Биостимуляторы, их влияние на растения

В настоящее время в растениеводстве широко применяются достижения современной науки. Одним из таких направлений является использование биологически активных препаратов для повышения устойчивости и продуктивности растений. Ассортимент таких препаратов сейчас очень широк. Рассмотрев их свойства, мы выбрали для исследования препарат «Эпин», действующим веществом в котором является эпибрассинолид - 2.

Достоинством этого препарата является способность повышать урожай, улучшать качество продукции и повышать устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды. Указано, что обработки эпином уменьшают содержание в продукции нитратов, тяжелых металлов и пестицидов, что особенно актуально при загрязнении окружающей среды в городе, а также при выращивании лекарственных растений.

1. 1. Биостимуляторы, их влияние на растения

На современном этапе в растениеводстве широко применяются не только разнообразные удобрения для повышения урожайности растений, но и широкий спектр добавок, биологически активных веществ. Эти препараты объединены в класс биостимуляторов или фитогормонов.

Значение слова «фитогормоны» очень широко. Под фитогормонами подразумеваются три основных (есть и другие) группы веществ и препаратов.

В первую очередь, это фитогормоны, производимые растениями, или эстрогены, которые используют в медицине. К фитоэстрогенам относят также и микоэстрогены, продуцируемые грибами, паразитирующими на растениях. Близкие к эстрогенам (по воздействию) стероидные растительные гормоны.

Во-вторых, фитогормонами называют препараты, предназначенные для растений. Одни из них используют для подкормок и инкрустаций – это различные биостимуляторы. Третья группа – это трансгенные фитогормоны, которые применяют для изменения растений на генетическом уровне.

Поэтому препараты, предназначенные для повышения жизнеспособности растений, правильнее называть биостимуляторами. Их очень много – различных по составу и механизму действия (стимуляция роста или корнеобразования, регуляция жизненных процессов в клетках растений, адаптация к неблагоприятным условиям внешней среды и защита от болезней путём повышения иммунитета растений). Биостимуляторы состоят из растительных экстрактов и содержат в различных пропорциях микроэлементы, аминокислоты, протеины (белки), кислоты жирного ряда, витамины, ферменты (энзимы) и вытяжки из компоста/

Биорегуляторы повышают устойчивость растений к неблагоприятным воздействиям. Однако ни один из препаратов не является панацеей от всех напастей и никогда не заменит хорошего ухода за растениями.

Среди огромного ассортимента биостимуляторов используются широким кругом растениеводов следующие:

Циркон – биологический иммуностимулятор, корнеобразователь, индуктор цветения и болезнеустойчивости. Обладает противовирусным действием.

Гетероуксин - (индолилуксусная кислота) – препарат для стимулирования корнеобразования у черенков, рассады, луковиц цветов. Способствует образованию корней и луковичек-деток у луковиц, клубнелуковиц и черенков.

Иммуноцитофит – многоцелевой стимулятор защитных реакций, роста и развития растений. Он эффективен против фитофтороза, ризоктониоза, парши, чёрной ножки, мучнистой росы, серой и белой гнилей, бактериозов, способствует заживлению ран.

Гумисол – Н – биостимулятор роста растений, улучшает прорастание семян, усиливает корнеобразование, стимулирует рост и развитие растений, повышает устойчивость к заболеваниям, подавляет рост патогенной микрофлоры.

Силк – стимулятор роста и индуктор иммунитета растений. Предназначен для обработки семян перед посевом и опрыскивания в период вегетации с целью увеличения жизнеспособности растений в экстремальных климатических условиях (засуха, заморозки) сокращения заболеваемости растений грибными, бактериальными и вирусными болезнями.

Гумат натрия – регулятор роста растений. Препарат стимулирует биохимические процессы в организме растения, активизирует фотосинтез и углеводный обмен при интенсивном нарастании зелёной массы, повышает коэффициент использования элементов питания из почвы. Повышает всхожесть семян. Улучшает приживаемость рассады и растений при пересадке, увеличивает сопротивляемость растений болезням, заморозкам и засухе. Гумат натрия участвует в формировании почвенной структуры (улучшается аэрация почвы, водоудерживающая и водопропускная способности).

Корневин – стимулятор корнеобразования, аналог гетероуксина. Его используют для укоренения саженцев деревьев и кустарников, черенкования различных культур, улучшения приживаемости рассады при пересадках, выведения из состояния покоя луковиц и клубнелуковиц тюльпанов, бегоний и других.

Эпин (эпибрассинолид) – природный биорегулятор, антистрессовый адаптоген и стимулятор роста, содержащийся в клетках всех растений, аналог японского препарата эпибрассинолида JRDC – 694. Эпибрассинолид – один из природных фитогормонов, заведующий естественным уравновешенным развитием растений. Препарат способствует быстрому прорастанию семян, повышает устойчивость к заморозкам, засухе и болезням (в том числе к фитофторозу), улучшает приживаемость рассады при пересадке в открытый грунт. При опрыскивании у вегетирующих растений не опадают завязи. В результате применения эпина урожай повышается в 1,5 раза, созревает на две недели раньше, дольше хранится. Из растений выводятся соли тяжелых металлов, радионуклиды, гербициды, нитраты. Препарат малотоксичен для человека и животных, т. к. имеет природное происхождение (в отличие от пестицидов, синтезированных химически), и потому в рекомендуемых нормах может применяться даже в замкнутых жилых помещениях для опрыскивания комнатных растений. Не имеет ограничений по применению (т. е. подходит для всех культур). Сертифицирован Госстандартом РФ.

На основании этой информации для изучения был выбран именно эпин, как наиболее безопасный природный стимулятор, пригодный для обработки лекарственных растений.

1. 2 Валериана – ценное лекарственное растение.

Валериана лекарственная (Valeriana officinalis L. , кошачья трава, маун) - высокое многолетнее травянистое растение (до 60- 150 см) из семейства валериановых, с коротким толстым корневищем и отходящими от него многочисленными тонкими буровато - желтыми корнями. Стебель чаще одиночный, полный, бороздчатый, вверху ветвящийся, с супротивными непарноперистыми листьями. Цветки мелкие, бледно-розовые, реже белые, душистые, собранные в крупное щитковидное или метельчатое соцветие. Плоды мелкие, бурые, летучие семянки с хохолком. Цветет с июня по август на втором году жизни. В первый год образуется лишь розетка прикорневых листьев. Плоды созревают в июле - сентябре. Медонос.

В Алтайском крае растет практически повсеместно, кроме солонцовых степей северо-западной части края.

Местообитание. Валериана - влаголюбивое растение, поэтому в основном произрастает по лесным полянам и опушкам, между кустарниками, по оврагам, березовым колкам, поймам рек (на влажных закустаренных лугах), по берегам озер и болот.

В Алтайском крае, кроме валерианы лекарственной, встречаются и другие, более мелкие виды ее. Химический состав и фармакологическая ценность их изучены недостаточно. По данным некоторых авторов, другие виды валерианы могут использоваться наравне с валерианой лекарственной.

Заготовки валерианы представляют значительные трудности, так как в крае она распространена рассеянно, массовые заросли встречаются редко, корневища с корнями некрупные.

Химический состав. Корни и корневища содержат эфирное валериановое масло (до 2%), изовалериановую и другие кислоты (масла больше содержится в корнях, а кислот - в корневищах), алкалоиды валерин и хатенин, гликозид валерид, камеди, дубильные вещества.

Действие и применение. С лечебной целью используют корни и корневища валерианы, обладающие резким специфическим запахом. Терапевтическое действие их связано со всем комплексом входящих в нее веществ, но главным образом с эфирным маслом и основной составной частью его - борнилизовалерьянтом.

Валериана и ее препараты являются старинным лечебным средством. Она была известна врачам Древней Греции и Древнего Рима. После многочисленных экспериментальных исследований в XIX веке вошла в научную медицину. Валериана разнообразно действует на организм, на центральную нервную систему его. Она уменьшает возбудимость нервной системы, оказывает противосудорожное и противоспазматическое действия, усиливает процессы торможения в коре головного мозга, угнетает подкорковую область его. Валериана регулирует работу сердца, действуя на него через центральную нервную систему и прямо на нервно-мышечный аппарат, улучшает питание сердца, расширяя коронарные сосуды. Стимулирует секреторную функцию пищеварительного аппарата и желчеотделение. По характеру действия на нервную систему сходна с аминазином. Настойка валерианы обладает сильным противомикробным действием. Применяют в виде настоев, настоек, жидкого и густого экстрактов. Входит в состав капель Зеленина, ландышево-валериановых, желудочных, зубных, камфорно-валериановых капель, в состав кардиовалена, валокормида и успокоительного чая. Входит в Государственную фармакопею СССР.

В научной медицине назначают препараты валерианы как успокаивающие средства при функциональных расстройствах центральной нервной системы, при бессоннице, истерии, мигрени, неврозах сердца со спазмами коронарных сосудов, хроническом нарушении коронарного кровообращения, начальной стадии гипертонической болезни, при спастических состояниях желудка и кишечника с болями и метеоризмом, заболеваниях печени и желчных путей, несахарном диабете, климактерических расстройствах, базедовой болезни. Как правило, для достижения хорошего терапевтического эффекта необходимо длительное употребление валерианы. Противопоказана валериана для больных с повышенной свертываемостью крови.

В народной медицине валериану используют для улучшения пищеварения, уменьшения образования газов в кишечнике, поносах, как противоглистное, при экземах на нервной почве, при головных болях и ишиасе.

Отвар из корней и корневищ валерианы готовят из расчета 10 г измельченных частей растения на 300 мл воды. Принимают по полстакана 3 раза в день. Ряд авторов указывает на более высокую лечебную эффективность настоев из корней валерьяны, приготовленных холодным способом, так как при этом лучше сохраняется эфирное масло.

Сроки и способы сбора. Корневища с корнями валерианы заготавливают осенью после созревания семян или подсыхания надземной части, когда корни становятся более крупными и содержат больше эфирного масла. Сырые ранневесенние заготовки худшее качества.

Стебли отрезают, корни тщательно отряхивают от земли, промывают в проточной воде. Толстые корневища разрезают вдоль на 2 - 3 части, обсушивают, затем раскладывают в проветриваемом помещении на 1 - 3 дня, после чего окончательно сушат при температуре 35 - 40 градуса, на чердаках или в тени под навесом тонким слоем. Корни при сушке становятся темно-бурыми и приобретают характерный запах. Медленная сушка дает сырье лучшего качества. Сушка при температуре выше 40 градусов ведет к потере эфирного масла. Сырье нужно беречь от кошек, так как вследствие возбуждающего действия валерианы на них они грызут и растаскивают корни. Из 100 кг свежих корней получается 32 - 36 кг сухих.

Требования к сырью. Корневища с корнями крупные, светло-бурые, корни толще 2 мм, запах сильный, ароматический, вкус пряный, сладковато-горький. По ГОСТу 1995-55 и ГФ-Х допускается: влажность не более 16%, корневищ с остатками стеблей не более 5%, корней без корневищ не более 20%, корневищ без корней не более 4%, органических примесей не более 1%, минеральных - не более 3%. Сырье упаковывают в тюки по 50-100 кг. Срок хранения до 3 лет. Потребность в сырье неограниченная, в том числе и для экспорта.

Глава 2. Методы и исследования

Работа проводилась в 2003-2005 годах. На учебно-опытном участке осенью 2003 года произведен подзимний посев валерианы лекарственной, глубина заделки семян – 1-2 см. [2] Весной 2004 г. появившиеся всходы использовали в качестве рассады. Были высажены на постоянное место 40 растений валерианы в стадии 4 настоящих листьев. Схема посадки 1х1 м. 20 растений составляли контроль, 20 – подвергались систематическим внекорневым обработкам эпином (3 раза за сезон с интервалом 1 месяц; концентрация препарата 0. 1%) в сухую безветренную погоду. Посадки регулярно пропалывали, рыхлили, по мере необходимости – поливали (1-2 раза за вегетационный период). Дополнительных подкормок удобрениями не проводилось.

В первой декаде октября 2005 года растения валерианы были выкопаны, очищены от почвы и взвешены (полностью корневая система, без отделения боковых мелких корней). Затем отмыты от почвы и заложены на сушку.

Контролировали выживаемость растений; высоту растений; массу корней (в сыром виде); содержание в корнях нитратов, тяжелых металлов (свинец, мышьяк, кадмий, ртуть), пестицидов (ДДТ, гексохлоран). Химический анализ лекарственного сырья проведен с помощью лаборатории Центра Госсанэпиднадзора г. Камня-на-Оби. Исследование содержания тяжелых металлов в корневищах валерианы проведено с помощью метода инверсионной вольтамперометрии (прибор – вольтамперометрический комплекс «ТА – 2»). Содержание пестицидов определено методом газожидкостной хроматографии (прибор «Цвет – 500 М»). Содержание нитратов в сырье определено потенциометрическим методом (прибор – иономер универсальный «ЭВ – 74»). Высоту растений определяли с помощью стандартной измерительной рулетки, массу корней – путем взвешивания на бытовых весах «Площадка», точность до 0,05 кг.

Глава 3. Результаты исследования

Изучение выживаемости растений показало положительное влияние эпина: все обработанные растения выжили, тогда как 3 необработанных контрольных экземпляра погибли к концу первого года жизни (15 %) . Таким образом, препарат ЭПИН заставляет растения максимально использовать свою имунную систему для защиты от неблагоприятных факторов окружающей среды. На первом году жизни таким фактором оказалось недостаточное количество влаги.

Отмечено также, что эпин ускоряет развитие валерианы, так как 15 % обработанных растений зацвело летом 2004 года; на контрольной делянке этого не отмечено. Известно, что ЭПИН применяют для ускорения созревания плодов овощных культур, которое наступает на 2 недели раньше. Наши данные показывают, что развитие некоторых обработанных растений опережает контроль на 1 вегетационный сезон. Цветение обработанных растений на втором году вегетации началось раньше на 5-10 дней.

Значительные различия между контрольными и опытными экземплярами были отмечены по высоте, что особенно заметно было на втором году вегетации. Максимальная высота контрольных экземпляров достигала 265 см, а обработанных эпином – 270 см. Средний показатель высоты растений в контроле – 210 см. , в опыте – 270 см. Разница в высоте составляла в среднем 60 см, что соответсвует + 30 % к контролю. Таким образом, выращенная на участке валериана по высоте превосходит дикорастущую форму (описания в литературе). Причинами могут быть лучшие условия произрастания, проведение дополнительных поливов.

Урожай корней также показал стимулирующее действие эпина. Средняя масса корней одного экземпляра, подвергнувшегося обработке, составила 2,2 кг (увеличилась на 700 г по сравнению с контролем (146 %)). Эти данные согласуются с результатами исследования эффективности ЭПИНА, где указывается повышение урожайности в 1,5 раза для овощных культур. Масса сухого сырья обычно составляет 20-25 % от исходной массы сырых корней.

Таблица 1.

Влияние эпина на различные показатели роста и развития валерианы лекарственной показатель контроль опыт

Абсолютное Относительное Абсолютное значение Относительное значение значение значение

Выживаемость растений,17 85 % 20 100 %

Высота растений 215 240

максимальная, см

Высота растений 160 100 % 220 137,5 %

средняя, см

Масса корней 3,3 4,3

максимальная, кг

Масса корней 0,8 0,9

минимальная (без учета погибших), кг

Масса корней средняя, 1,5 100 % 2,2 146 %

Общая масса корней с 28,25 41,55

делянки, кг

Химический анализ корней, проведенный для оценки содержания токсичных веществ, разницы между контролем и опытом не выявил. Все рассмотренные показатели у растений обеих групп в пределах допустимого значения . Такие результаты можно объяснить малым загрязнением окружающей среды на учебно-опытном участке. Таким образом, не удалось обнаружить снижение содержания токсичных веществ под воздействием препарата.

Выводы:

1. Эпин повышает выживаемость растений валерианы до 15 %, ускоряет развитие растений.

2. Эпин повышает урожайность корней валерианы до 146 %.

3. Эпин не оказывает негативного влияния на качество лекарственного сырья.

Заключение

На основании проделанной работы мы рекомендуем использовать препарат ЭПИН для увеличения урожайности растений, в том числе при выращивании лекарственного сырья. Ускорение развития растений позволяет использовать его также в практике цветоводства. Мы рекомендуем применять его для ускорения наступления цветения у многолетников открытого грунта, добиваясь цветения на 1 год ранее. Возможно использование в комнатном цветоводстве.