Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИНТРОДУКЦИЯ РЕДКИХ ПЛОДОВЫХ И ДЕКОРАТИВНЫХ РАСТЕНИЙ НА СРЕДНЕМ УРАЛЕ

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации по теме "ИНТРОДУКЦИЯ РЕДКИХ ПЛОДОВЫХ И ДЕКОРАТИВНЫХ РАСТЕНИЙ НА СРЕДНЕМ УРАЛЕ"

ол-зьт

На правах рукописи в/

Ладейщикова Любовь Анатольевна

ИНТРОДУКЦИЯ РЕДКИХ плодовых и ДЕКОРАТИВНЫХ РАСТЕНИЙ НА СРЕДНЕМ УРАЛЕ

06.03.01 Лесные культуры, селекция, семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Екатеринбург 2004 г.

Работа выполнена в Уральском саду лечебных культур им. проф.

Л.И. Вигорова при Уральском государственном лесотехническом

университете

Научный руководитель - кандидат биологических наук, профессор

Крючков Виктор Алексеевич

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Буторова Ольга Федоровна; кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Лоскутов Реджинальд Иванович

Ведущая организация - Научно-исследовательский институт

аграрных проблем Хакасии кандидат сельскохозяйственных наук, директор

Савостьянов Вадим Константинович

Зашита состоится 9 нюня 2004 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.253.03 в Сибирском государственном технологическом университете по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 52, СибГТУ

Факс 660390, Е-таіі: pav1ov@sibstu.kts.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СибГТУ

Автореферат разослан 7 мая 2004 года

Ученый секретарь диссертационного совета канд. с.-х. наук, доцент

^¿С^ф*^' ИЛ. Павлов

(У

Обитая характеристика работы

Актуальность темы. Увеличение площади урбанизированных территорий сопровождается все усиливающимся воздействием техногенных факторов на природу, а значит, и на человека. В экологически неблагоприятных условиях Урала особую остроту приобрело сохранение естественных и создание искусственных фитоценозов для оздоровления окружающей среды, а также поиск и введение в культуру растений с целью получения продуктов питания с повышенной биологической ценностью.

Биоэкологические характеристики, качественный и количественный состав биологически активных (защитных) веществ (БАВ) растений различных видов, возделываемых в отдельных сельскохозяйственных зонах, определены наукой достаточно четко. Необходим поиск новых растений, содержащих значительно большее количество защитных соединений, или способных депонировать другие БАВ, отсутствующие у традиционных в данном районе растений.

Цель работы - определить перспективность интродуцированных видов растений в условиях Среднего Урала: способность к размножению, сохранению декоративных свойств и депонированию повышенного содержания БАВ, предложить ассортимент редких плодовых и декоративных растений и методы их размножения.

Задачи исследований:

- изучить морфологию и фенологию интродуцированных растений; • определить морфогип гибридов Chacnomclcs Lîndll;

- определить способность интродуцированных растений депонировать эффективное количество БАВ в различных органах;

- выделить перспективные формы для селекции и введения в культуру;

- отработать способы размножения изучаемых растений.

Научная новизна. Выявлены особенности феноритмов и размножения гибридов рода Chaenomeles Lindll (хеномелес), Schisandra chinensis (Turcz) Baill (лимонника китайского), Actinidia kolomicta Maxim (актинидии коломикта), Sorbus aria (L.) Grantz (рябины арии), гибридов калины садовой рода Vibumum Lindll, Myricaria alopecuroides Schrenk (мирикарии лисохвостниковой), Forsythia ovata Narai (форзииии овальнолисгной), Aitemisia abrotanum L. (полыни лечебной), Mahonia aquifolium Nutt (магонии паду бол истной), а также их способность сохранять декоративность и депонировать высокое содержание БАВ в условиях Среднего Урала. Установлены особенности фенотнпической изменчивости 44 межвидовых гибридов рода Chaenomeles LindH в Уральском саду лечебных культур им. проф. Л.И. Вигорова (УСЛК) за шесть лет по срокам прохождения фенологических фаз и морфологии, составлена шкала оценки перспективности интродукции на Среднем Урале, определен биохимический состав плодов и способы размножения в пункте интродукции.

Практическое значение. В биогруппе межвидовых гибридов рода хеномелес отселектированы семь культиваров, которые по всем признакам могут быть выделены в отдельные сорта; выращено <

wjc

потомство 44 гибридов; отеслектнрованы экземпляры со средним к поз длим сроками созревания плодов, высокой зимостойкостью, регулярным к обильным плодоношением, продуцирующие семсла высокого качества. Выявлена одна бессемянная форма с толстой стенкой плода. Выделено б хемоформ, устойчиво дспонирущнх повышенное содержание БАВ.

Выращено семенное н вегетативное потомство рябины арии, гибридов кзлнны садовой, ■ актинидии коломикты, лимонника китайского, полыни лечебной, мирикарин лисохвостниковой, форзиции овалы юлистной, магонии падубол четной, акклиматизированных в пункте интродукции, для расширения ассортимента декоративных и новых плодовых культур.

Объекты исследований. Интродуцированные древесные виды н межвидовые гибриды, произрастающие в УСЛК; семенное н вегетативное потомство отселектированных экземпляров.

На защиту выносятся:

1. Особенности морфолопш, фенологии, накопления БАВ у интродуиентов с учетом морфотнпа растеннП.

2. Методика отбора перспективных видов и биотипов интродуцированных декоративных и плодовых растений.

3. Методика предпосевной обработки семян в зависимости от видовой принадлежности с целью повышения жизнеспособности зародышей.

4. Закономерности укоренения зеленых черенков в зависимости от сроков, субстрата и условий черенкования.

Обоснованность выводов и достоверность результатов исследований подтверждаются достаточным объемом экспериментального материала, результатами полевых и лабораторных исследований в течение шести лет. Основные научные положения, выводы и рекомендации обоснованы анализом научной и патентной литературы, теоретическими и экспериментальными исследованиями, использованием в работе современных стандартных методик. В процессе работы детально щучены 44 межвидовых гибрида рода хеномелес, 12 гибридов калины, 6 видов и 1 подвид плодовых и декоративных растений. При участии автора расширен ассортимент интродуцированных древесных растений в УСЛК.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены на II Международном симпозиуме "Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования" /Пушино, 1997/, на III Международном симпозиуме по облепихе /Улан-Удэ, 1998/, на Международном симпозиуме "Нетрадиционное растениеводство, экология и здоровье" /Алушта, Украина, 1999/, на совещании "Проблемы интродукции хвойных растений в России" /Сочи, 1999/, на Международной конференции "Проблемы дендрологии на рубеже XXI в." /М„ 1999/, в отчете о научно-исследовательской работе УДК 634.630.165 (470.3) государственная регистрация № 01.9.70007234 тт. К* 16/2000 "Исследования генофонда насаждений Уральского сада лечебных культур им. проф. Л.Н. Вигорова и интродукция новых высоковнтзминных, тонизирующих и декоративных растений** /Екатеринбург, 2000/, X Международном симпозиуме

"Нетрадиционное растениеводство, эннологня и здоровье" /Алушта, Украина, 2001/.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ. Личный вклад. Автор является непосредственным участником проведенных исследований, сбора и обработки экспериментального материала, разработки рекомендаций.

Объем н содержание диссертации. Диссертация состоит и? введения, 5 глав, заключения, рекомендаций, списка попользованных источников, приложений. Объем диссертации &&страниц, в том числе^йгекста^таблицы, рисунков и приложений. Библиография изложена на ^ страницах, включает//^ наименования, в том числе S на иностранных языках.

Содержание работы

I. Состояние вопроса и обоснование темы исследований

Рассмотрены научные основы интродукции, формы и категории изменчивости древесных растений. Дана природно-климатическая характеристика Среднего Урала и пункта интродукции.

2. Объекты исследований 11зучаемые растения произрастают в Уральском саду лечебных культур им. проф. JI.il. Вигорова города Екатеринбурга. Дана история культуры и классификация видов, участвовавших в образовании гибридов хеномелеса и гибридов кхкшы садовой, ларактериешка подвида рябина ария, зндоа: лимонник китайский, актинидия коломикта, магония падуболистная, полынь лечебная, форзиция овальнолнетная, мирикария лнсохвостниковая. Приведена краткая характеристика всех объектов исследования: морфологические особенности, онтогенез, сезонный ритм развития в природе н а культуре. Растения изучались с 1995 по 2000 годы.

3. Методы исследований Морфоанатомическне характеристики 44-х межвидовых гибридов хеномелеса рассматривались по ключу С. Weber (1963, с. 305). Морфобиологические и фенологические исследования, а также оценка перспективности гибридов хеномелеса проводились по методу П.И. Лапина (1974, 1979). Изучение морфологии - по методике П.Г. Шитта (1952). Определение биохимии различных органов растений нроведено по общепринятым методикам и по методикам, разработанным в НИЛ БАВ Уральского лесотехнического института (УЛТИ) (Вигоров, 1964; Вигоров, Трибунская, 1968; Ермаков, 1972; Крючков, Новоселова, Степанова, 1988). Результаты опыта по зеленому черенкованию о цен и вались по методу двухфакторного дисперсионного анализа (Любишсв, 1986), биометрия сеянцев - по Г.Ф., Лакнну (1980). Данные по температуре воздуха, количеству осадков и рассеянной солнечной радиации предоставлены Метеорологическими станциями г. Екатеринбурга и Верхнее Дуброво.

4, Изменчивость межвидовых гибридов хеномелеса

В результате проведенной межвидовой гибридизации в группе рода хеномелес (семенная репродукция растений, выросших из семян от свободного опыления растений хеномелеса японского, катаянсхого, прекрасного и превосходного) в пункте интродукции получено 44 гибрида, которые изучены по 15-ти морфопр «знакам.

Морфология интродуцента

Установлено, что растения занимают промежуточное положение по морфопризнакам растений родительских видов хеномелес катая некий, прекрасный, японский и гибридной группы хеномелеса превосходного, участвовавших в образовании исследуемого ннтродуцента. 6 из 15-ти изученных признаков (почки, соцветия, чашелистики, диск, лепестки и плодолистики) не проявили видовых отличий. Некоторые формы оказались неподдающимися идентификации, показав сугубо индивидуальные характеристики. Наивысший процент показала группа растений с признаками эндогенной изменчивости (100% и 40,4%). Высок процент отклонения анализируемых гибридов в сторону хен оме леса превосходного. Процент отклонения в сторону вида хеномелес японский - третий по величине. Хеномелес катаянскнй доминирует по количественным показателям, а хеномелес прекрасный - по качественным (Рис, 1).

100 -во -во -

70 -

V. РПОМСЧМЙ X. преярасиый х. уітлвнский х. <1В««0СходиыД инь** лргіЗніки

р

Рисунок 1 - Процентное соотношение признаков у гибридов

Результаты распределения по шести группам перспективности интродукции показали, что вполне перспективными можно считать 4,5% от общего числа форм (Табл. 1).

Таблица 1 - Оценка перспективности гибридов хеномелеса _по шкале Лапина (1974) _

Индекс Значение индекса, морфоформы интродуцента Сумма баллов Распределение, %

1 вполне перспективные 5.5. 6.8 92 4.5

1! Перспективные 1.7. 2.5. 3.2. 3.5. 3.7.4.3. 4.5, 5.2. 5.3. 5.4, 5.7, 5.8. 6.5. 6.6 77-90 31,8

III Менее перспективные 1.4, 2.3. 2.7, 3.3, 4.2.4.4.4.7, 4.9. 5.11.6.3, 6.4, 6.7 62-73 27,3

tv Мало перспективные 1.2, 1.3. 1.5, 1.6, 2.1,2.2.2.4, 2.6, 3,1.3.6, 5.10, 6.2 44-60 27,3

V Неперспективные 1.1.4.8, 5.6 21-39 6.8

VI Абсолютно непригодные 6.1 18 2.3

Процент перспективных и менее перспективных гибридов высок - 31,8% и 27,3%. В группу мало перспективных в основном вошли растения с иными признаками (27,3%).

Зависимость перспективности интродукции гибридов от отклонений к каждому из родительских видов или группе растений, проявивших иные признаки, показана в таблице 2.

Таблица 2 - Засксимссть перепев юности интродукции межвидовых гибридов рода хеномелес от отклонения к каждому из родительских видов или группе растений с иными признакамн, %

1 & к W а I ¡X. Японский I ! X. Прекрасный 15 5 х І Ш 2 >і § <u g" X 1 . С иными признаками і 1 CL «о £ £ IX £ о X g к X і X. прекрасный X. катаянский >с о <и а. с X* С иными признаками

f 2 3 4 5 6 7 3 9 11 12

Вполне перспективные Мало перспективные

5.5 33,3 - - 22.2 44,4 1.2 44,4 - - 55.6

6.8 55,5 - - - 44,4 1.3 11.1 33.3 - 11.1 44,4

Перспективные 1.5 33,3 11,1 11,1 11.1 33.3

1.7 - - 11,1 і 22.2 66,7 1.6 11.1 11,1 66.7 11,1

2.5 11,1 - - 1 55.6 33.3 2.1 77.8 - - 11,1 11.1

3.2 - - - І 55.6 44,4 2.2 44,4 - - 33.3 22.2

3.5 55,6 - - I - 44,4 2.4 11,1 • - 55,6 33.3

3.7 66.7 - 1 11.1 22,2 2.6 22,2 33,3 44,4

4.3 11.1 - 33.3 і 11.1 44.4 3.1 - 22.2 11,1 11.1 55.6

4.5 44,4 - 11.1 I 33.3 11,1 3.6 11.1 - 11,1 22.2 55,6

5.2 44.4 - 22.2 і 22.2 11,1 5.10 - 22,2 - 77,8

5.3 66,7 - - І - 33,3 6.2 11.1 - 11,1 11.1 66.7

5.4 22.2 - 1t,1 1 55,6 11.1

Окончание таблицы 2

1 I 2 | 3 | 4 | 5 І 6 7 і 8 19 | 10 і 11 І 12

Менее перспективные Неперспективные

1.4 22.2 - - 66,7 11,1 1.1 - I 44.4 11,1 I 22.2 22,2

2.3 11,1 - 22.2 66,7 4.8 22.2 - - I 11,1 66.7

2.7 - 22.2 - 11,1 66.7 5.6 - 33.3 - ( 55,6 11.1

3.3 - - - 66.7 33,3 Абсолютно непригодные

4.2 - - 33.3 11,1 55,6 6.1 і - | 44,4 | - | - [ 55,6

4.4 11,1 11.1 - 44,4 33.3

4.7 - - - 55.6 44,4

4.9 - - - 77,8 22.2

5.11 - - - 33,3 66.7

6.3 11,1 22.2 11,1 - 55.6

6.4 33,3 - - 44.4 22,2

6.7 - - - 66,7 33,3

Вполне перспективными для интродукции являются гибриды с наибольшим процентом признаков хеномелеса японского и группы растений с иными признаком». Перспективными являются гибриды, у которых помимо хеномелеса японского и растений с иными признаками, также высок процент признаков хеномелеса превосходного. В группе менее перспективных -гибриды с высоким процентом признаков хеномелеса превосходного и растения с иными признаками.

Плоды а селгена

Ежегодно подсчитывал ось количество и масса плодов с каждого куста, а также масса 1000 полных и щуплых семян. 39 из 44 гибридов способны завязывать плоды, формировать жизнеспособные семена — 38 гибридов. Зависимость массы 1000 шт. полных семян от количества сформированных плодов отражена на рнс. 2.

3 0.0

Э«0Л.«4 ПЛОДОВ, ер

Рисунок 2 — Количество плояоіі и масса семян у гибридов хеномелеса

Самые крупные ссмена при наименьшем количестве сформированных плодов дают растеши, отклоняющиеся в сторону хсномелеса превосходного; растеши, отклоняющиеся в сторону хеномелеса прекрасного, формируют почти такое же количество плодов, но масса 1000 шт. полных семян -наименьшая id всех выделенных групп.

Биохимический анализ плодов

Отбирались гибриды, морфоанатомнческне особенности которых предполагают уникальное сочетание признаков родительских вндоа или эндогенной изменчивости. Были отобраны образцы, наиболее характерные по рззмеру и цвету для определенного родительского вида (Табл. 3).

Таблица 3 - Химический состав плодов межвидовых гибридов рода хеномелес

§ # с £ о ^ о 5 ч и К <С 2 Í i 3 к 1 = с Ф É* ф Z и о х а2 й i? s; га о 5 S О V ОС vf> 0» te II Общая кислотность

1-е 44,5 0,76 4.5 1.67 1,42 2,36 61,9 5.80

1.7 2.5 37,4 46.6 1,42 1.21 10,8 10,9 1,77 1,60 2,90 2.4 2,76 9.1 161.5 252.6 5,00 3,96

2.6 49.4 1.20 9.7 1,54 3,2 11,5 60,0 3,63

3.1 3.3 3.5 3.6 32,9 44.2 42,8 47.3 0,99 0.61 1,55 1,39 6,7 3,2 6,2 4.5 0,79 1.47 1,72 1.59 не обн. 1,75 2.2 2,51 не обн. 0,73 5.2 1,84 65.4 62,6 276,0 69.5 4,44 5,02 3,14 5,40

3.7 48,8 1.22 5.7 3.56 1.17 3,01 172,3 4,96

4.3 42,8 1.82 12,2 1,87 3.2 8,4 318,2 3,69

4.4 4.5 5.3 5.7 6.8 28.5 36,1 26.6 20,9 31.4 0,82 1,01 1,42 1,56 0,80 5,7 8,0 5.7 6,1 6,9 0,92 1,37 2,62 2,20 0.82 1.5 1,8 1,4 2.6 2,0 5.0 5.1 3.6 5.2 7,0 40,0 100,0 40,0 97,5 100,0 4,36 3,49 3.88 3,19 3.75

Двойной рамкой отмечены наибольшие показатели, жирным шрифтом показаны три наибольших показателя каждого из веществ. Биохимический анализ плодов позволил выделить 6 хемоформ (1.6,2.5,2.6,3.7,4.3,5,7), пять нз которых отклоняются в сторону хеномелеса превосходного.

Сравнение с содержанием аналогичных соединений в изученных ранее видах и сортах возделываемых растений показало, что по содержанию Р-активных полифенолов хлорогеновой кислоты, по сумме хлорофиллов и обшей кислотности гибриды рода хеномелсс превышают все изученные плоды в зоне Среднего Урала.

Фенология интродуцента

Погодные условия зоны произрастания определили продолжительность вегетационного периода »»продуцента (Рис. 3), которая существенно варьировала при незначительном суточном колебании температуры.

Фенофаза Апр. Май Июнь Июль Авг. Сент. Окт.

I II III ПИ III I II III 1 II III I И III I II III I II III

Набухание почек Цветение Рост побегов Закладка и диффер-цня цвет, почек Развитие завязей и созренаине плодов Листопад -

••

- Группа со средним сроком созревания плодов

------- Группа с поздним сроком созревания плодов

♦ Дозаривание плодов после съёма

Рисунок 3 - Феноритмы межвидовых гибридов хеномеяеса

Так, длительность вегетационного периода в разные годы варьировала от 139 до 197 дней, а средняя температура-от 12,7*0 до 16,5°С. Фенонаблюдения выявили, что начало вегетации различных растений протекает в 12-14 дней (с 27.04 по 10.05 по средним данным), а конец вегетации более растянут, поэтому растения по срокам ее окончания были поделены на две группы: со средним (8 гибридов) и поздним (36 гибридов) сроком созревания плодов. Листопад у растений первой группы начинался в конце второй декады сентября, у второй группы - во второй декаде октября. Окончания фазы не наблюдалось, растения уходили под снсг с облиственными побегами и двухлетними ветвями.

4.4 Вегетативное рахпножение

В 1997 году черенки с растений, морфологические признаки вегетативных частей которых тяготели к определенному родительскому виду или труппе растений с иными признаками, были высажены в туманообразующую установку по двум вариантам: с дренажом (II) и без него

(I). В качестве коитроля взяты черенки с 5 растений десятилетнего возраста С. japónica. В 1998 году опыт по укоренению зелеными черенками был заложен также в двух вариантах: этиолированные с помощью черной пленки черенки

(II) и контроль (I). Пленка была одета на растущие побеги 3-6 июня. При статистической обработке методом двухфакторного дисперсионного анализа качественных признаков достоверного различия между вариантами не выявлено. Из изучаемых групп укоренение черенков хеномелеса превосходного, японского и группы растений с иными признаками составило от 11% до 100%. Низкую укореняемость показали группы растений, уклоняющихся в сторону хеномелеса катая некого и прекрасного, а также контроль (черенки в основном II сорта - от 63% до 100%).

В варианте с-черной пленкой высокая укорсняемость показана группой растений, уклоняющихся в сторону хеномелеса японского, и черенками вида японский. Группы растений с иными отклонениями и отклоняющиеся к хеяомелесу превосходному лучше укоренились в I варианте (100%). Лучше контроля (95%) укоренились черенки растений, отклоняющихся в сторону хеномелеса превосходного (98%), более низкую укореняемость показали черенки группы растений, отклоняющихся в сторону японского (80%).

Выявлена способность * укоренению зеленых черенков при различммх условиях предпосадочной подготовки черенков и условиях произрастания. Основным лимитирующим фактором при прочих равных условиях является температурный режим в пероые три недели после посадки.

4.5 Семенное размножение

Испытано восемь способов воздействия на семена в различных комбинациях по шести вариантам (Табл. 4). Каждый способ воздействия имеет свой номер:

1. Скарификация;

2. Обработка семян водой при 4б°С в течение 15 минут;

3. Обработка ссмян водой при 46°С + рН 2-3 НС1 в течение 15 минут;

4. Обработка семян водой при 46°С + рН 2-3 HCI в течение 6 часов;

5. Обработка семян водой при 20°С в течение 15 минут;

6. Влажная среда при 20°С в течение 7 дней;

7. Снегование (2,5 - 3 месяца);

8. Осенний посев свежесобранными семенами после дозаривания в плодах.

Таблица 4 - Грунтовая всхожесть семян межвидовых гибридов хеномелеса в зависимости от способов предпосевной обработки

№ варианта Способ воздействия Всхожесть, %

I 1.6.7 74

II 2.6.7 65

III 3,6.7 98

IV 4.6,7 82

V 5.6,7 69

VI (контроль) $ 87

Оптимальным режимом предпосевной обработки семян, обеспечивающим высокую энергию прорастания, является вариант III, даюшнй 98% всхожести. Высокий процент всхожести семян — 87 % показал контроль. Выявлена особенность семян хеномелеса, заключающаяся в уменьшении срока стратификации до 4-х недель. Семена сразу после извлечения 3,5-4 недели хранились в холодильнике при температуре 8-12°С. Через месяц до 67% семян наклевываются и всходят.

5. Морфологические особенности и биохимический состав некоторых органов редких плодовых и декоративных растений в зоне Среднего Урала

5.1 Рябина ария и отборные сладкоплодные морфоформы калины Рябина ария представлена двумя многоствольными растениями высотой 195 сми 115 см. Плоды в кисти невыровнены, диаметр плода 10-17 мм. Среднее количество плодов в кисти - 7, ссмян в плоде - 4, масса 1000 семян за 19951998 годы соответственно - 28,3; 32,0; 30,7; 25,6 г. Плоды слегка вытянутые, иногда крупно-ребристые, темно-красные, несколько мучнистые, ароматные, сладковатые, без терпкости. ;

12 отборных сладкоплодных морфоформ калины являются гибридами от свободного опыления сортов Уральская Щаповой, Свердловская, Саржента, Таежные рубины и гибридов 18-6, 17-5, 26-1. Габитус 8-летних растений образован 3-5 стволиками высотой 2-2,20 м. Кисть плотная, плоды выровнены, округлые или эллиптические, красные или темно-красные, сочные, сладковатые, без горечи. Количество плодов в кисти -12-21.

Прохождение фенологических фаз рябины обыкновенной (БотЬт аисирапа 1.) и отборных гибридов калины совпадает (Рис. 4). Наблюдение за феноритмами инродуиированной рябины арии, и контроля (рябины обыкновенной) показало, что набухание почек, облиственне, вызревание побегов и листопад наступают у иитродуцента позже контроля на 1,5 декады. Цветение в среднем на 5 дней позже, но протекает более дружно и заканчивается одновременно с контролем.

Феиофаза Апр. Май Июнь Июль Авг. Сект. Окт.

I II Ш 1 П ¡ІП I 11 III І II III І п ш І Н Ш І п ш

Набухание почек =Г|

Обпиствениё 1 1 ; ■

і

Цветение 1 1 1

Рост побегов І-І-- - 1 1 1 1 1

Развитие завязей и- —і—і— --!■--і-- --;--і--

Созревание плодов 1 1 і і 1 -і —»■ - 1 1

Вызревание побегов 1 1 і і 1 --І--!-- І 1 і !

Листопад 1 1 1 і і 1 1 ! ! —1—:— — і

Рябина ария;-----Рябина обыкновенная и гибриды калины

Рисунок 4 - Фенорнтмы рябины арии, рябины обыкновенной и гибридов

калины

Продолжительность развития завязей по времени одинакова. Созревание плодов у интродуцента происходит более интенсивно, хотя начинается позже. Окончание фенофазы вызревания побегов у интроду цента выпадхто на середину сентября. Резким снижением температуры ь сентябре-октябре в 1996, 1998 и 2000 годах объясняется подмерзание 1-3-летней древесины.. Фаза листопада у ннтродуцентз протекает в два раза быстрее, чем у контроля, причем начинается позже, а заканчивается раньше.

Анализ биохимического состава плодов (Табл. 5} показал, что рябина ария по содержанию витамина С и антоцианов уступает рябине обыкновенной, но депонирует в эффективных количествах флавонолы и лейкоантоцианы.

Таблица 5 - Биологически активные вещества в мякоти плодов рябины и гибридов калины, мг %

Вид О X К 5 Й * со 2 X § о £ —ЗГ**— х з І 38 — 3 "1 ■ X 0 1 о І! Іі ч> ІІ Іі

Рябина ария 22,7 493,0 36,0 21,3 1142,3 11.6

Рябина обыкновенная 45-90.0 120-170 0 60,0 0 5.4

Калина (сладкоплодкые морфоформы) 30-90 195-503 0 80-240 16-41 0.78-0,02

Содержание катехинсю в плодах рябины арии по сравнению с рябиной обыкновенной выше в 4 раза, каротинондов — в 2 раза.

В плодах морфоформ калины отмечено высокое содержание витамина С, катехинов, антоцианов и каротина идо в. В отличие от рябины арии и рябины обыкновенной изучаемые морфоформы калины депонируют хлорогеновую кислоту (58,6-69,2 мг%), витамины К1, В;, Ве, Вэ, Е, Б, микро- и макрозлемешгы, а также, специфическое защитное вещество — вибурнин. Лучшим сочетанием Р-активных полифенолов и витамина С выделяются плоды морфоформ, близких по фенотипу к сортам Уральская и Свердловская, а плоды морфоформ, близкие по фенотипу к сорту Таежные рубины показали высокое содержание витамина С (134 мг%).

Изучались посевные качества семян рябины арии и гибридов калины после различных способов предпосевной подготовки (Табл. 6).

Таблица 6 — Грунтовая всхожесть семян рябины арии и гибридов калины в _зависимости от способов предпосевной обработки_

№ Способ воздействия Всхожесть, %

варианта рябина ария гибриды калины

I 1-7 79 77

II 2.6.7 58 62

III 3,6.7 81 80

IV 4.6,7 74 69

V 5.6,7 33 31

VI (контроль) 8 37 33

1. Скарификация;

2. Обработка семян водой при температуре 46вС в течение 30 минут;

3. Обработка семян водой при температуре 46°С + рН 2-3 НС! в течение 45 минул

4. Обработка семян водой при температуре 46вС +рН 2-3 НС1 в течение 12 часов;

5. Обработка семян водой при температуре 20°С в течение 15 минут;

6. Стратификация при температуре 20®С в течение 14 дней;

7. Снегование (2,5 - 3 месяца);

8. Подзимний посев свежесобранных семян.

При предпосевной обработке семян рябины арии и гибридов калины самую высокую всхожесть показал 111 вариант (81% и 80%). Самая низкая всхожесть семян у варианта V - 33% и 31%. Показатели остальных способов предпосевной подготовки семян существенно превышают 37% и 33% всхожести, показанных контролем.

Вегетативное размножение гибридов калины не изучалось, так как данных для селекции и введения в культуру недостаточно.

При вегетативном размножении весенней и зимней прививками черенком (способом улучшенной копулировки) рябины арии на рябину обыкновенную саженцы в первый год дают слабый прирост (0,3-0,5 см) или образуют только розетку листьев. Окулировка в оптимальные сроки (третья декада июля) обеспечивает 97% приживаемости глазков. 9,3% привитых почех пробуждается весной и за вегетационный период прирост составляет в среднем 63 см. Исследования в течение трех лет показали, что прививка черенком дает слаборазвитые, угнетенные растения. в сравнении с саженцами, формирующимися от прививки «глазком».

5.2 Лимонник китайский и актинидия коломикта

Данные растения - древесные лианы. Лимонник китайский представлен однодомными н двудомными растениями. Толщина стволиков у основания 1,5-2 см. Цветки до 2 см в диаметре, раздельнополые, собраны по 3-5 штук в пазухе листа. Плоды - двусемянные ягоды округло-грушевидной формы, собраны в поникающие кисти на длинных плодоножках, кисловато-горькие со смолисто-лимонным привкусом. Семена почковидные, до 3 мм в диаметре.

Актинидия коломикта представлена 35 растениями (17 женских, 12 мужских, у б пол не определен). Плод — многогнездная ягода эллиптической формы с сетчатой мелкоячеистой поверхностью. Почки скрьгты в подушковидных образованиях хоры. Количество семян колеблется от 35 до 98.

Вегетацию лимонник китайский начинает на 5-7 дней раньше, чем актинидия коломикта (Рис. 5).

фенофаза Апр. Май Июнь Июль Авг. Сент. Окт.

[| п|ш г{іг|гп І II Ш ■1» ш І її т і її |га І и ш

Набухание почек ! И =Р І 1 ! 1

Облнствение 1 — і і 1 1 1 1 1 ! !

Цветение 1 1 і і ! 1 1 і

Рост побегов ! ! ! і і Ї % ■ і і і 1 1

Развитие завязей 1 1 і —;—і— ' 1 1 1 1

■ 4

Созревание плодов 1 1 1 1 і 1 -І-- і і

Вызревание побегоЕ 1 1 І 1 і І — І і * і >

Листопад ! 1 і ! і 1 -

Лимонник китайский; Актинидия коломикта.

Рисунок 5 - Продолжительность фенофаз лимонника китайского и актинидии коломикта

Фаза облиствення Солее продолжительна у актинидии коломикта. Цветение у лимонника китайского начинается на 1,5 декады раньше и более продолжительно. Развитие завязей лимонника китайского продолжительнее на 2 декады, созревание плодов по времени одинаково. Вызревание побегов у актинидии коломнкты начинается раньше на 7-10 дней, а листопад на 7-10 дней позже. На основании наблюдений данные лианы относятся к растениям, рано начинающим вегетацию и рано ее заканчивающим, то есть обладают наиболее благоприятным типом сезонного развития для интродукции на Среднем Урале. Для определения ценности древесных лиан проведен биохимический анализ различных органов растений (Табл. 7).

Таблица 7 - Биологически активные вещества лимонника китайского и ___актинидии коломикта (мг%) ____

Наименование Витамин С 3 1 ** £ а гт 0 1 3 2 5 о С < ' 4 5 3 СЭ £ О п ІІ — 1= а 1> и 1« 2 Е Й* с £1» О " І Е £ £ 2 3 0 1 с. й са о 5

Лимонник китайский

Мякоть плодов 15,7 108,7 34,0 42,3 410 1 8,5 ' 1 - •

Лист в свежем состоянии 114,9 353,3 1220,3 0 3460 57,4 • 1 •

Лист в сухом состоянии 60,2 266,7 2400 0 4410 13,3

Побег однолетний 63,8 4533 800 следы 980 40,6 -

Побег двухлетний 62.9 733,6 500 следы 1300 51,3

Семена 0 0 0 0 0 311Д . 1

Ахтинилня коломикта

Мякоть плодов 11321,1| 85,1 583 I 0 150 0 1 3.2

Интерес к лимоннику китайскому обусловлен содержанием - в нем тонизирующего вещества— схизандрнна. В пункте интродукции его количество накапливается в семенах - 311,2 мг%. Высокое количество витамина С и полифенолов содержится в листьях к побегах, при этом листья характеризуются очень высоким уровнем содержания флавонолов и лейкоантоцнанов. Плоды депонируют в эффективных количествах только антоцианы (42,2 мг%). Мякоть плодов актинидии коломикта депонирует значительно меньшее количество катехинов, чем лимонник китайский; но содержание флавонолов несколько выше, чем у плодов лимонника китайского. По содержанию витамина С актинидия коломикта существенно превосходит показатели всех изученных растений на Среднем Урале (1321,1 мг%).

Технология вегетативного размножения лиан изучена и отработана (Колбасина, 1995). Для получения сменной репродукции автором разработан

новый метод предпосевной обработки (до 1,5 месяцев) лимонника китайского при 92% всхожести в первый год (Табл. 8), и актинидии коломикта (Табл. 9).

Таблица 8 - Грунтовая всхожесть семян лимонника китайского в зависимости _ от способов предпосевной обработки _

Jfe варианта Способ воздействия Всхожесть, %

1 1,3.5.7 61

II (контроль) 1,5,7 42

III 1.8 37

IV 2,3.4, 5,7 92

V 1.2.6,7 54

VI 3,2,6.5.7 87

1. Обработка водой прн температуре 22®С в течение 4-х часов;

2. Обработка водой при температуре 41°С в течение 3-х часов;

3. Обработка раствором HCl, pH 2-3 при температуре 41СС в течение 30 мин.;

4. Выдерживание семян во влажном песке при температуре воздуха 28°С в течение 5 суток при перемешивании каждые 12 часов;

5. Выдерживание семян во влажном песке при температуре воздуха 18-204; в течение 2-х недель при ежедневном перемешивании;

6. Барботирование при температуре воды 20° С в течение 2-х часов; 7 Стратификация семян п песке прн температуре 0±2еС:

8. Подзимний посев свежесобранными семенами.

Лучшая всхожесть семян наблюдалась в вариантах IV и VI — 92% и 87%, соответственно. Самая низкая всхожесть зафиксирована при подзимнем посеве свежесобраннымн семенами — 37% (вариант Ш). Высокую всхожесть семян лимонник китайский показал в I и V вариантах (61% и 54%).

Лабораторная всхожесть вызревших семян из малосемянных плодов актинидии коломикта в зависимости от способов обработки перед стратификацией показана в таблице 9.

Таблица 9 - Лабораторная всхожесть семян актинидии коломикта

Ks варианта Способ воздействия Всхожесть, %

I вытяжка биогумуса 10% 30

II вытяжка биогум уса 1% 25

Ш вытяжка биогу муса 0.1% 17

IV раствор НС1, рН 2-3 30

V (контроль) дистиллированная вода 15

Обработанные семена актинидии коломикта всех вариантов подверглись трехэгапной стратификации. Увлажненные семена держали 10 дней при -Н8+20°С, затем — 30 дней при +1-ЗеС. Через 15 дней содержание во влажном

субстрате при +18+22°С семена проклюнулись. Наибольшая вхожесть в I и IV варинтах (30%), наименьшая - в контроле.

Анализ полученных данных показал, что оба интродуцента в зоне Среднего Урала сохраняют декоративность, способны депонировать повышенное содержание БАВ в различных органах растений и дают жизнеспособную семенную репродукцию.

5*3 Магония- падуболистная, полынь лечебная, форзиция овальнолистпая, мирикария лисохвостниковая

По биологии данные виды близки, и целесообразно их объединение.

Наблюдения проводились с апреля по октябрь. При затяжной и холодной весне фенофазы наступали на 10-12 дней позже.

Период цветения форзиции овальнолистной 8-15 дней, рост побегов заканчивается в начале июля. Продолжительность цветения магонии паду бол истноЙ - 2 декады, мирикарии лисохвостниковой — 3 декады. Цветение полыни лечебной растянуто с середины 2 декады июля до первых заморозков — середины сентября. Рост побегов мирикарии лисохвостниковой и полыни лечебной прерывается устойчивым переходом среднесуточных температур через минусовой порог.Цветение часто прерывается весенними заморозхами, а ранние осенние заморозки не позволили получить семенную репродукцию полыни лечебной и мирикарии лисохвостниковой.

Изучение биохимии, показало, что высокое количество вешеств Р-витамниного действия (капилляроукрепляюшее) содержится в листьях полыни лсчсиной, форзиции оьальнолнстной, мирикарии лнсох вое шикоьой (Тибл. 10).

Таблица 10- Количество БАВ в листьях и плодах интродуцентов (мг%)

Вид Витамин С 3 й и Флавоноли 3 2 3 < і Ы _ К ез ~ о « * 5 " 3 § 0 1 гз ы Сумма хлорофилле в

Полынь лечебная (лист) 51,1±2,3 233,9±1,8 1531,3 (по руган у) 0 0 0,48 2,04

Мирикария лисохвостниковая (лист) 103,2±4,1 52,5+2,4 2871,1 (по рутину) 0 0 0 0

Форзиция овальнолистная (лист) 94,5±1,3 25,0±1,1 5632,7 (по рутину) 0 0 0 0

Магония падуболистная (плоды) 363 195,0 201,6 (по кверцетину) 110,5 530,2 0 0

Каротиноиды и хлорофилл были обнаружены только в листьях полыни лечебной, антоцианы и лейкоантоцианы - в плодах магокнн падуболнстой. Тритерпеновые кислоты растения данных видов не депонируют.

Для массового размножения крас и воцвету щих кустарников отработана технология зеленого черенкования с использованием ростовых веществ, время обработки — б часов. Оптимальный срок зеленого черенкования — 1 декада июля. Укоренение проходило в замкнутом объеме, пленочное укрытие снимали в 3 декаде августа. Влияние стимуляторов на укореняемость зеленых черенков исследуемых видов показано а таблице 11.

Таблица 11 - Укореняемость зеленых черенков, %

Вид Стимуляторы Контроль

ИМК ИУК ЖКУ БИО

Полынь лечебная 62 59 43 65 45

Мирнкария лисохвостн и ковая 5 3 2 6 1

Форзнция овальнолистная 79 82 84 84 81

Магония падуболистная 54 59 47 60 52

Стимуляторы: индол и л -м асля н ая кислота (ИМК), гетероауксин (ПУК), жидкое комплексное удобрение (ЖКУ), вытяжка биогумуса 10% (БИО). Контроль — вода.

У большинства видов приживаемость зеленых черенков, обработанных вытяжкой биогумуса, несколько выше, однако достоверность этой разницы статистически не подтверждена. Очень низкая приживаемость черенков во всех вариантах со стимуляторами у мирикарии дисохвостниковой (2-6%).

Обработка зеленых черенков стимуляторами и водой не выявила значительного преимущества первых, хотя процент укореняемости несколько выше. Форзнция овальнолистная имеет высокий процент укореняемости (6090%), у магонии падуболнстой и полыни лечебной - 43-60%.

Магония падуболистная, полынь лечебная, форзнция овальнолистная и мири кари я л нсохвостн и ковая не только высокодекоративны, но и обладают способностью депонировать в листьях или плодах БАВ в эффективных количествах и способны к вегетативному размножению.

Выводы и рекомендации

1. При анализе межвидовых гибридов хеномелеса по 15-ти морфопризнакам доказано проявление в морфотипе каждого растения признаков определенного родительского вида и выделена группа растений, проявивших признаки, отличающиеся от сравниваемых видов. Доказано, что гибриды, генотип которых образован хеномелссом японским, катая неким, прекрасным и превосходным по комплексу признаков (морфологические, биохимические,

экологические), показали высокую степень акклиматизации - 28 растений из 44 (63,6%).

2. Проанализированы особенности интродуиированных растений по депонированию БАВ,

2.1 Доказано, что рябина ария способна депонировать флавонолы и лейкоантоцианы, в отличие от рябины обыкновенной. Содержание в плодах интродуцента кзтехинов выше в 4 раза, каротиноидов — в 2 раза. Интродуцент способен при повышенном содержании в мякоти каротиноидов накапливать в эффективных количествах катехнны, флавонолы и лейкоантоцианы. Выявлено, что в отличие от рябины арии и рябины обыкновенной изучаемые гибриды калины депонируют хлорогеновую кислоту, витамины К„ Вг, В„ В», Е, И, микро- и макроэлементы, а также внбуртш. Лучшим сочетанием Р-активных полифенолов и витамина С выделяются плоды гибридов по фенотипу близких к сортам Уральская и Свердловская, а плоды гибридов по фенотипу близкие к сорту Таежные рубины показали высокое содержание витамина С.

В зоне Среднего Урала растений, способных депонировать ехкзандрины, нет. Лимонник китайский максимальное количество этого вешества накапливает в семенах. Высокое количество витамина С и попифенолов содержится в листьях и побегах, при этом листья характеризуются очень высоким уровнем содержания флавонолов и лейкоантоциаков, а мякоть плодов депонирует антопианы в эффективных количествах.

Актинидия коломикта по содержанию витамина С в плодах существенно превосходит показатели всех изученных растений на Среднем Урале.

Высокое количество веществ Р-витаминного действия содержится в листьях полыни лечебной, форзииии овальнолистой, мирнкарин лнеохвостниковой. Кзропшоиды и хлорофилл обнаружены только в листьях полыни лечебной, антоцианы и лейкоаитоцианы - в плодах магонии падуболистной.

2.2 Доказано, что межвидовые гибриды рода хеномелес депонируют в плодах БАВ, отсутствующие или синтезируемые в неэффективных количествах традиционно возделываемыми растениями зоны Среднего Урала - сумму хлорофидлов, хлорогеновую кислоту, общую кислотность.

3. Выделены для селекции и введения в культуру 6 межвидовых гибридов рода хеномелес с уникальным сочетанием редких для зоны Среднего Урала БАВ в плодах, а также высокодекоративные гибриды для озеленения, ландшафтного строительства и как карликовый подвой для груши. Выделены перспективные экземпляры мирнкарин лнсохвостннковой, форзиции овальнолистноП, полыни лечебной, магошш падуболистной, лимонника китайского, актинидии коломикта, рябины арии и гибридов калины (по содержанию БАВ).

4. Отработаны способы размножения изучаемых растений.

4.1 Выявлено, что лимонник китайский н актшшдля коломикта дают жизнеспособную семенную репродукцию. При отработанных автором методах предпосевной обработки грунтовая всхожесть семян лимонника китайского в течение 1,5 месяцев достигает 9294, а семена актинидии коломикта в лабораторных условиях наклевываются на 15 день (до 30%).

Рябина ария способна к вегетативному размножению только метолом прививки. Отмечено, что окулировка предпочтительнее прививки черенком, поскольку в послелнсм случае привой развивается значительно слабее, и процент гибели саженцев по истечении 3-х лет достигает 63%. Предлагаемая система стратификации семян рябины арии и гибридов калины сокращает срок предпосевной подготовки до 2,5 месяцев при 81% и 80% всхожести, соответственно.

Магония падуболистная, полынь лечебная, форзиция овальнолистная, мирикария лисохвостниковая способны к вегетативному размножению способом зеленого черенкования.

4.2 Гибриды хеномелеса адаптировались к условиям произрастания пункта интродукции: 38 из 44 изучаемых гибридов дали жизнеспособную семенную репродукцию. Разработан метод предпосевной обработки семян интродуцентэ, при котором всхожесть составляет 98%. Разработана система агротехнических мероприятий и способы вегетативного размножения в зоне Среднего Урала.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Крючков В.А., Булатова М.К., Ладейщнкова JI.A. Размножение интродуцированной актинидии коломнкта, «Новые н нетрадиционные растения и перспективы их практического использования», Материалы II Международного симпозиума, т. 5, РАН, Пущино, 1997, с. 712-714;

2. Крючков В,А., Ладейщнкова Л.А. Генофонд древесных растений Уральскою сада лечебных культур ¡íM* про ф. Л.И. В и ropo за. Матери ai м Международной конференции "Проблемы дендрологии на рубеже XXI века**. - М., 1999, С. 185-186.

3. Крючков В.А., Ладейщнкова Л.А. Экологическая пластичность интродуцированной рябины арии - SORBUS ARIA (L.) GRANTS на Среднем Урале. - Алушта, Украина, 1999, С. 958-959.

4. Крючков В.А., Ладейщикова Л.А. Комплексная переработка плодов калины. Материалы VIII Международного симпозиума "Нетрадиционное растениеводство, экология и здоровье4. - Алушта, Украина, 1999, С. 967968.

5. Крючков В.А., Ладейщнкова Л.А., Новоселова Г.Н., Марина Н.В. Новые нетрадиционные древесно- кустар н и ко вые растения для фармацевтической промышленности. Материалы X Международного симпозиума "Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и здоровье". -Алушта, Украина, 2001, С. 663-664;

6. Петров Л.П., Крючков В.А., Ладейщнкова Л.А. Уральский сад лечебных культур им. проф. Л.И. Вигорова - современное состояние и перспективы развития. Ежегодный сборник "Леса Урала и хозяйства в них", Вып. 23. -Екатеринбург, 2003, С. 233-237.

Подпнсзно в печать 26.04.2004. Обьсм 1 пл. Заказ № 253. Тираж 110. 620100, Екатеринбург, Сибирский тракт, 37. УГЛТУ ООП.

947 9