CC BY
0
ОСОБЕННОСТИ ВЕГЕТАТИВНОГО РАЗМНОЖЕНИЯ И РОСТА WOLFFIA АЯШША И AZOLLA CAROLINIANA В УСЛОВИЯХ ЮГА КЫРГЫЗСТАНА
Б.А. Каримов, канд. биол. наук, доцент Ж.С. Абдырахманова, преподаватель Ошский государственный университет (Кыргызстан, г. Ош)
DOI:10.24412/2500-1000-2024-2-2-7-11
Аннотация. В статье исследованы особенности роста и размножения Wolffia arrhiza и Azolla сагоИтапа. Вегетативное размножение Wolffш arrhiza происходит путем от-почковывания дочерних растений, образуемых в специальной полости. Дочернее тело, как бы выталкивается из материнского следующим дочерним телом. В это время оно уже содержит в выводковом кармане свои дочерние тела, являющиеся «внучатыми» по отношению к первому материнскому. Дочернее тело, отрываясь от материнского после 3-5 дней, начинает отделять новые тела в среднем, через 1-1,5 суток.
В исследуемых нами культурах наблюдались, что длительность жизни одной особи Wolffia arrhiza в зависимости от питательной среды варьировала 23-27 дня, независимо от того, которой по счету особь отделилась от материнской.
Материнское растение Azolla сагоИтапа имеет один главный корень, при отрастании боковых ветвей образуется новый корень. При вегетативном размножении от материнского тела отламываются боковые ветви и с помощью потока воды боковые ветви легко отделяются от материнского тела.
Результаты исследований показали, что самые высокоурожайные периоды у вольфии бескорневой падают на май-сентябрь, где ежемесячный урожай вольфии составляет 21,8-31,8 т/га сырой биомассы.
Азолла весной, летом и осенью в сутки образуется от 75,8-280,3 г/м2 биомассы, зимой - 35-50 г/м2. Так, азолла не прекращает полностью вегетативное размножение даже в зимние месяцы.
Ключевые слова: Wolffia arrhiza, Azolla coroliniana, вегетативное размножение, ли-стец, продуктивность.
Несмотря на широкое использование вольфии бескорневой (Wolffia arrhiza) и азоллы каролинской (Azolla caroliniana) во многих странах, на огромное значение их в очистке сточных вод, в животноводстве, в Кыргызстане массовое культивирование до настоящего времени не применяется. В связи с этим большой теоретический и практический интерес представляет разработка надежных методов массового культивирования и путей рационального использования их в нашей республике.
Вольфия бескорневая хотя и относится к цветковым растениям, размножается преимущественно вегетативным путем. Она отличается быстрым вегетативным ростом, легко размножается в природе и в культуре [1-4].
Azolla caroliniana маленькое (0,81,9 см), нежное, плавающее на поверхности воды растение. Она обитает в слабо проточных участках коллекторных вод, образуя местами значительные заросли [5]. Так, азоллу каролинскую можно встретить в малопроточных и стоячих водоемах юга Кыргызстана круглый год.
Результаты исследования. Особенности роста и размножения Wolffia arrhiza и Azolla caroliniana мы изучали на органической и органоминеральной питательной среде.
По утверждению Акбаровой и др. в условиях Узбекистана для выращивания Azolla caroliniana оптимальна питательная среда, приготовленная из перепревшего навоза крупного рогатого скота, в концентрации 10 г/л [6].
В исследуемой нами культуре вегетативное размножение Wolffш arrhiza происходило путем отпочковывания дочерних растений, образуемых в специальной полости, расположенной чуть выше от места отделения данной особи от материнской (рис. 1). Наблюдения показали, что дочер-
нее тело, как бы выталкивается из материнского следующим дочерним телом. В это время оно уже содержит в выводковом кармане свои дочерние тела, являющиеся "внучатыми" по отношению к первому материнскому.
Рис. 1. Цикл развития Wolffia arrhiza М-материнское тело, Д1,2-дочерние тела, В-внучатое тело.
Дочернее тело, отрываясь от материнского, становится самостоятельным и постепенно, увеличиваясь после 3-5 дней, начинает отделять новые тела в среднем, через 1-1,5 суток.
В исследуемых нами культурах наблюдались, что длительность жизни одной особи Wolffia arrhiza в зависимости от питательной среды варьировала 23-27 дня, независимо от того, которой по счету особь отделилась от материнской. Материнская особь, после прекращения образование новых дочерних листецов в течение 3 дня оставалась в плавающем состоянии на водной поверхности, при этом с каждым днём размер листеца постепенно уменьшалась и погружалась на дно. Однако, на различных питательных средах появление и отчленение новых листецов вольфии были неодинаковыми.
Строение листа Azolla caroliniana указывает на высокую специализацию [7, 8]. Каждый лист состоит из двух лопастей или сегментов. Верхний сегмент, выступающий над водой, зеленый, состоит из
нескольких слоев клеток в толщину, с устьицами. Нижний сегмент погружен в воду и служит для всасывания воды и для движения. В этом же месте могут развиваться сорусы. В условиях юга Кыргызстана азолла каролинская размножается вегетативно.
Спорофит Azolla caroliniana представляет собой разветвленное плавающее корневище длиной 5-17 см, на ее верхней стороне в 2 ряда расположены крошечные листья (0,3-0,6 см) подобно черепице или рыбьей чешуе. Они плотно прикрывают ветви. От некоторых узлов свисают в воду длинные, придаточные корни. На нижней части растения образуются ветви длиной 2-2,5 см с хорошо развитыми листьями.
Материнское растение имеет один главный корень, при отрастании боковых ветвей образуется новый корень (рис. 2). При вегетативном размножении от материнского тела отламываются боковые ветви и с помощью потока воды боковые ветви легко отделяются от материнского тела.
Рис. 2. Вегетативное размножение Azolla caroliniana WШd. а-маточное растение, б- образование корней боковых ветвей, в-г отделение боковых ветвей от материнского тела
С.А. Баранов (1967) утверждает, что при различных режимах культивирования (сочетания освещения, температуры, питательной среды) морфологические признаки вольфии подвергаются заметным изменениям.
Результаты исследований показали, что самые высокоурожайные периоды у воль-фии бескорневой падают на май-сентябрь (рис. 3). По нашим расчетам в теплые месяцы года ежемесячный урожай вольфии составляет 21,8-31,8 т/га сырой биомассы.
120 100 80 60 40 20
102'8 100,3
0 ^--ЬЧ—1--^-Г-1--1--------^
апрель май июнь июль август сентябрь октябрь
□ среднесуточный прирост, г/м2 □ урожайность в месяц, т/га
Рис. 3. Урожайность Wolffia arrhiza в условиях г. Ош
С наступлением холодных дней и ран-невесенние месяцы побеги вольфии измельчаются, приобретают шаровидную форму, а также рост вольфии бескорневой резко замедляется.
На юге Кыргызстана азоллу можно встретить круглый год в некоторых кол-лекторно-дренажных водах, и она может сохраняться даже в зимние месяцы. Весной, летом и осенью в сутки образуется от 75,8 до 280,3 г/м2 биомассы, зимой - 3550 г/м2. Так, азолла не прекращает полно-
стью вегетативное размножение даже в зимние месяцы.
Урожайность выращивания азоллы может меняться в зависимости от температуры воды и воздуха. В период сезонного роста продуктивность достигает наивысшего пика в июле, августе и сентябре (рис. 4). Снижение температуры отрицательно влияет на рост и развитие азоллы и вызывает снижение урожайности.
В летние месяцы (июнь, август, 240,5280,3 г/м2 в сутки) можно получить 380-
450 т сухого вещества, в остальные меся- сы приходится на июнь, июль, август и цы - 50-101 т (ноябрь-май, 83,1-75,8 г/м2 в сентябрь. сутки). Максимальное накопления биомас-
300
250
200
150
100
50
280,3
240,5
260,7
.---71
154,8
75,8
221,3 Л
168,4
—71
апрель май июнь июль август сентябрь октябрь
□ среднесуточный прирост, г/м2
Рис. 4. Сезонная динамика продуктивности азоллы
Заключение. Таким образом, изучение вегетативного размножения Wolffia arrhiza и Azolla caroliniana показало, что самостоятельно существующая особь этих растений представляет собой совокупность ли-стецов.
При различных режимах культивировании темпы роста и размножения подвергаются изменениям. Темпы роста и размножения вольфии и азоллы в значительной степени зависят от режима культивировании.
Интенсивность накопления биомассы связана также со сроком сбора их прироста. При ежедневном сборе урожая, они механически повреждаются. В результате снижаются темпы роста и, следовательно, уменьшается количество биомассы. Энергия накопления биомассы снижается также при отсутствии регулярного сбора прироста. Это происходит, главным образом, из-за уменьшения фотосинтетической продуктивности как следствие чрезмерного увеличения их плотности в бассейнах.
Библиографический список
1. Nacamura H. A study of Wolffia as a new food // Rep. Microalgae Ree Inst. Japan, Vol. 11, 1961.
2. Landolt E. Flowers and fruits in the genus Wolffiella (Lemnaceae) // Ber. Geobot. Ints. Eidgenoss. Techn. Hochsch. Stitting Rubel. - 1994. - №51. - Р. 164-172.
3. Каримов Б.А., Шоякубов Р.Ш. Опыт культивирования вольфии бескорешковой Wolffia arrhiza (L.) Wimmer сем. Lemnaceae) в условиях юга Кыргызстана // Узб. биол. журнал. - 2000. - №3. - С. 35-38.
4. Pietryka, M. Distribution and ecology of Wolffia arrhiza (L.) Horkel ex Wimm. In the lowland part of Lower Silesia (Poland) / M. Pietryka, D. Richter, M. Podlaska // Biologia. - 2023. -Vol. 78, № 4. - P. 971-978. - DOI 10.1007/s11756-022-01276-4. - EDN PBOVNK.
5. Каримова, Б.К. Сведения о биоразнообразии папоротникообразных Кыргызстана / Б.К. Каримова, Ж.С. Абдырахманова // Научный аспект. - 2019. - Т. 3, № 3. - С. 369-382. -EDN NKYLJC.
6. Акбарова, Г.В. Использование Azolla caroliniana Willd в Зеравшанской долине / Г.В. Акбарова, Н.Д. Ходжаева, С.Н. Мухаммадова // Высшая школа: научные исследования: Материалы Межвузовского международного конгресса, Москва, 18 августа 2023 года. Том 2. - Москва: Инфинити, 2023. - С. 96-100. - EDN SXJBTY.
0
7. Нгуен Хыу Тхыок. Фотосинтез и азотфиксация в симбиотической системе Azolla-Anabaena-azollae. М.: Наука, 1988. 148 с.
8. Singh, P.K. Collection and Germination of Sporocarps of Azolla caroliniana / P.K. Singh, R.N. Bisoyi, R.P. Singh // Annals of Botany. - 1990. - Vol. 66, № 1. - P. 51. - EDN IKQEID.
FEATURES OF VEGETATIVE REPRODUCTION AND GROWTH OF WOLFFIA
ARRHIZA AND AZOLLA CAROLINIANA IN THE CONDITIONS OF SOUTHERN
KYRGYZSTAN
B.A. Karimov, Candidate of Biological Sciences, Associate Professor Zh.S. Abdyrakhmanova, Lecturer Osh State University (Kyrgyzstan, Osh)
Abstract. The article examines the characteristics of growth and reproduction of Wolffia arrhiza and Azolla caroliniana. Vegetative propagation of Wolffia arrhiza occurs by budding of daughter plants formed in a special cavity. The daughter body is, as it were, pushed out of the mother body by the next daughter body. At this time, it already contains its daughter bodies in the brood pocket, which are "grandchildren" in relation to the first maternal one. The daughter body, breaking away from the mother body after 3-5 days, begins to separate new bodies on average after 1-1.5 days.
In the cultures we studied, it was observed that the lifespan of one individual of Wolffia arrhiza, depending on the nutrient medium, varied from 23 to 27 days, regardless of the date at which the individual separated from the mother.
The mother plant Azolla caroliniana has one main root, and when the lateral branches grow, a new root is formed. During vegetative propagation, lateral branches break off from the mother's body and with the help of a stream of water, the lateral branches are easily separated from the mother's body.
Research results have shown that the highest yielding periods for Wolfia rootless fall in May-September, where the monthly harvest of Wolfia is 21.8 - 31.8 t/ha of wet biomass.
Azolla in spring, summer and autumn produces from 75.8-280.3 g/m2 of biomass per day, in winter - 35-50 g/m2. Thus, Azolla does not completely stop vegetative reproduction even in the winter months.
Keywords: Wolffia arriza, Azolla coroliniana, vegetative propagation, leaf, productivity.
