CC BY
6
СШЬСЬКОГОСПОДАРСЬК! НАУКИ
УДК: 631.95
DOI: 10.15587/2313-8416.2016.66199
АНАЛ1З ЕКОЛОГО-ГЕОГРАФ1ЧНИХ ОСОБЛИВОСТЕЙ ЦЕНТР1В ПОХОДЖЕННЯ TRITICUM SPELTA I ПЕРСПЕКТИВИ ПОШИРЕННЯ КУЛЬТУРИ В УКРА1Н1
© В. В. Лапчинський
Вивчення особливостей еколого-географгчних центргв походження Triticum spelta вказують на високу еколог1чну пластичнгсть «дикороса альптських прерш». Л1мтуючими факторами, як визначають можливгсть рослини рости, розвиватися, розмножуватися та проявляти бажат господарсьт якостг в УкраШ е максимальна температура самого теплого мгсяця та показники pH Грунту Ключовi слова: спельта, Г1С, моделювання, бюклгматичш показники, центри походження, Triticum spelta, глгадини
Study of the features of eco-geographical centers of Triticum spelta origin indicates high ecological plasticity for "wild plant of alpine plains". Limiting factors that determine the possibility of the plant to grow, reproduce and show desirable properties in Ukraine are the maximum temperature of the warmest month and pH of the soil Keywords: spelt, GIS, modeling, bioclimatic indices, centers of origin, Triticum spelta, gliadins
1. Вступ
Зростання попиту на малопоширеш культури, яш досить часто виступають джерелом цшних по-живних речовин, заставляе виробнишв все частше гги на ризики та вводити в авозмши новi сшьсько-господарськ культури як ще донедавна були нети-повими для тих чи шших грунтово-ктматичних умов. Спельта е однiею iз таких культур.
Високий вмiст бшку, знижена токсичнiсть клейковини та гарш хлiбопекарськi якостi привернули увагу спочатку споживачiв а потiм i виробнишв, якi «дикороса альпiйських прерш» пробують виро-щувати в рiзних областях Укра!ни. Дослвдження iнтродукцiйних можливостей на теренах держави дозволить виявити територп, де можливе формуван-ня високопродуктивних рослин Т. spelta.
2. Постановка проблеми
Беручи за основу узагальнеш еколого-географiчнi характеристики цен^в походження Triticum spelta та використовуючи анал1тичний ш-струментарiй Г1С технологш, нами було поставлене завдання визначити територи сприятливi за сво!ми грунтово-ктматичними умовами для успiшного культивування дослщжуваного виду в Укра!ш.
3. Огляд лггератури
Генезис Тritiсum spelta та И давня географiя були невiдомi до середини 20 столiття. К. А. Флякс-бергер в свош культовiй працi «Пшеницы» [1] значну увагу придiлив походженню цього виду. Спираючись
на дослiдження культурно! спадщини народiв, що заселяли pi3Hi континенти планети, дослiдник видшив основш територп, де спельта здавна займала основну хлiбну роль й сьогодш продовжуе вирощуватися, а саме: швденно-захвдна Германiя, зах1дна частина ав-стрiйського Тиролю, Швейцарiя та 1спашя (провш-цiя Астурiя).
Жуковський П. М. [2] видшяе територп, де розповсюджеш озимi безостi форми спельти -швшчно-захвдш Альпи, зах1дний Тироль, Швейцарiя, пiвденно-захiдна Германiя, Люксембург, Бельпя, Вогези, Шварцвальд, а генцентром ярих форм остисто! спельти та ендемiчним куточком !! культури вважае 1спанш (пiвнiчна частина Кантабрiйських гiр).
В 1952-1957 рр., завдяки експедищям до-слвднишв Н. Kuckuck [3], H. Kihara [4] було встанов-лено, що спельта е також древньою культурою 1рану хоча за думкою К. А. Фляксембергера Ази (1рану, Вiрменп) Triticum spelta потрапила з продовольчою допомогою «Ара» що надавалася в 20-х роках ту-рецьким бгженцям з Пiвнiчно! Америки (а сюди ввезена з Германп).
I. Д. Мустафаев [5] в експедицп 1960-1962 рр. виявив спельту в Нахiчаванському, Шаумяновському та Ханларському гiрських районах Азербайджану. Ця культура була видшена дослiдником як домшки з редким колоссям в поавах м'яко! пшеницi.
За деякими дослщженнями спельта походить з Палестини зввдки вона була поширена кочiвниками.
Спельта була поширеним видом i в Укра!ш, адже за результатами палеоботашчних аналiзiв й
дос1 знаходяться решки зерен виду починаючи з неолиу [6].
Не дивлячись на досить широкий ареал поши-рення, що не виключае незалежне походження ще1' культури в вищеперерахованих регюнах, бшъштстъ дослвднишв називають спельту старою европейською культурою, ареал яко1 в Середнш £врош охоплюе прсьш райони швшчно-захщних Альп, де ця культура стала в основ1 нащонального блюда «Gruenkern», що е не що шакшим як суп 1з недозршого зерна спельти, який i дос подаеться до столу.
В 2001 рощ росшськими вченими Ю. А. Рома-новою, А. В. Конаревим [7] була проведена ощнка генетичного рiзноманiття 170 колекцшних зразк1в пшеницi T. spelta зiбраних в В1Р. Застосувавши метод електрофоретичного полiморфiзму запасних бiлкiв насшня - глiадинiв, було встановлено мiру спорщне-ностi зразк1в спельти рiзного географiчного походження. Порiвняльний аналiз дозволив об'еднати зразки в европейську та азiатську групи, як1, в свою чергу, включали: европейська - зразки походженням з Германiï та ряду европейських кра!н та 1спанська пвдгрупа; азiатська - група зразшв iз Таджикистану.
Теорiю про незалежне походження T. spelta в £врош та Азп тдтверджуе в сво1х дослiдженнях R. N. Blatter [8], який провiв алельну диференцiацiю гешв 58 зразк1в гекса i тетраплоïдноï пшеницi iз рiз-них географiчних регiонiв та подтвердив факт незалежного походження европейських i азiатських зразшв спельти.
В культуру, як сввдчать археолопчш до-слвдження, спельта була введена ще у бронзовому вщ та слугувала одним iз основних продуктiв харчу-вання, проте в середнi вiки, з появою бшьш продук-тивних та технолопчних голозерних сортiв пшеницi, втрачае своï позицiï та, завдяки свош невибагливостi до умов проростання, залишаеться в культурi на об-межених складним рельефом та грунтово-ктма-тичними умовами територiях Свропи i Ази.
4. Методика проведення дослiджень
Для проведення дослщження, за основу нами були взят грунтово-клiматичнi особливостi цен^в походження спельти (Захiднi Альпи, Кантабршсьш гори та гiрськi райони Азербайджану), яш об'eднанi в екологiчнiй характеристик культури в Есосгор (ФАО) [9].
Клiматичнi данi взятi з Worid-Qim [10], методом штерполяцп середньомюячних клiматичних да-них метеостанцiй планети.
Обробку, аналiз та представлення просторово! шформаци здiйснювали в Г1С програмному середо-вищi QGIS (версiя 2.4.0).
Моделювання можливого просторового поши-рення Т. spelta в Укра!ш проводили за лiмiтуючими екологiчними факторами.
5. Еколого-географiчi особливостi центрiв походження та еколопчна характеристика виду ТгШеиш $реНа
Аналiз географiчних даних районiв, де спельта й дои зустрiчаeться в дикому вигляд^ вка-зуе на И значну еколопчну пластичнiсть: особ-ливiстю пригiрських Альпiйських територiй е ви-разний континентальний клiмат, опади на рiвнi 800-1200 мм; для «зелено! 1спанп» (пiвнiчна та швшчно-захщна Iспанiя (Астурп) характерний океанiчний вологий клiмат, кiлькiсть опадiв бiля 2000 мм, температурний режим влггку та зимою помiрний; клiматичними особливостями Азербайджану е те, що територп ще! кра!ни притаманно 9 з 11 тишв клiмату поширених на Землц в Приарак-скiй полоа Нахiчевансько! АР яка вважаеться одним iз центрiв походження Т. spelta, опадiв випа-дае менше 200 мм/рiк, при середньорiчнiй темпе-ратурi 15 °С.
Виходячи з опису культури, що надаеться ФАО, спельта е досить невибагливою до умов проро-стання (табл. 1.)
Екологiчна характеристика T. spelta1
Таблиця 1
Еколопчш показ-ники Оптимальний Абсолютний Еколопчш по-казники Оптимальний Абсолютний
min. max. min. max.
Температурний режим вегетаци, 0C 10 17 4 24 Глибина орного шару грунту, см 50-150 20-50
Кшьшсть опадiв (середньорiчна), мм 700 1000 300 1600 Мехашчний склад грунту легкий легкий, щ№нува-тий
Широта - - - - Родючють грунту помiрна помiрна
Висота над рiвнем моря - - - - :Солошсть грунту Низький (<4Ds/m) Низький (<4Ds/m)
рН грунту 6,5 7,5 5 8,3 Дреновашсть грунту добра (в сухi перiоди) добра (в сух1 пе-рiоди), висока (в сухi/помiрно сухi)
1нтенсившсть свiтла дуже сонячно соняч-но дуже сонячно хмарно Фотоперюд культура довгого дня (>14 годин)
Клiматична зона степ, люостеп (Bs), помiрний океанiчний (Do), noMipHO-континентальний (Ds), помiрний з вологою зимою (Df), помiрний з сухою зимою (Dw).
Примтки:1 - переклад i3 Ecocrop (FAO); 2 - коефщент переведения одиниц eMeKmponpoeidnocmi в одиниц со-nouocmi Ю&'/т=155мг/л [7]
Основними лiмiтуючими факторами, як1 визначають можливiсть рослини рости, розвиватися, розмножуватися та проявляти бажанi господарськ1 якосп е температурний режим, особливостi водоза-безпечення територй, показники pH грунту i iншi.
6. Результата дослвджень Щодо прогнозу можливого просторового по-ширення T. spelta в Украш використали вiльнi клiматичнi данi для еколопчного моделювання, яш iмпортували з проекту World Clim. Це шформацшш шари В1О1 (середньорiчна температура повиря), В1О12 (рiчна к1льк1сть опадiв), В1О5 (максимальна
температура самого теплого мкяця), зпдно з шфор-мацiею ФАО, е найважлившими лiмiтуючими ктма-тичними чинниками що впливають на поширення виду T. spelta [11, 12].
Отримаш растровi шари проаналiзували засто-совуючи плагiн Raster Transparency - розширення QGIS, що дозволяе штерактивно задавати дiапазон прозорих пiкселiв растру, за допомогою якого задавши ттмальт та максимальш значения кожного з еколопчних показникiв загально! характеристики культури спельти, виключили територп, ктматичш умови яких не вiдповiдають еколопчним вимогам дослщжувано! культури (рис. 1).
Рис. 1. Придатнють бiоклiматичних умов Укра!ни для вирощування Т. spelta
Моделювання в середовищi QGIS показало, що з дослщжуваних факторiв, сприятливими для поширення Т. spelta на територп вае! Укра1ни, е середньорiчна температура повiтря та рiчна кшь-кiсть опадiв. Обмежувальним еколого-клiматичним чинником для поширення дослвджуваного виду ви-явилася максимальна температура самого теплого мшяця, показники яко! задовольняють еколопчш вимоги виду лише на незначнш частинi територй' держави.
Для врахування показнишв реакци грунтового розчину використали растрову карту ступеня кислотностi та лужносп грунтiв Укра!ни [Ошибка! Источник ссылки не найден.] (рис. 2), перед використанням яко! провели прив'язку до системи координат WGS 84.
Не дивлячись на те, що спельта ввдносто не примхлива до якосп грунпв (абсолютний pH 5-8,3), просторовий анал1з територй' за реакщею грунтового розчину з врахуванням придатносп бюктматичних умов Украши для вирощування T. spelta дав нам можливють отримати картограф1чний матер1ал придатносп територй' Украши для поширення виду T. spelta (рис. 3).
За результатами проведених дослд1жень вста-новлено, що в Украш за еколого-кл1матичними умо-вами для вирощування i отримання максимально! продуктивносп виду T. spelta, найб№ш придатнi пiвнiчнi частини Хмельницько!, Тернопiльськоï, Львiвськоï областей та швденш частини Рiвненськоï та Волинсь^' областей.
Рис. 2. Анал1з територп Украши на придатшсть для поширення T. spelta за реакщею грунтового розчину
Рис. 3. Грунтово-ктматична придатшсть територп Украши поширення виду Triticum spelta
7. Висновки
Дослвдження в рослинницга з застосуванням геошформацшних технологш дозволяе досигь ефектив-но проводиги зб1р, анал1з та ввдображення просторово! шформацп Змодельована нами карта поширення T. spelta в Укра1т дае можливють твердити, що проявити ввесь свш бюлопчний потенщал, з врахуванням цшого ряду грунтово-ктматичних чинник1в, вид зможе лише в окремих районах Захвдного Люостепу Укра!ни.
Лiтература
1. Фляксбергер, К. А. Пшеницы. Т. 1 [Текст] / К. А. Фляксбергер. - М.; Л.: Гос. изд-во колхозной и совхозной лит-ры, 1935. - 262 с.
2. Жуковский, П. М. Культурные растения и их сородичи [Текст] / П. М. Жуковский. - Л.: Колос, 1971. - 448 c.
3. Kuckuck, H. Über das Vorkommen von Spelt und Emmer (Triticum spelta L. und T. dicoccum Schübl.) im Iran [Text] / H. Kuckuck, E. Schiemann // Z. Pflanzenzüchtung. -1957. - Vol. 38. - P. 3833-3896.
4. Kihara, H. Morphological, physiological, genetical and cytogenetical studies in Aegilops and Triticum collected from Pakistan, Afghanistan and Iran [Text] / H. Kihara, K. Yamashita, M. Tanaka // Results Kyoto Univ. Sci. Exp. -1965. - Vol. 1. - P. 1-118.
5. Мустафаев, И. Д. Пшеницы Азербайджана и их значение в селекции и формообразовательном процессе [Текст]: автореф. дис. ... д-ра биол. наук / И. Д. Мустафаев. - Боровск: ВНИИС, 1964.
6. Веремейчик, О. Своердають давньоруського по-селення в урочищ Овраменкв круг [Текст] / О. Веремейчик, Г. Пашкевич // Археолопчш дослщження Л^вського утверситету. - 2004. - Вип. 7. - С. 270-281.
7. Романова, Ю. А. Исследование коллекции вида пшеницы Triticum spelta по полиморфизму гладина [Текст] / Ю. А. Романова, Н. К. Губарева, А. В. Конарев // Генетика. - 2001. - Т. 37, № 9. - C. 1258-1265.
8. Blatter, R. H. E. About the origin of European spelt (Triticum spelta L.): allelic differentiation of the HMW Gluten-in B1-1 and A1-2 subunit genes [Text] / R. H. E. Blatter, S. Jacomet, A. Schlumbaum // TAG Theoretical and Applied Genetics. - 2004. - Vol. 108, Issue 2. - P. 360-367. doi: 10.1007/s00122-003-1441-7
9. Species [Electronic resource]. - Global Biodiversity Information Facility. - Available at: http://www.gbif. org/species
10. Data for current conditions (1950-2000) [Electronic resource]. - WorldClim - Global Climate Data. - Available at: http://www.worldclim.org/current
11. McFadden, E. S. The origin of Triticum spelta and its free-thresching hexaploid relatives [Text] / E. S. McFadden, E. R. Sears // Jounal of Heredity. - 1946. - Vol. 37. - P. 107116. - Available at: http://www.oxfordjournals.org/our journals/ jhered/freepdf/37-107.pdf
12. Карпун, Ю. Н. Основы интродукции растений [Текст] / Ю. Н. Карпун // Hortus botanicus. - 2004. - Т. 2. -С. 17-32. doi: 10.15393/j4.art.2003.1682
13. Характеристика сшьськогосподарських земель за реакщею грунтового розчину за результатами 9 туру аг-рохiмiчноï паспортизаци (2006-2010 рр.) [Електронний ресурс]. - 1нститут охорони грунпв Украши. - Режим доступу: http://www.iogu.gov.ua/pasportizaciya/kar1y-po-vmistu-pozhyvnyh-rechovyn-rn-humus-fosfor-kalij/
References
1. Flyaksberher, K. A. (1935). Wheat. Vol. 1. Moscow; Leningrad: Gos. Publishing House kolhoznoy and sovhoznoy lit-ry, 262.
2. Zhukovski, P. М. (1971). Cultural plants and their relatives. Leningrad: Kolos, 448.
3. Kuckuck, H., Schiemann, E. (1957). Über das Vorkommen von Spelt und Emmer (Triticum spelta L. und T. dicoccum Schübl.) im Iran. Z. Pflanzenzüchtung, 38, 3833-3896.
4. Kihara, H., Yamashita, K., Tanaka, M. (1965). Morphological, physiological, genetical and cytogenetical studies in Aegilops and Triticum collected from Pakistan, Afghanistan and Iran. Results Kyoto Univ. Sci. Exp., 1, 1-118.
5. Mustafaev, I. D. (1964). Wheats of Azerbaijan and their value are in a selection and process of formation of forms. Bobrovsk: VNIIS.
6. Veremeychyk, A., Pashkevich, G. (2004). Peculiarity of ancient settlement in the tract Ovramenko circle. Archaeological research of L'viv University, 7, 270-281.
7. Romanova, Y. A., Gubareva, N. K., Konarev, А. В. (2001). Research of collection of type of wheat of Triticum spelta on polymorphism of gladin. Geneticist, 37 (9), 1258-1265.
8. Blatter, R. H. E., Jacomet, S., Schlumbaum, A. (2004). About the origin of European spelt ( Triticum spelta L.): allelic differentiation of the HMW Glutenin B1-1 and A1-2 subunit genes. TAG Theoretical and Applied Genetics, 108 (2), 360-367. doi: 10.1007/s00122-003-1441-7
9. Species. Global Biodiversity Information Facility. Available at: http://www.gbif.org/species
10. Data for current conditions (1950-2000). WorldClim - Global Climate Data. Available at: http://www.world-clim.org/current
11. McFadden, E. S., Sears, E. R. (1946). The origin of Triticum spelta and its free-thresching hexaploid relatives. Jounal of Heredity, 37, 107-116. Available at: http://www.oxford-journals.org/our_journals/jhered/freepdl737-107.pdf
12. Karpun, Y. (2004). Fundamentals yntroduktsyy plants. Hortus botanicus, 2, 17-32. doi: 10.15393/j4.art. 2003.1682
13. Characteristics of agricultural land by the reaction of soil solution on the results of 9 agrochemical certification round (2006-2010). Institute of soil conservation Ukraine. Available at: http://www.iogu.gov.ua/pasportizaciya/karty-po-vmistu-pozhyvnyh-rechovyn-rn-humus-fosfor-kalij/
Рекомендовано до публгкацИ' д-р с. -г. наук, професор Гораш О. С.
Дата надходження рукопису 15.03.2016
Лапчинський Вггалш Васильович, кандидат сшьськогосподарських наук, доцент, кафедра землеуст-рою i кадастру, Подшьський державний аграрно-техшчний ушверситет, вул. Шевченка, 13, м. Кам'янець-Подшьський, Украша, 32300 E-mail: lapchina@inbox.ru
