Биологические особенности облепихи в связи с созданием насаждений в условиях Центрального Кавказа

Аркасов, Игорь Асланович

Автореферат диссертации по теме "Биологические особенности облепихи в связи с созданием насаждений в условиях Центрального Кавказа"

На правах рукописи

АРКАСОВ ИГОРЬ АСЛАНОВИЧ

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОБЛЕПИХИ В СВЯЗИ С СОЗДАНИЕМ НАСАЖДЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО КАВКАЗА

Специальность 06.01.07 - плодоводство, виноградарство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

о 1,1* ^

Краснодар 2009

003466207

Диссертационная работа выполнена в ФГНУ «СевероКавказский научно-исследовательский институт горного и предгорного садоводства»

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник Обминская Татьяна Константиновна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор

Кобляков Владилен Владимирович

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Киселева Наталья Станиславовна

Ведущая организация: ГНУ «Северо-Кавказский зональный

научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства» Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится 21 апреля 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.038.04 при ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, главный корпус, аудитория 536.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного аграрного университета (350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13).

Автореферат разослан « 20 » ОЛ 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ^ /

профессор ' Матузок Н.В.

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследований.

В Кабардино-Балкарии произрастает более 140 видов дикорастущих лекарственных растений, большинство из которых применяется в научной медицине (Кос Ю.И., 1963). К числу наиболее интересных относится облепиха крушиновидная (ШррорЬаё гЬат-гклёев Ь.).

Облепиха обладает широким спектром полезных качеств, но особенно велико ее значение в обеспечении медицинской промышленности сырьем для получения целебного масла и других препаратов, которые применяются для лечения ряда заболеваний. Спрос на эти препараты в нашей стране далеко не удовлетворен.

Большая доля потребности в сырье облепихи все еще обеспечивается за счет дикорастущих зарослей, продуктивность которых очень низка и неоднороден ее химический состав. Одним из резервов увеличения производства облепихового масла являются выведение и отбор ценных форм.

Облепиха относится к группе молодых культур, в связи с чем особую важность для успешной работы с ней представляет использование ценного природного материала.

Центральный Кавказ является одним из наиболее крупных районов естественного произрастания облепихи. Сложный рельеф и разнообразие почвенно-климатических условий обусловили формирование на сравнительно небольшой территории различных популяций с многообразием форм. Эта своеобразная природная коллекция далеко не в полной мере изучена и недостаточно используется в практике народного хозяйства.

Цель и задачи исследований. Цель работы в изучении природного разнообразия облепихи в условиях Центрального Кавказа и отборе форм с выраженным комплексом ценных признаков.

Для решения поставленной цели, необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить формовое разнообразие естественных зарослей облепихи.

2. Установить сезонный ритм развития и особенности побегообразования облепихи.

3. Выявить соотношение полов в природных популяциях облепихи.

4. Провести сравнительное изучение внутривидовой изменчивости форм облепихи.

5. Оценить формы облепихи по биохимическому составу плодов.

6. Отобрать формы облепихи, перспективные для выращивания в условиях Центрального Кавказа.

Научная новизна работы. Изучено формовое разнообразие облепихи в степной, предгорной и горно-степной зонах Центрального Кавказа. Показана значительная амплитуда изменчивости хозяйственно-ценных признаков. Установлены районы и обоснована возможность отбора ценных исходных форм облепихи. Определено соотношение полов в природных популяциях. Выявлено значительное влияние пыльцы местных мужских форм на интродуци-руемые алтайские сорта: Дар Катуни и другие. Выявлены некоторые закономерности в зональном распределении признаков вида.

Практическая значимость работы. В результате экспедиционных обследований нами были выделены перспективные формы, обладающие полезными свойствами: умеренным ростом и развитием, хорошим плодоношением, разными сроками созревания, высоким содержанием биологически активных веществ, слабой степенью околюченности, длиной плодоножкой.

Лучшими по комплексу хозяйственно-биологических признаков оказались семь женских форм (Б-1, Б-8, Б-11, Б-13, Б-14, Б-16, Б-35), отобранных в естественных зарослях облепихи, четыре гибридные женские формы (2А, 4, 5, 6/2) и две мужские гибридные формы (2 и 4).

Плантация (маточник) облепихи заложена на площади 1 га в предгорной зоне, включает коллекцию дикорастущих и 12 гибридных форм, полученных путем искусственного отбора.

Основные положения, выносимые на защиту:

- характеристика экологических условий и обоснование оптимизации размещения облепихи в степной, предгорной и горностепной зонах;

- биологические особенности облепихи в наших условиях;

- важнейшие особенности формирования культурных насаждений облепихи.

Апробация работы. Результаты исследования обсуждены в периодической печати, публикациях в тематических изданиях (2004-2008); в докладах на научно-практической конференции мо-

лодых ученых (г. Нальчик, 2004); на Международной научно-практической конференции (г. Краснодар, 2005); на Международной научно-практической конференции «Развитие наследия И.В. Мичурина и подготовка кадров» (г. Мичуринск, 2005); на VIII Международной конференции «Биологическое разнообразие Кавказа» (г. Нальчик, 2006); на IX конференции молодых ученых КБНЦ (г. Нальчик, 2008) и в журнале «Садоводство и виноградарство» (№ 3, 2008).

Реализация результатов исследований. Выделенные формы и гибриды размножаются в питомниках Кабардино-Балкарской республики и Северо-Кавказского НИИ горного и предгорного садоводства; в 2004 году заложен маточно-черенковый сад. Посадочный материал выделенных гибридных форм реализуется в садоводческие хозяйства, арендные и фермерские предприятия, индивидуальному сектору КБР, Северной Осетии и Республике Ингушетия.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы шесть научных статей, в том числе одна в центральном реферируемом журнале.

Объем работы. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав и предложений по использованию результатов исследования, содержит 27 таблиц, 15 рисунков. Список использованной литературы включает 123 наименования отечественных и 28 иностранных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Обзор литературы. Формовое разнообразие естественных популяций облепихи для отбора в культуру

К биологическим особенностям облепихи следует отнести многообразие ее форм, которые резко отличаются друг от друга (полиморфизм). Отечественные и зарубежные исследователи отмечают, что большой полиморфизм облепихи наблюдается не только в различных районах ее естественного произрастания, но даже в пределах небольшой территории (Абуталыбов, Рустамов и др. 1950; Букштынов, 1977; Гатин, 1963; Лааган, 1970; Трофимов, 1976; Елисеев, Фефелов, 1977; Гроссгейм, 1952; Ершов, 1957; Киртбая, 1977; Кондратов, 1979, 1981, 1999, 2004; Койков, 1980; Обминская, 1976, 1999, 2005; Эйдельтант, 1998; Скалий, 2007; Braun, 1954; Darmer,

1952; Heigi, 1923; Chagiang, X. Qinglian, 2002; R. Cheng, Li Dai-giong Jiang, 2002; Shangguan Tie-Liang, 2004; Merlescu, Cireasa, 1984; Turner, Muir, 1985; Weber, 1976).

Эти исследователи изучили экологический оптимум для создания насаждений облепихи в различных природных условиях Северного Кавказа, который не получил достаточного освещения в литературе.

Глава 2. Объекты и методика исследований

2.1. Объекты и материал

Экспериментальная часть работы проводилась на базе ФГНУ Северо-Кавказского научно-исследовательского института горного и предгорного садоводства, в лаборатории ягодных культур.

Последние основные исследования проводились с 2004 по 2007 годы. Были проведены экспедиционные обследования в дикорастущих массивах облепихи: в степной зоне - окрестности поселка Джулат, в пойменной части реки Терек, на границе Майского и Терского районов: в предгорной зоне - низины карьерных разработок селения Урвань; в горной зоне - окрестности г. Тырнауза и верхнему течению реки Баксан до Азау.

Гибриды облепихи были получены от скрещивания сортов сибирской облепихи с местными дикорастущими мужскими формами. Из них отобраны для исследований четыре мужские и четыре женские формы. В качестве контроля - алтайский сорт Дар Катуни. В 2003 году почти у всех форм отмечено полное вступление в плодоношение.

По комплексу хозяйственно-ценных признаков выделены и рекомендуются для производственного испытания семь женских (Б-1, Б-8, Б-11, Б-13, Б-14, Б-16, Б-35) и четыре мужских (Затишь-енская 2; 3; 4; 5).

Растительному и почвенному покрову всех изучаемых нами мест присущи горизонтальная поясность и вертикальная зональность. На равнинной части в пойме реки Терек близ поселка Джулат почва под зарослями облепихи представлена, в основном, мощными слабовыщелоченными и карбонатными черноземами.

Почвы в районе селения Урвань представлены серыми и темно-серыми лесными, оподзоленными и типичными черноземами. По данным Керефова и Фиапшева (1968) в этой местности ветре-

чаются еще лугово-слабовыщелоченные, карбонатно-луговые луго-во-болотные почвы около речных долин. Облепиховые заросли встречаются на всех видах почв, за исключением последнего вида.

В горной части территории региона облепишники в основном распределены на горно-луговых и горно-степных видах почв.

2.2. Методика

Проводились экспедиционные и стационарные исследования.

При изучении выделенных форм облепихи использовали Программу и методику селекции плодовых, ягодных и орехоплодных культур (Мичуринск, 1980), а также методику описания дикорастущих форм облепихи Кондрашова (1977). Степень колючести побегов установили по методике Потапова и Бородачева (1980). Фенологические наблюдения проводили по методическим указаниям Бейдеман (1974), Елагина (1975), Зайцева (1981). Соотношение полов в природных популяциях определяли путем пересчета куртин и особей в них.

В опытах по искусственному опылению использовали изоляторы из плотной ткани. Техника опыления осуществлялась согласно методическим рекомендациям по культуре облепихи Калининой, Пантелеевой (1978).

Химические анализы плодов выполнены в лаборатории аналитической химии ФГНУ СКНИИГПС под руководством Балкаровой. Содержание каротинов в свежих плодах анализировали по ФС-42-1052-76, витамина С - по ГОСТу 1994-76. Содержание массовой доли жира определяли по Ермакову и др. (1972). Математическую обработку экспериментальных данных проводили с применением программы «51а11зис-6» на компьютере «РепНштЯУ».

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Глава 3. Биологическая и хозяйственная оценка естественных популяций облепихи

3.1. Таксационная характеристика естественных зарослей облепихи

В зависимости от возраста насаждений выделены IV группы:

I - молодняки - 1-4 года; II - облепиха 5-8 лет - начало плодоношения; III - кустарники 9-12 лет - период полного плодоно-

шения; IV - облепиха 13 лет и выше - период старения. В крупных массивах встречаются все четыре группы. Молодые возрастные группы чаще встречаются по течению рек Терек и Малка в степной зоне.

Наибольшая по высоте облепиха от 10 до 15 м находится в долинах рек Чегем, Баксан, Терек и Малка. По степени покрытия площади, сплошные заросли встречаются в горных ущельях, а на равнине характер покрытия чаще куртинный и полосной. По цвету плодов в верховьях рек чаще всего наблюдаются красноплодные и оранжевые формы, а в низинных местах преобладают желтоплод-ные. Во всех изучаемых зонах урожай облепихи был больше на особях, у которых были длинные плодоносящие побеги или початки. С увеличением возраста насаждений возрастал сухостой.

3.2. Формовое разнообразие популяции облепихи крушиновидной в долинах рек Центрального Кавказа

Кавказская раса облепихи произрастает по течению горных рек (Баксан, Чегем, Малка, Черек-Балкарский, Черек-Хуламский, Белая, Нальчик и др.), которые берут начало с ледников, прорезают горные ущелья, выходят на равнину и впадают в Терек. В ущельях облепиха начинает расти с высоты 1000-1200 метров над уровнем моря. В равнинной местности она в большей степени растет в степной зоне на высоте 200 метров над уровнем моря в Прохладнен-ском, Майском, Урванском и Терском районах.

Отбор лучших форм проводился по целому ряду признаков. По размеру плодов формы облепихи были разнообразны по длине (от 5,4 до 10,1 мм) и ширине (от 5 до 8,5 мм). Наиболее часто встречались формы с плодами длиной 7,5-9 мм, шириной 5-5,6 мм. Масса 100 штук плодов варьировала по формам от 10,7 до 39,7 г при средней массе плодов 0,2-0,3 г; у гибридных форм от 18,6 до 50 г при длине от 9-11 мм, ширине 6-8 мм, средняя масса составляла 33,4-41,3 г. Абсолютная масса семян (100 шт.) дикорастущей облепихи колебалась от 1,08 до 1,8 г, а размер семян: длина от 4,7 до 6,2 мм, ширина от 1,9 до 3,0 мм. По форме встречались плоды: округлые, овальные, удлиненные, боченочно-овальные, барбарисо-видные, перчиковидные.

Из одной цветочной почки образуется целая розетка плодиков. В зависимости от форм количество плодов в розетке бывает мини-

мальное - 2, максимальное - 15, среднее и чаще встречающееся - 34 штуки. Розетки плодиков в зависимости от количества в них ягод могут быть рыхлого или плотного сложения. От этого, зависит урожай с куста (дерева). Урожай зависит и от длины плодоножки, которая бывает от 2 до 4 мм и более.

По размеру листьев и их окраске отмечали крупнолистные, средние и мелколистные формы с темно-зеленой и светло-зеленой окраской. Размер листьев изменялся от 6,0 до 8,9 см по длине и от 0,6 до 1,5 см по ширине.

Наиболее ценным признаком формы является отсутствие шипов (колючек). Нам удалось найти в Баксанском ущелье три формы, одна из которых не имела шипов, а две другие имели мягкие шипы.

Большинство форм в сильной и средней степени околючены. Размер колючек на однолетних побегах достигает от 1,1 до 3,9 см, на двухлетних от 1,1 до 9,7 см. Формы кавказской облепихи в При-эльбрусье по долине реки Баксан отличались разнообразием и по содержанию биологически активных веществ.

3.3. Сезонный ритм развития облепихи

В степной зоне пробуждение почек начинается в конце марта

- начале апреля, в горной - в третьей декаде апреля. Облепиха по наступлению вегетации в окрестности городов Нальчика, Чегема и Баксана занимает промежуточное положение между степной и горной зонами.

Цветение облепихи начинается в конце первой декады апреля

- в первой декаде мая, спустя 10-15 дней после начала вегетации. Сумма положительных температур к началу цветения составляет 83-137° С, к концу - 174-366° С. Начало и продолжительность цветения в значительной степени зависят от местоположения и ориентации отдельных растений или их групп, а также от погодных условий.

От пробуждения почек до начала созревания плодов облепихи проходит 97-125 дней. За этот межфазный период сумма положительных температур составляет 1830-1887° С.

Преобладают среднеспелые формы облепихи, на фоне которых четко выделяются раннеспелые и позднеспелые с разницей сроков созревания от 10 до 30 дней.

Наиболее растянутым (120 дней) и периодом от созревания плодов до окончания вегетации характеризуется популяция облепихи на степной равнине в поймах рек Терек, Баксан, Курп, Малка и др.

Самый короткий период от созревания плодов до окончания вегетации (35-50 дней) имеет облепиха в горной зоне Приэльбру-сья, в течение которого накапливается около 400° С положительных температур, а среднесуточная температура воздуха не превышает 8° С.

Продолжительность вегетационного периода облепихи в степной зоне составляет около 230 дней, а в высокогорье 180 дней. Эту особенность необходимо учитывать при интродукции нашей облепихи в более северные районы страны.

Таким образом, Центральный Кавказ представляет собой регион естественного обитания облепихи, отдельные популяции и формы которой значительно различаются по времени прохождения сезонных фаз развития.

3.4. Особенности побегообразования

Ростовым побегам свойственен рост с весны до осени. Обрастающие побеги прекращают активный рост к концу июля. Большая их часть отмирает в год появления из почек, на оставшихся происходит плодоношение в следующем году. В отличие от сибирской облепихи (в частности алтайских сортов), у которой обрастающие побеги отмирают в год появления, и ветви оголяются, для местных форм характерна дицикличность обрастающих побегов. И лишь в высокогорных районах, наряду с типичными, встречаются растения облепихи, обрастающие побеги у которых функционируют только один год.

Продолжительность и интенсивность роста побегов, величина их прироста зависят от места и условий произрастания. Более интенсивный рост и наибольший прирост побегов (ростовых 25-28 и обрастающих 11-18 см) наблюдается у форм в условиях культуры. Сравнительная оценка дикорастущих растений показала, что в районах Приэльбрусья рост побегов у облепихи начинается позже, чем в предгорной и степной зонах, но проходит интенсивнее в течение всего периода, достигая наибольшего прироста: ростовых до 15 см и обрастающих до 8 см. Сравнительно раннее начало и окончание по-

ступательного роста побегов облепихи наблюдается в степной зоне, где побеги отличаются наименьшей величиной прироста: ростовые в пределах 12, а длина обрастающих достигает в среднем 6 см.

Кавказская облепиха местного происхождения имеет некоторые свои особенности. В частности мужские и женские растения, произрастающие в верховьях гор, отличаются более крупными почками по сравнению с облепихой предгорной и степной зон. При этом встречаются женские особи, имеющие не две, а четыре-шесть кроющих чешуй, а мужские - 10-14 и более. Вероятно, эта особенность имеет отношение к одному из защитных приспособлений у растений облепихи - действию низких температур.

3.5. Биология прорастания семян облепихи

Энергия прорастания семян колебалась в 2008 году от 2,8 до 65,5%, а всхожесть - от 30 до 90%. Отмечены также достоверные различия некоторых среднепопуляционных показателей: энергия прорастания изменялась от 17,6±8,9% (у образцов степной зоны) до 35,8±9,8% (у образцов горной зоны), всхожесть колебалась соответственно от 60,2±9,7 до 96,1 ±1,6%. На второй год хранения посевные качества большинства изучаемых образцов повысились от 4 до 80%, а всхожесть - от 85 до 90%. На третьем году хранения энергия прорастания семян снизилась по сравнению с показателями, полученными во втором году. Всхожесть семян, несмотря на некоторое снижение, сохранилась на высоком уровне (выше 80%). Тогда как по данным Т.Т. Трофимова (1976), И.П. Елисеева и И.А. Мишулиной (1971) всхожесть семян облепихи, сохраняясь в течение двух лет, уже на третий год хранения значительно снижается. Согласно классификации В.И. Некрасова (1973), обладая неглубоким покоем, семена изученных форм облепихи следует отнести к группе хорошо сохраняющих жизнеспособность при довольно длительном хранении в обычных (комнатных) условиях.

3.6. Соотношение женских и мужских особей в природных популяциях облепихи

Результаты наших исследований показали, что в естественных популяциях облепихи наблюдается близкое к равновесному соотношение полов. Однако в районах, удаленных от крупных населен-

ных пунктов (Приэльбрусье), имеется некоторый перевес женских растений - 1,5:1, тогда как на побережье рек Малка, Нальчик, Чегем, Баксан, Терек и других - более активно посещаемых местным населением и туристами, соотношение меняется в пользу мужских экземпляров - 0,9:1.

Наиболее крупные облепиховые куртины, как по площади, так и по числу растений, сосредоточены в среднем течении вышеуказанных рек на высоте 777-1200 м над уровнем моря.

3.7. Отбор перспективных форм облепихи

К особенностям облепихи, произрастающей на Центральном Кавказе, следует отнести формирование значительного числа плодов в одной цветочной почке: от 1,7 до 5,5. Абсолютный максимум составил 12-14 штук плодов. У калининградской, алтайской и приис-сыккульской облепихи формируется соответственно 1,5-4,1; 2,0-4,2; 2,06-3,29 плода в одной цветочной почке (Кондратов, 1980).

Важнейшим показателем качества плодов является их биохимический состав. Содержание массовой доли жира колеблется в изучаемых формах от 0,8 до 6,4%, а в среднем по популяциям - 1,44,3%. В верховьях р. Баксан отобрано наибольшее число (свыше 63%) высокомасличных форм. По содержанию суммы каротиноидов внутри изучаемых нами популяций диапазон изменчивости составляет 3-9%.

Среди изученных нами преобладают особи с содержанием каротиноидов в плодах в пределах 2-5 мг%. Во всех местообитаниях часто встречаются растения, накапливающие в плодах свыше 15 мг% каротиноидов. Перспективным в отношении отбора высокока-ротиноидных форм является район верховий р. Баксан.

Высокое содержание витамина С в плодах облепихи - от 14,9 до 150,0 мг%, по всей вероятности, связано со значительной высотой местности над уровнем моря.

Сопоставляя результаты биохимических анализов плодов за 2004-2006 годы, можно прийти к выводу, что облепиха на Центральном Кавказе отличается низким содержанием витамина С и каротина, в сравнении с сибирской (каротин от 0,9 до 10,9 мг%, витамина С от 8,6 до 272,5 мг%) и среднеазиатской облепихой (каротин от 10,5 до 20,4 мг%, витамина С от 127,8 до 245,4 мг%) (Букшты-нов, 1985). Накопление витамина С в плодах варьировало по годам с

2004 по 2007 гг., в результате больших колебаний метеорологических условий наблюдалось неодинаковое созревание плодов. Так в 2004 году в начале октября плоды облепихи были в стадии оптимальной зрелости и содержание витамина С у шести форм достигало 120-150 мг%. В 2005 и 2007 гг. плоды в это время уже перезрели и наличие витамина С было ниже (3,4-23,8 мг%), поэтому низкое содержание витамина С нельзя считать особенностью облепихи.

По содержанию массовой доли жира горная кавказская облепиха не уступает сибирской. Так при анализе вышеуказанных шести форм облепихи ее оказалось больше 5% массовой доли жира.

3.8. Характеристика отобранных дикорастущих форм

Приводим краткую характеристику наиболее перспективных форм дикорастущей кавказской облепихи (обозначение «Б» имеют формы, отобранные в Баксанском ущелье, «Т» - по реке Терек, «Ч» -в Чегемском ущелье).

Форма Б-1. Высота дерева - 4 м. Диаметр кроны - 2,5 м. Листья длиной 8,6 см, шириной 0,81 см. Колючки отсутствуют. Плоды светло-оранжевые крупные, длиной 8,3 мм, шириной - 7,3 мм. Масса 100 плодов 30,4 г. Урожай хороший - 4,2 кг. Форма выделена за бесши-пость и крупноплодность.

Форма Б-8. Высота дерева -2 м. Диаметр пониклой кроны -2,3 м. Листья длиной 6,95 см, шириной 0,89 см. Длина плодоносящего побега (початка) - 20 см. Среднеоколючена, длина колючек 2 см. Плоды блестящие, оранжевые, длина их 8,5 и ширина 6,6 мм. Масса 100 ягод - 19 г. Количество плодов из цветочной почки минимальное - 3, максимальное - 12. Длина плодоножки - 3,1 мм. Урожай - 3 кг.

Форма Б-11. Высокогорная (1850 м над уровнем моря). Дерево высотой 1,5-1,7 м, диаметр кроны 2,5 м. Листья длиной 8,89 см, шириной 0,98 см. Околюченность большая. Длина колючек: минимальная - 1 см, максимальная - 7 см. Плоды оранжевые. Масса 100 ягод -28 г. Количество плодов в розетке: минимальное - 2, максимальное-15 штук. Урожай — 4 кг с дерева.

Форма Б-13. Высота дерева 3,5 м, диаметр кроны 2,5 м. Лист длиной 7,28 см, шириной 0,98 см. Околюченность средняя, длина колючек от 1 до 4 см. Плоды оранжевые, 9,5 мм длиной и 8,5 мм шириной. Масса 100 ягод - 39,7 г. Минимальное количество плодов в розетке — 2, максимальное — 7 штук. Длина плодоножки — 3,1 мм. Уро-

жай - 5 кг с дерева. Содержание витамина С - 29,3 мг%, каротина -1,46 мг%, масла - 5,36%.

Форма Б-14. Высота дерева -4 м, диаметр кроны - 2,5 м. Лист длиной 8,6 см, шириной 1,09 см. Околюченность средняя, длина колючек минимальная -1,2 см, максимальная - 3,4 см. Плоды оранжево-красные, длиной 8,5 мм, шириной 6,5 мм, плотные с сухим отрывом. Длина плодоножки - 2,7 мм. Масса 100 плодов - 25 г. Количество ягод из одной почки минимальное - 6, максимальное - 8 штук. Плоды приятны на вкус. Урожай высокий - 5 кг с дерева. Содержание масла в плодах - 5,5%, форма очень масличная.

Форма Б-16. Высота растения - 3,5 м, диаметр кроны - 2,5 м. Листья мелкие: длина - 8,3 см, ширина - 0,62 см. Почки очень крупные. Околюченность слабая. Длина колючек минимальная - 0,5 см, максимальная - 1,7 см. Колючки мягкие. Плоды светло-оранжевые, длина - 7,2 мм, ширина - 5,2 мм. Масса 100 ягод - 12,5 г. Количество плодов в розетке: минимальное - 2, максимальное -14 штук. Плодоножка длиной 2 мм, с мокрым отрывом. Урожай -3,5 кг с дерева. Ценным признаком формы является слабая околюченность.

Форма Б-35. Высота дерева - 2 ,5 м. Диаметр раскидистой кроны - 2,3 м. Листья сильно опушенные и вогнутые длиной 7,3 см, шириной 0,78 см. Околюченность слабая. Длина колючек: минимальная - 0,3 мм, максимальная - 1 см. Плоды оранжевые с темно-красными полюсами. Отрыв мокрый. Длина - 9,7 мм, ширина - 8,6 мм. Масса 100 плодов - 42,4 г. Урожай - 10,8 кг с куста. Форма выделена за крупноплодность и высокую урожайность.

По результатам наших экспедиционных исследований в дикорастущих массивах облепиховых зарослей выделено 60 форм, из которых семь представляют несомненный интерес: Б-1, Б-8, Б-11, Б-13, Б-14, Б-16, Б-35.

Глава 4. Биологическая и хозяйственная оценка гибридных форм облепихи

4.1. Фенология форм гибридов облепихи

В 1996-1997 годах по ростовым показателям (высота и окружность стволика) выделили 36 гибридных форм с интенсивным развитием и 24 низкорослых растений (Обминская, 1998). Из них для изучения были отобраны 12 наиболее перспективных гибридных

форм - 5 мужских и 7 женских гибридных форм и одного сорта Дар Катуни - в качестве контроля.

Отмечена разница прохождения фаз развития у гибридных форм облепихи в зависимости от погодных условий.

В 2004 году вследствие холодной зимы начало вегетации на гибридном участке началось 15 марта. Образование пыльников на мужских формах отмечалось 30 марта, но вегетация облепихи была приостановлена наступлением возвратных весенних заморозков, при которых среднесуточная температура +4 - +8° С падает до 0-3° С, с 1 по 4 и уже 5 апреля поднимается до первоначальных значений. Нами отмечена задержка вегетации всех изучаемых форм на несколько дней. Фаза цветения и раскрытия пыльников началась с 12 апреля, 28-го началось образование зеленых побегов, а 13 мая и завязей. Созревание плодов наблюдалось с 25 августа по 25 сентября. Листопад проходил с 15 октября по 25 ноября.

В 2005 году начало вегетации наблюдалось 10 марта, что связано с относительно теплой зимой, вызвавшей ослабление жизненных процессов в растениях. Образование пыльников у мужских форм облепихи наблюдалось 3 апреля. Цветение и раскрытие пыльников началось 10 апреля, 25 апреля отмечено начало образования зеленых побегов, а 11 мая образование завязей. Здесь прослеживается разница в датах наступления фаз вегетации вплоть до фазы созревания плодов, к которой все гибридные формы облепихи подходят в одинаковые сроки, с 25 августа по 25 сентября. Листопад отмечался с 15 октября по 25 ноября.

Начало вегетации в 2006 году из-за теплой зимы совпало с 2005 годом - 10 марта. Совпадают все фазы вегетации. Отличием 2005 от 2006 года был более благоприятный режим влагообеспеченности: 773 мм осадков в 2005 году и 503 мм - в 2006. Это отразилось на динамике ростовых процессов.

В результате фенологических наблюдений нами установлены разные сроки созревания плодов гибридных форм. Определены формы с ранним (с 20 по 30 августа — формы 1, 2, 2А), средним (с 30 августа по 10 сентября — формы 4, 5) и поздним созреванием плодов (с 12 по 25 сентября - формы 3, 6/2).

4.2. Биологические особенности роста

Для облепихи характерны два типа ветвления (Скалий, 2007). Вначале жизни идет моноподиальное ветвление. На 3-5 годы на концах осевых побегов почки заменяются колючками, и облепиха ветвится симподиально.

Нами выявлены различия в росте побегов мужских и женских форм. Продолжительность периода роста женских и мужских форм с 30 марта по 10 июля 2004 года составила 73 дня, с 30 марта по 20 июля 2005 года - 83 дня и с 10 мая по 20 июля 2006 года - 71 день.

Наибольшая интенсивность роста побегов у мужских и женских гибридных форм в течение трех лет наблюдалась с 10 мая по 10 июля. Далее прослеживается резкий спад прироста вегетативной массы, что объясняется наступлением фазы созревания плодов и синтезом в вегетативных частях растений запаса питательных веществ, так как основные биологически активные вещества, задействованные в ростовых процессах, переключаются на формирование урожая и подготовку растения к состоянию вынужденного покоя. К моменту окончания роста на концах побегов образуется колючка (чаще всего) или почка (Фефелов, Фефелова, 1991).

При исследовании динамики роста женских и мужских гибридных форм пришли к выводу, что длина побегов влияет на размеры кроны, а это соответственно сказывается на урожайности.

4.3. Вегетативно-продуктивные образования гибридных мужских и женских форм облепихи

В процессе изучения динамики роста и развития побегов исследовались почки и колючки по мужским и женским гибридным формам. По количеству и длине побегов, а также по числу почек среди мужских гибридных форм лидирует форма 4, что показывает ее перспективность, как опылителя. В целом, как наиболее перспективные, выделены мужские формы: 2 - за отсутствие шипов и формы 4 и 5, обладающие наибольшим количеством почек.

Из таблицы 1 следует, что число почек на гибридных мужских формах облепихи по мере увеличения возраста, как правило, сокращается, причем это уменьшение видно на форме 3. Длина почек за три года осталась постоянной и составила 1,2-1,4 см, в зависимости от выделенной формы.

Таблица 1 - Число и размеры вегетативно-генеративных почек лучших гибридных мужских форм облепихи на 6-8-й годы после

2004 год 2005 год 2006 год В среднем

почек, длина почек, длина почек, длина почек, длина

Форма шт. почек, шт. почек, шт. почек, шт. почек,

см см см см

Дар Катуни 50,0 1,2 44,0 1,2 27,0 1,2 40,3 1,2

(к)

2 76,0 1,3 52,0 1,3 23,0 1,3 50,3 1,3

3 65,0 1,4 30,0 1,4 13,0 1,4 36,0 1,4

4 54,0 1,3 63,0 1,3 38,0 1,3 51,7 1,3

5 66,0 1,4 58,0 1,4 22,0 1,3 48,7 1,4

НСР05 2,8 - 3,4 - 2,2 - 2,6 -

Число и размеры вегетативно-генеративных почек гибридных женских форм приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Число и размеры вегетативно-генеративных почек

лучших гибридных женских форм облепихи на 6-8-й годы после посадки (в среднем на растение) ___

Форма 2004 год 2005 год 2006 год В с реднем

почек, шт. длина почек, см почек, шт. длина почек, см почек, шт. длина почек, см почек, шт. длина почек, см

1 44,0 0,6 24,0 0,6 16,0 0,6 28,0 0,6

2 47,0 0,8 42,0 0,8 20,0 0,8 36,3 0,8

2А 53,0 0,9 34,0 0,8 38,0 0,8 41,7 0,8

3 36,0 0,6 20,0 0,6 15,0 0,6 23,7 0,6

4 46,0 0,6 16,0 0,6 16,0 0,6 26,0 0,6

5 25,0 0,5 32,0 0,5 18,0 0,5 25,0 0,5

6/2 48,0 0,6 63,0 0,6 19,0 0,6 43,3 0,6

Дар Катуни 41,0 0,6 38,0 0,6 17,0 0,6 32,0 0,6

НСРа, 3,8 - 4,6 - 2,4 - 2,0 -

Размеры почек у женских форм меньше, чем мужских и также остаются величиной постоянной по годам, а неодинаковы только у изучаемых форм (0,5-0,8 см).

Число почек на женских гибридных формах чаще всего меньше, чем на мужских. Больше почек, приносящих урожай, находится на формах 6/2 и 2А.

Анализируя околюченность мужских и женских гибридных форм, мы выделили мужскую форму 2 вообще без колючек, а среди женских их меньше на форме 3 и больше всего на форме 6/2.

Среди женских гибридных форм формы 2А и 6/2 имеют наибольшее количество и длину побегов, больше почек, что является предпосылкой лучшей их урожайности.

4.4. Урожайность гибридных женских форм

При исследовании урожайности гибридных женских форм было установлено влияние погодных условий на продуктивность растений (табл. 3). Оценка урожайности проводилась с использованием параметров массы 100 шт. плодов и массы плодов с куста (дерева). По первому показателю лидировали контроль и форма 2А -масса плодов у нее в 2004 году составляла 40,1-42,6 г, что говорит о крупности ее ягод. Урожай формы 2А с дерева 16,3 кг также самый высокий.

Таблица 3 - Урожай гибридных женских форм облепихи за 2004-2006 гг.

Форма 2004 год 2005 год 2006 год В среднем

масса 100 ягод,г масса ягод с куста (дерева), кг масса 100 ягод,г масса ягод с куста (дерева), и-г масса 100 ягод,г масса ягод с куста (дерева), кг масса 100 ягод, г масса ягод с куста (дерева), кг

1 36,4 10,7 37,0 8,8 37,4 7,3 36,9 8,9

2 34,7 8,9 35,1 8,2 36,6 6,7 35,5 7,9

2А 42,6 16,3 42,0 14,7 42,3 15,8 42,3 15,6

3 33,6 7,1 34,2 5,8 35,7 5,0 34,5 6,0

4 32,8 7,5 33,4 5,2 34,2 5,3 33,5 6,0

5 30,5 6,5 32,1 8,3 33,0 4,8 31,9 6,5

6/2 34,0 12,7 38,4 15,5 39,1 7,2 37,2 11,5

Дар Катуни (к) 40,1 8,7 41,7 8,0 41,9 4,3 41,2 7,0

НСРо.5 2,5 1,2 2,8 1,5 3,5 1,4 5,0 1,8

В вегетационный период следующего 2005 года доминирующее положение занимает форма 6/2. Несмотря на то, что масса 100 шт. плодов составляет 38,4 г, у 2А она 42,3 г, общий урожай с дерева составил 15,5 кг, что больше чем 14,7 кг с дерева у формы 2А.

В 2006 году мы наблюдали небольшое падение массы 100 плодов по всем формам на фоне заметного снижения массы плодов с куста (дерева). Самые высокие показатели у формы 2А и сорта Дар Катуни. Наиболее перспективны по урожайности формы -2А и 6/2.

4.5. Динамика биохимического состава плодов гибридных форм облетай

Динамика прослеживается при сравнительном анализе биохимического состава плодов облепихи (табл. 4).

Сопоставляя данные погодных условий с изучаемыми данными, мы видим влияние их на вкусовые качества и накопление в плодах БАВ. При анализе результатов по содержанию БАВ в плодах облепихи за три года мы видим, что у гибридных форм разная по амплитуде, но одинаковая тенденция на снижение растворимых сухих веществ, кислотности, Сахаров и витамина С в динамике.

Один из важнейших показателей, определяющих качество плодов облепихи — массовая доля жира. По содержанию массовой доли жира изучаемые гибридные формы не уступают алтайским сортам облепихи. У семи форм массовая доля жира оказалась больше 5%. Формы 4 и 5 имели высокую, а формы 1, 2, 6/2 - среднюю массовую долю жира. Это показывает, что амплитуда падения БАВ при перезревании способствует накоплению в ягодах массовой доли жира и Сахаров.

В результате анализа биохимического состава плодов гибридов облепихи нами установлены наиболее перспективные формы: 1, 2, 3, 4, 5, 6/2. Наибольшая относительно других форм С-витаминность у формы 3; высокая массовая доля жира у форм 2, 6/2 (5,3 и 5,8%) и особенно у 4 и 5 (6,8 и 6,0%).

Таблица 4 - Динамика химического состава плодов у гибридных форм облепихи.

Лаборатория СКНИИГПС, средние показатели за 2004-2006 гг.

Форма Растворимые сухие вещества, % Сахар, % Кислотность, % Витамин С, мг% Массовая доля жира, % Дегустационная оценка, балл

Дата проведения анализа

16.08 20.09 25.10 16.08 20.09 25.10 16.08 20.09 25.10 16.08 20.09 25.10 30.10

1 9,3 8,1 7,2 5,6 4,8 4,0 2,4 2,8 2,4 69,3 30,3 18,1 5,3 4,3

2 9,7 8,7 8,0 5,8 4,9 4,5 2,7 2,4 2,0 88,2 44,9 13,5 5,6 4,5

2А 8,7 8,1 7,3 5,2 5,2 4,6 2,8 2,4 2,3 51,2 22,3 19,5 5,4 4,0

3 9,2 8,6 7,8 5,6 5,1 4,7 2,3 2,1 1,8 125,6 90,1 67,4 5,2 3,4

4 8,5 7,7 7,3 5,1 4,5 4,4 2,3 2,0 1,6 50,3 35,0 18,0 6,8 4,3

5 8,8 8,3 6,8 4,3 4,3 3,9 2,2 1,7 1,7 41,3 32,4 18,5 6,0 4,8

6/2 8,5 8,0 6,9 5,1 4,9 3,9 2,8 2,1- 1,9 41,5 25,2 14,4 5,8 3,5

Дар Ка-туни (к) 8,6 8,2 6,9 5,9 4,9 4,3 3,0 2,2 1,9 78,8 71,0 50,6 5,1 4,0

ВЫВОДЫ

1. Исследования, проведенные в естественных популяциях облепихи крушиновидной в различных природно-экологических зонах Центрального Кавказа показали, что в данной части ареала находится богатый ее генофонд, возникший под влиянием сложных и разнообразных природных условий: вертикальной зональности и почвенной разности.

2. В результате обследования естественных зарослей облепихи Центрального Кавказа выделено 60 перспективных форм, обладающих полезными свойствами: умеренным ростом, высокой продуктивностью, разными сроками созревания, высоким содержанием биологически активных веществ в плодах, слабой степенью околю-ченности, длинной плодоножкой и др. Лучшими по комплексу хозяйственно-биологических признаков оказались формы: Б-1, Б-8, Б-11, Б-13, Б-14, Б-16, Б-35, 2А, 4, 5,6/2.

3. Центральный Кавказ представляет собой район естественного обитания облепихи, отдельные популяции и формы которой значительно различаются между собой по времени прохождения сезонных фаз развития. Продолжительность вегетационного периода облепихи в степной зоне составляет около 230 дней, а в высокогорье - 180 дней. С увеличением высоты над уровнем моря сроки прохождения фаз вегетации заметно сокращаются. Эту особенность необходимо учитывать при интродукции облепихи в северные районы нашей страны.

4. По срокам созревания плодов выявлены формы облепихи: ранние (1; 2; 2 А); средние (4; 5) и поздние (3; 6/2).

5. Наиболее растянутым (120 дней) и теплым периодом от созревания плодов до окончания вегетации растений, характеризуется популяция облепихи степной равнины в поймах рек Терек, Баксан, Курп, Малка и др. Самый короткий период (35-50 дней) присущ популяции облепихи в горной зоне Приэльбрусья.

6. В природных популяциях облепиха произрастает в основном куртинами, состоящими из однополых особей. В благоприятных условиях произрастания (по берегам рек Терек, Малка, Баксан, Черек, Чегем и др.) наблюдается равное соотношение мужских и женских растений. Среди женских растений отобраны гибридные формы 2 А и 6/2, отличающиеся образованием большего количества почек, формирующих урожай и форма 3, характеризующаяся на-

личием меньшего количества колючек. Среди мужских растений наиболее перспективными опылителями явились формы 4 и 5 с наибольшим количеством цветковых почек и форма 2 - бесшипая.

7. Выявлено защитное приспособление облепихи к низким температурам, проявляющееся в увеличении количества кроющих чешуй с 2 до 4-6 шт. и более. Отмечена необходимость подбора к особям алтайских сортов мужских форм, отобранных из местных популяций, ввиду их лучшей приспособленности к неблагоприятным климатическим факторам. Это позволит целенаправленно улучшать качество опыления женских растений в производственных насаждениях.

8. По морфологическим признакам и биохимическому составу плодов внутри популяций установлен высокий диапазон изменчивости растений облепихи и выявлены некоторые закономерности в их зональном распределении. Формирование плодов в одной цветочной почке по отобранным формам колеблется от 2,5...3,0 до 12... 14 штук. Кавказская облепиха, произрастающая в горных условиях, отличается более крупными почками по сравнению с облепихой из предгорной и степной зон.

9. Наиболее мелкоплодная и мелкосеменная облепиха обнаружена в долине рек Терек и Малка. Более крупными плодами отличаются популяции облепихи в верхнем течении реки Баксан. Особенностью облепихи в степной зоне произрастания является наличие ксероморфных признаков - мелких листьев и высокой степени околюченности побегов. Облепиха высокогорных районов отличается признаками мезоморфности (крупнолистность, плакучесть формы листа и слабая околюченность побегов).

10. Выявлены различия в ростовой активности побегов обрастающих и продолжения. Интенсивнее растут побеги с 10 мая по 10 июля, затем прирост вегетативной массы уменьшается, что связано с созреванием плодов и накоплением питательных веществ в растении.

11. Во всех местообитаниях облепихи преобладающая окраска плодов - оранжевая. Доля желтоплодных максимальна в степной зоне республики, а красноплодных - в верховьях рек Баксан и Чегем. Формы облепихи с длинными плодоножками (до 5 мм) растут в равнинной части предгорной зоны. Высокогорные формы имеют короткие плодоножки (1,6-2,8 мм).

12. Изученные популяции и гибриды облепихи различаются по количественному содержанию в плодах химических веществ. Формы с высоким содержанием масла и витамина «С» встречаются во всех местообитаниях. Особый интерес представляют формы высокогорных районов для отбора высокомасличных растений. Высокомасличными оказались растения облепихи форм Б-13; Б-14 и Б-23 (содержание масла не менее 5%). Выявлено, что содержание аскорбиновой кислоты в плодах увеличивается с возрастанием высоты местности над уровнем моря.

13. Лучшими вкусовыми качествами обладают плоды следующих форм: 1; 4; 5. Сок облепихи отличается высокой кислотностью и более гармоничным вкусом у форм 2 А, 4 и 5. Выход сока у формы 2 А достигает 50%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Внедрять в хозяйства Центрального Кавказа перспективные дикорастущие и гибридные формы облепихи естественного происхождения: Б-1, Б-8, Б-11, Б-13, Б-14, Б-16, Б-35, Б-38, Т-1, 4-7, а также гибриды: 2А, 4, 5, 62.

2. При создании промышленных плантаций облепихи в качестве опылителей использовать две мужские гибридные формы: 2 и 4.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Обминская Т.К. Дикорастущие массивы кавказской облепихи как источник поливитаминного сырья / Т.К. Обминская, И.А. Аркасов // В сб. «Матер. НПК молодых ученых». 10-14 сентября. Нальчик, 2004. - С. 64-67.

2. Обминская Т.К. Окультуривание естественных насаждений облепихи для продуктивных экосистем / Т.К. Обминская, И.А. Аркасов // В сборнике матер, междунар. НПК. СКЗНИИСиВ, Краснодар, 2005. - С. 260-262.

3. Обминская Т.К. Облепиха в природных популяциях и перспективы ее использования в КБР / Т.К. Обминская, И.А. Аркасов // В сборнике матер, междунар. НПК «Развитие наследия И.В. Ми-

чурина и подготовка кадров». - Мичуринск, Наукоград, т. I, 2005. -С. 125-129.

4. Аркасов И.А. Биологические особенности гибридов облепихи / И.А. Аркасов // В сборнике матер. VIII междунар. конфер. «Биологическое разнообразие Кавказа». КБГСХА, Нальчик, 12-15 октября 2006. - С. 7-9.

5. Аркасов И.А. Облепиха - природный биостимулятор / И.А. Аркасов // «Садоводство и виноградарство». - М., 2008, № 3. -С.7-9.

6. Аркасов И.А. Агроэкологическая роль облепихи / И.А. Аркасов // В сб. материалов IX конференции молодых ученых КБНЦ. Нальчик, 2008. - С. 65-67.

Подписано в печать 18.03.2009 г.

Бумага офсетная Печ. л. 1 Тираж 100 экз.

Формат 60x84

Офсетная печать Заказ №215'

Отпечатано в типографии КубГАУ 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Аркасов, Игорь Асланович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ФОРМОВОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ ПОПУЛЯЦИЙ ОБЛЕПИХИ ДЛЯ ОТБОРА В КУЛЬТУРУ

1.1. История культуры.

1.2. Формовое разнообразие популяций (таксонометрические группы).

1.3. Некоторые биологические особенности популяций и внутривидовых форм облепихи.

1.4. Оценка популяций по биохимическому составу плодов.

2. ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Объекты и материал.

2.2. Методика.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА 3. БИОЛОГИЧЕСКАЯ И ХОЗЯЙСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ЕСТЕСТВЕННЫХ ПОПУЛЯЦИЙ ОБЛЕПИХИ.

3.1. Таксационная характеристика естественных зарослей облепихи.

3.2. Формовое разнообразие популяций облепихи крушиновидной в долинах рек Кабардино-Балкарии.

3.3. Сезонный ритм развития облепихи.

3.4. Особенности побегообразования.

3.5. Биология прорастания семян облепихи.

3.6. Отбор дикорастущих форм по приоритетным признакам.

3.8. Дегустационная оценка свежих плодов и продуктов переработки.

3.9. Характеристика отобранных дикорастущих форм.

4. БИОЛОГИЧЕСКАЯ И ХОЗЯЙСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ГИБРИДНЫХ ФОРМ ОБЛЕПИХИ.

4.1. Фенология форм гибридов облепихи.

4.2. Динамика ростовых процессов.

4.3. Вегетативно-репродуктивные образования гибридных мужских и женских форм облепихи.

4.4. Размножение гибридных форм облепихи.

4.5. Дегустационная оценка свежих плодов и продуктов переработки.

4.6. Динамика биохимического состава плодов гибридных форм облепихи

5. ОПЫТ РАЗВЕДЕНИЯ ОБЛЕПИХИ В ЛЕСХОЗАХ РЕСПУБЛИКИ.

ВЫВОДЫ.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Биологические особенности облепихи в связи с созданием насаждений в условиях Центрального Кавказа"

Актуальность темы исследований.

В Кабардино-Балкарии произрастает более 140 видов дикорастущих лекарственных растений, большинство из которых применяется в научной медицине (Кос Ю.И., 1963). К числу наиболее интересных относится облепиха крушиновидная (Hippophae rhamnoides L.).