектара, затем полынь эстрагонная - 160%, с чистым доходом 9847 рублей. Все остальные виды полыни по рентабельности уступают в 2-3 раза полыни лимонной.

Максимально чистый доход от эфирного масла получен в варианте с посадкой полыни лимонной 100 х 40 см. Рентабельность полыни лимонной в этом варианте составляет 199,7%, в варианте 100 х 70 см - 189,5%, 70х50 -180,3%

ВЫВОДЫ

Произведенные исследования по изучению видов полыни, их способов размножения и площади питания в условиях Северо-западной части Калмыкии позволяют сделать следующие выводы:

1.В результате многолетних полевых и лабораторных исследований установлено, что в Северо-западной части Калмыкии в условиях богары складываются наиболее благоприятные условия для роста и развития полыни. Формируется с единицы площади высокий урожай как зелёной массы (5 - 8,9 т/га), так и эфирного масла (от 32 до 139 кг/га)

2.Из семи изученных видов полыни в условиях Центральной зоны, при колебании годовой сумме осадков от 314 до 468 мм, наиболее приемлемой культурой для получения эфирного масла является полынь лимонная. Данный вид характеризуется большим диаметром куста (89-95 см), высотою (74-100 см), продуктивностью, которая в среднем за пять лет составила 8,3 т/га зелёной массы, большим содержанием и сбором эфирных масел (1,68%, 139,4 кг/га). Полынь лимонная по сбору эфирного масла стоит на первом месте и в 4-8 раз превосходит по этому показателю полынь эстрагонную, горькую, австрийскую, солончаковую, метельчатую, однолетнюю. Продолжительность жизни растений полыни лимонной - 6-8 лет.

3.Наибольший урожай зеленой массы дают полынь эстрагонная - 8,9 т/га, полынь горькая - 8,6, полынь лимонная - 8,3 т/га. Продуктивность полыни австрийской, солончаковой, метельчатой и однолетней находится в пределах 5,6-7,6 т/га зеленой массы. В среднем за пять лет зеленая масса содержала эфирных масел в полыни лимонной 1,68%, эстрагонной - 0,36%, и минимальное у метельчатой - 0,23%. Оптимальное количество эфирного масла собрано с посевов полыни лимонной - 139,4, полыни эстрагонной - 32 и полыни горькой - 25,8 кг/га.

4.При семенном размножении полыни лимонной получается не выровненное по морфологическим и хозяйственным признакам потомство. Отдельные кусты, т.е. клоны по содержанию масла достигали в опытах 1,9%, другие - 0,5%, 0,6% и 0,9%. Требуется отбор растений с высоким содержанием масла и размножению этих клонов для закладки семенников.

5.В условиях Калмыкии у полыни лимонной семена не образуются из-за длительного цветения. В производственных условиях полынь лимонную можно размножать только зелеными, полуодревесневшими и одревесневшими черенками. Поэтому черенкование - более приемлемый способ размножения.

6.Установлено, что укореняются лучше черенки, заготовленные из нижней части побега, где междоузлие укорочены и почек возобновления на одну и ту же длину черенка больше, и они более сформированы.

7.Для получения высококачественного эфирного масла сорта и перспективные образцы размножаются только вегетативно, следовательно, важным признаком полыни является корнеобразующая способность. С целью повышения корнеобразования средне - и трудно укореняющихся образцов черенки необходимо обрабатывать раствором биологически активных веществ (БАВ): гетероауксин, дипрол, ливал. Зеленые черенки быстро образуют корни и активно реагируют на обработку стимуляторами роста.

8.На песчано-почвенном субстрате укореняемости черенков на 19 % выше, чем на почвенном субстрате, следовательно, лучше черенки выращивать в холодном парнике с песчано-почвенной питательной смесью.

9.Укореняемости зеленых черенков полыни лимонной голубого и сизого цвета в 2-3 раза выше, чем из зеленых черенков полыни лимонной с зеленым цветом. Для лучшей укореняемости, следует черенковать голубые и сизые растения полыни лимонной.

10.Из биологически активных веществ лучше всего себя проявил дипрол - 48% укореняемости, за ним идет гетероауксин - 34% и ливал - 32% укореняемости черенков. Наиболее приемлемая экспозиция 2 часа, так как при ней результат выше, чем при экспозиции 4 часа. Установлена оптимальная концентрация дипрола - 50 мг/л, гетероауксина - 60 мг/л, ливала - 150 мг/л.

11.Укореняемости по типу черенка составила с апикальной части стебля - 48%, со срединной части стебля - 32%, базальной части - 14%.

12. Наилучший способ посадки полыни лимонной 10040 см., при котором собрано 111,5 кг/га эфирного масла. Получено 6,0 т/га сухого вещества, что выше вариантов 7035 и 7050см., которые дали соответственно 4,0 и 4,4 т/га сухого вещества. Продуктивность листьев составила 0,23 т/га, соцветий 3,5 и стеблей 2,27 т/га сухого вещества.

Предложение производству

С целью повышения продуктивности богарных земель в условиях Северо-западной части Калмыкии рекомендуется:

1. Использовать для получения эфирного масла полынь лимонную. Посадку проводить широкорядным способом с междурядьями 100 см и в рядках 40 см. Оптимальный срок посадки саженцев в открытый грунт - вторая декада апреля.

2.Лучшим фоном для выращивания саженцев полыни является размещение черенков на почвенном песчаном субстрате;

3. Рекомендуется черенковать голубые и сизые растения полыни лимонной, используя черенки из апикальной части стебля и обрабатывая их дипролом с экспозицией 2 часа, концентрацией 50 мг/л или гетероауксином - 60 мг/л.

4.На легких почвах высаживать полынь эстрагонную местной селекции сорта «Нарн» со сбором 32 кг/га эфирного масла. Сорт наиболее засухоустойчивый, зимостойкий с продолжительностью жизни до 10 лет

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Джиргалова Е.А. Способы размножения полыни лимонной в условиях Центральной зоны Республики Калмыкия. /Джиргалова Е.А. //Сборник научных трудов молодых ученых, аспирантов и студентов Калмыцкого государственного университета.- Элиста, 2004.- С.10-13.

2.Джиргалова Е.А. Технология возделывания полыни эстрагонной // Молодежь и наука: третье тысячелетие: Материалы научно - практической конференции. - Элиста, 2004.-С.84-85.

3.Оконов М.М., Пучков М.Ю., Джиргалова Е.А. Эколого - биологические особенности и хозяйственная ценность представителей рода Artemisia в условиях Северо-Западного Прикаспия. //Вестник Московского областного государственного университета. Серия: Химия и экология, №1, 2006 г- с.121-123.

4.Оконов М.М., Пучков М.Ю., Джиргалова Е.А. Особенности агротехники полыни эстрагонной //Сб. материалов Международной научно-практической конференции /Состояние экосистем Прикаспийского региона проблема и перспективы/ Материалы 14 - 15 октября 2005 г., Республика Казахстан, ЦНИТ, Атырауского госуниверситета им. Халела Досмухамедова, 2005.-с.24-25.

5.Джиргалова Е.А. Особенности развития эфироносов полыни в Центральной зоне Республики Калмыкия .//Национальный проект «Развитие АПК» - новые возможности для молодых ученых: Материалы Международной научной конференции (1-2 июня 2006 г) молодых ученых и специалистов Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А.Тимирязева.- М.,- 2006.-С. 98-99.

6.Оконов М.М.., Пучков М.Ю., Янов В.И., Джиргалова Е.А. Агроэкологические особенности возделывания полыни эстрагонной //Современные проблемы экологии и экологической безопасности Юга России /Сост. и ред. М.Ю. Пучков, Е.Г. Локтионова Астрахань: Изд-во: ООО «ЦНТЭП», 2006, - с.52-56.

Размещено на Allbest.ru