Биологические особенности лекарственных и ароматических растений в биоконтейнерах в защищенном грунте

Актуальность темы

В последние годы резко изменилась окружающая среда, и, прежде всего, больших и малых городов. Человек вступил в противоречие с природой и в решении проблемы жизнеобеспечения ему надо кардинально менять стратегию и тактику своего поведения на нашей планете. На смену пассивной «охране природы» должны прийти принципиально новые активные фитотехнологии, обеспечивающие здоровую среду обитания в противовес «средоразрушающим» и «средозагрязняющим» технологиям. В воздухе содержатся вредные для населения планеты перекись водорода, сероводород, углекислота, аммиак, хлор, сернистый и другие газы, (формальдегид, токсины, ксилол, толуол) серная и азотная кислоты и другие вредные для нашего организма вещества. Особое место в составе «живого воздуха» принадлежит патогенам (вредным микроорганизмам). К ним относятся стрептококки, стафилококки, сарцина и многие другие — носители всевозможных инфекций, приводящие к серьезным заболеваниям.

По данным ВОЗ (Всемирной Организации Здравоохранения) в мире более 1 млрд. человек проживает в крупных городах с загрязнением воздуха выше предельно допустимых концентраций. Все большее количество людей страдает заболеваниями нервной и сердечно-сосудистой систем, у детей и взрослых снижается иммунитет, падает рождаемость и увеличивается смертность.

В силу указанных причин, на современном этапе развития технологических средств и использования продукции химической промышленности, стратегической задачей человечества является развитие биологического и экологического земледелия. Это означает, что на смену пассивной охране природы приходят принципиально новые активные.

Примером таких активных фитотехнологий могут служить аэротерапевтические модули с включением растений, выделяющих в среду обитания человека биологически активные вещества: фитонциды и эфирные масла, которые обладают противомикробной и антивирусной активностью в сочетании с положительным воздействием на организм человека. В ГНУ ВИЛАР разработаны такие фитомодули, обладающие санирующим эффектом (ПАТЕНТ на изобретение № 2 143 922 «Способ оздоровления воздуха в помещении» 2000; ПАТЕНТ № 2 267 916 «Способ формирования сантарно-защитных насаждений для оздоровления воздушной среды» 2006).

Потребность в лекарственных и фитонцидных растениях постоянно растет, в связи с чем, возникает необходимость массового выращивания рассады лекарственных, фитонцидных и декоративных растений для последующего их внедрения в интерьеры помещений различного назначения.

Эффективным способом решения данной проблемы может стать применение биоконтейнерной фитотехнологии для выращивания лекарственных, фитонцидных и декоративных культур, улучшающих среду обитания и здоровье человека. Разработка нового способа получения рассады лекарственных и фитонцидных растений позволит выращивать их в необходимом количестве в более короткие сроки по сравнению с существующими технологиями закрытого грунта.

Цель работы. Усовершенствовать технологию выращивания качественного посадочного материала лекарственных и ароматических растений на основе биоконтейнерной фитотехнологии для создания аптекарских огородов и коллекционных участков, а также для использования в аэпод>итотсоапевтических модулях в интерьерах различного назначения, улучшающих среду обитания и здоровье человека.

Задачи исследований.

1. Изучить биологические особенности роста и развития лекарственных и эфиромасличных растений при выращивании с использованием биоконтейнеров;

2. Определить взаимосвязь между применением биоконтейнеров и энергией прорастания и всхожестью семян лекарственных и эфирномасличных растений.

3. Усовершенствовать технологию размножения мяты и каланхое методом зеленого черенкования и семенного размножения эхинацеи, мелиссы, базилика и змееголовника с использованием биоконтейнеров;

4. Разработать технологию получения качественного посадочного материала лекарственных культур круглый год в условиях защищенного грунта;

5. Изучить влияние действующих веществ, содержащихся в биоконтейнере на накопление эфирного масла.

Научная новизна исследований. Проведенные исследования позволили научно обосновать эффективность использования биоконтейнерной фитотехнологии в двух направлениях: для круглогодичного выращивания качественного посадочного материала лекарственных и фитонцидных растений в короткие сроки и получения лекарственного растительного сырья алоэ и каланхое несколько раз за сезон. Впервые разработана инновационная технология выращивания посадочного материала алоэ, базилика, каланхое, змееголовника, мелиссы, мяты, эхинацеи, используемых в средообразующих фитотехнологиях. Впервые изучены рост и развитие 7 видов лекарственных культур при выращивании в биоконтейнерах. Установлена ростостимулирующая активность компонентов биоконтейнеров на изучаемые растения, на накопление эфирного масла.

Теоретическая и практическая значимость результатов исследований.

Получены оригинальные данные по биоэкологическим особенностям 7 видов лекарственных и ароматических растений из разных семейств. Применение биоконтейнеров позволило получить высококачественную рассаду лекарственных и ароматических растений в оптимальные (более короткие) сроки. При внесении в почву биоконтейнеров растения развиваются быстрее. Применение биоконтейнеров позволило повысить биоэкологическую безопасность культур и повысить качество посадочного материала. Проведенные исследования позволили научно обосновать эффективность использования биоконтейнерной фитотехнологии в двух направлениях: для круглогодичного выращивания качественной рассады лекарственных и фитонцидных растений в короткие сроки и получения лекарственного растительного сырья несколько раз за сезон. Отмечено положительное влияние биоконтейнеров на рост и развитие лекарственных и фитонцидных растений и накопление в них эфирного масла.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Влияние выращивания лекарственных и ароматических культур в биоконтейнерах на их рост и развитие;

2. Влияние биоконтейнеров на посевные качества семян (энергия прорастания и всхожесть) и укореняемость черенков лекарственных и эфиромасличных растений;

3. Обоснование эффективности применения биоконтейнеров при выгонке рассады алоэ и каланхое круглый год;

4. Оценка влияния действующих веществ, содержащихся в биоконтейнере, на накопление эфирного масла.

выводы.

1. В условиях защищенного грунта впервые изучена биология, способы размножения и влияние биоконтейнеров на рост и развитие 7 видов лекарственных, фитонцидных и эфиромасличных растений для выращивания посадочного материала и составления фитокомпозиций в течение круглого года для средообразующих и средоулучшающих фитомодулей.

2. Установлены оптимальные размеры биоконтейнеров для модельных видов и выявлены возможности для выращивания качественного посадочного материала в течение 1−1,5 месяцев. Для выращивания таких видов, как алоэ древовидное и каланхое перистое рекомендуется использовать биоконтейнеры размером 40×60 мм, для выращивания лекарственных и эфиромасличных растений открытого грунта (базилик, змееголовник, мелисса, мята, эхинацея) — биоконтейнеры среднего размера (40×40 мм).

3. Посадочный материал, выращенный в биоконтейнерах, отличался лучшим развитием по сравнению с контролем: у эхинацеи в 1,6 раза (объем корневой системы — в 3,4 раза), у змееголовника прирост побегов в июне составлял 42%, в июле — 70%, у мелиссы — 43,7%. Высота растений базилика камфорного уже через 14 дней после пикировки всходов на 75% опережало контрольный вариант, число корней — на 165%. Посадочный материал мелиссы, выращенной с применением биоконтейнеров, оказался более устойчивым к поражению корневыми гнилями (черная ножка рассады).

4. Установлено преимущество черенкования каланхое и мяты непосредственно в биоконтейнеры, что исключает дополнительную пересадку в основной субстрат для выращивания и позволяет сократить сроки получения посадочного материала на 10−25 дней (у мяты — на 14−16 дней, у каланхое — на 25 дней).

5. В результате проведенных фенологических наблюдений (феноспектра и фенокалендаря) применение биоконтейнеров существенно на 7−15 дней) ускоряло сроки наступления основных фенологических фаз развития (бутонизации, цветения, созревания плодов) у изучаемых растений, что важно при подборе растений для озеленения и оценки эстетических и декоративных свойств.

6. В результате анализа биометрических наблюдений, проведенных в период выращивания посадочного материала модельных видов, установлена положительная прямолинейная корреляция между наличием биоконтейнера в субстрате и высотой растений (коэффициент корреляции г=0,91), числом листьев (г=0,83), площадью листьев (г=0,93), объема корневой системы (г=0,95).

7. Выявлено небольшое относительное снижение количества эфирного масла в лекарственных растениях (на 5−7%) при выращивании их в биоконтейнерах, что связано с интенсивным ростом растений и не выходит за пределы существующих стандартов. Изучены анатомические диагностические признаки органов растений, продуцирующих эфирное масло и их изменение в зависимости от технологии выращивания. Выявлено снижение плотности желёзок у мелиссы и змееголовника при выращивании в биоконтейнерах.

8. Разработана биоконтейнерная фитотехнология получения качественного посадочного материала базилика камфорного (четырёх сортов), мяты (кипрской популяции), эхинацеи пурпурной и мелиссы лекарственной, позволяющая получить посадочный материал для защищенного и открытого грунта (аптекарские огороды, дачные и коллекционные участки). Ускоренное выращивание посадочного материала фитонцидных растений круглый год позволяет широко использовать ее при создании аэрофитотерапевтических модулей различного назначения.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ.

ИССЛЕДОВАНИЙ.

При выращивании ценных средоулучшающих видов растений в течение круглого года в остекленных отапливаемых в зимний период теплицах целесообразно использовать биоконтейнеры разных размеров. Благодаря лучшему развитию, растения, выращенные в закрытом грунте в биоконтейнерах, несмотря на стрессовые условия, сохраняют декоративность и хороший внешний видв меньшей степени поражаются болезнями и выпадают в процессе роста и развития.

Выращенный с применением биоконтейнеров посадочный материал может быть использован для озеленения помещений различного назначения, в фитомодулях, на аптекарских огородах, дачных и приусадебных участках и на коллекционных участках школ. Новый способ получения рассады лекарственных и фитонцидных растений в биоконтейнерах позволяет в короткие сроки повысить эффективность ее производства.