Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эколого - биологические особенности котовника ( Nepeta L.) при интродукции в Ставропольском крае

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Эколого - биологические особенности котовника ( Nepeta L.) при интродукции в Ставропольском крае"

РГБ 0&

1 Ш

На правах рукописи

Леймоева Аза Юсуповна

Эколого - биологические особенности котовника ( №ре1а Ь.) при интродукции в Ставропольском крае

03.00. 16-экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ставрополь - 1998

Работа выполнена в Ставропольской государственной сельскохозяйственной академии

Научные руководители:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор АСАЛИЕВ А. И. кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник СЕ РКОВА А.А.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, старший научный сотрудник СКРИПЧИНСКИЙ В. В.

кандидат биологических наук КРИВЕНКОА. А.

Ведущее учреждение: Армавирская опытная станция ВНИИ масличных культур

Защита состоится " апреля 1998 года в часов назаседан диссертационного совета К 113. 50. 03. при Ставропольском государств! пом университете по адресу : 355009, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1.

С диссертацией можно ознакомить-./, в библиотеке Ставропольскс государственного университета.

А в гореферат разослан марта 1998 года

Учгный секретарь диссертационного сов

?{,->„ нЕМИРОВА .

01ИЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. "Эфирномасличные растения имеют большое народи )- хозяйственное значение, которое определяется содержанием и их семена;:, соцветиях, листьях, стеблях и других органах эфирных масел. Эфирные масла представляют собой смесь разнообразных ароматических соединений: углеводов, спиртов, фенолов, эфироп, альдегидов, кетонон и органических кислот. У растений, относящихся к одному виду, изменения в массовой доле эфирных масел зависят от генотипа, экологических условий во' делывания и их фенологического состояния, изменяющегося в свази с возрастом.

Одной из наиболее перспективных эфирномасличных культур является котовник, который в культуре представлен разнообразием видов и форм, различающихся морфобиологическими и хозяйственными признаками. Эти растения могут быть использовапы комплексно: для оздоровления экологической среды, как фитонцидные, медоносные, лекарственные, декоративные, противоэрозионные, пряноароматические.

В связи с этим практический интерес представляет изучение приспособляемости различных образцов котовника к условиям различных регио- ' нов, различающихся почвенными и климатическими характеристиками. Данное обстоятельство актуально при интродукции котовнико.ч и Ставропольском крае.

Цели п задачи исследований. Целью исследований является выявление особенностей произрастания и формирования урожая различными образцами котовника, их устойчивости к неблагоприятным факторам среды, изменения физиологических процессов в связи с колебаниями метеорологических факторов и условий минерального питания, а также определение посевных качеств семян в зависимости от продолжительности срока их хранения.

Для реализации намеченной цели были поставлены следующие задачи:

- сделать теоретическое обобщение имеющихся научных данных и результатов собственных исследований по интродукции котовника;

- исследовать влияние изменяющихся экологических факторов на процессы водообмена и фотосинтетической деятельности растений;

- изучить посевные качества семян котовника в зависимости от условий формирования и срока хранения;

- осуществить диагностику устойчивости котовников к неблагоприятным факторам;

- щучить особенности роста и развития котовников при размножении семенами и парт Скулами;

- исследовать формирование урожая зеленой массы, его структуру и массовую долю эфирного масла в различных органах растений;

- изучить реакцию котовника гибридного на внесение минеральных удобрений.

Научная ншшзпа. Впервые в Центральной зоне Ставропольского края ил мицсллярно - карбонатном черноземе путем создания интродук-циощюго питомника проведена оценка приспособляемости различных обращен котовника.

Установлены особенности семейного и вегетатигного размножения котовников, их фепоспсктры и характер некоторых продукционных процессов.

Выявлена динамика формирования урожая зеленой массы образцами котовника, установлен характер отрастания растений после укосов в зоне проведения исследований и массовая доля эфирного масла в растениях.

Исследовало влияние минеральных удобрений на формирование урожая зеленой массы котовника гибридного и массовой доли в нем эфирного масла.

П|1»к*тнчсская значимость работы. Практическая значимость работы заключается в том, ч то полученные экспериментальные данные позволяют оценит;, возможность успешного возделывания котовника на мицеллярно -карбонатном черноземе в Центральной зоне Ставропольского края.

Разработаны некоторые элементы технологии возделывания котовника ( площадь питания растений, способы размножения, минеральное питание ), которые могут быть применены при его производственном культи-кнропапии в аналогичных гючвенпо - климатических условиях .

Выявлена особенность формирования урожая зеленой массы различными образцами котовника, накопление в растениях'эфирного масла, а также ишяиие на эти показатели условий окружающей среды, что может обеспечивать успешное возделывание наиболее перспективных по результатам исследований в данных условиях образцов.

Впервые в Центральной зоне Ставропольского края проведена сравнительная оценка эффективности возделывания различных образцов котовник;! и выявлено преимущество котовника гибридного сорта Юбилей Вавилона.

Анробад^я результатов исследований. Материалы диссертации докладывались на международных симпозиумах и конференциях ( г. Пущино, 1995, 1997 г.г.; г. Полтава, ¡996 г.; г. Чабаны, 1996 г.; г. Симферополь, 1997г.), на научных конференциях Ставропольской государственной сельскохозяйственной академии в 1994 - 1996 г.г.

ЗТ}бла£ащм! результатов мсслсдоза:шй. По материалам диссертации опубликовано шесть работ и одна находится в печати.

©5ъет и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глаг. и аыводов. Работа изложена на .143 страницах машинописного текста, включает 23 рисунка, 23 таблицы и 7 приложений. Список использованной литературы включает 250 источников, в том числе 10 иностранных.

ОБЪЕКТЫ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объекты и методика проведения исследований

Объектами для интродукции служили следующие образцы котовника (Nepeta L.) семейства Яснотковые (Lamiaceae Lindl. ):

1. Котовник гибридный (N. hybrida hört.), сорт Юбилей Вавилова;

2. Котовник закавказский ( N. transcaucasica Grossh.), сорт Первенец (ВЭК8205П6);

3. Котовник закавказский (N. transcaucasica Grossh.), семенная популяция;

4. Котовник кошачий ( N. catana L., var. citriodora Beek. ), семенная популяция.

Полевой опыт проводили на территории опытной станции Ставропольской государственной сельскохозяйственной академик в 1994- 1996гг.

Для закладки опытов по интродукции образцов котовника использо? ван посевной и посадочный материал, полученный из Института эфирномасличных и лекарственных растений ( Крым ). Обработка почвы общепринятая дли многолетних трав применительно к зоне исследований

Полегой опыт для изучения реакции котовника гибридного сорта Юбилей Вавилова на соотношение удобрений по схеме Жоржа Билля был заложен в 1995 г. В опыте восемь зариантоп. Схема опыта: 1. Контроль ( баз удобрений ); 2.Nso; З.Р*>; 4.Кю; 5. NmPso; б. PvJC»; 7.NsaK*>;8. NfoProK-so. Минеральные удобрения вносились в весенний период под предпосевную обработку.

Содержание питательных элементов в растениях определяли, в первый год в фазу цветения, во второй год - по фазам развития. Для анализа составлялся средний образец зеленой массы по варианту, в котором определялось содержание элементов питания. Содержание азота и фосфора в растениях определяли на фотоэлектроколориметре, калия - на пламенном фотометре ( Метод, указания..., ЦИНАО, 1975 ). Вынос питательных элементов рассчитывали по общепринятой методике (Ягодин, 1987 ).

В процессе проведение исследований прослежено онтогенетическое развитие образцов котовника на протяжении трех лет. Фенологические наблюдения и биометрические учеты проводили по методике, принятой во ВНИИЭМК (Селекция-эфиромасличных культур, 1977).

Лабораторную всхожесть и энергию прорастания определяли по методике, разработанной в 1984 г. во ВНИИЭМК, на основании ГОСТов 12038 - 66 и 1204 - 66 (Семена и посадочный материал..., 1977). Скорость и дружность прорастания учитывали по методике, предложенной В.В. Гриценко, З.М. Калошиной (1972).

Дневной ход транспирации учитывался путем периодических взвешиваний изолированных от растений листьев (Гунар, 1972 ), водоудержи-вающую способность растений - методом " завядания " по трем основным фазам - отрастание, бутонизация и цветение. Общую оводненность

листьев определяли термостатно - весовым методом путем высушивания при температуре 100 - 105 °С до постоянного веса (Третьяков, 1990).

Чистую продуктивность фотосинтеза определили по формуле- Кидда, Веста и Бригеса( Третьяков, 1990).

Для оценки засухоустойчивости, зимостойкости, повреждаемости вредителями и болезнями пользовались методикой,принятой во ВНИИЭМК (Селекция эфиромасличных культур, 1977).

Массовую долю эфирного масла определяли в фазу массового цветения растений в первых укосах по Гинзбергу (Методы биохимических анализов..., 1972).

Для оценки успешности интродукции растений котовника использовали балловую шкалу, предложенную М.В. Бодругом ( 1993 ) и В.В. Бака; новой ( 1982).

Статистические характеристики определяли -методом малой выборки при количественной изменчивости признака и методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1979).

Условия проведения исследований

Почвенный покров представлен мицеллярно - карбонатными черноземами. Мощность гумусового горизонта составляет 100 - 120 см, содержание гумуса в пахотном слое до 6%, подвижного фосфора - 332 мг/ кг, подвижного калия - 266 мг/кг почвы. Нитрификационные процессы протекают активно. Степень почвенно-поглощающегося комплекса основаниями высокая - 95.6%. По уровню питания эти почвы благоприятны для культивирования котовника. Гидротермический коэффициент составляет 1.3 -1.3, годовая сумма активных температур 2800 - 2900°.

В годы исследований температурный режим в основном благоприятствовал произрастанию котовников. В отдельные годы распределение осадко» по фазам вегегации растений было неравномерным, что сказывалось на их росте и развитии.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Морфо - биологические особенности котовников в связи с формированием урожая

Особенности развития котовников при семенном размножении

Заметное влияние на качественные характеристики семян оказывают экологические условия их формирования.

Проведенное исследование качества семян котовников закавказского и кошачьего (массы, посевных свойств) позволило сравнить семена одних и тех же образцов, выращенных в Крыму и на опытной станции Ставропольской сельскохозяйственной академии, при этом выявлена разнокаче-сгиенность семян кахетого из изученных образцов. Семена собранные с од-новозрасгных растений, произраставших на постоянном месте, хранившиеся одно и то же время в одинаковых условиях, различались в зависимости от видовой принадоежности по всем изученным показателям. Семена ставропольских образцов, хранившиеся один год имели более высокие

показатели лабораторной всхожести и энергии прорастания, чем крымские, хранившиеся такое же время.

Семена котовника закавказского весьма разнокачественны в зависимости от генотипа образца (табл. 1). Среди всех изученных партий семян семена котовника сорта Первенец 1992 г. урожая в Крыму оказались наилучшими, имели максимальную энергию (39.5%), дружность прорастания (4.4% / сут.), лабораторную всхожесть ( 48.5%). Из сравнения семян сорта Первенец урожая разных лег видно, что условия года отразились на посевных качествах семян. При анализе семян сорта Первенец, крымского происхождения, отмечено, что семена 1993 г. в' три раза имели ниже энергию (12.3%), дружность (1.5% / сут.) прорастания и лабораторную всхожесть ( 18.0%), чем, такие же семена, урожая 1992 г.

Семена растений популяции котовника закавказского урожая 1993 г. оказались по качеству лучше, чем семена сорта Первенец. Вероятно, это связано с разнообразием генотипов растений популяции, из которых некоторые оказались более приспособленными в условиях 1993 г. При благоприятных погодлмх условиях 1994 и 1995 гг. у культурных отселектиро-ванных растений лабораторная всхожесть семян , скорость и дружность прорастания более высокие, чем у популяции. Посевные качества семян популяции котовника закавказского в Ставропольском крае в два раза выше, чем у крымских.

У семян котовника кошачьего крымского происхождения в конце первого года хранения посевные качества: лабораторная всхожесть ( 32.8% ), энергии (28.0%), дружность ( 3.2 % / сут.), скоросгь (10.1 сут.) прорастания были в 3.5 - 4 раза выше, чем у аналогичных семян с двухлетним сроком хранения. У ставропольских семян котовника кошачьего со сроком хранения одни год лабораторная всхожесть была выше, чем у крымских семян с таким же сроком хранения. Остальные показатели, характеризующие качество семян, были шже.

У семян интродуцировапиых образцов котовника кошачьего, собранных в 1995 г., лабораторная всхожесть и масса семян были выше, чем семян, собранных в 1994 г. Анализ метеорологических данных 1994 и 1995гг.. свидетельствует о том, что количество осадков в мае - августе 1994г., т.е. во время созревания семян, было ниже среднемноголстнсй нормы, что,вероя'шо';,и повлияло на качество семян котовников.

Семена изученных нами образцов котовника как крымского, так и ставропольского происхождения сохранили биологическое долголетие на протяжении одного - двух лет хранения в лабораторных условиях. Биологическое долголетие зависит от ряда причин: экологических условий произрастания материнских растений, гевотипических особенностей образцов, методики и техники сбора семян, условий и продолжительности хранения и др. ( Вайнагий, 1977; Аскоченсхая, 1978; Жукова, 1978; Овчаров, Кошелев, Мурашова и др., 1978; Реймерс, Илли, 1978; ХорошаГшоа, Жукова, 1978; Некрасов, 1983 и др. ).

• . Таблица

Характеристика посевных качест? сек«:. ¿отовниха

Ооразец Год сбора Продолжительность хранения семян .голы Энергия прорастания, % ......ч----г пая всхожесть семян. ^"ОСТЬ прорастания, сут. гтояаста шм, %/сут Мпссз 1000 семян,г Происхождение

Котовник закавказский, сорт Первенец 1992 2 39.51 3.28 7.5 10.21 4.4 10.18 - 113 Л Р: Крым'

Котовник закавказский, сорт Первенец 1993 1 12.3i3.25 18.014.24 8-5.t0.15 1.510.11 - ■ -//-

Котоэких закавказский, семени:я популяция 1993 . 1 22.012.92 25.513.20 7.4 10.68 2.1 10.22 -г • -и-

Котовник кошачий 1992 2 6.510.56 9.011.93 12.211,23 0.9 10.09 - -II-

Котовник кошачий. 1993 1 25.0 ±2.14 32.812.94 10.511.50 3.210.12 - -II-

Котовник закавказский, сорт Первенец Котовник закавказский, сорт Первенец, 1594 1995 1 1 29.012.35. 36.313.47 39.312.94 47.512.50 8.210.70 8.7 10.85 2.8 10.21 3,00.32 0.5510.03 0.5710.03 Опытная станция СГСХА • -II-

Котовник закавказский, семенная популяция Котовник закавказский, семенная популяция 1994 199*5 1 1 24.512.33 ' 26.513.93 36.0.11.08 37.513.12 8.3.10.67 8.5 ¿0.73 2.610.19 2.810.16 0.62 1.0.01 0.6Г.10.01 -II-

Котозник кошачий 1994 1 14.011.35 38.8 ±4.03 16.3 13.21 1.5 10.13 0.6Ц0.01 -II-

Котовник кошачий 1995 1 ll.5t2.10 42.0 16.26 15.014.01 1.61.0.2 0.6410.01 -II-

Изучение семян интродуцированных в Ставропольском крае образцов котовника дает возможность сделать заключение об успешности их интродукции в новом регионе. Растения, проходящие нормально все периоды онтогенетического развития, сформировали полноценные семена, которые можно использовать для дальнейшего размножения. В некоторых случаях семена ставропольского происхождения оказались лучше по качеству по сравнению с крымскими.

Об успешности интродукции котовников в зоне проведения наших исследований свидетельствует факт- нормального развития всех образцов котовника на протяжении каждого из трех лет изучения. Образцы прошли все фенологические фазы, присущие им, ежегодно вступали в цветение и плодоношение. Размножаемые семенами популяции котовников закавказского н кошачьего на первом году вегетации сформировали растения, вступившие в генеративный период ( рис. 1 •). Со второго года вегетации развитие происходило по типу многолетних трав у образцов котовника

Способ рггмж-жипшй Год Колтпы укосов Май Июнь Июль Август [ Октябрь

10 2» 30 19 20. .та И 20, 30 15 ге за 11) 39 10 20. 10 14 29 30

Рассада 1494 1 ЧЧУ'ЛЛЛЧг & Д. <4 е-с„а с ШМ.

2 \WVYV ("«"»"^''мЧ ов с° с е е о? \\\Ш

>»б 1 Р о а о с

2

6) Семема НИ 1 "А

1395 1 !

1»96 1 к»?0?'?

■>) . Паршку- лы 1М4 1

2 1ч;

1)95 1 ч\\\\Ч\\\ V " V ^

г <///№<

1)56 1 \\WWY

шшш

Д) ГТаршку. лы 1)94 1 1" -" ' 0й

г в <-1 е |

11/5 1 ОС С с <<<

г

1Л6 1 с О с с

2 \4\W4

Рис. 1. Феноспектры ( 1994 - 1996 г. г.):

а) котозпика закавказского семенной популяции

б) котовника кошачьего

в) котовника гибридного сорта Юбилей Вавилова д) котовника закавказского сорта Первенец -

| - прегенеративный период; - отрастание;

КХШ - бутонизация; цветение; |гсс,1С|- созревание семян

закавказского и полукустарников у растений котовника кошачьего. На втором году развития большинство растений котовника кошачьего по-дощли к сенильному периоду и , отплодоносив, отмерли. Часть растений развивались в течение третьегд года, но в конце вегетации тоже отмерли, что является естественным путем развития для всех образцов этого вида. Для образцов котовника характерно наложение фенологических фаз в связи с продолжительностью их прохоздения и акропетальным типом развития побегов. На растениях котовника, развившихся из семени, во время массового цветения продолжалось бутонообразование, отдельные цветки только раскрывались, а самые ранние цветки находились не только в фазе плодообразования, но уже несли вполне созревшие семена.

Оссбеннссги развития котовников при вегетативном размножении

Растения образцов сорта Первенец и сорта Юбилей Вавилова, высаженные партикулами весной 1994 г., в течение первого года произрастания прошли все фенологические фазы от развития почек до плодоношения. Растения котовника гибридного проходили одни и те же фазы онтогенетического развития как в первый, так и в последующие годы различаясь по срокам их наступления (рис. 1).

У растений двух образцов котовника закавказского - семенной популяции и размноженного партикулами сорта Первенец фенологические фазы прегенеративного периода и их продолжительность различны в первый год произрастания. В последующие годы способ размножения не сказался на прохождение и продолжительность фенофаз (рис. 1).

Способность растений котовников закавказского и гибридного образовывать партикулы была изучена еще в условиях Краснодарского края ( Маковкина, Рогочий, 1968 ) и Крыма ( Серкова, 1985 ). В Ставропольском крае процесс партикуляции наблюдался у этих образцов котовника со второго года развития. Чем старше растения, тем на большее количество партикул расщепляется его главный корень. С возрастом главный корень превращается в комплекс спирально закрученных парцелл, соединенных между собой участками отмерших тканей. Каждая из партикул котовника у поверхности имеет свой каудекс, включающий основания отмерших надземных побегов, почки возобновления на базальных частях живых побегов, придаточные корни, и часть осевого корня,переходящего в • общий для всех партикул данного растения главный корень.

При партикуляции каадое растение можно разделить на несколько парцелл, количество которых увеличивается с возрастом растений, но обычно не превышает 10 - 15 на каждом растении. Нами испытаны два наиболее распространенных способа вегетативного размножения - партикулами и черенками. Отмечена высокая приживаемость партикул у котов-¡шхов закавказского сорта Первенец - 74.1% и гибридного сорта Юбилей Вавилова - 81.6%.

Черенкование зеленых побегов позволяет более быстро размножать образцы котовников закавказского и гибридного,так как из каждого побега можно заготовить два - три черенка, а количество побегов с возрастом растений увеличивается и достигает нескольких десятков. Размножение черенками лучше проводить в холодных парниках под рамами с поливом три - четыре раза в дневное время суток и систематическим ежедневным проветриванием или в открытых грядах в условиях туманообразования. Не рекомендуется проводить черенкование в теплице в летнее время, так как при высоких летних температурах воздуха, недостатке проветривания, высокой влажности воздуха и накоплении инфекционных начал в поч^е создаются благоприятные условия для возникновения эпифитотий, что приводит к снижению выхода саженцев. Это подтверждается нашишз опытами черенкования в теплице, хотя в полевых условиях такого явления не наблюдалось.

Испытанные нами при зеленом черенковании образцы котовника относятся к лепсоукореняющимся. При укореняемости черенков котовника решающее значение имеет достаточный полив.

Изменчивость морфологических признаков котовников

Определение высоты побегов является особенно важным показателем для котовника закавказского, так как побеги у него приподнимающиеся, 12 это затрудняет механизированную уборку. Максимальной высоты побет всех образцов достигали к периоду массового цветения ( табл. 2 ). Растения котовника гибридною более интенсивно росли от фазы бутонизации до цветения, растения котовника кошачьего - от отрастания до фазы бутонизации. Двухлетние растения всех образцов превосходили по высоте бегов одно - и трехлетние.

Таблица 2

Высота побегов образцов котовника в первых укосах

Образец Высота побегов, см

1994 г. 1995 г. 1996 г. Среднее

Котовник закавказ- 4 Г

ский, семенная популя- 30.8 ± 2.82 30.0± 1.67 30.412.1

ция

Котовник закавказ-

ский, сорт Первенец 25.9 ± 0.90 37.0 ±1.47 31.8 ±1.24 31.6 ±2.36

Котовник гибрид-

ный, сорт Юбилей Вави- 5i.li 1.24 73.0 ± 1.70 38.8 ±3.12 54.3± 10.0

лова

Котовник кошачий,

семенная популяция 85.313.16 ! 17.4+2.02 76.3 ± 2.36 93.0112.4

При сравнении высоты двухлетних растений сорта Юбилей Вавилова интродуцирозанныл з Ставропольском крае и возделываемых в Крыму,

отмечаем, что ставропольские образцы лйшь немного уступали крымским

- 69.2 и 78,6 см соответственно. У растений сорта Первенец в опытах побеги достигали несколько большей высоты, чем в Крыму - 32.7 и 30.2-см. Высота побегов котовника кошачьего при интродукции на Ставрополье, была характерной для этого вида растений.

Длина соцветий различна-у образцов котовника закавказского, гибридного и кошачьего, это связано с видовой принадлежностью и происхождением образцов, но близка у растений одного вида ( котовник закавказский семенная популяция и сорт Первенец). Длина соцветий котовника гибридного составляет 30 см, или 58.8% от длины всего побега; у сорта Первенец длина соцветий у растений одного образца изменяется незначительно и в Ставропольском крае и в Крыму.

В период длительного недостатка атмосферных осадков проявлялась различная реакция растений в зависимости от того к какой экологической группе принадлежит данный образец. Сильно увядали мезофитные растения котовника гибридного Их листья в период массового цветения частично засыхали, опадали, особенно во время формирования повторного у:соса. Растения мезоксерофитного котовника кошачьего в период засухи увядали слабо, и во время цветения все листья на растении, кроме первого

- второго ярусов, были зеленые. Совсем не увядали побеги растений типичного ксерофита котовника закавказского: при весеннем отрастании у нтлх появлялись побеги с крупными тонкими листьями мезофитного типа, а после укоса, в период недостаточного увлажнения отрастали побеги с листьями другого типа - жесткими, серо - зелеными из - за большого опушения.

Зимостойкость у всех образцов была 100%. Кратковременные зимний понижения температуры до минус 20° и ниже не повредили растения котовников.

Массового развития вредителей , приуроченных к данной культуре не отмечалось. Только на единичных побегах двухлетних растениях котовника гибридного отмечены кладки цикадки - пенницы. Негативного влияния фитогенных факторов не наблюдали.

При оценке успешности интродукции котовников с использованием балловых шкал В.В. Бакановой ( 1982 ) и М.В. Бодруга ( 1993 ) все испытанные нами образцы отнесены к перспективным для Центральной зоны Ставрополья. •

Физиолошческие особенности котовников

Особенности водного режима котовника

Иш12дования,вылолненные на растениях, произраставших в условиях ннтродукционного питомника, показали, что оводненность листьев котовника (в среднем ) достаточно высока. Выявлено, что, в фазу цветения, при влажности пахотного слоя (0 - 25 см) 22.5%, температуре воздуха 30°, максимальное содержание воды наблюдается в листьях котовника кошачьего (63.7%), а минимальное - у растений сорта Первенец (60.3%). Дна-

пазои арифметической разницы между наибольшими и наименьшими показателями оводненносги листьев не очень велик, поэтому можно допустить, что изученные растения характеризуются невысокой подвижностью содержания воды. В опытах по изучению реакции котовника на внесение в почву минеральных удобрений выявлено)что наиболее заметное воздействие н^, оводненность листьев котовника гибридного оказало азотное удобрение и увеличение данного показателя в сравнении с контрольными растениями составило 8.2% (соответственно 67.0% и 58.8%)

Отмечена довольно высокая выраженность водного дефицита у растений котовника в связи с нарастанием температуры и снижением относительной влажности воздуха. В полуденные часы, когда температура воздуха достигала 30°, при относительной влажности 53% максимальный водный дефицит, выражающий недонасыщение тканей листьев водой, от-мечел у котозннка закавказского семенной популяции ( 28%), наименьший ( 20.5%) у сорта Первенец. Остальные образцы проявили водный дефицит в одинаковых пределах ( 26.4 - 26.8 %).

Наши исследования показали, что в течение вегетационного периода содоудерг.ш'.ающая способность тканей листьев у образцов котовника, относящихся к различным экологическим группам, изменяется неодинаково. У растений котовника гибридного, относящегося к группе мезофитов, водоудерживающая способность снижалась с увеличением возраста( 24.5% потери воды в фазу отрастания и 49.8% во время цветения ). У обоих образцов котовника закавказского, относящихся к ксерофитам, наблюдалось возрастание водоудерживающей способности от фазы отрастания ( 49.4 у сорта и 57.1% у семенной популяции) к фазе цветения (37.3 у сорта и 35.8% у семенной популяции ). У котовника кошачьего потери воды уменьшались от фазы отрастания к фазе бутонизации - 35.3 и 34.4% соответственно.

Одним из важнейших показателей водообмена растений является величина тракспирации и характер ее дневного хода. В фазу массового цветения котовника, данная культура обнаруживает довольно большие колебания интенсивности транспирации в течение дня. При этом дневной ход транспи-рации имеет одновершинный характер и в полуденные часы, отличающимися наибольшим напряжением метеорологических факторов, ее интенсивность достигаегмаксимума. Минимальные колебания отмечены у хотовника кошачьего - 135.4 - 238.7 мг.г / час, наибольшие - у растений сорта Первенец и они составили в полуденные часы 534.2 мг.г / час.

Величины транспирации, как известно, подвержены изменениям и при внесении в почву минеральных удобрений. Особенность влияния удобрений внесенных под растения котовника гибридного заключалась в том, что на их фоне растения обнаруживали более высокую интенсивность транспирации в утренние часы, которые являются более благоприятными дал протекания главнейшего продукционного процесса - фотосинтеза. Это наиболее четко выражено на варианте совместного внесения азотного, фосфорного и калийного удобрений. Характерным являлось то, что рез-

кого увеличения расходования воды в часы наибольшего напряжения метеорологических факторов при этом не отмечалось. При рассмотрении' влияния отдельных видов удобрений специфического их воздействия нами не выявлено.

Листовая поверхность н фотосинтез

Учеты нарастания листовой поверхности выношенные по фазам вегетации показывают, что максимальная облиственность у растений котовника формируется к фазе массового цветения. Тесную связь лшпс&ая поверхность обнаруживает с количеством накапливаемой зеленой массы. Растения сорта Юбилей Вавилова, отличающиеся наибольшей облиствен-носгью ( 0.97 м2 на растение), характеризовались и максимальной массой урожая ( 92.5 г на растение). Растения сорта Первенец имели минимальную площадь листьев ( 0.46 м2 на растение) и накопили наименьший урожай (38.0 г на растение). I

Расчеты корреляционной связи между площадью листьев и зеленой массой показали, что коэффициенты корреляции ( г) достигали 0.97 - 0.59 и заметных различий между испытанными образцамиздесь ке отмечено.

У котовника гибридного более высокие значения' чистой продуктивности фотосинтеза (5.95 г.м2 / сутки ) отмечались в период от бутонизации до цветения, что объяснимо характером его роста, который интенсивен именно в этот период. У остальных образцов после фазы начала цветения рост растений замедляется, поэтому максимальные значения продуктивности фотосинтеза отмечались у них в период " отрастание - бутонизация".

.»

Содержание питательных элементов в растениях и их вы ¿ос ' урожаем >

Каждый питательный элемент в жизни растений играет определенную физиологическую роль. ■ Потребность в питательных элементах в значительной мере зависит от биологической особенности культуры и погодных условий зоны.

Учет выноса питательных элементов в наших исследованиях, осу-щесттчлея применительно к котовнику гибридному сорта Юбилей Вавилова, который оказался наиболее продуктивным. Исследование химического с остава показало, что внесение питательных элементов обеспечивало в основном значительное увеличение их содержания в растениях. Максимальное содержание азота отмечено в варианте N90 Р90 ( 2.98% ), фосфора - на фоне Р90 ( 0.49%), калия - на фоне К90 ( 1.10%). Отмечено за- . метное снижение всех элементов в растениях от первого укоса ко второму.

Расчеты выноса элементов с учетом их содержания и массы урожая за два укоса свидетельствует о более значительном потреблении культурой когсшилка элемента, азота. Повышение урожая зеленой массы котовника гибридного на удобренном фоне сопровождается возрастанием выноса элемен тов из почвы. Это происходит как за счет увеличения содержания

элементов в растениях, так и урожая. При этом суммарный вынос урожаем всех трех элементов по удобренным вариантам колебался от 316.3 до 405.0кг.'га

В растениях, как в первом, так и во втором укосах наибольшее суммарное содержание элементов (ОТК) обнаружено в листьях - 2.70 - 2.93%. Содержание отдельных элементов в органах растений также неодинаково. Содержанке азота является наибольшим в листьях( 1.24 - 1.60% ), фосфора

- в соцветиях (0.29 - 0.36%), калия - в стеблях( 0.67 - 0.70%).

Урожайность и выход эфирного масла котовников

Формирование урожая

Для характеристики продуктивности образцов хо1тжника определяли урожайность в целом за сезон каждого года и по укосам. Растения скашивали и фазу массового цветения у сорта Юбилей Вавилова урожайность зеленой массы за сезон у однолетних растений составила Ю8.6 ц/га, у двухлетних - 164.2 ц/га, у трехлетних - 145.0ц/га (рис. 2). Урожайность зеленой массы сорта Первенец в среднем за три года составила 94 ц/га в сумме за два укоса: у однолетних она была 72.9 ц/га, у двухлетних -115.2 ц/га, трехлетних - 93.9 ц/га. Скашивали сорта по два раза за сезон в течение трех лет. Котовник закавказский семенной популяции в первый год скосили один раз, во второй и третий скашивали трижды за сезон, урожайность зеленой массы составляла 135.7 и 103.3 ц/га соответственно. Продуктивность котовника кошачьего в среднем за три года была 84.3 ц/га, изменяясь по годам: у однолетних растений - 61.7 ц/га, двухлетних - 140.3 ц/га, трехлетних - 50.8 ц/га. Растения ежегодно формировали по одному укосу.

"'Максимальная урожайность среди образцов в течение всего периода исследований отмечена у сорта Юбилей Вавилова: в 1994 - 108.6 ц/га, 1995

- 164.2 ц/га, 1996 - 145.0 ц/га. У всех образцов наибольшая урожайность была во второй год вегетации.

Для оценки реакции на внесение минеральных удобрений исследованию подвергался котовник гибридный. При этом удобрения вносились как раздельно, так и в различных сочетаниях. Максимальная прибавка (39%) была в опыте с фосфором, где урожайность зеленой массы растений составляла 130.7 ц/га, тогда как у растений контроля - 94 ц/га. Урожайность растений на фоне азотных и азотно - фосфорных удобрений также превышала контроль соответственно на 2% и 3%. В остальных вариантах урожайность была ниже, чем у растений контроля. Наименее продуктивными были растения на фоне сочетания фосфорно - калийных удобрений ( на 30% ни же контроля ).

При возделывании клонов котарника закавказского в предгорном Крыму эдафические условия были практически одинаковыми с условиями Центральной зоны Ставропольского края, где совместное внесение азотных и фосфорных удобрений также оказало положительное влияние на продуктивность однолетних растений, а фосфорно - калийных - ингнби-руюц&с. (Хилик, Бондаренко, 1976).

Ксгошик гкбридаыйсорт Юбилей Вавилова

Котовник закавказский сорт Первенец

Котовник закавказский семенная популящш

Рис. 2. Урожайность зеленой массь! образцов котовника (ц/га)

01994

В1995

01996

I 7

Структура урожая

От структуры урожая зависит количество полезного продукта, ради которого возделывают растения. У котовников наиболее продуктивно» частью являются листья и соцветия. Именно в них сосредоточена основная масса вместилищ и железок, содержащих эфирное масло н обуславливающих приятный запах растений ( Алексеева, Серкова, Бугаенко и др., 1996 ). Ценность и перспективность образцов котовника определяется высокой степенью облиственности и размерами соцветий.

В 1994 - 1996 гг. изучалась структура урожая образцов котовника в периоды массового цветения растении (рис. 3).

У растений сорта Юбилей Вавилова в среднем за три года на продуктивные органы приходится почти 59% массы урожая, из которых листья составляют 35.9%, соцветия - 23%. С возрастом у растении сорта Юбилей Вавилова отмечены изменения в структуре урожая. Соцветия и листья у однолетних растений составляли 70.3%, у двух - трехлетних растений ил масса меньше - 52.7 и 53.7%. Сведений о структуре урожая сорта Юбилей Вавилова в научной литературе нами не обнаружено.

У растении котовника кошачьего в первый год развития наибольшей была доля листьев, а в остальные годы преобладали стебли. В условиях Крыма, поданным О.И. Капелева ( 1986 ), в структуре урожая однолетних растений котовника кошачьего превалировала масса стеблей. На втором шду жизни масса стеблей, листьев и соцветий сказывалась примерно одинаковой. Трехлетние растения по структуре урожая приближались к однолетним.

, У обоих образцов котовника закавказского основную часть в структуре'урожая в среднем за три года занимали листья: у растении сорта Первенец - 39.0%, у семенной популяции - 43.6%. Стебли - 26.2 и 23.0%. В первый год развития в общей массе растений сорта Первенец преобладали листья и соцветия, составившие р сумме 72.2%. Во второй и третий годы доля балластных органов, т.е. стеблей, возрастала, достигнув у трехлетних растений 42.4%. Рассматриваемый вопрос другими исследователями не рассматривался.

Соотношение элементов структуры урожая растений семенной популяции котовника закавказского за три года изменялось незначительно. Доля соцветий изменялась от 22.4 до 23.5%, листьев от 46.1 до 48,6е!«. стеблей и пределах 30.4 - 36.3 %. В условиях Крыма преобладающую часть у пах клонов котовника закавказского составляли соцветия, на долю которых приходилось от 30 до 45%. От 20 до 30% у разных клонов составляли листья и 20 - 27% - стебли (Серкова, 1985 б).

Внесение в наших опытах азотных, фосфорных и калийных удобрений под котовник гибридный повлияло на соотношение элементов продуктивности в структуре урожая. Наиболее оптимальным было внесение азошых и фосфорных удобрений, так как при высокой урожайности обшей зеленой массы отмечена и большая доля листьев и соцветий.

Рьс.З.Струкгура урожая образцов котовника (¡994-1995 г.г.; изнутри к наружи: 1-Котовник гибридный сорт Юбилей Вавилова; 2- К. закавказский сорт Первенец; 3-К. закавказский семенная популяция; 4- К. кошачий ).

ПСсцв'.~шя

□ Стебли

ВЛнетъх

Массовая доля и выход эфирного масла

Массовая доля эфирного масла является одним из самых изменчивых признаков эфирномасличных растений. Накопление эфирного масла в растениях генетически обусловлено и изменяется под влиянием внешних факторов. Более высокая температура перед уборкой растений в 1995 г. сказалась на массовой доле эфирного масла. Вероятно^ поэтому у двухлетних растений котовников гибридного и кошачьего в 1995 г. массовая доля эфирного масла была максимальной за все годы и соответствовало 1.3 и 3.0% в абсолютно - сухом сырье.

Во время уборки двух образцов котовника закавказского как в 1995 г., так и в 1996 г. температура воздуха была одинаковой, но меньшее количество осадков отмечалось в 1996 г., что способствовало большему накоплению эфирного масла. У трехлетних растений сорта Первенец массовая доля эфирного масла в свежеубранном сырье составляло 0.3%, в абсолютно сухом сырье - ¡.07%; у растений популяции она соответствовала 0.23 и 0".63%.

В опытах в воздушно - сухом сырье (после одного года хранения ) котовников гибридного и популяции котовника закавказского эфирное масло отсутствовало, а у котовников кошачьего и закавказского сорта Первенец уменьшилось. Широко распространенный в производстве и оправдывающий себя прием подвяливания мяты с целью увеличения сбора эфирного "масла, не приемлем для образцов котовника. Из четырех испытанных образцов котовника наибольшее количество эфирного масла в свежеубранном сырье отмечено у сорта Первенец - 0.30% и котовника кошачьего - 0.275%. У растений сорта Юбилей Вавилова массовая доля эфирного масла - 0.2% - также достаточное для его получения в производственных условиях.

Нами впервые выполнены исследования по выявлению влияния удобрений на накопление эфирного масла в растениях котовника гибридного. У растений на всех удобренных фонах массовая доля эфирного масла оказалась выше, чем у контрольных. В варианте с азотно - фосфорными удобрениями она была наибольшей - 0.263% в свежеубранном сырье, или 0,594%.- в абсолютно сухом, что в 3.4 раза выше, чем у контрольных растений.

У котовника гибридного сорта Юбилей Вавилова и кошачьего во второй год развития сбор эфирного масла в первом укосе был максимальным и составил соответственно 19.6 и 38.6 кг/га. У всех образцов котовника закавказского наибольший сбор в первом укосе отметили на третьем году развития: у сорта - 16.3 кг/га, у популяции - 12.7 кг/га. За два года максимальный суммарный сбор эфирного масла был у котовника кошачьего -46.2 кг/га, на втором месте оказался котовник гибридный - 36.5 кг/га, у сорта Первенец - 22.6 кг/га. Наименьший сбор эфирного масла отмечен у образцов котовника закавказского семенной популяции - 20.5 кг/га. Но так как все образцы, за исключением котовника кошачьего многоукосны, то естеетвлячо сбор эфирного масла за сезон будет у них значительно выше.

ВЫВОДЫ

1. Испытанные образцы котовника различаются по биологическим и хозяйст венным признакам в зависимости от их видовой пршидт-шости, генотипа, ме теорологических условий года. У котовника коп-гл^го стабильными признаками оказались твердосемяиность, низкая дружность и скорость прорастания семян. Лабораторная всхожесть семян изменялась в разные годы и составляла у популяции котовника закавказского - 36.0 -37.5 %, котовника кошачьего - 38.8 - 42.0 %, сорта Первенец - 39.3 - 47.5 %.

2. Для сохранения комплекса сортовых признаков белее эффективно оказалось применение вегетативного размножения как для сорта Первенец, так и незавязывающего семена гибридного сорта Юбилей Вавилова иартикулами и черенками. Приживаемость партикул при посадке в начале апреля высокая: у сорта Первенец - 74.1 %, у сорта Юбилей Ваьилогг -

81.6%. Коэффициент размножения при черенковании выше в 6- -12 раз у растений первого - второго года вегстац:;;: и в десятки раз больше в последующие годы, что свидетельствует о предпочтительности черенкования при ускоренном размножении.

3. При семенном размножении образцы популяции котовника кошачьего и закавказского в течение первого года проходят все фенологические фазы, включая цветение и плодоношение в полном соответствия с ритмом, присущим им в экологических условиях других регионов, что свидетельствует об успешности прохождения имя интродукции.

4. Высота побегов - изменчивый признак, учитываемый при механизированном возделывании образцов котовника в культуре. Несмотря на некоторую изменчивость этого признака, связанную с возрастом растении и погодными условиями, испытанные образцы котовника во все годы изучения были пригодными к механизированной уборке зеленой массы.

Ритм роста побегов неодинаков у различных образцов, максимальная интенсивность роста приходится на разные фазы. Наиболее интенсивный рост у котовника кошачьего приходится на фазу отрастания до момента начала бутонизации, у котовника гибридного - ог бутонизации до цветения.

5. Водоудерживающая способность побегов мезофитных растений сорта Юбилей ¡Вавилова уменьшается от фазы отрастания к фазе цветения, о чем свидетельствует возрастание потери ими воды за 24 часа от 24.5 до 49.8%. У ксерофитных образцов котовника закавказского водоудерживающая способност ь повышается и разница между фазами отрастания и бу ¡-онюации составляет от 12.2% у сорта Первенец до 21.3% у растений семенной популяции.

6. Дневной ход транспирации у образцов котовника имеет одновершинный характер. В полуденные часы интенсивность транспирации достигает максимума и наибольшая ее величина у образцов котовника закавказского, что обусловлено их ксерофитностью. Внесение минеральных

удобрений под котовник гибридный увеличивает интенсивность транспи-рации г. утренние часы и уменьшает в полуденное время.

7. При засухе образцы котовника характеризуются выраженным лод -ным дефицитом. В полуденные часы в фазу массового цветения котовника недонаеыщение клеток листьев водой составило от 20.5% ( сорт Первенец) до 28.0% {семенная популяция котовника закавказского). Минеральные удобрения заметно снижают водный дефицит растений, сохраняют высокую оводненность.

8. Между площадью листьев и массой вегетативных органов у исследованных образцов выявлена положительная корреляционная связь ( г = 0.97 - 0.99 ). Наибольшая облиственность в фазу цветения отмечена у сорта Юбилей Вавилова - 89.7 тыс. м2/ га, наименьшая у сорта Первенец -49.0 тыс. м2/ га. Максимальные величины чистой продуктивности фотосинтеза отмечены у котовника гибридного в период бутонизация -цветение {5.95 г.м2/сутки ), у остальных образцов - в период отрастание -бутонизация ( 5.12 - 9.46г.м2/сутки).

9. Вынос питательных элементов растениями котовника гибридного уменьшается от первого укоса ко второму. Повышение урожая вегетативных органов котовника гибридного на удобренном фоне сопровождается возрастанием выноса элементов из почвы. При урожае 96.8 ц/га сухой массы суммарный вынос элементов на фойе NwPwKw составил 405.0кг.

10. Урожай зеленой массы образцов котовника закономерно увеличивается с возрастом растений и зависит от биологических особенностей каждого образца, количества проведенных укосов. Максимальная урожайность за годы исследовании отмечена у растений сорта Юбилей Вавилова - 108.6- 164.0 ц/га. Немного меньше у котовника кошачьего -140.3 ц/га. Наибольший урожай у всех образцов отмечен во второй год вегетации. Урожай котовника гибридного на фоне фосфорных удобрений превышает контроль на 32% .

11. Преобладающую часть и структуре урожая у растений котовника гибридного и кошачьего занимают стебли (41.1 и 43.8%), у обоих образцов котовника закавказского - листья ( 39.0% - у сорта; 43.6% - у популяции ). Доля стеблей у всех образцов возрастает от первого года вегетации к третьему. Минеральные удобрения положительно влияют на соотношение продуктивной и балластной частей растений сорта Юбилей Вавилова, увеличивая долю соцветий и листьев до 69.8%.

12. Массовая доля эфирного масла в процессе интродукции, в растениях, несмотря па значительную изменчивость этого признака, сохраняется достаточно высокой. Высокий уровень эфирного масла, отмечен у образцов котовника закавказского сорта Первенец и популяции котовника кошачьего (0.27 - 0.30 % в свежеубранном сырье), - средний уровень накопления эфирного масла - у copra Юбилей Вавилова (0.20 %), низкий - у семенной популяции котовшжл закавказского (0.15 %), как и »других регионах эф;Лк1омгсличной зоны. Внесение минеральных удобрений новы-

сило массовую долю эфирного масла и на фоне азотио - фосфорных удобрений она возросла в 3.4 раза, по сравнению с неудобренным контролем. '

13. Максимальный сбор эфирного масла в первом укосе у котовников гибрид юго и кошачьего отмечен во второй год развитии, у двух образцов ко'говн жа закавказского - в третий.

У г.сех растений сорта Юбилей Вавилова, высаженных на фоне удобрений, сбор эфирного масла был выше, чем у контрольных .

14. Нормальный ритм развития, ежегодные цветение и плодоношение, достаточно высокие количественные и качест венные показатели продуктивное. и и адаптационные способности котовников свидетельствует об их интродукциоиных возможностях.

15. По показателям приспособляемости, продуктивности ( урожай зеленой массы -164 ц/га, сбор эфирного масла - 36.5 кг/га ) и пригодности к механизированной уборке котовник гибридный сорта Юбилей Вавилова является наиболее перспективным для Центральной зоны Ставрополья.

Список опубликованных работ

1. Леймоева А.10. Реакция котовника гибридного на минеральные удобрения II Применение удобрений, микроэлементов и регуляторов роста в сельском хозяйстве: Сб. науч. тр. / Ставроп. ГСХА. - Ставрополь, 1995. -С. 39-41.

2. Серхова A.A., Леймоева А.10. Изучение посевных качеств семян котовников в связи с интродукцией в Крыму и на Ставрополье// Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования: Tes. докл. Первый междупар. симпозиум (1-5 августа 1995 г. ). - Путано. 1995.-С. 281 -283.

3. Ссркова A.A., Леймоева АЛО., Тохтомыш A.B., Губанова O.A., Пономарева Л.В., Недосика И.А. Ускоренное размножение исходного материала некоторых лекарственных растений II Проблеми лжарського рос-линшннва: Тез. депошдей лпжпар. наук. - практич. конф. з нагоди 80 - pi4-'(••I шетмтуту лжарських росли:i УААН ( 3 - 5 линия, 1996 р., м. Лубни ). -Полтава, 1996. - С. 188- 190.

4. Леймоева А.Ю., С'еркова A.A. Бюлопчш особлиносгп иерсиек-

1 иьних iin родукованих зразкчв котячо1 мъяти ( Nepeta L. ) И Наслщки пауковнх иошукив молодих вчених - arpapniKOB в умовах реформування АПК: Тез. допошдей М1жнар. наук. конф. молод, вчених таспещалистов. -Чабаны, 1996.- Ч. 2. - С. 20.

5.( 'еркова A.A., Леймоева А.Ю., Ершова Т.С., Герба 11.П., Халявина C.B., Тихтомыш A.B. / Использование котовника в пищевой, парфюмерно - косме;ическои промышленности, сельском хозяйстве и медицине: Ии-форм. .'.'нет. - Симферополь, 1997. - 4 с.

6.. leÜMoetsa А Ю.. Серкова A.A., Асалиев А.И. Результаты интродукции образцов котовника на Ставрополье // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования: Тез. докл. Второй междунар. симпозиум (16 - 20 июня 1997). - Пущино, 199J.- С.745-747.

/ -/ - -