СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ КОНОПЛИ Российский патент 2007 года по МПК A01G7/00 A01H1/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к процессу репродуцирования растений безнаркотических сортов конопли.

Известен способ выращивания растений конопли для промышленных целей, включающий воспроизведение каждого нового семенного поколения путем выполнения основных агротехнических приемов возделывания (Г.И.Сенченко, В.П.Ситник, В.Г.Вировец, А.Д.Бондаренко, Н.М.Орлов. Производство сортовых семян конопли: методические указания. - М., ВО «Агропромиздат», 1988. - 24 с.). Однако данный известный способ не позволяет значительно увеличить коэффициент размножения семян, кроме того, в процессе воспроизведения не учитывается наличие в растениях тетрагидроканнабинола (ТГК) - самого активного в психотомиметическом отношении каннабиноидного соединения.

Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, является повышение урожайности и коэффициента размножения семян, а также снижение содержания каннабиноидных соединений в растениях.

Достигается это тем, что в способе выращивания растений конопли, включающем выполнение агроприемов, в качестве дополнительного агроприема осуществляют декапитацию растений в фазе 3-х пар листьев.

Целесообразно дополнительно в растениях определить содержание наркотических веществ и оставлять для выращивания те растения, содержание наркотических веществ в листьях которых в фазе бутонизации не превышает 0,01%, а их содержание в соцветиях в фазе созревания 50-75% семян не превышает 0,03%.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение.

Пример 1. В 1997-2000 годах провели изучение влияния декапитации растений конопли на формирование основных элементов продуктивности, урожайности и на коэффициент размножения семян. В качестве объекта исследования использовали растения однодомных сортов Диана (зеленостебельная) и Ингреда (желтостебельная), посевы суперэлиты, элиты, первой и второй репродукций которых размещали на отдельных пространственно-изолированных участках (не менее 2 км друг от друга). Высокий агрофон на участках создавали внесением под предпосевную обработку почвы минеральных удобрений из расчета N120 Р90 К90 кг/га действующего вещества. Посев осуществляли сеялкой СОН-4,2 широкорядным способом с междурядьями 70 см при норме высева 0,9 млн. всхожих семян на 1 га (12-15 кг/га). Опыты по декапитации растений выполняли по схеме: 1. Контроль - без декапитации; 2. Декапитация растений в фазе 3-х пар листьев навесной травяной косилкой КС-2,1 (фиг.1). Урожайность семян и стеблей учитывали методом пробного снопа. Полученные данные подвергали математической обработке методом дисперсионного анализа.

Результаты исследований приведены в таблице 1. На фиг.1 изображено растение конопли после выполнения агроприема декапитации. На фиг.2 изображены растения конопли в фазе созревания 75% семян, ранее подвергнутые агроприему декапитации.

Табличный материал подтверждает высокую эффективность применения декапитации как приема ухода при выращивании растений конопли. Так, число продуктивных веток на растениях у сорта Ингреда возрастает в 3,0-3,8 раза (фиг.2), а у сорта Диана - в 3,1-3,9 раза. Следовательно, способом согласно изобретению можно вырастить 3-4 колоса там, где рос один. После декапитации совокупная длина метелок у сорта Ингреда увеличилась на 104,7-149,2%, а у сорта Диана - на 141,1-171,1%, что сказалось на повышении продуктивности растений по семенам и стеблям. К примеру, в опытах с декапитацией растений превышение по продуктивности семян в сравнении с контрольными вариантами составило у сорта Ингреда 103,3-149,1%, a у сорта Диана - 137,9-171,3%.

См. также данные, представленные в таблице 2.

Экспериментально показано, что чем позднее в онтогенезе выполнена декапитация, тем меньше показатели элементов продуктивности растений (см. таблицу 3).

Согласно полученным данным, декапитацию растений следует проводить в фазу 3-х пар листьев, так как в этом случае в 3,5-4,1 раза увеличивается количество сформировавшихся репродуктивных веток по сравнению с контрольным вариантом, в 2,6-2,8 раза выше совокупная длина метелок, а масса семян и стеблей в расчете на одно растение превышает показатели контрольного варианта, соответственно, на 161,1-178,5% и 180,1-187,1%.

Данные, приведенные в таблице 4, показывают возможность увеличения путем декапитации растений урожайности стеблей и семян в 2,0-3,0 раза, а коэффициента размножения семян - в 116-148 раз.

При использовании способа согласно изобретению можно сократить площади семеноводческих посевов с общепринятых 15-20% до 7-10% и взамен расширить площади производственных посевов до 90-93% (Общая площадь посева конопли = семеноводческий посев (7-10%) + производственный посев (90-93%)). Можно также перейти с действующей 5-звенной схемы семеноводства на более короткую и эффективную 4-звенную (оригинальные семена → суперэлита → элита → первая репродукция).

Пример 2. В 1994-1997 гг. провели специальные опыты на растениях сорта Диана по установлению характера онтогенетической изменчивости содержания ТГК в листьях разных формаций (см. таблицу 5). При этом количественное содержание тетрагидроканнабинола определяли на хроматографе «Кристалл 2000М» с программированием температуры. Содержание расчитывали по методу внутреннего стандарта. В качестве внутреннего стандарта использовали метилстеарит.

Исследования показали, что в низовых, а также в первой и второй парах срединных листьев ТГК содержится только в следовых количествах. Его количество закономерно увеличивается начиная с третьей пары листьев и наибольшее количество содержится в кроющих листьях и околоцветниках.

Результаты анализа содержания каннабиноидов в декапитированных растениях представлены в таблице 6.

Следует отметить различное содержание каннабиноидов (КБД, ТГК, КБН) в растениях суперэлиты, элиты и первой репродукции: наименьший уровень каннабиноидов отмечен у растений суперэлиты, наибольший - у растений первой репродукции. Таким образом, содержание каннабиноидов достоверно повышается при снижении репродукции.

Что касается декапитации, то она существенно снижает содержание основных каннабиноидов в репродуктивных органах конопли. Так, например, в посевах суперэлиты содержание КБД в растениях, подвергавшихся декапитации, было на 0,015% ниже, чем в контроле, а содержание ТГК - ниже на 0,003%.

Естественно, снижение содержания каннабиноидов в декапитированных растениях позволяет рекомендовать этот агроприем для снижения уровня ТГК, прежде всего, на участках воспроизведения семенных поколений.

В 2001-2004 гг. на посевах разных репродукций конопли сорта Диана провели анализ содержания каннабиноидных соединений в декапитированных и контрольных растениях: первый раз - в начале бутонизации (в период образования 5-6 пар листьев) - эксперсс-методом тонкослойной хроматографии, второй раз - в период созревания 50-75% семян - методом газожидкостной хроматографии.

Для оценки растений экспресс-методом у каждой нормально развитой особи пинцетом срывали листовую пластину с первой пары от точки роста, с которой с помощью сверла №3 брали высечки и сразу же помещали их на пластинку Silufol UV 254 размером 150×160 мм по 16 шт. Затем на каждую высечку с помощью глазной пипетки наносили по 10 капель этилового спирта. После испарения спирта высечки выбрасывали, а пластинку с помощью пульверизатора опрыскивали свежеприготовленным раствором красителя прочного синего В в насыщенном растворе натрия углекислого. У растений с очень низким содержанием каннабиноидов или с их отсутствием на пластинке зона диффузии после опрыскивания красителем или очень слабо окрашивалась, или совсем не окрашивалась. А при наличии каннабиноидов на пластинке в зоне диффузии появлялось пятно оранжевого цвета: чем больше каннабиноидов в растении, тем более интенсивна окраска пятна. Таким образом, экспресс-метод позволяет уже в полевых условиях выявить растения, у которых каннабиноиды или отсутствуют, или содержатся в минимальном количестве.

Отбор образцов для определения количественного содержания каннабиноидов методом газожидкостной хроматографии проводили в период созревания 50-75% семян. С выбранных фенотипически лучших растений отрезали верхнюю часть соцветий длиной 4-6 см. Срезанные соцветия сушили в тени до воздушно-сухого состояния. Каждую срезанную пробу, составленную из высушенных соцветий, измельчали на электрической мельнице, просеивали через сито диаметром 0,5 мм и приготовленную таким образом массу использовали для определения каннабиноидных веществ.

Результаты исследований представлены в таблицах 7-9.

Анализ материала, приведенного в таблице 7, позволяет констатировать, что на посевах конопли разных репродукций путем декапитации растений в фазе 3-х пар листьев и ранней их оценки (фаза бутонизации) на наличие каннабиноидных соединений экспресс-методом вполне возможна дифференциация из популяций до 80,3% особей с минимальным содержанием психотомиметически активных соединений (следы, 0,01%). Благодаря этому на участках воспроизведения семян реально создание к моменту цветения оптимальных условий для контролируемой аллогамии.

Что касается контрольных вариантов, то доля особей с минимальным содержанием каннабиноидных соединений не превышает 67,9-74,5%.

Следовательно, в процессе репродуцирования безнаркотических сортов конопли необходимо удалять из популяций до фазы цветения все особи с содержанием каннабиноидных соединений свыше 0,01%.

Из данных таблицы 8 видно, что в контрольных вариантах к моменту уборки доля растений с высоким содержанием ТГК в репродуктивных органах может достигать 54,0%, в то время как при декапитации на посевах суперэлиты их бывает не больше 36,0%, на посевах элиты - 37,5% и на посевах первой репродукции - 39,5%.

Экспериментально установлено, что в опытных вариантах (см. таблицу 9), где декапитация сочеталась с жестким отбором фенотипически лучших растений с незначительным содержанием каннабиноидных соединений (до 0,03%), производственное использование сорта Диана не влечет за собой накопления в околоцветниках репродуктивных органов наркотического вещества, то есть ТГК содержится в одинаковом количестве, не превышающем величины, характерной для данного сорта (0,005-0,017%).

Таким образом, способ согласно изобретению позволяет целенаправленно управлять формированием основных видов продукций конопли, а также каннабиноидных соединений в околоцветниках репродуктивных органов растений, в конечном итоге способствует ускорению процесса семеноводческого размножения и сохранению потенциальных возможностей сортов на протяжении периода их производственного использования.

Таблица 1 Влияние декапитации на формирование основных элементов продуктивности у растений различных репродукций конопли (1997-2000 гг., х±S_x)Репродукция семянВариант опытаВысота растений, смЧисло продуктивных веток, шт.Совокупная длина метелок, смМасса с растения, гсемянстеблейСорт Ингреда (желтостебельная)Суперэлитаконтроль191.6±2.71.0±0.058.5±2.15.9±0.2822.9±0.9декапитация188.0±2.63.8±0.29145.8±3.814.7±0.7077.5±3.0Элитаконтроль185.2±2.21.0±0.057.6±1.95.8±0.2722.1±0.9декапитация181.7±2.33.5±0.27134.6±3.313.5±0.6471.4±2.9Перваяконтроль178.8±2.21.0±0.056.8±1.95.7±0.2621.3±0.8декапитация177.4±2.63.3±0.25126.5±3.112.7±0.6067.3±2.5Втораяконтроль175.5±2.71.0±0.055.5±1.85.6±0.2520.9±0.7декапитация172.2±2.83.0±0.23119.8±2.912.0±0.5761.2±2.0Сорт Диана (зеленостебельная)Суперэлитаконтроль211.0±2.21.0±0.059.1±2.18.7±0.4125.2±0.8декапитация205.4±2.73.9±0.30160.2±4.223.6±1.1284.2±2.7Элитаконтроль199.1±2.51.0±0.058.1±2.08.5±0.4023.8±0.7декапитация194.8±2.73.7±0.28151.7±3.922.2±1.0479.9±2.3Перваяконтроль190.7±2.41.0±0.057.4±1.98.4±0.3822.8±0.7декапитация188.4±2.63.3±0.25146.6±3.721.4±0.9771.3±2.2Втораяконтроль184.9±2.31.0±0.056.3±1.88.2±0.3722.1±0.7декапитация182.7±2.53.1±0.24142.5±3.620.7±0.9467.0±2.1

Таблица 2Характеристика посевов разных репродукций конопли сорта Диана по иерархической структуре популяций (фаза 3-х пар листьев)ГодРепродукция семянВариант опытаПлощадь,м²Общее кол-во растений, шт.В том числе:Процент недоразвитых растенийНормально развитыхНедоразвитых (подгон)2001СуперэлитаКонтроль1588466322125,0Декапитация1587164522625,92002СуперэлитаКонтроль15102083418618,2Декапитация15106086719318,2ЭлитаКонтроль8559004680122020,7Декапитация8560004750125020,82003СуперэлитаКонтроль1594072421622,9Декапитация1597073723324,0ЭлитаКонтроль8555404100144026,0Декапитация8554704110136024,8ПерваяКонтроль2501550010850465030,0Декапитация2501530011330397025,92004СуперэлитаКонтроль1511301049817,2Декапитация1511301048827,2ЭлитаКонтроль85608056064747,8Декапитация85623057504807,7ПерваяКонтроль250177701612016509,3Декапитация250175501592016309,3ВтораяКонтроль6504446038950551012,4Декапитация6504500039420558012,4

Таблица 3Динамика формирования элементов продуктивности у растений конопли в зависимости от сроков их декапитации (участок суперэлиты, 1997-2000 гг., х±S_x)Сроки декапитацииВысота растений, смЧисло продуктивных веток, шт.Совокупная длина метелок, смМасса с растения, гсемянстеблейСорт Ингреда (желтостебельная)Контроль222,6±1,91,0±0,059,1±2,19,3±0,331,0±1,0Трех пар листьев211,8±3,33,5±0,3165,1±4,525,9±1,989,0±2,2Начало бутонизации206,3±2,63,4±0,2151,8±4,223,8±1,558,3±1,4Полная бутонизация202,8±2,53,2±0,2130,8±3,820,5±1,343,1±1,3Начало цветения200,5±2,12,9±0,2115,1±3,618,0±1,333,8±1,2Полное цветение199,1±1,92,5±0,295,3±3,214,9±0,932,6±1,1Сорт Диана (зеленостебельная)Контроль229,0±1,61,0±0,070,4±3,311,3±0,436,7±1,2Трех пар листьев221,8±3,54,1±0,4183,4±5,029,5±2,2102,8±2,5Начало бутонизации217,2±2,74,0±0,3164,7±4,626,5±1,669,7±1,6Полная бутонизация214,8±2,63,8±0,3146,4±4,323,6±1,551,4±1,6Начало цветения213,6±2,33,4±0,3128,1±4,020,6±1,440,0±1,5Полное цветение212,7±2,13,0±0,2107,7±3,517,3±1,138,5±1,4

Таблица 4Влияние декапитации на урожайность семян и стеблей на посевах различных репродукций конопли (1997-2000 гг.)Репродукция семянВариант опытаУрожайность, ц/гаКоэффициент размножения семянстеблейсемянСорт ИнгредаСуперэлитаконтроль28,37.650,7декапитация79,220.1134,0Элитаконтроль26,77.650,7декапитация74,820.1134,0Перваяконтроль24,27.449,3декапитация67,719.6130,7Втораяконтроль22,66.644,0декапитация63,317.5116,7Сорт ДианаСуперэлитаконтроль31,68.456,0декапитация88,522.3148,7Элитаконтроль31,48.254,7декапитация87,921.7144,7Перваяконтроль30,58.053,3декапитация85,421.2141,3Втораяконтроль29,57.952,7декапитация82,620.9139,3 НСР 0.954,41.1 

Таблица 5Изменение содержания ТГК (в %) в листьях разных формаций в течение вегетации у однодомных растений сорта Диана (1994-1997 гг.)Фаза вегетацииФормация листьевнизоваясрединная по ярусамВерхушечная123456кроющиеоколоцветникиВсходыСл.--------Три пары листьевСл.Сл.Сл.0,01-----Бутонизация---0,010,010,020,02--Цветение-----0,020,020,030,04Начало созревания семян-------0,040,05

Таблица 6Содержание (в %) каннабиноидов в соцветиях декапитированных растений конопли сорта Диана (фаза цветения, 1997-1999 гг.)Фактор А (декапитация)Фактор Б (этапы репродуцирования)Среднее по фактору АНСР для сравнения частных среднихсуперэлитаэлитапервая репродукцияКаннабидиол (КБД)Контроль0,6300,6900,7450,6880,010Декапитация0,6150,6650,7140,664 Среднее по фактору Б0,6220,6780,729  Тетрагидроканнабинол (ТГК)Контроль0,0130,0280,0380,0260,002Декапитация0,0100,0230,0300,023 Среднее по фактору Б0,0120,0260,034  Каннабинол (КБН)Контроль0,0110,0180,0310,0200,004Декапитация0,0080,0130,0220,014 Среднее по фактору Б0,0090,0150,026  

Таблица 7Влияние декапитации на содержание каннабиноидных соединений в листьях растений разных репродукций конопли сорта Диана (фаза бутонизации)ГодРепродукция семянВариант опытаЧастота варьированияКлассы варьирования, баллУровень браковкиследы123452001СуперэлитаКонтроль%58,615,114,08,03,60,726,3шт3881009353245175Декапитация%59,515,913,57,43,40,324,6шт38410387482121582002СуперэлитаКонтроль%58,416,113,18,13,50,825,5шт48713410967298213Декапитация%59,716,413,37,03,50,123,9шт51814211561301207ЭлитаКонтроль%58,315,913,97,53,60,825,8шт2728744650351168391208Декапитация%59,818,513,95,42,00,421,7шт2840878660256952110322003СуперэлитаКонтроль%56,316,014,28,63,91,027,7шт40811610362287200Декапитация%59,816,413,16,83,50,423,8шт4411209750263176ЭлитаКонтроль%54,817,913,67,14,71,927,3шт2247734558291193781120Декапитация%58,318,312,55,34,31,323,4шт174954937515912939702ПерваяКонтроль%52,715,813,79,15,82,931,5шт368911069596374062032205Декапитация%56,216,111,98,95,11,827,7шт3934112783362335712619392004СуперэлитаКонтроль%55,416,512,610,34,50,728,1шт538161122100446272Декапитация%61,119,215,93,70,1-19,7шт640201167391-207ЭлитаКонтроль%55,016,112,010,75,11,128,9шт2200644480428204441156Декапитация%59,817,114,26,81,20,923,1шт23926845682724836924ПерваяКонтроль%53,514,615,110,25,11,531,9шт58851606166111225611653509Декапитация%58,315,813,97,63,31,125,9шт6413173815298363631212849ВтораяКонтроль%54,913,013,910,85,71,732,1шт1537236403892302415964768988Декапитация%56,614,513,68,75,41,228,9шт1641442053944252315663488381

Таблица 8Влияние декапитации на содержание тетрагидроканнабинола (ТГК) в соцветиях растений разных репродукций конопли сорта Диана (фаза созревания 75% семян)ГодРепродукция семянВариант опытаЧастота варьированияКлассы варьирования, баллУровень браковки<0,0100,011-0,0200,021-0,0300,031-0,0400,041-0,050>0,052001СуперэлитаКонтроль%10,121,324,519,715,29,244,1шт611281471189155264Декапитация%19,530,521,217,28,23,428,8шт78122856933131152002СуперэлитаКонтроль%10,921,924,920,214,77,442,3шт631271441178543245Декапитация%19,831,222,716,27,72,426,3шт119187136974614157ЭлитаКонтроль%8,018,625,221,316,310,648,2шт2405587566394893181446Декапитация%16,927,923,017,39,35,632,2шт5078376905192791689662003СуперэлитаКонтроль%7,118,026,521,415,611,448,4шт33841241007353226Декапитация%14,827,022,218,610,47,036,0шт74135111935234179ЭлитаКонтроль%6,316,926,921,616,212,149,9шт1834907806264703511447Декапитация%14,025,922,618,811,07,737,5шт4207776785643302311125ПерваяКонтроль%5,515,827,321,817,212,451,4шт3309481638130810327443084Декапитация%13,224,823,019,012,08,039,0шт92417361610133084056027302004СуперэлитаКонтроль%11,722,525,220,414,35,940,6шт7515717614310048291Декапитация%20,431,524,315,37,01,523,8шт1432201701074910166ЭлитаКонтроль%11,121,025,620,915,06,442,3шт44484010248366002561692Декапитация%19,830,024,715,87,72,025,5шт7921200988632308801020ПерваяКонтроль%9,018,923,623,017,08,548,5шт99020792596253018709355335Декапитация%17,727,922,717,99,74,131,7шт194730692497196910674513487ВтораяКонтроль%8,716,321,024,619,69,854,0шт25234727609071345684284215660Декапитация%15,125,320,119,512,37,739,5шт42287083562854603444215611060

Таблица 9Влияние декапитации растений на посевах разных репродукций конопли сорта Диана на содержание тетрагидроканнабинола (ТГК) в околоцветниках репродуктивных органов (фаза начала созревания семян)ГодВариант опытаСодержание ТГК, %суперэлитаэлитапервая репродукциявторая репродукция2001Контроль0.024---Декапитация0.015---2002Контроль0.0170.020--Декапитация0.0100.010--2003Контроль0.0250.0300.036-Декапитация0.0170.0170.017-2004Контроль0.0080.0100.0120.014Декапитация0.0050.0050.0050.006

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способу выращивания растений конопли. При выращивании растений конопли в фазе 3-х пар листьев проводят декапитацию растений. При этом определяют содержание наркотических соединений в фазе бутонизации и в период созревания 50-75% семян. Изобретение позволяет снизить количество каннабиноидных соединений в околоцветниках репродуктивных органов растений. 1 з.п. ф-лы, 9 табл., 2 ил.

1. Способ выращивания растений конопли, включающий выполнение агроприемов, отличающийся тем, что в качестве дополнительного агроприема осуществляется декапитация растений в фазе 3-х пар листьев.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно в растениях определяют содержание наркотических веществ и оставляют для выращивания те растения, содержание наркотических веществ в листьях которых в фазе бутонизации не превышает 0,01%, а их содержание в соцветиях в фазе созревания 50-75% семян не превышает 0,03%.