CC BY
24
УДК 630*164.8; 631.524.84
Лебедева О.П. ©
Магистрант Лесотехнического института Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
СЕМЕННАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ LUPINUS POLYPHYLLUS LINDL В СЕВЕРНОЙ
ПОДЗОНЕ ТАЙГИ
Аннотация
В данной статье рассмотрена семенная продуктивность люпина многолистного (Lupinus polyphyllus Lindl.) в условиях северной подзоны тайги (г. Архангельск). Критерием определения семенной продуктивности явилось количество генеративных растений на площади, количество бобов и семян с растения в целом.
Ключевые слова: люпин многолистный, семенная продуктивность, бобы, семена.
Keywords: Lupinus polyphyllus, seed production rate, legume fruits, seeds.
Почвы Архангельской области преимущественно подзолистые (до 70% территории области) промывного либо застойного водного режима [4].Такие почвы характеризуются низкими запасами зольной и азотной пищи, повышенной кислотностью, плохой аэрацией. Повысить содержание гумуса и азота в лесных почвах при искусственном лесовосстановлении на длительный временной промежуток возможно с помощью фитомелиорации. Наиболее перспективной культурой для региона является многолетнее травянистое растение семейства бобовых - люпин многолистный (Lupinus polyphyllus Lindl), которое широко используется в сельском хозяйстве в качестве удобрения (сидерата). По внедрению Lupinus polyphyllus в качестве почвоулучшающей культуры в лесной сектор хозяйства занимались многие ученые. В ходе исследований установлено, что люпин наиболее приспособлен произрастать на бедных подзолистых почвах и переносить низкие температуры [7;8]. Многолетний люпин положительно влияет на плодоношение, фотосинтез и смолопродуктивность сосны обыкновенной и на продуктивность лесов в целом [1;6 - 10]. В условиях Архангельской области опыты с многолетним люпином в лесах не проводились, но данное растение встречается вдоль дорог небольшими куртинами, сопутствующими растениями выступают различные виды злаковых трав, иван-чай.
Для использования растения в условиях севера необходимо разработать агротехнику возделывания многолетнего люпина в конкретных условиях и выявить показатели адаптации, которой является семенная способность культуры, а также биометрические показатели и масса семян, что и явилось целью наших исследований. Семенная продуктивность люпина, характеризуется числом бобов и числом семян с растения в целом [4;6; 11].
Материал для исследований был собран 8 августа 2014 года в местах где был обнаружен люпин, на территории учебной базы САФУ Бабонегово и вдоль дороги
Архангельск - Пинега у д. Боброво. По ходовым линиям были заложены учетные площадки размером 1*1 м, в количестве 10 штук, на которых срезались генеративные органы для дальнейших исследований в камеральных условиях. На каждом генеративном органе подсчитывалось общее количество плодов (бобов), из которых 1/3 из средней части отбиралась для определения количества семян в бобе.
Для оценки качества семян люпина определяли длину, ширину, толщину и массу 1000 штук семян, и их всхожесть. Все линейные измерения проводились электронным штангенциркулем ШЦЦ-1-200, с точностью до 0,01 мм. Массу каждого семени измеряли на
© Лебедева О.П., 2015 г.
торсионных весах, массу 1000 шт. семян замеряли на электронных весах HL-100 с точностью до 0,01 г.
Под линейными размерами понимается длина, ширина и толщина семени. Длиной считается расстояние между основанием и верхушкой зерна, шириной — наибольшее расстояние между боковыми сторонами и толщиной — между спинной и брюшной сторонами (спинкой и брюшком). Совокупность линейных размеров называется также крупностью.
Форма семян эллипсовидная, объем семени находим по формуле:
V = 4nabc/3
Распределение по крупности семян осуществлялось по формуле предложенной М.И. Калининым.
P=(S-s)/3 (2)
где Р - величина ступени, ограничивающая положение семени по крупности (объему); S - максимальное значение, мм ; s - минимальное значение, мм
По крупности семена распределялись следующим образом: мелкие семена - до s+P(<127,5мм ), средние - от s+P до s+2P ( от 127,6 мм до 160 мм ) и крупные - от s+2P и выше (>160,1 мм3).
Полученные данные обрабатывались методами математической статистики [5] с использованием программ Microsoft Excel, Stat Plus 2009.
Собранные семена гладкие, имеют твердокаменную оболочку, цвет варьирует от светло-серого до черного, бобы удлиненные, кожистые, сплюснутые, окраска темно-серая, встречаются светло-серые пятна, опушены седыми волосками.
Таблица 1
Статистические показатели семенной продуктивности Lupinus polyphyllus
Показатель Статистические показатели
min max, X±mx С, % р, % t
Длина колоса, см 30,00 56,00 38,36±2,17 18,73 5,65 17,70
Количество бобов на генеративном органе, шт 43,00 86,00 59,09±4,38 24,60 7,42 13,48
Длина боба, мм 27,18 41,25 34,71±1,43 13,68 4,12 24,25
Количество семян в одном бобе, шт 2 7 4,55±0,4 30 9,56 10,46
В результате изучения морфологии генеративных органов следует заключить, что размер бобов является наиболее стабильным признаком. Высокая изменчивость наблюдается у показателей количества семян в одном бобе, это обусловлено тем, что некоторые семена усохли после завязи (рис. 1). В бобах на верхушке колоса семена вообще отсутствуют, т.к. созревание плодов начинается сначала в нижней части цветущего колоса, а затем в верхней, в которой плоды попросту не успевают созреть из-за непродолжительного и прохладного лета. Таким образом, прямые показатели семенной продуктивности (количество бобов и количество семян с особи) имеют высокую изменчивость и сильно зависят от условий произрастания.
Рис. 1 - Боб люпина с семенами
Таблица 2
Статистические данных линейных измерений семян Lupinus polyphyllus
Показатель Статистические показатели
min max, X±mx С, % р, % t
Длина семени, мм. 3,65 4,96 4,2±0,03 7,03 0,70 142,3
Ширина семени, мм. 2,64 3,80 3,1±0,02 7,38 0,74 135,4
Толщина семени, мм 1,77 2,94 2,5±0,02 9,30 0,93 107,5
Масса 1000 шт. семян, г 21,00 25,0 23,1±0,01 5,18 1,64 61,00
Объем семени, мм 94,99 192,4 138,62±1,8 12,98 1,30 77,04
Рис. 2 - Распределение семян люпина по крупности
Анализируя размеры и вес семян (табл.2, рис.2.), отмечаем, что точность и достоверность значений доказана, изменчивость малая в основном <10%. Основная масса семян относится к средним по крупности и способна обеспечить хорошим урожаем в
будущем. Приблизительно 26% семян мелкие и являются менее жизнеспособными из-за нехватки питательных веществ необходимых для нормального развития растения из семени. По литературным данным всхожесть семян люпина многолистного сохраняется более 50 лет [11], а за счет твердой оболочки семена долго сохраняют всхожесть, формируя в почве многочисленный банк семян.
Для дальнейшего целевого использование люпина в качестве фитомелиоранта необходимо создавать семенные плантации для сбора районированных семян, провести исследования по повышению посевных качеств семян, а так же возможность выращивания люпина в бедных оподзоленных почвах региона.
Литература
1. Азниев Ю. Н. О влиянии многолетнего люпина на плодоношение сосны обыкновенной // Лесн. журн. 1963. № 3. С. 30 - 33.
2. Бабич Н.А., Гаевский Н.П., Конюшатов О.А. Культуры ели Вологодской области / Архангельск, 2000. - 160 с.
3. Вайнагий И.В. О методике изучения семенной продуктивности растений // Бот. журн., 1974. - Т. 59. - №6. - С. 826 - 831.
4. Варфоломеев Л. А. Почвенная экология лесных культур на севере: [монография] / Л. А. Варфоломеев, Р.В. Сунгуров; М-во природ. ресурсов Рос. Федерации, Сев. науч.-исслед. ин-т лес. хоз-ва. - Архангельск: [б. и.], 2007. - 290 с
5. Дворецкий М.Л. Пособие по вариационной статистике. Изд. 3-е, переработ. и доп. / М.: «Лесная промышленность», 1971. - 104 с.
6. Довбан К. И. Зеленое удобрение / М.: Агропромиздат, 1990. - 208 с.
7. Карасева М.А., Лежнин К.Т. Применение фитомелиорантов при выращивании искусственных насаждений хвойных пород: монография / Йошкар-Ола: МарГТУ, 2012. - 160 с.
8. Жилкин Б. Д. Повышение продуктивности лесов культурой люпина / Минск, 1965. - 82 с.
9. Жилкин Б. Д., Шипова И. П. Влияние биологической мелиорации на повышение смолопродуктивности спелых и средневозрастных насаждений сосны обыкновенной в БССР // Лесн. журн., 1969. - № 6. - С. 5-7.
10. Рихтер И.Э. Влияние многолетнего люпина (Lupinus polyphyllus Lindl.) на фотосинтез сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) // Лесн. журн., 1964. - № 1. - С. 17-23.
11. Ткачева Е.В. Биологические особенности видов семейства Leguminosae Juss. разного уровня инвазивности: Автореф. дис. ... к-та биол. наук. Москва, 2011. - 21 с.
