Оценка онтогенеза Vicia alpestris steven в ценопопуляциях на территории Азербайджана

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

Одним из родов семейства бобовых, обладающих высокой кормовой ценностью, является род горошек ( Vicia L.). Из более 200 видов данного рода, распространенных в мире, во флоре Азербайджана встречается 43 вида, из них один вид возделывается в культуре [1–4].

Виды рода Vicia L. являются растениями с особым значением в естественном улучшении кормовых и пахотных земель [5–11].

Путем окультуривания видов рода возможно создание культур с высокой продуктивностью и качеством, что следует считать одной из основных задач в сельском хозяйстве. Целью исследования стала оценка онтогенетической и возрастной структуры ценопопуляций горного, или альпийского горошка ( Vicia alpestris Steven) в разных ботаникогеографических районах Азербайджана.

Материал и методы исследования

Объектом исследования являлись различные ценопопуляции вида Vicia alpestris Steven по различным ботанико-географическим районам Азербайджана в 2007–2017-х годах.

При оценке ценопопуляций исследуемого вида изучение возрастных периодов и онтогенетических возрастных состояний основывалось на классических трудах А. А. Уранова, Т. А. Работнова, Л. А. Животовского и современных методических разработках [12– 17]. Исследование продуктивности вида V. alpestris , изучение в растительных типах до ранга формаций и ассоциаций проводилось по общепринятым методам [5, 18–21].

При изучении структуры ценопопуляций вида V. alpestris , на основе общепринятых методов были определены некоторые демографические показатели — индексы восстановления, замещения и возрастной, типы ценопопуляций и жизненность. Демографическая структура была определена по соотношению различных онтогенетических возрастных групп; при оценке жизненности исследуемого вида за основу были взяты морфометрические показатели особей [7–9, 11–12, 15–16, 20–22].

Результаты и обсуждение

Vicia alpestris Steven — разветвленное, многолетнее корневищное растение, растет в Азербайджане в альпийском поясе Большого Кавказа на высоте 2500–3000 м над уровнем моря [1, 3]. Это растение с высокой продуктивностью и устойчивостью к морозу, встречающееся на альпийских лугах и немного размытых склонах, охотно поедается сельскохозяйственными животными [9, 18].

Ценопопуляционные исследования вида V. alpestris были проведены в 2017–2019-х гг. в двух типах растительности Большого Кавказа: I SP и II SP — в альпийском типе растительности, III SP исследования — в типе растительности «альпийские ковры».

I SP исследования проводились на летнем пастбищном участке территории Гахского района, расположенного в западной части южного склона гор Большого Кавказа в формации Trifolietum–Nardosum, класса формаций — бобово-злаковые альпийские луга, типа растительности — альпийские луга.

II SP исследования проводились на летнем пастбищном участке территории Огузского района, в группе формаций Bromopsiseta-Amorietum-Onobrychisosum, класса формаций — злаково-бобовые альпийские луга.

III SP исследования были проведены на вершине г. Рустамбазы Огузского района (на высоте 2906–3600 м над уровнем моря) в группе формаций Sibbaldiaeta–Alchemilletum– Amoriosum, класса формаций — низкорослые разнотравно-бобовые альпийские ковры в составе типа растительности — альпийские ковры.

В ходе исследования, при оценке ценопопуляций вида V. alpestris было выявлено, что все особи имеют полный жизненный цикл.

Изучение отдельных стадий онтогенеза проводилось на различных модельных площадках и в лабораторных условиях.

Прорастание семян было изучено в 4–5 повторах. Было установлено, что семена V. alpestris прорастают уже при температуре 3–4 °C. Оптимальная температура для развития растений составляет 15–20 °C, при температуре выше 30 °C развитие останавливается.

Проведенные лабораторные наблюдения показали, что весенние и осенние проростки легко отличить друг от друга. Эти отличия включают в себя количество листьев и почек, образующихся в их пазухах, формирование побегов и т. д. Необходимо отметить, что проростки являются показателем жизнеспособности вида, а их число — показателем изменчивости ценопопуляции.

Сбор образцов растений и онтогенетические наблюдения проводились по указанным маршрутам в течение вегетационного сезона с мая по октябрь, два раза в месяц. На первом этапе были определены особенности онтогенеза вида, и особи были подразделены на категории по возрастному состоянию. Для изучения возрастной структуры на каждой модельной площадке были установлены трансекты. На трансекте, в зависимости от рельефа, через каждые 30–50 м были отделены модельные площадки в 1м². На каждой модельной площадке были определены возрастные категории для всех особей V. alpestris . Плотность ценопопуляции была оценена по количеству особей на 1 м².

У вида V. alpestris особи в возрастном состоянии проростков состоят из двух листочков. С увеличением роста растение переходит в ювенильное, а затем — имматурное возрастное состояние. Постепенно формируются листья (развиваются черешки, жилки), в пазухах зеленых листьев бывает много почек. Верхняя часть гипокотиля утолщается, и начинает формироваться каудекс. В виргинильном состоянии особи начинают моноподиальное развитие. В середине вегетационного цикла растения зацветают. В соцветии количество цветков уменьшается за счет ряда разветвления. Для вида были определены монокарпные полурозеточные весенние и монокарпные полурозеточные осенние моноциклические побеги восстановления. Формирование осенних и весенних побегов зависит от условий вегетационного сезона. Осенью при наступлении благоприятных условий восстанавливается розеточная часть побега. В 2018 г. в связи с засушливыми погодными условиями развились монокарпные полурозеточные весенние розетки.

Ценопопуляционные исследования, проведенные в 3 классах формаций показали, что в группах формаций Trifolietum-Nardosum (I SP) и Sibbaldiaeta–Alchemilletum–Amoriosum (III SP) показатель онтогенетического развития вида V. alpestris был низким. При определении онтогенетической структуры ценопопуляции вида V. alpestris наблюдалась смена возрастных состояний в зависимости от типа растительности и местообитания (Таблица 1).

Таблица 1.

ЧИСЛЕННОСТЬ РАСТЕНИЙ Vicia alpestris Steven .

РАЗЛИЧНЫХ ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЙ

SP			Онтогенетические возрастные состояния
	j		im	v	g 1	g 2	g 3	ss	s	∑
ел 1—1	2017	-	4	2	4	3	2	5	5	25
	2018	1	5	6	6	2	2	6	5	33
	2019	2	-	-	4	4	3	5	-	18
ел 1—1 1—1	2017	2	4	-	10	10	8	8	7	49
	2018	-	5	7	8	9	8	6	5	48
	2019	-	4	6	10	8	8	4	-	40
ел НН — 1—1	2017	1	3	3	8	5	5	6	7	38
	2018	-	4	4	9	8	7	7	4	43
	2019	4	-	4	6	5	4	5	4	32
	∑	10	29	32	65	54	47	52	37	326
	%	3,1	8,9	9,8	19,9	16,6	14,4	15,9	11,3	99,9

В 2019 г. в I SP не встречались имматурные и виргинильные особи, доля генеративных особей также была низкой (менялась в пределах 3–4). В III SP на вершине г. Рустамбазы Огузского района низкий количественный состав особей различных возрастных состояний

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 7. №2. 2021 также свидетельствует об угрозе для вида. В этой ценопопуляции в 2017 г. количество сенильных особей (s=7) возросло. В группе формаций Bromopsiseta-Amorietum-Onobrychisosum на летнем пастбищном участке на территории Огузского района количественный состав особей различных возрастных состояний также был низким. В формации Trifolietum-Nardosum (ISP) на альпийских лугах, на летнем пастбищном участке территории Гахского района в 2017 г. преобладание имматурных особей (im=4), меньшая встречаемость старых генеративных особей по сравнению с имматурными связано со слабым образованием семян.

В ходе проведения оценки встречались стареющие ценопопуляции и ценопопуляции переходного типа (Таблица 2).

Таблица 2.

ОЦЕНКА ЦЕНОПОПУЛЯЦИЙ ВИДА Vicia alpestris Steven

SP	Онт		I SP			II SP			III SP
	период	2017	2018	2019	2017	2018	2019	2017	2018	2019
СО	j	-	3	11,1	4,1	-	-	2,6	-	12,5
со Ж К > К § S' s ° <5	im	16	15,1	-	8,2	10,4	10	7,9	9,3	-
	v	8	18,2	-	-	14,6	15	7,9	9,3	12,5
	g 1	16	18,2	22,2	20,4	16,7	25	21	20,9	18,7
	g 2	12	6,1	22,2	20,4	18,7	20	13,1	18,6	15,6
	g 3	8	6,1	16,7	16,3	16,7	20	13,1	16,3	12,5
	ss	20	18,2	27,8	16,3	12,5	10	15,8	16,3	15,6
	s	20	15,1	-	14,3	10,4	-	18,4	9,3	12,5
co	I в	0,67	1,2	0,18	0,21	0,48	0,38	0,39	0,33	0,53
	I з	0,31	0,57	0,12	0,14	0,30	0,33	0,23	0,23	0,33
	∆	0,54	0,43	0,67	0,59	0,49	0,42	0,55	0,51	0,49
	Ш	0,49	0,46	0,65	0,61	0,60	0,68	0,55	0,62	0,42
s	Стареющие			+	+
	Переходные	+	+			+	+	+	+	+

Как видно из данных Таблицы 2, встречаемость стареющих ценопопуляций в I SP в 2019 г. (А-и=0,67-0,65), в II SP в 2017 г (Л-м=0,59 0,61) и переходных ценопопуляций в другие годы, отсутствие молодых ценопопуляций приведет к еще большему сокращению особей в популяции вида V. alpestris в будущем. Максимальный индекс эффективности (го=0,68) в ценопопуляциях переходного типа наблюдался в II SP в 2019 г.

Выводы

В ходе оценки ценопопуляций вида V. alpestris было установлено, что чрезмерный выпас скота и усиление антропогенного влияния на исследуемых пастбищных участках оказывает отрицательное воздействие на развитие популяции вида. Проведение постоянных наблюдений над ценопопуляциями должно стать одной из основных задач для сохранения таких видов. В настоящее время без проведения работы на уровне ценопопуляций невозможна подготовка мероприятий по охране растений, в том числе, практических мероприятий по рациональному использованию биологических ресурсов. По этой причине проведение оценки ценопопуляций подобных видов имеет существенное значение как с научной, так и практической точки зрения.