CC BY
43
Аграрная наука Евро-Северо-Востока, № 4 (35), 2013 г. УДК 633.2 : 581. 16 (470.1)
Особенности семенной репродукции левзеи сафлоровидной и серпухи венценосной при выращивании в условиях среднетаежной подзоны Республики Коми
Галина Алексеевна Рубан, научный сотрудник,
Клавдия Степановна Зайнуллина, кандидат биол. наук, зав. отделом Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар, Россия
E-mail: [email protected]
В статье приведены результаты многолетних исследований семенной репродукции перспективных видов многоцелевого использования левзеи сафлоровидной и серпухи венценосной при интродукции в условиях среднетаежной подзоны Республики Коми. Показано, что изучаемые виды характеризуются высокой семенной продуктивностью и могут успешно культивироваться в данном регионе. Ключевые слова: интродукция, серпуха венценосная, левзея сафлоровидная, семенная репродукция
Интродукция полезных растений служит сохранению генофонда природных видов и играет ведущую роль в обогащении ассортимента культурной флоры. В Ботаническом саду Института биологии Коми НЦ УрО РАН в условиях среднетаежной подзоны на Европейском Северо-Востоке собраны значительные коллекции полезных видов в соответствии с зональными особенностями. В их числе декоративные, древесные и травянистые, кормовые, пищевые, лекарственные виды общим числом более 3000 таксонов. В коллекции кормовых растений насчитывается более 100 таксонов, в том числе интродуцен-ты Rhaponticum cartamoides (ШШ.) Лрп (левзея сафлоровидная) и Serratula согопаШ Ь. (серпуха венценосная). Эти виды относятся на сегодняшний день к малораспространенным в культуре растениям. Многолетние ин-тродукционные исследования с данными видами как в природе, так и в культуре проводились главным образом, в Западной Сибири [1], и в нашем северном регионе [2, 3, 4]. Эти исследования подтверждают возможность культивирования и комплексного использования растений в практике народного хозяйства. Во многих работах авторы указывают на устойчивость и продуктивность их в агроценозе (до 40-50 т/га надземной массы), способность к семенному размножению, долголетие (8-10-левзеи и 12-15 лет и более - серпухи) в культуре [1, 2, 3, 4].
Серпуха венценосная и левзея сафло-ровидная являются перспективными в связи с обнаружением в них биологически активных веществ - фитоэкдистероидов (ФЭС). В настоящее время показано применение этих веществ в составе лекарственных пре-
паратов адаптогенного, кардиотропного, противоязвенного, ранозаживляющего действия [5, 6]. Фитоэкдистероиды могут успешно использоваться в животноводстве как средство, увеличивающее массу крупного рогатого скота, других сельскохозяйственных животных и стимулирующее их воспроизводительные функции [2, 7, 8]. По содержанию ФЭС в абсолютно сухом веществе левзея сафлоровидная (0,43-1,0%) и серпуха венценосная (1,0-1,2%) в культуре выдвигаются на ведущие позиции в лекарственном растениеводстве на Севере.
В современной литературе эти виды высоко оцениваются как ранние медоносы (июнь-июль) с медопродуктивностью до 100 кг/га [2, 8].
Несмотря на большое число научных работ по изучению данных видов, до сих пор в культуре они используются незначительно. Очевидно, это связано с отсутствием разработанных рекомендаций по размножению и выращиванию их в культуре. Для разработки рекомендаций по практическому использованию новых видов растений очень важно изучить процессы их репродукции.
Цель исследований - подведение итогов изучения семенного размножения лев-зеи сафлоровидной и серпухи венценосной в условиях среднетаежной подзоны Республики Коми.
Материал и методы. Исходные образцы левзеи сафлоровидной были получены с Алтая (СО РАН, 1956), серпухи венценосной - из Томской области (Томский госуниверситет, 1988 г.). Они прошли длительный период адаптации, естественного и искусственного отбора путем многократных
пересевов в новых условиях произрастания. В настоящее время представлены устойчивыми и продуктивными агропопуляциями. Исследования проводили в 2000-2009 гг. на полупроизводственных участках общей площадью по 0,6 га. Агропопуляции изучаемых видов заложены широкорядным способом с шириной междурядья 70 см согласно общепринятой методике [9]. Потенциальную семенную продуктивность (ПСП) и реальную семенную продуктивность (РСП) изучали на среднеразвитых генеративных побегах у 10-15 особей каждого вида в соответствии с методикой И.В. Вайнагий [10]. В 2010 г. были подготовлены и переданы материалы по серпухе венценосной в Государственную комиссию Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений (авторы: В.П. Мишуров, Г.А. Рубан, К.С. Зайнуллина, Н.В. Портнягина). В 2012 г. было получено уведомление о включении в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию сорта серпухи венценосной «Усть-Сысольская».
Результаты и их обсуждение. Успешность интродукции новых видов растений во многом определяет их способность к размножению и в особенности к семенному. Изучаемые виды относятся к числу тех, которые гарантированно могут обеспечить возобновление посевов.
Левзея сафлоровидная и серпуха венценосная - многолетние травянистые растения семейства астровых (Asteraceae). В природно-климатических условиях подзоны средней тайги Республики Коми, начиная с
третьего года жизни, в культуре достигают средневозрастного генеративного состояния и устойчивых значений высоты травостоя (120-150 у левзеи и 170-190 см у серпухи) с высокой облиственностью (40-60%). Число генеративных побегов возрастает от 1 до 20 у растений серпухи венценосной и от 1 до 5 у левзеи сафлоровидной при переходе растений от молодого к средневозрастному генеративному состоянию, для которого характерны и максимальные значения семенной продуктивности изучаемых видов.
В многолетних посевах растения ежегодно за вегетационный период проходят малый жизненный цикл от весеннего отрастания до плодоношения, завершающегося стадией полной зрелости семян и характеризуются достаточно высокой семенной продуктивностью.
Сезонные погодные колебания и особенно метеоусловия в период цветения и созревания семян, а также возрастные изменения у растений данных видов отражаются на абсолютных показателях их семенной продуктивности. Семенная продуктивность серпухи венценосной в значительной степени зависела от возраста растений, прямым следствием которого являлось увеличение числа генеративных побегов и числа корзинок соцветия на особи. В связи с этим потенциальная семенная продуктивность изменялась у растений от 1651 шт./особь - второго года жизни до 21963 шт./особь - шестого года жизни. Реальная семенная продуктивность составила 1497 и 19289 шт./особь, соответственно далее идет постепенное снижение данного показателя (табл. 1).
Таблица 1
Семенная продуктивность серпухи венценосной (среднее за 2000-2009 гг.)
Год жизни Число генеративных побегов, шт./особь ПСП, шт. семян /особь РСП, шт. семян /особь Семенификация, %
2 2,6±0,3 1651,3±87,2 1496,8±79,1 71,3
3 12,8±0,7 11511,0±510,0 10942,6±685,6 95,1
4 15,2±0,8 18843,5±966,0 16921,4±930,3 89,8
6 19,4±0,9 21963,1±1251,1 19289,4±1098,8 87,8
7 17,5±1,5 19558,0±979,7 16348,5±812,3 83,6
У особей левзеи сафлоровидной семенная продуктивность зависела в меньшей степени от возраста растений, но в значительной от метеоусловий сезонов, влияющих на за-
кладку и рост генеративных побегов, их число заметно увеличивается от второго (один побег) к третьему году жизни (три побега), а далее подвержено погодным колебаниям.
Подобные результаты были получены нашими коллегами [4] при изучении семенной продуктивности разновозрастных растений левзеи сафлоровидной. Было показано, что с возрастом растений семенная продуктивность практически не увеличивается и варьирует по годам. Семенная продуктивность в благоприятных погодных условиях в среднем составляет: потенциальная 2753, а реальная 2100 шт/особь. Но, создавая страховой фонд семян в благоприятные годы, можно с успехом преодолеть эти обстоя-
Таблица 2
Показатели семенной репродукции многолетн левзеи сафлоровидной и серпухи венценосной
тельства и иметь возможность возобновлять посевы, тем более что они создаются у многолетних видов далеко неежегодно. В таблице 2 приведены объединенные показатели семенной репродукции многолетних растений изучаемых видов в пределах их изменчивости по годам исследований. Как видно из данных таблицы 2, левзея сафлоровидная и серпуха венценосная обладают высокими показателями урожайности семян и их качества в условиях средней тайги Республики Коми.
растений (3-7-летних)
Урожайность семян Биометрические показатели семян
Виды Ит Ит
семенифи-кация, % г/особь / 2 г/м длина, мм ширина, мм масса 1000 семян, г лабораторная всхожесть семян, %
Левзея сафлоровидная 50,0-77,0 12,9-24,1 29,5-41,0 7,1-8,0 2,9-3,6 13,9-22,1 68,2-95,0
Серпуха венценосная 71,0-95,0 12,5-18,0 37,0-70,0 5,4-6,2 1,4-1,6 4,0-4,8 71,0-88,2
Лабораторная всхожесть семян в зависимости от года сбора составляла от 68,2 до 95,0 у левзеи и 71,0-88,2% у серпухи венценосной. С учетом норм высева семян (для левзеи рекомендованы 8-10 кг/га, серпухи 4-5 кг/га), коэффициенты размножения данных культур получаются очень высокими -1:30 и 1:70 соответственно.
Выводы. Таким образом, изучаемые виды характеризуются высокой семенной продуктивностью и могут успешно культивироваться в условиях среднетаежной подзоны Республики Коми. Семенная продуктивность серпухи венценосной в большей степени, чем у левзеи сафлоровидной зависела от возраста растений и в меньшей степени от метеоусловий сезона, что, очевидно, связано с закладкой генеративных органов. Мы считаем, что созданные интродукционные популяции данных видов являются ценным генетическим материалом для практического использования этих полезных растений.
Список литературы 1. Постников Б.А. Маралий корень и основы введения его в культуру. Новосибирск, 1995. 276 с.
2. Вавилов П.П., Кондратьев А.А. Новые кормовые культуры. М.: Россельхозиздат, 1975.352 с.
3. Мишуров В.П., Портнягина Н.В., Рубан Г.А. Интродукция серпухи венценосной на Севере // Интродукция растений на европейском Северо-Востоке. Сыктывкар, 1995. С. 91100. (Тр. Коми НЦ УрО РАН, № 140).
4. Рапонтик сафлоровидный в культуре на Европейском Северо-Востоке (эколого-физиологические исследования) /под ред. Т.К. Головко. Сыктывкар: Коми научный центр УрО РАН, 1996. 140 с.
5. Амосова Е.Н., Харина Т.Г. Фармакологическая активность экстракта из Serratula coronata Ь. Растительные ресурсы, 1989, Т. 25. Вып. 2. С. 258-262.
6. Фитоэкдистероиды. Под ред. В.В. Володина, СПб., 2003. 293 с.
7. Тимофеев Н.П. Биологические основы введения в культуру ЯИароШсит cartamoides (ЖИ^) Лрп в подзоне средней тайги Европейского Северо-Востока России: Автореферат дис. ... канд. биол. наук. Сыктывкар, 2000. 27 с.
8. Интродукция Serratula coronata L. на Европейском Северо-Востоке / В.П. Мишуров, В.Г. Зайнуллин, Г.А. Рубан, Н.С. Савиновская, В.В. Пунегов, Л.А. Башлыкова. Сыктывкар: Коми научный центр УрО РАН, 2008. 192 с.
9. Доспехов Б.А. Методика полевого 10. Вайнагий И.В. О методике изучения
опыта. М., 1968. 336 с. семенной продуктивности растений. Ботани-
ческий журнал. 1974. Т.59. №6. С. 826-831.
Работа выполнена при финансовой поддержке Программы Президиума РАН: «Живая природа: современное состояние и проблемы развития» по теме «Репродуктивная биология ресурсных видов растений флоры европейского Северо-Востока России» (№ 12-П-4-1022)
Features of a seed reproduction of Rhaponticum cartamoides (Willd. ) Jljin and Serratula. coronata L. at cultivation under conditions of a middle-taiga subzone of the Komi Republic
Ruban G., Zainullina K.
Results of long-term researches of a seed reproduction of perspective species of Rhaponticum cartamoides (Willd.) Jljin and Serratula coronata L. of multi-purpose use at introduction into conditions of a middle-taiga subzone of the Komi Republic are presented in article. It is shown that studied species are characterized by high seed efficiency and can be successfully cultivated in this region.
Key words: introduction, Serratula coronata L., Rhaponticum cartamoides (Willd.) Jljin, seed reproduction
УДК:581.14:582.542.11
Рост и развитие бекманнии обыкновенной в ботаническом саду Института биологии Коми НЦ УрО РАН
Ольга Владимировна Шалаева, кандидат биол. наук, научный сотрудник Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар, Россия
E-mail: [email protected]
В статье рассматриваются особенности роста и развития кормового злака - Beckmannia eruciformis в ботаническом саду Института биологии Коми НЦ УрО РАН, расположенного в средне-таежной подзоне Республики Коми. Итогом проведенных исследований является вывод о перспективности возделывания данного вида как декоративного злака на Севере.
Ключевые слова: интродукция, кормовой и декоративный злак, среднетаежная подзона Республики Коми
Бекманния обыкновенная - Beckmannia eruciformis (L.) Host. - представляет собой многолетний злак высотой от 50 до 150 см, имеющий корневище с ползучими корнями. Листья линейные, плоские, 5-7 мм шириной. Соцветие до 30 см длиной, одностороннее, в нижней части иногда ветвистое. Колоски округлые, светло-зеленые или лиловатые, 2,53,0 мм, двухцветковые [1]. Встречается на лугах, по берегам рек в европейской части России, в том числе и в Республике Коми, на Кавказе, в Средней Азии, в Западной Сибири, в странах Средней и Атлантической Европы, на Балканском полуострове, в Малой Азии [1]. Бекманния обыкновенная считается кормовым растением, по своим кормовым качествам приближается к лисохвосту луговому и тимофеевке луговой [1]. Однако этот злак, обладающий декоративными соцветиями, возможно использовать в озеленении.
Цель исследований - выявление особенностей роста и развития бекманнии обыкновенной с перспективой введения данного вида в культуру как декоративного злака в условиях среднетаежной подзоны Республики Коми.
Материал и методы. Семена бекман-нии обыкновенной были получены из ботанического сада Иркутского Государственного университета в 2006 году. Посевы производили в 2007 и 2010 годы. Для морфологических описаний отбирали 7-10 растений.
Исследования проводили в условиях коллекционного питомника видов сем. Poaceae, расположенного в ботаническом саду Института биологии Коми НЦ УрО РАН, который находится в 8 км от г. Сыктывкара, в подзоне средней тайги.
Изучалась динамика роста и развития вида, проведено морфологическое описание
