CC BY
38
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13, № 5(3) УДК 58.084.975
ИНТРОДУКЦИЯ ВИДОВ РОДА VALERIANA В БАШКИРСКОМ ЗАУРАЛЬЕ
© 2011 Г.В. Харрасова1, Н.И. Барышникова2, М.М. Ишмуратова3
'Сибанекий институт (филиал) ГОУ ВПО «Башкирский государственный университет», г. Сибай 2ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск 3ГОУ ВПО «Башкирский государственный университет», г. Уфа
Поступила 07.07.2011
Рассмотрены результаты интродукционного исследования некоторых представителей ряда Officinales: Valeriana officinalis L., V. wolgensis Kazak., V. dubia Bunge в Башкирском Зауралье.
Ключевые слова: интродукция, Valeriana officinalis L., V. wolgensis Kazak., V. dubia Bunge, Башкирское Зауралье, продуктивность и урожайность подземных органов.
Возрастающая потребность медицины в лекарственном сырье растительного происхождения в настоящее время полностью не удовлетворяется ввиду интенсивной хозяйственной деятельности человека и нерациональной эксплуатации природных зарослей. Эти обстоятельства являются предпосылкой для возделывания лекарственных растений в культуре в целях создания производственных плантаций, способных обеспечить медицинскую промышленность и органы здравоохранения лекарственным растительным сырьем [5].
Валериана лекарственная (Valeriana officinalis) и близкие ей виды издавна широко используются в качестве источника лечебных средств. Лекарственные препараты (настой, настойки, экстракт и комплексные), изготовляемые из корней и корневищ валерианы, применяют как успокаивающее средство при нервном возбуждении, бессоннице, неврозах сердечнососудистой системы, при спазмах желудочно-кишечного тракта [7].
Интродукционные исследования некоторых видов рода Valeriana в Башкирском Зауралье ведутся с 1999 г. [1, 2]. Показано, что в условиях Башкирского Зауралья виды проходят полный цикл развития, цветут и плодоносят.
Цель настоящей работы - представление результатов исследований особенностей биологии, продуктивности подземных органов некоторых видов рода Valeriana ряда Officinales в Башкирском Зауралье.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Объектами исследования явились валериана лекарственная (V. officinalis L.), в. волжская (V. wolgensis Kazak.) и в. сомнительная (V. dubia Bunge). V. officinalis включена в «Красную книгу Республики Башкортостан» с категорией редкости III [4]. Исследованные виды - многолетние, травянистые, кистекорневые, полурозеточные растения с многочисленными придаточными корнями. Размножение семенное и вегетативное.
Харрасова Гулъемеш Ваисовна, e-mail: [email protected]; Барышникова Надежда Ивановна, канд. биол. наук, e-mail:
[email protected]; Ишмуратова Майя Мунировна, докт. биол. наук, проф., e-mail: [email protected]
При выделении возрастных состояний особей использовали методические разработки Т.А. Ра-ботнова [9] и A.A. Уранова [11].
Интродукционные исследования проводили в степной зоне Башкирского Зауралья (г. Сибай) в 2008-2011 гг. с учетом методических указаний И.Ф. Сацыперовой и A.M. Рабиновича [10].
Район исследования характеризуется высокой континентальностью климата. Зимой эта территория находится под влиянием сибирского холодного воздуха, летом атлантический воздух проникает сюда уже прогретым и иссушенным, поэтому зима здесь холодная, а лето засушливое [3, 8]. Почвы в Башкирском Зауралье - черноземы обыкновенные, полноразвитые, территория выделена в равнинно-степной почвенно-экологический район [6].
Материалом для интродукции служили семена, собранные с растений в естественных местах обитания.
Способ посева с расстоянием между рядами и растениями 45 см, норма посева 9 семян/м2, с глубиной заделки 1 см. Уход за растениями состоял в регулярном поливе и прополке.
Посев семян в почву проводили в 3 срока: летний, подзимний и весенний. Подзимний посев проводили 25 октября с наступлением холодов для исключения осеннего прорастания семян. Весной семена высевали 16 апреля после таяния снега во влажную почву, сверху прикрывали укрывным материалом.
Для моделирования грунтовой всхожести семян в природных условиях проводили летний посев после фазы плодоношения каждого вида. V. dubia начинает плодоносить с I декады июня и заканчивает во II декаде июля, сроки наступления плодоношения V. wolgensis приходятся на конец I декады июля до начала I декады августа, плодоношение V. officinalis наступает в III декаде июля и длится до конца II декады августа. Свежесобранные семена по 100 шт. закладывали в марлевые пакетики, которые помещали на поверхность почвы и сверху присыпали землей слоем 1 см. С наступлением фенологической весны (апрель-май) следующего года пакетики с семенами вскрывали и подсчитывали
число проросших семян. Оставшиеся (непророс-шие) семена проращивали в чашках Петри. Отмечали долю (%) проросших семян на момент вскрытия пакетиков и всхожесть оставшихся семян. Опыт выполняли в 3-кратной повторности, данные усредняли.
Для определения урожайности подземные органы виргинильных растений V. officinalis, V. wolgen-sis и V. dubia выкапывали в конце первого вегетационного сезона. Урожайность сырья (средний урожай с единицы площади) рассчитывали в граммах на 1 м2.
Для определения зависимости продуктивности подземных органов V. wolgensis от площади питания, посев семян проводили по схеме: 5x5 см (400 шт./м2), 15x15 см (56.3 шт./м2), 30x30 см (16 шт./м2), 45x45 см (9 шт./м2).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Показатели всхожести семян и сроков появления всходов видов рода Valeriana представлены в таблице 1.
Таблица 1. Всхожесть семян (%), сроки появления всходов некоторых видов рода Valeriana при различных сроках посева (г. Сибай, 2010- 2011 гг.)
Сроки посева (дата)
Осенний посев Весенний посев
по- ВСХО- появле- всхо- посев ВСХО- появле- всхо
Виды сев ДЫ ние же- ДЫ ние же
настоя- сть, на- сть,
щего % стояще- %
листа го листа
V. dubia 25.Х 24.IV 2.V 22 16.IV 26.IV 5.V 39
V. wolgensis 25.Х 28.IV 6.V 17 16.IV 30.IV 9.V 30
V. officinalis 25.Х 3.V 12.V 5 16.IV 6.V 16.V 7
Летний посев
Виды Посев Доля проросших семян в пакетике, % Общая всхожесть семян, %
V. dubia II декада июля 24 50
V. wolgensis I декада августа 32 69
V. officinalis II декада августа 2 51
При подзимнем сроке посева (октябрь) первые проростки V. dubia появляются 24 апреля следующего года. Всхожесть их составляет 22%. При весеннем (16 апреля) - спустя 10 дней (26 апреля) после посева. Полевая всхожесть семян при весеннем посеве выше.
Семена V. wolgensis при подзимнем посеве начинают прорастать в конце апреля, всхожесть их составляет 17%. При весеннем посеве проростки появляются на 14 день после посева. Полевая всхожесть семян составляет 30 %. Более высокая всхожесть семян после подзимнего посева объясняется тем, что зимой под снегом семена проходят естественную стратификацию и прорастают в более благоприятных условиях почвенного увлажнения весеннего периода.
Всходы V. officinalis при подзимнем посеве появляются позже всходов предыдущих видов - 3 мая, при весеннем посеве через 20 дней после посева (6 мая). Всхожесть семян осеннего посева составляет 5%, весеннего посева - 7%.
После летнего посева свежесобранных семян в период диссеминации исследуемых видов наблюдается более высокая общая всхожесть семян. У V. dubia общая доля проросших семян составила 50%, у V. wolgensis - 69%, у V. officinalis - 51%.
Длительность периода от появления семядолей до появления первого настоящего листа составляет 8-9 дней при подзимнем посеве и 9-10 дней при весеннем посеве у всех исследованных видов. У
всех исследованных видов при интродукции семядольные листья могут сохраняться в ювенильном и имматурном состояниях.
При интродуции в условиях Башкирского Зауралья исследованные виды в первый год жизни проходят все онтогенетические состояния прегене-ративного периода (проростки, ювенильное, имма-турное, виргинильное). Первый год вегетации заканчивают в имматурном состоянии 2% особей V. officinalis, 1% - V. wolgensis, 1% - V. dubia, остальные 98-99% особей заканчивают вегетацию в вир-гинильном возрастном состоянии.
Таким образом, нами выявлено, что при интродукции в Башкирском Зауралье семена исследованных видов всходят при всех сроках посева, однако оптимальным сроком является ранневесенний посев. В этом случае наблюдали большую и дружную всхожестью, по сравнению с подзимним посевом. После подзимнего сева семена прорастают раньше, но неравномерно и с относительно более низкой всхожестью.
V. officinalis отличается очень низкой полевой всхожестью семян (5-7%), поздним и растянутым периодом прорастания. При летнем посеве всхожесть семян в апреле следующего года составила 2%. Общая всхожесть семян после помещения не проросших семян на влажную фильтровальную бумагу составила 49 %. По-видимому, это связано с тем, что семена V. officinalis характеризуются органическим покоем и нуждаются в длительной холо-
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13, № 5(3)
довой стратификации [12], а весной для прорастания им необходимо повышенное увлажнение. Вид является гигромезофитом, относится к болотно-луговой ценотической группе и в естественных условиях приурочен к влажным (весной переувлажненным) местообитаниям.
При оценке культуры Valeriana одним из определяющих факторов является сырьевая продуктив-
ность. Исследования по определению продуктивности и урожайности подземных органов (корневищ и корней) V. officinalis, V. wolgensis, V. dubia в условиях интродукции и в природе, показали, что растения при интродукции обладают наибольшими показателями продуктивности подземных органов (табл. 2).
Таблица 2. Показатели урожайности подземных органов видов рода Valeriana в естественных местах обитания и при интродукции (г. Сибай)
Вид Условия роста Среднее значение признаков, ошибка средней (М+ш) / коэффициент вариации (У,%)
длина подземных органов, см объем подземных органов,см3 масса подземных органов, г урожайность (сырая масса) подземных органов, г/1 м2
V. dubia культура (9 шт./ м2) 20.4 ± 1.1 16.9 29.0 ±5.0 51.6 30.2 ±5.2 51.8 271.8
природа 13.8 ± 0.9 23.9 12.9 ±2.1 57.0 14.3 ±2.0 49.4 40.1
V. wolgensis культура (9 шт./ м2) 35 ±1.3 11.5 85.6 ±9.7 33.9 117.0 ±16.7 42.7 1053.0
природа - - - -
V. officinalis культура (9 шт./ м2) 31.2± 1.5 14.6 61.8 ±5.5 26.8 87.4 ±6.5 22.5 1398.0
природа 20.0 ±0.8 11.8 18.3 ±0.7 10.7 20.91 ±0.4 5.6 58.5
Так, урожайность сырых корней и корневищ дикорастущих особей V. officinalis в зарослях (Бай-макский район) составила 58.5 г/м2, а при интродукции достигла 1398 г/м2. У особей V. dubia в природных ценопопуляциях урожайность подземных органов особей первого года жизни составила 40.1 г/м2, в условиях культуры урожайность составила 271.8 г/м2. Для растений V. wolgensis вирги-нильного возрастного состояния масса сырых корневищ и корней составила 1053 г/м2.
Выявлена значительная межвидовая изменчивость в размерах подземных органов одновозраст-ных растений при интродукции. Наибольшая масса и длина корней зафиксирована у особей V. wolgensis (117.0 ± 16.7 г и 35 ± 1.3 см соответственно), а наименьшая - у растений V. dubia (14.3 ± 2.0 г и 20.4 ± 1.1 см соответственно).
Морфологические характеристики подземных органов V. wolgensis при различных способах посева представлены в таблице 3.
Таблица 3. Морфологические характеристики подземных органов Valeriana wolgensis при различных нормах посева (г. Сибай)
Схема посева, см Норма посева, Среднее значение признаков, ошибка средней (М+ш) / коэффициент вариации (У,%)
шт./м2 длина подземных органов, см объем подземных органов, мл сырая масса подземных органов,г урожайность подземных органов, г/1 м2
5x5 400.0 19.9 ±0.7 10.1 9.2 ±1.1 34.3 8.7 ± 1.4 48.7 3480
15x15 56.3 23.0 ± 1.0 13.3 23.1 ±3.3 43.3 28.8 ±5.2 54.2 1621
30x30 16.0 30.7± 1.0 9.5 53.4 ±5.3 30.0 83.6 ±12.5 44.9 1338
45x45 9.0 35 ± 1.3 11.5 85.6 ±9.7 33.9 117.0 ± 16.7 42.7 1053
С уменьшением нормы посева растений (9 шт./ м2), средняя масса и объем сырых корней становится больше.
Минимальные значения этих показателей наблюдали в загущенных посевах (400 шт./ м2), которые в несколько раз меньше показателей по сравнению с изреженными посевами (9 шт./ м2).
Следует отметить, что в загущенных посадках корни каждого растения занимали весь отведенный им объем и выходили за его пределы, частично смыкаясь (площадь питания 15x15 см) или переплетаясь с корнями соседнего растения (площадь питания 5x5 см).
Растения с площадью питания 30x30 см, 45x45 см обеспечиваются более благоприятными уело-
виями для роста корней: выявлено что, чем больше была площадь питания, тем выше масса и объем корневой системы растения. Однако валовая продукция сырья увеличивается с увеличением плотности посадок (рис.).
I 60-
Площадь питания, см"
Рис. Зависимость сырой массы подземных органов одного растения и урожайности корней и корневищ Valeriana wolgensis от площади питания растений.
Таким образом, интродукция V. dubia, V. wolgensis, V. officinalis в условиях Башкирского Зауралья возможна с использованием семян. Оптимальным сроком посева семян является ранневесенний период. Для увеличения выхода сырья в производственных условиях возможно увеличение плотности посевов за счет уменьшения междурядий. Для дальнейшей селекционной работы перспективен вид V. wolgensis, характеризующийся высокой всхожестью семян, наибольшей продуктивностью и урожайностью подземных органов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Барышникова ПЛ. Эколого-фитоценотическая характеристика, ценоиоиуляционный анализ и опыт введения в культуру Valeriana tuberosa L. и Valeriana dubia Bunge в степном Зауралье Республики Башкортостан: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Уфа, 2005. 24 с.
2. Барышникова H.H., Пшмуратова М.М. Изменения качественных и количественных морфологических признаков Valeriana officinalis s.l. при интродукции // Современные проблемы природопользования, охотоведения и звероводства: Материалы междунар. научно-практ. конф., посвященной 80-летию ВНИИОЗ. Киров, 2002. С. 427-429.
3. Башкортостан: Краткая энциклопедия. Уфа: Башкирская энциклопедия, 1996. С. 159.
4. Красная книга Республики Башкортостан. Т. 1: Редкие и исчезающие виды высших сосудистых растений / Авто-ры-сост. Е.В. Кучеров, A.A. Мулдашев, А.Х. Галеева. Уфа: Китап,2001. 280 с.
5. Мишуров В.П., Портнягина Н.В. и др. Опыт интродукции лекарственных растений в среднетаежной подзоне Республики Коми. Екатеринбург: Изд. УрО РАН, 2003. С. 3.'
6. Мукатанов АЛ"., Харисов М.К. Введение в экологию землепользования Башкирского Зауралья. Уфа: Китап, 1996.160 с.
7. Полуденный Л.В., Сотник В.Ф., Хлапцев Е.Е. Эфиромас-личные и лекарственные растения. М.: Колос, 1979. С. 104-108.
8. Почвы Башкортостана. Т. 1: Экол ого-генетическая и агропроизводственная характеристика / Ф.Х. Хазиев, А.Х. Мукатанов, И.К. Хабиров и др. Уфа: Гилем, 1995. 384 с.
9. Работное Т.А. Жизненный цикл многолетних травянистых растений в луговых ценозах // Труды БИН АН СССР. М.; Л., 1950. Сер. 3. Геоботаника.'Вып. 6. С. 7204.
10. Сацыперова П.Ф., Рабинович А.М. Проект общесоюзной программы исследований по интродукции лекарственных растений. // Растительные ресурсы. 1990. Т. 26. Вып. 4. С. 587-597.
11. Уранов A.A. Жизненное состояние вида в растительном сообществе // Бюл. МОИП. Отд. биол. 1960. Т. 65. Вып. 3. С. 77-92.
12. Хужина A.A., Пшмуратова М.М. Биология прорастания семян некоторых видов рода Valeriana ряда Officinales // Ботанические исследования на Урале: Сб. материалов межрегион, конф. Пермь, 2009. С. 374-376.
INTRODUCTION OF SPECIES VALERIANA IN THE BASHKIR TRANS-URALS
© 2011 G.V. Harrasova1, N.I. Baryshnikova2, M.M. Ishmuratova3
Si bay Institut of Bashkir State University, Sibay Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk 3Bashkir State University, Ufa
This article describes the results of the introduction study of some members of the family Valerianacea genus Officinales: Valeriana officinalis^., V. wolgensis Kazak, V. dubia Bunge in the Bashkir Trans-Urals.
Key words: introduction, Valeriana officinalis L., V. wolgensis Kazak, V. dubia Bunge, Bashkir Trans-Urals, productivity and yield of the underground organs.
Harrasova Gulemesh Vaisovna, e-mail: xgulemesh(S)mail.ru; Baryshnikova Nadezhda Ivanovna, Candidate of Biology, e-mail: baranya(S!mail.ru; Ishmuratova Maya Munirovna, Doctor of Biology, Professor, e-mail: ishmuratova(S)mail.ru
