Биология и морфология прорастания семян эхинацеи пурпурной

Размещено на http://www.allbest.ru/

Биология и морфология прорастания семян эхинацеи пурпурной

Ныгызбаева Ш., Ишмуратова М.Ю., Альжанова Р.К.

Echinacea purpurea (L.) Moench. - эхинацея пурпурная (Сем. Астровые - Asteraceae) - многолетнее травянистое поликарпическое растение высотой до 50-100 см; корневище короткое с множеством коротких корней. Стебли простые, листья шероховатые, по краю зубчатые, нижние на длинных черешках. Соцветие в виде одиночных корзинок на длинных цветоносах. Краевые цветки корзинки - язычковые, бесплодные, средние - трубчатые, обоеполые. Плод - четырехгранная семянка, серо-бурого цвета. Масса 1000 семян - 3,70-4,10 г.

Эхинацея обладает высокими бактерицидными свойствами. Траву назначают при инфекционных и септических состояниях, при карбункулах, абсцессах и инфицированных ранах. Сок из свежих соцветий активизирует свертываемость крови.

В России трава входит в состав препарата «Этифан», на Украине трава входит в состав препаратов «Эней», «Пурпурный», «Ехинасепт», фитосбора «Фитонорм», применение которых оказывает стрессо-протекторное действие, снижает утомляемость, улучшает качество сна, работоспособность и память [1-3].

В естественных условиях эхинацея пурпурная растет в субтропических и умеренных зонах Северной Америки в смешанных и лиственных лесах, в лесостепях и степях. Встречается в высокотравных прериях и на песчаных берегах рек восточных и южных штатов США [4]. Однако, вид широко культивируется на всей территории бывшего СССР [5].

Эхинацея в условиях сухо-степного климата Центрального Казахстана хорошо растет, дает высокий урожай растительной массы, возможно размножение как семенным, так и вегетативным методом [6].

Однако, для оценки оптимальных способов размножения вида в культуре необходимо изучение биологии и морфологии семенного материала, что и являлось целью настоящего исследования.

Объекты и методика исследований

Объектами исследований являлся семенной материал эхинацеи пурпурной, собранной на коллекции лекарственных и ароматических растений Жезказганского ботанического сада.

Всхожесть семян - один из важнейших показателей посевных качеств семян, характеризующих их биологическую и хозяйственную ценность. Под всхожестью понимают способность семян прорастать в течение определенного срока при оптимальных условиях для данной культуры. Процент всхожести устанавливают в лабораторных и полевых условиях.

Исследование всхожести и энергии прорастания семян проводили по методическим указаниям М.С. Зориной и С.П. Кабанова [7]. В лабораторных условиях семена проращивали в чашках Петри в 4-10-кратной повторности на 2-х слоях фильтровальной бумаги, смоченной дистиллированной водой. При выяснении действия отдельных факторов чашки помещали в холодильник или темный шкаф.

Определение веса 1000 семян проводили в соответствии с методикой С.С. Лищук [8]. Морфология семян и проростков исследовали на бинокулярном микроскопе МБС-1 в лабораторных условиях при увеличении 40-80 раз. Описание семенного материала и проростков - согласно публикаций З.Т. Артюшенко [9]. Статистическую обработку результатов вели по методике Л.Н. Удольской [10].

При изучении прорастания семян учитывали следующие фазы [11]: наклевывание, появление зародышевого корня, семядолей, развертывание семядольных листьев, появление первых настоящих листьев.

Результаты и их обсуждение

Семянка эхинацеи пурпурной четырехгранный орешек, светло-серого - светло-коричневого цвета, на верхушке крупные зазубрины, 5,0±0,6 мм длиной и 2,2±0,2 мм шириной. Поверхность гладкая с 1-2 продольными ребрышками. В процессе прорастания у вида отмечены следующие фазы развития: набухание, наклевывание, развитие гипокотиля, развитие семядольных листьев, образование 1-ой пары настоящих листьев (рис. 1).

1 - появление главного корня и гипокотиля, 2 - выход семядольных листьев, 3 - развертывание семядольных листьев, 4 - появление первого настоящего листа, 5 - развертывание первого настоящего листа

Рисунок 1 Биология прорастания семян эхинацея пурпурной

При замачивании набухание семян не наблюдается. Наклевывание семян эхинацеи проходит очень медленно, на 6-7 день. При разрыве кожуры первым появляется первичный зародышевый корень, длина которого составляла на 9-11мм. Кончик корешка покрыт густыми корневыми волосками. Характерно отличалась зона всасывания корешка. На 7-8 сутки из семянки появлялся гипокотиль, цвет гипокотиля - белый. Остальная часть проростка скрыта еще в кожуре. Проклюнулось более 9 % семян. На 9-10 сутки наблюдается вытягивание гипокотиля, с характерным изгибом, длиной 16 мм. Всхожесть при этом составляет 29 %. На 10-12 сутки гипокотиль выпрямлялся, вынося наружу семядольные листья. Пластинка семядольного листа толстая, кожистая, обратно-яйцевидной формы, темно-зеленого цвета. Длиной - 10 мм, шириной- 4 мм. Жилкование не выражено. Всхожесть - 38 %. Интенсивный рост гипокотиля наблюдается на 13-14 сутки.

Длина его составляла при этом 18 мм. Высота проростка в этот период составляла 13-15 мм. На 15-16 сутки высота растения составляет - 16- 20 мм, длина корневой системы достигает 20 мм, длина листьев - 11 мм, шириной до 5 мм. Всхожесть составила - 84 %. Всхожесть семян длится в лабораторных условиях 18-20 суток, и составляет 91-94 %. Появление первого настоящего листа наблюдается на 18-22 сутки. Лист имеет глубокие зазубрины по краю, у основания листа. Длина корешка составляет 25мм, длина семядольного листа составляет - 12 мм, ширина - 6-7 мм. Длина настоящего листа составляет - 10 мм, длина листового черешка- 10 мм. Поверхность настоящего листа густо покрыта волосками. По морфологии первые настоящие листья сильно отличаются от семядольных листьев.

Всхожесть посевного материала сохраняется до 5-6 лет, в течение 3-х лет хранения всхожесть семян составляет до 80-97 %; после чего снижается, составляя 68-75%. Прорастают семена при температуре от 15 до 30⁰С, оптимальная температура для прорастания семян +20-25⁰С. Семена лучше прорастают на свету и не нуждаются в предпосевной обработке. Полевая всхожесть составляет 60-70%. Всходы появляются на 15-20 день.

Таким образом, изучив биологию прорастания семян эхинацеи пурпурной можно отметить, что период всхожести у вида сильно растянут, однако семена имеют хорошее дружное прорастание. Максимум энергии прорастания наступает у эхинацеи на 16-16 сутки. То есть, в условиях культивирования при посеве появление всходов культуры можно ожидать (при благоприятных условиях) в течение 17-18 суток.

В пределах соцветия эхинацеи (шишкообразной корзинки) цветение происходит снизу вверх, то есть первыми зацветают цветки нижнего яруса, затем среднего и в последнюю очередь верхнего яруса. Продолжительность цветения в зависимости от метеорологических условий варьирует от 58 до 70 дней. Для растений эхинацеи характерна «разновозрастность» генеративных органов. На одном растении одновременно можно обнаружить бутоны, цветки, зеленые и зрелые семена. В опыте с созревших соцветий отбирались семена верхнего, среднего и нижнего ярусов. Анализ качества семенного материала эхинацеи пурпурной показал, что семена различаются между собой по морфологическим параметрам, массе, всхожести и выживаемости проростков (табл. 1).

Таблица 1

Морфологические параметры семенного материала эхинацеи пурпурной в зависимости от формирования на соцветии

Семена, образовавшиеся на растении первыми, обладают наилучшими показателями. Семянки нижнего яруса несколько превосходят по ширине и толщине семена верхнего и среднего яруса. Семена позднего срока формирования (верхний ярус) отличаются щуплостью и пониженными посевными качествами. Масса 1000 семян их составила 3,76 г, что на 0,43 г ниже показателей нижнего яруса (табл. 2).

Таблица 2

Качество семенного материала эхинацеи пурпурной в зависимости от формирования на соцветии

Проростки из семян нижнего яруса показали наилучшие показатели всхожести, выживаемости и массы проростков. Параметры проростков из семян нижнего яруса несколько уступают таковым среднего и верхнего ярусов, однако, проростки семян раннего срока созревания более развиты и выполнены.

Заключение

эхинацеия пурпурный соцветие семенной

Таким образом, прорастания семян исследованных лекарственных растений проходит по единой схеме: наклевывание семянки, выход зародышего корня, выход гипокотиля, появление и развертывание семядольных листьев, появление настоящих листьев. Эхинацея пурпурная характеризуется разнокачественностью семян. Семена разных мест формирования на соцветии неравномерны по посевным и хозяйственным качествам. Семена, созревшие первыми, имеют более крупные размеры, повышенную всхожесть и выживаемость.

Список использованных источников

1. Лекарственные растения. Вековой опыт изучения и возделывания. Полтава: Изд-во Верстка, 2004. С. 191-195.

2. Химическое изучение отдельных органов эхинацеи пурпурной / Л.А. Середа, В.А. Середа // Проблемы лекарственного растениеводства: сборник научных трудов. Лубны, 1996.- С. 241-243.

3. Пивень Н.П., Шевчук Н.М. Вивчення химичнiх заводив боротьбi з бурьянамi на шоломнiцi байкальскii та ехинацеи пурпуровиi // Проблемы лекарственного растениеводства сборник научных трудов. Лубны, 1996. С. 213-216.

4. McGregor R.L. The taxonomy of the genus Echinacea (Compositea) // Univ. Kansas. Sci. Bull. 1968. Vol. 48, № 4. P. 113-142.

5. Лікарські рослини; Енциклопедичний довідник. Киів: Головна редакція Украінськоі радянськоі енциклопедіі ім. М. П. Бажана, 1989. С - 54-60.

6. Ишмуратова М.Ю., Мангазбаева Г.З., Нашенов Ж.Б. Итоги интродукции лекарственных растений в Карагандинском ботаническом саду // Тезисы докладов 2-ой межд. конф. Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане, Ч. 2, Алматы, 2008. С. 275-278.

7. Зорина М.С., Кабанов С.П. Определение семенной продуктивности и качества семян интродуцентов // Методики интродукционных исследований в Казахстане / Сб.науч.тр. Алма-Ата: Наука, 1987. С. 75-85.

8. Лищук С.С. Методика определения массы семян // Бот.журн. 1991. Т. 76, № 11. С. 1623-1624.

9. Артюшенко З.Т. Атлас по описательной морфологии высших растений: Семя. Л.: Наука, 1990. 204 с.

10. Удольская Л.Н. Введение в биометрию. Алма-Ата, Наука, 1976.- 76 с.

11. Овчаров И.Л. Физиология формирования и прорастания семян. М.: Колос, 1976. 255 с.

Размещено на Allbest.ru