CC BY
43
УДК 58:633 Доктор биол. наук Н.М. НАЙДА
(СПбГАУ, nayda.nad@yandex.ru)
БИОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И АНАТОМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АРАЛИИ МАНЬЧЖУРСКОЙ В ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
Аралия, лист, корень, почки, урожайность сырья
В неблагоприятных условиях современных мегаполисов особое значение отводится препаратам, укрепляющим иммунную систему человека и обеспечивающим его высокую работоспособность. Поэтому в настоящее время особая роль отводится растениям, обладающим адаптогенными свойствами. Препараты на основе растений с адаптогенными свойствами имеют ряд преимуществ по сравнению с синтетическими. Они обладают выраженным действием, не вызывают привыкания при длительном применении, не токсичны в терапевтических дозах и др. К этим растениям относится и аралия маньчжурская. В задачи нашего исследования входило определение перспективы выращивания аралии маньчжурской в условиях Ленинградской области как нового сырьевого источника. Аралия маньчжурская - представитель маньчжурской флоры. Растет в Хабаровском, Приморском крае, на Сахалине и Курильских островах [1]. Поэтому изучение биологических особенностей и закономерностей роста и развития аралии в новых для нее условиях Ленинградской области является актуальным.
Показатели климатических условий Ленинградской области и района естественного произрастания аралии представлены в таб. 1. Сравнительный анализ показывает, что климат Ленинградской и Амурской областей имеет некоторое сходство, но и значительно различается. Лето в Ленинградской области короткое и прохладное, суммарная солнечная радиация не превышает 3300 МДж/м , в то время как в Амурской области сумма солнечной радиации выше и достигает 4743 МДж/м2. Сумма температур выше 10оС в Ленинградской области колеблется в пределах от 1986оС до 2210оС, а в Амурской от 1700°С до 2550°С [2]. Безморозный период в Амурской области короче, а сумма осадков имеет примерно такие же значения, что и в Ленинградской области.
Т а б л и ц а 1. Сравнительная характеристика климатических условий естественного ареала
аралии маньчжурской и Ленинградской области
Климатические показатели Естественный ареал - г. Санкт-Петербург
юго-восток Амурской 60осш.
области 30,30° в.д.
Суммарная солнечная
радиация, МДж/м2 4743 3200-3300
Среднесуточная температура
самого теплого месяца, оС +26,6 + 17,3
Абсолютный минимум
температур, оС -40,0 -35,9
Сумма температур выше 10оС 1700-2550 1986-2210
Длительность безморозного периода, дни 130-150 150-160
Среднегодовое количество
осадков, мм 684 600-700
Аралия маньчжурская - Aralia mandshurica Rupr. Et Maxim. Относится к семейству Аралиевые Araliaceae, представляет собой быстрорастущее деревце высотой 3-5 м с маловетвистым стволиком. Из-за наличия колючих шипов на стволе и листьях аралию в народе называют "чертово дерево". Она обитает в подлеске смешанных и лиственных лесов, на полянах, вырубках, вблизи дорог, предпочитает солнечные места. Растет одиночно или образует заросли. Корневая система имеет горизонтально-радиальное распространение на глубине 10-25 см и лишь местами корни углубляются на 40-50 см, изгибаясь вертикально вниз. Листья расположены в верхушке колючего ствола в виде густой мутовки, на длинных черешках, дважды- или триждынепарноперестые. В корнях содержатся индивидуальные тритерпеновые гликозиды - аралозиды А, В и С и многие другие соединения. Препараты аралии предложены взамен женьшеня как стимулирующее и тонизирующее средство при физической и умственной усталости, сердечно-сосудистых и психических заболеваниях функционального характера. Настойку из корней аралии применяют как стимулятор центральной нервной системы при гипотонии, астении, депрессивных состояниях, при импотенции на фоне неврастении психастении.
Объектом нашего исследования была аралия маньчжурская, образец был предоставлен питомником декоративных растений в п. Сиверский. В свою очередь, питомник получил образец аралии с Дальнего Востока. Растение размножали вегетативно (черенками). Десять стеблевых черенков аралии размером 40-50 см высадили на малом опытном поле 06.05.2013 г. Рельеф опытного поля - равнинный. Почва - дерново-подзолистая, остаточно карбонатная, среднесуглинистая, высоко окультуренная. Глубина пахотного слоя - 22-24 см. Перед посадкой черенков вносили комплексные минеральные удобрения «Кемира-5» (N-10,7%; P2O5-8,7%; K2O -16,0; MgO-2,7%; S- 2,75) из расчета 100
Наблюдения за ростом и развитием высаженных растений дали следующие результаты. В течение первых 7-10 дней на черенках стали формироваться верхушечные почки и близко к ним расположенные 3-4 боковые вегетативные почки. При постоянном поливе в хороших экологических условиях стеблевые черенки аралии имели высокий уровень жизненности и образовали первые придаточные корни через 15 -20 дней. В это же время шло разворачивание листьев из верхушечных и боковых почек. В третьей декаде июня растения аралии имели от 3 до 6 листьев (рис. 1).
Рис. 1. Молодое деревце аралии: верхушечная листовая розетка - 1
В условиях интродукции в культуре аралия характеризовалась быстрым ростом и концу вегетационного периода растения, выросшие из черенков, имели высоту от 56 до 83
см, в среднем - 66,5 см. Число сложных листьев варьировало от 7 до 11 шт., в среднем - 8,9. Длина листьев колебалась от 44 до 74 см, ширина - от 26 до 55 см (табл. 2).
Т а б л и ц а 2. Морфологический анализ растений
Годы В ысота растений, см Число листьев на растении, шт. Длина листа, см Ширина листа, см
2013 66,5 8,9 44-74 26-55
2014 147,4 9,6 32-94 41-54
2015 171,3 15,8 63-87 45-58
Морфологический анализ листа показал, что в культуре лист у аралии дважды-непарноперистосложный, с 2-4 парами сложных долей первого порядка, состоящих из 3-13 супротивных листочков и несколькими парами верхних простых листочков (рис. 2).
Рис. 2. Дважды-непарноперистосложный лист аралии маньчжурской
Рахисы первого и второго порядков и черешочки опушены волосками и покрыты шипиками. Листочки почти сидячие, их длина колеблется от 3,3 до 7,0 см, а ширина - от 1,7 до 5,5 см. Форма листочков продолговато-яйцевидная с заостренной или оттянутой в остроконечие верхушкой. Общее число листочков в сложном листе колеблется от 33 до 69 шт.
В конце первого года жизни растения аралии сформировали довольно сильную корневую систему. Придаточные корни в месте отхождения от стебля стали одревесневать и сливаться со стеблем, образуя единую систему (рис. 3). Корневая система растений насчитывала 3-5 горизонтальных придаточных корней, располагающихся на глубине 10-15 см в радиусе 40-60 см, масса корней одного растения составляла 120-200 г.
Рис. 3. Аралия маньчжурская: придаточные корни, отходящие от стебля - 1; 2 - стебель
Зима и весна 2013-2014 гг. оказала влияние на молодые растения аралии. Лимитирующим фактором для молодых растений стали весенние заморозки и возврат холодов. Две особи с менее развитой корневой системой оказались наиболее чувствительны и погибли. Успешно перезимовавшие растения сформировали верхушечные и боковые листовые почки, и в конце второй декады апреля стали их медленно разворачивать (рис. 4). В течение второго вегетационного периода на растениях образовалась довольно мощная корневая система.
Рис. 4. Аралия маньчжурская - побег: 1 - верхушечная почка; 2 - боковая почка
Высота растений колебалась от 106 до 164 см , прирост за год составил в среднем 82103 см. Число листьев в среднем составляло 9,6 шт. Длина листьев варьировала от 32 до 94 см, ширина - от 41до 54 см (табл. 2). Корневая система у растений второго года жизни состояла из 5-7 придаточных корней, залегающих на глубине 9-15 см в радиусе 50-80 см (рис. 5). На расстоянии 80 см от стволика деревца корни изгибаются и уходят глубоко в почву. Толщина придаточных корней достигала 1,0-1,5 см. Масса корней одного растания составляла 250-300 г, что соответствует урожайности 3,0 т/га.
В 2015 г. начало разворачивания листьев отмечали в первой декаде мая. Одновременно вокруг стволиков стали появляться молодые побеги - поросль, возникающая из придаточных почек на корнях (рис. 5).
Основные морфологические параметры растений в 2015 г. представлены в табл.2.
Рис. 5. Аралия маньчжурская (корневая система раскопана): ПК- горизонтальные придаточные корни; П - поросль; Ст - стволик
Лекарственным сырьем у аралии являются корни. Их начинают заготавливать, когда толщина достигает от 1-3 см. Если диаметр корней не соответствует этим показателям, их не выкапывают. Из литературы известно, что старые, сильно одревесневшие толстые корни содержат меньше биологически активных веществ и дают сырье низкого качества [3].
В условиях нашего опыта была определена сырьевая продуктивность растений аралии в октябре 2013-го и 2014 г. Толщина корней составляла 1,0-1,5 см, масса корней одного растения в 2013 г. была 120-200 г, в 2014-м г. - 250-300 г, что соответствует 1,2-3,0 т/га.
Для идентификации лекарственного сырья и соответствия его качества нормативным документам мы провели морфолого-анатомическое исследование корней и листьев аралии.
Внешние признаки сырья вполне соответствовали требованиям. Придаточные корни имели цилиндрическую форму и желтоватую окраску, толщина корней 1,0-1,5 см. Снаружи корень покрыт перидермой, за которой располагается паренхима вторичной коры. В ней лежат схизогенные вместилища, содержащие тритерпеновые гликозиды - аралозиды. Паренхимные клетки около схизогенных вместилищ и клетки радиальных лучей заполнены крахмальными зернами. Крахмальные зерна простые и 2-8 сложные.
Рис. 6. Срез корня аралии маньчжурской: Пр - перидерма; ПВК - паренхима вторичной коры; СхВ - схизогенные вместилища с секретом; Фл - вторичная флоэма; К - камбий; ВКс - вторичная ксилема; РЛ - радиальный луч; ПКс - первичная ксилема
Далее на срезе просматриваются элементы флоэмы и камбий (рис.6). Кольцо вторичной ксилемы в молодых корнях хуже, чем в старых. В центре корня лежит первичная ксилема, просматриваются сосуды и другие элементы ксилемы, содержащие друзы оксалата кальция. От первичной ксилемы к периферии тянутся многочисленные одно-, пятирядные радиальные лучи. В молодых корнях толщина вторичной коры преобладает над толщиной ксилемной части корня. В старых корнях объем вторичной коры уменьшается, соответственно уменьшается и содержание аралозидов.
Анатомическое исследование листа аралии показало, что рахис - общая ось сложного листа имеет достаточную прочность и жесткость. Снаружи рахис покрыт эпидермой, под которой залегает колленхима, а затем - 4-5 слоев паренхимы первичной коры. В ней также лежат схизогенные вместилища, содержащие тритерпеновые гликозиды (рис. 7).
Рис. 7. Срез рахиса сложного листа аралии маньчжурской: Эп - эпидерма; Кол - колленхима; ППК - паренхима первичной коры; Эн - эндодерма; Скл - склеренхима перициклического происхождения; Фл - флоэма проводящего пучка; Кс - ксилема проводящего пучка; СхВ -
схизогенное вместилище
Эндодерма первичной коры хорошо выражена. Склеренхимное кольцо имеет перициклическое происхождение и насчитывает 4-5 слоев клеток. Коллатеральные проводящие пучки лежат двумя рядами ксилемами навстречу. Рахис имеет стеблевое происхождение и его анатомическое строение подобно строению стебля. Так как в стебле проводящие пучки располагаются по кругу, то при уплощении стебля и формировании рахиса они сближаются ксилемами навстречу.
Листочек сложного листа аралии снаружи покрыт эпидермой, столбчатая паренхима однослойная, губчатая паренхима состоит из 4-6 слоев клеток. Проводящий пучок снизу подстилает колленхима (рис. 8).
Рис. 8. Срез листочка аралии маньчжурской: Эп - эпидерма; Кол - колленхима; СхВ - схизогенное вместилище; СП- столбчатая паренхима;
ГП - губчатая паренхима; Шп - шипик
Таким образом, наши исследования показали, что природно-климатические условия Ленинградской области, а также достаточный адаптивный потенциал аралии маньчжурской обеспечивают её нормальный рост и развитие, и возможность формирования доброкачественного лекарственного сырья. Ежегодный прирост стволиков в высоту составлял 55-75 см. Растения второго и третьего года жизни имели уже вполне сформировавшиеся корни толщиной 1 -3 см, пригодные для сбора на сырье. Продукивность сырых корней в конце второго года жизни составила 250-300 г/растение, что соответствует урожайности 3 т/га. В условиях культуры трехлетние растения аралии вегетативного происхождения развили достаточно мощную корневую систему и соответствовали пятилетнему возрасту растений в условиях естественного ареала.
Л и т е р а т у р а
1. Флора СССР/ Под ред. Б.К. Шишкина. - М. : Издат. АН СССР, 1954. - Т.XVI. - 704 с.
2. Атлас Ленинградской области.- М., 1967. - 82 с.
3. Атлас лекарственных растений России Под редакцией В.А. Быкова - М.: ВНИИЛАР, 2006. - 345 с.
УДК 633.112.1.631.527 Канд. с.-х. наук В.Г. ГРИЦИЕНКО
Канд. с.-х. наук Б.А. ГОЛЬДВАРГ (ФГБНУ Калмыцкий НИИ сельского хозяйства, gb_kniish@mail.ru)
ОЗИМАЯ ТВЕРДАЯ ПШЕНИЦА В ЗАСУШЛИВЫХ УСЛОВИЯХ ЮГА РОССИИ
Пшеница озимая, производство зерна, продуктивность, качество зерна, урожайность
Пшеница - один из важнейших хлебных злаков в мире. По данным МСХ США, мировое производство зерна пшеницы в 2013 году составило 656,17 млн.т. На твердую пшеницу приходится около 5,0% от объема всей пшеницы, производимой в мире. Ее валовое производство в среднем составляет около 30-35 млн.т. В России в 2013 году валовое производство зерна в чистом весе превысило 91,3 млн.т, из них на пшеницу приходится около 50,0 млн.т. Ежегодно в России производится около 2,0 млн.т зерна твердой пшеницы [1]. Основными районами ее производства является Поволжье [2]. В 1931-1932 гг. посевная площадь твердой пшеницы в бывшем СССР составляла 6,0 млн.га, или 50% ее мировой площади. В 1940 году она сократилась до 4,0 млн.га, а в 1941-1945гг. сократилась еще больше. Однако в послевоенные годы ее посевы вновь стали возрастать, и в 1966 году достигли максимума - около 8,0 млн.га, или 11,4% от посева всей пшеницы.
Максимальные урожаи твердой пшеницы отмечались в 1936-1939 гг. в хозяйствах Алтайского края, Республики Калмыкия, Новосибирской области - от 6,09 до 7,30 т/га [1].
Твердая пшеница известна в культуре с древних времен. Еще в государстве Шумер, Древнем Египте и Греции из ее зерна изготавливалась лапша и другие изделия [3]. В культуре использовалась, главным образом, яровая твердая пшеница. Озимая форма твердой пшеницы была введена в культуру значительно позже. И в силу ее биологических возможностей может возделываться в ограниченных ареалах. Основными районами производства озимой твердой пшеницы в странах СНГ являются Россия, Казахстан, Украина.
В Калмыцком НИИСХ в содружестве с Краснодарским НИИСХ ведется работа по испытанию, подбору и созданию новых сортов озимой мягкой и твердой пшеницы. За годы содружества созданы сорта озимой твердой пшеницы Кермен и Алтана.
Многолетние исследования показали, что озимая твердая пшеница в жестких климатических условиях центральной зоны Республики Калмыкия способна формировать
