CC BY
43
doi: 10.24411/0044-3913-2021-10105 УДК 633.88:631.81.036 (571.13)
Оценка элементного химического состава лекарственного сырья Achillea millefolium L. и Echinacea purpurea L. при внесении в почву цинка и меди
Spring runoff of meltwater in the south of the Non-Chernozem region
A. I. Petel'ko1, A. T. Barabanov2, A. V. Vypova1
1Novosil'skaya Zonal Agroforestal Experimental Station, branch of the Federal Scientific Center of Agro-ecology, Russian Academy of Sciences, ul. Semashko, 2A, Mtsensk, Orlovskaya obl., 303035, Russian Federation
2Federal Scientific Center of Agro-ecology, Russian Academy of Sciences, prosp. Universitetskii, 97, Volgograd, 400062, Russian Federation
Abstract. The experiments aimed to identify the causes and regularities of the formation of surface meltwater runoff against various agricultural backgrounds, as well as their influence on erosion-hydrological processes on slope lands. The theoretical foundations and practical recommendations for improving the efficiency of adaptive landscape agriculture in the Orel region of the Non-Chernozem zone were developed in 1991-2016. The studies were carried out by the waterbalance method on the runoff plots with autumn ploughing across the slope and with compacted arable land (perennial grasses, winter crops). Snow deposition against different agricultural backgrounds, freezing and soil moisture, meltwater runoff during spring snowmelt were measured annually. The leading natural factors of spring runoff were the depth of freezing, soil moisture and water reserves in the snow. Over 26 years of observations (1991-2016), the runoff layer on autumn ploughing averaged 4.0 mm, on compacted arable land it was 2 times more (8.3 mm). A more significant influence of autumn ploughing on the hy-drological regime, compared to compacted arable land, is obvious. In years with a high surface runoff (1991, 1994-1997, 2000, 2003) against the background of autumn ploughing, it was somewhat less and varied from 0.3 to 37.0 mm. The value of this indicator on compacted land in the indicated years was in the range of 1.9-50.0 mm. Over the entire observation period, an intense runoff was noted only in 1994, when it was 37 mm in the autumn plough, which was 13 mm less than against the background with compacted arable land.
Keywords: soil; erosion; snow melting; freezing; precipitation; meltwater runoff; runoff coefficient; water balance.
Author details: A. I. Petel'ko, D. Sc. (Agr.), chief research fellow (e-mail: zaglos@ mail.ru);A. T. Barabanov, D. Sc (Agr.), chief research fellow (e-mail: a.barabanov2011@ yandex.ru), A. V. Vypova, deputy director (e-mail: [email protected]).
For citation: Petel'ko AI, Barabanov AT, Vypova AV. [Spring runoff of meltwater in the south of the Non-Chernozem region]. Zemledelie. 2021;(1):16-9. Russian. doi: 10.24411/0044-3913-2021-10104.
H. Н. ЖАРКОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент (e-mail: nn.zharkova@ gmail.com)
В. В. СУХОЦКАЯ, аспирант Ю. И. ЕРМОХИН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Омский государственный аграрный университет имени П. А. Столыпина, Институтская пл., 1, Омск, 644008, Российская Федерация
Исследования проводили в 2012-2018 гг. на лугово-чернозёмной почве в Омской области. Цель работы - определить содержание и особенности накопления цинка и меди в лекарственных растениях при внесении в почву микроудобрений (цинковых и медных) для установления оптимальных уровней и соотношений микроэлементов. Объектами исследований служили тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.) сорта White Beauty и эхинацея пурпурная (Echinacea purpurea L.) сорта Знахарь. Предшественник - чистый пар. Полевые опыты с тысячелистником обыкновенным проводили в 2012-2015 гг., с эхинацеей пурпурной - в 2016-2018 гг. Схема опыта включала следующие варианты: под тысячелистник цинк вносили в дозах 20; 40; 60; 80 кг д.в./ га, медь - 2,4; 4,9; 7,2; 9,7 кг д.в./га на фоне N135P45K45; под эхинацею цинк - 10,7; 21,4; 32,4; 442,8 кг д.в./га; медь - 2,3; 4,7; 7,0; 9,4 кг д.в./га на фоне N125, контроль -без удобрений. Использование цинковых и медных удобрений в основное внесение под изучаемые лекарственные культуры способствовало повышению накопления в их продукции подвижных форм цинка и меди. В среднем за годы исследований в опытах с тысячелистником обыкновенным и эхинацеей пурпурной 1 кгZn удобрений повышал содержание этого элемента в растениях на 0,30 и 0,38 мг/кг соответственно, Cu - на 0,07 и 0,03 мг/кг; а 1 кг Cu удобрений увеличивал концентрацию Cu - на 0,47 и 0,23 мг/кг, Zn - на 1,40 и
I,26 мг/кг соответственно. В целом между изучаемыми микроэлементами отмечали синергические отношения.
Ключевые слова: тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium L.), эхинацея пурпурная (Echinacea purpurea L.), химический состав, лекарственное растительное сырье, микроэлементы, цинк, медь.
Для цитирования: Жаркова Н. Н., Сухоцкая В. В., Ермохин Ю. И. Оценка
элементного химического состава лекарственных растений Achillea millefolium L. и Echinacea purpurea L. при внесении в почву цинка и меди// Земледелие. 2021. № 1. С. 19-22. doi:10.24411/0044-3913-2021-10105.
Практически все микроэлементы, включая Zn и Cu, присутствующие в почве в небольших количествах, стимулируют рост и развитие растений, участвуют в физиолого-биохимических процессах в составе многих ферментов [1, 2]. Основные их функции связаны с метаболизмом углеводов, белков, процессами фотосинтеза и др. [3, 4]. В связи с этим необходимо поддерживать оптимальные уровни их содержания в почве для предотвращения возможного дефицита питания растений [5].
Формирование урожая и качество продукции зависят от химического состава растений, поэтому важно знать какое влияние на него оказывают микроудобрения. Особый интерес представляет изучение воздействия на растения тех элементов, которые участвуют в биосинтезе биологически активных веществ.
В отличие от почвенного анализа метод растительной диагностики, отражает накопление макро- и микроэлементов в растениях, позволяет определять потребность культур в элементах питания в основные периоды их роста и развития. Результаты химического анализа растений характеризуют уровень их минерального питания, эти данные можно использовать для уточнения доз удобрений с целью повышения эффективности их применения [6].
Цель работы - определить содержание и особенности накопления цинка и меди тысячелистником ы обыкновенным (Achillea millefolium е L.) и эхинацеей пурпурной (Echinacea л purpurea L.) при внесении в почву ми- Д кроудобрений (цинковых и медных) л для установления оптимальных уров- е ней и соотношений микроэлементов z в лекарственных растениях. 1
Полевые эксперименты с тыся- м челистником обыкновенным (Ac- 2 hillea millefolium L.) сорта White
Beauty (2012-2015 гг.) и эхинацеей пурпурной(ЕсЛ/пасеа purpurea L.) сорта Знахарь (2016-2018 гг.) проводили на опытном поле Омского государственного аграрного университета.
Почва - лугово-чернозёмная среднегумусовая тяжело- (под тысячелистником обыкновенным) и среднесуглинистая (эхинацея пурпурная). В период закладки опытов (2012 г. для тысячелистника; 2016 г. для эхинацеи) слой почвы 0... 30 см характеризовался следующими агрохимическими показателями: содержание N-NO3 (по Кочергину) было низким (7...10 мг/кг), P2O5 и K2O (по Чирикову) - от среднего до высокого (216.349 мг/кг) и от высокого до очень высокого (419.749 мг/кг) соответственно, подвижного цинка и меди (атомно-адсорбционным методом) - 0,65.1,20 и 0,10.0,40 мг/кг соответственно, гумуса в слое 0.20 см - 5,2 %, реакция водной суспензии почвенного раствора - 6,5.6,8 ед. рН. Емкость поглощения катионно-го обмена в слое 0.30 см - 25,2. 28,2 мг-экв./100 г Объёмная масса почвы в слое 0.40 см - 1,20.1,25 г/см3, удельная масса - 2,64.2,65 г/см3.
Погодные условия вегетационных периодов 2012-2018 гг. были типичными (резкие колебания суточных температур, недостаток влаги) для зоны южной лесостепи Западной Сибири. В 2012 г. преобладала жаркая с недобором осадков погода. Вегетационный период 2013 г. характеризовался неравномерным распределением осадков со средней температурой за период вегетации ниже среднемноголетней. Период вегетации 2014 г. характеризовался большим количеством осадков и неравномерным их распределением на фоне температуры ниже среднемноголетней, за исключением июня и августа. В 2016 г отмечали повышенные температуры и отсутствие осадков, что привело к острой ранневесенней засухе. В 2017 г наблюдали раннелетнюю засуху при температуре воздуха незначительно превышающей среднемноголетнюю. В 2018 г преобладала дождливая погода, температура воздуха была близка к среднемноголетней. ГТК в период вегетации во все годы находится в пределах 0,7.1,0, что соответствует неустойчивому увлажнению.
Опыты закладывали в 4-х кратной ® повторности. Учётная площадь делянки 10 м2. Предшественник - чи-^ стый пар.
о» Расчёт фона минерального пита-| ния (N135P45K45 для тысячелистника обыкновенного и N125 для эхинацеи ® пурпурной) осуществляли с учетом S результатов исследований Н. Н. Ти-$ щенко (Тищенко Н. Н. Диагностика
минерального питания, эффективности удобрений, величины и качества урожая тысячелистника обыкновенного (Achillea millefolium L.) на лугово-черноземной почве Западной Сибири: автореф. дис.... канд. с.-х. наук. Омск, 2011. 17 с.). В качестве макроудобрений вносили аммиачную селитру, двойной суперфосфат и хлористый калий.
Цинковые и медные удобрения использовали в виде ацетатных форм этих минеральных элементов. Дозы внесения рассчитывали исходя из содержания подвижных форм Zn и Cu в слое почвы 0.30 см до посадки и предельно допустимых концентраций: Zn - 23 мг/кг; Cu - 3 мг/кг (ГН 2.1.7.2041-06) [7]. Микроудобрения вносили в долях ПДК: 0,25; 0,50; 0,75; 1,00 (табл. 1).
Агротехника в опыте общепринятая для зоны. Высадку рассады лекарственных культур проводили в третьей декаде мая. Площадь питания растений тысячелистника - 50* 10 см, эхинацеи - 70*60 см. Макро- и микроудобрения вносили однократно в год посадки в почву в рядки (под тысячелистник) и разбросным способом (под эхинацею) под культивацию до посадки культуры с заделкой на глубину 10.15 см. В последующие годы (2013-2015 гг. для тысячелистника и 2017-2018 гг. для эхинацеи) изучали их последействие.
Содержание подвижных форм цинка и меди в абсолютно сухом растительном лекарственном сырье (трава) определяли в фазе массового цветения атомно-абсорбционным методом на спектрометре «Уапап ДД-140» (ГОСТ 30178-96) в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Центр агрохимической службы «Омский». Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методами дисперсионного и корреляционного анализов по Б. А. Доспехову (М., 1985).
В год действия, в опыте с тысячелистником обыкновенным, при внесении цинковых удобрений в почву в дозах от 20 до 80 кг д.в./га концентрация подвижного цинка в лекарственном сырье незначитель-
но отличалась от средних данных за период последействия (20132015 гг.). В среднем за четыре года исследований содержание Zn в растениях варьировало в интервале 22,3.32,8 мг/кг, что на 97,3.190,3 % больше, по сравнению с фоновым вариантом. В год прямого действия содержание Си в лекарственном сырье тысячелистника при внесении в почву медных удобрений составляло 2,2. 5,8 мг/кг в годы последействия концентрация этого элемента увеличивалась до 3,55...7,10 мг/кг В среднем за годы исследований величина этого показателя составляла от 2,9 до 6,8 мг/кг что выше, чем в фоновом варианте, на 31,8.209,1 % (табл. 2).
В опыте с эхинацеей пурпурной отмечали увеличение содержания цинка в годы последействия, по сравнению
с годом внесения цинковых удобрений, на 4,9.6,9 мг/кг. Использование этого элемента в дозах от 0,25 до 1,00 ПДК в среднем за 2016-2018 гг приводило к увеличению его накопления в растениях, по сравнению с фоном, на 11,1.15,8 мг/кг, что ниже, чем в сырье тысячелистника, в 2 раза. В годы последействия внесение медных удобрений способствовало накоплению меди в растениях эхинацеи пурпурной, в сравнении с 2016 г., до 5,29 мг/кг или на 136 %. В среднем при внесении 1,00 ПДК Си концентрация меди в лекарственном сырье эхинацеи увеличивалась до 4,3 мг/кг или на 104,7 %, в сравнении с фоном.
При заделке цинка и меди в почву наблюдали зависимость между внесёнными дозами микроудобрений и их поступлением в растения. Между ионами Zn и Си отмечено прямое положительное взаимодействие, возрастающее в направлении Zn^Cu. Так, поступление цинка в почву способствовало аккумуляции меди в растениях исследуемых культур: в растениях тысячелистника в опытных вариантах ее содержание изменялось от 4,8 до 8,3 мг/кг; эхинацеи - от 2,1 до 4,4 мг/кг, что больше фона на 118,2.277,3 % и 28,6.109,5 % соответственно. Кроме того, отмечали синергическое взаимодействие между Си-^п. Все изучаемые
1. Схема опыта
Тысячелистник обыкновенный Эхинацея пурпурная
доза удобрения, доля ПДК микро- доза удобрения, доля ПДК микро-
Удобрение кг д.в./га элемента кг д.в./га элемента
контроль(без удобрений) контроль(без удобрений)
фон N135P45K45 фон N125
Ацетат фон + 20 0,25 фон + 10,7 0,25
цинка фон + 40 0,50 фон + 21,4 0,50
фон + 60 0,75 фон + 32,4 0,75
фон + 80 1,00 фон + 42,8 1,00
Ацетат фон + 2,4 0,25 фон + 2,3 0,25
меди фон + 4,9 0,50 фон + 4,7 0,50
фон + 7,2 0,75 фон + 7,0 0,75
фон + 9,7 1,00 фон + 9,4 1,00
Вариант Цинк Медь
год действия в среднем за годы последействия в среднем за 2012-2015 гг. год действия в среднем в годы последействия в среднем за 2012-2015 гг.
Тысячелистник обыкновенный
Контроль 10,00±0,98 9,80±0,64 9,90±0,69 2,00±0,09 2,60±0,21 2,50±0,15
Фон 12,00±0,98* 11,10±0,64* 11,30±0,69* 2,20±0,09 2,17±0,21 2,20±0,15
Цинк, доля ПДК фон + 0,25 20,00±1,04*" 23,03±0,49*" 22,30±0,11*" 8,00±0,36*" 3,25±0,10*" 4,80±0,08*"
фон + 0,50 25,00±1,79*" 26,97±2,72*" 26,50±2,49*" 9,50±0,49*" 3,40±0,19*" 5,40±0,26*"
фон + 0,75 30,00±4,62 29,73±4,28 29,80±4,36 12,10±1,96*" 3,50±0,24*" 6,40±0,83*"
фон + 1,00 34,00±6,88 32,37±5,77 32,80±6,05 18,00±5,30 3,50±0,24*" 8,30±1,90
Медь, доля ПДК фон + 0,25 20,00±1,70*" 24,00±1,57*" 22,70±1,64*" 2,20±0,43* 3,55±0,62*" 2,90±0,57*"
фон + 0,50 20,00±1,70*" 25,00±2,13*" 23,30±1,98*" 2,60±0,21*" 4,33±0,08*" 3,90±0,001*"
фон + 0,75 20,00±1,70*" 28,00±3,83*" 25,30±3,11*" 3,00±0,02*" 5,83±0,93 5,10±0,68*"
фон + 1,00 20,00±1,70*" 29,50±4,68 26,30±3,68*" 5,80±1,60 7,10±1,65 6,80±0,64*"
Эхинацея пурпурная
Контроль 5,10±0,03 4,05±0,09 4,40±0,09 2,30±0,07 1,95±0,02 2,10±0,41
Фон 5,16±0,03* 4,25±0,09 4,60±0,09* 2,44±0,07* 1,90±0,02 2,10±0,41
Цинк, доля ПДК Медь, доля ПДК фон + 0,25 7,94±0,02*" 12,75±0,64*" 11,10±0,39*" 2,73±0,55*" 1,78±0,33 2,10±0,41*"
фон + 0,50 8,68±0,39*" 14,72±1,75*" 12,70±1,29*" 3,00±0,39*" 2,49±0,07*" 2,70±0,07*"
фон + 0,75 9,82±1,04 15,87±2,40*" 13,90±1,97 4,90±0,68*" 2,82±0,26*" 3,50±0,39*"
фон + 1,00 11,20±1,82 18,07±3,65 15,80±3,04 6,80±1,76 3,22±0,49*" 4,40±0,89
фон + 0,25 6,88±0,20*" 11,47±0,50*" 9,90±0,42*" 2,82±0,21*" 2,41±0,39*" 2,60±0,17*"
фон + 0,50 7,62±0,21*" 16,15±2,15*" 13,30±1,50*" 2,56±0,07*" 2,93±0,09*" 2,80±0,06*"
фон + 0,75 8,89±0,93 17,50±2,91*" 14,60±2,23*" 2,30±0,08* 4,08±0,56*" 3,50±0,34*"
фон + 1,00 9,80±1,45 20,70±4,72 17,10±3,65 2,24±0,12* 5,29±1,24 4,30±0,79
МДУ 50 30
Агрохимические и биогеохимические критерии [8, 9] недостаточное <20 <5
нормальное 21.60 6.12
избыточное >60 >20
* - достоверно относительно контроля при уровне значимости р<0,05; " - достоверно относительно фона при уровне значимости р<0,05.
дозы меди повышали концентрацию цинка в растениях тысячелистника в среднем по вариантам до 26,3 мг/кг эхинацеи - до 17,1 мг/кг, что выше фона соответственно на 132,7 % и 271,7 %.
Оценка выращенного сырья тысячелистника обыкновенного и эхинацеи пурпурной с экологических позиций позволяет констатировать отсутствие превышения максимально-допустимых уровней (МДУ) цинка и меди. Если оценивать лекарственное сырье по агрохимическим и биогеохимическим критериям, то содержание цинка и меди в растениях в контроле и фоне было критически недостаточным для нормального роста и развития культур. После внесения под тысячелистник микроудобрений содержание цинка и меди достигало уровня, соответствующего нормальному. Количество цинка и меди в лекарственном сырье эхинацеи пурпурной было близко к нижнему пределу их нормального содержания (см. табл. 2).
Многолетние полевые опыты позволили установить взаимосвязи между внесением в почву различных доз микроудобрений и содержанием подвижных форм меди и цинка в лекарственном сырье изучаемых культур. Согласно результатам проведённых ранее исследований наибольшую урожайность биомассы (17,0 и 18,3 т/га) тысячелистника обыкновенного за годы отмечали при дозе Zn60 (0,75 ПДК Zn) и Си97 (1,00 ПДК Си); эхинацеи пурпурной (12,7 и 16,8 т/га) -Zn214 (0,50 ПДК Zn) и Си94 (1,00 ПДК Си) соответственно[10, 11]. В этих вариантах опыта содержание Zn в биомассе сухого вещества тысячелистника обыкновенного составило 29,8 мг/кг Си - 6,8 мг/кг; эхинацеи пурпурной -12,7 и 4,3 мг/кг соответственно. Оптимальные дозы цинковых (60 и 21,4 кг д.в./га) и медных (9,7 и 9,4 кг д.в./га) удобрений позволили рассчитать коэффициенты интенсивности действия («Ь») до установленных пределов (табл. 3).
В среднем за годы исследований в опыте с тысячелистником 1 кг Zn удобрений повышал содержание цинка в растениях на 0,30 мг/кг, меди - на 0,07 мг/кг (уравнения 1, 4); а 1 кг Си удобрений увеличивал концентрацию этих элементов соответственно на 1,40 мг/кг и 0,47 мг/кг (уравнение 2, 3).
Внесение в почву 1 кг цинка способствовало увеличению содержания цинка и меди в растениях эхинацеи пурпурной (уравнения 5, 8) соответственно на 0,38 мг/кг и 0,03 мг/кг (г=0,94 и 0,87). Коэффициент интенсивности действия 1 кг Си на содержание этих микроэлементов в растениях эхинацеи пурпурной при внесении медных удобрений в дозах 2,3...9,4 кг д.в./га был равен соответственно 1,26 и 0,23 при г=0,97 и 0,99 (уравнения 6, 7).
Между элементами Zn^Cu и Си^ Zn возникали синергические отношения, которые характеризовались следующими количественными характеристиками (Ь):
3. Взаимосвязь между цинком и медью при поступлении их в растения
Уравнение регрессии Коэффициент интенсивности действия «Ь» Коэффициент корреляции (г) Взаимоотношения
Тысячелистник обыкновенный (среднее за 2012-2015 гг.)
У^П) = 0,30 7П + 13,5; (1) 0,30 0,96 -
у№) = 1,40 Си + 15,3; (2) 1,40 0,85 синергизм
У(Си) = 0,47 Си + 1,9; (3) 0,47 0,99 -
У(Си) = 0,07 7П + 2,7; (4) 0,07 0,95 синергизм
Эхинацея пурпурная (среднее за 2016-2018 гг.)
У^П) = 0,38 7П + 5,4; (5) 0,38 0,94 -
У(2П) = 1,26 Си + 6,0; (6) 1,26 0,97 синергизм
У(Си) = 0,23 Си + 2,0; (7) 0,23 0,99 -
У(Си) = 0,03 7П + 2,0; (8) 0,03 0,87 синергизм
(О Ф
Ш, ь
Ф
д
ф
ь
Ф
М О м
4. Оптимальное содержание и соотношение микроэлементов в лекарственных растениях (фаза цветения)
Zn 1 Cu 1 Соотношение
Тысячелистник обыкновенный
29,3 6,8 Zn « 4,3 Cu
Эхинацея пурпурная
12,7 4,3 Zn « 3,0 Cu
тысячелистник обыкновенный -ZnM^CuM - Ьх/у-0,07 и by/x- 1,4 (уравнения 4, 2);
эхинацея пурпурная - ZnM-^CuM - b - 0,03 и b - 1,26 (уравнения
N О N
Ш S
ш
4
ш
5
ш M
6).
Знание коэффициентов интенсивности действия «Ь» (табл. 3, уравнения 1.8) дает возможность установить оптимальное содержание изучаемых элементов ^п и Си) в лекарственных растениях:
С = С + Д*«Ь» (9)
опт н " х '
где Сн - фактическое содержание микроэлементов на фоновом варианте, мг/кг; Д - оптимальная доза удобрений лучшего варианта опыта по урожайности, кг д.в./га; «Ь» - коэффициент интенсивности действия.
Используя формулу 9, мы рассчитали оптимальное содержание и соотношение цинка и меди в фазе цветения растений. Оно было близким к фактическому в лучших по урожайности вариантах опыта. С использованием уравнений 1...8 и коэффициента «Ь» можно определить оптимальные уровни содержания и соотношения элементов питания в лекарственных растениях в зависимости от конкретных зональных почвенно-климатических условий: содержание цинка и меди в фазе цветения растений тысячелистника составляло 29,3 и 6,8 мг/кг, эхинацеи - 12,7 и 4,3 мг/кг соответственно (табл. 4).
Таким образом, в результате проведённых исследований были установлены синергические взаимосвязи между цинком и медью при внесении микроудобрений. Зная параметры накопления микроэлементов в растениях, в зависимости от содержания их доступных форм в почве, биологических особенностей культуры и ряда других факторов можно регулировать и нормировать качественный состав растениеводческой продукции.
Цинковые удобрения повышали содержание подвижного цинка в лекарственном сырье тысячелистника обыкновенного и эхинацеи пурпурной на 190.243 %, а медные - увеличивали концентрацию Си на 104.209 %. Оптимальное содержание цинка в растениях тысячелистника в фазе цветения составило 29,3 мг/кг, меди - 6,8 мг/кг, для эхинацеи пурпурной - 12,7 и 4,3 мг/кг соответственно, соотношение Zn к Си для многолетних ле-
карственных культур укладывается в пределы 3.4.
Литература.
1. Alloway B. J. Micronutrients and Crop Production: An Introduction // In: Micronutrient Deficiencies in Global Crop Production / Ed. B. J. Alloway Cambridge: Springer Science+Business Media, B.V., 2008. P. 1-39.
2. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989. 439 с.
3. Biological role of copper as an essential trace element in the human organism / M. Pavelkova, J. Vyslouzil, K. Kubova et al. // Czech and Slovak Pharmacy. 2018. Vol. 67. No. 4. P. 143-153.
4. Marschner H. Mineral Nutrition of Higher Plants. NY: Elsevier Ltd., 2012. 672 p.
5. Дильмухаметова И. К. ^стояние и динамика биогенных микроэлементов в агроценозе в дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве при длительном применении минеральных удобрений и известковании: дисс. ... канд. биол. наук. М., 2019. 205 с.
6. Ермохин Ю. И. Почвенно-растительная оперативная диагностика «ПРОД-ОмСХИ» минерального питания, эффективности удобрений, величины и качества урожая сельскохозяйственных культур. Омск: ОмГАУ, 1995. 208 с.
7. Сухоцкая В. В., Тищенко Н. Н., Ер-мохин Ю. И. Почвенная диагностика потребности эхинацеи пурпурной (Echinacea purpurea (L.) Moench) в цинковых удобрениях в условиях южной лесостепи Западной Сибири // Проблемы агрохимии и экологии. 2018. №3. С. 31-34.
8. Сысо А. И., Ильин Б. В. Эколого-агрохимическая оценка содержания микроэлементов в почвах и растительной продукции на юге Западной Сибири // Проблемы агрохимии и экологии. 2008. № 2. С. 33-36.
9. Ковальский В.В. Микроэлементы в растениях и кормах. М.: Колос, 1971. 235 с.
10. Жаркова Н. Н., Сухоцкая В. В., Ермохин Ю. И. Формирование урожая лекарственных культур (Tanacetum vulgare L., Echinacea purpurea L.) под влиянием эссенциальных микроэлементов // Овощи России. 2019. № 5. С. 72-76. doi: 10.18619/2072-9146-2019-5-72-76.
11. Сухоцкая В. В., Тищенко Н. Н., Ермо-хин Ю. И. Сравнительная оценка влияния микроэлементов на урожайность Achillea millefolium L. и Ech^cea purpurea в условиях южной лесостепи Западной Сибири // Приоритетные направления научно-технологического развития агропромышленного комплекса России: материалы Национальной науч.-практ. конф. Рязань: Издательство Рязанского государственного агротехнологического университета, 2019. Ч. 2. С. 552-557.
Assessment of the elemental chemical composition of the medicinal raw materials of Achillea millefolium L. and Echinacea purpurea L. when zinc and copper are applied
N. N. Zharkova, V. V. Sukhotskaya, Yu. I. Ermokhin
Stolypin Omsk State Agrarian University, Institutskaya pl., 1, Omsk, 644008, Russian Federation
Abstract. The studies were carried out in 2012-2018 on meadow chernozem soil in the Omsk region. The work aimed to determine the content and accumulation patterns of zinc and copper by medicinal plants when micronutrient fertilizers (zinc and copper) are applied and establish optimal levels and ratios of trace elements. The objects of the research were yarrow (Achillea millefolium L.) of White Beauty variety and purple cone-flower (Echinacea purpurea L.) of Znakhar' variety. The forecrop was bare fallow. Field experiments with Achillea millefolium were carried out in 2012-2015, with Echinacea purpurea - in 2016-2018. The experimental design included the following treatments: for yarrow zinc was applied at doses of 20, 40, 60, 80 kg/ha, copper doses were 2.4, 4.9, 7.2, 9.7 kg/ha against the background of N135P45K45; for purple coneflower zinc was applied at doses of 10.7, 21.4, 32.4, 42.8 kg/ha; copper doses were 2.3, 4.7, 7.0, 9.4 kg/ha against the background of N125. The control was without fertilizers. The use of zinc and copper fertilizers in the main application for the studied medicinal crops contributed to an increase in the accumulation of mobile forms of zinc and copper in the medicinal raw materials. On average, over the years of the experiments with Achillea millefolium and Echinacea purpurea, each kilogram of zinc fertilizers increased the zinc content in plants by 0.30 and 0.38 mg/kg, respectively, and augmented copper content by 0.07 and 0.03 mg/kg. One kilogram of copper in fertilizers increased the copper content by 0.47 and 0.23 mg/kg and augmented the zinc content by 1.40 and 1.26 mg/kg, respectively. In general, synergistic relationships were noted between the studied elements.
Keywords: yarrow (Achillea millefolium L.); purple coneflower (Echinacea purpurea L.); chemical composition; medicinal plant materials; trace elements; zinc; copper.
Author details: N. N. Zharkova, Cand. Sc. (Agr.), assoc. prof. (e-mail: nn.zarkova@ gmail.com); V. V. Sukhotskaya, post graduate student; Yu. I. Ermokhin, D. Sc. (Agr.), prof.
For citation: Zharkova NN, Sukhotskaya VV, Ermokhin Yul [Assessment of the elemental chemical composition of the medicinal raw materials of Achillea millefolium L. and Echinacea purpurea L. when zinc and copper are applied]. Zemledelie. 2021;(1):19-22. Russian. doi: 10.24411/0044-3913-2021-10105.
