Реализация семенной продуктивности лука беловатого (Allium albidum Fisch. ex M. Bieb., Amaryllidaceae Jaume St.-Htl.) в условиях Московской области

Размещено на http://www.allbest.ru

Реализация семенной продуктивности лука беловатого (Allium albidum Fisch. ex M. Bieb., Amaryllidaceae Jaume St.-Htl.) в условиях Московской области

М.И. Иванова, А.И. Кашлева, А.Ф. Бухаров

Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства
- филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения
«Федеральный научный центр овощеводства» (ВНИИО - филиал ФГБНУ ФНЦО)

Abstract

All-Russian Research Institute of Vegetable Growing - branch of the Federal State Budget Research Institution «Federal Research Center for Vegetable Growing» (VNIIO - branch FSBIFNTSO)

Allium albidum Fisch. ex M. Bieb. is a perennial bulbous-rhizome horizontally growing plant, geophyte. It is a system of sequentially replacing each other monocarpic (once fruiting) mono-, less often implicitly polycyclic rosette shoots. Renewal occurs due to the axillary bud of the upper green leaf. Under the conditions of the culture of the Moscow re¬gion, the fruit set was 94.2%, the real seed productivity was 16.2 g per plant, the weight of 1000 seeds was 4.03 g. The average insemination rate was 3.4 pcs / fruit, the formation of up to 3 was noted, 1 seed per fruit in the lower tier of the inflorescence, average - 3.4, upper - 3.6 seeds per fruit. The reproductive potential under cultural conditions is commensurate with that in natural populations, therefore, seed renewal of artificial populations is possible.

Key words: Allium albidum Fisch. ex M. Bieb., seed productivity, mass of 1000 seeds, coefficient of realization of seed productivity.

Аннотация

растение продуктивность семенной

Лук беловатый (Allium albidum Fisch. ex M. Bieb.) - многолетнее лукович-но-корневищное горизонтально нарастающее растение, геофит. Представляет собой систему последовательно сменяющих друг друга монокарпических (однократно плодо-носящих) моно-, реже неявнополициклических розеточных побегов. Возобновление происходит за счет пазушной почки верхнего зеленого листа. В условиях культуры Мо-сковской области завязываемость плодов составила 94.2%, реальная семенная продук-тивность - 16.2 г на растение, масса 1000 семян - 4.03 г. Установлена средняя осеме- ненность - 3.4 шт./плод. Отмечено формирование до 3.1 семян на плод в нижнем ярусе соцветия, среднем - 3.4, верхнем - 3.6 семян на плод. Репродукционный потенциал в условиях культуры соразмерен с таковым в природных популяциях, поэтому семенное возобновление искусственных популяций возможно.

Ключевые слова: Allium albidum Fisch. ex M. Bieb., семенная продуктивность, масса 1000 семян, коэффициент реализации семенной продуктивности.

Введение

Изучение плодоношения для интродуцированных растений является важнейшей за-дачей в условиях культуры. Лук беловатый (Allium albidum Fisch. ex M. Bieb.) - много-летнее луковично-корневищное горизонтально нарастающее растение, представляющее собой систему последовательно сменяющих друг друга моно-, реже неявнополицикли-ческих розеточных побегов (Tkhazaplizheva, Chadayeva, 2009). Распространен в Вос-точной Европе и на Кавказе, произрастает в скалистых местах Крыма и Кавказа (Czere- panov, 1995; Shkhagapsoev, Chadayeva, 2015). В условиях Башкирии длительность цве-тения цветка составляет 5-7 дней, соцветия - 30-32 дня, особи - 45-65 дней. Окраска цветка белая, форма - звездчатая. Форма соцветия полушаровидная. Начало цветения приходится на 29 мая, конец цветения - 5 августа; начало созревания семян 30 июля, конец созревания - 30 августа (Tukhvatullina, Abramovа, 2012; 2013). В условиях Рес-публики Коми зацветает 15-25 июля, высота цветоноса 60.0-83.5 см, диаметр соцветия 4.6-5.7 см, диаметр цветка 1.4-1.6 см. Масса 1000 семян равна 2.7 г. В 1 г насчитывает-ся 370 шт. семянок (Volkova, Motorina, 2010). В условиях Республики Дагестан длина семени 2 мм, ширина 1.4 мм, масса 1000 семян 1.8 г (Alibegova, 2009). A. albidum харак-терно долгое сохранение всхожести, способствующее созданию почвенного банка се-мян (2 года). Всхожесть семян 45% (Chadayeva, Shkhagapsoev, 2016).

У всех видов Allium коробочка трехгнездная. В каждом гнезде располагается строго по 2 семяпочки, а в завязи находится 6 семяпочек. Исключение составляют среднеази-атские виды лука (Filimonova, 1970), помещенные в секцию Molium, в гнезде завязи ко-торых более 2-х семяпочек.

Цель исследования - изучить реализацию семенной продуктивности лука беловатого (Allium albidum Fisch. ex M. Bieb.) из биоколлекции ВНИИО - филиала ФГБНУ ФНЦО в условиях Московской области.

Материалы и методы

Материалом для исследований послужили соцветия Allium albidum из биоколлекции ВНИИО - филиала ФГБНУ ФНЦО. Возраст материнских растений - 5 лет. Измерения проводили на 15 модельных растениях каждого образца. Уборку соцветий провели в фазу созревания семян 22-25 июля 2018-2019 гг. Определяли высоту стрелки (см), диаметр соцветия (см), диаметр и высоту цветоложа (см), длину цветоножек нижнего, среднего и верхнего ярусов (см). Семенную продуктивность (в расчете на одно соцве-тие) изучали по общепринятой методике (Bukharov et al., 2013). При этом учитывали следующие показатели: число цветков в соцветии, число осемененных плодов в соцве-тии (шт.), завязываемость плодов (%), число семян в соцветии (шт.), средняя осеменен- ность плодов (шт./плод), число семяпочек в соцветии (шт.), коэффициент семенифика- ции (%), массу 1000 семян (г), реальную семенную продуктивность (г/растение), потен-циальную семенную продуктивность (г/растение), коэффициент реализации семенной продуктивности (%). Завязываемость плодов рассчитывали как отношение числа осе-мененных плодов в соцветии к числу цветков в соцветии, выраженное в процентах. Коэффициент реализации семенной продуктивности определяли как отношение реаль-ной семенной продуктивности к потенциальной семенной продуктивности, выраженное в процентах. Об изменении коэффициента семенной продуктивности судили по пока-зателям завязываемости плодов и числа семян в плоде. Для определения массы семена каждого растения взвешивали на аналитических весах OHAUS Explorer Pro ЕР 214 С.

Статистически анализ выполнен с помощью программного приложения Exsel. Опре-деляли минимальные (X_min), максимальные (X_max) и средние (Х_ср) значения показате-лей, среднюю квадратическую погрешность среднего арифметического (SxcjO и коэф-фициент вариации (C_v).

Результаты исследования и обсуждение

У A. albidum высота генеративного побега варьировала в пределах 40.1-56.0 см (С^11.4%), диаметр соцветия 5.9-7.3 см (С^9.5%), диаметр цветоложа - 1.2-4.0 см (^=46.2%), высота цветоложа - 0.8-1.3 см (^=27.3%) (табл. 1).

Таблица 1. Биологические особенности соцветия Allium albidum Table 1. Biological features of the inflorescence of Allium albidum

Длина цветоножек верхнего яруса изменилась от 1.4 до 3.5 см, среднего - от 2.0 до 3.2, нижнего - 1.5-3.0 см. В среднем, длина цветоножек увеличивалась от нижнего яру-са (2.5 см) к верхнему (2.7 см). Одним из важнейших этапов изучения репродуктивной биологии является установ-ление семенной продуктивности растений. Нами определены генотипические (масса 1000 семян) и паратипические (масса и число семян в соцветии) признаки семенных особей. Вид обладает довольно высокой семенной продуктивностью, которая изменяется в широких пределах (табл. 2). Число генеративных побегов у особи варьировало от 19 до 24 шт. (C_v=11.6%), число цветков в соцветии от 61 до 86 шт. (C_v=14.2%), число осеме-ненных плодов в соцветии - от 50 до 82 шт. (C_v=16.7%). Завязываемость плодов в сред-нем составила 94.2% (C_v=18.4%), при этом в верхнем ярусе этот показатель составил 96.9%, среднем - 95.4%, нижнем - 91.8% (рис.). Семян в соцветии сформировалось 186-284 шт. (Cv=35.6%). Наши данные согласуются с результатами исследований, полученными Л.А. Тухва- туллиной (Tukhvatullina, 2013). В условиях Башкирии длина цветоноса 50-80 см, число цветков в соцветии 62-114 шт., число плодов в соцветии 70.4 шт., число семян в плоде 2.8 шт., диаметр соцветия 5.0-7.5 см, диаметр цветка 1.2-1.5 см, завязываемость плодов 80.4%. Установлена средняя осемененность 3.4 шт./плод, при этом в нижнем ярусе соцветия отмечено формирование до 3.1 семян на плод, среднем - 3.4, верхнем - 3.6 семян на плод. Завязываемость, осемененность и масса плодов возрастают от нижнего яруса к верхнему. Это связано с тем, что цветение у всех видов Allium, образующих полноцен-ные цветки, начинается с вершины соцветия, постепенно перемещаясь к экваториаль-ной части; 2-я половина соцветия начинает цветение позже. Самыми последними от-крываются цветки в нижней его части, в зоне прикрепления к цветочному стеблю - стрелке. Аналогичная закономерность отмечена и у длины цветоножек: она увеличива-лась от нижнего яруса к верхнему (табл. 2).

Таблица 2. Изменчивость показателей, характеризующих семенную продуктивность Allium albidum

Table 2. Variability of indicators characterizing seed productivity Allium albidum

Коэффициент семенификации (продуктивности) характеризует фактическую реали-зацию репродуктивного потенциала интродуцентов при культивировании. Этот показа-тель в среднем составил 56.7% (C_v=12.0%).

Реальная возможность образования семян реализовалась в среднем 16.2 г на расте-ние, потенциальная - 39.4 г на растение. Коэффициент реализации семенной продук-тивности был в пределах 36.7-51.0% (в среднем 43.9%) при C_v=6.2%.

Масса 1000 семян в культуре в условиях Московской области в среднем составила 4.03 г, причем в нижнем ярусе соцветия этот показатель был в пределах 3.94 г, среднем - 4.04, верхнем - 4.14 г. В условиях Республики Коми в культуре масса 1000 семян ока-залась в пределах 2.7 г (Volkova, Motorina, 2010), в природе Республики Дагестан - 1.8 г (Alibegova, 2009).

Рис. Изменчивость основных параметров семенной продуктивности
Allium albidum в пределах соцветия

Fig. Variability of the main parameters of Allium albidum seed productivity within the inflorescence

Заключение

Проведено изучение семенной продуктивности в условиях интродукции у A. albidum. В целом в условиях Московской области завязываемость плодов составила 94.2%, реальная семенная продуктивность - 16.2 г на растение, масса 1000 семян - 4.03 г. Выявлена средняя осемененность - 3.4 шт./плод, при этом в нижнем ярусе со-цветия отмечено формирование до 3.1 семян на плод, среднем - 3.4, верхнем - 3.6 се-мян на плод. Число семяпочек в завязи у изученных образцов - величина постоянная. Репродукционный потенциал в условиях культуры соразмерен с таковым в природных популяциях, поэтому семенное возобновление искусственных популяций возможно.

Список литературы

1. [Alibegova] Алибегова А.Н. 2009. Изучение морфологической изменчивости Allium albidum (Alliaceae) в условиях интродукции. -- Бюл. МОИП. Отд. биол. 114(3): 3-6. Прил. 1. Ч. 3. Экология. Природные ресурсы. Рациональное природопользование. Ох-рана окружающей среды.

2. [Bukharov et al.] Бухаров А.Ф., Балеев Д.Н., Бухарова А.Р. 2013. Анализ, прогноз и моделирование семенной продуктивности овощных культур: учебно-методическое по-собие. М. 54 с.

3. [Volkova, Motorina] Волкова Г.А., Моторина Н.А. 2010. Перспективные красивоцве- тущие растения для декоративного садоводства Республики Коми (рекомендуемый ас-сортимент). Сыктывкар. 164 с.

4. [Tukhvatullina] Тухватуллина Л.А. 2013. Декоративные показатели и агротехника ви-дов рода Allium L. при интродукции. -- Науч. ведомости Белгород. ун-та. Сер. Естеств. науки. 7(160, 24): 28-35.

5. [Tukhvatullina, Abramova] Тухватуллина Л.А., Абрамова Л.М. 2012. Интродукция дикорастущих луков в Башкортостане: биология, размножение, агротехника, использо-вание. Уфа. 268 с.

6. [Tukhvatullina, Abramova] Тухватуллина Л.А., Абрамова Л.М. 2013. Среднемного-летние фенодаты и сезонный ритм роста и развития луков в условиях интродукции. -- Науч. ведомости Белгород. ун-та. Сер. Естеств. науки. 10 (153, 23): 45-50.

7. [Tkhazaplizheva, Chadayeva] Тхазаплижева Л.Х., Чадаева В.А. 2009. Эффективность самоподдержания и стратегия выживания Allium albidum Fisch ex Bieb. в условиях стресса в Приэльбрусье (Кабардино-Балкарская). -- Успехи современного естествозна-ния. 3: 52-53.

8. [Filimonova] Филимонова З.Н. 1970. О значении количества семяпочек в систематике p. Allium L. -- Интродукция и акклиматизация растений. Ташкент. 7: 107-112.

9. [Chadayeva, Shkhagapsoev] Чадаева В.А., Шхагапсоев С.Х. 2016. Анализ стратегий выживания видов рода Allium L. Российской части Кавказа. -- Юг России: экология, развитие. 11(1): 104-118. DOI: 10.18470/1992-1098-2016-1-104-118.

10. [Czerepanov] Черепанов С.К. 1995. Сосудистые растения России и сопредельных го-сударств. СПБ. 990 с.

11. [Shkhagapsoev, Chadayeva] Шхагапсоев С.Х., Чадаева В.А. 2015. Механизмы устойчи-вости видов растений на примере Allium albidum Fisch. ex Bieb. Центрального Кавказа. -- Экология. 2: 103-109. DOI: 10.7868/S0367059715010163.

References

1. Alibegova A.N. 2009. Study of morphological variability of Allium albidum (Alliaceae) under conditions of introduction. Adj. 1. Part 3. «Ecology. Natural resources. Rational nature management. Environmental protection». -- Bulletin of Moscow Society of Naturalists. Bio-logical series. 114(3): 3-6. (In Russ.).

2. Bukharov A.F., Baleev D.N., Bukharova A.R. 2013. Analysis, forecast and modeling of seed productivity of vegetable crops: a teaching aid. Moscow. 54 p. (In Russ.).

3. Chadayeva V.A., Shkhagapsoev S.Kh. 2016. Analysis of survival strategies of species of the genus Allium L. Russian part of the Caucasus. -- South of Russia: ecology, development. 11(1): 104-118. DOI: 10.18470/1992-1098-2016-1-104-118. (In Russ.).

4. Czerepanov S.K. 1995. Vascular Plants of Russia and Neighboring States. Saint- Petersburg. 990 p. (In Russ.).

5. Filimonova Z.N. 1970. On the significance of the number of ovules in taxonomy Allium L. -- Plant introduction and acclimatization. Tashkent. 7: 107-112. (In Russ.).

6. Shkhagapsoev S.Kh., Chadayeva V.A. 2015. Mechanisms of resistance of plant species on the example of Allium albidum Fisch. ex Bieb. Central Caucasus. -- Ecology. 2: 103-109. DOI: 10.7868/S0367059715010163. (In Russ.).

7. Tkhazaplizheva L.Kh., Chadayeva V.A. 2009. Self-maintenance efficiency and survival strategy of Allium albidum Fisch ex Bieb. under stress in the Elbrus region (Kabardino- Balkarian). The successes of modern natural science. 3: 52-53. (In Russ.).

8. Tukhvatullina L.A. 2013. Ornamental indicators and agricultural techniques of species of the genus Allium L. during introduction. -- Scientific bulletin of Belgorod University. Series Natural Sciences. 7(160, 24): 28-35. (In Russ.).

9. Tukhvatullina L.A., Abramova L.M. 2012. Introduction of wild-growing onions in Bash-kortostan: biology, reproduction, agricultural technology, use. Ufa. 268 p. (In Russ.).

10. Tukhvatullina L.A., Abramova L.M. 2013. Average perennial phenodates and seasonal rhythm of growth and development of onions under conditions of introduction. -- Scientific Bulletin of Belgorod University. Series Natural Sciences. 10, 153(23): 45-50. (In Russ.).

11. Volkova G.A., Motorina N.A. 2010. Promising flowering plants for ornamental gardening in the Komi Republic (recommended assortment). Syktyvkar, 164 p. (In Russ.).

Размещено на Allbest