Виды рода Hosta (HOSTACEAE) при интродукции в Западной Сибири
Автор: Седельникова Л.Л.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Растениеводство
Статья в выпуске: 11, 2012 года.
Бесплатный доступ
Представлены результаты изучения морфогенеза у девяти видов хост. Определен тип нарастания побега. Проанализированы особенности органогенеза, ритм развития, анатомическое строение листа.
Хоста, корневище, нарастание, адаптация, интродукция, западная сибирь
Короткий адрес: https://sciup.org/14082153
IDR: 14082153
Текст научной статьи Виды рода Hosta (HOSTACEAE) при интродукции в Западной Сибири
При введении в культуру видов большое значение имеют биоморфологические критерии их адаптации в иные условия существования. При этом большую роль оказывает биоморфа, которая индивидуальна в пределах вида и даже рода. Побеговая система играет значительную роль в адаптации растений. При интродукции растения могут изменяться по разным морфологическим и сезонным критериям [Мазуренко, 2005]. Их норма реакции и активность в новых условиях проявляются также в изменчивости формирования побегов, что особенно выражено у вегетативных многолетников. Это одна из возможностей приспособительной эволюции растений.
Хоста издавна культивируется во многих странах мира и России. В роде Hosta Tratt . ( Funkia Spreng., сем. Hostaceae Tratt . ) известно около 40 видов, их родина теплоумеренная зона Восточной Азии – Китай, Япония, Корея. Из них только два вида: H. lancifolia Engl. и H. rectifolia Nakai произрастают в муссонном климате юга Приморья, Сахалина, Курильских островов. В природе большинство из них растут на скалах, лесных опушках широколиственных лесах вблизи водоемов (Hylander, 1954; Полетико, 1977; Химина, 2005). Несмотря на то, что в декоративном цветоводстве практическое использование хост общеизвестно, исследование систематики рода до настоящего времени крайне запутано, в связи с сильно выраженной поли-морфностью фенотипических признаков, недостаточной изученностью побегообразования, что, очевидно, способствует хорошей адаптационной способности данного таксона.
Цель исследований . Изучение ритма роста и развития, морфогенеза, формирования побегов, анатомического строения листовой пластинки у хост в лесостепной зоны Западной Сибири (г. Новосибирск) для выявления адаптационных возможностей в условиях интродукции.
Материалы и методы исследований. Работа выполнена в Центральном сибирском ботаническом саду СО РАН, где хоста культивируется в течение 30–35 лет. Однако автором статьи с 2002 года начата работа по морфологии, анатомии, репродуктивной биологии дикорастущих хост: хоста белоокаймленная – Hosta albo-marginata (Hook.) Hyl . , х. вздутая – H. ventricosa Stearn, х. волнистая – H. undulate (Otto et A. Dietr.) Bailey, х. Зибольда – H. siboldina, syn. H. glauca (Hook.) Engl . , х. декоративная – H. decorate Bailey, х. ланцетолистная – H. lancifolia Engl., х. подорожниковая – H. plantginea (Lam.) Aschers., х. Форчуна – H. fortunei (Baker) Bailey, Х. курчавая – H. crispula F. Maekawa. Типы жизненных форм, морфологическое и анатомическое описание сделано согласно общепринятой терминологии [Захаревич, 1954; Федоров и др., 1962; Хохряков, 1981; Жмылев и др. 1993; Бездылев, Бездылева, 2006]. Типы сечений черешка взяты по [Полетико, 1977] и унифицированы автором. Статистическая обработка проведена по [Доспехов, 1979], с помощью компьютерной программы Excel.
Результаты исследований и их обсуждение. Начало отрастания хост в лесостепной зоне Западной Сибири по данным 2002–2011 годов наблюдали при переходе среднесуточных температур через плюс 150С, с 15 по 30 мая (табл.1). Первые этапы роста и развития все виды хост проходят замедленно, лишь ко второй декаде июня у особей развернуто от пяти до девяти листьев. Формирование листьев и развитие листовой пластинки у хост происходит в течение всего вегетационного периода до наступления осенних заморозков. У особей генеративного состояния начало бутонизации отмечено в третьей декаде июня (H. undulate), в первой декаде июля (H. albo-marginata, H. fortunei, H. decorate, H. lancifolia, H. plantginea, H. ventricosa) и в последней декаде июля (H. siboldina). Начало цветения раннецветущих видов наблюдали в первой – второй декадах июля, за исключением среднецветущих (H. ventricosa, H. crispula) – в третьей декаде июля и позднецветущего вида H. siboldina в первой декаде августа. Продолжительность цветения одного генеративного побега составляла 35–45 дней. Трехлетние особи имели от 3 до 25 генеративных побегов, которые форми- ровались последовательно в течение всего вегетационного периода и цветут не всегда одновременно. Их высота от 25 до 110 см. В целом продолжительность цветения одной особи была 2–2,5 месяца. Цветки развиваются в акропетальном направлении. В одном соцветии в третьей декаде августа одновременно наблюдали начало плодоношения нижних цветков и цветение верхних. Плодоношение отмечено в августе-сентябре у всех видов, но у H. crispula семена не завязывались. В среднем декоративность всех видов хост продолжалась с июля по сентябрь, до наступления устойчивых осенних заморозков. Однако декоративный эффект хост сильно увеличивается в период массового цветения, который в условиях Новосибирска отмечен в июле-августе. Листья розеточные, от светло- до темнозеленой окраски, с белой каймой или без нее. Морфологическая изменчивость листа сильно варьирует и зависит от освещенности. Это связано с химер-ностью их тканей, которая особенно выражена у садовых форм: H. fortunei f. aurea (Wehrn.) Hyl. – золотистожелтые зелено-окаймленные молодые листья, H. fortunei f.albopicta (Mig.) Hyl. – желтовато-белые, зелено-окаймленные молодые листья). Генеративный побег – олиственный, реже без листьев. Окраска цветка от белой до фиолетовой, разных оттенков (от 10–55 шт.) (табл.2).
Средние фенологические и морфометрические показания за 2007–2011 гг.
Таблица 1
Вид |
Начало отрастания |
Бутонизация |
Начало цветения |
Высота, см |
Число побегов, шт. |
Число цветков, шт. |
H. fortunei |
17–20.05 |
04–07.07 |
15–20.07 |
68–72 |
3–6 |
37–52 |
H. decorate |
15–17.05 |
04–10.07 |
01–11.07– |
70–110 |
12–25 |
35–55 |
H. lancifolia |
20–25.05 |
01–05.07 |
10–15.07 |
52–74 |
3–9 |
22–34 |
H.plantaginea |
25–28.05 |
07–10.07 |
15–18.07 |
79–115 |
3–10 |
28–50 |
H. sieboldiana |
27–30.05 |
18–23.07 |
10–14.08 |
40–56 |
5–6 |
20–30 |
H. undulata |
15–20.05 |
25 –30.06 |
13– 18.07 |
73–93 |
5–17 |
25–44 |
H. ventricosa |
17–26.05 |
4–10.07 |
20–25.07 |
70–80 |
10–15 |
20–35 |
H. crispula |
15–20.05 |
20–26.07 |
27–30.07 |
25–30 |
3–4 |
10–15 |
H. albo-marginata |
16–20.05 |
01–05.07 |
01–10.07 |
30–35 |
5–8 |
25–30 |
Форма поперечного сечения черешка листа служит одним из диагностических признаков видовой принадлежности хост. Форму сечения рассматривали в верхней части черешка в месте перехода его в листовую пластинку. Установлено девять типов сечений: 1 – глубоко-желобчатое (х. Зибольда); 2 – глубокожелобчатое, отчетливо-крылатое (х. Форчуна, х. подорожниковая, х. декоративная); 3 – слабо-желобчатое (х. курчавая); 4 – глубоко-желобчатое, менее крылатое (х. волнистая); 5 – широкое неглубоко-узкокрылатое с зубчиками (х. вздутая); 6 – желобчатое (х. ланцетолистная); 7 – слабо-желобчатое, крылатое (х. белоокайм-ленная); 8 – сильно желобчатое крылатое с ярко выраженной вершиной в области центральной жилки (х. волнистая var. aureomarginata ); 9 – узко-желобчатое, крылатое (х. волнистая var. variegata ) (рис.1).
Декоративные особенности хост в Западной Сибири
Таблица 2
Вид |
Длина листа, см |
Ширина листа, см |
Цветок, см |
Окраска цветка |
Окраска листа |
H. fortunei |
18–25 |
14–15 |
4,0х4,5 |
Светло-фиолетовая |
1 |
H. decorate |
29–30 |
17,5–18 |
3,5х3,5 |
Бело-сиреневая |
2 |
H. lancifolia |
15–25 |
6–9 |
2,5х2,5 |
Фиолетовая |
1 |
H.plantaginea |
30–35 |
15–18 |
4,5х4,5 |
Сиренево-белая |
2 |
H. sieboldiana |
14–18 |
9–11 |
2х2 |
Сиренево-белая |
4 |
H. undulata |
11,5 –16 |
8,5–10,5 |
3х3,5 |
Светло-сиреневая |
3 |
H. ventricosa |
12–14 |
7–8 |
3.5х3,5 |
Светло-фиолетовая |
5 |
H. crispula |
5–6 |
3–4 |
1,5х1,5 |
Светло-сиреневый |
5 |
H. albo-marginata |
10–18 |
5–6 |
2х2 |
Сиренево-фиолетовая |
1 |
Примечание: лист 1 – темно-зеленый, 2 – светло-зеленый, 3 – светло-зеленый, с зелеными краями, 4 – темно-зеленый с восковым налетом, 5 – зеленый.

Рис.1. Форма поперечных сечений черешка листа хост: 1 – глубоко-желобчатое; 2 – глубоко- желобчатое, отчетливо-крылатое; 3 – слабо-желобчатое; 4 – глубоко-желобчатое, менее крылатое;
5 – широкое неглубоко-узкокрылатое с зубчиками; 6 – желобчатое; 7 – слабо-желобчатое, крылатое;
8 – сильно желобчатое крылатое с ярко выраженной вершиной в области центральной жилки;
9 – узко-желобчатое, крылатое
Опыт возделывания хост на интродукционном участке ЦСБС СО РАН показал, что растения очень долговечны и могут выращиваться на одном месте в течение 7–15 лет и более. Нарастание новых побегов происходит путем формирования почек возобновления, зимующих на корневище. Причем за один вегетационный период нарастает в зависимости от вида от трех до десяти боковых побегов. Все виды зимостойкие, за годы наблюдений (2002–2011 г.) нами не отмечено вымерзания и выпревания.
Обнаружено, что у хост два типа генеративных побегов: 1 – полурозеточный олиственный, с очередным листорасположением: Hosta albo-marginata , H. undulata , H. fortunei , H. decorate, H. lancifolia ; 2 – розеточный у H. crispula, H. plantaginea , H. sieboldiana , H. ventricosa . Большинство хост принадлежат к короткокор-невищно-кистекорневым поликарпикам. Однако в условиях постоянного полива, на хорошо аэрируемых и богатых гумусом почвах на многолетнем побеговом корневище наблюдали развитие тонких ( H. albo-marginata ) и толстых ( H. fortunei f. aurea , H. sieboldiana ) плагиотропных столонообразующих побегов длиной 20–35 см, в апикальной части которых формируются побеги возобновления. Для хосты ланцетолистной отмечено ортотропное направление оси побега, на котором формируются адвентивные почки и утолщенные шнуровидные придаточные корни. Отмечено формирование плотнокорневищных ( H. lancifolia , H. sieboldiana ) и рыхлокорневищных ( H. undulata , H. albo-marginata ) клонов (рис. 2). Таким образом, в условиях интродукции возрастает вегетативная подвижность, что усиливает репродуктивную способность вида. В генеративный период жизни у особей всех видов нарастание побега симподиальное.
Анализ двухлетних растений генеративного состояния у H. decorate и H. lancifolia в осеннее-зимне-летний период показал, что с осени конус нарастания генеративного побега находится на III этапе органогенеза, т.е. главная ось дифференциацирована на зачаточное соцветие. При хранении растений в зимний период в холодильнике при температуре плюс 5–70С с октября по февраль установлено, что с середины февраля на оси зачаточного соцветия в акропетальном порядке начинают формироваться зачаточные цветки (рис. 3). В этот период у особи заложено около 21 шт. зачаточных листьев. Из них длина листовой пластинки с первого по шестой лист составляла от 1,2 до 8,8 см, ширина – от 1,2 до 2,5 см; с 7 по 21 лист от 0,3 до 1,5 см и 0,2 до 1,0 см соответственно. Корневище укороченное 5,5–6,0 см в длину и 0,9–1,5 см в ширину, гипо-геогенного происхождения. Адвентивных почек 8–10 шт. На корневище отмечены три типа корней: зачаточные; утолщенные первого яруса (всего 91 шт.), которые сформированы в предшествующий год вегетации, их длина 12,0–16,5 см; придаточные второго яруса (всего 20 шт.), которые отрастают в год вегетации в основании корневища, их длина 3,5–15,0 см.

Рис. 2. Схема формирования вегетативных клонов у H. sieboldiana (а), H. albo-marginata (б), H. undulata (в), H. lancifolia (г): 1 – генеративный побег; 2 – отмирающие листья осенью года вегетации;
3 – вегетативный побег; 4 –побег возобновления; 5 – шнуровидные придаточные корни; 6 ,8 – корневище;
7 – мочковатые корни

Рис. 3. Морфогенез H. decorate: с 1 по 25 – состояние на 16.02.07; с 26 по 29 – состояние на 09.07.07; 1–21 – зачаточные листья; 22 – зачаточное соцветие (увел. х 16); 23 – корневище; 24 – адвентивные почки; 25 – корни; 26 – поперечный срез листового черешка; 27 – вершина листа; 28 – схема соцветия;
29 – цветок
При изучении анатомического строения листа установлено, что у H. albo-marginata, H.plantaginea, H. undulata, H. lancifolia лист амфистоматический, устьица расположены параллельно продольной оси, на абаксиальной стороне их число в 3–8 раз больше, чем на адаксиальной стороне листа (табл. 2). У H. sieboldiana, H. decorata лист гипостомический. Аперигенный тип устьиц отмечен у H. albo-marginata, H.plantaginea, H. sieboldiana, H. decorata, тетраперегенный у H. undulata, H. lancifolia. Мезофитные признаки в строении эпидермы ярче выражены у видов: H. albo-marginata, H.plantaginea, H. undulata, H. lancifolia, ксе-ромезофитные у H. sieboldiana, H. decorate (рис. 4).





а
Рис. 4. Верхний (а) и нижний (б) эпидермис листа: H. albo-marginata (1), ув.8х20. H. undulata (2), H. lancifolia (3), H. decorata (4), H. sieboldiana (5), H. plantaginea (6)

б
Таблица 2
Вид |
Длина |
Ширина |
а |
б |
H. albo-marginata |
14,8 ± 0,5 |
6,1 ± 0,3 |
13,3±0,1 |
44,0 ± 0,2 |
H. undulata |
17,5 ± 0,3 |
10,5 ±0,2 |
3,0 ± 0,1 |
25,0 ± 0,2 |
H. lancifolia |
20,5 ± 0,5 |
4,1 ± 0,2 |
5,0 ± 0,2 |
16,4 ± 0,1 |
H. decorata |
16,5 ± 0,2 |
10,0 ± 0,1 |
15,0 ± 0,5 |
50,0 ± 0,2 |
H. sieboldiana |
22,4 ± 0,4 |
5,6 ± 0,1 |
10,0 ± 0,3 |
51,6 ± 0,2 |
H. plantaginea |
24,4 ± 0,4 |
11,0 ±0,4 |
6,0 ± 0,1 |
32 ± 0,4 |
Примечание: а – верхний; б – нижний эпидермис (число устьиц на мм2).
Среднеморфометрическая характеристика пластинки листа у хост
Таким образом, у хост антиклинальные стенки клеток нижнего эпидермиса листа извилистые, что свидетельствует о их прочности по сравнению к клеткам верхнего эпидермиса. У H. undulata клетки верхнего эпидермиса крупнее, чем у H. albo-marginata . Относительно друг друга они расположены на адаксиальной стороне как параллельно, так и перпендикулярно поверхности листа. Побочные клетки устьиц H. lancifolia , как и устьичные щели, с обеих сторон листа крупные, что повышает транспирационную способность листа в различных условиях выращивания. Разнообразие строения клеток эпидермиса листа имеет видовую специфичность.
Выводы
-
1. Виды рода Hosta – типичные короткокорневищно-кистекорневые симподиально нарастающие поли-карпики с плотно- или рыхлокорневищной биоморфой, с розеточным или безрозеточным прямостоячим генеративным побегом, формирующимся в предзимний период.
-
2. Феноритмотип – длительновегетирующий, летнезеленый, с летнее-осенним цветением. Продолжительность вегетации в Сибири 112–120 дней.
-
3. Форма сечения черешка листа служит устойчивым показателем определения видовой принадлежности хост.
-
4. Листовая поверхность способствует высокой транспирационной способности хост, что позволяет выделить их в число перспективных декоративнолиственных культур для условий с разной освещенностью.