Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при создании лакричных плантаций на деградированных орошаемых почвах.
Известен способ предпосевной обработки семян бобовых, включающий замачивание их в растворе химического вещества и последующую промывку, в котором с целью резкого снижения содержания стронция 90 в зерне урожая замачивание семян проводят в 0,01-0,015%-ном растворе нитрозодиметил мочевины в течение 20-24 ч, а промывают их в проточной воде в течение 10-15 мин (SU, авт. св. 692590, М.кл.2 А 01 С 1/00. Способ предпосевной обработки семян бобовых /В. Д. Семенел, К. А. Крупенин, Ю. И.Иванов. Заявлено 10.05.1978, опубликовано 25.10.1979).
Солодка - бобовое травянистое растение, короткопушистое, железистое; стебель прямой, высокий, до 120-210 см, часто с железистыми рассеянными шипиками. Листья солодки - непарноперистые, ланцетные, длиной 8-20 см, ось листа обычно коротко-пушистая, более или менее железистая. Листья - овально-продолговатые с маленьким остроконечником на коротких черешочках, снизу точечно-железистые. Кисти цветов солодки - удлиненные, негустые, короче листьев; венчик фиолетовый, почти беловатый, с узким парусом. Бобы солодки - многосеменные, продолговатые, прямые, длиной 2,0-3,5 см, голые или шиповато-железистые. Семена солодки - округлые, неправильно-прямоугольной формы, иногда слабо сплюснутые. Поверхность их гладкая, матовая, коричневого или зеленовато-серого цвета. Количество их достигает 4-9, редко 1-4.
Солодка и ее корни являются ценным лекарственным и техническим сырьем. Огромное значение имеет качество сырья: содержание в корнях солодки глицирризиновой и глицирретовой кислот, фловоноидов и дубильных веществ. В природе различают настоящие и ложные солодки. Род солодок включает 13 видов. К настоящим солодкам относятся голая, уральская, Коржинского, шероховатая и вздутая. К ложным солодкам причисляют щетинистую, македонскую, бледноцветковую, дурнопахнущую, чешуйчатую, чешейковатую, иглоподобную, астрагаловидную.
Растения настоящих солодок имеют ланцетные, продолговато-яйцевидные или обратно-яйцевидные с округлым основанием листочки. Цветочные кисти рыхлые, продолговатые, цветки крупные. Бобы удлиненные, прямые или изогнутые, многосеменные (4-9, редко 1-4). Корни и корневища сладкие.
Растения у ложных солодок - листочки эллиптические, продолговато-эллиптические с клиновидным основанием. Цветочные кисти плотные, шаровидные или эллиптические до продолговатых. Цветки мелкие. Бобы короткие, яйцевидные или эллиптические, всегда прямые, малосеменные (2-3, редко 6). В корнях и корневищах ложных солодок не содержится сладкого вещества - глицирризина.
На Юге Российской Федерации самое широкое распространение имеют солодка голая (Glycyrrihiza glabra L. ) и солодка уральская (Glycyrrihiza uralensis Fisch. ).
Солодка уральская - многолетнее травянистое растение с ежегодно отмирающими надземными побегами. Многолетними являются подземные органы, т.е. одревесневающие корни и корневища, а также погруженные в почву базальные части надземных органов (карабаш), несущие почки возобновления.
По ритму сезонного развития солодка уральская относится к летне-зеленым длительно вегетирующим растениям. Эффективной температурой для ее развития является температура окружающей среды больше +10oС. Продолжительность ее вегетационного периода для Волгоградской области - с 10 апреля по 5 ноября, а для Астраханской области - с 15 марта по 10 декабря (до начала первых заморозков). В Саратовской области и республиках Калмыкии и Дагестан отмечены сдвиги в прохождении фенологических фаз в популяции солодки уральской. Зрелые семена солодки уральской в Астраханской области можно собирать в конце июля - начале августа. Это относится как к солодке уральской степного экотипа, так и пойменным, кратковременного затопления участков. Продолжительность периода вегетации солодки уральской в пределах ареала ее распространения от 7 до 9 месяцев свидетельствует о большой пластичности вида. Длительность периода вегетации обуславливается не только широтными и долготными климатическим условиями, но и также местными метеоусловиями и экологическими особенностями произрастания вида.
Отрастание побегов в южных районах Волгоградской области и развертывание листьев начинается в конце (в последней декаде) апреля и продолжается 20-30 дней. Определяющим фактором начала этой фазы является сумма положительных температур. Первые бутоны появляются одновременно с развертыванием четвертого-пятого листа на главных побегах и появлением боковых побегов. Фаза бутонизации длится 10-15 суток и заканчивается во время зацветания первых (нижних на побеге) бутонов. В конце июня - начале июля начинается цветение, которое продолжается 25-35 дней. Первые зеленые плоды появляются в первой половине июля, а зрелые - в конце августа. Для солодки уральской характерны длительные периоды цветения и плодоношения. Эти фенофазы накладываются одна на другую, что объясняется разновременной закладкой соцветий на побеге (в пазухах пятого-восьмого листа) и последовательным (снизу вверх) распусканием цветков в пределах соцветия и побега в целом. Созревшие семена остаются всю зиму в кожистых бобах на побегах. Листочки осыпаются в конце октября - в первой декаде ноября - при первых заморозках.
Основная масса семян в бобах остается на побегах в течение всей зимы. Перегнившие побеги с бобами опадают на землю. Стенки (створки) бобов, частично перегнившие (разложившиеся), за период зимнего лежания (редко под снегом) весной не препятствуют прорастанию семян.
Семена солодки уральской почковидной формы 4-5 мм длины и 3-4 мм ширины. Цвет семян - темно-коричневые или оливкового тона. Семена солодки не имеют послеуборочного периода дозревания и при попадании в благоприятные условия способны прорастать сразу после созревания (или даже в несколько недозрелом состоянии). Основная масса семян солодки уральской, как и у большинства диких бобовых, твердые (окаменелость), обладающие ограниченной способностью к прорастанию. Причина затрудненного прорастания твердых семян бобовых обуславливается физико-химическими свойствами и особенностями строения их кожуры, не пропускающей влагу и воздух, что в целом обеспечивает сохранность посевных качеств до 8-9 лет. Лабораторная всхожесть солодки уральской по данным Волгоградской КСЛ колеблется от 5 до 8%. Основная масса семян не прорастает во влажной среде даже после 2 месяцев проращивания в чашках Петри. Всхожесть семян солодки уральской может быть повышена скарификацией - повреждением части кожуры каждого семени. При скарификации всхожесть семян в лабораторных условиях можно поднять с 8% до 70%.
Однако скарифицированные семена солодки подвергаются заражению вирусами. Упомянутый выше фунгицид неэффективен. При соблюдении всех технологических операций по а.с. 692590 полевая всхожесть семян солодки уральской на деградированных орошаемых почвах Волгоградской области не превышает 13-17%. Посев такими семенами при создании широкорядных лакричных плантаций считается непригодным. При выпаде 30-50% растений в их прегенеративный (виржнильный) период посев солодки не принимается в производство. Плотность растений составляет меньше 2000 шт. на 1 га орошаемого участка.
Известен также способ предпосевной обработки семян сахарной свеклы, включающий обработку семян тетраметилтиурамдисульфидом, в котором с целью повышения сопротивляемости проростков сахарной свеклы возбудителям корнееда перед обработкой тетраметилтиурамдисульфидом добавляют водный раствор арахидоновой кислоты концентрацией 3•10-5 - 3•10-8 М, а обработку ведут при норме расхода раствора 100-150 л на 1 т семян (SU, авт.св. 1605962, М.кл.5 А 01 С 1/00, А 01 N 37/02. Способ предпосевной обработки семян сахарной свеклы (В. А. Князев, М.П.Пельц, И.Р.Сапожникова и др. Заявлено 19.12.1988, опубл. 15.11.1990).
Солодка голая - многолетнее корневищное растение из семейства Leguminosae. Надземные побеги солодки голой - однолетние. Они развиваются из пазушных почек семядольного узла главного корня и также из пазушных почек горизонтальных и вертикальных корневищ. У солодки образуются как вегетативные, так и генеративные побеги. На генеративных побегах солодки голой в пазухах листьев в период вегетации закладываются почки. Из верхних, по положению на стебле, почек образуются пазушные кистевидные соцветия. Остальные пазушные почки частично развиваются в боковые веточки (вегетативные или генеративные), другие остаются спящими и трогаются в рост только в случае повреждения боковых ветвей. Пазушное кистевидное соцветие представляет собой длинную кисть, где располагаются цветки на коротких цветоножках с прицветниками. На соцветии может развиваться от 2 до 90 цветков. Размеры соцветий достигают 30 см. Они могут быть короче, равны или длине листа, в пазухе которого они развились. Соцветия располагаются как на главном стебле, так и на боковых веточках, развившихся в пазухах нижних листьев основного стебля.
Солодка голая - типичное глубококорневищное растение, не образующее на корнях ни почек, ни побегов. Система подземных органов солодки, обитающей в пойменных условиях, достигает огромных размеров. При благоприятных условиях одно материнское растение, получившее свое развитие от семени, разрастаясь, образует гибкую (до 1 м) многоярусную (2-3 и более ярусов) систему вертикальных и горизонтальных корневищ. Из почек, расположенных на горизонтальных корневищах, происходит интенсивное отрастание новых надземных побегов (парциальных кустов) и придаточных корней, которые после отмирания материнских растений выполняют его функцию. Корневища солодки голой отличаются от корней по внешним признакам. Первые имеют хорошо заметные пазушные почки, располагающиеся по спирали на расстоянии 3-8 см. Корневища в поперечном сечении обнаруживают ясно выраженную сердцевину и радиально ориентированные лучи. У корней таких показателей нет. Кора корневищ имеет продольную "полосатость".
Семенная продуктивность солодки голой. Солодка голая находится в фазе цветения в зависимости от мощности развития побегов от 8-12 до 15-20 дней. Распустившиеся цветки держатся на растении два, редко три дня. В стадии молочной спелости надземные побеги достигают своей максимальной высоты. Линейный рост побегов прекращается. В среднем в пойме р.Волга высота надземных побегов достигает 100-140 см. В конце июля - начале августа семена солодки достигают полной зрелости. Бобы имеют коричневый (шоколадный) цвет. В сентябре - начале октября побеги солодки начинают постепенно сбрасывать листья. К 15 октября другие растения в солодковых ассоциациях прекращают свою активную деятельность и имеют бурый вид, тогда как стебли солодки и ее листья - зеленый. После первого значительного заморозка (в конце октября - первой декаде ноября) они полностью отмирают. Урожай семян солодки голой в дикорастущих зарослях Волгоградской области достигает 13-17 кг/га, тогда как в Астраханской области в условиях Волго-Ахтубинской поймы в 1998 г составил 130-145 кг/га.
На цветение и плодоношение солодки голой оказывают влияние климатические особенности года, гидрологический режим реки, энтомофауна (опылители), способ добычи корневой массы солодки в качестве лакричного сырья и другие факторы.
Семена солодки голой сверху покрыты твердой кожурой, за которой находится сохранившийся в виде пленки эндотерм, плотно облегающий зародыш. Зародыш семени состоит из двух мясистых цельнокрайних семядолей, прижатых друг к другу, изогнутого подсемядольного колена (гипокотиль), почки и зародышевого корешка, который образует бугорок на семени. Быстро и дружно семена солодки способны прорастать в том случае, если оболочка семени будет тем или иным способом повреждена и станет доступной для поступления в семя влаги. В природных условиях всхожесть семян не превышает 3-5%. Всходы семян солодки можно в условиях поймы наблюдать с весны и до глубокой осени. Массовое прорастание семян отмечается весной (в начале мая). Проростки из семян солодки чутко реагируют на степень влажности почвы. Длительное переувлажнение субстрата приводит к массовой гибели. Проростки предпочитают легкие по механическому составу почвы. Они весьма чувствительны к засолению почвы. На сильнозасоленных почвах всходы из семян солодки отсутствуют.
При оптимальных условиях процесс прорастания семян солодки с глубины 1-2 см заканчивается за 23-25 ч с момента появления корешка. Прорастание семян солодки начинается с удлинения гипокотиля. Вследствие роста гипокотиля зародышевый корешок прорывает кожуру семени со стороны рубчика на второй день и поступает наружу. Гипокотиль при этом булавидно расширяется в нижней части, выгибаясь в верхней. Вытягивающийся гипокотиль выносит на поверхность почвы семядоли часто вместе с семенной оболочкой. В первое время семядоли имеют бледно-зеленый цвет, который быстро переходит в темно-зеленый. Семядоли мясистые, яйцеобразной формы, 5-8 мм длины и 4-5 мм ширины на очень коротком (1-2 мм) черешке. Верхняя сторона семядолей плотно опушена короткими блестящими волосками. Снизу листочки менее опушены. Семядоли содержатся на растении до момента образования 8-10 настоящих листьев, все время находясь на уровне почвы. По мере развития главного корня подсемядольное колено втягивается в почву. Между семядолями хорошо различаются верхушечная почка, из которой в дальнейшем образуются стебель и листья.
Первые настоящие листья у проростков простые. Первый лист почти округлый, размером 6-8 мм. Черешок листа 4-6 мм длины. Второй лист широкояйцевидный, 8-10 мм, черешок листа около 6-8 мм длины. Третий лист сходен со вторым. Четвертый лист состоит обычно из двух-трех листочков. Прилистники узколанцентные, мелкие. Появление каждого очередного листочка и сложных листьев во времени строго не выдержано. При оптимальных условиях первый настоящий (простой) лист появляется через 12-15 дней после выхода семядолей на поверхность почвы. Далее каждый последующий лист до четвертого появляется через 2-4 дня, а каждый последующий сложный лист - через 3-6 дней. До освобождения семядолей от кожуры зародышевый корень у солодки развивается слабо и имеет заостренную форму. С отрастанием семядолей корни начинают быстро расти и становятся значительно длиннее гипокотиля. В фазе 7-8 настоящих листьев корневая система сеянцев проникает достаточно глубоко в почву и растения становятся более устойчивыми к изменениям условий внешней среды.
К концу первого года вегетации проростки солодки, появившиеся весной, образуют один (два) надземный побег высотой 15-30 см. Боковые корни проникают на глубину 50-80 см. Диаметр главного корня у корневой шейки достигает 0,5 - 1,0 см. Корневая шейка не только разрастается в ширину, но и вытягивается в длину и вместе с коротким гипокотилем легко отличается своей моркововидной формой, по которой отличаются даже многолетние экземпляры от растений, развившихся путем вегетативного разрастания. Корневая шейка проростка к концу первого года вегетации втягивается в почву на 1-2 см.
Пазушные почки семядольных листьев и 2-3 пазушные почки базальной части надземного стебля, оказавшегося погруженным в почву в силу втягивающей способности корня, служат для образования надземных стеблей и корневищ весной будущего года. Ниже подсемядольного узла проростков никакие почки не закладываются. Весной отрастание надземного побега может проходить в различных вариантах. В рост могут тронуться обе семядольные почки, образовав два надземных побега, или начинают развиваться пазушные почки прошлогоднего стебля. Часто в рост трогаются и те, и другие почки.
Корневище, если оно образовано в первый год жизни, часто в холодные, бесснежные зимы отмирает. В этом случае в середине лета одна или две (семядольные или пазушные) почки образуют новое корневище, которое к концу вегетации достигает до 150 см длины. В первом году жизни горизонтальные корневища солодки парциальных (надземных) побегов не образуют.
Ювениальный период у солодки длится два-три года.
Наблюдения энтомологов показывают, что на солодке голой в пойме рек Волги и Ахтубы паразитирует большое число насекомых и отмечается ряд болезней (см. табл. 1). Некоторые из отмеченных видов в отдельные годы значительно повреждают различные органы растения: стебель, листья, семена, цветки и подземные органы. Наиболее опасными из них являются:
1. Chrysochares asiatica Pall. - азиатский листоед и Bruchidius glycyrhizae Gyll. - зеленый солодковый долгоносик. В массе солодковых зарослей они поедают листья солодки с мая и до глубокой осени. Особую опасность представляют эти вредители на молодых сеянцах и побегах. Поедая листья, они тормозят рост растения, иногда вызывая аномальное развитие солодки. Меры борьбы: в очагах рекомендуется проводить опыливание зарослей раствором 12%-ного дуста ГХЦГ) или гексхлорана из расчета 25-30 кг на 1 га.
2. Представители семейства тлей Aphididae. На растениях тля появляется в начале мая, в массе встречается в июне - июле. Поселяется на молодых, растущих частях побегов. Тля в процессе питания выделяет сахаристую жидкость, привлекающую массу муравьев. Пораженные места зеленых побегов и листья выглядят черными. При массовом развитии тля вызывает пожелтение листьев, верхушки побегов приостанавливаются в росте и искривляются. Это приводит к угнетанию и гибели побегов солодки. Меры борьбы: очаги тли уничтожаются путем опрыскивания жидким раствором НИУИФ (100%) или раствором 30%-ного жидкого концентрата меркаптофоса.
3. Представители отряда клопов Heteroptera. Клопы высасывают содержание семян. Семена солодки поедаются личинкой Bruchidins glycyrrhizae и хальцидой Bruchophadus mutabilis. Общая повреждаемость семян этими вредителями достигает 10%. Меры борьбы те же, что и с тлей.
4. Медведка обыкновенная - Cryllotalpa gryllotalpa. Личинки и взрослые насекомые перегрызают и поедают молодые растущие части корневищ и корешки проростков сеянцев солодки. При большом скоплении насекомых всходы растений поражаются полностью.
5. Червецы семейства Margarodidae род Porphyrophora sp. Часто на значительной площади, не заливаемой паводковыми водами, уничтожают большие площади естественных зарослей. Колония червецов, поселяясь на вертикальных корневищах и высасывая их содержимое, вызывает гибель надземных побегов солодки. Специфический образ жизни паразита затрудняет борьбу с ним. Агротехнический метод должен считаться основным приемом по борьбе с червецом.
Из отмеченных болезней (см. табл. 2) на солодке наиболее опасными являются:
1. Мучнистая роста (возбудитель Leveillula leguminosarum f. glycyrrhizae (Lacz.) Golov).
Роса развивается на листьях, образуется белый, плотный, войлочный налет. Растения поражаются с августа и до конца вегетации. Меры борьбы: уничтожаются пораженные части с зимующими перитециями. Применяют опыливание или опрыскивание растений препаратами серы: серным цветом, известково-серным отваром.
2. Ржавчина (возбудитель Urumyces glycyrrhizae). Поражает листья и стебли, образуя каштаново-бурые, затем темнеющие, сливающиеся и порошащие пятна. Растения поражаются с мая до октября. Меры борьбы: опрыскивание зарослей бордосской жидкостью, удаление пораженных растений в начале появления болезни.
Представленный анализ биологии растений солодки голой в качестве мезогалофита применительно к культурным плантациям семенного происхождения на обесструктуренных и бросовых орошаемых ранее земель показывает низкую эффективность раствора тетраметилурамдисульфида и арахидоновой кислоты по авт. св. СССР 1605962.
Низкая эффективность обработки семян солодки в допосевной период, так же как и черенков из ее корневищ, приводит к тому, что на культурных плантациях корни и корневища растений уничтожаются личинками, принадлежащими семейству Geeambycidae - усачей, род Plagionotus. Биологические особенности жуков рода Plagionotus следующие. Жуки (взрослые насекомые) вылетают в мае - июле. Откладка яиц происходит в прикорневую часть кормовых растений. Личинки грызут корни и нижнюю часть стебля. Особенно сильно повреждаются корни растений 3-4 года вегетации. Вред причиняется как на затапливаемых участках, так и на неполивных посевах. Личинки по своей форме и размерам по внешнему виду напоминают короеда древесных насаждений.
Кроме этого, известен способ предпосевной обработки семян, включающий воздействие на семена жидкой средой, содержащей стимулятор всхожести семян в концентрации 0,01-0,5 %, в котором в качестве стимулятора роста используют натриевые соли алкилароматических сульфокислот формулы
Cn•H2n+1•Ar•SO3•Na,
где n= 8-12;
Ar - остаток ароматического углеводорода,
а воздействие осуществляют в течение 8-24 ч (RU, патент 2058699, С1, МПК6 А 01 С 1/00, А 01 N 35/00. Способ предпосевной обработки семян // Галифанов Г. Г. , Реджепов О. Г. , Агаджанов Г.М. и Нурсахатов О.С. Заявлено 14.08.1992, опубл. 27.04.1996). Этот способ нами принят за ближайший аналог.
Острая необходимость промышленной добычи лакричного корня для удовлетворения внутренней потребности России и международных рынков определила возможность поиска перспективных регионов для организации лакричной индустрии с использованием как природных (дикорастущих) зарослей, так и плантаций с использованием посадочного материала в виде черенков из корневищ солодки, предпочтительно местного экотипа. Одним из таких регионов является Нижнее Поволжье с Волго-Донским междуречьем и Волго-Ахтубинской поймой. Характерная особенность региона - обилие солнечного тепла в сочетании с интразональным характером увлажнения почв в затапливаемых местах в паводковый период. Вегетационный период достигает 200 суток, а сумма положительных температур превышает 3600oС при высокой биологической активности ультрафиолетовой радиации. Количество часов солнечного сияния достигает 2335, а суммарная радиация - 115 (ккал•год)/см3. Максимальная температура в июле на поверхности почвы достигает +60oС, а воздуха - +43oС. Годовое количество осадков в южной части региона не выше 150-200 мм при испаряемости свыше 1000 мм.
Сухость климата сочетается с резкой переменностью режима увлажнения почв, обусловленной в пойме рек временным затоплением паводковыми водами. Их переувлажнение под слоем воды и в период ее схода с поверхности в мае - июне сменяется иссушением в остальные месяцы вегетационного периода.
В таких условиях обитают лишь те автотрофные виды растений, которые в результате длительной эволюции приобрели комплекс приспособительных признаков, обеспечивающих им высокую толерантность к неблагоприятным биотическим и абиотическим факторам. К одному из таких видов относятся солодки, в числе которых наиболее распространенная и наиболее ценная солодка голая. Солодку следует относить к ряду аллохтонных видов как натурализовавшихся интродуцентов, наследственно закрепляющих приобретаемые новые морфологические и физиологические признаки, типичные для пойменных фитоценозов. В этом ряду солодка образует устойчивые сообщества, выполняя роль эдификатора. Солодка отличается автотолерантностью и не отравляет себя корневыми и другими выделениями и без снижения биологической продуктивности может произрастать на одном и том же месте длительное время. Локализованные популяции солодки в виде плотных зарослей можно рассматривать как сложную саморегулируемую систему, которой свойственно последовательно устойчивое состояние гомеорезиса. Именно это свойство солодки голой свидетельствует о высокой степени ее адаптации, направленной к гомеостатическому равновесию.
Высокую степень филогенетической адаптации солодки к обиотическим факторам обеспечивают как морфологические и физиологические, так и популяционные параметры. Из морфологических основным является строение подземных органов, отличающихся чрезвычайной мощностью и уникальностью, способностью образовывать сложнейшие системы на значительных территориях. Корневая система солодки голой может быть отнесена к универсальному аллоризному типу. Под базальной частью стебель солодки переходит в вертикальный побег, образующий на глубине 0,2. . .0,4 м главный вертикальный корень, который ветвится ярусно. Первый ярус располагается в слое почвы 0,1...0,4 м. Второй ярус вскрывается на глубине 0,4...0,6 м (нижняя граница увлажнения почвы осенне-зимними осадками). Третий ярус находится в зоне увлажнения почвогрунтов капиллярными токами грунтовых вод.
Апикальная и латеральная мерисистемы корней обеспечивают не только их интенсивный рост в вертикальном направлении, но и активное боковое ветвление. Быстрорастущие горизонтальные корни, возникающие из конечных почек на расстоянии 0,5. ..1,5 м друг от друга, образуют побеги, устремленные вверх. Это вертикальные корневища, которые, выходя на поверхность почвы, преобразуются в надземные лиственные стебли. Новое растение, развивая корневую систему, в свою очередь дает подземные побеги с почками, из которых формируются очередные новые дочерние растения. При этом родовая связь между разновозрастными растениями не теряется в течение многих десятков лет. В итоге под куртинами солодки образуется сложнейшая система корней, обеспечивающая вне зависимости от складывающихся внешних условий ежегодное массовое отрастание надземные побегов. В плотных зарослях солодки голой пойменного экотипа (30. . .40 побегов на 1 м2) высотой 1,5-2,1 м при 10%-ном проектном покрытии массы надземных побегов достигает 4-5 т/га, а корневая масса - 20-35 т/га при влажности сырых корней 42-45%. Площадь поверхностного контакта корневищ с почвой многократно увеличивается за счет многочисленных придаточных корней (отростков) до 0,07 м.
Одним из путей ризогенной приспособленности этого растения к условиям этафотопа является изменение архитектоники корней. Корневища солодки, произрастающей на богатых глубокогумусированных (до 0,6...0,8м) лугово-дерновых почвах в северной части поймы от Средне-Ахтубинского района Волгоградской области до Черноярского района Астраханской области, локализуется главным образом в слое 0...0,6 м без четкой дифференциации по его генетическим горизонтам. При этом второй ярус горизонтальных корней практически не прослеживается. Глубинное ветвление вертикального стержневого корня начинается лишь в зоне капиллярного увлажнения почвогрунтов грунтовыми водами (гидротропизм).
На недоразвитых почвах с маломощным гумусовым горизонтом (до 0,15 м), которые характерны для южной части Волго-Ахтубинской поймы, корневища солодки размещаются в слое 0... 0,3 м. Первый ярус (до 60%) располагается в слое 0. . . 0,25 м. Второй ярус горизонтально ориентированных корневищ прослеживается в слое 0,35. ..0,40 м, который является нижней границей иллювия. В этих местообитаниях общая масса корней в слое 0...0,25 м складывается в 1,5. ..1,8 раза большей, чем на участках с мощными гумусовыми почвами. Солодковые заросли обладают качествами тигмотропизма. При этом наблюдается проявление фасциации.
Реституционная способность растений солодки обеспечивает жизненность корневой системы. Расчлененные и оставшиеся в почве корневища (после распашки или выборки лакричного сырья или других механических повреждений корневой системы с уничтожением базальной части растений), имея значительное количество запасных веществ, весной при влажности почвы не менее 65...70% НВ начинают отрастать. Образуемые из спящих почек, покрытые чешуями побеги пробиваются на дневную поверхность. При солнечном освещении чешуйки превращаются в прилистники, а за ними разворачиваются сложные листья, из пазух которых вырастают стеблевые побеги.
Следующим этапом является формирование базальной части молодого растения и образование новой корневой системы в виде корневищ и придаточных корней. Так появляется новое материнское растение.
Эти особенности дают представление о том, что корневая система солодки является аккумулятором и хранителем ее жизненной силы, своего рода биофундаментом для построения жизнеспособных популяций, отличающихся высоким продуктивным долголетием.
Адаптационный комплекс, обеспечивающий жизненность пойменного экотипа солодки, складывается из приспособительных реакций подземных и надземных ее органов. Среди них следует выделить следующие:
1. Поймостойкость. Обеспечивается двумя путями физиологической приспособленности. Первый путь свойственен экотипическим модификациям растения, обитающего на краткопойменых лугах высокого уровня или на эпизодически затопляемых гривах. Переносит затопление с трудом. Побеги солодки под слоем воды сбрасывают листья. В случае полного и длительного затопления погибают не только надземные побеги и базальная часть, но и довольно значительная доля корней. При неполном покрытии слоем воды побеги над ее поверхностью вегетируют и даже могут вступить в фазу цветения уже в период разлива (май-июнь). Это явное проявление сезонного диморфизма, когда полиморфный вид, к которому относится солодка, образует более ранние и поздние формы. На освобождающихся от слоя воды краткозатопляемых лугах солодка зацветает лишь в июне, а бобы образуются в июле и в случае ассоциативности с ассектаторами из семейства мятликовых они не создают типичных цветовых аспектов. Постфлоральный период у этих растений очень длительный, они цветут с июня по август.
Второй путь присущ модификации экотипа, обитающего на среднепойменых лугах. Здесь часть растений солодки под слоем воды не развивает надземной массы. Отрастание побегов начинается после полного схода воды с поверхности, затем они интенсивно развиваются и к сентябрю могут достигнуть высоты 1,8... 1,2 м (гигантизм растений).
Аналогичный цикл развития типичен и для лиманного экотипа солодки, побеги которого обрастают только после полной сработки слоя воды.
2. Ксеротермостойкость. Особенности корневой системы растений солодки голой дают определенное право ее отнести к гомойогидрическим растениям, способным поддерживать обводненность тканей на достаточно постоянном уровне и регулировать расходование воды в зависимости от внешних условий. Интенсивным использованием подпочвенной влаги обеспечивается нормальное водоснабжение организма и быстрое нарастание вегетативной массы. Как гелиофит, она имеет дифференцированный листовой аппарат. Листья верхних ярусов, развивающиеся в условиях большой сухости, отличаются более мелкоклеточной, ксероморфной структурой и большей засухоустойчивостью. В целом лист солодки характеризуется значительной толщиной, жесткостью, смолистостью с поверхности точечных желез на вентральной стороне. При бездефицитном водоснабжении корневой системы мощный листовой аппарат растений солодки обеспечивает высокую транспирационную способность. Общий расход воды за вегетацию достигает 740.. .920 мм при максимальных значениях в июле - августе 222...257 мм.
3. Реакция на седиментацию. Солодка способна переносить засыпание корневой шейки большим слоем наилка. Даже при толщине грунтовых наносов 0,10... 0,15 м базальные побеги из перезимовавших спящих почек пробиваются на поверхность.
4. Зимостойкость. Морозостойкость обеспечивается общей физиологической приспособленностью, а также высоким содержанием органических кислот (глицирризиновой от 8 до 20 %), крахмала (до 20%), наличием моно- и дисахаридов и значительным (до 30% в зоне корней) содержанием калия.
5. Конкурентоспособность. По нашим наблюдениям, среди растений Нижнего Поволжья нет видов, способных элиминировать солодку, растения которой прошли фазу эцезиса в смысле приобретения ими начальной устойчивости при охвате определенного участка территории и использовании известной доли местных жизненных ресурсов. Способность интенсивного развития универсальной корневой системы выводит солодку в лидеры в борьбе за влагу - основной лимитирующий фактор жизни растений в аридных условиях. В силу совершенной организации системы подземных органов она проявляет высокую конкурентоспособность даже в субоптимальных условиях. В сложной мозаике условий, характерной для пойм южных рек, солодка превосходит своих возможных конкурентов. При развитии растений наблюдается следующая экологическая закономерность: при сходстве растений один из видов элимитируется в результате конкурентного исключения. Солодка (бобовая культура) безущербно уживается со многими видами из семейства мятликовых (злаковых). Она с ними образует устойчивые ассоциации, а в пионерных группировках выдерживает компрессию рудеральных видов. По границам гипсометрических ярусов солодка уживается с таким ярко выраженным эксплерентом, как тростник.
Высокую конкурентоспособность солодки можно объяснить также и абсолютом ассоциативной коммунальности, что позволяет сообществам растений продуктивно жить долгие годы. Сочетание приспособительных свойств обеспечивает солодке комплексную адаптацию к возможно неблагоприятным условиям обитания. На уровне онтогенетической и филогенетической адаптации солодка выработала механизмы устойчивости к совокупному действию среды. Высокая потенция вегетативного размножения компенсирует недостатки генеративного.
Своеобразие генеративного аппарата ограничивает семенное распространение солодки и омоложение ее популяций. Семенная продуктивность солодки ниже, чем у других травянистых видов из семейства бобовых. Один побег солодки может дать в благоприятные годы до 400...500 семян. Максимальная урожайность семян солодки наблюдается с периодичностью 2-3 года.
Диссеминация солодки сдерживается спецификой ее боба и самого семени, их физическими характеристиками. Бобы прочно прикреплены к стеблю (базикарпический тип) и держатся на нем до весны. Процент проросших семян в силу внутренних механизмов весьма низок. Прочность механической оболочки задерживает процессы образования полноценных зародышей. Этому способствуют бластоколины - тормозители прорастания. Эти ингибиторы удаляются медленно только при перегнивании защитной оболочки семени. Состояние глубокого покоя семян обеспечивает пролонгацию их пробуждения к жизни.
Представленные материалы позволяют констатировать: при закладке плантаций солодки предпочтение следует отдать способу создания лакричных плантаций на деградированных орошаемых почвах путем посадки черенков из корней и корневищ солодки местного экотипа, а не высеву ее семенами.
Предпосевная обработка семян солодки голой в качестве стимулятора роста натриевыми солями алкилароматической сульфокислоты не оказывает положительного действия из-за твердокаменности оболочки семян. В силу сложившихся экономических взаимоотношений между сельским хозяйством и заводами химической промышленности цена 1 кг препарата становится недосягаемой для приобретения и использования.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - создание плантаций культуры солодки на деградированных орошаемых почвах с высоким уровнем залегания грунтовых вод и с применением посадочного материала в виде черенков из корневищ солодки, обработанных биостимуляторами роста.
Эффект и технический результат - устойчивые сообщества растений солодки на культурных плантациях, снижение уровня грунтовых вод, уменьшение степени ее минерализации, создание высокобелковой кормовой базы на второй и последующие годы жизни, долголетние устойчивые сырьевые ресурсы для химической и фармацевтической промышленности в виде ценных лакричных корней и корневищ, уменьшение водной и ветровой эрозий, восстановление плодородия почвы и сохранение экологии.
Указанный выше технический результат достигается тем, что в известном способе сохранения посадочных качеств черенков из корней и корневищ солодки в качестве мезогалофита при создании лакричных плантаций на деградированных орошаемых почвах, включающем воздействие на черенки жидкой средой, согласно изобретению, в качестве жидкой среды используют рассол бишофита, а воздействие осуществляют в течение 4-6 ч при температуре 30 - 45oС.
За счет того что пробковый и лубяной слои черенков из корней и корневищ солодки насыщаются солями и микроэлементами из нагретого раствора бишофита, происходит покрытие защитной пленкой, достигается вышеуказанный технический результат.
Проведенный заявителями анализ уровня технологий (способов) и техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителями не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Предложенные ближайшие аналоги для способа позволили выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителями техническому результату отличительных признаков в заявленном способе для осуществления поставленной задачи, изложенной в формуле изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.
Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию "изобретательского уровня" заявители провели дополнительный поиск известных способов с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от ближайших аналогов признаками заявленного изобретения. Результаты проверки показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня технологии и техники, в частности заявленным изобретением не предусматриваются известные преобразования.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного способа, заключаются в следующем.
Для создания плантаций культуры солодки на деградированных орошаемых почвах заготавливают, в первую очередь, горизонтальные корневища и главные корни с корневой шейкой, а также вертикальные корневища (карабаш) длиной 20-25 см. Горизонтальные корневища у солодки являются основным органом размножения, при помощи которых, разрастаясь и развиваясь, растение образует заросли сначала в первый год жизни в виде строк, затем в виде узких лент, а в последующем - в виде сплошных зарослей. В районах промышленной заготовки лакричного сырья совмещают заготовку и подготовку черенков к посадке. В качестве черенков используют корневища диаметром до 10 мм. Наиболее энергичные процессы роста и развития отмечаются при посадке черенками 4-6-летнего возраста. Дальнейшее развитие из таких черенков отличается интенсивным приростом корневищ и звездчатым их распространением. Растения из этих черенков образуют множество парциальных побегов.
Плотность одревесневшей массы указанных корневищ при заготовке в поймах рек, как правило, меньше 1 г/см3 при относительной влажности 42-43%.
Нашими экспериментальными данными установлено также, что плотность корней и корневищ солодки голой степного экотипа (ОПХ "Орошаемое" ВНИИОЗ, Городищенский район Волгоградской области) достигает 1,23...1,34 г/см2 при относительной влажности 38...41%.
Перед высадкой черенков их подвергают предпосадочной обработке. Все черенки для механизированной посадки нормализуют, т. е. обрезают концы таким образом, чтобы длина черенков была 20±5 см. На каждом черенке должно быть не менее 5-6 пазушных почек. Черенки связывают в пучки по 100±10 шт. На пучки с черенками из корневищ солодки пойменного или степного экотипа воздействуют жидкой средой. В качестве жидкой среды используют минерал бишофита. Химическая формула - MgCl2•6H2O. Монокристаллы коротко призматические, листоватые, волокнистые. Удельный вес (плотность) 1,604 г/см3. Вкус острый, горький. В соляных залежах сульфатного типа. Бишофит богат магнием. Состав проб рассола выщелачивания бишофита сульфатного типа по двум месторождениям Волгоградской области представлен в табл. 3. Химический анализ проб рассолов бишофита с Наримановского и Городищенского месторождений Волгоградской области показан в табл. 4. Содержание микроэлементов в рассоле бишофита, добытого из скважины 4 Городищенского месторождения, приведено в табл. 5.
Для обработки черенков из корневищ солодки раствором (рассолом) бишофита готовят емкость с двойной стенкой. В межстеночное пространство подается подогретая вода температурой 45 - 50oС. Внутреннюю емкость заполняют рассолом бишофита до 3/4 от общего объема. Деревянной мешалкой рассол тщательно размешивают. Термометром замеряют температуру рассола и ее поддерживают в пределах 30o - 45oС. Пучки с черенками из корневищ солодки укладывают в емкость с рассолом бишофита. Так как удельная масса (плотность) рассола больше 1 г/см3 (см. табл. 4), то пучки с корнями солодки всплывают. По этой причине для заполнения всего объема емкости с бишофитом, пучки с черенками придавливают гнетом через деревянную решетку. Рассолом бишофита на черенки воздействуют в течение 4-6 ч. За указанное время пробковый и лубяные слои впитывают соли и микроэлементы. Пазушные почки, срезы и продольные трещиноватости после воздействия остаются покрытыми тонкой пленкой из различных солей, представленных в табл. 3. После обработки рассолом бишофита связанные в пучки корни укладывают в полиэтиленовые или бумажные мешки и доставляют к местам высадки.
Посадку черенков из корней солодки проводят механизированным способом. На подготовленном массиве переоборудованной шестирядной сажалкой СКН-6 в агрегате с гусеничным трактором ДТ-75 М проводят одновременно посадку сразу шести рядков. Ширина междурядий В= 0,7м (±0,01м). Глубина посадки Н =0,2 м (±2см). Положение черенков - горизонтальное. Ориентация - по оси ряда. Шаг посадки L= 0,9±0,05 м. Ряды посадок прикатывают опорно - прикатывающими катками сажалки.
При создании плантаций на деградированных орошаемых землях, как правило, уровень залегания грунтовых вод не превышает 0,4-0,6 м от поверхности земли. При прикатывании каждого рядка создается контакт черенков с почвой. Увеличение плотности почвы приводит к тому, что по капиллярам влага поднимается в верхние слои. При температуре почвы выше +15oС и достаточной влаге из пазушных почек начинают отрастать ростки, одни из которых образуют надземные побеги, а другие - корни. С первых дней формируется удлиненный вертикальный побег. Во влажной среде из ростков образуются корни, в т. ч. и главный, вертикальный. У него образуются боковые корни. На боковых корнях появляются даже в первый год жизни растений клубеньки.
Начало образования парциальных побегов на горизонтальных корневищах черенков - отличительная особенность плантаций солодки. На побегах имеют место сложные листья. По мере развития растений в рост трогаются новые спящие почки черенка. Наличие макро- и микроэлементов в пробковом и лубяном слоях каждого черенка исключает на первом этапе развития растения пагубное воздействие микроорганизмов. При дальнейшем развитии растения корнями используются запасы питательных веществ как из самого корневища, так и с поверхности черенка привнесенных макро- и микроэлементов минерала бишофит.
В табл. 6 и 7 представлены результаты экспериментальных данных воздействия рассола бишофита на черенки корневищ солодки голой местного экотипа при создании лакричных плантаций увеличением температуры рассола и длительностью его воздействия. Наблюдения за посадками показали, что растения солодки устойчиво развиваются на обедненных минеральным питанием почвах.
По истечении 6-7 лет плантации солодки представляют собой ценное техническое и химическое сырье растительного происхождения. Корни и корневища солодки (голой, уральской, Г.Коржинского) содержат тритерпеновые сапонины: глицирризин (калиевая и кальциевая соли глицирризиновой кислоты, максимальное содержание 23%), обуславливающий приторный сладкий вкус, ураленоглюкорановую кислоту, агликоном которой является ураленовая кислота (оксиглицирретиновая), а также многочисленные производные глицирризиновой кислоты - глабровую кислоту, 18-глицирретовую, 18, 19 - дегидроглицирретовую, 11- дезоксиглицирретовую, ликвиритиновую и др.
Глицирризин является тритерпеновым гликозидом и содержание его в сырье колеблется в широких пределах от 5 до 23%. Кроме того, в солодке обнаружен пентациклический тритерпен - карбеноксолон, обладающий биологической активностью.
Вторая группа биологически активных веществ в корнях и корневищах солодки представлена флавоноидами (до 4,3%), которых обнаружено около 30. Флавоноиды представлены флавонолами, халконами и их изоформами. К ним относятся ликвиритин, изоликвиритин, ликвиритигенин, ликуразид, изоликвиритигенин, неоликвиритин, рамноликвиритин, рамноизоликвиритин, изоглаброзид, глаброзид, уралозид и др. В солодке содержатся также до 20% моно- и дисахаридов; пектины (4-6%); липиды (3-4%); горькие вещества (2-4%); смолы (2-4%); фенолкарбоновые кислоты и их производные - ацетат салициловой кислоты, салициловую, синаповую, феруловую; кумарины (до 2,6%) - гераниарин, ликьюмарин; дубильные вещества (до 14%); алкалоиды; следы эфирного масла (до 0,03%); белки (около 10%); органические кислоты (до 4,6%) - винную, лимонную, яблочную, фумаровую ; стероиды - β-ситостерин, эстриол, 22,23 -дегидростигиастерин; витамины (аскорбиновая кислота до 30 мг /%); камеди; аспарагин.
Крахмал, содержащийся в корне, относится к запасным веществам и его количество зависит от фазы вегетации и составляет 6-34%.
В корнях и корневищах содержится: зола - 7-8%; макроэлементы (мг/г): К - 14,50, Са - 11,50, Mg - 2,40, Fe - 0,70; микроэлементы (КБН): Mn - 0,15, Сu - 0,31, Zn - 0,33, Cr - 0,17, Al - 0,53, Ва - 0,42, V - 0,28, Se - 12,14, Ni - 0, 63, Sr - 1,01, Рb - 0,03, В - 54,80 мг/г. Не обнаружены: Со, Мо, Cd, Li, Ag, Au, J. Концентрирует Fe, Sr, Se.
Промышленным критерием качества корня является также содержание экстрактивных веществ, т. е. сумма всех растворимых в воде (или в других экстрагентах) веществ. Содержание водорастворимых экстрактивных веществ в солодке может достигать 40%.
В надземных частях растения глицирризиновая кислота не содержится и тритерпеновые сапонины представлены другими соединениями. Кроме того, надземные части солодки богаты флавоноидными соединениями и С-гликозидами. Надземная часть солодки признана ценнейшим белковым кормом и заготовленное в стадии цветения сено по кормовым качествам приравнивается к высокобелковому сену люцерны.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения совокупности условий: заявленный способ предназначен для использования в сельском хозяйстве для создания черенками из корней и корневищ в качестве мезогалофита долговременных лакричных плантаций в качестве добываемого сырья растительного происхождения для нужд химической, фармацевтической, табачной, кондитерской, парфюмерной, консервной и других отраслей промышленности; возможность осуществления изобретения достигается с помощью известных методов и средств; предлагаемый способ предпосадочной подготовки черенков из корневищ солодки голой обеспечивает создание плантаций побегами местного экотипа с высоким биопотенциалом и стойкостью к минерализованной воде; насыщение пробкового и лубяного слоев черенков рассолом бишофита с большим количеством микроэлементов способствует ускоренным процессам корне- и побегообразования из пазушных посек при температуре почвы выше +15oС; технический результат предлагаемого способа достигается при проросте обработки и доступности рассола бишофита для его реализации и характеризуется широкими возможностями.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.
Изобретение предназначено для использования в сельском хозяйстве при создании лакричных плантаций. Способ включает помещение подготовленных для посадки черенков из корневищ в рассол природного минерала бишофита и выдерживание в течение 4-6 ч при температуре 30 - 45oС. Способ позволяет ускорить корне- и побегообразование из пазушных почек при температуре выше +15oС. 7 табл.
Способ сохранения посадочных качеств черенков из корней и корневищ солодки при создании плантаций культуры солодки на дестабилизированных орошаемых почвах, включающий воздействие на черенки жидкой средой, отличающийся тем, что в качестве жидкой среды используют рассол природного минерала бишофита, а воздействие осуществляют в течение 4-6 ч при температуре 30-45oС.
| Ф.Мак-миллан Броуз | |||
| Размножение растений | |||
| - М.: Мир, 1992, с.79-80 | |||
| Способ предпосевной обработки семян сахарной свеклы | 1988 |
|
SU1605962A1 |
| Способ предпосевной обработки семян бобовых | 1978 |
|
SU692590A1 |
