ИНТРОДУКЦИОННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХ ОБРАЗЦОВ ALLIUM ODORUM L. В ЮЖНО-УРАЛЬСКОМ БОТАНИЧЕСКОМ САДУ-ИНСТИТУТЕ Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

Научная статья

УДК 582.572.225:581.4

DOI: 10.36718/1819-4036-2022-3-23-29

Ленвера Ахнафовна Тухватуллина10, Олег Юрьевич Жигунов2

^Южно-Уральский ботанический сад-институт УФИЦ РАН, Уфа, Россия

1envera1@yandex.ru

2zhigunov2007@yandex.ru

ИНТРОДУКЦИОННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХ ОБРАЗЦОВ ALLIUM ODORUM L.

В ЮЖНО-УРАЛЬСКОМ БОТАНИЧЕСКОМ САДУ-ИНСТИТУТЕ

Цель исследований - изучение особенности развития растений Allium decipiens Fisch. ех Schult. & Schult. fil. в условиях культуры в ботаническом саду: фенология, биоморфология и репродуктивные показатели в разном генеративном возрасте (в молодом, средневозрастном, старогенеративном); оценка перспективности вида. Представлены результаты интродук-ционного испытания двух образцов Allium odorum L. (рижский и боннский). Изучены фенология, семенная продуктивность, размножение, агротехника и биохимический состав. Для данного лука характерен длительный период вегетации, побеги идут в рост весной в конце апреля, цветочная стрелка отрастает в III декаде июня - I декаде июля. Фаза цветения - в конце июля. Рижский образец зацветает на 5-7 дней раньше. От весеннего отрастания до появления стрелок -80-90 дней. Семена начинают созревать в начале сентября, цветение и созревание плодов длится до середины октября. Вегетирует 170-180 дней. Всхожесть семян при подзимнем посеве - до 60-65 %. Масса 1000 шт. семян - до 4,8 г. Коэффициент естественного вегетативного размножения составляет до 3,5. По химическому составу лук душистый (боннский образец) наиболее богат содержанием аскорбиновой кислоты (59,5 мг%), из минеральных веществ - цинком (120,7 мг/кг) и железом (94,5 мг/кг). Вид A. decipiens при интродукции в Южно-Уральский ботанический сад имеет устойчивый фенологический ритм, ежегодно цветет, плодоносит, формирует полноценные семена. Абсолютный вес семян составляет 4,8 г. Репродуктивные показатели высокие: реальная семенная продуктивность (РСП) в среднем - 195 шт. семян, коэффициент продуктивности - 43 %. Обладает хорошей способностью к семенному и вегетативному размножению. Многолетнее интродукционное испытание A. decipiens и оценка успешности его интродукции показывает перспективность его культивирования в регионе Южного Урала. Введение данного вида в культуру позволит расширить и улучшить ассортимент декоративных растений в регионе Южного Урала. В культуре неприхотлив, агротехника выращивания несложная. A. decipiens может быть рекомендован для любых видов озеленения.

Ключевые слова: род Allium L, Allium odorum, интродукция, фенология, плодоцветение, соцветие, морфология, семенная продуктивность

Для цитирования: Тухватуллина Л.А., Жигунов О.Ю. Интродукционное исследование двух образцов Allium odorum L. в Южно-Уральском ботаническом саду-институте // Вестник КрасГАУ. 2022. № 3. С. 23-29. DOI: 10.36718/1819-4036-2022-3-23-29.

Благодарности: Работа выполнена в рамках государственного задания ЮУБСИ УФИЦ РАН по теме № АААА-А18-118011990151-7.

Lenvera Akhnafovna Tukhvatullina10, Oleg Yurievich Zhigunov2

12South Ural Botanical Garden-Institute UFIC RAS, Ufa, Russia

1envera1@yandex.ru

2zhigunov2007@yandex.ru

© Тухватуллина Л.А., Жигунов О.Ю., 2022 Вестник КрасГАУ. 2022. № 3. С. 23-29. Bulliten KrasSAU. 2022;(3):23-29.

TWO SAMPLES OF ALLIUM ODORUM L. INTRODUCTION STUDY IN SOUTH URAL BOTANICAL GARDEN-INSTITUTE

The purpose of research is to study the developmental features of Allium decipiens Fisch. ex Schult. & Schult. fil. under culture conditions in the botanical garden: phenology, biomorphology and reproductive performance at different generative ages (young, middle-aged, old generative); assessment of the perspective of the species. The results of the introduction test of two accessions of Allium odorum L. (Riga and Bonn) are presented. Phenology, seed productivity, reproduction, agricultural technology and biochemical composition have been studied. This onion is characterized by a long growing season, the shoots grow in spring at the end of April, the flower arrow grows in the third decade of June - the first decade of July. The flowering phase is at the end of July. The Riga sample blooms 5-7 days earlier. From spring regrowth to the appearance of arrows - 80-90 days. Seeds begin to ripen in early September, flowering and fruit ripening lasts until mid-October. It vegetates within 170-180 days. Seed germination during winter sowing is up to 60-65 %. Weight 1000 pcs. seeds - up to 4.8 g. The coefficient of natural vegetative propagation is up to 3.5. In terms of chemical composition, allspice (Bonn sample) is the richest in ascorbic acid (59.5 mg%), of minerals - zinc (120.7 mg/kg) and iron (94.5 mg/kg). The species A. decipiens, when introduced into the South Ural Botanical Garden, has a stable phenological rhythm, annually blooms, bears fruit, and forms full-fledged seeds. The absolute weight of the seeds is 4.8 g. Reproductive indicators are high: real seed productivity (RSP) on average - 195 pcs. seeds, productivity coefficient - 43 %. Possesses good ability to seed and vegetative reproduction. A long-term introduction test of A. decipiens and an assessment of the success of its introduction show the prospects of its cultivation in the South Ural Region. The introduction of this species into the culture will expand and improve the range of ornamental plants in the South Ural Region. It is unpretentious in culture; the cultivation technique is simple. A. decipiens can be recommended for any kind of landscaping.

Keywords: genus Allium L, Allium odorum, introduction, phenology, fruiting, inflorescence, morphology, seed productivity

Forcitation: Tukhvatullina L.A., Zhigunov O.Yu. Two samples of Allium odorum L. introduction study in South Ural Botanical Garden-Institute // Bulliten KrasSAU. 2022;(3): 23-29. (In Russ.). DOI: 10.36718/1819-4036-2022-3-23-29.

Acknowledgments: the work has been realized within the framework of the state assignment of the Southern Institute of Strategic Research of the Ural Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences, subject No. AAAA-A18-118011990151 -7.

Введение. Особое внимание при интродук-ционных исследованиях растений отводится рассмотрению их биоморфологии, которая отражает приспособленность в новых климатических условиях. Allium decipiens (лук обманывающий) по жизненной форме является луковичным геофитом. Геофиты нативно встречаются в условиях с резко меняющимися режимами температуры и увлажнения по сезонам (степи, полупустыни и др.) [1-3].

Луки применяют как лечебные, витаминонос-ные и декоративные растения [4].

История переселения растений в новые районы с целью обогащения их культурной флоры начинается с глубокой древности и продолжается в наши дни. При этом выявляются особенности биологии и экологии видов и возможность их освоения в новых условиях [5].

В ходе изучения биологических особенностей роста и развития интродуцентов, их био-

химического состава, морфологических признаков, фенологии, визуальных учетов и линейных промеров разных органов растений нами выявляются перспективные виды и сорта растений, рекомендуемые для широкого использования в садоводстве в Южно-Уральском регионе [6-8].

В коллекции луков Южно-Уральского ботанического сада преобладают среднеазиатские виды. Многие из них эндемы, т. е. узколокальные виды, встречаемые только в горах или у подножья гор Средней Азии. Большинство из них оказались перспективными для условий Республики Башкортостан и отличаются высокими декоративными качествами или пищевыми достоинствами, лечебными свойствами.

Allium decipiens также представляет интерес как декоративное растение. A. decipiens - кра-сивоцветущий вид, очень эффектен в период цветения, к тому же хорошо размножается семенами и вегетативно. Как перспективный вид

рекомендуется для использования в озеленительных посадках в Южно-Уральском регионе.

Цель исследований - изучение особенности развития растений Allium decipiens Fisch. ех Schult. & Schult. Ш.в условиях культуры в ботаническом саду: фенология, биоморфология и репродуктивные показатели в разном генеративном возрасте (в молодом, средневозрастном, старогенеративном); оценка перспективности вида.

Объекты и методы. Исследования выполнены в условиях культуры в ботаническом саду (Уфа). Интродукционному изучению подвергались луки, выращенные из привезенных семян и луковиц, а также из семян собственной репродукции. Посадочный материал изначально был получен из ботанического сада МГУ (Москва). Луковицы были посажены в 2005 г., посев семян производили в 2005, 2010 гг.

Для обработки фактических данных были использованы общепринятые в интродукцион-ных исследованиях методики [9-11].

Результаты и их обсуждение. A. decipiens Fisch. ex Schult. & Schult. f. (лук обманывающий) из таксонометрической секции Melanocrommyum подрода Melanocrommyum, является эндемичным растением флоры Средней Азии [12, 13].

Особенности развития A. decipiens из семян: посев был проведен подзимний, появление проростков было отмечено в первой декаде мая с одним листом и одним корешком. В процессе их развития формируется столончик, на конце которого образуется маленькая (до 0,5 см в диаметре) луковичка. Надземная часть вегетирует в течение месяца, затем наступает период летнего покоя. Во время летнего покоя внутри луковички

формируется почка замещающей луковицы и зачаток будущего листа. Осенью (в сентябре) луковичка укореняется, образуя несколько придаточных корней. Растения второго года имеют плоский лист и замещающую луковицу, рост продолжается до третьей декады мая. В дальнейшем происходит увеличение количества листьев и их параметров, а также укрупняется луковица. В последующие годы отмечается закладка генеративных почек и почек мелких луковиц. На пятом году жизненного цикла растения A. decipiens зацветают.

В молодом генеративном возрасте высота растений составляет от 48 до 65 см, соцветия диаметром до 6,5 см, листья в количестве 3-5 шт. длиной 18,7-22,5 см и шириной 1,3-2,2 см, диаметр луковицы - 2,0 см; в среднем генеративном возрасте - высота от 50 до 75 (67,8±1,б8) см, ширина зонта - 5,5-9 см, листьев - 5-7 шт., они имеют длину 25-32 см и ширину 2,2-3,4 см, диаметр луковицы - 2,4 см; в старом генеративном возрасте растения - высотой до 55 см, с диаметром зонта 4-5,5 см, растение несет до 3 листьев длиной 15-25 см и шириной - 1,7-2,8 см, диаметр луковицы - 3,2 см. Вид A. dedpiens в молодом генеративном возрасте образует 1-2 шт. дочерних луковиц, в среднегенеративном - 1-4 шт.

Старогенеративные растения A. decipiens становятся не способными размножаться, в связи с этим в популяциях уменьшаются цветущие растения в сравнительном аспекте с нецветущими.

По характеру вегетации A. decipiens - корот-ковегетирующий эфемероид.

Для A. decipiens характерно прохождение полного жизненного цикла развития (табл. 1).

Таблица 1

Фенологические показания A. Decipiens

Фенодата 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2013 2014 2015

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Начало весеннего отрастания 14.04 21.04 01.05 07.04 10.04 12.04 16.04 16.04 16.04

Начало отрастания цветоноса 23.04 06.05 12.05 05.05 25.04 24.04 29.04 04.05 05.05

Начало раскрытия чехлика соцветия 17.05 05.06 08.06 21.05 20.05 15.05 23.05 22.05 28.05

Начало цветения 23.05 14.06 12.06 29.05 25.05 20.05 27.05 28.05 30.05

Конец цветения 08.06 25.06 22.06 15.06 15.06 05.06 15.06 11.06 16.06

Начало созревания семян 11.07 30.07 28.07 20.07 16.07 01.07 15.07 17.07 16.07

Окончание табл. 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Конец созревания семян 21.07 15.08 03.08 28.07 24.07 10.07 20.07 22.07 20.07

Длительность цветения, дней 17 12 11 18 22 17 20 15 18

Период от начала вегетации до созревания семян, дней 89-99 101-117 89-95 105-113 98-106 81-90 91-96 93-98 92-96

Отрастают побеги у A. decipiens в апреле, са- ляется короткоцветущим растением (18 дней).

мое раннее - отмечено в 2019 г., позднее - Семена созревают в июле, в третьей декаде ию-

в 2017 и 2018 гг. (рис. 1). Цветки массово распус- ня растения теряют листья и наступает период

каются в конце мая (рис. 2). По срокам цветения покоя. Вегетация A. decipiens длится в целом 75-

относится к раннелетним видам. A. decipiens яв- 85 дней.

Рис. 1. Весеннее отрастание A. Decipiens

Рис. 2. Фаза цветения A. decipiens 26

Вид A. decipiens в условиях интродукции об- Изученный вид в среднем генеративном воз-ладает высокой семенной продуктивностью, но расте обладает в основном наибольшими ре-ее значения различаются в зависимости от воз- продуктивными показателями (табл. 2). растных состояний растений.

Таблица 2

Средние репродуктивные показатели А. беар'епэ

Продуктивность одного соцветия Молодой ге( тивный воз ера-раст Средний генеративный возраст Старый генеративный возраст

М±т Су, % М±т Су, % М±т Су, %

Число цветков, шт. 142,6±8,5 17,2 170,5±8,12 5,7 65,5±2,81 12,3

Число плодов, шт. 114,8±3,77 9,2 155,3±3,77 6,3 54,0±2,41 13,3

Плодоцветение, % 82,5±4,58 14,3 88,4±0,42 1,5 82,7±3,31 11,6

Реальная семенная продуктивность, шт. 373,6±31,54 22,9 446,8±35,9 25,2 136,8±10,74 24,8

Число семян в плоде, шт. 3,4±0,24 20,6 2,6±0,21 20,4 2,4± 0,12 14,5

Семенификация плода, % 56,0±4,81 28,4 45,0±3,44 19,4 41,7±2,03 14,5

Потенциальная семенная продуктивность, шт. 855,8±50,90 17,2 1023,0±22,53 5,7 292,2±41,24 22,6

Коэффициент продуктивности, % 47,9±4,81 28,4 43,9±3,52 20,7 34,7±2,34 20,7

Число цветков на одном побеге у молодых генеративных растений составляет в среднем 142,6±8,5 шт., у среднегенеративных растений -170,5±8,12 (больше на 27,5); число плодов у молодых растений - 114,8±3,77, у среднегенеративных - 155,3±3,77 (больше на 40,5); реальная семенная продуктивность (РСП) у молодых растений - 373,6±31,54, у среднегенеративных -446,8±35,9 шт. (больше на 73,2) семян; плодооб-разование у молодых растений составляет 82,5 %, у среднегенеративных - 88,4 % (больше на 5,9).

Молодые генеративные растения, в свою очередь, отличаются наибольшими показателями по семенификации плода и коэффициенту продуктивности. Семенификация плода у молодых растений составляет 56,0 %, у среднегене-ративных - 45,0 % (уменьшается на 11); коэффициент продуктивности зонта у молодых растений - 47,9 %, у средневозрастных - 43,9 % (меньше на 4).

У старых генеративных растений, как правило, все репродуктивные показатели снижаются: число цветков по сравнению со средневозрастными уменьшается на 38,4 %; РСП - на 30,6; коэффициент продуктивности - на 9,2 %.

Вид A. decipiens в молодом и среднем генеративном возрасте образует дочерние луковицы от 1 до 4 шт., коэффициент естественного размножения составляет в среднем 2,6.

По многолетним результатам интродукцион-ного исследования A. dedpiens в Южно-Уральском ботаническом саду была дана суммарная оценка его успешности и перспективности в культуре (19 баллов), благодаря чему вид отнесен к группе высоко перспективных растений.

Для данного вида характерно в культуре семенное и вегетативное возобновление, вес полноценных семян (1000 шт.) равен 4,8 г.

Заключение. Вид A. dedpюns при интродукции в Южно-Уральский ботанический сад имеет устойчивый фенологический ритм, ежегодно цветет, плодоносит, формирует полноценные семена. Абсолютный вес семян составляет 4,8 г. Репродуктивные показатели высокие: реальная семенная продуктивность (РСП) в среднем -195 шт. семян, коэффициент продуктивности -43 %. A. decipiens обладает хорошей способностью к семенному и вегетативному размножению.

Многолетнее интродукционное испытание A. dedpiens и оценка успешности его интродукции показывает перспективность его культивирования в регионе Южного Урала. Введение

данного вида в культуру позволит расширить и улучшить ассортимент декоративных растений в регионе Южного Урала. В культуре неприхотлив, агротехника выращивания несложная. A. decipiens может быть рекомендован для любых видов озеленения.

Список источников

1. Ахвердов А.А. Биология некоторых декоративных геофитов флоры Армении // Бюл. Бот. сада АН Армянской ССР. 1956. № 15. С. 5-131.

2. Каменецкая И.И. Изучение дикорастущих луков Казахстана // Интродукция растений природной флоры Казахстана. Алма-Ата, 1984. С. 72-76.

3. Каменецкая И.И. К изучению экоморфоза луковичных растений Казахстана // Рациональное использование растительных ресурсов Казахстана. Алма-Ата: Наука, 1986. С. 223-225.

4. Фомина Т.И., Кукушкина Т.А. Содержание биологически активных веществ в надземной части некоторых видов лука (Allium L.) // Химия растительного сырья. 2019. № 3. С. 177-184.

5. Русанов Ф.Н. Принципы и методы изучения коллекций интродуцированных живых растений в ботанических садах // Бюл. гл. ботан. сада. М.: Наука, 1976. Вып. 100. С. 26-29.

6. Тухватуллина Л.А., Жигунов О.Ю. К биологии разных образцов лука черемши в условиях Башкирского Предуралья // Аграрный вестник Урала. 2021. № 3 (206). С. 67-73.

7. Тухватуллина Л.А., Абрамова Л.М. К биологии и биохимии Allium obliquum L. в Башкирском Предуралье // Вестник КрасГАУ. 2021. № 8. С. 19-26.

8. Тухватуллина Л.А., Жигунов О.Ю. Биологические особенности образцов Allium nutans L. в Башкирском Предуралье при интродукции // Аграрный вестник Урала. 2021. № 8 (211). С. 51-59.

9. Рекомендации по унификации фенологических наблюдений в России / А.А. Минин [и др.] // Nature Conservation Research. Заповедная наука. 2020. Т. 5, № 4. С. 89-110.

10. Дибиров М.Д., Алибегова А.Н. Структура изменчивости признаков семенной продуктивности Allium mirzojevii (Alliaceae) при ин-

тродукции в горных условиях // Известия Горского государственного аграрного университета. 2018. Т. 55, № 4. С. 208-212.

11. Томилова Л.И. Эндемики Урала в ботаническом саду в Свердловске // Бюл. Гл. ботан. сада АН СССР. 1982. Вып. 126. С. 25-31.

12. Friesen N, Fritsch RM, Blattner FR. Phylogeny and new intrageneric classification of Allium (Alliaceae) based on nuclear ribosomal DNA ITS sequences. Aliso: A Journal of Systematic and Evolutionary Botany. 2006. Vol. 22. Iss. 1. pp. 372-395.

13. Флора Европейской части СССР. Т. 4. Л.: Наука, 1979. С. 275-276.

References

1. Ahverdov A.A. Biologiya nekotoryh dekorativ-nyh geofitov flory Armenii // Byul. Bot. sada AN Armyanskoj SSR. 1956. № 15. S. 5-131.

2. Kameneckaya I.I. Izuchenie dikorastuschih lukov Kazahstana // Introdukciya rastenij pri-rodnoj flory Kazahstana. Alma-Ata, 1984. S. 72-76.

3. Kameneckaya I.I. K izucheniyu 'ekomorfoza lukovichnyh rastenij Kazahstana // Racional'noe ispol'zovanie rastitel'nyh resursov Kazahstana. Alma-Ata: Nauka, 1986. S. 223-225.

4. Fomina T.I., Kukushkina T.A. Soderzhanie biologicheski aktivnyh veschestv v nadzemnoj chasti nekotoryh vidov luka (Allium L.) // Himiya rastitel'nogo syr'ya. 2019. № 3. S. 177-184.

5. Rusanov F.N. Principy i metody izucheniya kollekcij introducirovannyh zhivyh rastenij v botanicheskih sadah // Byul. gl. botan. sada. M.: Nauka, 1976. Vyp. 100. S. 26-29.

6. Tuhvatullina L.A., Zhigunov O.Yu. K biologii raznyh obrazcov luka cheremshi v usloviyah Bashkirskogo Predural'ya // Agrarnyj vestnik Urala. 2021. № 3 (206). S. 67-73.

7. Tuhvatullina L.A., Abramova L.M. K biologii i biohimii Allium obliquum L. v Bashkirskom Predural'e // Vestnik KrasGAU. 2021. № 8. S. 19-26.

8. Tuhvatullina L.A., Zhigunov O.Yu. Biologiches-kie osobennosti obrazcov Allium nutans L. v Bashkirskom Predural'e pri introdukcii // Agrarnyj vestnik Urala. 2021. № 8 (211). S. 51-59.

9. Rekomendacii po unifikacii fenologicheskih nablyudenij v Rossii / A.A. Minin [i dr.] // Na-

ture Conservation Research. Zapovednaya nauka. 2020. T. 5, № 4. S. 89-110.

10. Dibirov M.D., Alibegova A.N. Struktura izmen-chivosti priznakov semennoj produktivnosti Allium mirzojevii (Alliaceae) pri introdukcii v gornyh usloviyah // Izvestiya Gorskogo gosu-darstvennogo agrarnogo universiteta. 2018. T. 55, № 4. S. 208-212.

11. Tomilova L.I. 'Endemiki Urala v botanicheskom sadu v Sverdlovske // Byul. Gl. botan. sada AN SSSR. 1982. Vyp. 126. S. 25-31.

12. Friesen N, Fritsch RM, Blattner FR. Phylogeny and new intrageneric classification of Allium (Alliaceae) based on nuclear ribosomal DNA ITS sequences. Aliso: A Journal of Systematic and Evolutionary Botany. 2006. Vol. 22. Iss. 1. pp. 372-395.

13. Flora Evropejskoj chasti SSSR. T. 4. L.: Nauka, 1979. S. 275-276.

Статья принята к публикации 13.12.2021 / The article accepted for publication 13.12.2021. Информация об авторах:

Ленвера Ахнафовна Тухватуллина, старший научный сотрудник, кандидат биологических наук Олег Юрьевич Жигунов, старший научный сотрудник лаборатории дикорастущей флоры и интродукции травянистых растений, кандидат биологических наук

Information about the authors:

Lenvera Akhnafovna Tukhvatullina, Senior Researcher, Candidate of Biological Sciences Oleg Yurievich Zhigunov, Senior Researcher, Laboratory of Wild Flora and Herbaceous Plant Introduction, Candidate of Biological Sciences