CC BY
14
Научная статья
УДК 634.7:631.526
doi: 10.37670/2073-0853-2021-88-2-72-77
Формирование адаптивных агрофитоценозов земляники садовой в условиях Республики Коми*
Елена Валериевна Павлова, Елена Владимировна Красильникова,
Виктория Александровна Моторина, Татьяна Васильевна Тарабукина
Институт агробиотехнологий ФИЦ Коми НЦ УрО РАН
Аннотация. Согласно характеристике климатических условий, в Республике Коми наиболее перспективными для выращивания являются ягодные культуры, так как они зимостойки, быстро восстанавливаются, легко размножаются, хорошо приживаются, рано вступают в плодоношение. Ягодоводство в Республике Коми (зоне рискованного земледелия) сосредоточено в фермерских и личных подсобных хозяйствах, садоводческих товариществах. Цель работы - разработка рекомендаций по формированию адаптивных агрофитоценозов земляники садовой в условиях Республики Коми. Экспериментальным путём выявлены сорта земляники садовой Тотем и Первоклассница, наиболее адаптированные к климатическим условиям региона. В результате исследований разработано методическое руководство, описаны условия адаптации агрофитоценозов земляники, сортов с высокой зимостойкостью, крупноплодностью и продуктивностью, урожайность которых на 17,3 и 11,9 % выше стандартного районированного сорта Фестивальная. Для сорта Тотем характерна высокая зимостойкость, высокая урожайность (18,3 т/га - средняя, максимальная - 19,8 т/га). Ягоды крупные, десертного вкуса. Средний вес одной ягоды - 9,82 г, максимальный - до 23,7 г Сорт Первоклассница - зимостойкий, высокоурожайный (средняя урожайность составляет 17,5 т/га, максимальная может доходить до 19,0 т/га). Ягоды вырастают крупными, имеют кисло-сладкий вкус. Средний вес одной ягоды равен 13,0 г, средний максимальный - до 31,0 г Поражаемость серой гнилью в среднем составляет 25,82 %, земляничным клещом - до 1,5 балла.
Ключевые слова: земляника садовая, агрофитоценоз, Республика Коми, ягодные культуры, сортоизу-чение, сорт Тотем, сорт Первоклассница.
Для цитирования: Формирование адаптивных агрофитоценозов земляники садовой в условиях Республики Коми / Е.В. Павлова, Е.В. Красильникова, В.А. Моторина [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 2 (88). С. 72 - 77. doi: 10.37670/2073-0853-2021-88-2-72-77.
Original article
Formation of adaptive agrophytocenoses of garden strawberries in the conditions of the Komi Republic
Elena V. Pavlova, Elena V. Krasilnikova, Victoria A. Motorina, Tatiana V. Tarabukina
Institute of Agro-Biotechnologies of Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of
Sciences
Abstract. According to the characteristics of the climatic conditions of the Komi Republic, berry crops are the most promising for cultivation, since they are hardy, quickly recover, easily multiply, take root well, and enter fruiting early. Berry growing in the Komi Republic (the zone of risky farming) is concentrated in farms and personal subsidiary farms, horticultural associations. The aim of the work was to develop guidelines for the formation of adaptive agrophytocenoses of strawberry in the conditions of the Komi Republic. The varieties of strawberry garden Totem and First-grader, the most adapted to the climatic conditions of the Komi Republic, were experimentally identified. As a result of the research, a methodological guide was developed, describing the conditions for the adaptation of agrophytocenoses of strawberries, varieties with high winter hardiness, large-fruiting and productivity, 17.3 % and 11.9 % higher than the standard zoned variety Festival. The Totem variety is characterized by high winter hardiness, high yield (18.3 t/ha - average, maximum - 19.8 t/ha). The berries are large, with a dessert taste. The average weight of one berry is 9.82 g, the maximum- up to 23.7 g. The First-grader variety is hardy, high-yielding (the average yield is 17.5 t/ha, the maximum can reach 19.0 t/ha). The berries grow large, have a sweet and sour taste. The average weight of one berry is 13.0 g, the average maximum-up to 31.0 g. The incidence of gray rot is on average 25.82 %, strawberry mite up to 1.5 points.
Keywords: strawberry garden, agrophytocenosis, Komi Republic, berry crops, variety study, Totem variety, First-grader variety.
For citation: Pavlova E.V., Krasilnikova E.V., Motorina V.A, Tarabukina T.V. Formation of adaptive agrophytocenoses of garden strawberries in the conditions of the Komi Republic. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 88(2): 72 - 77. (In Russ.). doi: 10.37670/2073-0853-2021-88-2-72-77.
Климатические условия Республики Коми наиболее перспективны для выращивания ягодных культур. Они характеризуются зимостойко-
стью, быстро восстанавливаются, легко размножаются, хорошо приживаются, рано вступают в плодоношение [1].
* Статья подготовлена в рамках государственного задания № 0412-2019-0051 по разделу Х 10.1, подразделу 139 Программы ФНИ государственных академий на 2020 год, регистрационный номер ЕГИСУ АААА-А20-120022790009-4.
Ягодоводство в Республике Коми (зоне рискованного земледелия) сосредоточено в фермерских и личных подсобных хозяйствах, садоводческих товариществах. Практически во всех хозяйствах выращиваются земляника садовая, смородина чёрная, малина, крыжовник, смородина красная, жимолость синяя. Садоводам необходимы сорта ягодных культур, которые могут противостоять экстремальным климатическим условиям, не теряя способности формировать высокий урожай. В условиях республики варьирование продуктивности сортов ягодных культур значительно. Так, продуктивность земляники садовой колеблется от 0,63 до 1,83 кг/пог. м. Ягодники дают высокие урожаи только при условии правильного подбора сортов [2].
Для садоводов-любителей республики земляника садовая является основной ягодной культурой. Преимущество земляники перед другими культурами заключается в том, что она на следующий год после посадки начинает плодоносить, а в последующие два-три года даёт обильный урожай - до 10 - 15 кг ягод с 10 м2. Ягоды созревают рано, вслед за ранними сортами жимолости синей. Они обладают гармоничным сочетанием сахаров и кислот, нежной и сочной мякотью. В них содержатся витамины, эфирные масла, соли железа, фосфора, кальция, микроэлементы [3].
Зимостойкость земляники зависит не только от генотипа, но и от условий вегетационного периода, закалки в осенний период, нагрузки урожаем в предыдущем сезоне, возраста растений, уровня агротехники, степени поражения болезнями и повреждения вредителями, высоты, срока установления и схода снежного покрова, продолжительности и интенсивности морозов [4].
Одним из важнейших показателей практической ценности сорта является его устойчивость к различным грибным заболеваниям. У больных растений резко снижаются урожайность и качество ягод, поэтому особую актуальность приобретает выращивание сортов, обладающих комплексной устойчивостью к болезням и вредителям.
Из болезней наиболее сильный ущерб землянике наносит серая гниль, особенно в сырое, дождливое лето. В отдельные годы от серой гнили погибает до 45 % урожая [5]. В условиях Республики Коми максимальная потеря урожая в опытах 2005 - 2008 гг. составляла 11,7 % [6], в
опытах 2012 - 2015 гг. - 10,9 %, 2017 - 2020 гг. -71,95 %.
Потребление фруктов и ягод на душу населения при норме 90 - 100 кг в год составляло по республике в 2017 г. 54 кг [7], есть потребность в увеличении объёмов плодовой продукции. Сортимент ягодных культур в республике, в том числе земляники садовой, ограничен небольшим набором сортов. Любительское садоводство испытывает недостаток в сортах, способных противостоять экстремальным климатическим условиям, не теряющих способность формировать высокий урожай.
Актуальность работы заключается в оценке сортимента коллекций, выявлении сортов, наиболее полно отвечающих почвенно-климатическим условиям зоны выращивания.
Ягоды - высоковитаминный продукт питания, источник всевозможных физиологически активных веществ и минералов для формирования иммунитета и поддержания здоровья, что особенно важно в условиях Севера.
Целью работы явилась разработка методического руководства по формированию адаптивных агрофитоценозов земляники садовой в условиях Республики Коми.
Материал и методы. Проводили оценку сортов земляники садовой разных сроков созревания. Объём посадки представлен в таблице 1.
Учёты и наблюдения проведены по методике сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур ВНИИСПК [8].
Расчёт сумм положительных среднесуточных температур воздуха на начало основных фаз вегетации сортов земляники садовой, сумм отрицательных среднесуточных температур воздуха зимних периодов произведён по агрометеорологическим таблицам ТСХ Коми ЦГМС и электронного ресурса - http: // www. pogodaiklimat.ru - 2016 - 2020 гг.
Статистическая обработка результатов исследований проведена в соответствии с программой и методикой сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур [8].
Почва опытного участка в питомнике Института агробиотехнологий КНЦ УрО РАН: подзолистая, среднесуглинистая, хорошо окультуренная. Агрохимическая характеристика почвы: pH^ci -6,6; содержание гумуса - 5,3 %; гидролитическая кислотность - 1,2 мг/экв, Ca - 15,9 мг/экв, Mg - 2,2 мг/экв на 100 г почвы; P2O5 - 612,0 мг; К2О - 268,5 мг на 1 кг почвы.
1. Объём посадки коллекции земляники садовой
Коллекционный питомник Год посадки Количество, шт. Занимаемая площадь, м2 Схема размещения растений, м
сортов делянок растений на делянке
Земляника садовая 2016 15 30 25 240 1,0x0,15 (при закладке)
Уход за растениями заключался в удалении повреждённых листьев, прополке, подкормке и междурядной обработке.
Результаты исследования. Коллекция земляники садовой представлена 15 сортами разных сроков созревания. Для исследования были использованы стандартные сорта, такие, как Заря - ранний срок созревания, Фестивальная - средний, Зенга Зенгана - поздний срок созревания. Ранжирование сортов по группам спелости проведено согласно общепринятым рекомендациям и государственному реестру [9, 10].
Варьирование сроков начала фенологических фаз связано с различным отношением сортов к факторам внешней среды, и особенно к температурному фактору [6].
За время изучения выявлены сортовые различия в необходимой сумме положительных среднесуточных температур воздуха на начало цветения.
По средним показателям за 2018 - 2020 гг. сорта были разделены на четыре группы. К раноцветущим (11 - 12 июня, сумма положительных среднесуточных температур воздуха - 469,3 - 496,5 °С) отнесены сорта Заря Дарёнка. К цветущим в средние сроки отнесены 7 сортов: Анастасия, Медовая, Фестивальная, Емеля, Витязь, Царскосельская, Амулет (13 - 14 июня, X t > 0 °С = 501,6 - 524,5 °С). К среднепоздним срокам цветения отнесены сорта Полка и Первоклассница (15 июня, X t > 0 °С = 548,6 °С); к поздним - 4 сорта: Зенга Зенгана, Тотем, Корона, Славутич (16 - 17 июня, X t > 0 °С = 543,6 - 563,9 °С). Выявлена существенная разница по показателям между группами сортов (НСР05 составляла соответственно 2,8 и 37,8). Зависимость степени подмерзания, общего состояния в весенний период и сроков начала цветения в условиях 2018 - 2020 гг. была незначительной (г = 0,08; г = 0,06).
Отмечалась существенная положительная корреляционная зависимость как между датами начала цветения и начала созревания ягод (г = 0,69*), так и необходимыми X t > 0 °С на начало цветения и начало созревания ягод (г = 0,74*).
Из группы раннеспелых сортов, ранжированных ранее [11], в данных условиях сорто-изучения к раннеспелым сортам отнесены Заря Дарёнка: начало созревания в среднем 6 - 9 июля, X t > 0 °С = 860,2 - 922,7 °С. Начало плодоношения у сорта Дарёнка (02.07 - 17.07, X t > 0 °С = 794,7 - 1020,9 °С) отмечалось на 1 - 8 дней позднее сорта Заря самого раннего в коллекции (01.07 - 9.07, X t > 0 °С = 781,0 - 864,4 °С). Остальные сорта из группы раннеспелых перенесены в группы с более поздними сроками созревания: Медовая, Амулет, Полка, Корона, (10.07 - 13.07). К сортам со среднеранними сроками созревания отнесены сорта Медо-
вая, Фестивальная Емеля, (10.07 - 11.07,
X t > 0 °С = 946,0 - 958 °С), со средними - Тотем, Витязь, Зенга Зенгана, Амулет (12.07, X t > 0 °С = 968,9 - 982,3 °С).
Для начала созревания группе позднеспелых сортов Корона, Царскосельская, Полка, Анастасия, Первоклассница, Славутич (13 - 14.07) требовалось большее накопление сумм положительных среднесуточных температур воздуха (987,8 - 1007 °С) по сравнению со стандартным сортом Зенга Зенгана (12.07; 981,3 °С). Различия в суммах положительных среднесуточных температур воздуха по годам были существенными: НСР05год = 44,3. В 8,4 % случаев (г = 0,29*) увеличение потребности в суммах положительных среднесуточных температур воздуха для наступления фазы начало созревания (и соответственно запаздывание сроков начала цветения) связано с подмерзанием, в 8,3 % (г = 0,29*) - с общим состоянием в весенний период.
Наибольшую ценность ягоды земляники садовой имеют в свежем виде. Чтобы увеличить период потребления ягод, надо иметь сорта разных сроков созревания. У предложенных перспективных сортов начало созревания ягод отмечалось в следующие сроки: Тотем и Витязь -с 4 по 18 июля (12 июля), Полка, Первоклассница, Славутич - 6 - 20 июля (13 июля); среди более ранних - Медовая: 2 - 17 июля, (в среднем за 2018 - 2020 гг. - 10 июля).
Зимостойкость земляники зависит не только от генотипа, но и от условий вегетационного периода, закалки в осенний период, нагрузки урожаем в предыдущем сезоне, возраста растений, уровня агротехники, степени поражения болезнями и повреждения вредителями, высоты, срока установления и схода снежного покрова, продолжительности и интенсивности морозов [12].
Общее состояние растений - комплексный показатель, зависящий от многих внешних и внутренних факторов: степени зимостойкости сорта, поражения болезнями и вредителями, приспособленности к местным почвенно-климатическим условиям.
За годы исследований общее состояние земляники весной оценивалось от 2,5 до 5,0 балла. Сорта по-разному реагировали на условия вегетационного и зимнего периодов - коэффициенты вариации по годам составляли от 10,35 (сорт Заря) до 28,6 % (сорт Анастасия). Оценка общего состояния 12 сортов не уступала показателям стандартных сортов своей группы, более низкими показателями относительно стандартов характеризовались сорта Анастасия, Царскосельская, Емеля. В первые три года вегетации в 2017 - 2019 гг. общее состояние сортов оценивалось выше. Подмерзание ухудшало общее состояние растений весной: коэффициент корреляции составил 0,81.
За период исследований общее состояние осенью оценивалось от 3,5 до 5,0 балла (V = 10,2 %). Сорта по-разному реагировали на условия вегетационного периода - коэффициенты вариации по годам составляли от 0,0 (20 % сортов) до 16,2 % (26,7 % сортов): Полка, Царскосельская Анастасия, Первоклассница. Изучаемые сорта при осенней оценке не уступали общему состоянию стандартов своей группы. Выше оценивалось состояние растений в конце вегетационных периодов 2017 - 2018 гг. Сорта Анастасия, Полка, Царскосельская, Первоклассница, Емеля в последний год имели оценки в пределах 2,5 - 3,5 балла весной, 3,5 - 4,5 - осенью.
Таким образом, на протяжении 2017 - 2020 гг. исследований общее состояние растений сортов Заря, Медовая, Дарёнка, Амулет, Корона, Фестивальная, Витязь, Емеля, Славутич, Зенга Зенгана, Тотем оценивалось как хорошее и отличное (4,0 - 5,0 балла).
Продуктивность определяется генотипом сорта и почти ежегодно лимитируется неблагоприятными условиями вегетации и перезимовки. Сорта с большой потенциальной продуктивностью чувствительнее к экологическим стрессам, им свойственна большая амплитуда вариабельности урожайности в неблагоприятных условиях среды [13].
Анализ таких результатов продуктивности, как сочетание стабильности и урожайности коллекционных сортов земляники садовой за 2018 - 2020 гг. согласно рекомендациям С.Н. Щеглова, позволил ранжировать сорта (с урожаем выше среднего по культуре за данный период - 1,33 кг/пог. м) следующим образом: сорта с высокой и стабильной продуктивностью -Тотем, Витязь, Фестивальная; сорт с высокой, но нестабильной продуктивностью - Славутич; сорта, снизившие урожай за годы исследований, -Первоклассница, Дарёнка, Полка, Корона (рис. 1).
Сорта были распределены по степени круп-ноплодности в три группы в соответствии со
25,0
средней массой одной ягоды. К сортам со средними по размеру ягодами (7,39 - 7,73 г) отнесены четыре сорта: Заря, Зенга Зенгана, Амулет, Дарёнка (26,7 %); с крупными ягодами, весом 9,00 - 10,70 г, - 10 (66,6 %): Фестивальная, Емеля, Полка, Медовая, Тотем, Царскосельская, Витязь, Анастасия, Корона, Славутич; очень крупными (13,01 г) - сорт Первоклассница.
В изученной группе сортов по крупноплодно-сти выделены сорта Витязь (10,20 г), Анастасия (10,50 г), Корона (10,70 г), Славутич (10,76 г), Первоклассница (13,01 г); разница существенна (НСР05 = 2,29).
Потери урожая ягод от серой гнили могут достичь 45 %, степень вредоносности зависит от погодных условий вегетационного периода и устойчивости сорта. Растения, ослабленные стрессом, сильнее поражаются. В условиях Республики Коми максимальная потеря урожая в опытах 2017 - 2020 годов составила 71,95 % [6].
В вегетационные периоды 2017 - 2020 гг. в полевых условиях на естественном фоне сорта земляники садовой проявили устойчивость к мучнистой росе (возбудитель Oidium fragariae Harz.), белой пятнистости (возбудитель Ramularia tulasnei Sacc.), коричневой, или угловатой, пятнистости (возбудитель Zythia fragariae Laib.), вер-тициллёзному увяданию (возбудитель Verticillium alboatrum Rein. Ebert.), фитофторозу (возбудитель Phytophtora fragariae Hick.), стеблевой нематоде (вредитель Ditylenchus dipsaci fragariae Kir.).
Поражение бурой пятнистостью (возбудитель Marssonina potentillae (Desm.) P. Magn. F. fragariae (Lib.) Ohl.) (0,5 - 2,0 балла) и земляничным клещом (вредитель Tarsonemus pallidus Banks. - T. Fragariae Zimm.) (0,5 - 2,0 балла) наблюдалось в последний год исследований. За период исследования было выявлено поражение серой гнилью (Botrytis cinerea Pers.), изменения в балльном отношении составило 1,09 - 71,95. Вариабельность признака составляла 34,4 % (цр = 0,57*), а реакция сортов на изменения усло-
■К 20,0 >
10,0
5,0
0,0
Корона Славутич
• Полка Дарёнка ф
•
Тотем
Фестива • ■пьная (St) Витязь
-0,52
-0,42
0,18
0,28
-0,32 -0,22 -0,12 -0,02 0,08 Сумма разностей урожаев, кг/пог, м Рис. 1 - Распределение сортов земляники садовой по сочетанию стабильности и уровня продуктивности
75
вий года изменилась на 42,3 % (д2 = 0,65*). За период исследований статистически достоверная потеря урожая у большинства сортов произошла в 2018 - 2019 гг., отмечена средняя корреляционная зависимость между продуктивностью и поражением ягод серой гнилью: за 2018 - 2019 гг. г = 0,54; 2018 - 2020 гг. - 0,49.
Погодные условия во время плодоношения в 2020 г. были неблагоприятными для развития серой гнили. Высокая степень поражения ягод наблюдалась только у сорта Первоклассница (20,24 %). В годы эпифитотия по серой гнили три сорта (20 %) - Медовая, Дарёнка, Корона показали устойчивость: потери урожая в среднем за 2 года не превысили 15 % и составили 9,46 - 14,87 %. Сильное поражение ягод наблюдалось у сортов Анастасия, Первоклассница, Заря (в среднем за 3 года: 22,84 - 31,92 %, V = 72,2; 15,3; 90,1 % соответственно).
По результатам исследования были выделены высокопродуктивные сорта земляники садовой с комплексом хозяйственно полезных признаков по высокой зимостойкости, крупноплодности средней и максимальной массы ягод, продуктивности:
- Тотем, среднего срока созревания -1,83 кг/пог. м;
- Первоклассница, позднего срока созревания - 1,75 кг/пог. м;
- Витязь, среднего срока созревания -1,72 кг/пог. м;
- Славутич, позднего срока созревания -1,70 кг/пог. м;
- Полка, позднего срока созревания -1,64 кг/пог. м.
Выводы. В результате исследований выявлены сорта земляники садовой Тотем и Первоклассница, наиболее адаптированные к климатическим условиям Республики Коми. Было разработано методическое руководство с описанием условий адаптации агрофитоценозов земляники, сортов с высокой зимостойкостью, крупноплодностью и продуктивностью, на 17,3 и 11,9 % выше стандартного районированного сорта Фестивальная.
Сорт Тотем проявил высокую зимостойкость, высокую урожайность (18,3 т/га - средняя, максимальная - 19,8 т/га). Для сорта характерны крупные ягоды с десертным вкусом. Средний
вес одной ягоды равен 9,82 г, максимальный -до 23,7 г.
Зимостойким и высокоурожайным (средняя урожайность составляет 17,5 т/га, максимальная может доходить до 19,0 т/га) является также сорт Первоклассница. Ягоды вырастают крупными, имеют кисло-сладкий вкус; средний вес одной ягоды составляет 13,0 г, средний максимальный - до 31,0 г. Ягоды сорта Первоклассница поражаются серой гнилью в среднем до 25,82 %, земляничным клещом - до 1,5 балла.
Литература
1. Коровин А.И. Растения и экстремальные температуры. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 271 с.
2. Пысина С.В. Отбор адаптированных и высокопродуктивных форм земляники в условиях низкогорья Алтая //Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2011. № 3 - 4. С. 3б - 43.
3. Лукъянчук И.В. Комплексная устойчивость земляники к абиотическим стрессорам // Плодоводство и ягодоводство России. 2011. Т. 28. № 2. С. 30 - 3б.
4. Бакаева H.H. Оценка зимостойкости сортов земляники в условиях ЦЧР // Плодоводство и виноградарство Юга России. 2015. № 31 (1). С. 74 - 80.
5. Катинская Ю.К. Земляника. Л.-М.: Изд-во с/х лит-ры, журналов и плакатов, 19б1. 1б8 с.
6. Земляника садовая в северных условиях возделывания/ r.H. Косолапова, К^Сокерина, КИ.Пономарь [и др.]. Киров: HИИСХ Северо-Востока, 2015. 104 с.
7. Агропромышленный комплекс Республики Коми: стат. сб. / Комистат. Сыктывкар, 2019. 75 с.
8. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. Орёл: ВИИИСПК, 1999. б07 с.
9. Помология. Т. V. Земляника. Малина. Орехоплодные и редкие культуры / под ред. E.H. Седова, Л.А. Грюнер. Орёл: ВШИСПК, 2014. 592 с.
10. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т. 1. Сорта растений (официальное издание). М: ФГБHУ Росинформагротех, 201б. 504 с.
11. Kalnina, I. & Sterne, Dace & Strautina, Sarmite. (201б). Strawberry (Fragaria ananassa) cultivar 'Rumba' assessment under the northern climatic conditions. Acta Horticulturae. 259 - 2б4. 10.17бб0 /ActaHortic.2016.1139.45.
12. Vergara, Manuel & Vargas-Cruz, Jessica & Acuña, John. (2018). Physicochemical characteristics of strawberry (Fragaria х ananassa Duch.) fruits from four production zones in Cundinamarca, Colombia. Agronomía Colombiana. 3б. 227 - 23б. 10.15446/agron.colomb.v36n3.71731.
13. Islam Monirul & Uddin, M. & Hossain, M & Zaman, Sm & Ara, Nari. (2018). Effect of organic manure on growth and yield of strawberry. P. 1 - 5.
Елена Валериевна Павлова, научный сотрудник. Институт агробиотехнологий им. А.В. Журавского -обособленное подразделение ФГБУН ФИЦ Коми НЦ УрО РАН. Россия, 167023, Республика Коми, г. Сыктывкар, ул. Ручейная, д. 27, yandreyal@inbox.ru
Елена Владимировна Красильникова, младший научный сотрудник, Институт агробиотехнологий им. А.В. Журавского - обособленное подразделение ФГБУН ФИЦ Коми НЦ УрО РАН. Россия, 167023, Республика Коми, г. Сыктывкар, ул. Ручейная, 27, krasilnikova_ iag@inbox.ru
Виктория Александровна Моторина, техник. Институт агробиотехнологий им. А.В. Журавского -обособленное подразделение ФГБУН ФИЦ Коми НЦ УрО РАН. Россия, 167023, Республика Коми, г. Сыктывкар, ул. Ручейная, 27, motorina_ iag@inbox.ru
Татьяна Васильевна Тарабукина, научный сотрудник. Институт агробиотехнологий им. А.В. Журавского -обособленное подразделение ФГБУН ФИЦ Коми НЦ УрО РАН. Россия, 167023, Республика Коми, г. Сыктывкар, ул. Ручейная, 27, tararabuhina_iag@inbox.ru
Elena V. Pavlova, Researcher. A.V. Zhuravsky Institute of Agro-Biotechnologies of Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences. 27, Rucheynaya St., Syktyvkar, Komi Republic, 167023, Russia, yandreyal@inbox.ru
Elena V. Krasil'nikova, Junior Researcher. Zhuravsky Institute of Agro-Biotechnologies of Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences. 27, Rucheynaya St., Syktyvkar, Komi Republic, 167023, Russia, krasilnikova_ iag@inbox.ru
Viktoriya A. Motorina, Technician. Zhuravsky Institute of Agro-Biotechnologies of Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences. 27, Rucheynaya St., Syktyvkar, Komi Republic, 167023, Russia, motorina_ iag@inbox.ru
Tatyana V. Tarabukina, Researcher. Zhuravsky Institute of Agro-Biotechnologies of Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences. 27, Rucheynaya St., Syktyvkar, Komi Republic, 167023,
Russia, tararabuhina_iag@inbox.ru
-♦-
Научная статья
УДК 630*182.46
doi: 10.37670/2073-0853-2021-88-2-77-81
Устойчивость лекарственного вида Rosa acicularis в условиях урбаносферы г. Радужного Ханты-Мансийского автономного округа
Елена Александровна Тишкина12
1 Ботанический сад УрО РАН
2 Уральский государственный лесотехнический университет
Аннотация. Экологические исследования показывают, что сохранение в городах природных условий, оптимальных для жизни человека, возможно лишь путём поддержания на высоком уровне жизнедеятельности растений на территории урбанизированной среды. Объектом изучения выбрана роза иглистая Rosa acicularis Lindl не случайно. Данный вид высоко ценится в фармакологии, а также является ценным лесомелиоративным и декоративным кустарником. Цель работы - оценка устойчивости фрагментов ценопопуляции Rosa acicularis в урбанизированной среде г. Радужного. Исследовано пять фрагментов ценопопуляции розы на основе комплексного изучения организменных и популяционных признаков особей. Изучение биологических и экологических особенностей Rosa acicularis выявило поливариантность организменных и популяционных параметров фрагментов ценопопуляции в условиях урбаносферы г Радужного. Установлено статистически, что с увеличением сомкнутости древостоя увеличиваются доля генеративной фракции и возраст особей. Одной из особенностей розы иглистой является её высокая теневыносливость, поэтому она встречается при полноте соснового древостоя 0,6 - 0,9, но с увеличением плотности фрагментов ценопопуляции ухудшается и жизненность растений. Устойчивость местообитаний характеризуется в способности спонтанно поддерживать непрерывный цикл смены поколений. Исследованные фрагменты ценопопуляции Rosa acicularis являются нормальными и неполночленными с одновершинными и двухвершинными левосторонними онтогенетическими спектрами, которые способны формировать самоподдерживающиеся за счёт семенного и вегетативного размножения в течение нескольких поколений местообитания и распространяться на значительной территории. Локальное нарушение в местообитании, связанное с произрастанием розы в урбанизированной среде г. Радужного, практически не сказывается на устойчивости лекарственного вида. Это подтверждают плотность, виталитетность, возрастная структура и организменные параметры вида, однако среди изученных местообитаний розы реальным оптимумом является сосняк мшисто-ягодниковый, где антропогенное влияние сводится к минимальному воздействию.
Ключевые слова: Rosa acicularis, устойчивость, ценопопуляция, онтогенетический спектр, виталитетная структура, морфометрические параметры.
Для цитирования: Тишкина Е.А. Устойчивость лекарственного вида Rosa acicularis в условиях урбаносферы г. Радужного Ханты-Мансийского автономного округа // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 2 (88). С. 77 - 81. doi: 10.37670/2073-0853-2021-88-2-77-81.
Original article
Resistance of the medicinal species Rosa acicularis in the urbanosphere of Raduzhny Khanty-Mansi Autonomous Okrug
Elena A. Tishkina12
1 Russian Academy of Sciences, Ural Branch: Institute Botanic Garden
2 Ural State Forest Engineering University
Abstract. Environmental studies show that the preservation of urban environmental conditions that are optimal for human life is possible only by maintaining a high level of plant activity in an urbanized environment. The object of study was chosen Rosa acicularis Lindl not by chance. This species is highly valued in pharmacology, and is also a valuable forest-reclamation and ornamental shrub. The aim of the work is to
assess the stability of fragments of the coenopopulation of Rosa acicularis in the urbanized environment of Raduzhny. Five fragments of the rose coenopopulation were studied on the basis of a comprehensive study based on the organizational and population characteristics of individuals. The study of the biological and ecological features of Rosa acicularis revealed the polyvariance of the organismal and population parameters of coenopopulation fragments in the urbanosphere of Raduzhny. It was found statistically that the proportion of the generative fraction and the age of individuals increases with an increase in the closeness of the stand. One of the features of the Rosa acicularis is its high shade tolerance, so it occurs when the fullness of the pine stand is 0,6 - 0.9, but with an increase in the density of fragments of the coenopopulation, the vitality of plants also worsens. Habitat resilience is characterized by the ability to spontaneously maintain a continuous cycle of generational change. The studied fragments of the coenopopulation of Rosa acicularis are normal and incomplete with one-vertex and two-vertex left-sided ontogenetic spectra, which are able to form self-sustaining habitats due to seed and vegetative reproduction over several generations and spread over a large territory. Local disturbance in the habitat associated with the growth of roses in the urbanized environment of the city of Raduzhny practically does not affect the stability of the medicinal species. This confirms the density, vitality, age structure and organizational parameters of the species, but among the studied habitats of the rose, the real optimum is plants growing in the mossy-berry pine forest, where the anthropogenic impact is reduced to a minimum.
Keywords: Rosa acicularis, stability, coenopopulation, ontogenetic spectrum, vital structure, morphometric parameters.
For citation: Tishkina E.A. Resistance of the medicinal species Rosa acicularis in the urbanosphere of Raduzhny Khanty-Mansi Autonomous Okrug. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 88(2): 77 - 81. (In Russ.). doi: 10.37670/2073-0853-2021-88-2-77-81.
Экологические исследования показывают, что сохранение в городах условий природной среды, оптимальных для жизни человека, возможно лишь путём поддержания на высоком уровне жизнедеятельности растений на урбанизированной территории [1]. Объектом изучения выбрана роза иглистая Rosa acicularis Lindl не случайно. Данный вид высоко ценится в фармакологии, так как содержит аскорбиновую кислоту, каротиноиды, токоферолы, флавоноиды, сахара, дубильные и пектиновые вещества, органические кислоты - лимонную и яблочную, жирное масло [2] и другие полезные вещества [3 - 5], а также является ценным лесомелиоративным и декоративным кустарником [6].
Материал и методы. Цель работы - оценка устойчивости фрагментов ценопопуляции Rosa acicularis в урбанизированной среде г. Радужного.
Рис. 1 - Географическое положение районов исследования
Исследования проведены в августе 2020 г. на территории Ханты-Мансийского автономного округа (62°05'45" N 77°28'29" E) в зоне средней тайги. Район исследования характеризуется умеренным континентальным климатом с продолжительной зимой и коротким летом. Средняя температура в изучаемый год составляла+1 °С (в январе -15,4 °С и в июле +17 °С), сумма осадков за год - 728 мм, причём за вегетативный период выпали осадки в количестве 456 мм. Объектами исследования являются пять фрагментов ценопо-пуляции (ФЦП) розы иглистой, произрастающих в условиях урбаносферы г. Радужного (рис. 1). Для характеристики фрагментов ценопопуля-ции применяли стандартные методики [7 - 13]. Оценивали устойчивость розы на основе онтогенетических и виталитетных спектров, а также применяли комплексное исследование на основе организменных и популяционных признаков особей [14, 15].
Результаты исследования. В районах исследования роза представлена небольшими растениями, высотой 0,55 - 0,94 м, с проекцией 0,15 - 0,41 м2 и объёмом кроны 0,04 - 0,16 м3 (табл. 1). Корреляционный анализ показал, что с увеличением сомкнутости древостоя увеличивается доля генеративной фракции и возраст особей (r = 0,66, P < 0,05). Одной из особенностей розы иглистой является её высокая теневыносливость, поэтому она встречается при полноте соснового древостоя 0,6 - 0,9. Положительная корреляция наблюдается у сомкнутости древесного полога с высотой (r = 0,83, P < 0,05) и объёмом кроны (r = 0,53, P < 0,05). Чем больше численность во фрагменте ценопопуляции Rosa acicularis, тем ниже её жизненность (r = -0,51, P < 0,05). Индекс виталитета колеблется от 47 % (сильно повреждённые растения) до 67 % (слабо поврежденные кусты) (рис. 2).
ä? 70 tu
¡ so
о н
8 50
Ell
0
¡ 40 cu
1 30 £
20 10 0
2 3 4 5
Фрагменты ценопопуляций розы иглистой
Рис. 2 - Соотношение категорий жизненного состояния розы иглистой в урбанизированной среде г. Радужного
Чем выше плотность фрагмента, тем выше значения морфометрических показателей: площади (г = 0,81, Р < 0,05) и объёма кроны (г = 0,61, Р < 0,05). Численность особей варьирует от 354 до 444 экз/га и не зависит от влияния антропогенного воздействия. Так, в березняке разнотравном (ФЦП 4) наблюдается максимальное количество растений, хотя местообитание розы находится непосредственно вблизи бытовых отходов.
В возрастной структуре определены три периода и шесть онтогенетических состояний (рис. 3). Все местообитания являются нормальными с прерывистым спектром, несмотря на то, что все фрагменты характеризуются неполночленностью, так как отсутствуют особи различных возрастных состояний. Они способны к самоподдержанию за счёт семенного и вегетативного размножения. Во всех местообитаниях присутствуют преге-
неративные и генеративные растения. Только в березняке разнотравном (ФЦП 1) и сосняке долгомошном (ФЦП 5) имеются постгенеративные особи, что указывает и индекс старения в данных местообитаниях (0,03).
Почти во всех исследуемых фрагментах ценопопуляции возрастные спектры являются одновершинными левосторонними с максимумом на виргинильных (ФЦП 1) и на молодых генеративных (ФЦП 1, 4, 5) особей, лишь в сосняке мшисто-ягодниковом (ФЦП 2) возрастной спектр представлен двухвершинным с максимумом молодых и среднегенеративных особей.
Индексы восстановления и замещения, которые отражают динамические процессы в ценопопуляции, варьируют практически во всех местообитаниях от 0,2 до 0,72, что говорит о слабом восстановительном процессе. Оценка индексов возрастности и эффективности в исследованных фрагментах ценопопуляции Rosa acicularis показала, что пять фрагментов (ФЦП 1, 4) относятся к зреющим, ФЦП 3 - молодой и ФЦП 2, 5 - зрелым (рис. 4).
Для того чтобы оценить устойчивость розы иглистой в урбанизированной среде г. Радужного, использовали комплексный подход на основе организменных и популяционных показателей (табл. 2, рис. 5). Максимальные значения организ-менных и демографических параметров у особей Rosa acicularis выявлены в сосняке мшисто-ягодниковом (ФЦП 5) (15 и соответственно 14 баллов). Самые низкие значения имеют растения в березняке разнотравном (ФЦП 3), видимо, это связано с высокой долей виргинильных и имма-турных особей (56,6 %), которые имеют низкие морфометрические параметры.
1. Характеристика фрагментов ценопопуляции Rosa acicularis L. в условиях урбаносферы г. Радужного Ханты-Мансийского автономного округа - Югры
i
Характеристика местообитания Фрагменты ценопопуляции
ä & cu и S а древостой се со £ & £ морфометрические показатели онтогенетические параметры
св и m (9 о о £ 0 1 ю о объём кроны, м3 индексы
H¡r ft о и В £ * тип леса состав сомкнутость древесного поло и ä <Ц высота, м площадь проекц кроны, м2 возрастности эффективности восстановления замещения старения
i Березняк разнотравный 10Б 0,6 355 52 0,62 ± 0,07 0,18 ± 0,05 0,07 ± 0,03 0,26 0,64 0,72 0,68 0,03
2 Сосняк мшисто-ягодниковый 5Б2К2С1Е 0,9 388 67 0,94 ± 0,07 0,41 ± 0,05 0,16 ± 0,04 0,37 0,75 0,3 0,3 0
3 Березняк разнотравный 8Б2Ол 0,7 354 60 0,55 ± 0,04 0,15 ± 0,03 0,04 ± 0,01 0,21 0,58 1,3 1,3 0
4 Березняк разнотравный 10Б 0,6 444 47 0,72 ± 0,05 0,40 ± 0,06 0,12 ± 0,03 0,29 0,69 0,5 0,5 0
5 Сосняк долгомошный 6Б3С1Е 0,9 387 50 0,94 ± 0,03 0,33 ± 0,04 0,11 ± 0,02 0,38 0,76 0,2 0,2 0,03
% 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
12345
Фрагменты ценопопуляции
Рис. 3 - Возрастная структура фрагментов ценопопуляции Rosa acicularis
1
0,75 - Старая Стареющая
0,5 - Переходная Зрелая ФЦП2 ФЦП5 «•О
0,25 - о Молодая фцп3 о О ФЦП4 ФЦП1 Зреющая
0
0 0,25 0,5 0,75 1
Omega (ш)
Рис. 4 - Распределение фрагментов ценопопуляции розы иглистой по классификации «дельта - омега»
ФЦП5 ]
в
А
5 4
Параметры Балл
1 2 3 4 5
Организменные признаки особей
Высота растений, м < 0,55 0,56 - 0,65 0,66 - 0,75 0,76 - 0,85 0,86 - 0,95
Площадь проекции кроны, м2 < 0,15 0,16 - 0,22 0,23 - 0,28 0,29 - 0,34 0,35 - 0,41
Объём кроны, м3 < 0,04 0,05 - 0,07 0,08 - 0,01 0,11 - 0,13 0,14 - 0,16
Популяционные признаки
Общая плотность, экз/га < 354 354,1 - 376,5 376,6 - 399 399,1- 421,5 421,6 -444
Доля im-v, % < 16,6 16,7 -26,6 26,7 - 36,6 36,7 - 46,6 46,7 - 56,6
Доля g1-g2, % < 43,4 43,5 -49,2 49,3 - 55 55,1- 60,8 60,9 - 66,6
Индекс виталитета, % < 47 48 - 52 53 - 57 58 - 62 63 - 67
Рис. 5 - Анализ состояния фрагментов ценопопуляций Rosa acicularis, балл
2. Оценка величины признаков Rosa acicularis
Суммарное соотношение баллов показывает, что реальный оптимум Rosa acicularis складывается в сосняке мшисто-ягодниковом (ФЦП 2) (26 баллов). В данном местообитании особи розы иглистой имеют максимальные значения морфометрических параметров, характеризуются высокой виталитетностью и долей в генеративном периоде.
Выводы. Биологические и экологические особенности Rosa acicularis свидетельствуют о поливариантности организменных и популяци-онных параметров фрагментов ценопопуляции в условиях урбаносферы. Установлено статистически, что с увеличением сомкнутости древостоя увеличивается доля генеративной фракции и возраст особей. Роза иглистая обладает высокой теневыносливостью, поэтому она встречается при полноте соснового древостоя 0,6 - 0,9, увеличение плотности фрагментов ценопопуляции ухудшает жизненность растений. Устойчивость местообитаний характеризуется способностью спонтанно поддерживать непрерывный цикл смены поколений. Исследованные фрагменты ценопопуляции Rosa acicularis являются нормальными и неполночленными с одновершинными и двухвершинными левосторонними онтогенетическими спектрами, которые способны формировать самоподдерживающиеся за счёт семенного и вегетативного размножения в течение нескольких поколений местообитания и распространяться на значительной территории. Локальное нарушение в местообитании, связанное с произрастанием розы в урбанизированной среде г. Радужного, практически не сказывается на устойчивости лекарственного вида. Это подтверждают плотность, виталитетность, возрастная структура и организменные параметры вида. Наиболее оптимальным местообитанием для розы является сосняк мшисто-ягодниковый, где антропогенное влияние сводится к минимальному воздействию.
Литература
1. Савинцева Л.С. Экологический анализ адаптивных механизмов растений в урбанизированной среде: дис. ... канд. биол. наук. Киров, 2015. 169 с.
2. Дикорастущие лекарственные растения Урала / Е.С. Васфилова, А.С. Третьякова, Е.Н. Подгаевская [и др.]. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. 204 с.
3. Gustafson A., Schroderheim J. Ascorbic acid and hip fertility in Rosa species // Nature. 1944. p. 153
4. Wegg S.M., Townsley P.M. Ascorbic acid in cultured tissue of briar rose, Rosa rugosa Thunb // Plant Cell Reports. 1983. Vol. 2. P. 78 - 81.
5. Макаров А.А. Лекарственные растения Якутии. Якутск: Бичик, 2001. 128 с.
6. Тишкина Е.А., Чермных А.И. Исследование эколого-фитоценотической приуроченности розы иглистой (Rosa acicularis L.) в лесопарковой зоне г. Екатеринбурга // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Агрономия и животноводство. 2019. № 14 (1). С. 49 - 56.
7. Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. № 4. С. 51 - 57.
8. Глотов Н.В. Об оценке параметров возрастной структуры популяций растений // Жизнь популяций в гетерогенной среде. Ч. 1. 1998. С. 146 - 149.
9. Животовский Л.А. Онтогенетические состояния, эффективная плотность и классификация популяций растений // Экология. 2001. № 1. С. 3 - 7.
10. Жукова Л.А. Внутрипопуляционное биоразнообразие травянистых растений // Экология и генетика популяций. 1998. С. 35 - 47.
11. Работнов Т. А. Вопросы изучения состава популяции для целей фитоценологии // Проблемы ботаники: сб. статей. 1950. Вып. 1. С. 465 - 483.
12. Популяционная организация растительного покрова лесных территорий (на примере широколиственных лесов европейской части СССР) / О.В. Смирнова, А.А. Чистякова, Р.В. Попадюк [и др.] Пущино: Пущинский научный центр РАН, 1990. 92 с.
13. Уранов А.А. Возрастной спектр фитоценопопу-ляций как функция времени и энергетических волновых процессов // Биологические науки. 1975. № 2. С. 7 - 34.
14. Тишкина Е.А. Состояние ценопопуляций Juniperus communis L. в Керженском заповеднике Нижегородской области // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 2 (82). С. 114 - 119.
15. Монтиле А.А., Тишкина Е.А. Количественная характеристика проявления признаков размера особей и диагностика состояния Cotoneaster lucida Schlecht. в условиях урбаносферы г. Екатеринбурга // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 3 (83). С. 138 - 145.
Елена Александровна Тишкина, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент. научный сотрудник, ФГБУН «Ботанический сад Уральского отделения Российской академии наук»; ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет». Россия, 620016, г. Екатеринбург, ул. Разливная, 50/2, Elena.MLOB1@yandex.ru
Elena A. Tishkina, Candidate of Agriculture, Associate Professor. Russian Academy of Sciences, Ural Branch: Institute Botanic Garden; Ural State Forest Engineering University. 50/2, Razlivnaya St., Yekaterinburg, 620016,
Russia, Elena.MLOB1@yandex.ru
-♦-
