Особенности прорастания семян девясила высокого в лабораторных условиях

Автор: Шилова Ирина Васильевна, Иванова Анастасия Викторовна, Гладилина Татьяна Юрьевна, Петрова Надежда Андреевна

Журнал: Инженерные технологии и системы @vestnik-mrsu

Статья в выпуске: 3-4, 2013 года.

Бесплатный доступ

В статье приводятся сведения о прорастании семян девясила высокого в лабораторных условиях; устанавливаются сроки сохранения семенами жизнеспособности, а также периоды учета энергии прорастания; рассматривается влияние холодной стратификации на прорастание семян.

Всхожесть, прорастание, энергия прорастания, холодная стратификация

Короткий адрес: https://sciup.org/14720036

IDR: 14720036

Текст научной статьи Особенности прорастания семян девясила высокого в лабораторных условиях

Девясил высокий ( Inula helenium L.) – многолетнее травянистое растение семейства астровых (Asteraceae). Растение обладает желчегонным, мочегонным, отхаркивающим, противоглистным и бактерицидным действием. Препараты из девясила применяют при заболеваниях дыхательных путей, гастрите, заболеваниях печени и желчного пузыря, геморрое, а также как антигельминтное средство [5].

Девясил высокий имеет дизъюнктивный ареал. Большая его часть находится в европейской части СНГ, охватывает лесную, лесостепную и степную зоны, горные районы Крыма, Азиатскую часть Юго-Западной Сибири. Произрастает в Средиземноморье, Иране, Монголии, на Кавказе и в Средней Азии. Растет на увлажненных участках по берегам рек, озер, горных ручьев. Встречается на лесных опушках, полянах, высокотравных лугах [1; 5].

В коллекции лекарственных и пряно-ароматических растений Учебно-научного центра «Ботанического сада» СГУ им. Н. Г. Чернышевского девясил высокий выращивается более 30 лет. В интродукционных условиях он проходит полный цикл развития и дает жизнеспособные семена. Öветение продолжается с первой декады июня (9.07±6 дней) по первую декаду августа (6.08±6 дней). Массовое созревание семян наступает в конце августа (22.08±6 дней). Из литературных источников известно, что семена девясила имеют прямой крупный зародыш без эндосперма. Семена находятся в состоянии физиологического покоя и нуждаются в холодной стратификации [3].

Нами более 10 лет в лабораторных условиях проводились эксперименты по проращиванию семян девясила высокого с целью выяснения особенностей их прорастания. В экспериментах использовались семена со сроком хранения от 3 мес. до 13 лет, собиравшиеся с 1992 по 2009 г. Вегетационные сезоны этих лет характеризовались следующими погодными условиями (табл. 1).

Таблица 1

Погодные условия вегетационного сезона в годы сбора семян девясила высокого

Год	Температура		Кол-во осадков		Влажность воздуха
Год	Средняя температура за апрель-август, °C	Отклонение от среднего значения	Сумма осадков за апрель-август, мм	Отклонение от среднего значения	Средняя влажность воздуха за апрель-август, %	Отклонение от среднего значения
1992	16,2	-1,1	161,1	-25,3	58,8	1,64
1995	18,2	0,9	155,9	-27,5	48,6	-8,56
1996	17,8	0,5	115,4	-71	53,4	-3,76
1997	17,0	-0,3	249,5	63,1	60,6	3,44
1998	17,9	0,6	101,6	-84,8	51,1	-6,06
1999	17,6	0,3	113,9	-72,5	56,2	-0,96
2000	17,0	-0,3	289,0	102,6	62,4	5,24
2001	18,0	0,7	201,1	14,7	56,6	-0,56
2002	16,8	-0,5	137,2	-49,2	51,6	5,56
2003	16,1	-1,2	257,5	71,1	63,2	6,04
2005	16,6	-0,7	184,5	-1,9	61,1	3,9
2006	17,4	0,1	224,3	37,9	60,5	3,3
2007	18,7	1,4	193,9	7,5	53,4	-3,74
Среднее значение	17,3	–	186,4	–	57,16	–

Наиболее теплыми и засушливыми были 1995, 1996, 1998, 1999 гг., жарким был сезон 2007 г. Самыми прохладными и влажными были сезоны в 1997, 2000, 2002, 2003 и 2005 гг.

В ходе исследований ставились следующие задачи: определить всхожесть и энергию прорастания семян, период от момента закладки до начала прорастания, период учета энергии прорастания, продолжительность прорастания семян, влияние холодной стратификации на прорастание семян, зависимость способности к прорастанию от срока хранения.

Семена закладывались в чашки Петри в двух повторностях по 50 семян на увлажнен- ную фильтровальную бумагу в соответствии с общепринятой методикой [2]. Бумага предварительно была обработана в автоклаве. Период учета энергии прорастания определялся средним минимальным количеством дней, в течение которых проросло максимум семян [4].

Семена проращивались в следующих условиях: при комнатной температуре 22–25 °С на свету и после холодной стратификации (при 4–6 °С в темноте в течение двух месяцев), а также при комнатных условиях на свету.

Показатели прорастания семян девясила высокого в зависимости от года урожая и срока хранения представлены в табл. 2.

Таблица 2

Особенности прорастания семян девясила высокого при комнатной температуре

Срок хранения, лет	Год сбора семян	Период до начала прорастания, дни	Период учета энергии прорастания, дни	Энергия прорастания, %	Продолжительность прорастания, дни	Всхожесть, %
0,5	1992	1	–	–	1	5
	2006	7	–	–	8	7
	2009	13	–	–	31	12
1,5	2000	6	4	27	17	33
	2005	6	4	17	17	25
	2008	17	–	–	32	4
2,5	1999	5	5	17	18	26
2,5	2007	23	–	–	21	6
3,5	1998	6	7	57	17	58
	2003	7	7	46	14	50
	2006	6	10	17	41	21
4,5	1997	6	7	67	7	67
	2002	6	4	82	21	87
	2005	10	7	21	46	25
5,5	1996	6	7	65	34	71
5,5	2001	8	1	3	19	7
6,5	1995	6	4	67	14	86
	2000	6	5	46	28	54
	2003	17	–	–	18	8
7,5	1999	9	8	22	44	1
7,5	2002	10	–	–	29	28
8,5	1998	8	5	10	35	18
9,5	1997	29	–	–	1	1
10,5	1996	15	–	–	5	2

Согласно табл. 2, у семян, прораставших в комнатных условиях, период от момента закладки до начала прорастания изменялся в широком интервале – от 1 до 29 дней, а в среднем составил 10 дней. Период энергичного прорастания колебался от 4 до 10 дней и в среднем составил 6 дней. Независимо от срока хранения не все семена прорастали энергично.

Продолжительность прорастания семян в комнатных условиях колебалась от 1 до 46 дней. Определенных закономерностей, от которых она зависела бы, нами не выявлено. В среднем продолжительность прорастания составила 21 день.

Свежесобранные и недолго хранившиеся семена прорастали неэнергично, по мере увеличения срока хранения энергия прорастания и всхожесть увеличивались. В урожаях разных лет сбора эти показатели изменялись следующим образом. Семена урожая 2006 г. через 0,5 года имели всхожесть лишь 7 %, а через 3,5 года энергия прорастания их составила 17 %, всхожесть – 21 %. Се- мена, собранные в 2000 г., через 1,5 года хранения имели энергию прорастания 27 % и всхожесть 33 %, а через 6,5 лет хранения – 46 и 54 % соответственно. Семена урожая 1999 г. через 2,5 года прорастали с энергией 17 %, их всхожесть была 26 %, через 7,5 лет хранения энергия составила 22 %, всхожесть – 41 %. В то же время, если энергия и всхожесть относительно быстро достигли больших величин, то в последующем эти показатели заметно снижались. Например, семена урожая 1998 г. через 3,5 года хранения имели энергию и всхожесть 57 и 58 % соответственно, а через 8,5 лет эти показатели снизились до 10 и 18 % соответственно. Семена урожая 1997 г. через 4,5 года всходили энергично (67), всхожесть их достигла 67 %, а через 9,5 лет хранения взошел лишь 1 % семян. Семена, собранные в 2002 г., через 4,5 года прорастали с энергией 82 %, их всхожесть достигла 87 %, а через 7,5 лет прорастали растянуто, их взошло всего 28 %.

Семена, собранные в разные годы, но с одним и тем же сроком хранения, имели разные показатели энергии прорастания и всхожести. Так, для свежесобранных семян (до 0,5 года хранения) наилучшие показатели были у семян урожая 2009 г. У недолго хранившихся семян лучшими показателями отличались семена 2000 г. (1,5 года хранения), 1999 г. (2,5 года хранения). У более продолжительно хранившихся семян высокие показатели имели семена 1998 г. (3,5 года хранения), 2002 (4,5), 1996 (5,5), 1995 г. (6,5 лет хранения). Возможно, эти различия связаны с погодными условиями вегетационных сезонов.

Из анализа табл. 1–2 следует, что семена, образовавшиеся в более прохладные и влажние сезоны (1997, 2000, 2002, 2003, 2005 гг.), имели более высокие показатели всхожести при небольших сроках хранения (1,5–4,5 года), а семена, образовавшиеся в жаркие засушливые сезоны (1995, 1996, 1998, 1999 гг.), лучшие показатели всхожести имели при относительно длительном хранении (2,5–6,5 лет).

Данные о влиянии холодной стратификации приведены в табл. 3.

Таблица 3

Особенности прорастания семян девясила высокого при комнатной температуре

Срок хранения, лет	Год сбора семян	Период до начала прорастания, дни	Период учета энергии прорастания, дни	Энергия прорастания, %	Продолжительность прорастания, дни	Всхожесть, %
0,5	2006	3	1	95	1	95
0,5	2009	1	4	67	32	80
1,5	2008	2	–	–	17	40
2,5	2007	1	2	61	18	66
3,5	2003	0	2	77	5	85
3,5	2006	2	1	32	7	47
4,5	2002	1	3	91	5	94
4,5	2005	1	2	75	14	78
5,5	2001	2	3	97	3	97
6,5	2000	1	9	70	33	75
7,5	1999	0	2	63	7	75
7,5	2002	2	1	35	19	41
8,5	1998	0	2	30	5	31
8,5	2001	2	–	–	1	1
9,5	1997	1	–	–	1	1
9,5	2000	7	–	–	1	1
10,5	1996	5	–	–	1	3

Из табл. 3 видно, что период от момента закладки до начала прорастания семян после холодной стратификации варьировал от 1 до 7 дней. Значение «0» в этом случае означает, что семена начали прорастать в условиях холодной стратификации, и их сразу перенесли в комнатные условия. В среднем этот период составил 2 дня.

Период учета энергии прорастания у большинства семян составил 1–4 дня. Семена со сроком хранения 8,5–10,5 лет прорастали не энергично. Продолжительность прорастания семян после холодной стратификации варьировала в диапазоне от 1 до 33 дней и не имела закономерности.

Высокая энергия прорастания зафиксирована как у свежесобранных семян (67–95 %), так и хранившихся до 7,5 лет (63–97 %). У семян 8,5 лет хранения энергия снижалась до 30 % и менее. При хранении более 8,5 лет семена теряли энергичность. При более длительном хранении остались всхожими 1–3 % семян. Позже 10,5 лет хранения семена утратили способность к прорастанию. Высокая всхожесть, так же как и энергия прорастания, наблюдались у стратифицированных семян со сроками хранения от 0,5 года до 7,5 лет (75– 95 %). При хранении дольше 7,5 лет значения всхожести уменьшались до 31 %, а более 8,5 лет до 1–3 %.

При сравнении данных (табл. 2–3) видно, что период от момента закладки до начала прорастания у семян, не подвергавшихся стратификации, длиннее, чем у стратифицированных семян и в среднем составляет примерно 10 и 2 дня соответственно. Также можно сказать, что диапазон колебания значений периода до прорастания заметно больше в условиях комнатной температуры.

Период учета энергии прорастания свежесобранных семян, проросших при комнатной температуре, определить нельзя, так как семена прорастали не энергично. У стратифицированных свежесобранных семян период учета энергии прорастания достаточно короткий (1–4 дня). Энергия прорастания и всхожесть были на высоком уровне как у нестратифици-рованных, так и у стратифицированных семян со сроком хранения от 4,5 до 6,5 лет.

После холодной стратификации энергия прорастания и всхожесть заметно возросли у семян, хранившихся 7,5 лет. Вероятно, стрессовый фактор выводит семена из состояния покоя.

Из данных, приведенных в табл. 2–3, следует, что стратификация весьма благоприятно действовала на семена девясила высокого. Как у довольно свежих семян (со сроком хранения до 2,5 лет), так и у семян с продолжительным сроком хранения (до 5,5 лет), изначально имевших небольшие показатели энергии прорастания и всхожести, после стратификации эти показатели возрастали в десять раз. У семян со сроком хранения до 8,5 лет показатели всхожести увеличились приблизительно вдвое. После 9,0 лет хранения семена практически утратили способность к прорастанию и даже стратификация не смогла ее восстановить.

Таким образом, семена со сроком хранения 4–5 лет имеют относительно высокую всхожесть и энергию прорастания при проращивании в комнатных условиях. Холодная стратификация способствует выходу свежесобранных семян из состояния покоя и повышению показателей энергии прорастания и всхожести семян более 7,0 лет хранения. Семена старше 10,5 лет теряют жизнеспособность. Учет энергии прорастания следует проводить в течение 6 дней при проращивании в комнатных условиях и 3 дней – после холодной стратификации.

БИБЛИОЃРАФИЧЕСЌИЙ СПИСОЌ

1. Ѓоршкова С. Ѓ. Девясил – Inula L. / С. Г. Горшкова ; ред. Б. К. Шишкин // Флора СССР. – М. ; Л. : Изд-во АН СССР, 1959 г. – Т. 25. – С. 433–477.
2. Методы интродукционного изучения лекарственных растений : учеб.-метод. пособие для студентов биол. фак-та. – Саратов : Наука, 2007. – 45 с.
3. Николаева М. Ѓ., Разумовская М. В., Ѓладкова В. Н. Справочник по проращиванию покоящихся семян / М. Г. Николаева, М. В. Разумовская, В. Н. Гладкова. – Л. : Наука, 1985. – 348 с.
4. Фирсова М. Ќ. Семенной контроль / М. К. Фирсова. – М., 1969. – 295 с.
5. Энциклопедический словарь лекарственных растений и продуктов животного происхождения : учеб. пособие / под ред. Г. П. Яковлева, К. Ф. Блиновой. – СПб. : СпецЛит ; Изд-во СПХФА, 2002. – 407 с.

Поступилà 23.03.2013 ã.

Список литературы Особенности прорастания семян девясила высокого в лабораторных условиях

Горшкова С. Г. Девясил -Inula L./С. Г. Горшкова; ред. Б. К. Шишкина//Флора СССР. -М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1959 г. -Т. 25. -С. 433-477.
Методы интродукционного изучения лекарственных растений: учеб.-метод. пособие для студентов биол. фак-та. -Саратов: Наука, 2007. -45 с.
Николаева М. Г. Справочник по проращиванию покоящихся семян/М. Г. Николаева, М. В. Разумовская, В. Н. Гладкова. -Л.: Наука, 1985. -348 с.
Фирсова М. К. Семенной контроль/М. К. Фирсова. -М., 1969. -295 с.
Энциклопедический словарь лекарственных растений и продуктов животного происхождения: учеб. пособие/под ред. Г. П. Яковлева, К. Ф. Блиновой. -СПб.: СпецЛит; Изд-во СПХФА, 2002. -407 с.

Статья научная