CC BY
0УДК: 635.9
Изучение экологической устойчивости вида Lonicera xylosteum для применения в ландшафтной архитектуре в условиях Апшерона
Зейналлы А.С., Салахова Э.Х.
Институт Дендрологии Министерства Науки и Образования Азербайджанской Республики,
Баку, Азербайджан Avselzevnallv@gmail. com
Аннотация. Существуют определенные пределы изменения условий среды, только в этих пределах возможно нормальное течение биологических процессов в растениях. Благодаря этому организм растения может адаптироваться к низкой и высокой температуре, засухе, засолению и т. п. Для анализа устойчивости и степени акклиматизации изученного вида Lonicera xylosteum L. на Апшеронском полуострове проводились наблюдения за сезонным развитием вида, зимостойкостью и засухоустойчивостью. L. xylosteum хорошо растет в безморозных районах с годовым количеством осадков 200-400 мм. В результате исследований установлено, что на одно-трехлетних растения L. xylosteum в почвенно-климатических условиях Апшерона по сравнению с родиной не влияют кратковременные заморозки. В летние месяцы сухость почвы и воздуха, где количество годовых осадков невелико, является крайним случаем для интродуцированных растений. Ожог листьев в условиях высокой температуры одна из биологических особенностей растений, с помощью которых они временно защищаются от условий засухи. Жаростойкость растений также является показателем их устойчивости к засухе. Устойчивость к высокой температуре наблюдалась у листьев старых изученных растений.
Ключевые слова: ландшафтная архитектура, Lonicera xylosteum, экологический фактор, засухоустойчивость, зимостойкость
Study of environmental resistance of Lonicera xylosteum L. species for application in landscape
architecture in Absheron conditions
Zeynalli A.S., Salahova E.Kh.
Institute of Dendrology of the Ministry of Education and Science of the Republic of Azerbaijan, Baki,
Azerbaijan [email protected]
Summary. There are certain limits to the change of environmental conditions, only within these limits the normal course of biological processes in the plant is possible. With this, the plant body can adapt to low and high temperature, drought, salinity, etc. duration is determined. In order to analyze the persistence and degree of acclimatization of the studied L. xylosteum species to the Absheron Peninsula, observations were made on the species' seasonal development, winter hardiness, and drought resistance. L. xylosteum L. grows well in frost-free areas with annual precipitation of 200-400 mm. It was found out from the researches that the frost resistance of Absheron in the soil-climatic conditions compared to the L. xylosteum L. species homeland is not affected by short-term frosts on one-three-year-old plants. In the summer months, the dryness of the soil and air, where the amount of annual precipitation is low, is an extreme case for introduced plants. The burning of leaves in high temperature conditions is one of the biological characteristics of the plant, by which they temporarily protect themselves from drought conditions. Heat resistance of plants is also an indicator of their resistance to drought. Resistance to high temperature was observed in the leaves of the old species of the studied plants.
Key words: landscape architecture, Lonicera xylosteum, ecological factor, drought resistance, winter hardiness
Вид Lonicera xylosteum L. принадлежит к семейству Caprifoliaceae Juss. Представители этого семейства — преимущественно кустарники и лианы, реже травы. Листья преимущественно супротивные, вечнозелёные, полувечнозелёные или листопадные. Это перекрёстноопыляемые растения, иногда встречается и самоопыление. Длина листьев 2-4 см, ширина 1-2 см, форма эллипсоидальная, края цельные. Верхняя сторона листовой пластинки тёмно-зелёная, матовая, а нижняя — сероватая, покрыта мягкими, густыми волосками. Цветки расположены парами в пазухах листьев. Цветки колокольчатые. Длина желтовато-белой цветочной коронки 5-10 мм, внутри волосистая, к концу цветения окраска становится жёлтой. Плоды, в основном ягоды. Плоды у него красные, шаровидные, созревают в конце июля [1] (рис. 1.).
Глобальные климатические изменения происходящие в современном мире привели к ухудшению экологической ситуации на Земле, развитию стрессовых факторов, таких как засуха, засоление и морозы, а также уничтожению ряда видов растений, что может привести к серьезным трудностям. Поэтому одной из актуальных проблем является возможность выращивания в неблагоприятных почвенно-климатических условиях, устойчивых к различным стрессам, в том числе засухе и морозам [2]. Существуют определенные пределы изменения условий среды, где находится растение и нормальное течение биологических процессов возможно только в этих пределах. Таким образом, организм растения может адаптироваться к низкой и высокой температуре, засухе, засолению и т. д. С целью определения степени экологической устойчивости вида Ь. xylosteum на Апшеронском полуострове проводились наблюдения за зимостойкостью и засухоустойчивостью в период сезонного развития вида.
Условия роста и развития растений считаются эдафическими факторами. Их разделяют на химические и физические факторы: реакция почвы на химические факторы, солевой режим, поглотительная способность, элементный химический состав почвы и содержание поглощенных катионов. К физическим факторам относятся водно-воздушный режим почвы, плотность и мощность почвы, гранулометрический состав, структура и др. Выделяют также биологические факторы к которым относятся растительные и животные организмы населяющие почву [3].
По приспособленности к условиям дефицита тепла растения можно разделить на три группы:
1. Растения не холодостойкие - сильно повреждаются или погибают в условиях минусовой температуры.
2. Растения морозостойкие - переносят низкие температуры, но погибают при образовании льда в их органах. Вода в ячейках может охлаждаться ниже точки замерзания, состояние переохлаждения может сохраняться в течение нескольких часов. В период вегетации облиственные ветви растения не выдерживают морозов.
3. Морозостойкие или не морозостойкие растения растут в регионах с сезонным климатом, где зима холодная. При сильных морозах надземные органы деревьев и кустарников вымерзают, однако могут сохранять свою жизнедеятельность. [3]
Многие учёные провели обширные исследования по изучению морозостойкости растений. И. И. Туманов считает, что зимостойкость определяется совокупностью физиологических процессов, протекающих в определенном годовом ритме, а также соответствующими климатическими условиями. Чем глубже спят растения, тем лучше они переносят низкие температуры осенью и зимой [4]. Н. А. Максимов одним из основных факторов, отрицательно влияющих на зимнюю выживаемость растений, назвал «вымерзание», «зимнее засыхание», что является одним из важнейших факторов повреждения и гибели растений [5].
Устойчивость растений к засухе и жаре относится к нормальному образу жизни и способности развиваться в условиях высокой температуры и недостатка воды. Материалы по жаро- и засухоустойчивости растений можно найти в научных трудах Ф. Ф. Мацкова, П. А. Хенкеля, К. А. Ахматова и других. Устойчивость растений к засушливому стрессу варьирует в зависимости от их
вида, генотипа, степени и продолжительности потери воды, фазы развития и возраста. Некоторые растения очень чувствительны к водному стрессу, другие толерантны к этому стрессу. Растения, обладающие способностью получать больше воды и более эффективно использовать воду, более устойчивы к засухе [6]. Устойчивость растений к засухе прямо пропорциональна их способности адаптироваться к засухе и удерживать воду [7].
Методы исследования. Устойчивость к морозу и холоду L. xylosteum является показателем ее успешной интродукции в условиях Апшерона. В ходе исследований были использованы молодые и старые экземпляры растений. Поскольку на Апшероне, где зима мягкая, сильных морозов не бывает, изучали только холодоустойчивость изучаемых растений. Холодоустойчивость L. xylosteum исследовалось на основе теории Климова [8]. По мнению автора, устойчивость растений к морозу и холоду зависит от физиологических процессов и ряда других параметров (высоты, развития, фотосинтеза и скорости дыхания). В результате многолетних наблюдений при кратковременном понижении температуры - 3-5С0 в феврале у молодых экземпляров изучаемого растения иногда происходит подмерзание верхних побегов длиной 1-1,5 см. Весной эти ветви восстанавливаются за счет боковых побегов.
Низкое годовое количество осадков на Апшеронском полуострове в летние месяцы приводит к пересыханию почвы и воздуха, что иногда подвергает интродуцированные растения стрессу. По этой причине важно изучить жаро- и засухоустойчивость вида L. xylosteum методом Ф.Ф. Мацкова, изучена жаро- и засухоустойчивость изучаемых растений. Жаро- и засухоустойчивость растений изучали в июле и августе с использованием термосов.
Результаты исследований и их обсуждение. Изученный вид растения хорошо растет в безморозных районах с годовым количеством осадков 200-400 мм. В районах с повышенной влажностью их развитие ослабляется и они подвергаются заболеваниям, вызываемым некоторыми грибами. Когда температура воздуха падает слишком низко, в жизни растений наступает период покоя. В результате исследований установлено, что в почвенно-климатических условиях Апшерона повреждение ветвей наблюдается при морозах выше - 400С. Понижение температуры и длительность морозов наблюдаются при подмерзании молодых особей вида L. xylosteum в их однолетних побегах. Это вызывает разрушение верхушек побегов растения. Поскольку рост растения продолжается до октября-ноября, молодые ветки с богатыми водой тканями не древеснеют до зимы, а внезапные заморозки вызывают их вымерзание.
Для вида Lonicera xylosteum состав и свойства почвы также являются основным фактором. Изучен минеральный состав почвенных слоев на территории Института Дендрологии, где мы проводили исследования, результаты отражены в таблице 1 (по данным исследований «Лаборатории экологии»).
Таблица 1
Минеральный состав почвенных слоев территории Института Дендрологии (анион, катион,
мг/л)
Парам етры pH Электрическая проводимость N- K+ NH-3 Cu2+ Mg2+ S-2 P-3 Ca2+ Cl" Al3+ Fe2 + Mn 2+
Станд артны й 7.0 ■ 0-25 0-450 0-75 0-25 0-500 0-300 0-150 0-2500 0-1000 0-50 0-25 0-25
Мард акан 8.4 1280 V V 0 4 < A <N o¿ 0 o 4 V V 5 3 1600 0 OO 7 .4 .0 13.0 o VO
Инстит ут Дендролог ии 8.6 0 2 5 4 .0 .2 V V 5 V V 3 3 1500 5 8 .5 .0 14.9 VO
Сухой субтропический климат Апшеронского полуострова, сухость почвы и воздуха в летние месяцы, небольшое количество годовых осадков (180-200 мм) здесь экстремальны для интродуцированных растений. По этой причине очень важно изучение устойчивости вида Ь. xylosteum к внешним факторам среды - жаре и засухе в условиях Апшерона.
Взаимодействие температуры и влажности, как и большинства других факторов, зависит как от относительных, так и от абсолютных размеров этих факторов. Таким образом, когда влажность близка к критическому состоянию, т. е. когда она слишком высока или слишком низка, температура оказывает более явное лимитирующее влияние на организм. Если температура близка к предельному значению, влажность также играет весьма критическую роль [9]. Ожог листьев растения в условиях высокой температуры является одной из биологических особенностей растений, с помощью которых они защищаются от временной засухи (рис. 2.). Иногда у растения наблюдаются случаи временного опадения листьев в жаркие летние месяцы.
Рис. 2. Подверженность засухе вида Lonicera xylosteum L.
Было обнаружено, что растительные клетки, растущие во время засухи, более чувствительны к водному стрессу. В условиях засухи ослабевает прорастание семян и развитие зародышевого корешка. При этом задерживается формирование вторичной корневой системы, закрываются устья, ускоряются процессы старения и опадания листьев [10].
С целью изучения жароустойчивости вида Ь. xylosteum проводились наблюдения за молодыми и старыми видами в июле-августе с помощью термосов по методике Ф.Ф.Мацкова. Результат исследования отражен в таблице 2.
Таблица 2
Термостойкость 0С
Тип растения У молодых растений У старых растений
Месяцы
VII VIII VII VIII
Lonicera xylosteum L. 36 38 42 44
У листьев старых экземпляров изучаемого растения наблюдалась более высокая температуроустойчивость, чем у молодых экземпляров. Степень жаростойкости вида колебалась в пределах 36-380С у молодых растений и 40-420С у старых растений.
Заключение. В результате исследований выяснилось, что в условиях Апшерона при морозах выше - 40 С повреждаются некоторые ветви старых растений, а у большинства молодых особей подмерзают однолетние побеги и верхушки побегов. Поскольку рост вида Ь. xylosteum Ь. продолжается до октября-ноября, внезапные заморозки приводят к вымерзанию молодых ветвей до того, как они одревеснеют.
Хотя вид Ь. xylosteum Ь. нормально растет и развивается под воздействием прямых солнечных лучей, однолетние побеги необходимо защищать от воздействия солнца. Хотя изучаемый вид растения хорошо переносит засушливый летний период Апшерона, он является влаголюбивым растением и требует постоянного полива в течение вегетационного периода. Иногда листья растения горят в
условиях высокой температуры, растение временно защищает себя от условий засухи. В листьях старых экземпляров наблюдалась устойчивость к более высокой температуре, чем у молодых экземпляров.
Список литературы:
1. Mammadov T.S. Azarbaycan dendroflorasi. II cild. Baki: "Sada", 2015. 392 s.
2. 3liyev R.T., Abbasov М.Э., Rahimli V.R. Stress va Bitkilarin adaptasiyasi. Baki: "Elm", 2014. 350
s.
3. Mammadov Q., Xalilov M. Ekologiya, atraf mühit va insan, Baki: «Elm», 2006. 411 s.
4. Туманов И.И. Современное состояние и очередные задачи физиологии зимостойкости растений // Физиологии устойчивости растений. М., 1960. 347 с.
5. Максимов Н.А. Избранные работы по засухоустойчивости и зимостойкости растений М.: АН СССР, 1952. 575 с.
6. Bray E.A. Plant responses to water defici t// Trends Plant Sci. 1997, Vol.. 2. Р. 48-54.
7. Eryüce N., Gürel A., Harekerler, Farkli H. Su Stresi Ko§ullannin Bitkilerde Besin Alinimi Üzerine Etkileri, Bitkilerde Stres Fizyolojisinin Moleküler Temelleri, Izmir, 1998. S. 97-104.
8. Климов С.В. Пути адаптации растений к низким температурам // Успехи современной биологии. 2001. Т. 121, № 1. С.3-22.
9. Mammadov Q., Xalilov M. Ekologiya va atraf mühütin mühafizasi. Baki: "Elm", 2005. 435 s.
10. Öztürk M.A., Seemen Ö. Bitki Ekolojisi. Izmir, 1988. S. 90-92.
