Влияние средств химизации на ИЛП лекарственных растений

Среди различного рода природных комплексов человеком наиболее интенсивно используется агроэкосистема, расположенная на самых продуктивных почвах и составляющая около 30% земной поверхности. В Европе агроэкосистемы занимают более 50% всей территории, а в Центральной Европе их доля еще выше [1, 2]. В современных условиях антропогенного воздействия на экологию одной из важнейших задач является сохранение биологического разнообразия флоры, в том числе и лекарственных биоценозов [3]. Под лекарственные растения в структуре посевных площадей Республики Беларусь отводятся небольшие территории, но интерес к этим культурам с каждым годом растет, и, соответственно, увеличивается количество возделываемых под них угодий. Для решения вопросов сбережения биологического разнообразия дикорастущих лекарственных растений и обеспечения фармацевтической промышленности страны лекарственным растительным сырьем в Беларуси в 2005 г. была принята Государственная программа по развитию производства лекарственного растительного сырья «Фитопрепараты». Согласно ей, объем данного вида продукции к 2010 г. должен увеличиться в 4 раза и достичь 1200 т сухой массы — этого достаточно для покрытия внутренних потребностей и запросов внешнего рынка [4].
В условиях агроценозов вполне реально получение значительной продуктивности лекарственных растений. Для этого необходимо регулировать накопление органического вещества и фотосинтетических пигментов, формировать оптимальную ассимилирующую поверхность за счет применения средств химизации (органических, минеральных удобрений и стимуляторов роста растений) [5].
Согласно теории продукционного процесса растений, продуктивность рассматривается как явление фенотическое, как результат деятельности не только единичных растений, но и всего агрофитоценоза. Фотосинтез растений в посевах характеризуется рядом показателей. Главный из них — интенсивность роста площади листьев, которая демонстрирует изменения размеров фотосинтетического аппарата во времени. Этот параметр может выражаться индексом листовой поверхности (ИЛП) — отношением общей площади листьев растений к площади посева. Оптимизация листовой поверхности посева — важный способ управления продукционным процессом [6].
В исследованиях, проведенных в 2000—2006 гг. с пустырником пятилопастным (Leonurus Quinquelobatus Gilib) и валерианой лекарственной (Valeriana officinalis L.), установлено, что формирование ассимиляционной поверхности и продуктивность лекарственных растений можно регулировать, используя средства химизации.
На начальных этапах роста и развития пустырника (июнь) листовая пластинка растения слаборазвитая, тонкая. ИЛП минимальный — 0,4—0,7, или всего 12—20% от максимального значения за вегетацию (табл. 1).
К середине вегетации площадь листьев возрастает. Ассимилирующая поверхность по вариантам опыта к этому времени составила 15—38 тыс. м2/га. Это значит, что к июлю она достигла 42—75% от общих показателей. Цветение пустырника — важный период в развитии растений: закладываются основы высокой продуктивности и качества урожая. В это время листовая поверхность достигла 20—60 тыс. м2/га.
Элементы минерального питания растений, которые непосредственно участвуют в биосинтезе органического вещества, идущего на формирование листовой поверхности, являются важнейшим фактором образования оптимальной площади листьев. В среднем за вегетацию в сравнении с контрольным вариантом ИЛП вырос в 1,9; 2,0; 2,3 и 2,7 раза благодаря внесению минеральных (N90P60K90), органических (навоз 80 т/га) удобрений, а также их комплексному использованию (фон + N90P60K90) с дополнительной обработкой эпином.
Применение только минеральных удобрений способствовало увеличению площади ассимилирующей поверхности пустырника пятилопастного в июне (на начальных этапах роста и развития) на 0,2, в июле — на 0,9, а к концу вегетации (август) ИЛП по сравнению с контролем вырос на 2,4 единицы.
Вносимый в почву навоз является источником органического вещества, микроорганизмов, минерализующих это вещество и увеличивающих содержание подвижных форм азота. При системном использовании органические удобрения способствуют обогащению почвы гумусом, улучшают ее водный и воздушный режимы. Для пустырника пятилопастного, как многолетней культуры, применение данных удобрений имеет большое значение. ИЛП в течение вегетации при внесении 80 т/га навоза был достаточно высоким. Листовая поверхность в июне составила 6 тыс., в июле — 21 и в августе — 50 тыс. м2/га (табл. 1). Прирост индекса листовой поверхности за период вегетации достиг 0,2; 0,6 и 3,0 единицы в июне, июле и августе соответственно. Таким образом, можно сделать вывод об эффективности применения навоза и его положительном влиянии на формирование ассимилирующей поверхности растений вплоть до цветения и уборки.
В современном сельскохозяйственном производстве использование удобрений рассматривается как составная часть всего процесса выращивания лекарственных культур. В результате наших исследований установлено, что внесение органических и минеральных удобрений (навоз 80 т/га + N90P60K90) оказало положительное влияние на развитие листовой поверхности пустырника пятилопастного. К июню увеличение ИЛП составило 0,3 единицы в сравнении с контрольным вариантом. К середине вегетации (июль) показатель вырос на 1,2 единицы и общая площадь ассимилирующей поверхности достигла 27 тыс. м2/га. К цветению и уборке растения (август) листовая поверхность увеличилась на 3,6 единицы и достигла 56 тыс. м2 /га. Исследованиями доказан максимальный эффект от совместного применения высоких доз органических, минеральных удобрений и стимуляторов роста (навоз 80 т/га + N90P60K90 + эпин) в отношении нарастания ассимилирующей поверхности растений пустырника. Использование антистрессового стимулятора роста эпина привело к увеличению индекса листовой поверхности на 1,1 единицы в июле. К цветению пустырника действие эпина способствовало росту ИЛП на 0,4 единицы по сравнению с фоном и достигло максимальных значений.
Нарастание листовой поверхности валерианы лекарственной происходило вплоть до уборки растительного сырья. В фазу 5—6 настоящих листьев ИЛП был 0,3—0,4 единицы, что составило 6—8% от максимальных показателей (фаза прекращения вегетации). К периоду прикорневой розетки ассимилирующая поверхность выросла и достигла 23—46 тыс. м2/га, что соответствовало 62—74% наибольшего значения за вегетацию (табл. 2).
На изменения ИЛП непосредственное влияние оказало действие средств химизации. Уже к фазе 10—12 настоящих листьев при применении минеральных удобрений (N135P60K120) ассимилирующая поверхность в сравнении с контрольным вариантом возросла на 0,2 единицы и равнялась 11 тыс. м2/га. В процессе развития прикорневой розетки и прекращения вегетации прирост составил 5 тыс. м2/га по отношению к контролю.
Действие органических удобрений в дозе 120 т/га было выше, чем минеральных. Это привело к увеличению показателя на 0,7; 1,2; 1,3 единицы в фазы 10—12 настоящих листьев, прикорневой розетки и прекращения вегетации соответственно.
Большое влияние на нарастание площади ассимилирующей поверхности валерианы лекарственной оказало совместное применение органических и минеральных удобрений (навоз 120 т/га + N135P60K120), что способствовало росту изучаемых параметров на 0,1; 1,0; 1,9; 2,5 единицы за весь период развития лекарственной культуры. Внесение стимулятора роста повышало данный показатель в фазу 10—12 настоящих листьев на 0,2, прикорневой розетки — на 0,4, прекращение вегетации — на 0,4 единицы в сравнении с вариантом «навоз 120 т/га + N135P60K120».
Исследования, проведенные на посадках пустырника пятилопастного, подтверждают, что улучшение условий протекания физиологических и биохимических процессов путем использования средств химизации обеспечивало повышение продуктивности растений в пределах 8,6—16,9 ц/га или 51—99% к контролю (табл. 3).
Максимальных значений — 9,8 ц/га — продуктивность пустырника достигла при совместном использовании органических (навоз 80 т/га) и минеральных (N90P60K90) удобрений с дополнительной обработкой рассады эпином. Прибавка в этом случае составила 16,9 ц/га, или 99% по сравнению с контрольным вариантом. Использование одних минеральных удобрений (N90P60K90) также оказало влияние на изменение изучаемого показателя. Прирост составил 8,6 ц/га, или 51% к контролю. Внесение навоза в дозе 80 т/га повышало продуктивность растений пустырника пятилопастного на 3,5 ц/га, что соответствовало 21% прибавки.
Агрономическая эффективность применения органических и минеральных удобрений на посадках пустырника пятилопастного оценивается по окупаемости 1 т навоза и 1 кг NPK. Этот показатель относительно 1 кг NPK за годы исследований на безнавозном фоне составил 3,7 кг сырья; минеральных удобрений, внесенных совместно с органическими, — 2,7 кг; и только дополнительная обработка эпином на фоне — навоз 80 т/га + N90P60K90 — привела к наибольшей цифре — 5,8 кг на 1 кг NPK. Окупаемость органических удобрений (навоз в дозе 80 т/га) достигла 4,8 кг продукции на 1 т навоза.
Согласно проведенному корреляционно-регрессивному анализу, существует зависимость между максимальными показателями ИЛП пустырника пятилопастного и его продуктивностью. Коэффициент корреляции по вариантам опыта в среднем за 3 года исследований равнялся 0,90. Между данными установлена прямая связь, характеризующаяся уравнением регрессии типа у = 26,4276 – 7,118 • Х + 1,3309 • Х • Х .
Исследованиями установлено, что продуктивность валерианы лекарственной изменялась в зависимости от применяемых средств химизации и была 23,2—75,3 ц/га. Высокие значения изучаемый показатель достиг при совместном внесении органических и минеральных удобрений, а прирост в этом случае равнялся 27,1 ц/га. При этом рассада, обработанная после высадки в поле эпином, повышала продуктивность на 25 ц/га (в сравнении с фоновым вариантом). Использованные самостоятельно органические и минеральные удобрения (навоз 120 т/га и N135P60K120) увеличивали данный показатель на 10,3 и 24,6 ц/га соответственно.
По расчетам агрономической эффективности применения органических и минеральных удобрений с использованием стимулятора роста эпина окупаемость 1 т навоза составляет 20,5, а 1 кг NPK — 8,7 кг лекарственного растительного сырья, одних минеральных удобрений — 3,3 кг сырья валерианы.
Коэффициент корреляции между ИЛП валерианы лекарственной и продуктивностью лекарственного растительного сырья был равен в среднем за 3 года исследований 0,94. Между показателями установлена прямая связь, характеризующаяся уравнением регрессии типа у = 451,7619 + 201,2526 • Х – 19,5595 • Х • Х.
Таким образом, на формирование ассимиляционной поверхности пустырника пятилопастного и валерианы лекарственной существенное влияние оказало совмест¬ное использование органических, минеральных удобрений с дополнительной обработкой стимулятором роста эпином, где и были получены максимальные показатели. Индекс листовой поверхности пустырника пятилопастного достиг наибольших размеров к периоду цветения и уборки и составил 6,0, а валерианы лекарственной к периоду прекращения вегетации — 6,6. Между изменениями ИЛП и продуктивностью растений установлена корреляционная зависимость (0,90 и 0,94 соответственно).
Таблица 1. Динамика ИЛП растений пустырника пятилопастного в период вегетации (среднее за 2003—2006 гг.)
Таблица 2. Динамика ИЛП растений валерианы лекарственной в период вегетации (среднее за 2000—2002 гг.)
Таблица 3. Продуктивность пустырника пятилопастного (среднее за 2003—2006 гг.)

Литература
1. Прохоров В.Н. Физиолого-экологические основы оптимизации продукционного процесса агрофитоценозов (поликультура в растениевод¬стве) / В.Н. Прохоров, Н.А. Ламан, К.Г. Шашко, В.М. Кравченко. — Мн., 2005.
2. Жученко А.А. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства (концепция). — Пущино, 1994.
3. Шпиленя С.Е. Азбука природы: лекарственные растения / С.Е. Шпиленя, С.И. Иванов. — М., 1989.
4. Государственная народнохозяйственная программа развития сырьевой базы и переработки лекарственных и пряно-ароматических растений на 2006—2010 годы «Фитопрепараты» (постановление Совета Министров Республики Беларусь от 05.07.2005 г. №749).
5. Беденко В.П. Фотосинтетическая деятельность и продуктивность агрофитоценозов озимой пшеницы / В.П. Беденко, В.В. Коломейченко // Сельскохозяйственная биология. 2005, №1. С. 59—63.
6. Методическое руководство по исследованию смешанных агрофитоценозов / Н.А. Ламан, В.П. Самсонов, В.Н. Прохоров и др. — Мн., 1996.

SUMMARY
In researches carrying on sod-podzol soil «Grodno State Agrarian University» in Grodno region with such herbs as quinquelobate motherwort (Leonurus quinguelobatus Gilib) and common valerian (Valeriana officinalis L.) was established that on forming of assimilation surface of herbs essential influence has rendered joint using organic and mineral fertilizers with aftertreatment by growth-promoting factor epin. Here maximal indexes were received. The index of leaf area (ILA) of quinquelobate motherwort has reached the maximal sizes to the blooming period and harvesting period and made 6,0. The index of common valerian to the period of stopping of vegetation made 6,6. Between changes of ILA and productivity of quinquelobate motherwort and common valerian correlation dependence (0,90 and 0,94 accordingly) was established.