CC BY
10
Итродукционное изучение двух образцов
Allium striktum Schrad. в Уфимском ботаническом саду
Л.А. Тухватуллина, к.б.н., ФГБНУ Южно-Уральский БСИ УФИЦ РАН
Одна из основных задач интродукции — привлечение растительных ресурсов из различных регионов мира для их всестороннего изучения и выделения новых видов растений, представляющих интерес для широкого использования.
Род Allium L. относится к числу крупнейших родов растений земного шара. По современным данным, он объединяет 750—800 видов, распространённых в Северном полушарии. Луки имеют большое хозяйственное значение как пищевые, витаминоносные, медоносные, лекарственные, декоративные растения. Поэтому интродукция видов рода Allium, известного многими полезными растениями, а также редкими видами, нуждающимися в охране, является актуальной.
Целью исследований, проводимых в ЮжноУральском ботаническом саду-институте с 90-х гг. ХХ в., было выявление устойчивых и перспективных для культивирования в регионе Южного Урала видов луков, обладающих хозяйственно полезными свойствами: декоративными, лекарственными и пищевыми качествами [1, 2].
Коллекционный фонд рода Allium L. ЮжноУральского БСИ насчитывает около 100 таксонов. Проводятся исследования сезонного ритма роста и развития, семенной продуктивности, биохимического состава, агротехники выращивания и других биологических особенностей интродуцированных луков. В последние годы коллекция дополнилась новыми видами из региона Кавказа и Средней Азии [3—5].
A. striktum (лук прямой или торчащий) — многолетнее корневищно-луковичное растение. Ареал распространения — Восточная Европа, Западная Сибирь, Восточная Сибирь, Дальний Восток, Средняя Азия. Также встречается в природной флоре Башкортостана. Произрастает на каменистых склонах, в степях, в лиственничных лесах и среди кустарников, от равнин до среднего пояса гор. A. striatum относится к редким растениям Республики Коми.
Луковицы по 1—2 сидят на восходящем корневище, почти цилиндрические, длиной 6—8 (10) см, с серовато-бурыми сетчатыми оболочками. Стебель 40—60 (80) см высоты, округлый, гладкий, ребристый, на 1/3 одетый гладкими влагалищами листьев. Листья в числе 3—4, линейные, шириной 3—5 мм, плоские, жестковатые, по краю шероховатые, к верхушке суженные, короче стебля. Чехол коротко заострённый, немного короче зонтика. Зонтик полушаровидный или реже шаровидный, многоцветковый, густой. Цветоножки сравнитель-
но толстые, между собой равные, в 1,5—2 (3) раза длиннее околоцветника. Листочки околоцветника розовые, с яркой пурпурной жилкой, продолговато-эллиптические, тупые. Нити тычинок немного длиннее околоцветника. Столбик выдаётся из околоцветника.
Цель настоящего исследования — интродукцион-ное изучение двух образцов А. зМкШш (алтайский и башкирский): фенологии, морфологии, семенной продуктивности, размножения, устойчивости и оценка успешности и перспективности их в культуре в Республике Башкортостан. Проанализированы сведения по содержанию биологически активных веществ в листьях исследуемых образцов данного лука.
Материал и методы исследования. Работа проводилась в Южно-Уральском ботаническом саду-институте (г. Уфа) в 2014—2017 гг. Ботанический сад расположен в северной лесостепной зоне Республики Башкортостан. Среднемноголетние метеорологические данные следующие: сумма осадков — 459 мм, среднегодовая температура воздуха +2,6°С, вегетационный период — 140 дней. Почвы экспозиционного участка — серые лесные.
Башкирский образец А. зМкШш поступил в 2005 г. из природной популяции Башкортостана, алтайский — в 2006 г. из природной флоры Алтая.
Фенологические наблюдения проводили по методике И.Н. Бейдемана [6]. Семенную продуктивность определяли по общепринятой методике И.В. Вайнагий [7]. При учёте зимостойкости, устойчивости к неблагоприятным метеорологическим условиям, вредителям и болезням и при определении коэффициента размножения применяли общепринятые рекомендации [8]. Биохимические анализы выполнены по общепринятой методике [9]. Оценка успешности интродукции и перспективности вида в культуре проведена по комплексу биолого-хозяйственных признаков [10].
Результаты исследования. При интродукции растений одним из наиболее важных показателей является прохождение растениями фенологических фаз и динамика роста, так как эти показатели характеризуют степень адаптации видов к местным условиям. Сезонное развитие, плодоношение и устойчивость фенологических фаз свидетельствует о соответствии вида климатическому ритму местности и устойчивости вида в культуре.
Исследуемые образцы А. $МкШш ежегодно проходят полный цикл развития побегов и формируют семена. Фенологический ритм развития устойчивый. По сезонному развитию исследуемые образцы А. зМкШш сильно не отличаются. Весной трогаются в рост в 1-2-й декаде апреля. Отрастание
цветоноса по годам отмечено в 1-2-й декаде июня. Исследуемые образцы А. зМкШш начинают цвести в конце июня. Обычно алтайский образец зацветает по годам на 2—3 дня раньше. У башкирского образца период цветения длительнее примерно на 4—5 дней. Фаза цветения у образцов А. зМкШш по годам составляет 16—25 дней. Семена созревают во 2-3-й декаде августа. Периоды созревания семян происходят в сжатые сроки (за 9—15 дней). Период от отрастания до полного созревания семян по годам составляет 117—131 день. По феноритмотипу А. зМкШш - длительновегетирующий, летнезелё-ный, летнецветущий вид с вынужденным зимним покоем. Вегетировать А. зМкШш прекращает с установленим холодной погоды.
Анализируя биоморфологические параметры изученных образцов А. зМкШш, приведённые в таблице 1, надо отметить, что алтайский образец отличается более высокими цветоносами — от 60 до 77 (в среднем 66) см, чем башкирский, — от 53 до 65 (в среднем 61) см; длиной листьев — от 17 до 29 (в среднем 22) см, чем башкирский — от 15 до 25 (в среднем 19) см. По остальным параметрам исследуемые образцы А. зМкШш близки между собой.
1. Характеристика биоморфологических параметров изученных образцов А. зМкШш (X±Sx)
Параметры Образец
алтайский башкирский
Высота генеративного 65,9±2,06 61,0±1,33
побега, см
Толщина генеративного 0,4±0,07 0,36±0,04
побега, см
Длина листа, см 21,6±0,98 18,5±1,91
Ширина листа, см 0,4±0,03 0,4±0,02
Диаметр луковицы, см 1,1±0,03 1,45±0,07
Диаметр цветка, см 0,6±0,02 0,5±0,01
Диаметр соцветия, см 2,7±0,07 2,9±0,04
Регулярность плодоношения и жизнеспособность семян, производимых растением, определяют выживаемость видов. Качественные показатели семенной продуктивности растений — один из важнейших критериев успешности интродукции.
По таблице 2 видно, что исследуемые образцы имеют хорошие показатели по элементам семенной продуктивности.
В сравнительном аспекте башкирский образец лидирует по всем показателям: по числу цветков и плодов на один генеративный побег (в среднем больше на 15 шт.), реальная семенная продуктивность одного зонта (в среднем больше на 120 шт. семян). Исследуемые образцы А. зМкШш также имеют высокие показатели по плодоцветению и коэффициенту продуктивности. Потенциальные возможности у изученных образцов данного лука реализуются на 63—72% (алтайский, башкирский соответственно).
В условиях культуры образцы А. зМкШш размножаются семенами и вегетативно. При семенном размножении А. зМкШш вступают в генеративное состояние в основном на третьем году жизни. Вес 1000 шт. семян у исследуемых образцов почти не отличается: у алтайского — 1,35 г, а у башкирского — 1,38 г. Лабораторная всхожесть семян у исследуемых образцов отличается: у алтайского — 78%, а у башкирского — 91%. Коэффициент вегетативного размножения у исследуемых образцов данного лука равен 2—2,5 (алтайский, башкирский соответственно).
Содержание аскорбиновой кислоты — важнейший показатель практической ценности дикорастущих луков как пищевых и лекарственных растений.
В таблице 3 и 4 представлены биохимический состав и содержание минеральных веществ в листьях исследуемых образцов А. зМкШш.
По таблице 3 видно, что по содержанию витамина С (104,39 мг %), каротина (24,6 мг/кг), протеина (19,06%) сравнительно высоким накоплением отличается алтайский образец, по содержанию сахара (12,9%), крахмала (4,2%) — башкирский образец.
При анализе таблицы 4 видно, что из макроэлементов преобладают кальций (1,26—1,98%) и калий (1,52—2,57%). По содержанию макроэлементов исследуемые образцы сильно не отличаются.
Микроэлементы, содержащиеся в листьях исследуемых образцов, количественно располагаются в следующем убывающем порядке: цинк (38,78-122,5 мг/кг), железо (82,74-119,9 мг/кг), марганец (21,08-34,3 мг/кг), медь (6,95-8,96 мг/кг), кобальт (0,16-0,24 мг/кг). По накоплению в листьях микроэлементов лидирует алтайский образец.
2. Средние показатели семенной продуктивности изученных образцов лука (А. яМкЫш)
Продуктивность одного соцветия Образец
алтайский башкирский
Число цветков, шт. 78,4±8,82 93,3±13,05
Число плодов, шт. 75,1±8,42 90,5±12,87
Плодоцветение, % 95,9±0,50 97,9±0,35
Реальная семенная продуктивность, шт. 292,8±30,26 413,2±59,90
Число семян в плоде, шт. 3,9±0,12 4,6±0,04
Семенификация плода, % 65,5±2,04 76,0±0,68
Потенциальная семенная продуктивность, шт. 470,3±52,93 554,0±78,27
Коэффициент продуктивности, % 62,9±2,09 72,0±2,50
3. Биохимический состав листьев исследуемых образцов Л. striktum в фазе стрелкования (на воздушно-сухую массу, аскорбиновая кислота в расчёте на сырую массу)
Образец Сухое вещество Азот Сырой жир Протеин Крахмал Сахар Каротин Аскорбиновая кислота
% мг/кг мг %
Алтайский Башкирский 19,72 20,84 3,05 2,72 4,52 4,74 19,06 17,0 1,98 4,2 10,2 12,9 24,6 12,5 104,39 86,01
4. Содержание минеральных веществ в листьях исследуемых образцов Л. striktum в фазе стрелкования (на воздушно-сухую массу)
Образец Ca P К Mg S Zn Fe Cu Mn Co
% мг/ кг
Алтайский Башкирский 1,98 1,26 0,40 0,54 2,57 1,52 0,29 0,10 0,12 0,20 122,5 38,78 119,9 82,74 8,96 6,95 34,3 21,08 0,24 0,16
Высокое содержание витамина С и других биологически активных веществ, макро- и микроэлементов в листьях исследуемых образцов в условиях культуры свидетельствует о питательной и витаминной ценности этих луков и возможности их использования в пищу для коррекции дефицита витаминов уже с ранней весны.
Выводы. Проведённое интродукционное испытание показало, что исследуемые образцы Л. striktum в условиях культуры проходят все стадии жизненного цикла, образуют полноценные семена. Изученные образцы обладают высоким коэффициентом вегетативного размножения. Оценка интродукционной устойчивости (сумма баллов по оценочным методикам, разработанным ГБС-18) показала, что исследуемые образцы Л. striktum в лесостепной зоне Республики Башкортостан устойчивы и очень перспективны для выращивания на Южном Урале в целом в качестве декоративного и пищевого растения.
Литература
1. Тухватуллина Л.А. Интродукция, биология и размножение представителей рода Allium L. в лесостепной зоне Башкирского Предуралья: дисс...канд. биол. наук. Уфа, 2004. 22 с.
2. Тухватуллина Л.А., Абрамова Л.М. Интродукция дикорастущих луков в Башкортостане: биология, размножение, агротехника, использование. Уфа: Гилем, 2012. С. 76—77.
3. Тухватуллина Л.А. Декоративные луки Уфимского ботанического сада. Уфа: Гилем, Башк. энцикл., 2015. 128 с.
4. Тухватуллина Л.А. Некоторые биологические особенности A. ursinum и A. victorialis при интродукции в Республике Башкортостан // Известия Уфимского научного центра РАН. 2016. № 2. С. 22-27.
5. Тухватуллина Л.А., Абрамова Л.М. Биологически активные вещества в некоторых видах рода Allium L. в условиях культуры // Известия Уфимского научного центра РАН. 2017. № 4. С. 69-71.
6. Бейдеман И.Н. Изучение фенологии растений // Полевая геоботаника. М.-Л., 1960. Т. 2. С. 333-368.
7. Вайнагий И.В. О методике изучения семенной продуктивности растений // Ботанический журнал. 1974. Т. 59. № 6. С. 826-831.
8. Методические указания по изучению коллекции многолетних кормовых трав. Л., 1979. С. 3-101.
9. Методы биохимического исследования растений / А.И. Ермаков, А.А. Арасимович, М.И. Смирнова-Иконникова [и др.]. Л.: Колос. Ленинград. отд-ие, 1972. С. 308-315.
10. Былов В.Н., Карписонова Р.А. Принципы создания и изучения коллекции малораспространённых декоративных многолетников // Бюллетень Главного ботанического сада АН СССР. 1978. Вып. 107. С. 77-82.
Малораспространенные декоративные злаки для озеленения
О.Ю.Жигунов, к.б.н, И.Е.Анищенко, к.б.н, ФГБНУЮжно-Уральский БСИ УФИЦ РАН
Злаки (Роасеае Ваг^аЛ) — одно из самых крупных семейств покрытосеменных растений, в составе которого 700 родов и 10000 видов, распространённых по всему земному шару. Злаки играют важную роль в сложении растительного покрова Земли, особенно лугов, степей. Велика их роль в жизни человека — семейство содержит важнейшие культивируемые пищевые (пшеница, рис, кукуруза и др.), кормовые (тимофеевка луговая, костёр безостый, ежа сборная и др.) и технические растения. Естественные травянистые группировки растительности с участием злаков имеют большое хозяйственное значение в качестве пастбищ и сенокосов [1].
В озеленении городов злаки в основном используют для создания газонов. Однако существует много декоративных видов, которые не имеют широкого применения в ландшафтном дизайне. Их можно использовать в миксбордерах наряду с другими красивоцветущими и декоративно-лиственными растениями, на альпийских горках, при создании садов злаковых трав, в одиночных посадках. Среди таких малораспространённых декоративных злаков — Miscanthus sinensis Anderss. (мискантус китайский), М. sacchariflonis (Maxim.) Benth. (м. сахароцветный), Spartina pectinata Bosc ex Link (спартина гребенчатая) cv. Aureovariegata, Molinia coerulea (L.) Moench (моли-ния голубая) cv. Variegata, Glyceria maxima (Hartm.) Holmb. (манник большой) cv. Variegata, Phalaroides
