ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ (NPK) РАЗНЫХ ПРОПОРЦИЙ НА БИОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ Silybum marianum (L.) GAERTN

АННОТАЦИЯ

Представленная работа посвящена изучению влияния комплексных минеральных удобрений (NPK) различного состава на биоморфологические показатели расторопши пятнистой (Silybum marianum (L.) Gaertn.) в условиях интродукции.

ABSTRACT

The presented work is devoted to the study of the effect of complex mineral fertilizers (NPK) of different proportions on the morphological parameters of milk thistle (Silybum marianum (L.) Gaertn.) under introductory conditions.

Ключевые слова: лекарственные растения, подкормки, развитие растений, биоэкология.

Keywords: herbs, nutrients, plant growth, bioecology.

Введение. Silybum marianum (L.) GAERTN, известная как расторопша пятнистая (РП), принадлежит к семейству сложноцветных. Это однолетнее или двухлетнее травянистое растение высотой от 100 до 200 см, эндемичное для Средиземноморского региона, которое в настоящее время распространилось и на другие теплые и засушливые районы. Листья ланцетные, длиной 15–60 см, с колючими краями. Цветочные головки имеют длину от 4 до 12 см, цвет красно-фиолетовый. Плоды – черные семянки с простым длинным белым хохолком, окруженным желтым прикорневым кольцом [3]. С объемом продаж около 8,3 миллиона долларов в 2005 году РП входит в десятку лучших растений, используемых в пищевых добавках [8]. Экстракт семян РП содержит семь различных флавонолигнанов, а именно силибин А, силибин В, изосилибин А, изосилибин В, силидианин, силикристин, изосилихристин и один флавоноид таксифолин, известный под общим названием силимарин [6]. Содержание силимарина в семенах РП часто колеблется от 1,0 % до 3,0 % сухого вещества [5]. Наличие силимарина обнаруживается во всех органах растения, но максимальное его количество сконцентрировано в семенах. Силимарин действует как антиоксидант, снижая выработку свободных радикалов и перекисное окисление липидов [7]. РП уже много лет используется в медицине, в основном для лечения заболеваний почек, селезенки, печени и желчного пузыря. Кроме того, РП является одной из самых продаваемых пищевых добавок на основе трав в мире [1]. Спрос на лекарственные растения растет вместе с ростом потребностей человека, населения и мировой торговли. Микронутриенты и макроэлементы играют ключевую роль в питании растений и усиливают рост и развитие растений [2]. Правильное применение питательных элементов при выращивании лекарственных растений играет важную роль в повышении выхода и качества активных ингредиентов [4].

Использование комплексных минеральных удобрений в технологии возделывания расторопши пятнистой сорта Дебют способствует улучшению производственного процесса, урожайности и качества зерна [9]. Таким образом, целью настоящей работы явилось изучение влияния комплексных минеральных удобрений различного состава (NPK) на биоморфологические показатели расторопши пятнистой (Silybum marianum (L.) Gaertn.).

Материалы и методы. Эксперименты проводились на экспериментальных участках лаборатории «Интродукция лекарственных растений» Ташкентского ботанического сада. Семена были предоставлены из коллекции лаборатории, упомянутой выше. Форма семян растений овальная, заостренная, твердая, безволосая, гладкая, длиной 5–8 мм, шириной 3–4 мм. Цвет желтоватый, от светло-коричневого до темно-коричневого, иногда серый. Длина бутона 1–1,5 см, он имеет струящуюся окраску. 1000 семян весят 24–27 г.

В лабораторных условиях всхожесть семян была высокой и проверялась при различных температурах: 15° С, 20° С, 25° С, 30° С. Опыты проводили в трехкратной повторности, по 100 семян в каждой чашке Петри для изучения всхожести (табл. 1).

Таблица 1.

Проращивание семян Silybum marianum в лабораторных условиях

Всходы наблюдались через 3–4 дня после посева семян в полевых условиях. Всхожесть семян увеличивалась с повышением температуры воздуха. Установлено, что оптимальная температура для прорастания семян начинается от 15–20° С. Это указывает на принадлежность семян расторопши пятнистой к группе эвритермных организмов. Опыты проводились в весенний (май) и осенний сезон (ноябрь) для определения оптимальных сроков посева семян в полевых условиях. Оплодотворенность семян, посеянных весной, составила  20–30 %.

Посеянные семена прорастали в течение 4–5 дней. В этот период средняя температура воздуха составила 24,80±0,2° С, относительная влажность воздуха 28±0,3 %. Пятидневный семенной лист имел длину 0,8–1,0 см, ширину 0,2–0,3 см и длину 1,0–1,2 см. В конце этого этапа корень растения развился до 5–6 см. В конце мая – начале июня размеры семенной кожуры увеличились до 1,5–2,0х1,0–1,5 см и наблюдалось образование первого настоящего листа. Травяной этап длился 10–12 дней. 

В начале июня на растении образуются 1–4 настоящих листа, размер которых 1,5–2,0 х 0,3-0,5 см, размер некоторых листьев 3,0–3,5, ширина достигает 1,0–1,2 см. Длина семядоли листа составляла 3,0–3,5 см, ширина 1,2–1,7 см.

В это время средняя температура воздуха составляла 33±0,4° С, относительная влажность воздуха 25–28 %. В середине месяца, когда средняя температура воздуха 27,5±0,3° С, а относительная влажность 18±0,2 %, количество листьев увеличивается на 5-6. Настоящие листья имеют длину 4,0–5,0 см и ширину 2,0–2,5 см. В конце июня при температуре воздуха 34±0,4° С и относительной влажности 24±0,2 % количество листьев растения не увеличилось, но листовая пластина разрослась до 6–7 см в длину и 3,0–3,5 см в ширину. Главный корень вырос до 10–12 см и дал многочисленные боковые корни длиной 1–2 см.

Опыты проводились в 4 различных группах в зависимости от пропорций NPK: группа №1 – контрольная, выращиваемая без внесения удобрений; группа № 2 – NPK, соотношение 32:10:12; группа № 3 – NPK, соотношение 10:38:10; группа № 4 – NPK, соотношение 10:10:38. Удобрения вносили дважды: на 15 и 45 дней после посадки. В качестве биоморфологических признаков определяли высоту растений, длину листьев и длину корней. 

Результаты и обсуждение. Согласно полученным результатам, средняя высота растений в контрольной группе составила 45,75±0,5 см, средняя длина листьев – 10,4±0,05 см, длина корней – 3,7±0,05 см. Установлено, что средняя высота растений группы № 2 составила 53,71±0,4 см, средняя длина листьев – 11,7±0,03 см, длина корня – 5,4± 0,03 см. Установлено, что средняя высота растений в группе № 3 составила 61,45±0,5 см, средняя длина листьев – 12,1± 0,09 см, длина корней – 5,8 см. В группе № 4 средняя высота растений составила 54,68± 0,5 см, средняя длина листьев – 10,7± 0,04 см, длина корня – 4,9±0,03 см. Полученные результаты представлены на рис. 1, который демонстрирует наиболее существенное влияние на биоморфологические показатели растения, внесенного группой № 2. (рис. 1).

Рисунок 1. Влияние различных минеральных удобрений на рост и развитие Silybum marianum

Влияние минеральных удобрений на рост и развитие растения, т.е. различия или сходства в изменении морфометрических показателей различных органов, анализировали кластерным методом Уорда. По данным кластерного анализа растения были разделены на 3 группы. Растения контрольного варианта вошли в первую группу, а в эту группу вошли особи с наименьшими показателями. Во вторую группу вошли растения группы № 4, которые были наиболее высокими по показателям, причем показатели сходства и различия были показаны отдельно. В третью группу вошли растения группы № 2 и группы № 3, причем растения, посаженные в двух разных вариантах, были разделены на эту группу по сходству их морфологических признаков (рис. 2).

Рисунок 2. Анализ роста и развития Silybum marianum на основе кластерного метода Уорда

Также с целью определения корреляции внешних факторов среды с ростом и развитием растений проводились анализы по температуре воздуха, относительной влажности воздуха, температуре поверхности почвы и степени засоренности (конкуренция). Эти анализы были проведены на основе корреляции r-Pearson, и было установлено, что факторы окружающей среды имеют положительную корреляцию с изменениями выбранных морфологических признаков. Обычно любые корреляционные связи делятся на три группы: положительная, отрицательная и нулевая корреляция.

В ходе нашего анализа установлено, что существует положительная корреляция между показателями зависимости минеральных удобрений от роста и развития растений, а также прямая положительная корреляция внешних факторов среды (рис. 3).

Рисунок 3. Прямая положительная корреляция внешних факторов среды

Полученные результаты показали, что в представленных условиях комплексное минеральное удобрение NPK состава в соотношении 10:10:38 оказывает более выраженное влияние на биоморфологические показатели и, соответственно, на продуктивность растений в местных экологических условиях. Присутствие NPK не снижало содержание важных вторичных метаболитов, а также не влияло на антиоксидантную систему растения, что выражается в неизмененном содержании суммы общих антиоксидантов.

Список литературы:

1. Abenavoli L,  Izzo  A.A, Milić N,  Cicala  C,  Santini  A, Capasso R. Milk thistle (Silybum marianum): A concise overview on its chemistry, pharmacological, and  nutraceutical  uses  in  liver diseases // Phytotherapy  Research. – 2018. – Vol. 32(11). – Pp. 2202-2213.
2. Imran  M,  Gurmani Z.  A. Role  of macro  and micro  nutrients  in  the  plant  growth and development // Science,  Technology  and Development. – 2011. – Vol. 30(3). – Pp. 36-40.
3. Karimzedah  G,  Omidbaigi  R,  Bakhshai  D.  Influence  of  irrigation  and  row  spacing  on  the growth,  seed  yield  and  active  substance  of  milk thistle (Silybum marianum)// International  Journal  of Horticultural Science and Technology. – 2001. – Vol. 7(3-4). – Pp. 78-81.
4. Karimzedah  G,  Omidbaigi  R,  Bakhshai  D.  2001.Influence  of  irrigation  and  row  spacing  on  the growth,  seed  yield  and  active  substance  of  milk  thistle (Silybum marianum). International  Journal  of Horticultural Science and Technology. – 2001. – Vol. 7(3-4). – Pp. 78-81.
5. Karkanis  A,  Bilalis  D,  Efthimiadou  A.  Cultivation  of  milk  thistle  (Silybum  marianum  L. Gaertn.),  a  medicinal  weed // Industrial  Crops  and Products. – 2011. – Vol. 34(1). – Pp. 825-830.
6. Kim N.C, Graf T.N, Sparacino C.M, Wani M.C, Wall M.E. Complete isolation and characterization of silybins and isosilybins from milk thistle (Silybum marianum) // Organic  &  Biomolecular  Chemistry. – 2003. – Vol. 1(10). – Pp. 1684-1689.
7. Ražná K, Hlavačková L, Bežo M, Žiarovská J, Habán M, Sluková Z, Pernišová M. Application of the RAPD  and  miRNA  markers  in  the  genotyping  of Silybum marianum (L.) Gaertn // Acta  Fytotechnica  et Zootechnica. – 2015. – Vol. 18(4). – Pp. 83-89.
8. Subramaniam  S,  Vaughn  K,  Carrier  D.J,  Clausen, E.C.  Pretreatment  of  milk  thistle  seed  to increase  the  silymarin  yield:  an  alternative  to petroleum  ether  defatting //  Bioresource  Technology. – 2008. – Vol. 99(7). – Pp. 2501-250
9. Воронова И. А. Агроэкологические аспекты возделывания расторопши пятнистой (Silybum marianum (L. ) Caertn. ) в условиях лесостепи среднего Поволжья // Нива Поволжья. – 2014. – №1 (30). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/agroekologicheskie-aspekty-vozdelyvaniya-rastoropshi-pyatnistoy-silybum-marianum-l-caertn-v-usloviyah-lesostepi-srednego-povolzhya (дата обращения: 08.09.2022).