Аналіз інтродукційних можливостей та перспектив використання видів роду Allium L. Північного Причорномор'я України

Размещено на http://allbest.ru

Миколаївський державний аграрний університет

Кафедра виноградарства та плодоовочівництва

УДК 631.53.01:582.573.16

Аналіз інтродукційних можливостей та перспектив використання видів роду Allium L. Північного Причорномор'я України

Ігор Михайлович Марценюк

м. Миколаїв, Україна

Вступ

Серед видів роду Allium (Цибуля) багато корисних рослин - харчових, лікарських, декоративних. Деякі види вживають у народній медицині, а цибуля звичайна і часник - загальновизнані лікарські рослини. Зовсім небагато видів цього великого роду рослин введені в культуру.

Серед них такі, як цибуля звичайна, часник, цибуля порей використовуються в овочівництві порівняно широко, а ряд інших видів (в основному - середньоазіатського походження) - з декоративною метою [Сикура, 1982; Булах, 1994].

Проте численні літературні дані свідчать, що багато дикорослих видів цибуль за багатьма показниками не лише не поступаються, але й переважають культурні форми, містять цінний комплекс біологічно активних речовин (фітонциди, вітаміни, мікроелементи та ін.), завдяки чому можуть використовуватись у вигляді сировини для фармацевтичної промисловості.

Основна мета інтродукційного експерименту з об'єктами нашого дослідження полягала в одержанні життєздатного посадкового або посівного матеріалу, виявленні його адаптаційних можливостей, розробці агротехнічних заходів з культивування рослин і розмноженні інтродуцентів у кількостях, достатніх для впровадження рослин у промислову культуру та проведення природоохоронних заходів ex situ.

Матеріали та методи

Мобілізацію вихідного матеріалу здійснено шляхом збору насіння чи підземних органів рослин безпосередньо в природних умовах протягом 2005 - 2007 років. Формування колекції цибуль на експериментальній ділянці здійснювалось шляхом об'єднання (синтезу) фрагментів природних популяцій з різних частин ареалу виду. Інтродукційні можливості досліджувалися на базі Навчально-наукового центру Миколаївського державного аграрного університету (с. Комсомольське Миколаївського району Миколаївської області) протягом 2006 - 2010 років.

З метою екологічної оцінки фітоценозів за участю видів роду Allium застосували непрямі методи ординації, насамперед, метод екологічних шкал Л.Г. Раменського [Раменский и др., 1956; Раменский, 1971].

Оцінку схожості та насіннєвої продуктивності проводили відповідно загальноприйнятих методик [Вайнагий, 1974; Фирсова, 1978].

При біохімічних дослідженнях нами надавалась перевага якісним методам аналізу природних сполук: флавоноїдів [Андреева, Калинкина, 2000], фенольних сполук [Ксендзова, 1971], стероїдних сапонінів [Гринкевич, Сафронич, 1983].

Результати досліджень

Одним з важливих способів оцінки адаптаційної здатності рослин є визначення амплітуди їх пластичності. Термін “пластичність” розглядають як здатність рослин до мінливості ознак у варіюючих умовах зовнішнього середовища і використовують для характеристики потенціалу модифікаційної та генотипічної мінливості. Діапазон амплітуди пластичності рослин визначає їх пристосувальні можливості до факторів зовнішнього середовища. В інтродукційному аспекті можна стверджувати, що широка амплітуда пластичності рослин до зовнішніх дій є запорукою їх успішного переселення. За відношенням до зволоження ґрунту серед досліджених видів роду Allium найвищу пластичність мають: A. waldsteinii (різниця між показниками максимального та мінімального зволоження за порівняльними екологічними таблицями Л.Г. Раменського становить 36 одиниць), A. rotundum (32), A. regelianum (24), A. guttatum (21) та A. sphaerocephalon (21). Найменшою пластичністю характеризуються: A. savranicum (10), A. inaequale (14), A. paczoskianum (14), A. paniculatum (14), A. scorodoprasum (15) та A. flavescens (16).

Високу пластичність досліджених видів за відношенням до поживних речовин ґрунту та засолення субстрату мають: A. guttatum (9), A. scorodoprasum (9), A. paniculatum (8) та A. waldsteinii (7). Найменшою пластичністю до цих факторів характеризуються: A. regelianum (4), A. savranicum (5), A. flavescens (6), A. inaequale (6), A. paczoskianum (6), A. rotundum (6) та A. sphaerocephalon (6).

За відношенням до кислотності ґрунту високою толерантністю характеризуються: A. guttatum (2,0), A. scorodoprasum (2,0) та A. waldsteinii (1,8). Найменшу толерантність щодо цього фактору мають: A. paniculatum (1,0) та A. regelianum (1,3). Середніми значеннями показника пластичності відзначаються: A. savranicum (1,5), A. flavescens (1,5), A. inaequale (1,5), A. sphaerocephalon (1,5) та A. rotundum (1,5).

Екологічні фактори, за відношенням до яких виявлена пластичність видів роду Allium флори Північного Причорномор'я, є лімітуючими, тобто визначають розповсюдження рослин у певному регіоні. Високим сумарним адаптаційним потенціалом до таких екологічних чинників характеризуються A. waldsteinii та A. guttatum.

Значні пристосувальні можливості цих видів є важливою передумовою і запорукою успішного їх переселення в інші регіони України чи за межі природного ареалу. Найменшу стійкість до дії лімітуючих чинників проявляють A. inaequale, A. regelianum та A. savranicum.

Дослідження показали, що в умовах культури в усіх видів цибуль відмічається вищий розвиток генеративної сфери. Це проявляється, насамперед, збільшенням відсотку плодоношення, тобто, ступеня утворення насіння у плодах (в середньому - на 22 %) (рис. 6.1).

Ступінь реалізації потенційних можливостей видів у плані насіннєвого розмноження визначає коефіцієнт продуктивності. Нами було встановлено, що в умовах культури лише у A. paniculatum цей показник перевищує 70, у інших видів він значно нижчий: від 34,1 у A. savranicum до 54,7 - A. paczoskianum.

Рис. 1. Плодоношення видів роду Allium L. в умовах Північного Причорномор'я України

1 - A. flavescens; 2 - A. guttatum ; 3 - A. inaequale; 4 - A. paczoskianum; 5 - A. paniculatum; 6 - A. regelianum; 7 - A. rotundum; 8 - A. savranicum; 9 - A. sphaerocephalon; 10 - A. waldsteinii.

Тип органічного спокою, властивий насінню досліджених видів, визначений нами як неглибокий фізіологічний. Умовами його порушення можна вважати тривале (більше 3 місяців) зберігання насіння та його холодна стратифікація. посадковий культивування цибуля інтродуцент

Показники біології проростання насіння цих видів можуть бути підставою для озимого (A. flavescens, A. guttatum, A. inaequale, A. paczoskianum, A. paniculatum, A. regelianum, A. savranicum та A. sphaerocephalon) чи весняного (A. waldsteinii, A. rotundum) способу висівання при вирощуванні їх у культурі. Утворення насіння у A. scorodoprasum нами не було відмічено - цей вид розмножується повітряними цибулинками [Марценюк І.М. Насіннєв, 2009].

Аналіз можливостей переселення рослин з одних регіонів в інші показав доцільність вивчення їх біохімічних ознак. Вони широко використовуються в ботанічному ресурсознавстві, хемотаксономії та в інтродукції рослин.

Особливу увагу ми звертали на сполуки вторинного обміну. Це пояснюється тим, що їх кількість в рослинах значно варіює в залежності від умов існування і деякі автори розглядають ці сполуки як екологічні маркери рослин [Лукнер, 1979].

За нашими даними пристосування цибуль до нових умов існування супроводжується значним зменшенням вмісту фенольних сполук (речовин вторинного обміну) [Левон, Булах, Марценюк, 2009]. Серед вивчених видів роду Allium підвищеним вмістом цих сполук характеризуються A. scorodoprasum, A. rotundum, A. waldsteinii. За біохімічним показником їх адаптивний потенціал переважає інші види цього роду.

Дикорослі багаторічні види цибуль володіють комплексом цінних ознак та властивостей, що визначають перспективи їх широкого практичного використання. Критичний аналіз літературних даних [Казакова, 1970; Жуковский, 1971; Коровина, 1986] та результати власних інтродукційних досліджень дозволили нам виділити серед 11 досліджених видів Північного Причорномор'я України групи за їх господарським значенням, а саме:

- харчові (A. scorodoprasum, A. rotundum);

- лікарські (A. scorodoprasum, A. flavescens, A. guttatum, A. rotundum);

- медоносні (A. waldsteinii, A. regelianum);

- декоративні (A. flavescens, A. guttatum, A. inaequale, A. paczoskianum, A. paniculatum, A. regelianum, A. savranicum, A. scorodoprasum, A. sphaerocephalon та A. waldsteinii).

Цибуля часникова (A. scorodoprasum) містить біологічно активні речовини, що регулюють скорочення гладенької мускулатури, секрецію та кровообіг, а також аскорбінову кислоту та вуглеводи [Биологически…, 2001]. За нашими дослідженнями [Левон, Булах, Марценюк, 2009] даний вид має велику кількість флавоноїдів (до 0,974 мг/г сухої ваги), що також підтверджує його лікарське значення .

Декоративність даного виду визначається не красою квіток чи листків, а наявністю у суцвіття повітряних цибулинок. Стебло висотою до 100 см гладеньке, пружне, на верхівці якого утворюється велика кількість повітряних цибулинок, між якими виростають поодинокі квітки на довгих квітоніжках.

Листові пластинки порівняно із іншими дослідженими видами широкі, 8-15 мм, темно-зелені, соковиті, зі слабким часниковим присмаком. В їжу використовують листки, молоді стебла та повітряні цибулинки у свіжому, вареному чи маринованому вигляді [Юрьева, Кокорева, 1992]. Як декоративну рослину цибулю часникову можна використовувати для висадки групами на клумбах чи кам'янистих гірках.

Цибуля Вальдштейна (A. waldsteinii) за літературними даними [Биологически…, 2001] містить ароматичні кислоти (хлорагенову), що мають жовчогінну дію. Нами було встановлено, що сумарний вміст фенолів у даного виду становить 0,16 % від сухої ваги [Левон, Булах, Марценюк, 2009].

Цей вид у культурі є досить декоративним із-за великого (до 9 см) кулястого суцвіття. Квітки яйцевидної форми із пурпурово-фіолетовим забарвленням. Стебло із суцвіттям висотою 60-90 см обгорнуте порівняно широкими (8-12 мм) листками, які залишаються зеленими до завершення цвітіння рослини. Цвіте у червні-липні протягом 25-30 днів. В період цвітіння квіти добре відвідуються бджолами.

Цибуля кругла (A. rotundum) зовні дуже схожа на A. waldsteinii, проте має неоднаково забарвлені листочки оцвітини: зовнішні темно-пурпурові, внутрішні - майже білі по краям. Цвіте у червні-липні, протягом 20 днів.

За нашими даними біохімічні показники вмісту флавоноїдів (0,345 мг/г сухої ваги) дають підстави прогнозувати лікарське значення даного виду [Левон, Булах, Марценюк, 2009]. Ряд авторів відмічають і харчове значення цибулі круглої [Биологически…, 2001; Мінарченко, 2005].

Цибуля жовтіюча (A. flavescens). Це цибулинно-кореневищний вид, тому утворює щільні дернинки різновікових рослин. Оцвітина жовтувата або рожева, з тупими, вгорі трохи зубчастими пелюстками.

Стебло висотою 20-45 см, тому даний вид має ефектніший вигляд на кам'янистих гірках або передньому плані рослинних композицій, у вигляді щільних бордюрів тощо. Цвіте в липні-серпні протягом 25-30 днів. Високий вміст у цибулинах стероїдних сапонінів (до 2,58 % від сухої ваги) за нашими даними дає підстави для можливого фармакологічного використання даного виду [Марценюк . Дослідження …, 2009].

Цибуля крапчаста (A. guttatum). Рослини висотою 40-80 см із тонким стеблом та вузькими листками. Квітки білуваті, вузько-дзвоникуватої форми, зібрані у густе кулясте або півкулясте суцвіття. Декоративності квіткам придає добре помітна бура плямочка посередині кожної пелюстки. Цвіте у липні-серпні протягом 25-30 днів. Як і A. sphaerocephalon даний вид краще висаджувати великими композиціями у поєднанні із низькорослою зеленню.

Потенційним є також фармакологічне використання із-за вмісту у цибулинах стероїдних сапонінів (2,08 % від сухої ваги) [Марценюк . Дослідження …, 2009].

Цибуля нерівна (A. inaequale). Зонтик у даного виду нещільний, з нерівними прямими квітоніжками. Квіти ніжнорожеві із темнішою серединною жилкою на пелюстках. Рослини невисокі (10-40 см), тому ефектніший вигляд матимуть групові посадки даного виду із ґрунтопокривним рослинами на схилах кам'янистих гірок. Цвіте у липні-серпні протягом 20-25 днів.

Цибуля Пачоського (A. paczoskianum) відрізняється особливою витонченістю суцвіть, що нагадують мініатюрні фонтани. Забарвлення квіток лілово-фіолетове із поволокою. Декоративності рослинам додають два довгих (до 15 см) списоподібних листочки покривала оцвітини. Квітує даний вид недовго, до 20 днів у липні.

Цибуля волотиста (A. paniculatum). Як і попередній вид цибуля волотиста дуже декоративна завдяки нещільному пучковидному суцвіттю ніжно-рожевого відтінку. Дзвоникоподібні квітки знаходяться на довгих квітоніжках, які під час цвітіння пониклі, а після - випрямляються вгору. Листки на жаль дуже швидко жовтіють, проте їх можна сховати іншою низькорослою зеленню. Цвіте у липні протягом 25-30 днів.

Цибуля савранська (A. savranicum). Як і A. flavescens - це цибулинно-кореневищний вид, проте щільних дернин не утворює, а рослини вегетують по 2-3 на дуже вкороченому кореневищі. Вид досить високорослий (40-70 см) із кулястим білуватим суцвіттям та пучком нитковидних листків при основі стебла. Це один із пізньоцвітів серед дикорослих цибуль. В умовах Північного Причорномор'я України цвітіння цибулі савранської починається в першій декаді серпня і триває до другої декади вересня. Це дозволяє використовувати у дендраріях її декоративні якості в літньо-осінній період, коли інші цибулі вже відцвіли.

Цибуля круглоголова (A. sphaerocephalon). Суцвіття щільне, округлої форми, складається із дрібних дзвіночкоподібних квіток і розміщене на довгій (50-70 см) стрілці. Діаметр суцвіття в умовах культури становить близько 5 см. Його забарвлення в міру розпускання квіток змінюється із верхівки від зеленого до темно-пурпурового. Цвіте у червні-липні протягом 15-20 днів. Листки вузькі, їх декоративність невисока, тому даний вид доцільно висаджувати у композиції із низькорослими рослинами.

Цибуля Регеля (A. regelianum) має оригінальні яйцевидні суцвіття із пурпуровими квітками. Рослини середньорослі (50-60 см), до середини стебла вкриті вузькими листками. Цвіте у червні-липні протягом 15-20 днів. У квіткових композиціях може використовуватися як і A. sphaerocephalon.

Висновки

Високим сумарним адаптаційним потенціалом до екологічних факторів характеризуються A. waldsteinii та A. guttatum. За біохімічними показниками їх адаптивний потенціал, а також A.scorodoprasum та A. rotundum також переважає інші види цього роду. Пристосувальні можливості цих видів є важливою передумовою їх успішного переселення в інші регіони України чи за межі природного ареалу.

Найменшу стійкість до дії лімітуючих чинників проявляють A. inaequale, A. regelianum та A. savranicum. Врахування екологічних вимог цих видів до оточуючого середовища є запорукою їх збереження в екотопах Північного Причорномор'я України.

В умовах культури досліджені види проявляють високі можливості насіннєвого розмноження або вегетативного (A. scorodoprasum) розмноження.

Всі 11 інтродукованих видів роду Allium можна віднести до різних груп корисних рослин: харчових (A. scorodoprasum, A. rotundum), лікарських (A. scorodoprasum, A. flavescens, A.guttatum, A.waldsteinii, A. rotundum), медоносних (A. waldsteinіi, A. regelianum) та декоративних (A. paniculatum, A. regelianum, A. savranicum, A. scorodoprasum, A. paczoskianum, A. inaequale, A. sphaerocephalon, A. waldsteinіi).

Список літератури

1. Андреева В.Ю. Разработка методики количественного определения флавоноидов в манжетке обыкновенной Alchemilla vulgaris L.S.L. / В.Ю. Андреева, Г.И. Калинкина // Химия растительного сырья. - 2000. - №1. - С. 85-88.

2. Биологически активные вещества растительного происхождения. В 3 т. / [Б.Н. Головкин, Р.Н. Руденская, И.А. Трофимова, А.И. Шретер; Отв. ред. В.М. Семихов]. - М.: Наука, 2001. - 350 с.

3. Булах П.Е. Луки природной флоры Средней Азии и их культура в Украине / П.Е. Булах. - К.: Наукова думка, 1994. - 124 с.

4. Вайнагий И.В. О методике изучения семенной продуктивности травянистых растений / И.В. Вайнагий // Ботан. журн. - 1974. - Т.59, №6. - С. 826-831.

5. Гринкевич Н.И. Химический анализ лекарственных растений / Н.И. Гринкевич, Л.Н. Сафронич. - М.: Высшая школа, 1983. - 175 с.

6. Жуковский П.М. Культурные растения и их сородичи: Систематика, география, цитогенетика, иммунитет, экология, происхождение, использование. - 3-е изд., перераб. и доп./ П.М. Жуковский. - Л.: Колос, 1971. - 750 с.

7. Казакова А.А. Лук / А.А. Казакова. - Л.: Колос, 1970. - 359 с.

8. Коровина О.Н. Природный генофонд дикорастущих родичей культивируемых растений флоры СССР и его охрана (аннотированный перечень) / О.Н. Коровина. - Л.: Наука, 1986. - 126 с.

9. Ксендзова Э.Н. Прием количественного определения фенольных соединений в растительных тканях / Э.Н. Ксендзова // Бюл. Всесоюзн. н.-и. ин-та защиты растений. - 1971. - №20. - С. 55-58.

10. Левон В.Ф. Фенольные соединения растений видов рода Allium L. флоры Северного Причерноморья / В.Ф. Левон, П.Е. Булах, И.М. Марценюк // Інтродукція рослин. - 2009. - № 3. - С. 74-79.

11. Лукнер М. Вторичный метаболизм у микроорганизмов, растений и животных / М. Лукнер. - М.: Мир, 1979. - 548 с.

12. Марценюк І.М. Дослідження вмісту стероїдних сапонінів у видів роду Аllium L. флори Північного Причорномор'я України / І.М. Марценюк // Матеріали наук.-практ. конф. проф.-виклад. складу МДАУ (Миколаїв, 13-14 квітня 2010 р.), М-во аграр. політики, Миколаївський держ. аграр. ун-т. - Миколаїв, 2009. - С. 19-21.

13. Марценюк І.М. Насіннєва продуктивність та біологія проростання насіння видів роду Allium L. флори Північного Причорномор'я / І.М. Марценюк // Інтродукція рослин. - 2009. - №2. - С. 9-13.

14. Марценюк І.М. Результати введення в культуру Allium flavescens Bess. у Північ. Причорномор'ї / І.М. Марценюк // Перлини степового краю : ІІ регіон. агроекол. конф., аспірантів, молодих вчених, Миколаїв, 18-20 лист. 2009 р.: тези допов. - Миколаїв: Микол. держ. аграр. ун-т, 2009. - С. 19-21.

15. Мінарченко В.М. Лікарські судинні рослини України (медичне та ресурсне значення) / В.М. Мінарченко. - Київ: Фітосоціоцентр, 2005. - 324 с.

16. Раменский Л.Г. Учет и описание растительности на основе проективного метода / Л.Г. Раменский // Л.Г. Раменский. Избранные работы. Проблемы и методы изучения растительного покрова. - Л.: Наука, 1971. - С. 51-78.

17. Сикура И.И. Переселение растений природной флоры Средней Азии на Украину / И.И. Сикура. - Киев: Наук. думка, 1982. - 207 с.

18. Фирсова М.К. Жизнеспособность семян / М.К. Фирсова. - М.: Колос, 1978. - 415 с.

19. Эколог. оценка кормовых угодий по растит. покрову / Л.Г. Раменский, Л.Г. Цаценкин, О.Н. Чижиков, Н.А. Антипин. - М.: Сельхозгиз, 1956.

20. Юрьева Н.А. Многообразие и луков и их использование / Н.А. Юрьева, В.А. Кокорева. - М.: Изд. МСХА, 1992. - 208 c.

Анотація

Аналіз інтродукційних можливостей та перспектив використання видів роду Allium L. Північного Причорномор'я України. І.М. Марценюк Кафедра виноградарства та плодоовочівництва Миколаївський державний аграрний університет, вул. Паризької Комуни, 9, 54046, м. Миколаїв, Україна; e-mail: i_martsenyuk@ukr.net

В статті здійснено прогноз перспектив практичного використання видів роду Allium Північного Причорномор'я України на основі виявлених адаптаційних можливостей до дії основних лімітуючих екологічних факторів, а також фотохімічних, харчових та декоративних якостей. Наведені рекомендації щодо вирощування дикорослих цибуль в умовах культури.

Ключові слова: види роду Allium, екологічна пластичність, інтродукція

Annotation

Introduction and prospects of use of Allium species of North Prichernomor'ya Ukraine. I. М. Martsenyuk, Vine-, fruit- and vegetable-growing Department, Mykolayiv State Agrarian University, 9, Paryzka komuna Str. Mykolayiv, 54010, Ukraine; e-mail: i_martsenyuk@ukr.net

In the article the prognosis of prospects of the practical use of Allium species of North Prichernomor'ya Ukraine is done on the basis of the exposed adaptation possibilities in relation to basic limiting ecological factors and also fitochemical, food and decorative qualities. In the article resulted recommendation on growing of wild-growings onions in the conditions of culture.

Key words: Allium species, ecological plasticity, introduction

Аннотация

Анализ интродукционных возможностей и перспектив использования видов рода Allium флоры Северного Причерноморья Украины. И.М. Марценюк

В статье сделан прогноз перспектив практического использования видов рода Allium Северного Причерноморья Украины на основании выявленных адаптационных возможностей по отношению к основным лимитирующим экологическим факторам, а также фитохимических, пищевых и декоративных качеств. Приведены рекомендации по выращиванию дикорастущих луков в условиях культуры.

Ключевые слова: виды рода Allium, экологическая пластичность, интродукция

Размещено на Allbest.ru