Интродукция девясила высокого ( Inula helenium L.) В предбайкалье: особенности биологии и продуктивности 03. 00. 05 ботаника



Скачать 321.16 Kb.
Дата28.04.2016
Размер321.16 Kb.
ТипАвтореферат


На правах рукописи


Хабалтуев Евгений Юрьевич

ИНТРОДУКЦИЯ ДЕВЯСИЛА ВЫСОКОГО

(Inula helenium L.) В ПРЕДБАЙКАЛЬЕ:

особенности биологии и продуктивности

03.00.05 – ботаника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Улан-Удэ – 2006

Работа выполнена на кафедре Ботаники, луговодства и плодоводства Иркутской государственной сельскохозяйственной академии
Научный руководитель: доктор биологических наук,

с.н.с. Корзинников Юрий Степанович


Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

Попова Ольга Александровна;

кандидат биологических наук,

Баханова Милада Викторовна


Ведущая организация: Бурятская государственная сельскохозяйственная академия

Защита состоится 14 декабря в 13.00 часов на заседании Диссертационного совета Д 212.022.03 при Бурятском государственном университете по адресу: 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина 24а, в конференц-зале.


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Бурятского государственного университета.

Автореферат разослан 14 ноября 2006 г.


Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат биологических наук Н.А. Шорноева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ


Актуальность темы. Девясил высокий хорошо известен прежде всего как ценное лекарственное растение, обладающее широким спектром лечебного действия. Известен девясил и как высокоурожайное крупнотравное кормовое растение, зеленая масса которого используется преимущественно на силос (Медведев, Сметанникова,1981).

Актуальным является вопрос сохранения растительных и других биологических ресурсов; для сохранения генофонда дикорастущих лекарственных растений их необходимо ввести в культуру. Во-первых, это позволяет снизить нагрузку на естественные популяции вида в природе. Во-вторых, облегчает заготовку сырья и улучшает его качество.

Девясил высокий с успехом возделывают в европейской части России. В условиях Сибири работы по возделыванию девясила велись эпизодически (Свиридова,1993), а в Восточной Сибири такие работы вообще неизвестны.

Для выращивания интродуцируемых популяций девясила крайне необходима местная семеноводческая база.



Цель работы – изучение биологии, ритмов роста и развития девясила высокого в связи с интродукцией в Предбайкалье.

Задачи исследований:

1. Изучить процессы роста и развития девясила, динамику продуктивности девясила высокого.

2. Изучить влияние площади питания на качество семян девясила высокого.

3. Изучить влияние нормирования числа цветоносов на качество семян девясила высокого.

4. Изучить влияние обработки соцветий стимулятором генеративного размножения крезацином на качество семян девясила высокого.

5. Изучить влияние вегетативного размножения на качество семян девясила высокого в условиях Предбайкалья.



Научная новизна. Обоснована перспективность выращивания многолетних растений-гемикриптофитов в жестких климатических условиях Предбайкалья. Впервые прослежены процессы роста и развития девясила в условиях Предбайкалья. Выявлены высокие адаптационные способности вида. Впервые прослежена возрастная динамика развития надземной и подземной фитомасс в условиях Предбайкалья. Для повышения семенной продуктивности вида впервые использован стимулятор генеративного размножения – крезацин, а также найдена оптимальная схема размещения растений, обеспечивающая максимальный выход продукции подземной фитомассы.

Предмет исследования. Девясил высокий – евроазиатский лесолуговой вид – в дикорастущей флоре Предбайкалья не встречается, так как восточная граница ареала проходит по Алтаю. Предбайкалье по сравнению с естественным ареалом девясила высокого, охватывающим равнины Восточной Европы, горы Кавказа, Средней Азии и Алтая, характеризуется более жесткими климатическими условиями: малоснежная суровая зима, весенне-летняя засуха, короткий вегетационный период, продолжительность которого составляет 105-120 дней, что по сравнению с европейской частью России короче на 2-2,5 месяца. Поэтому интродукция данного вида может быть успешной, если ритм его сезонного развития будет включать все стадии онтогенеза.

В отличие от однолетних растений, многолетние растения приспособлены, в первую очередь, к выживанию при неблагоприятных условиях. После построения вегетативных органов они, прежде чем приступить к образованию цветков, откладывают запасы питательных веществ. К концу 1-го вегетационного периода избыток ассимилятов переходит в подземные части растения, которые могут превращаться в массивные запасающие органы – корневища, клубни, корнеплоды и луковицы. Ассимиляты, отложенные в предыдущем году, используются на следующий год прежде всего для построения системы побегов. Синтез органических веществ происходит быстро и благодаря имеющимся ресурсам в значительной мере независимо от весенних условий. Все это прослежено на модели интродуцируемого вида – девясила высокого.



Практическое значение. Полученные результаты по динамике подземной и надземной фитомасс девясила высокого могут быть использованы при интродукции в условиях Предбайкалья. Экспериментальный материал по нормированию числа цветоносов, применению стимулятора генеративного размножения крезацина и результаты по оптимизации схемы размещения особей девясила позволят решить проблему семеноводства интродуцента. Кроме того, результаты диссертации могут быть использованы при подготовке спецкурсов по экологии и интродукции растений в вузах.

Защищаемые положения:

1. Адаптивный потенциал девясила высокого достаточно высок, что даже в условиях экстраконтинентального климата и короткого вегетационного периода Предбайкалья он способен сохранять свойственные ему ритмы роста и развития. При этом вегетативное размножение особей способствует повышению продуктивности и качества семян.

2. Успешность интродукции девясила высокого в условиях Предбайкалья выражается в формировании качественных семян. Это достигается регулированием площади питания, числа цветоносов, а также использованием стимулятора генеративного размножения крезацина.

Апробация работы и публикация результатов исследований.

Материалы диссертации докладывались на Всероссийском науч.-практич. молодежном симп. «Экология Байкала и Прибайкалья» (Иркутск,2001); на регион. науч.-практич. семинаре «Проблемы интродукции растений в Байкальской Сибири» (Улан-Удэ,2002); на конференции ИГЭА «Интеллектуальные и материальные ресурсы Сибири» (Иркутск,2002); на Всероссийской науч. конф. с междунар. участием «Проблемы сохранения разнообразия растительного покрова Внутренней Азии» (Улан-Удэ,2004); на регион. науч.-практич. конф. «Актуальные проблемы АПК» (Иркутск,2005). По материалам диссертации опубликовано 9 работ.



Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и списка литературы. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 17 рисунков и 46 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 131 наименований, из которых 2 зарубежных.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Интродукция растений, девясила высокого в частности. Еще Декандоль (1855) высказывал мысль о том, что успех интродукции зависит от соответствия жизненного цикла вводимых в культуру растений продолжительности вегетационного периода в регионе.
Таблица 1

Характеристика развития многолетних особей девясила высокого в разных географических зонах




Фаза развития

Украина (Сикура

и др.,1983)



Молдавия

(Флоря, 1987)



Ростовск. обл.

(Фирсова,1986)



Мордовия

(Ле-щанкина,

1977, 1981)


Рязанск. обл.

(Пинюшин и др.,

1977)


Московск. обл.

(Интродукция..., 1965)



Юг Томск. обл.

(Свиридова,1993)



Весеннее отрастание

20/IV

11/IV

20-27/III

25/IV-5/V

-

10-22/IV

25/IV-15/V

Стеблевание

5/VI

15/V

-

5/VI

21/IV

-

-

Бутонизация

2/VII

16/VI

23/V

30/VI

30/VI

-

30/VI

Цветение

начало

22/VII

10/VII

23/VI

5/VII

28/VII

26/VII

15/VII

конец

-

25/VIII

19/VII

5/VIII

4/IX

-

25/VIII-15/IX

Созревание семян

начало

12/VIII

20/VIII

11/VIII

25/VIII

1/VIII

16/IX

IX

конец

-

17/IX

13/VIII

25/IX

1/IX

-

-

Конец вегетации

26/IX

10/X

25/IX

15/IX-5/X

3/XI

28/IX-9/X

-

Прод-ть вегетации,

дней


158

183

180

150

до 190

170

-

Прод-ть безморозного периода, дней*

160

176

186

126

136

123

114

акт.>10˚C, ˚С*

2505

3270

3250

2273

2310

2017

1750

Примечание: * - по данным Д.И. Шашко (1985).

Основными препятствиями, ограничивающим расширение ареала девясила на восток, в частности, в Восточную Сибирь, являются короткий безморозный период и недостаточная теплообеспеченность. Так, если на Украине (Киев) и в Ростовской области, находящимися в пределах ареала, продолжительность безморозного периода составляет 176-186 дней, акт.>10˚C равна 3250-3270˚С, то за пределами ареала девясила – на Юге Томской области – безморозный период длится лишь 114 дней, а акт.>10˚C составляет 1750˚С (Шашко,1985) (табл.1). Сокращение продолжительности безморозного периода и снижение теплообеспеченности вызывают неполное прохождение фазы цветения, которая в условиях Томской области длится до середины сентября. Климат Предбайкалья характеризуется еще более жесткими условиями. Среднемноголетняя ∑tакт.>10˚С, по данным Иркутской метеостанции составляет 1595-1622˚С, по данным Д.И. Шашко (1985) – 1618˚С. Однако короткий вегетационный период наиболее полно используют многолетние растения. С дефицитом влаги в верхнем слое успешно мирятся многолетники со стержневой глубоко проникающей корневой системой, малоснежные морозные зимы благополучно переносят гемикриптофиты с зимующими в почве почками возобновления.

Девясил высокий, являясь многолетником-гемикриптофитом, успешно переносит очень низкие температуры зимой и засуху летом (Тюрина и др., 1992). Критическим периодом в отношении влаги является лишь фаза всходов, что связано с мелкосемянностью вида (М1000=1,1-1,5 г): семена не имеют эндосперма, а весь запас питательных веществ находится в зародыше (Флоря,1987).

Успех интродукции зависит от устойчивости семенного размножения, успешность адаптогенеза связана с формированием новых генетических комплексов и тканей.


Глава 2. Природные условия района исследований. Материалы и методы. Для изучения биологических особенностей и ритма его сезонного развития были заложены опыты на экспериментальном участке Областной станции юных натуралистов (г. Иркутск) и на опытном поле ИрГСХА. Почва учебно-опытного участка станции дерново-подзолистая. Под влиянием окультуривания эти почвы приобрели новые свойства: увеличилась мощность перегнойного горизонта, улучшилась его структура. Почва обладает средним содержанием фосфора и калия. Содержание гумуса достигает 2,55%. Почва опытного поля ИрГСХА – серая лесная, среднесуглинистая, с хорошо выраженной комковато-зернистой структурой. По содержанию гумуса почва слабо обеспеченная.

За 2002-2004 гг. исследований самым теплообеспеченным был вегетационный период 2002 г. (>5˚C = 2413˚C). Этот же период, а также начало вегетационного периода 2003 г. (май-июнь) были самыми засушливыми. Количество осадков было ниже среднемноголетних значений в 2-2,5 раза. Наибольшее количество осадков выпало в 2004 г., особенно в I половине вегетационного периода.

При написании диссертации использованы материалы сотрудников кафедры ботаники ИрГСХА (И.А. Лукина) с 1988 по 1998 гг., а также результаты проделанной мною дипломной работы с 1998 по 2000 гг. Фенологические наблюдения за растениями девясила всех возрастов проводили раз в 7 дней по методике И.Н. Бейдеман (1974).

Деление корневищ (вегетативное размножение) проводили лишь на особях из семян краснодарской репродукции (рис.1). В период с 1988 по 2000 гг. корневища делили лишь раз – на 11-м году жизни растений (1998 г.) – в опыте с двумя вариантами: 1-й вариант (контроль) – корневища с корнями не делили, 2-й – корневища делили на части с 2-3 почками. В период с 2002 по 2004 гг. деление корневищ проводили дважды – в 2002 и в 2003 гг., но в опыте уже с тремя вариантами. При этом имевшийся посадочный материал рассадили по схемам 30×30 (70×40 см в 2002 г.), 50×50 и 90×90 см. В каждом варианте опытов было отобрано по 10 модельных растений. У них ежегодно подсчитывали количество вегетативных и генеративных побегов, а также каждый год корневища этих особей выкапывали, очищали от земли, взвешивали и вновь высаживали в почву. Деление особей проводили весной до начала вегетации.

Для изучения влияния крезацина на качество семян его водный раствор применяли на вновь зацветающих растениях девясила путем опрыскивания соцветий до полного их смачивания 3-4 раза за вегетацию. Концентрация крезацина 50 мг/л.



Рис.1. Схема опытов при делении корневищ девясила высокого.

Условные обозначения: г.д. – год деления, ч/з год п. д. – через год после деления.

С целью выявления влияния нормирования на качество семян на генеративных побегах девясила были сохранены лишь центральные корзинки, а все боковые цветоносы удалены. По каждому из вариантов были взяты семена от 10 типичных особей девясила высокого (контроль – 10 особей, обработанные крезацином – 10 особей и нормированные – 10 особей) с каждой из трех делянок у многолетних растений с разной площадью питания и с делянки 3-4-летних особей девясила. Качество полученных семян анализировали по их выполненности (масса 1000 семян) и лабораторной всхожести. Статистический анализ массы 1000 семян, лабораторной всхожести и количеству семян, сформировавшихся в корзинках, проводили с использованием критерия Стьюдента (Доспехов, 1985).

Глава 3. Рост и развитие девясила высокого в Предбайкалье. При весеннем посеве семян девясила высокого его всходы в условиях Предбайкалья появляются на 15-й день. Семенам девясила свойственно надземное прорастание. В этот период гипокотиль, удлиняясь, выносит на поверхность семядоли, которые в связи с отсутствием эндосперма выполняют функцию источника запасных веществ для зародышевой почки. Семядоли продолговато-лопастной формы, длиной и шириной 0,5×0,3 мм. На 8-й день после появления всходов развертываются первые два настоящих листа, которые у девясила расположены супротивно. С появлением настоящих листьев девясил вступает в ювенильный этап онтогенеза (рис.2).



p j im v g1 g2

Рис.2. Возрастные стадии девясила высокого:



p – проросток, j – ювенильные, im – имматурные, v – виргинильные, g1 – молодые генеративные, g2 – средневозрастные генеративные.

Корневая система имматурных особей стержневая, слаборазветвленная. В течение периода вегетации происходит рост в длину и утолщение главного корня, достигающего к концу вегетации 2 см в диаметре. Длина главного корня доходит до 26 см, а боковых его ответвлений – до 13 см. Для корневой системы девясила высокого характерна контрактильность, выражающаяся появлением поперечных морщин, что особенно хорошо заметно у ювенильных особей.

Конец вегетации имматурных растений наступает с установлением устойчивых низких отрицательных температур ночью. Это вызывает подмерзание листьев. Под снег особи уходят лишь с сохранившимися зелеными черешками листьев, защищающих почки возобновления и терминальную вегетативную почку. Все особи девясила успешно переносят суровую малоснежную зиму Предбайкалья.

Весеннее отрастание девясила высокого на 2-ом и в последующие годы жизни приходится в Предбайкалье в зависимости от метеорологических условий в основном на II декаду мая. Сначала раскрываются почечные чешуи, имеющие темно-антоциановую окраску. Затем, через 5-7 дней, появляются типичные для девясила высокого прикорневые листья. На 2-ом году жизни особи вступают в виргинильное состояние. Оно характеризуется тем, что из терминальной вегетативной почки вновь появляется несколько розеточных листьев, а, кроме того, у каждой особи из заложенных к концу 1-го года жизни почек возобновления развивается по нескольку прикорневых розеток. В этот период происходит рост главного корня в толщину и образование придаточных корней (рис.2).

Весной, на 3-й год жизни у каждой особи из терминальной почки и боковых почек, расположенных по периферии гипокотиля сначала образуется некоторое количество прикорневых листьев, а затем (через 35 дней после отрастания) происходит появление монокарпических побегов. В это время наблюдается удлинение междоузлий побегов и увеличение их линейных размеров. Генеративный побег облиственный, заканчивается уплотненным конусом нарастания, в котором происходит формирование генеративной сферы. Стеблевые листья намного меньше по размеру прикорневых.

Массовое появление генеративных побегов у 3-летних особей приходится на середину июля. Генеративные побеги трехлетников характеризуются интенсивным ростом в период с III декады июня по I декаду августа включительно. Бутонизация – начало генеративного периода – наблюдается у трехлетников в начале июля (через 15 дней после начала стеблевания) (табл.2). Началом бутонизации для девясила высокого является образование крупного готового раскрыться бутона. В период цветения растения девясила вступают через 24 дня после начала бутонизации. Цветение у девясила продолжительное и длится до наступления заморозков. Начало созревания семян приходится на конец августа – начало сентября.

Подземная часть трехлетников к концу вегетации представляет собой разросшееся многоглавое корневище с заложенными на базальной части отмирающих генеративных побегов почками возобновления. Дальнейшие наблюдения стадий онтогенеза в интодуцируемых популяциях вида являются предметом последующих исследований (рис.2).

Известно, что девясил начинает вегетацию при переходе среднесуточных температур воздуха через +5˚С, а почвы через +9,5˚С (Синицина,1978). В условиях Предбайкалья > +5˚С на момент начала вегетации девясила высокого несколько выше, чем в европейской части и составляет 120-150˚С. Поэтому весеннее отрастание особей девясила во многом зависит и от температуры почвы. Так, самое позднее отрастание отмечалось весной 2004 г. в конце II декады мая (табл.2), поскольку именно в этот период среднедекадная температура составила как раз 9,5˚С. Самое раннее отрастание особей девясила – в I дек. мая – отмечалось в 2003 г. Тогда переход среднесуточной температуры воздуха через +5˚С был отмечен уже 20 апреля, а среднедекадная температура почвы ко II декаде мая составила уже 10,7˚С. В мае – июне самой теплой почва была в 2002 г., > +5˚С за этот же год была самой высокой. Все это способствовало более быстрому прохождению фенофаз.

При выращивании девясила высокого в условиях Предбайкалья обращаем внимание на различия в темпах его развития из семян инорайонной (краснодарской) и местной (иркутской) репродукций. Так, начало генеративного периода у особей девясила из семян краснодарской репродукции отмечается на 4-м году жизни; у особей же иркутской репродукции – уже на 3-м (до 89% особей). Это связано с разной степенью процесса адаптации растений из семян краснодарской и иркутской репродукций. Также наблюдается разная динамика нарастания подземной фитомассы у особей разных семенных репродукций.

Таблица 2



Погодичное развитие особей девясила высокого в условиях Предбайкалья

Год жизни

1-й

2-й

3-й

4-й

Многолетние

Годы наблюдений

2002, 2003

2002, 2004

2003

2004

2002

2003

2004

Фазы развития

Весеннее отрастание

1/VI*

13-20/V

10/V

18/V

11/V

7/V

18/V

Стеблевание

-

-

16/VI

2/VI

23/V

28/V

2/VI

Бутонизация

-

-

1/VII

15/VI

9/VI

18/VI

20/VI

Цветение

начало

-

-

25/VII

10/VII

5/VII

14/VII

16/VII

конец

-

-

нет

5/IX

нет

нет

нет

Начало созревания семян

-

-

3/IX

18/VIII

18/VIII

27/VIII

23/VIII

Конец вегетации

30/IX

30/IX-5/X

10/IX

15/IX

7/IX

13/IX

17/IX

Продолжительность вегетации, дней

122

139-141

124

121

120

130

119

Примечание: * - для растений 1-го года жизни появление всходов при весеннем посеве семян.

При выращивании девясила высокого в условиях Предбайкалья обращаем внимание на различия в темпах его развития из семян инорайонной (краснодарской) и местной (иркутской) репродукций. Так, начало генеративного периода у особей девясила из семян краснодарской репродукции отмечается на 4-м году жизни; у особей же иркутской репродукции – уже на 3-м (до 89% особей). Это связано с разной степенью процесса адаптации растений из семян краснодарской и иркутской репродукций. Также наблюдается разная динамика нарастания подземной фитомассы у особей разных семенных репродукций. У особей из семян иркутской репродукции, кроме того, происходит более быстрое возрастное увеличение количества побегов (табл.3). У особей из семян иркутской репродукции, кроме того, происходит более быстрое возрастное увеличение количества побегов.

У особей из семян иркутской репродукции, кроме того, происходит более быстрое возрастное увеличение количества побегов (табл.3). У особей из семян иркутской репродукции, кроме того, происходит более быстрое возрастное увеличение количества побегов.

Таблица 3

Возрастная изменчивость подземной фитомассы

и количества побегов девясила высокого



Год жизни

Динамика подземной фитомассы (г) у особей

Динамика количества побегов (вегет./генерат.) (шт.) у особей

из семян краснодарской репродукции

из семян иркутской репродукции

из семян краснодарской репродукции

из семян иркутской репродукции

1-й

41

54

-

1,0/нет

2-й

59

681

-

1,9/нет

3-й

121

1645

-

5,1/1,8

4-й

387

2704

-

5,0/4,1

5-й

732

-

2,1/4

-

9-й

2534

-

10,5/12

-

13-й

2456

-

12,5/15,3

-

Примечание: прочерк означает отсутствие данных.

При проведении вегетативного размножения выявлено, что в год деления особей надземная масса развивается слабо из-за нарушения листо-корневой связи. За период вегетации наблюдается «компенсаторное» образование новых придаточных корней. Масса корневой системы к концу вегетации увеличивается в 1,6 раза. На следующий же год после деления корневищ происходит интенсивное «коррелятивное» развитие как надземной, так и подземной фитомасс. Масса корневой системы увеличивается еще в 2 раза, а количество генеративных побегов увеличивается в 2-4 раза. Полное восстановление исходной массы корневища отмечается уже через 2 года после деления, а общая фитомасса всех корневищ превышает исходную в 4-5 раз (табл.4).

Таблица 4

Динамика подземной фитомассы девясила высокого

после деления, г


Масса корневища до деления особи

Масса отделенной части

Год после деления особи


Первый

Второй

Третий

2800


410

770


650

680


765

1100


1105

1290


941

1805


1531

2024


1940

2600


2100

2910


Общая фитомасса

-

4260

6301

9550

В ходе проведения вегетативного размножения обнаружено оптимальное соотношение между подземной фитомассой и количеством побегов. У неделенных молодых трех- и четырехлетних генеративных особей на 1 побег приходится 238 и 297 г подземной фитомассы соответственно. У многолетних особей через год после деления это соотношение также «входит в норму» и составляет в среднем 289 г/побег.



Глава 4. Возможности и условия семенного возобновления девясила высокого в Предбайкалье. В условиях Предбайкалья одним из способов получения более качественных семян является размещение растений девясила при определенной схеме размещения. Особи девясила при бóльшей схеме размещения – 90×90 см – развивают мощную вегетативную сферу, что особенно заметно в год деления особей. Наилучшие условия произрастания способствуют формированию большого числа соцветий на более длинных боковых цветоносах, занимающих 2/3 генеративного побега (табл.5). Естественно, это вызывает усиление взаимной конкуренции между вегетативной сферой и формирующимися семенами, наибольшее количество которых также образуется в корзинках особей при схеме посадки 90×90 см (373 шт./корз.). При этом масса 1000 семян у таких особей в год деления ниже, чем у особей при схемах посадки 30×30 и 50×50 см на 30% по центральным корзинкам и на 10-30% по корзинкам боковых цветоносов (рис.3). Ниже и всхожесть семян в 2-4 раза по центральным и в 2-7 раз по корзинкам боковых цветоносов (рис.4).

Через год после деления особи девясила в вариантах с разной площадью питания мало отличаются друг от друга по морфологическим признакам (особенно особи при схемах размещения 30×30 и 50×50 см). Этим и объясняется незначительное колебание массы 1000 семян между вариантами не более чем на 0,2 г или на 15% (рис.3). Всхожесть семян особей при схеме размещения 90×90 (на 10/III) не уступает (по семенам центральных корзинок) таковой особей при схемах размещения 30×30 и 50×50 см (рис.4). Поскольку цветение каждого генеративного побега происходит базипетально, то и степень формирования семян в корзинке зависит от местоположения последней на генеративном побеге. В связи с этим качество семян корзинок боковых цветоносов уступает качеству семян центральных на 0,3-0,5 г по массе и на 2-18% по всхожести (рис. 3 и 4). В пределах генеративного побега позднее других созревают семена на боковых цветоносах с 3-4 корзинками. И чем больше боковых цветоносов имеет генеративный побег, тем дольше длится период цветения, а значит и период созревания семян.

Кроме того, чем ближе боковой цветонос расположен к терминальной корзинке, тем он быстрее заканчивает цветение. Так, наибольшее количество корзинок на боковых цветоносах с 3-4 корзинками наблюдается у растений в варианте со схемой размещения 90×90 см – по 57% как в год деления, так и через год после него (табл.5). Такой метод как нормирование числа побегов у этих растений не способствовал повышению качества семян: в год деления при существенном (tф.=2,87>tтабл.=2,23) понижении количества семян в корзинках произошло несущественное повышение массы 1000 семян (рис.3) и их всхожести (рис.4). А через год после деления нормирование способствовало несущественному увеличению количества семян в корзинках, но масса 1000 семян повысилась незначительно (рис.3), а всхожесть упала на 4,5% (рис.4).

Таблица 5

Средние параметры формирования генеративных побегов многолетних особей девясила высокого

с разной схемой размещения



Параметры

Год деления (2003 г.)

Через год после деления (2004 г.)

30×30

50×50

90×90

30×30

50×50

90×90

Высота, см

90

120

128

216

224

210

Длина боковых цветоносов, см

14

26

40

23

23

33

Кол-во корз. на 1 ген. побег, шт.

12

20

35

24

23

36

Кол-во корз. на всех боковых цветоносах с

1-й корз., %

63,5

29,5

11,1

26,6

40,3

13,2

2-мя корз., %

22,2

35,9

31,9

30,5

46,5

29,7

3-мя корз., %

14,3

19,2

45,8

33,9

13,2

47,6

4-мя корз., %

0,0

15,4

11,1

9,0

0,0

9,5

Расстояние от термин. корз. до последнего ниже находящегося бок. цветоноса, см

16,6 (1/5 стебля)

46,0 (1/3 стебля)

80,0 (2/3 стебля)

73,8 (1/3 стебля)

74,9 (1/3 стебля)

98,2 (1/2 стебля)


Рис.3. Влияние нормирования числа побегов и обработки соцветий раствором

крезацина на массу 1000 семян многолетних особей девясила высокого.

Рис.4. Влияние нормирования числа побегов и обработки соцветий раствором

крезацина на всхожесть семян многолетних особей девясила высокого.

Эффективным нормирование оказалось на особях при схемах размещения 30×30 и 50×50 см, но лишь через год после проведения омоложения, так как при большой густоте стояния и увеличении вегетативной мощности растений, а также при увеличении количества генеративных побегов происходит ухудшение условий созревания семян. По этой же причине эффективным здесь стало и применение крезацина как на особях при схеме размещения 30×30 см в частности, так и по всем делянкам в целом, независимо от площади питания. В годы деления применение крезацина оказалось эффективным лишь на особях при схеме размещения 50×50 см. Отмечено повышение массы 1000 семян и существенное увеличение всхожести (рис. 3 и 4).

Применение крезацина и нормирования на 3-летних особях положительного влияния не оказало. У 4-летних особей нормирование способствовало повышению массы 1000 семян на 0,2 г и их всхожести на 10%, но в пределах ошибки.

В течение года хранения семян наиболее низка всхожесть обычно у свежесобранных семян, к концу выхода семян из покоя она резко возрастает. Особенно это заметно у семян особей через год после их деления (рис.5).


Рис.5. Лабораторная всхожесть семян (центральных корзинок)

многолетних особей девясила высокого в течение периода их хранения.

Стоит отметить, что всхожесть семян в течение 3 лет их хранения сохраняется и имеет тенденцию к ежегодному увеличению обычно на 10%.

Из многолетних особей наиболее продуктивны по урожайности семян растения при схеме размещения 30×30 см как в год деления, так и через год после него. Но наибольшее количество вызревших семян образуется у особей при схеме размещения 50×50 см, так как коэффициент продуктивности здесь самый высокий (табл.6).


Таблица 6

Семенная продуктивность многолетних

и 3-4-летних особей девясила высокого


Годы

Схема размещения, см


Фактическая продуктивность одного растения

Потенциальная семенная продуктивность (ПСП), ц/га

Реальная семенная продуктивность (РСП), ц/га

Коэффициент продуктивности



г/особь

г/ген. побег

Год деления

30×30

1,48

1,72

10,50

1,64

15,6

50×50

1,86

2,07

4,52

0,74

16,4

90×90

1,92

2,00

1,94

0,24

12,4

Год после деления

30×30

2,40

0,69

38,28

2,67

7,0

50×50

5,86

1,13

17,74

2,34

13,2

90×90

3,55

0,61

9,06

0,44

4,9

Трехлетники

1,48

0,92

3,2

0,3

9,4

Четырехлетники

14,97

3,65

22,4

3,1

13,8

Самая высокая семенная продуктивность (3,1 ц/га) отмечена у 4-летних особей, причем она даже выше таковой многолетних при большей их густоте стояния.



Выводы

1. Девясил высокий в условиях Предбайкалья наиболее полно использует короткий вегетационный период. Однако высокая теплообеспеченность последнего способствует более быстрому прохождению фенофаз. Развивая мощную корневую систему, он успешно переносит весенне-летнюю засуху. Как гемикриптофит, почки которого зимуют в почве, девясил благополучно переживает суровые малоснежные зимы.

2. Вегетативное размножение способствует повышению продуктивности особей. В год деления надземная масса развивается слабо из-за нарушения листо-корневой связи. Через год после деления корневищ происходит интенсивное «коррелятивное» развитие. Полное восстановление исходной массы корневища отмечается уже через 2 года после деления, а общая фитомасса всех корневищ превышает исходную в 4-5 раз.

3. Развитие генеративных органов существенно зависит от условий произрастания. Наиболее качественные семена формируются у особей в вариантах при меньшей площади питания (0,09 и 0,25 м2) с массой 1000 семян 1100 мг и их всхожестью 10-20%. Увеличение площади питания приводит к затягиванию вегетации и формированию менее качественных семян.

4. Применение стимулятора генеративного размножения крезацина и нормирование числа цветоносов повышают качество семян у многолетних особей через год после их деления при большом количестве генеративных побегов, но меньшей их мощности. При небольшом количестве побегов в год деления эти факторы также оказывают положительное воздействие у растений при площади питания 0,25 м2.

5. Вегетативное размножение многолетних особей девясила (делением корневищ) способствует увеличению подземной фитомассы в 1,6 раз по сравнению с исходной, а также резкому увеличению вегетативной мощности растений. Это, в свою очередь, повышает массу 1000 семян на 10% и их всхожесть на 2%, а семенная продуктивность увеличивается в 2 раза.



Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Хабалтуев Е.Ю. К уменьшению доли экологически загрязненной и исчерпаемой антропогенной энергии в агроэкосистемах Прибайкалья / Е.Ю. Хабалтуев, Н.М. Шагеева, Ю.С. Корзинников, Ш.К. Хуснидинов // Экология Байкала и Прибайкалья: мат. Всерос. науч.-практич. молодежн. симп. – Иркутск: ИГУ, 2001. – С.59, 60.

2. Хабалтуев Е.Ю. Интродукция девясила высокого в Иркутской области / И.А. Лукина, Е.Ю. Хабалтуев // Проблемы интродукции растений в Байкальской Сибири: мат. регион. науч.-практич. семинара. – Улан-Удэ: Изд-во Бурят. госун-та, 2002. – С.56-60.

3. Хабалтуев Е.Ю. Создание агроценозов, адаптированных к условиям Приангарья / Н.М. Шагеева, Е.Ю. Хабалтуев // Интеллектуальные и материальные ресурсы Сибири. – Иркутск: Изд-во ИГЭА, 2002. – С.180-182.

4. Хабалтуев Е.Ю. Некоторые вопросы адаптивного растениеводства Приангарья / Ю.С. Корзинников, Д.Д. Троязыков, Е.Ю. Хабалтуев и др. // Мат. регион. науч.-практич. конф., посвященной 50-летию аспирантуры ИрГСХА. – Иркутск,2003. – Ч.2. - С.24.

5. Хабалтуев Е.Ю. Интродукция девясила высокого (Inula helenium L., Asteraceae) в Иркутской области / Е.Ю. Хабалтуев // Растительный покров Байкальской Сибири: сб. статей, посвященный 100-летию со дня рожд. Н.А. Еповой. – Иркутск, 2003. – С.221-223.

6. Хабалтуев Е.Ю. Интродукция девясила высокого в Приангарье / Е.Ю. Хабалтуев, Ю.С. Корзинников // Проблемы сохранения разнообразия растительного покрова Внутренней Азии: мат. Всерос. науч. конф. с междунар. участием. – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2004. – Ч.1. - С.97-99.

7. Хабалтуев Е.Ю. Биопродуктивность девясила высокого в Приангарье / Е.Ю. Хабалтуев // Актуальные проблемы АПК: мат. регион. науч.-практич. конф. 24-28 января 2005 г. – Иркутск, 2005. – С.46, 47.

8. Хабалтуев Е.Ю. Биологические основы интродукции девясила высокого в Приангарье / Е.Ю. Хабалтуев, Н.М. Шагеева, Ю.С. Корзинников, И.А. Лукина // Сельскохозяйственная биология. – 2006. - №1. – С.92-97.

9. Хабалтуев Е.Ю. Рост и развитие девясила высокого при семенном и вегетативном размножении в условиях Предбайкалья / Е.Ю. Хабалтуев // Проблемы устойчивого развития регионального АПК: мат. регион. науч.-практич. конф. 7-8 февраля 2006 г. – Иркутск, 2006. – С.94-97.

Подписано в печать 13.11.06. Формат 60 х 84 1/16.

Усл. печ. л. 1,4. Тираж 100. Заказ 1885.


Издательство Бурятского госуниверситета

670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а





Каталог: content -> news
content -> Национальные рекомендации
news -> Эколого-биологические особенности hippophae rhamnoides L. В западном забайкалье
news -> О негативных последствиях злоупотребления алкоголем
news -> Особенности накопления алкалоидов и микроэлементов в чемерицах Восточного Забайкалья в зависимости от эколого-фитоценотических факторов 03. 00. 16 Экология
news -> Открытие конференции
news -> Влияние пирогенного фактора на особенности структуры и продуктивности луговых сообществ юго-западного забайкалья

Скачать 321.16 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:




©zodomed.ru 2024


    Главная страница