Опыт интродукции якорцев стелющихся (Tribulus terrestris L.), в Средневолжском регионе

Полный текст

Род Якорцы (Tribulus L.) из семейства Парнолистниковые (Zygophyllaceae) включает около 20 видов растений. К этому роду относятся травянистые растения с ползучими разветвленными стеблями и парноперистыми листьями, состоящими из 3-10 пар листочков. Прилистники имеют форму от ланцетовидной до шиловидной. Листочки могут быть удлиненно-яйцевидными или эллиптическими. Мелкие цветки, желтые или иногда белые, располагаются поодиночке в пазухах листьев [1]. Родовое наименование Tribulus происходит от греческого названия растения «tribolos», которое переводится как «шип, зубец», так как у представителей этого рода имеется характерный плод: ценокарпный, сухой, дробный в последствии распадающийся на пять звездчато-расположенных плодиков, снабженных снаружи колючками и шипиками, напоминающих по форме якорь [2, 3], которые, в свою очередь и являются сырьем якорцев стелющихся для получения лекарственных средств в Японии и Индии [4]. Это растение широко распространено в Центральной Азии. Его родина – Северная Африка. Оно является космополитом и встречается на всех континентах, включая Южную Европу, Южную Азию, Северную Африку (Марокко, Алжир, Египет, Ливия, Судан) и северную Австралию, предпочитая сухие песчаные почвы. Также его можно найти в Казахстане, Узбекистане, Таджикистане, Дагестане, Азербайджане, южной части Болгарии, а также в странах Ближнего и Среднего Востока [5].

Глобальные и локальные изменения климата оказывают значительное влияние на сельское хозяйство. Увеличение средних температур и изменение режима осадков приводят к расширению границ возделывания теплолюбивых культур, появляется все больше возможностей интродукции растений, произрастающих в более теплом климате, это касается и лекарственного растения –якорца стелящегося, что открывает новые возможности для аграрного сектора. Однако одновременно с этим возникают и серьёзные вызовы, связанные с увеличением засушливости и риска засух на обширных территориях, таких как Поволжье. Эти изменения требуют адаптации технологий ведения сельского хозяйства, внедрения новых устойчивых культур, способных сохранять продуктивность в условиях климата с повышенной засушливостью.

На территории Российской Федерации якорцы произрастают в Европейской части, Северном Кавказе, Западной и Восточной Сибири, Крыму, являясь сорным растением. Растут в сухих, песчаных и каменистых степях на глинисто-иловатых, солончаковых, супесчаных почвах, влажных лугах, по долинам рек, у дорог. В Российской Федерации в научной медицине применяется только один вид – Tribulus terrestris L. Сырьем для получения лекарственных препаратов в фармакологии является трава Tribuli terrestris herba [4]. На сегодняшний день, сырьевая база якорцев стелющихся пополняется за счет дикорастущих растений и поэтому становится актуальной их интродукция, для обогащения сортимента ценных лекарственных трав и таким образом обеспечения сырьем, за счет введенных в культуру якорцев.

Цель исследований: интродукция якорцев стелющихся в условиях Средневолжской лесостепи.

Задачи исследований. Изучить возможность интродукции якорцев стелющихся, как однолетнего лекарственного растения, провести фенологические наблюдения и биометрические учеты растений в период вегетации.

Материал и методы исследований. Изучали в Средне-Волжском филиале ФГБНУ ВИЛАР муниципального образования в Сергиевском районеСамарской области поселке Антоновка по схеме опыта: 1-й – российская популяция; 2-й – китайская популяция.

Объектом исследований послужили две популяции якорцев стелющихся – однолетнего лекарственного растения в 4-х повторностях. Варианты опыта представлены на рисунке1.

 

Рис. 1. Якорцы стелющиеся, участок интродукции (слева): Китайская и Российская популяция (справа) Авторфотографии В. Н. Сетин

 

Посев якорцев на коллекционном питомнике проведён 20 апреля 2021 года; 4 мая 2022 года; 13 апреля (пересев 9 июня) 2023 года; 2021 года; на площади 50 м², глубина заделки семян 3-4 см, норма высева – 9,0 кг/га. Семенным материалом служили целые, ценокарпные плоды.Посев проведён широкорядным способом, с междурядьями 45 см.

Почва опытного участка – чернозем типичный, среднегумусный, среднемощный, тяжелосуглинистый с содержанием гумуса 5,9 %, нейтральная реакция среды (рН_Н2О – 6,8). Сумма поглощенных оснований от 60 до 62 мг-экв/100 г почвы. Площадь делянок – 50 м². Фенологические наблюдения проводились по методике И. Н. Бейдемана (1974).

Результаты исследований. Якорцы стелющиеся, относятся к ранним яровым растениям, поэтому все фазы роста и развития от начала всходов до единичного цветения происходят достаточно динамично, при этом период вегетации, может быть весьма растянут по времени. Тем не менее, созревание семян происходит до наступления заморозков в нашей широте, а сбор сырья производится в период массового цветения-начала созревания плодов (конец июля-начало августа).

По имеющимся литературным данным, цветение происходит с мая по июнь, а вблизи северной границы ареала – с июля. Плоды начинают созревать через 1-2 недели после начала цветения. Эти сведения были подтверждены при практическом изучении этой культуры в научном центре Средне-Волжского филиала ФГБНУ ВИЛАР.

За четыре года изучения этой ценной лекарственной травы сроки проведения посева сильно различались и зависели от наступления физической готовности почвы. Климатическая весна в 2021 году наступила раньше, чем в остальные годы эксперимента, и посев был приведен в максимально ранний срок – 20 апреля. В 2022 и 2024 годах якорцы были посеяны в обычные для области сроки – 4 и 3 мая, так как метеорологическая весна не была ранней. А в 2023 году посев проводился в поздние сроки – 9 июня и считается летним (табл. 1).

 

Таблица 1

Фенологические наблюдения за (Tribulus L.) в 2021-2024 гг.

Вариант опыта	Фенологический календарь наблюдений	Год / Дата
		2021 г.	2022 г.	2023 г.	2024 г.
1-й – российская популяция 2-й – китайская популяция	Дата посева	20 апреля	4 мая	9 июня	3 мая
	Всходы: - единичные - массовые	20 мая 31 мая	3 июня 8 июня	15 июня 19 июня	5 июня 10 июня
	Цветение: - единичное - массовое	7 июня 14 июня	27 июня 12 июля	10 июля 19 июля	17 июня 22 июня
	Образование семян: - единичное - массовое	24 июня 30 июня	8 июля 13 июля	24 июля 4 августа	24 июня 5 августа
	Созревание семян: - единичное - массовое	12 июля 30 августа	26 августа 15 сентября	25 сентября 25 октября	7 августа 15 августа
	Вегетационный период, сутки	102	104	132	71

 

За 3 года исследований из четырех, время на прорастание от посева до первых всходов у якорцев уходило в среднем по 30 суток и только 2023 год был исключением, так как всходы появились через неделю после пересева питомника (первый посев проведен 13 апреля – в максимально ранний срок) после обильного ливневого дождя 11 июня. Это можно обьяснить физиологией естественного, привычного ареала обитания якорцев стелящихся, которые предпочитают полузасушливые климатические зоны, а температура прорастания семян оптимальна в диапазоне 20-35 °C. Самарская область занимает центральную часть Среднего Поволжья и расположена в пределах двух природно-климатических зон – лесостепной и степной. Территория Среднего Поволжья характеризуется умеренно-континентальным типом климата средних широт с теплым стабильно жарким летом и сравнительно холодной морозной и многоснежной зимой [8, 9, 10, 11, 12] и такие условия здесь устанавливаются как раз в конце мая-начале июня. Кроме того, территория Среднего Поволжья подвержена воздействию засух, которые характерны для большинства мест обитания якорцев стелющихся, что может облегчить их интродукцию.

Н. В. Фокин в своей работе отмечает отдельные особенности развития якорцов стелющихся, при которых растение одновременно вегетирует, цветет и плодоносит [6]. Наши исследования также подтверждают эти особенности изучаемого лекарственного растения. Также отмечен быстрый переход растений от всходов к появлению единичного цветения и буквально через 7-10 суток отмечалось полное цветение. Самый короткий период вегетации зафиксирован в 2024 году и составил 71 сутки. Процесс цветения и образования плодов продолжается до наступления заморозков. Этот процесс наблюдался в 2023 году при самом длинном периоде вегетации, который продолжался в течении 132 суток при максимально позднем посеве за все годы изучения (9 июня). В естественных, для якорцев условиях произрастания, после перезимовки семена начинают прорастать с апреля. Для их успешного прорастания требуется период покоя от 6 месяцев до 1 года, так как свежие, даже вызревшие семена сразу не прорастают [13].

Основным фактором, лимитирующими успешное произрастание лекарственных растений являются частые засухи в весенний и летний периоды, а также жаркая сухая погода, приводящая к нарушению процесса микро- и макрогаметогенеза в период цветения и образования семян [14, 15]. Якорцы стелющиеся происходят из северной части пустыни Сахара в Африке, а также распространены в регионах Средиземноморья и южной Европы. Якорцы стелющиеся – однолетнее травянистое растение, до недавнего времени редко встречавшееся в лесостепной зоне, в основном как заносное растение. Несмотря на то, что без окультуризации якорцы, стелющиеся являются засорителями овощных культур, его ценные лекарственные свойства неоспоримы. Якорцы стелющиеся также известны под названием «якорцы земляные», так как в естественных условиях роста и развития они способны образовывать ковры диаметром до 5 метров. В условиях интродукции Среднего Поволжья диаметр розетки изучался, как один из наиболее важных показателей продуктивности. Диаметр розеток внедряемых популяций: «Российская» и «Китайская» был меньше и достигал максимум 2,5-2,6 метра в 2021 году. Наименьший диаметр розетки отмечен в 2022 году у популяции «Китайская» – 1,88 м и в 2024 году у популяции «Российская» – 1,85 м. В среднем за 4 года исследований диаметр розеток составил 2,14 м у Российской популяции и 2,08 метра у Китайской. Данные приведены в таблице 2.

 

Таблица 2

Общая характеристика растений якорцев стелющихся. Средне-Волжский филиал, 2021-2024 гг.

Популяция	Число ветвей на одном растении, шт.	Диаметр розетки, см	Вес, г		Урожайность сухого сырья		Год
			свежего сырья	плодов	т/га	НСР05
Российская	11,0	260,0	540,7	16,3	9,62	0,27	2021
Китайская	11,5	250,0	517,5	23,0	10,0	0,31
Российская	11,8	214,3	230,0	6,2	0,25	0,02	2022
Китайская	12,5	188,0	508,8	34,4	0,83	0,07
Российская	9,2	196,0	228,0	12,2	2,81	0,4	2023
Китайская	7,5	191,0	219,0	11,9	2,62	0,7
Российская	8,8	185,0	156,5	17,0	0,98	0,08	2024
Китайская	8,6	201,0	222,9	26,1	1,45	0,12
Российская	10,2	213,8	288,8	12,91	3,42	0,19	2021-2024
Китайская	10,0	207,5	367,0	23,86	3,73	0,31

 

Биологической особенностью якорцев стелющихся является наличие укороченного стебля, от которого развиваются ветви первого порядка, распространяющиеся в стороны по кругу и формирующие в процессе роста так называемую «розетку». В связи с этой особенностью важным показателем при изучении якорцев стелющихся является число этих ветвей, образовавшихся на одном растении и максимальным (12,5 шт.) оно было в 2022 году у популяции «Китайская», при минимальном диаметре розетки (188,0 см). Минимальным этот показатель был в 2023 году так же у Китайской популяции (7,5 шт.), при самом позднем, за все годы исследований, сроке посева, диаметр розетки составил 191,0 см.

Трава якорцев используется в качестве сырья для изготовления лекарственных средств, например, таких как комбинированный препарат «Трибестан», который оказывает терапевтическое воздействие при эрективных дисфункциях [16]. В связи с этим при интродукции этого лекарственного растения необходимо учитывать урожайность сырья в наших условиях произрастания. Учеными Средне-Волжского филиала была изучена масса как сырого (г/с растения), так и высушенного сырья (в т/га). В разные годы она варьировала от 540 до 156 г, установлена средняя урожайность за 4 года исследований в различных погодно-климатических сложившихся условиях. Наибольший урожай как сырого, так и сухого сырья был получен в 2021 году. Самым не урожайным оказался 2022 год, но при этом с максимальным выходом плодов (34,4 г). В медицине используются как трава, так и плоды, поэтому содержание плодов структуре урожая так же важный показатель. К тому же плоды якорцев используются для их дальнейшего размножения и для успешной интродукции целесообразно использовать семенной материал с растений, показавших хорошие результаты в нашем регионе. Урожайность воздушно-сухого сырья колебалась в пределах 0,25-10 т/га.

Ареал распространения якорцев стелющихся весьма широк, но для облегчения массовой заготовки лекарственного сырья, необходима интродукция этого целебного растения.

Заключение. За четырехлетний период изучения можно сделать некоторые выводы относительно возможности интродукции якорцев стелющихся для получения лекарственного сырья в виде травы: в условиях Среднего Поволжья якорцы способны формировать достаточно продуктивные розетки с обильным числом ветвей на одном растении. В отдельные годы плодов образуется приближенно к естественным ареалам обитания (28,7 г) от 6 до 34 г.

В наших условиях необходимо скорректировать сроки посева семян, не стоит торопиться с высевом якорцев, а следует дождаться прогревания почвы до оптимальных для их прорастания температур (20-35 °C). Учитывая биологические особенности периода покоя и прорастания семян, следует рассмотреть более длительное их хранение.

Об авторах

Виталий Николаевич Сетин

Средне-Волжский филиал ФГБНУ ВИЛАР

Email: svf_vilar@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-4812-4681

научный сотрудник

Россия, Антоновка, Самарская область

Александр Николаевич Загорянский

Средне-Волжский филиал ФГБНУ ВИЛАР

Email: zagoryanskiyan@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-4971-7788

научный сотрудник

Россия, Антоновка, Самарская область

Ирина Александровна Володина

Самарский государственный аграрный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: volodinairina1980@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0003-6877-9284

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Россия, Усть-Кинельский, Самарская область

Елена Хамидулловна Нечаева

Самарский государственный аграрный университет

Email: exnechaeva@ya.ru
ORCID iD: 0000-0002-5818-8638

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Россия, Усть-Кинельский, Самарская область

Наталья Владимировна Васина

Самарский государственный аграрный университет

Email: vasina_nv@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-0485-3281

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Россия, Усть-Кинельский, Самарская область

Список литературы

Дополнительные файлы