РОСТ И СЕЗОННОЕ РАЗВИТИЕ КАВКАЗСКИХ ВИДОВ РОДА LILIUM L. (LILIACEAE JUSS.) В УСЛОВИЯХ КОЛЬСКОЙ СУБАРКТИКИ Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

Рост и сезонное развитие кавказских видов рода LШum L. (Liliaceae Juss.) в условиях Кольской Субарктики

Полярно-альпийский ботанический сад-институт имени Н. А.

ВИРАЧЕВА Аврорина,

Любовь Леонидовна ул. Ферсмана, д. 18А, Апатиты, 184200, Россия

viracheva-ljubov@yandex.ru

Полярно-альпийский ботанический сад-институт имени Н. А.

НОСАТЕНКО Аврорина,

Оксана Юрьевна ул. Ферсмана, д. 18А, Апатиты, 184200, Россия

nyctea@yandex. ru

Полярно-альпийский ботанический сад-институт имени Н. А.

ТРОСТЕНЮК Аврорина,

Надежда Николаевна ул. Ферсмана, д. 18А, Апатиты, 184200, Россия

tnn_aprex@mail.ru

Ключевые слова: Аннотация: В Полярно-альпийском ботаническом саду

ex situ, интродукция (67о 38'с. ш. и 33o 37' в. д.) испытано 17 образцов 3

растений, сезонное кавказских видов рода Lilium L. (L. kesselringianum

развитие, успешность Misez., L. monadelphum M. Bieb. и L. szovitsianum Fisch.

интродукции, фенология, et Avé-Lall.). В настоящее время в коллекции

продолжительность содержатся 7 образцов трех видов. В результате

цветения, проведенных исследований было установлено, что

морфометрические сроки наступления фенофаз и их продолжительность

показатели, Liliaceae, Lilium могут варьировать в разные годы в зависимости от

погодных условий. Отсутствие или нерегулярность

плодоношения объясняется климатическими

условиями в пункте интродукции, в частности, более

коротким периодом вегетации. Результаты эколого-

географического анализа свидетельствуют о том, что

растения рода Lilium подчиняются общим

закономерностям переселения растений на Полярный

Север. Для практики зеленого строительства в

городах и поселках Мурманской области можно

рекомендовать изученные виды кавказских лилий. При

культивировании растений в искусственных посадках

предпочтение следует отдавать вегетативному

способу размножения растений.

Получена: 15 сентября 2021 года Подписана к печати: 27 апреля 2022 года

Введение

Важная задача ботанических садов - разработка ассортимента растений, пригодных для озеленения городов различных регионов России. Наиболее остро эта проблема стоит в

195

районах Крайнего Севера, одним из которых является Мурманская область. Число дикорастущих декоративных растений здесь не велико, многие культурные растения требуют особых условий содержания (летние теплицы). Поэтому одна из важнейших задач интродукции в данном регионе состоит в привлечении инорайонных дикорастущих растений для озеленения городов и других населенных пунктов Кольского полуострова. В связи с этим большой интерес представляют растения рода Lilium L. (сем. Liliaceae Juss.), которые уже давно используются в практике зеленого строительства во многих районах умеренной зоны. Селекционерами выведены многочисленные сорта этих удивительно красивых растений.

Род Lilium L. - лилия - многолетние луковичные растения, которые распространены в основном в предгорных и горных районах в Северном полушарии от северной границы таежной зоны до тропиков (Баранова, 1977). В природе известно 105 видов данного рода (Баранова, 1984). В России встречаются 20 видов (Черепанов, 1995). Наибольшее видовое разнообразие лилий в нашей стране представлено на Дальнем Востоке - 12 видов (Врищ, 2011). Во флоре Кавказа насчитывается 7 дикорастущих видов (Гроссгейм, 1940). Во флоре Мурманской области представители этого рода не встречаются. Для озеленения городов и поселков Кольского полуострова были рекомендованы три вида этих высоко декоративных растений: Lilium martagón L., L. pensylvanicum Ker-Gawl. и L. szovitsianum Fisch. et Avé-Lall. (Аврорин, 1941). Позднее L . szovitsianum была переведена из раздела основного ассортимента в дополнительный, а затем и вовсе исключена из списка растений, пригодных для озеленения, что связано с трудностями массового размножения лилий в условиях Заполярья (Иванова и др., 2004).

Объекты и методы исследований

На коллекционном питомнике Полярно-альпийского ботанического сада, в центральной части Кольского полуострова (67о 38' с. ш. и 33o 37' в. д.), расположенном в садово-парковой части на высоте 340 м над уровнем моря в зоне редкостойной северной тайги, испытано 17 образцов 3 кавказских видов рода Lilium. В настоящее время в коллекции насчитывается 7 образцов 3 видов. Растения выращиваются в открытом грунте и в полной мере испытывают на себе воздействие специфических природно-климатических условий Кольской Субарктики (Алисов и др., 1954), значительно отличающихся от условий их естественного произрастания.

Lilium kesselringianum Misez. - лилия Кессельринга. Кустарники, опушки горных лесов, разнотравные луга, открытые горные склоны субальпийского пояса гор Кавказа. Эндем. В коллекции с 1973 г., получена из Нальчика живыми растениями.

Lilium monadelphum M. Bieb. - лилия однобратственная. Лесные опушки, поляны, высокотравия и кустарники от горнолесного до альпийского пояса Кавказа. Эндем. В коллекции с 1953 г. Живой материал из природы был привезен из нескольких районов Кавказа (Кабардино-Балкарии, Кисловодска и Грузии).

Lilium szovitsianum Fisch. et Avé-Lall. - лилия Совича. Леса и луга лесного и субальпийского поясов гор Закавказья. Эндем. В коллекции с 1937 г. Растения выращивались из семян и луковиц, собранных в природе Армении (Ванадзор, Кировакан) и Грузии (Бакуриани, Тбилиси), а также из семян собственной репродукции.

При изучении сезонного ритма развития растений использовали методики для

наблюдений за травянистыми растениями (Бейдеман, 1954; Методика ..., 1979). Фенологические наблюдения проводили каждые 2-3 дня в течение всего вегетационного периода. Фиксировали начальные даты фенологических фаз: вегетации, бутонизации, цветения, плодоношения. Фенологическая фаза считалась наступившей, если она фиксировалась хотя бы у одного растения. Данные по сезонному развитию указанных видов рода Lilium за 10 лет (2008-2017 гг.) обработаны статистически. Статистическую обработку экспериментального материала проводили по общепринятой методике (Зайцев, 1978) с использованием пакета прикладных компьютерных программ Microsoft Exel.

Успешность интродукции растений определяли по методике Б. Н. Головкина (1973). Баллы приживаемости подсчитывались в соответствии с 12-балльной шкалой:

1 б. - растения существовали в вегетативном состоянии только в год высадки на питомник (или появления всходов - при грунтовом посеве в открытом грунте).

2 б. - растения существовали в вегетативном состоянии не менее двух лет, т.е. у них отмечена по крайней мере одна удачная перезимовка.

3 б. - у растений цветение наблюдалось однажды; после цветения они не перезимовали, т. е. вели себя как монокарпики.

4 б. - цветение было отмечено единично, однако растения после цветения существовали в течение нескольких лет.

5 б. - у растений цветение и плодоношение наблюдались только один раз.

6 б. - растения нерегулярно цвели, но не плодоносили.

7 б. - растения нерегулярно цвели, плодоношение было отмечено только однажды.

8 б. - растения нерегулярно цвели и плодоносили.

9 б. - растения ежегодно цвели, но не плодоносили.

10 б. - растения цвели ежегодно, плодоношение отмечено только однажды.

11 б. - растения ежегодно цвели, плодоносили нерегулярно.

12 б. - растения цвели и плодоносили ежегодно.

Периодичность цветения и плодоношения определялись с первого года цветения растений, которые находились в испытании не менее 7 лет. Средний балл приживаемости растений вычислялся для всей совокупности испытанных образцов 24 дикорастущих видов и разновидностей рода Lilium, испытанных в Полярно-альпийском ботаническом саду. Соотношение баллов приживаемости каждого вида к среднему баллу для всей совокупности испытанных образцов является интродукционным коэффициентом (ИК), отражающим интродукционную ценность рассматриваемой группы растений. Чем он выше, тем большее значение имеет соответствующая группа растений для целей интродукции (Головкин, 1973).

Для характеристики декоративности проводился сравнительный анализ максимальных значений морфометрических показателей (высоты растений и диаметра цветков), отмечаемых у растений ежегодно. Измерения выполнялись в фазу массового цветения.

197

Результаты и обсуждение

Изученные виды рода Lilium являются эндемиками Кавказа. Все три вида были включены в Красную книгу СССР (1984). В настоящее время растения охраняются красными книгами многих областей и республик Северного Кавказа, Красной книгой РФ -L. kesselringianum (2008) и Грузии - L. monadelphum (1982).

Результаты анализа интродукции кавказских видов рода Lilium приведены в табл. 1.

Таблица 1. Результаты интродукции кавказских видов рода Lilium L. в Полярно-альпийский

ботанический сад.

Table 1. The result of introduction of сaucasian species Lilium L. in the Polar-alpine botanical

garden.

Виды Количество образцов, Конечная Баллы

прошедших имеющихся в фаза развития приживаемости

испытание 2021 г.

L. kesselringianum 1 1 Ц 9

L. monadelphum 5 2 П 10

L. szovitsianum 11 4 П 8

Условные обозначения: Ц - цветение, П - плодоношение.

Таблица 2. Приживаемость на Севере дальневосточных видов рода Lilium разных эколого-

географических групп.

Table 2. Survival in the North of Far Eastern species of the genus Lilium different ecological-

geographic groups.

Эколого-географические группы по Число Средний балл Интродукционный

Н. А. Аврорину (1956 г.) видов приживаемости коэффициент

Аор - облигатные ореофиты, 1 10.0 1.74

достигающие альпийского пояса гор

Бор - облигатные ореофиты, 2 8.5 1.48

достигающие субальпийского пояса

гор

Два из изученных видов - L. monadelphum и L. szovitsianum, находящиеся в испытании длительное время (65 лет и 81 год соответственно), успевают пройти полный цикл сезонного развития в условиях Заполярья, однако плодоносят редко: один раз в 10 лет. L. kesselringianum цветет ежегодно, но семена не вызревают. Это обстоятельство следует учитывать при введении кавказских видов лилий в культуру в условиях Заполярья и отдавать предпочтение вегетативному способу размножения.

Изученные виды были разделены на 2 эколого-географические группы (табл.2). В основу выделения этих групп положены широтные и высотные пределы естественного распространения этих видов (Аврорин, 1956): 1. Аор - облигатные ореофиты, заходящие в зону горных лесов и альпийский пояс гор (LШum monadelphum)-, 2. Бор - облигатные

ореофиты, заходящие в зону горных лесов и субальпийский пояс гор (L. kesselringianum и L. szovitsianum).

Среднее значение балла приживаемости видов рода Lilium, изученных в Полярно-альпийском ботаническом саду составляет 5.76. Обе эколого-географические группы имеют высокие значения балла приживаемости и интродукционного коэффициента (> 1), что свидетельствует о хорошей приспособленности кавказских лилий к условиям Заполярья.

Рост и развитие кавказских видов рода Lilium за Полярным Кругом имеют свои особенности. Все они являются длительно вегетирующими растениями, активная вегетация которых начинается в конце мая - начале июня и длится до конца августа - начала сентября (табл. 3).

Таблица 3. Средние многолетние даты наступления основных фенологических фаз кавказских видов рода Lilium L. в условиях Кольской Субарктики.

Table 3. Mean long-term dates of occurrence of the main phenological phases of сaucasian species Lilium in the condition of the Kola Subarctic.

Виды Даты наступления фенологических фаз

В Б Ц П

L. kesselringianum 4.06±2 18.06±4 13.07±3 -

L. monadelphum 11.06±5 19.06±4 15.07±6 3.08

L. szovitsianum 4.06±2 16.06±4 21.07±3 -

Условные обозначения: В - начало вегетации, Б - начало бутонизации, Ц - начало цветения, П - начало плодоношения.

Таблица 4. Морфометрические показатели кавказских видов рода Lilium L. в условиях

Кольской Субарктики.

Table 4. Morphometric indicators of œucasian species Lilium in the condition of the Kola

Subarctic.

Виды Морфометрические показатели (средние значения за 10

лет)

высота растения, см V, % диаметр цветка, см V, %

L. kesselringianum 114.3±4.3 11.9 15.5±0.8 15.5

L. monadelphum 102.2±5.7 17.6 12.8±0.5 12.5

L. szovitsianum 109.5±4.9 14.2 15.2±0.8 5.3

Условные обозначения: V, % - коэффициент вариации.

К моменту вегетации растений (4-11 июня) питомники уже полностью очищены от снега. Позже всех отрастает L . monadelphum. Бутонизация у всех изученных видов лилий начинается почти одновременно (с разницей в 3 дня). Цветут растения в середине июля. Позже других начинает цвести L. szovitsianum. Продолжительность цветения растений

199

составляет в среднем 16-20 дней. В отдельные годы наблюдается смещение начала наступления фенофаз на более ранние или поздние сроки, что связано с изменяющимися погодными условиями вегетационного сезона.

Хозяйственное значение растений определяется как продолжительностью их цветения, так и высотой цветоноса, количеством цветков в соцветии и их размерами. Основные морфометрические характеристики приведены в табл. 4. Все эти показатели зависят от погодных условий.

Все изученные виды LШum флоры Кавказа в условиях Кольской Субарктики являются среднерослыми растениями с цветоносами 60-144 см, несущими от 1 до 10 желтых цветков трубчато-чалмовидной формы 10-20 см в диаметре с ярко выраженным ароматом (особенно L. szovitsianum).

Выводы и заключение

В результате проведенных интродукционных исследований кавказских видов рода Ulium в условиях Кольского Заполярья можно сделать вывод о том, что на коллекционных питомниках Полярно-альпийского ботанического сада возможно успешное сохранение и выращивание этих растений.

Изученные виды рода Ulium являются длительно вегетирующими растениями с периодом вегетации до 100 дней.

Сроки наступления фенофаз и их продолжительность могут варьировать в разные годы в зависимости от погодных условий.

Отсутствие или нерегулярность плодоношения объясняется климатическими условиями в пункте интродукции, в частности, более коротким периодом вегетации.

Многолетний опыт интродукции показал, что кавказские виды рода Ulium могут служить источником для увеличения видового разнообразия озеленительного ассортимента для городов Мурманской области и успешно выращиваться в искусственных агрофитоценозах.

При культивировании растений в искусственных посадках предпочтение следует отдавать вегетативному способу размножения растений.

Заключение

Работы выполнены на УНУ «Коллекции живых растений Полярно-альпийского ботанического сада-института», рег. № 499394.

Литература

Аврорин Н. А. Чем озеленять города Мурманской области и северные районы Карело-Финской ССР. Кировск: Изд-во Кировский рабочий, 1941. 126 с.

Аврорин Н. А. Переселение растений на Полярный Север. Эколого-географический анализ. М.-Л., 1956. 286 с.

Алисов Б. П., Берлин И. А., Михель В. М. Курс климатологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1954. Ч. 3. 320 с.

Баранова М. В. Род Lilium L. // Декоративные травянистые растения для открытого грунта СССР. Т. 2. Л.: Наука, 1977. С. 122—161.

Баранова М. В. Лилии. Л.: Агропромиздат, Ленингр. отд-ние, 1990. 384 с.

Бейдеман И. Н. Методика фенологических наблюдений при геоботанических исследованиях. М.-Л.: Изд. АН СССР, 1954. 130 с.

Врищ Д. Л. История и перспективы изучения биоразнообразия дикорастущих видов лилий на российском Дальнем Востоке // Вестн. КрасГАУ. 2011. № 1. С. 53—56.

Головкин Б. Н. Переселение травянистых многолетников на Полярный Север. Л.: Наука, 1973. 266 с.

Гроссгейм А. А. Флора Кавказа. Т. II. Баку: Изд. АзФАН, 1940. С. 141—143.

Зайцев Г. Н. Фенология травянистых многолетников. М.: Наука, 1978. 150 с.

Иванова Л. А., Святковская Е. А., Тростенюк Н. Н. Северное цветоводство. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2004. 202 с.

Красная книга Грузинской ССР. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды животных и растений / Ред. В. Я. Качарава. Тбилиси: Сабчота Сакартвело, 1982. 255 с.

Красная книга Российской Федерации (растения и грибы) / МПР РФ, Росприроднадзор, РБО, МГУ им. М. В. Ломоносова; Гл. редколл.: Ю. П. Трутнев и др.; Сост. Р. В. Камелин и др. Москва: Товарищество научных изданий КМК, 2008. 855 с.

Красная книга СССР: редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды животных и растений. Издание 2-е, переработанное и дополненное. Т. 2. Москва, 1984. 444 с.

Методика фенологических наблюдений в ботанических садах СССР // Бюл. Гл. ботан. сада. 1979. Вып. 113. С. 3—8.

Черепанов С. К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. С.-Пб.: Мир и семья - 95, 1995. С. 586—587.

Growth and phenological development of oaucasian species Lilium L. (Liliaceae Juss.) in Kola Subarctic

VIRACHEVA Ljubov Leonidovna Polar Alpine Botanical Garden-institut nam. N. A. Avrorin,

Fersmana str., h. 18A, Apatity, 184200, Russia viracheva-ljubov@yandex.ru

NOSATENKO Oksana Yurevna Polar Alpine Botanical Garden-institut nam. N. A. Avrorin,

Fersmana str., h. 18A, Apatity, 184200, Russia nyctea@yandex.ru

TROSTENYUK Nadezhda Nikolaevna Polar Alpine Botanical Garden-institut nam. N. A. Avrorin,

Fersmana str., h. 18A, Apatity, 184200, Russia tnn_aprex@mail.ru

Key words:

ex situ, introduction, seasonal development, success of introduction, phenology, duration of blossoming, morphometry parameters, Liliaceae, Lilium

Summary: In the Polar-alpine botanical garden (67° 38' N lat, 33o 37' E long.) 17 samples 3 species of Lilium L. from Caucasus (L. kesselringianum Miscz., L. monadelphum M. Bieb. and L. szovitsianum Fisch. et Ave-Lall.) were tested. At the present time collection contains 3 kinds 7 samples of three kinds. Authors studied growth and phenological development of introductional plants of genus Lilium beyond the Arctic Circle. As a result of researches is established, that the periods of currence of phenophases and their duration may vary in different years depending on weather conditions. The absence or irregularity of fruiting is explained by climatic conditions, in particular, short periods of vegetation. The results of the ecological-geographical analysis testify that the plants of a sort Lilium submit to general laws of resettlement of plants on Polar North. For the practice of green building in cities and towns of the Murmansk region, we can recommend the studied types of Caucasian lilies. At the cultivation of plants in artificial plantings the preference should be given back of a vegetative to a way of duplication of plants.

Is received: 15 september 2021 year

Is passed for the press: 27 april 2022 year

References

Alisov B. P., Berlin I. A., Mikhel V. M. Alisov B. P., Berlin I. A., Michel V. M. Course of climatology. St.-Petersburg: Gidrometeoizdat Publ., 1954. 320 p.. L.: Gidrometeoizdat, 1954. Tch. 3. 320 p.

Avrorin N. A. Avrorin N. A. How to green the cities of the Murmansk region and the northern regions of the Karelian-Finnish SSR. Kirovsk; Kirovskiy rabochiy Publ., 1941. 126 p.. Kirovsk: Izd-vo Kirovskij rabotchij, 1941. 126 p.

Avrorin N. A. Avrorin N. A. Resettlement of plants to the Polar North. Ecological and geographical analysis. Moskva, St. Petersburg. 286 p.. M, L., 1956. 286 p.

Baranova M. V. Baranova M. V. Lilies. St.-Petersburg: Agropromizdat Publ., 1990. 384 p.. L.: Agropromizdat, Leningr. otd-nie, 1990. 384 p.

Baranova M. V., Lilium L., SR. T. Baranova M. V. Genus Lilium L. Decorative herbaceous plants for the open ground of the USSR. V. 2. St.-Petersburg: Nauka Publ., 1977. P. 122—161.. L.:

202

Nauka, 1977. P. 122—161.

Bejdeman I. N. Beydeman I. N. The methodology of phenological observations in geobotanical studies. Moscow, St.-Petersburg: Nauka Publ., 1954. 130 p.. M, L.: Izd. AN SSSR, 1954. 130 p.

Golovkin B. N. Golovkin B. N. The introduction of herbaceous perennials to Polar North. St.-Petersburg: Nauka Publ., 1973. 266 p.. L.: Nauka, 1973. 266 p.

Grossgejm A. A. Grossgeim A. A. Flora of the Caucasus. V. II. Baku: AzFAN Publ., 1940. P. 141 — 143.. Baku: Izd. AzFAN, 1940. P. 141—143.

Ivanova L. A., Svyatkovskaya E. A., Trostenyuk N. N. Ivanova L. A., Svyatkovskaya E. A., Trostenyuk N. N. Northern floriculture. Apatity, 2003. 202 p.. Apatity: Izd-vo KNTs RAN, 2004. 202 p.

Red Book of the Russian Federation (plants and mushrooms) / MPR RF, Rosprirodnadzor, RBO, Moscow State University M. V. Lomonosov: Ch. editor: Yu. P. Trutnev et al.; Comp. R. V. Kamelin et al. Moscow: KMK Scientific Partnership, 2008. 855 p., MPR RF, Rosprirodnadzor, RBO, MGU im. M. V. Lomonosova; Gl. redkoll.: Yu. P. Trutnev i dr.; SosV. R. V. Kamelin i dr. Moskva: Tovaritshestvo nautchnykh izdanij KMK, 2008. 855 p.

SR. Red Book of the Georgian SSR. Rare and endangered species of animals and plants / Ed. V. Ya. Kacharava. Tbilisi: Sabchota Sakartvelo Publ., 1982. 255 p., Red. V. Ya. Katcharava. Tbilisi: Sabtchota Sakartvelo, 1982. 255 p.

Tcherepanov S. K. Cherepanov S. K. Vascular plants of Russia and neighboring countries. St.-Petersburg: Mir i sem'ya - 95 Publ. 1995. P. 586—587.. S, Pb.: Mir i semya - 95, 1995. P. 586— 587.

The Red Data Book of the USSR: rare and endangered species of animals and plants. Edition 2, revised and enlarged. Moscow. 1984. V. 2. 444 p.. Moskva, 1984. 444 p.

The methodology of phenological observations in the botanical gardens of the USSR // Bulletin of the Main Botanical Garden Academy of Sciences of the USSR. 1979. Iss. 113. P. 3—8.// Byul. Gl. botan. sada. 1979. Vyp. 113. P. 3—8.

Vritsh D. L. Vrishch D. L. History and prospects of studying the biodiversity of wild species of lilies in the Russian Far East // Bulletin of the Krasnoyarsk State Agrarian University. 2011. № 1. P. 53 —56.// Vestn. KrasGAU. 2011. No. 1. P. 53—56.

Zajtsev G. N. Zaytsev G. N. The phenology of herbaceous perennials. Moscow: Nauka Publ., 1978. 150 p.. M.: Nauka, 1978. 150 p.

Цитирование: Вирачева Л. Л., Носатенко О. Ю., Тростенюк Н. Н. Рост и сезонное развитие кавказских видов рода Lilium L. (Liliaceae Juss.) в условиях Кольской Субарктики // Hortus bot. 2022. Т. 17, 2022, стр. 195 - 203, URL: http://hb.karelia.ru/journal/atricle.php?id=7967. DOI: 10.15393/j4.art.2022.7967

Cited as: Viracheva L. L., Nosatenko O. Y., Trostenyuk N. N. (2022). Growth and phenological development of сaucasian species Lilium L. (Liliaceae Juss.) in Kola Subarctic // Hortus bot. 17, 195 - 203. URL: http://hb.karelia.ru/journal/atricle.php?id=7967