Семенная продуктивность видов семейства Rosaceae, используемых в качестве подвоев в условиях лесостепи Западной Сибири

Введение. Семейство Розоцветные ( Rosaceae) включает 100 родов и не менее 3000 видов растений, многие из которых имеют хозяйственную ценность в качестве пищевых, декоративных или лекарственных. Благодаря длительной селекционной работе некоторые розоцветные в качестве плодовых, ягодных или красивоцветущих культур представлены большим набором сортов, достигающим иногда десятков тысяч (например, садовые розы).

Представители всех четырех подсемейств семейства Rosaceae , имеющие хозяйственную ценность, являются модельными объектами при подготовке бакалавров, магистров и аспирантов сельскохозяйственного и ботанического направлений в рамках сотрудничества Центрального сибирского ботанического сада (ЦСБС СО РАН) с НГАУ и другими высшими учебными заведениями и НИИ Сибирского и Уральского регионов [1, 2].

Подсемейства выделяют по строению цветка и плода [3]. Для Rosoideae характерны: апокарпный гинецей из нескольких плодолистиков; пестики с одним, реже двумя семязачатками, плод – многоорешек или многокостянка. К данному подсемейству относятся ягодные растения рода Rubus (малина, ежевика и др.), Fragaria (земляника), декоративные растения рода Rosa , декоративные и одновременно лекарственные виды из родов Alchemilla, Filipendula, Geum, Potentilla .

Подсемейство Яблонные ( Maloideae, или Pomoideae ) характеризует синкарпный гинецей из 2–5 плодолистиков и плод яблоко. В данное подсемейство входят основные плодовые или семечковые культуры: яблоня, груша, а также рябина, айва, арония, боярышник.

Среди плодовых и декоративных культур, относящихся к родам, входящим в подсемейства Maloideae, а также Rosoideae немало таких, которые размножаются прививкой на различные виды и формы подвоев. В условиях лесостепи Западной Сибири ассортимент подвоев плодовых и особенно декоративных культур весьма ограничен, равно как и площади их маточных семенных плантаций. Нередко заготовка плодов и выделение из них семян для выращивания подвоев производится с деревьев, которые сформировались при отрастании побегов подвоя (например Pyrus ussuriensis Maxim.) после гибели сортовой привойной части. В случае, когда используемый в качестве подвоя вид яв- ляется представителем местной флоры, сбор семенного материала зачастую производится в естественных местообитаниях.

Цель исследования . Оценить возможности получения семян подвоев для некоторых плодовых и декоративных культур в условиях лесостепи Западной Сибири.

Задачи исследования:

• 1)    оценить семенную продуктивность видов сем. Rosaceae , используемых в качестве подвоев в условиях континентального климата;

• 2)    дать морфометрические характеристики семян некоторых видов, используемых в качестве подвоев;

• 3)    выделить базовые характеристики плодов и семян, имеющие значение для сибирского пи-томниководства при заготовке семенного материала для выращивания подвоев.

Объекты, условия и методы исследования. Основными объектами исследований являлись представители подсемейства Maloideae :

• – Sorbus sibirica Hedl., вид местной флоры, естественно произрастающий в смешанном лесу в Новосибирской области, используемый в данной зоне в качестве подвоя сортов рябины с улучшенными вкусовыми качествами [4];

  – Pyrus ussuriensis , вид-интродуцент, используемый в озеленении, характеризующийся стабильным ежегодным плодоношением в условиях континентального климата лесостепи Западной Сибири, используемый в данной зоне в качестве подвоя сортов груш [5];

  – Malus baccata (L.) Borkh. – считающийся видом, ушедшим из культуры и успешно натурализовавшимся в условиях лесостепи Новосибирской области, используется в данной зоне в качестве подвоя сортов яблони [4];

  – а также представитель подсемейства Rosoideae – Rosa majalis Herrm., вид местной флоры, естественно произрастающий в подлеске смешанного леса. Используется в качестве контрольного в полевых опытах и интродукционных экспериментах по отбору устойчивых форм под-воев-шиповников различного происхождения для размножения садовых роз [4].

Объекты изучались в условиях континентального климата Новосибирска, для которого характерны умеренная обеспеченность теплом и влагой. Устойчивый снежный покров сохраняется здесь в течение 157–162 дней и достигает высоты 60–70 см. Почва промерзает на глубину 150–240 см. Безморозный период в среднем составляет 120 дней. Последние весенние заморозки отмечаются в первой декаде июня, первые осенние – во второй половине сентября. Среднегодовое количество осадков – 414 мм, из них в апреле – октябре выпадает 286 мм. Среднемесячная температура июля (самого жаркого месяца) - 18,8 °С, января (самого холодного месяца) - минус 19,6 °С [6, 7].

Изучение семенной продуктивности проводилось с использованием классических методик [8– 10] и собственных разработок, связанных с оценкой устойчивости и продуктивности подвоев-шиповников [11, 12]. При изучении особенностей репродуктивной биологии шиповников под плодом подразумевался гипантий, под семенем – собственно плод шиповника – орешек, так как эта терминология традиционно используется в работе с подвоями садовых роз [13, 14].

Морфометрические характеристики семян изучались в Центре коллективного пользования ЦСБС СО РАН с помощью стереомикроскопа Carl Zeiss Stereo Discovery V12 с цифровой камерой высокого разрешения AxioCam MRc-5 (программное обеспечение AxioVision 4.8).

Статистическая обработка полученных результатов проводилась по Б.А. Доспехову [15].

Результаты исследования и их обсуждение. При изучении семенной продуктивности Sorbus sibirica, Malus baccata и Rosa majalis плоды собирались в местах естественного произрастания, в окрестностях ЦСБС, а для получения подвоев для сортовых груш – с растений Pyrus ussuriensis , отросших после гибели привойной части.

Анализ собственных экспериментальных данных и литературных сведений [16, 17] показал, что для производственных (питомниководческих) целей важны данные реальной семенной продуктивности, выражающиеся в количестве выполненных семян в плоде, а также масса плода (табл.).

Морфометрические показатели плодов и семян Pyrus ussuriensis, Sorbus sibirica, Malus baccata и Rosa majalis в лесостепи Западной Сибири

Размер плода, см				Масса плода, г		Кол-во выполненных семян в плоде, шт.
Длина		Ширина, диаметр
X±s x	V, %	X±s x	V, %	X±s x	V, %	X±s x	V, %
Pyrus ussuriensis
4,45±0,11	11,36	5,19±0,08	7,69	39,27±1,40	16,30	3,55±0,20	30,50
Sorbus sibirica
11,32±0,15	6,63	8,68±0,14	8,29	0,46±0,01	15,22	2,96±0,31	52,03
Rosa majalis
2,09±0,07	15,79	1,29±0,03	11,63	1,09±0,07	31,19	22,56±1,22	27,04
Malus baccata
–	–	0,75±0,03	21,33	0,68±0,04	29,41	6,36±0,57	45,13

На основании этих данных было определено, что из 1 кг собранных плодов Pyrus ussuriensis можно выделить около 90 шт. выполненных семян ( Sorbus sibirica – около 6 500 шт., Malus baccata – около 9 000 шт.).

Морфометрические характеристики семян Pyrus ussuriensis, Sorbus sibirica, Malus baccata и Rosa majalis представлены на рисунках 1–4.

Рис. 1. Семя Malus baccata

Рис. 2. Семя (плод-орешек) Rosa majalis

Рис. 3. Семя Sorbus sibirica

Рис. 4. Выполненные семена из одного плода Pyrus ussuriensis

Для определения потенциальной семенной продуктивности у объектов суммировалось число выполненных и невыполненных семян, а также неоплодотворенных семяпочек. Вычисленный с учетом этих параметров коэффициент продуктивности имеет особое значение для оценки адаптивного потенциала видов-интродуцентов. Так, максимальное значение коэффициента продуктивности Pyrus ussuriensis не превышало 54,20, что может быть связано с ежегодным ранним цветением и отсутствием достаточного числа опылителей в прохладную погоду.

У представителей местной флоры коэффициенты семенной продуктивности перспективно использовать для определения влияния гидротермических условий конкретных периодов вегетации на плодоношение. За период изучения

2017–2019 гг. коэффициент продуктивности Rosa majalis варьировал от 67,03 до 79,11.

При заготовке плодов для дальнейшего выращивания саженцев подвоев должны учитываться не только масса плода и количество выполненных семян в нем, но также полевая и лабораторная всхожесть семян. Последнее усложняется тем, что для изученных представителей подсемейства Maloideae характерны типы покоя В 2 или В 3 , обусловленные физиологическим механизмом торможения (ФМТ), для преодоления которого требуется длительная холодная стратификация или обработка гормонами [18, 19]. У Rosa majalis тип покоя комбинированный (А 2 –В 3 ) с сильным тормозящим действием околоплодника, преодоление также требует холодной или тепло-холодной стратификации [18, 20].

Заключение. Таким образом, в лесостепи Западной Сибири, особенно в пригородных зонах, можно найти естественно произрастающие Sorbus sibirica, Malus baccata и Rosa majalis. Для получения семян подвоев для груш можно использовать плоды Pyrus ussuriensis, сформировавшиеся на побегах подвоя после гибели сортовой привойной части.

Объем плодов для заготовки с целью выращивания саженцев подвоя следует определять, исходя из массы 1 плода и количества выполненных семян в нем. Учитывая тот факт, что полевая всхожесть семян исследованных видов после холодной стратификации редко превышает 50 %, рекомендуется первоначально рассчитанный объем плодов увеличить в два раза.