Агротехнические факторы

Отмечено, что интродукция нередко приводит к понижению содержания биологически активных веществ.

Для регуляции и интенсификации физиологических процессов установлена важная роль спектрального состава света. Его избирательный характер поглощения растением обеспечивается главным образом за счет хлорофиллов. Еще К. А.Тимирязев [415] экспериментально показал, что спектр поглощения хлорофиллов в значительной степени определяет спектр действия фотосинтеза, но процессы фотоморфогенеза растений чувствительны к лучистым потокам спектральных диапазонов видимого и ультрафиолетового излучения [85; 207; 359; 532].

Установлено большое разнообразие реакций на качество света, неодно- типность требований к спектральному составу у разных видов растений, при этом как в отношении роста, так и в отношении развития растений выявлен ряд общепризнанных закономерностей [85; 302; 358; 423; 424; 513; 515].

По данным И. А. Шульгина, Е. М. Лисовского с соавт., А. А. Тихомирова с соавт. [265; 425; 489] и других исследователей, работавших в условиях светокультуры, выращивание растений при использовании равноэнергетического спектра ФАР обеспечивает гарантированно высокую продуктивность растений.

Соотношение светового и темного периодов суток является мощным регулирующим фактором роста и развития растений. Начиная с первых работ (W. Gamer, G. Allard, 1920), на многих сотнях видов, разновидностей и сортов установлена зависимость перехода к генеративному развитию от определенного соотношения длины дня и ночи, ускоряющего или задерживающего зацветание [302; 303]. Изучая влияние фотопериодизма на сеянцы плодовых культур, Б. С. Мошков установил, что для каждого вида существует оптимальный фотопериод, при котором годичный прирост и энергия роста будут максимальными. Существуют данные о возможности нарушения покоя растений, периодичности вегетации и ритмов роста при использовании различных фотопериодов в условиях светокультуры. Т. Jost еще в 1894 году показал, что свет может контролировать покой почек у некоторых древесных пород. К. Klebs (1914) также использовал свет для прерывания покоя у древесных пород.

Особого внимания заслуживает изучение связи интенсивности ростовых процессов растений и накопления БАВ в урожае. Для ряда БАВ прослеживается в основном одинаковая закономерность в отношении динамики их накопления в надземных органах растений. Их объединяет то, что накопление БАВ, как правило, происходит в течение всего вегетационного периода. Поэтому их содержание должно повышаться по мере роста растений. Однако фактически, по данным С. С. Шаина [467], накопление БАВ отстает от нарастания надземной биомассы. На единицу массы сухого вещества оно снижается по мере увеличения общей биомассы растений. Следовательно, с возрастом растений при их интенсивном росте в надземных органах увеличивается абсолютное количество БАВ, но одновременно уменьшается их концентрация, т. е. содержание последних в единице массы сухого вещества. Только ко времени образования репродуктивных органов, когда происходит заметное торможение интенсивности роста и органическая масса растений нарастает медленнее или практически перестает увеличиваться, а накопление БАВ продолжается, содержание последних на единицу массы сухого вещества повышается.

При культивировании растительного сырья такое состояние не всегда является оптимальным для достижения максимальной продуктивности. В период естественного торможения роста в процессе развития растений, как правило, снижается качество сырья за счет опадания листьев нижних ярусов, огрубения (лигнификации) стеблей. Уборка лекарственных культур при двуукосном и многоукосном использовании, а также уборка двулетних растений на первом году их жизни, когда достигается максимальная урожайность, также не согласуется с периодами естественного торможения роста растений в процессе развития. Поэтому концентрация БАВ и в конечном счете продуктивность растений часто не достигают максимальных показателей.

С. С. Шаиным с соавт. [467] были проведены исследования по изучению влияния стрессовых факторов на накопление вторичных метаболитов в лекарственном сырье. Напряженность любого внешнего фактора, выходящая за пределы нормы реакции генотипа, создает условия экологического стресса. На его фоне проявляются такие взаимосвязи роста и процессов первичного и вторичного метаболизма, которые сложно наблюдать, когда растения находятся в оптимальных условиях среды обитания [299; 300]. Теоретически растение в состоянии стресса может отвечать на избыток продуктов первичного метаболизма сокращением ресурсов на рост и развитие при продолжающемся синтезе вторичных метаболитов на предстрессовом уровне.

В эксперименте С. С. Шаина с колл. (1987) с алкалоидоносными лекарственными культурами на первом этапе в течение большей части продукционного цикла растения обеспечивались необходимым и возможным в пределах опыта оптимумом факторов внешней среды (минеральное питание, влага, свет, температура). На втором этапе, когда практически сформировалась максимальная биомасса, индуцируя торможение роста растений в предуборочный период, усиливали процессы образования вторичных метаболитов и повышали концентрацию БАВ в урожае. При моделировании такой поэтапной технологии культивирования лекарственных растений предполагалось достигнуть их максимальной продуктивности. Результаты данных исследований, проведенных на нескольких видах алкалоидоносных лекарственных культур, свидетельствуют, что стрессовые воздействия на растения водным дефицитом, УФ-облучением в предуборочный период оказывали существенное влияние на накопление алкалоидов - типичных представителей вторичных метаболитов. Проведенные опыты показали увеличение содержания алкалоидов в листьях растений в предуборочный период под воздействием стрессовых и экологических факторов.

Таким образом, на исследованных лекарственных растениях под действием стрессовых факторов в биомассе возрастало содержание веществ вторичного происхождения - алкалоидов различной химической структуры. Первой и очень четкой реакцией растений, особенно на водный стресс, является быстрое блокирование процессов роста, сопровождающееся ингибирующим действием на фотосинтез и стимулирующим влиянием на биосинтез вторичных метаболитов.

Увеличение концентрации алкалоидов коррелирует с торможением роста растений, снижением интенсивности фотосинтеза, активацией скорости дыхания и повышением содержания хлорофилла [467].

Данные по изучению стресса и его влияния на вторичный метаболизм растений, по мнению С. С. Шаина с соавт. [467], могут иметь широкое практическое применение. Установление влияния на биосинтез вторичных метаболитов факторов среды, выходящих на непродолжительный период за пределы нормы реакции генотипа, открывает реальные возможности для максимизации продуктивности лекарственных культур, в частности родиолы розовой. При использовании ответной реакции растений на кратковременное торможение роста, проявляющейся в увеличении концентрации вторичных метаболитов, следует создавать стрессовые факторы средней жесткости.

Разработка специальных технологических приемов формирования максимальной продуктивности позволит по-новому оценить комплексные технологии возделывания лекарственных культур и внести в них необходимые усовершенствования. Другими агротехническими приемами в индустриальной технологии возделывания может быть изменение ширины междурядий с размещением разного количества растений на погонном метре, или по площади питания.

Внесение минеральных удобрений значительно улучшает режим питания выращиваемых культур. Установление оптимальных сроков внесения удобрений, при которых они равномерно распределяются и переходят в доступную форму, увеличение нормы удобрений не всегда положительно сказывается на продуктивности растений, порой снижая приживаемость рассады и урожайность зеленой травы [438].

Использование рассадного метода позволяет продлить время вегетации ряда растений, интродуцированных в условия с более суровыми климатическими особенностями зоны.

Частично разрешить проблему повышения устойчивости рассады к разнообразным неблагоприятным воздействиям можно с помощью физиологически активных веществ. Препараты на их основе следует подбирать таким образом, чтобы, прежде всего, повысить холодо- и засухоустойчивость.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >