Интродукция видов рода Valeriana в Башкирском Зауралье

Автор: Харрасова Гульемеш Ваисовна, Барышникова Надежда Ивановна, Ишмуратова Майя Мунировна

Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc

Рубрика: Природопользование

Статья в выпуске: 5-3 т.13, 2011 года.

Бесплатный доступ

Рассмотрены результаты интродукционного исследования некоторых представителей ряда Officinales:Valeriana officinalis L., V. wolgensis Kazak., V. dubia Bunge в Башкирском Зауралье.

Интродукция, башкирскоезауралье, продуктивность и урожайность подземных органов

Короткий адрес: https://sciup.org/148200421

IDR: 148200421

Текст научной статьи Интродукция видов рода Valeriana в Башкирском Зауралье

Зауралье, продуктивность и урожайность подземных органов.

Возрастающая потребность медицины в лекарственном сырье растительного происхождения в настоящее время полностью не удовлетворяется ввиду интенсивной хозяйственной деятельности человека и нерациональной эксплуатации природных зарослей. Эти обстоятельства являются предпосылкой для возделывания лекарственных растений в культуре в целях создания производственных плантаций, способных обеспечить медицинскую промышленность и органы здравоохранения лекарственным растительным сырьем [5].

Валериана лекарственная ( Valeriana officinalis ) и близкие ей виды издавна широко используются в качестве источника лечебных средств. Лекарственные препараты (настой, настойки, экстракт и комплексные), изготовляемые из корней и корневищ валерианы, применяют как успокаивающее средство при нервном возбуждении, бессоннице, неврозах сердечнососудистой системы, при спазмах желудочно-кишечного тракта [7].

Интродукционные исследования некоторых видов рода Valeriana в Башкирском Зауралье ведутся с 1999 г. [1, 2]. Показано, что в условиях Башкирского Зауралья виды проходят полный цикл развития, цветут и плодоносят.

Цель настоящей работы – представление результатов исследований особенностей биологии, продуктивности подземных органов некоторых видов рода Valeriana ряда Officinales в Башкирском Зауралье.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Объектами исследования явились валериана лекарственная ( V. officinalis L . ), в. волжская ( V. wol-gensis Kazak.) и в. сомнительная ( V. dubia Bunge). V. officinalis включена в «Красную книгу Республики Башкортостан» с категорией редкости III [4]. Исследованные виды – многолетние, травянистые, кистекорневые, полурозеточные растения с многочисленными придаточными корнями. Размножение семенное и вегетативное.

При выделении возрастных состояний особей использовали методические разработки Т.А. Ра-ботнова [9] и А.А. Уранова [11].

Интродукционные исследования проводили в степной зоне Башкирского Зауралья (г. Сибай) в 2008-2011 гг. с учетом методических указаний И.Ф. Сацыперовой и А.М. Рабиновича [10].

Район исследования характеризуется высокой континентальностью климата. Зимой эта территория находится под влиянием сибирского холодного воздуха, летом атлантический воздух проникает сюда уже прогретым и иссушенным, поэтому зима здесь холодная, а лето засушливое [3, 8]. Почвы в Башкирском Зауралье – черноземы обыкновенные, полноразвитые, территория выделена в равнинностепной почвенно-экологический район [6].

Материалом для интродукции служили семена, собранные с растений в естественных местах обитания.

Способ посева с расстоянием между рядами и растениями 45 см, норма посева 9 семян/м², с глубиной заделки 1 см. Уход за растениями состоял в регулярном поливе и прополке.

Посев семян в почву проводили в 3 срока: летний, подзимний и весенний. Подзимний посев проводили 25 октября с наступлением холодов для исключения осеннего прорастания семян. Весной семена высевали 16 апреля после таяния снега во влажную почву, сверху прикрывали укрывным материалом.

Для моделирования грунтовой всхожести семян в природных условиях проводили летний посев после фазы плодоношения каждого вида. V. dubia начинает плодоносить с I декады июня и заканчивает во II декаде июля, сроки наступления плодоношения V. wolgensis приходятся на конец I декады июля до начала I декады августа, плодоношение V. officinalis наступает в III декаде июля и длится до конца II декады августа. Свежесобранные семена по 100 шт. закладывали в марлевые пакетики, которые помещали на поверхность почвы и сверху присыпали землей слоем 1 см. С наступлением фенологической весны (апрель-май) следующего года пакетики с семенами вскрывали и подсчитывали число проросших семян. Оставшиеся (непроросшие) семена проращивали в чашках Петри. Отмечали долю (%) проросших семян на момент вскрытия пакетиков и всхожесть оставшихся семян. Опыт выполняли в 3-кратной повторности, данные усредняли.

Для определения урожайности подземные органы виргинильных растений V. officinalis , V. wolgen-sis и V. dubia выкапывали в конце первого вегетационного сезона. Урожайность сырья (средний урожай с единицы площади) рассчитывали в граммах на 1 м².

Для определения зависимости продуктивности подземных органов V. wolgensis от площади питания, посев семян проводили по схеме: 5x5 см (400 шт./м²), 15x15 см (56.3 шт./м²), 30x30 см (16 шт./м²), 45x45 см (9 шт./м²).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Показатели всхожести семян и сроков появления всходов видов рода Valeriana представлены в таблице 1.

Таблица 1. Всхожесть семян (%), сроки появления всходов некоторых видов рода Valeriana при различных сроках посева (г. Сибай, 2010- 2011 гг.)

Сроки посева (дата)

Виды

Осенний посев

Весенний посев

посев

всходы

появление настоящего листа

всхожесть, %

посев

всходы

появление на-стоящего листа

всхо же сть, %

V. dubia

25.X

24.IV

2.V

22

16.IV

26.IV

5.V

39

V. wolgensis

25.X

28.IV

6.V

17

16.IV

30.IV

9.V

30

V. officinalis

25.X

3.V

12.V

5

16.IV

6.V

16.V

7

Летний посев

Виды

Посев

Доля проросших семян в пакетике, %

Общая всхожесть семян, %

V. dubia

II декада июля

24

50

V. wolgensis

I декада августа

32

69

V. officinalis

II декада августа

2

51

При подзимнем сроке посева (октябрь) первые проростки V. dubia появляются 24 апреля следующего года. Всхожесть их составляет 22%. При весеннем (16 апреля) – спустя 10 дней (26 апреля) после посева. Полевая всхожесть семян при весеннем посеве выше.

Семена V. wolgensis при подзимнем посеве начинают прорастать в конце апреля, всхожесть их составляет 17%. При весеннем посеве проростки появляются на 14 день после посева. Полевая всхожесть семян составляет 30 %. Более высокая всхожесть семян после подзимнего посева объясняется тем, что зимой под снегом семена проходят естественную стратификацию и прорастают в более благоприятных условиях почвенного увлажнения весеннего периода.

Всходы V. officinalis при подзимнем посеве появляются позже всходов предыдущих видов – 3 мая, при весеннем посеве через 20 дней после посева (6 мая). Всхожесть семян осеннего посева составляет 5%, весеннего посева – 7%.

После летнего посева свежесобранных семян в период диссеминации исследуемых видов наблюдается более высокая общая всхожесть семян. У V. dubia общая доля проросших семян составила 50%, у V. wolgensis – 69%, у V. officinalis – 51%.

Длительность периода от появления семядолей до появления первого настоящего листа составляет 8-9 дней при подзимнем посеве и 9-10 дней при весеннем посеве у всех исследованных видов. У всех исследованных видов при интродукции семядольные листья могут сохраняться в ювенильном и имматурном состояниях.

При интродуции в условиях Башкирского Зауралья исследованные виды в первый год жизни проходят все онтогенетические состояния прегене-ративного периода (проростки, ювенильное, имма-турное, виргинильное). Первый год вегетации заканчивают в имматурном состоянии 2% особей V. officinalis , 1% – V. wolgensis , 1% – V. dubia , остальные 98-99% особей заканчивают вегетацию в вир-гинильном возрастном состоянии.

Таким образом, нами выявлено, что при интродукции в Башкирском Зауралье семена исследованных видов всходят при всех сроках посева, однако оптимальным сроком является ранневесенний посев. В этом случае наблюдали бóльшую и дружную всхожестью, по сравнению с подзимним посевом. После подзимнего сева семена прорастают раньше, но неравномерно и с относительно более низкой всхожестью.

V. officinalis отличается очень низкой полевой всхожестью семян (5-7%), поздним и растянутым периодом прорастания. При летнем посеве всхожесть семян в апреле следующего года составила 2%. Общая всхожесть семян после помещения не проросших семян на влажную фильтровальную бумагу составила 49 %. По-видимому, это связано с тем, что семена V. officinalis характеризуются органическим покоем и нуждаются в длительной холо- довой стратификации [12], а весной для прорастания им необходимо повышенное увлажнение. Вид является гигромезофитом, относится к болотнолуговой ценотической группе и в естественных условиях приурочен к влажным (весной переувлажненным) местообитаниям.

При оценке культуры Valeriana одним из определяющих факторов является сырьевая продуктив- ность. Исследования по определению продуктивности и урожайности подземных органов (корневищ и корней) V. officinalis, V. wolgensis, V. dubia в условиях интродукции и в природе, показали, что растения при интродукции обладают наибольшими показателями продуктивности подземных органов (табл. 2).

Таблица 2. Показатели урожайности подземных органов видов рода Valeriana в естественных местах обитания и при интродукции (г. Сибай)

Вид

Условия роста

Среднее значение признаков, ошибка средней (M + m) / коэффициент вариации (V,%)

длина подземных органов, см

объем подземных органов, см3

масса подземных органов, г

урожайность (сырая масса) подземных органов, г/1 м²

V. dubia

культура (9 шт./ м²)

20.4 ± 1.1

16.9

29.0 ± 5.0

51.6

30.2 ± 5.2

51.8

271.8

природа

13.8 ± 0.9

23.9

12.9 ± 2.1

57.0

14.3 ± 2.0

49.4

40.1

V. wolgensis

культура (9 шт./ м²)

35 ±1.3

11.5

85.6 ± 9.7

33.9

117.0 ±16.7

42.7

1053.0

природа

-

-

-

-

V. officinalis

культура (9 шт./ м²)

31.2 ± 1.5

14.6

61.8 ±5.5

26.8

87.4 ± 6.5

22.5

1398.0

природа

20.0 ± 0.8

11.8

18.3 ± 0.7

10.7

20.91 ± 0.4

5.6

58.5

Так, урожайность сырых корней и корневищ дикорастущих особей V. officinalis в зарослях (Бай-макский район) составила 58.5 г/м², а при интродукции достигла 1398 г/м². У особей V. dubia в природных ценопопуляциях урожайность подземных органов особей первого года жизни составила 40.1 г/м², в условиях культуры урожайность составила 271.8 г/м². Для растений V. wolgensis вирги-нильного возрастного состояния масса сырых корневищ и корней составила 1053 г/м².

Выявлена значительная межвидовая изменчивость в размерах подземных органов одновозрастных растений при интродукции. Наибольшая масса и длина корней зафиксирована у особей V. wolgen-sis (117.0 ± 16.7 г и 35 ± 1.3 см соответственно), а наименьшая – у растений V. dubia (14.3 ± 2.0 г и 20.4 ± 1.1 см соответственно).

Морфологические характеристики подземных органов V. wolgensis при различных способах посева представлены в таблице 3.

Таблица 3. Морфологические характеристики подземных органов Valeriana wolgensis при различных нормах посева (г. Сибай)

Схема посева, см

Норма посева, шт./м2

Среднее значение признаков, ошибка средней (M + m) / коэффициент вариации (V,%)

длина подземных органов, см

объем подземных органов, мл

сырая масса подземных органов, г

урожайность подземных органов, г/ 1 м²

5x5

400.0

19.9 ± 0.7

10.1

9.2 ± 1.1

34.3

8.7 ± 1.4

48.7

3480

15x15

56.3

23.0 ± 1.0

13.3

23.1 ± 3.3

43.3

28.8 ± 5.2

54.2

1621

30x30

16.0

30.7 ± 1.0

9.5

53.4 ± 5.3

30.0

83.6 ±12.5

44.9

1338

45x45

9.0

35 ± 1.3

11.5

85.6 ± 9.7

33.9

117.0 ± 16.7

42.7

1053

С уменьшением нормы посева растений (9 шт./ м²), средняя масса и объем сырых корней становится больше.

Минимальные значения этих показателей наблюдали в загущенных посевах (400 шт./ м²), которые в несколько раз меньше показателей по сравнению с изреженными посевами (9 шт./ м²).

Следует отметить, что в загущенных посадках корни каждого растения занимали весь отведенный им объем и выходили за его пределы, частично смыкаясь (площадь питания 15x15 см) или переплетаясь с корнями соседнего растения (площадь питания 5x5 см).

Растения с площадью питания 30x30 см, 45x45 см обеспечиваются более благоприятными усло- виями для роста корней: выявлено что, чем больше была площадь питания, тем выше масса и объем корневой системы растения. Однако валовая продукция сырья увеличивается с увеличением плотности посадок (рис.).

Рис. Зависимость сырой массы подземных органов одного растения и урожайности корней и корневищ Valeriana wolgensis от площади питания растений.

Таким образом, интродукция V. dubia , V. wol-gensis , V. officinalis в условиях Башкирского Зауралья возможна с использованием семян. Оптимальным сроком посева семян является ранневесенний период. Для увеличения выхода сырья в производственных условиях возможно увеличение плотности посевов за счет уменьшения междурядий. Для дальнейшей селекционной работы перспективен вид V. wolgensis , характеризующийся высокой всхожестью семян, наибольшей продуктивностью и урожайностью подземных органов.

Список литературы Интродукция видов рода Valeriana в Башкирском Зауралье

  • Барышникова Н.И. Эколого-фитоценотическая характеристика, ценопопуляционный анализ и опыт введения в культуру Valeriana tuberosa L. и Valeriana dubia Bunge в степном Зауралье Республики Башкортостан: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Уфа, 2005. 24 с.
  • Барышникова Н.И., Ишмуратова М.М. Изменения качественных и количественных морфологических признаков Valeriana officinalis s.l. при интродукции//Современные проблемы природопользования, охотоведения и звероводства: Материалы междунар. научно-практ. конф., посвященной 80-летию ВНИИОЗ. Киров, 2002. С.
  • Башкортостан: Краткая энциклопедия. Уфа: Башкирская энциклопедия, 1996. С. 159.
  • Красная книга Республики Башкортостан. Т. 1: Редкие и исчезающие виды высших сосудистых растений/Авторы-сост. Е.В. Кучеров, А.А. Мулдашев, А.Х. Галеева. Уфа: Китап, 2001. 280 с.
  • Мишуров В.П., Портнягина Н.В. и др. Опыт интродукции лекарственных растений в среднетаежной подзоне Республики Коми. Екатеринбург: Изд. УрО РАН, 2003. С. 3.
  • Мукатанов А.Х., Харисов М.К. Введение в экологию землепользования Башкирского Зауралья. Уфа: Китап, 1996. 160 с.
  • Полуденный Л.В., Сотник В.Ф., Хлапцев Е.Е. Эфиромасличные и лекарственные растения. М.: Колос, 1979. С. 104-108.
  • Почвы Башкортостана. Т. 1: Эколого-генетическая и агропроизводственная характеристика/Ф.Х. Хазиев, А.Х. Мукатанов, И.К. Хабиров и др. Уфа: Гилем, 1995. 384 с.
  • Работнов Т.А. Жизненный цикл многолетних травянистых растений в луговых ценозах//Труды БИН АН СССР. М.; Л., 1950. Сер. 3. Геоботаника. Вып. 6. С. 7-204.
  • Сацыперова И.Ф., Рабинович А.М. Проект общесоюзной программы исследований по интродукции лекарственных растений.//Растительные ресурсы. 1990. Т. 26. Вып. 4. С. 587-597.
  • Уранов А.А. Жизненное состояние вида в растительном сообществе//Бюл. МОИП. Отд. биол. 1960. Т. 65. Вып. 3. С. 77-92.
  • Хужина А.А., Ишмуратова М.М. Биология прорастания семян некоторых видов рода Valeriana ряда Officinales//Ботанические исследования на Урале: Сб. материалов межрегион. конф. Пермь, 2009. С. 374-376.
Еще
Статья научная