Статья подготовлена Татьяной Курлович, канд. биол. наук, ведущим научным сотрудником ГНУ «Центральный ботанический сад Национальной Академии наук Беларуси и впервые опубликована в журнале "Ягоды России" № 1 2020. Подробности о новом номере журнала на сайте Ягодного союза.
Брусника — хорошо известное пищевое и лекарственное растение, богатый природный источник биологически активных веществ, часть которых являются специфическими именно для этого растения и обнаруживаются только в определенных органах растений или на определенных стадиях развития.
В частности, установлено, что ряд таких соединений содержится в плодах брусники. Основными из них являются гликозиды кверцетина, мономеры и олигомеры катехина и эпикатехина, кислотные производные кофеина, а также антоцианы — мощные антиоксиданты, улавливающие активные формы кислорода, связывающие ионы металлов и ингибирующие ферменты, участвующие в окислительном стрессе. Установлено, что экстракты из плодов и листьев брусники оказывают значимый терапевтический эффект при профилактике и лечении ряда хронических патологий. Применение антиоксидантов брусники может снизить риск развития онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения и болезней печени, диабета, инфекций мочевыводящих путей, а также способствует восстановлению печени и почек после алкогольного повреждения. Обнаружен и нейропротекторный эффект экстрактов брусники при болезни Альцгеймера. Эти данные обосновывают перспективность использования плодов брусники для разработки новых высокоэффективных и малотоксичных лекарственных средств, что является актуальной проблемой современной фармакологии.
Однако, несмотря на высокий экспортный потенциал и все возрастающую потребность на внутреннем рынке этого важного для пищевой и фармацевтической промышленности ресурса, промысловые заготовки ягод брусники на постсоветском пространстве практически не ведутся, ягода заготавливается населением, главным образом для собственных нужд.
В мировой практике потребности населения в продукции лесных ягодных растений обеспечиваются главным образом посредством выращивания ягод на специализированных плантациях. К началу 90-х годов XX столетия учеными европейских стран были разработаны и основы промышленного выращивания брусники, был создан комплекс машин для ухода за посадками и уборки ягод, а также зарегистрировано 20 сортов, отвечающих требованиям промышленной культуры, заложены первые промышленные плантации. Однако трудности, с которыми в дальнейшем столкнулись фермеры и ученые, не позволили бруснике стать широко распространенной ягодной культурой. Особенно остро встал вопрос борьбы с сорняками. Эта проблема является одной из основных причин того, что плантационное выращивание брусники до сих пор не получило широкого признания.
Корневая система брусники располагается в верхнем слое почвы, и при механической прополке междурядий с помощью сельскохозяйственной техники повреждается, что приводит к уничтожению культурных растений. Имеющийся комплекс гербицидов позволяет без ущерба уничтожать сорняки, произрастающие выше яруса культурных растений, но сорняки, находящиеся в ярусе брусники, остаются и через несколько лет начинают вытеснять ее из агроценоза. К тому же большинство гербицидов не соответствуют экологическим требованиям сегодняшнего дня органического (экологического) земледелия или являются препаратами тотального действия. Ручная прополка очень дорогостоящее мероприятие, к тому же не слишком эффективное.
Но в настоящее время активно развивается производство укрывных и мульчирующих материалов, с помощью которых можно значительно снизить засоренность посадок культурных растений. Первые опыты с применением таких материалов для защиты посадок брусники от сорняков показали, что укрытие почвы искусственной мульчей позволяет свести число сорных растений к нулю, избежать значительных затрат на содержание плантации и уход за ней, а также получать экологически чистую продукцию.
При укрытии почвы таким материалом сорняки и их прорастающие семена, находясь под темным, не пропускающем свет слоем ткани и не получая необходимого количества света, погибают и разлагаются в органику. Существует несколько типов таких материалов, отличающихся своими характеристиками. С целью выявления оптимального варианта для защиты посадок брусники от сорняков нами было проведено сравнительное изучение эффективности четырех видов таких материалов:
– пленка полиэтиленовая, черная, толщиной 150 мкм;
– спанбонд черный (агроволокно, агротекс) — нетканый полипропиленовый материал плотностью 60 г/м²;
– агроткань черная — цельнотканая полипропиленовая ткань плотностью 100 г/м²;
– минеральная вата рулонная — современный материал широкого применения.
Опытные посадки брусники были заложены на ровном песчаном участке, с рН почвы 4–5 единиц. С этой целью участок разбили на делянки размером 2 х 2 м. Почву на каждой делянке перекопали и удалили корневища многолетних сорняков, затем внесли верховой торф и равномерно перемешали его с почвой. Перед посадкой растений поверхность каждой площадки укрыли одним из защитных материалов. В качестве контроля служила делянка без укрытия, защищающего от сорняков. В мульчирующих покрытиях сделали прорези для посадки растений. После этого на каждую делянку по схеме 20 х 20 см были высажены двухлетние саженцы брусники сорта Коралл. В течение сезона вегетации проводился полив посадок с помощью капельного дождевания. В конце каждого сезона вегетации проводился учет степени засоренности опытных делянок, подсчитывался процент сохранившихся саженцев брусники в каждом варианте. Начиная с третьего года выращивания проводился учет урожая в каждом из вариантов. Оценка степени засоренности проводилась путем глазомерного определения проективного покрытия участка сорняками в процентах, а также взвешивания сорных растений, собранных с учетных площадок. Кроме этого описывался видовой состав сорных растений в каждом варианте.
Результаты исследований
Опыт был заложен в июне 2015 года. Наблюдения проведены в течение пяти сезонов вегетации — в 2015–2019 годах, результаты обобщены в таблицах.
Как показывают результаты наблюдений, несмотря на специально проведенную перед посадкой подготовку почвы с очисткой делянок от сорняков и удаления корневищ многолетников, в каждом из вариантов наблюдалось отрастание сорных растений из семян и остатков корневищ.
На контрольном участке степень засоренности была очень высокой на протяжении всего периода исследований (рис. 1). Проективное покрытие площади делянки сорными растениями составляло более 80,0%, а масса сорняков в пересчете на 1 м² составила около 0,5 кг (табл. 1). Среди видового состава встречались как однолетники: горец почечуйный (Polygonum persicaria L.), ежовник куриное просо (Echinochloa crus-galli (L.) Roem et Schult.), череда трехраздельная (Bidens Tripartita L.), так и многолетники: щавелек малый (Rumex acetosella L.), лапчатка норвежская (Potentilla norvegica L.), земляника лесная (Fragaria vesca L.), осока (Carex sp. L.), вейник прямой (Calamagrostis stricta (Timm.) Koeler).
Сорная флора в варианте укрытия полиэтиленовой пленкой была представлена всего двумя видами однолетников: горцем почечуйным и чередой трехраздельной, и одним многолетником — щавельком малым, проросшими в прорезях для посадки культурных растений. Покрытие сорняками в этом варианте опыта составило всего 3,0%, а масса сорняков в пересчете на 1 м² составила чуть больше 8 г (табл. 1).
При укрытии спанбондом засоренность делянки не превышала 10,0%, а масса сорняков составила около 30 г/м². Из видов сорных растений были отмечены щавелек малый, горец почечуйный, череда трехраздельная, осока и ежовник куриное просо, проросшие в прорезях рядом с культурными растениями.
Показатели засоренности в варианте с укрытием делянки минеральной ватой также были очень низкими: не более 7%, а масса сорняков в пересчете на 1 м² составила немногим больше 17 г (табл. 1). Из сорняков отмечены череда трехраздельная, щавелек малый и ежовник куриное просо.
Проективное покрытие сорняками на делянке, укрытой агротканью (рис. 2), к концу первого сезона вегетации не превышало 25%. Из видов сорных растений отмечены горец почечуйный, щавелек малый, осока, ежовник куриное просо и вейник, который и составил основную массу сорных растений — 0,22 кг на 1 м².
Таблица 1 Масса сорных растений на посадках брусники в пересчете на 1 м²
В значительной степени повлиял тип мульчирующего материала на приживаемость саженцев. В контроле, несмотря на значительную засоренность, выпады саженцев были незначительными. К концу первого сезона вегетации на участке сохранилось 92,0% саженцев, но к концу второго этот показатель снизился до 84,0% (табл. 2).
Самый высокий процент приживаемости саженцев был отмечен в варианте с применением минеральной ваты. В год посадки она составила 100%, а к концу следующего сезона снизилась всего до 96%. Хорошие результаты были получены и в варианте с применением агроткани. В год посадки она составила 90%, а к концу второго сезона вегетации снизилась незначительно — до 88%. Немного ниже эти показатели были в варианте со спанбондом. К концу первого сезона вегетации приживаемость саженцев в этом варианте составляла 90%. К концу второго сезона вегетации этот показатель несколько снизился и составил 81%. Худшим вариантом оказалась черная полиэтиленовая пленка. Приживаемость культурных растений к концу первого сезона вегетации в этом варианте составляла 80,0% от числа высаженных на делянку, но к концу второго осталось всего 23,0%. По всей вероятности, гибель культурных растений была вызвана недостатком поступающей к ним влаги из-за герметичности пленки, а также перегревом растений из-за высокой аккумуляции солнечной энергии данным видом укрывного материала.
Таблица 2 Число прижившихся кустов брусники на опытных площадках по вариантам исследований (площадь делянки — 2,5 м², высажено 49 растений)
В разной степени сказалось влияние мульчирующих материалов на росте и плодоношении брусники. В частности, к концу пятого сезона вегетации наиболее крупные кусты сформировали растения, высаженные на контрольной делянке, а также на делянке с укрытием почвы агротканью (табл. 3). Высота кустов брусники в этих вариантах составляла 22,5 см и 23,5 см, а диаметр — 26,1 см и 27,6 см. В трех остальных вариантах кусты развивались значительно хуже. В варианте с минеральной ватой они отличались слабым ростом, очень светлой окраской листьев и значительным повреждением болезнями. В варианте с полиэтиленовой пленкой большинство растений выпали, остались только кусты, высаженные по краю делянки.
Таблица 3 Биометрические показатели размера кустов брусники, 2019 год
В стадию плодоношения растения брусники вступили уже на второй год после посадки, но урожай в 2016–2017 годах был незначительным: 2–4 г ягод на одно растение. Причиной низкой урожайности были недостаточно сформировавшиеся кусты и отток питательных веществ к активно растущим молодым побегам. К 2018 году кусты брусники уже нарастили объем вегетативной массы, необходимый для формирования урожая, и дали первый промышленно значимый урожай. Поскольку сорт Коралл в условиях Белорусского Полесья плодоносит дважды за сезон, то в таблицах 4 и 5 приведены результаты, полученные при каждом из сборов. Как видно из таблиц, наиболее значимым являлся осенний урожай. Наиболее высокой урожайностью в пересчете на одно растение отличался контрольный вариант (рис. 3). В опыте с геоспаном этот показатель был примерно в 2 раза ниже (рис. 4). Но в контрольном варианте количество растений на делянке было значительно меньшим (тоже почти в 2 раза), чем в опыте с геоспаном, благодаря чему площадь питания у растений в контроле была значительно больше. Этим объясняется разница в урожайности при пересчете на одно растение (табл. 4).
Таблица 4 Урожайность брусники (2018–2019 годы) в пересчете на одно растение
Но если брать общий урожай со всей площади делянки, то в варианте с геоспаном он был выше, чем в контроле (табл. 5), и составил в 2018 году 2,90 кг против 2,40 кг в контроле, а в 2019 году — 1,24 кг против 1,15 кг.
Таблица 5 Урожай брусники сорта Коралл, собранный с делянок площадью 2,5 м²
Изучение влияния мульчирующих материалов на массу ягоды у брусники показали, что ни один из изучаемых видов укрытия не оказал заметного влияния на этот показатель. Как видно из таблицы 6, масса ягоды была практически одинакова во всех вариантах и определялась скорее генетическими особенностями данного сорта. Несколько более высокие показатели в контрольном варианте объясняются лучшими условиями питания растений, поскольку их количество на делянке было почти в 2 раза меньше, чем в варианте с геоспаном. Следовательно, площадь питания кустов брусники в этом варианте была больше, и растения получали больше воды и элементов минерального питания из почвы.
Таблица 6 Масса 100 ягод брусники сорта Коралл в различных вариантах опыта
Выводы
Применение мульчирующих материалов оказывает положительное действие на состояние посадок культурных растений, выражающееся в значительном снижении степени их засоренности.
Укрытие почвы мульчирующими материалами способствует лучшей приживаемости растений и увеличению их продуктивности.
Из четырех видов изучаемых мульчирующих материалов (полиэтиленовая пленка, спанбонд, агроткань и стекловата) наиболее приемлемым видом укрытия является агроткань, благодаря своей прочности, долговечности, а также возможности механизировать процесс укладки ее на участок.
Источник: FruitNews по материалам Ягодного союза
