PatsukovaNGx - Саратовский государственный университет

На правах рукописи
Пацукова Надежда Геннадьевна
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
RIBES ALPINUM L.
ПРИ ИНТРОДУКЦИИ В БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ
03.02.01 – ботаника
Автореферат
диссертации на соискание учёной степени
кандидата биологических наук
Саратов – 2010
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении
высшего профессионального образования
«Белгородский государственный университет»
в Ботаническом саду природного парка «Нежеголь»
Научный руководитель:
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Сорокопудов Владимир Николаевич
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Аладина Ольга Николаевна
кандидат биологических наук, доцент
Давиденко Татьяна Николаевна
Ведущая организация
ФГОУ ВПО «Белгородская государственная
сельскохозяйственная академия»
Защита состоится 27 мая 2010 г. в 12 00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.243.13 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского» по адресу: 410012, г. Саратов, ул.
Астраханская, д. 83, E-mail: biosovet@sgu.ru.
С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского».
Автореферат разослан «23» апреля 2010 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
С.А. Невский
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы.
В настоящее время актуально встала проблема создания новых сортов
смородины, обладающих целым набором полезных свойств и адаптированных к климатическим условиям Белгородской области.
Смородина альпийская – дикорастущий вид. Ранее в культуре как плодовое растение она не изучалась, рассматривалась только как декоративное
растение. Раннее и густое облиствление, яркие ягоды, украшающие кустарник летом и осенью, орнаментальность листвы, лёгкость в размножении и
неприхотливость делают этот вид желанным посадочным материалом для зеленых хозяйств. Он используется для свободно растущей или формованной
живой изгороди, в одиночной или групповой посадке, в топиарном искусстве.
Кроме того, Ribes alpinum L несет все полезные свойства красной смородины (оптимальное сочетание витаминов, сахаров, органических кислот,
пектина и азотистых веществ) и поэтому заслуживает внимательного изучения, поскольку в природе в районе изучения данный вид не встречается,
культивируется ограниченно; практически не изучена его биология.
В связи со сказанным, интродукционное и селекционное изучение биологических особенностей форм смородины альпийской приобретает особую
актуальность. Всестороннее изучение необходимо для выявления источников
хозяйственно-ценных и декоративных признаков, на базе которых возможно
создание сортов, адаптированных к условиям Белгородской области.
Цель и задачи исследований. Цель работы – выявление биологических
особенностей растений Ribes alpinum L. при интродукции в Белгородской области.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
– выявить фенологические особенности представителей Ribes alpinum
L. в условиях Белгородской области;
– проанализировать биоморфологические характеристики форм Ribes
alpinum L.;
– выявить анатомические особенности плодов, листьев, семян и локализацию в них химических элементов;
– определить содержание некоторых биологически активных веществ в
плодах Ribes alpinum L.;
– дать оценку популяции Ribes alpinum L., позволяющую выявить источники для селекции;
– передать в ГСИ новые сорта с комплексом хозяйственно – ценных
признаков.
Научная новизна. Впервые проведено сравнительное изучение биологических особенностей Ribes alpinum L. Выявлены закономерности феноритмики в условиях Белгородской области. На основании впервые проведенного
3
сравнительного анатомического изучения плодов, листьев, семян Ribes alpinum L. установлены особенности их строения и выявлено содержание химических элементов в разных частях клеток и тканей плодов. Сравнительное
изучение накопления БАВ (сахаров, аскорбиновой кислоты, каротиноидов) в
плодах позволило выявить формы, перспективные для использования в пищевых целях.
Практическая значимость. Выделено 5 фенотипических форм по декоративным признакам. По комплексу хозяйственных, биологических и декоративных признаков выделены источники для селекции на высокую зимостойкость, содержание витамина С, сахаров, крупноплодность, декоративность.
Впервые в России оформлены документы в ГСИ на 8 сортов (Теодор, Дуняша,
Красный Шар, Эврика, Услада, Ворскла, Зара, Мулатка). Даны рекомендации
для возделывания новых культиваров смородины альпийской в фермерских и
приусадебных садах.
Результаты исследований включены в учебные курсы «Ботаническое
ресурсоведение» и «Биохимия», используются при проведении лабораторных
практикумов, выполнении курсовых и дипломных работ при непосредственном участии автора.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы представлены на: III и IV Международных конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов (Владикавказ, 2009); Международных научно-практических
конференциях «Биологически активные соединения природного происхождения: фитотерапия, фармацевтический маркетинг, фармацевтическая технология,
фармакология, ботаника» (Белгород. 2008) и «Ботанические сады в 21 веке: сохранение биоразнообразия, стратегия развития и инновационные решения»
(Белгород, 2009).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, две из которых в изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК РФ.
Декларация личного участия автора. Автор лично осуществил сбор
объектов, провел полевые и лабораторные эксперименты, провел морфометрические, анатомические, спектрофотометрические исследования. Обработка
полученных данных, их интерпретация, оформление проведены автором самостоятельно по плану, согласованному с научным руководителем. В совместных публикациях вклад автора составил 30-80%. Исследования поддержаны грантом: «Скрининг видового разнообразия растений семейства Grossulariaceae Mill. Ботанического сада Белгородского государственного университета как методологическая основа создания адаптированного сортимента для условий Среднерусской возвышенности». РНПВШ АВЦП. Регистрационный номер: 2.2.3.1/349.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы. Работа изложена на 170 страницах,
включает 64 рисунка и 27 таблиц. Список литературы содержит 200 наименований, из которых 17 – на иностранных языках.
4
Основные положения, выносимые на защиту:
1. В условиях Белгородской области смородина альпийская является
хорошо адаптированной культурой, проявляя высокую степень засухоустойчивости и зимостойкости.
2. Богатый элементный состав и высокое процентное содержание питательных веществ в плодах, семенах и листьях сохраняются у сортообразцов
независимо от погодных аномалий, что характеризует смородину альпийскую как ценное пищевое растение.
3. Вариабельность комплекса анатомических и морфологических признаков и возможность межвидовой гибридизации позволяет говорить о
наличии широкого ряда высокоадаптированных к условиям Белгородской
области культиваров, ценных для использования в селекции, как в декоративных, так и в хозяйственных целях.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ИНТРОДУКЦИЯ
ПОДРОДА BERISIA L. (Обзор литературы)
Представлен материал по истории культуры подрода Berisia L. На основании литературных данных изложены спорные вопросы по проблемам
систематики подрода, изменчивости видов. Дана общая характеристика и систематическое положение смородины альпийской (она относится к семейству
Grossulariaceae Mill, подроду Berisia L., роду Ribes L., виду Ribes alpinum L
(Тахтаджян,1987).
Сделан обзор по проблемам интродукции красной смородины.
Исследованиями В.Н. Сорокопудова показана перспективность интродукции и вовлечения в селекцию смородины альпийской – Ribes alpinum L. в
условиях Новосибирской области (Сорокопудов, 2003).
Глава 2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА
ИССЛЕДОВАНИЙ
Работа выполнена на базе ботанического сада природного парка
«Нежеголь» Белгородского Государственного университета. Приводится подробная физико – географическая характеристика природных условий района
исследования. Полученные данные сравниваются со среднемноголетними
(Агроклиматические ресурсы Белгородской области, 1972; География Белгородской области, 1998).
В годы проведения исследований наблюдались резкие колебания температуры, засуха и другие климатические аномалии. Обеспеченность растений влагой за вегетационный период в годы исследования можно считать
удовлетворительной.
Исследования проводились с 2006 по 2009 год на базе коллекции смородины альпийской. Объектом исследований послужила аутбредная популяция смородины альпийской, включающая 39 образцов.
5
Исследования проводились согласно общепринятым методическим руководствам: Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур (Орёл, 1999); Программа и методика селекции плодовых,
ягодных и орехоплодных культур (Орёл, 1995).
Урожайность определяли путем взвешивания общей массы плодов с 1
куста в каждой повторности с последующим расчетом в т/га.
Содержание сахаров и сухих растворимых веществ определяли с помощью рефрактометра. Аскорбиновую кислоту определяли в свежесобранных плодах методом титрования по Тильмансу (Березова, 1976).
Качественный и количественный анализ каротиноидов в плодах смородины альпийской проводили спектрофотометрическим методом на СФ-102.
Жаро-, засухоустойчивость растений определяли экспресс-методом, с
помощью прибора «Тургоромер-1» (Кушниренко и др., 1986).
Изучение анатомического строения и исследования элементного состава плодов, листьев и семян проводилось при помощи электронного ионнорастрового микроскопа Quanta 200 3D на базе инновационной лаборатории
ЦКП БелГУ.
Для характеристики погодных условий были использованы данные метеостанции поселка Гонки Белгородской области за 2006-2009 гг.
Статистическую обработку экспериментальных данных проводили по
руководствам Б.А. Доспехова (1985) и Г.Н. Зайцева (1991) с определением
среднего арифметического, стандартного отклонения и доверительного интервала (Моисейченко, 1996), для обработки результатов дополнительно использовался программный продукт Microsoft Office Excel 2007.
Глава 3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ RIBES ALPINUM L.
ПРИ ИНТРОДУКЦИИ
В годы исследований вегетация начиналась у сортов смородины альпийской в III декаде марта и I – III декадах апреля.
Наиболее позднее начало вегетации растений наблюдалось в холодном
2006 г. (при небольших суммах температур 53 - 83С) и пришлось на вторую
декаду апреля.
В 2007-2008 гг. исследований вегетация у растений рода Ribes alpinum
L начиналась в II - III декадах марта, что на 12-15 дней раньше обычного
наступления периода вегетации.
Изменение начала вегетации отражает реакцию растений на изменения
условий среды, так как в период 2007-2008 гг. наблюдалась достаточно ранняя весна и высокая солнечная активность, температура днем в марте часто
достигала +10 + 12С и иногда доходила даже до + 15 + 17С. Ускорение
прохождения фаз в эти годы также связано с накоплением суммы температур, необходимых для роста
Начало цветения зависит от особенностей вида и погодных условий. В
годы с теплой погодой в апреле зацветание растений наблюдается в ранние
сроки и, наоборот, с холодным – позже. Количество осадков оказывает влия6
ние на сроки начала цветения. В условиях Белгородской области в среднем
смородина альпийская зацветает в третьей декаде апреля. Средняя продолжительность периода цветения составляет порядка десяти дней. Период цветения бывает более продолжительным в прохладную и сырую погоду. Самое
раннее цветение у большинства сортообразцов наблюдалось в 2008 году – в
начале апреля после устойчивого перехода среднесуточных температур воздуха через 10 - 13С.
Сроки наступления фазы созревания это третья декада июня – первая
декада июля, когда сумма эффективных температур достигла 1260 - 1600,
это более поздние сроки, в сравнении с другими видами красной смородины.
Смещение сроков созревания в зависимости от погодных условий в разные
годы вегетационного периода составляло одну – две недели.
Начало листопада наблюдается во второй декаде сентября с небольшим
изменением по дате и незначительной зависимостью от погодных условий.
Для всех фаз в 2008 году отмечены более ранние сроки прохождения
по сравнению с предыдущими годами (табл.1).
Вегетационный период 2009 года отличался от предыдущих равномерными температурами воздуха, отсутствием крайне высоких и низких
температур во время формирования и созревания плодов. При этом сумма
осадков, выпавших за вегетационный период, была существенно ниже среднемноголетних показателей, что составило 249 мм. Наибольший водный дефицит наблюдался в апреле, июне и сентябре.
Таблица 1
Особенности фенологических фаз смородины альпийской
Год
2006
2007
2008
2009
Начало вегетации
Начало цветения
Начало созревания
Начало листопада
08.04
04.05
13.07
19.09
15.04
20.03
24.03
12.03
16.03
28.03
28.03
19.04
28.03
20.03
02.04
09.05
17.04 21.04
07.04 11.04
20.04 23.04
14.05
25.04
16.04
27.04
15.07
22.06 27.06
12.06 16.06
26.06 29.06
18.07
02.07
21.06
02.07
24.09
25.09 28.09
05.10 08.10
22.09 25.09
29.09
02.10
12.10
29.09
В зависимости от года меняется начало вегетации растений (рис. 1), реагируя на изменения условий среды. В условиях Белгородской области сроки
наступления фенологических фаз смородины и их продолжительность зависят от погодных изменений. Так, в год с поздней весной (2006),начало вегетации в среднем было отодвинуто на 8 дней, что в результате сказалось и на
продолжительности других фаз.
Таким образом, в условиях Белгородской области смородина нормально проходит все фенологические фазы, сроки наступления и продолжительность которых значительно варьируют по годам в зависимости от погодных
условий.
7
Рис. 1. Климадиаграммы условий вегетационных периодов за исследуемые годы (2006 - 2009)
и фенологические фазы смородины альпийской
8
Зимостойкость – признак, который включает такие компоненты как
устойчивость к ранним осенним морозам, максимальную морозостойкость;
сохранение морозостойкости в период оттепелей; способность восстанавливать морозостойкость после оттепелей (Сергеева, 1989). Зимостойкость также зависит от биологических особенностей вида, питания, вызревания тканей, поражения болезнями и вредителями и условий вегетации предыдущего
года. По результатам исследований зимой 2007-2008 года степень подмерзания у всех сортообразцов была оценена в 0 баллов; зимой 2008-2009 года отмечено незначительное подмерзание единичных экземпляров, оцененное в 1
балл.
Таким образом, в условиях Белгородской области все исследуемые
сортообразцы в течение 2006 – 2009 годов обладали высокой зимостойкостью, так как они не болели, успевали пройти все фенофазы, что немаловажно для качественного вызревания всех тканей в побегах растений.
Центральное Черноземье относится к районам с неустойчивым увлажнением, вследствие чего выявление сортов с наиболее высокой засухоустойчивостью является важным этапом при их интродукции, при этом исследовалась транспирация, общее содержание воды, определялась засухоустойчивость с помощью тургоромера. В ходе исследований выявлено, что потеря
воды листьями после шестичасового увядания у форм смородины альпийской находится в пределах от 3,8 до 32,1% от общего ее содержания, что характерно для растений с высокой и средней засухоустойчивостью.
По отношению к засухе (рис.2) сортообразцы разделены (Кушниренко
и др., 1986) на три группы: высокозасухоустойчивые (1 тип), среднезасухоустойчивые (2 тип) и низкозасухоустойчивые (3 тип).
Рис. 2. Распределение cортообразцов смородины альпийской
по типу засухоустойчивости.
К первому типу отнесены образцы: А3-10, А2-13, А1-12, А2-7, А2-10,
А1-4, А1-5, А1-10, А1-11, А1-14, А2-1, А2-2, А2-4, А2-6, А2-7, А2-8, А3-1,
А3-4,А3-7 (средний коэффициент засухоустойчивости – 0,68).
Второй тип составили образцы: А1-1, А1-3, А1-6, А1-7, А1-8, А1-9, А1-13,
А2-5, А2-9, А2-11, А2-12, А2-14, А3-2, А3-3, А3-5, А3-6, А3-11 (средний ко9
эффициент засухоустойчивости – 0,49). К третьему типу отнесены образцы:
А1-2, А2-3, А3-8, А3-9 (средний коэффициент засухоустойчивости – 0,35).
В процентном отношении сортообразцы составили: высокозасухоустойчивые: 46,15%; среднезасухоустойчивые: 43,59%; низкозасухоустойчивые:10,26%. Таким образом, большинство растений смородины альпийской
имеют высокую и среднюю засухоустойчивость.
Глава 4. ХОЗЯЙСТВЕННО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
СМОРОДИНЫ АЛЬПИЙСКОЙ ПО КАЧЕСТВЕННЫМ ПРИЗНАКАМ
Были рассмотрены признаки качества урожая, семенная продуктивность, в результате чего установлена небольшая вариация по числу семян в
ягодах от 3,4 до 4,3 штук. Коэффициент вариации числа семян за годы исследований составил 9,35%.
Процентная доля семян от массы ягоды определяет пригодность сортов
для переработки, этот показатель варьировал: от 4,3 до 28,3%, минимальное
его значение отмечено у сортообразцов: А1-1, А1-7, А2-8. Варьирование по
годам связано с разными погодными условиями на момент цветения, созревания.
За годы наблюдений прослеживается постепенное нарастание урожайности, этому способствовали погодные условия, а также вхождение сортообразцов в более зрелый возраст (возраст к началу исследований – 5 лет).
Для изучения распределения химических элементов в различных частях растений, нами было проведено исследование плодов (кожица, мякоть),
семян (покровы, эндосперм) и листьев (верхний и нижний эпидермис)
(табл.2).
Таблица 2
Элементный состав плодов, кожуры плодов, листьев,Wt %
Элемент
C
O
Al
Si
Cl
K
Ca
P
Mg
S
Cu
Кожура плода
А1-7
А2-10 А3-10
76,57
67,64
76,35
21,66
30,73
21,35
0,44
0,34
0,16
0,13
0,11
0,12
0,44
0,59
0,75
1,35
0,51
0,25
0,25
0,12
0,06
0,04
0,04
-
Мякоть плода
А1-7
А2-10 А3-10
45,65
46,42
49,42
52,57
52,49
49,04
0,20
0,14
0,04
0,11
1,49
0,59
0,21
0,30
0,40
0,14
0,08
-
А1-7
66,27
28,89
0,38
0,10
0,74
0,71
1,67
0,19
0,88
0,16
-
Лист
А2-10
78,24
19,17
0,36
0,23
0,51
0,35
0,77
0,37
-
А3-10
75,88
19,76
0,18
0,14
1,42
0,67
0,99
0,07
0,50
0,16
0,22
Выявлено, что основными элементами всех изученных частей растений
являются углерод и кислород, наибольшее их содержание наблюдается в кожуре и листе. Третьим элементом по процентному содержанию для большинства сортообразцов является калий. В целом для разных сортообразцов
характерно значительное варьирование содержание анализируемых элемен10
тов в разных частях растений. При этом в листе у всех сортообразцов сосредоточено наибольшее количество элементов – 10 из 11 проанализированных.
Элементный анализ плодов смородины альпийской показал, что в кожице и мякоти плода химических элементов и их соединений, за исключением углерода, кислорода и калия содержится не более 0,75 Wt %. Установлено, что в сформировавшихся листьях растений, наиболее нуждающихся в
энергии и питании для ростовых процессов (в данном случае - семена) таких
элементов как железо, хром, никель и калий содержится в несколько раз
больше, чем в мякоти и кожице ягод (табл.3). Плоды в основном состоят из
органических соединений и содержание химических элементов и их соединениях варьирует от 0 до 0,98 Wt %.
Таблица 3
Элементный состав семян, Wt %
Элемент
C
O
Al
Si
Cl
K
Ca
P
Mg
S
Fe
Cu
А1-7
69,37
28,99
0,04
0,60
0,11
0,41
0,28
0,11
-
Эндосперм
А2-10 А3-10
73,80
74,32
24,26
23,14
0,47
0,34
0,60
1,04
0,24
0,17
0,24
0,54
0,12
0,24
0,17
0,21
0,10
-
Поверхность семени
А1-7
А2-10 А3-10
59,45
62,99
64,73
38,27
34,48
28,81
0,25
0,29
0,89
0,07
0,09
0,12
0,12
1,09
1,01
2,74
0,78
0,86
2,22
0,04
0,22
0,09
0,09
0,18
С целью выделения различных форм смородины альпийской в 2009 году нами было проведено микроскопическое исследование плодов, листьев и
семян на трёх отобранных для дальнейшей селекции образцах: А1-7 (форма
А), А2-10 (форма В) и А3-10 (форма В).
Выявлено, что образцы сходны по анатомическому строению (имеют
одни типы тканей в органах), но имеются существенные различия в расположении, морфологии клеток. Так, у образца А1-7 клетки эпидермиса на верхней части листа крупнее, различаются кроющие волоски. У образцов А2-10 и
А3-10 (форма В) они длиннее и тоньше (˜275,41×28,04 мкм), чем у образца
А1-7 (форма А) (˜143,36×66,61 мкм). У образца А1-7 трихомы располагаются
более равномерно и имеют коническое (рис.3), не загнутое окончание, в отличие от образцов А2-10 и А3-10(рис. 4).
Есть различия и в покровах, отличаются устьица на листьях, в эпидерме
на верхушке плода (у образца А1-7 они оказались мельче и тоньше, чем у образцов А2-10 и А3-10).
11
Рис. 3. Кроющая коническая трихома на
Рис. 4. Кроющие загнутые трихомы на
верхнем эпидермисе листа
(образец А1-7)
верхнем эпидермисе листа
(образец А2-10)
Форма и цвет семян однородны в ягодах в пределах одного куста и
сильно варьируют между разными сортообразцами в исследуемой популяции. У образца А1-7 они округлые, светло-коричневого цвета, у образцов А210 и А3-10 – слегка клиновидные, тёмно-коричневого цвета.
Анатомическое различие среза семян (рис. 5 и 6), по - видимому, объясняется и различным химическим составом. Так, у образца А1-7 в составе
эндосперма семени отмечено содержание меди (0,04 %), а у образцов А2-10 и
А3-10 данный элемент отсутствует; у образца А1-7 не обнаружено серы, у
образцов А2-10 и А3-10 она есть (по 0,09%); у образца А1-7 нет алюминия, у
А2-10 и А3-10 алюминия содержится (0,34 % и 0,47 %).
Рис. 5. Продольный разрез семени образ-
Рис. 6.Продольный разрез семени об-
ца А1-7
разца А2-10
Клетки эпидермиса листа варьируют по форме и размерам. Клетки верхнего эпидермиса крупные. У образца А1-7 их величина 24,67-38,86 мкм. У
образцов А2-10 и А3-10 размеры клеток меньше и форма несколько иная, более рельефная и вытянутая – плиточная.
12
Таким образом, морфологически близкие друг к другу образцы ближе
между собой и в анатомическом плане, что свидетельствует о внутривидовой
гибридизации и подчёркивает обоснованность выделения форм.
Помимо этого, комплекс анатомических признаков может служить косвенным показателем при предварительном отборе тетраплоидов (Чувашина,1972). Всем тетраплоидным растениям, независимо от видовой принадлежности и гибридного происхождения свойственны увеличенные в сравнении с диплоидами размеры клеток: верхнего эпидермиса (на 73 – 133 %),
нижнего эпидермиса (на 42 – 160 %), замыкающих клеток устьиц (на 32 – 90
%) и т.д. В данном случае предположительный тетраплоид – образец А1-7.
Биохимическая оценка плодов в 2006 году выявила самые низкие показатели по содержанию сахара и сухих растворимых веществ, средние в
2007году, несколько выше в 2008 и самые высокие в 2009 годах. Лучший показатель (в среднем) по содержанию сахара у образцов: А1-3, А1-4, А2-9, А213, А2-14 (10,04 – 10,51); низкий – у образцов А3-6, А3-8(7,48 – 7,63). Колебания показателей по годам можно приурочить к разным погодным условиям
во время созревания ягод. Накопление сахара в ягодах происходит при сухой
и солнечной погоде, как это наблюдалось в 2009 году.
Таким образом, условия Белгородской области (где зачастую, жаркое и
сухое лето) благоприятны для накопления сахара в плодах смородины альпийской. Содержание витамина С в ягодах высокое и среднее. Самые лучшие
показатели зафиксированы в плодах образцов: А1-11 – 76, 14 мг %; А2-8 –
73, 57 мг %; А1-13 – 73, 45 мг %; А2-6 – 72, 91 мг %; А1-3 – 71, 47мг %.
Установлено, что основным компонентом каротиноидного комплекса смородины альпийской является ликопин. Общее содержание каротиноидов составляет 4,7-20,2 мг% (в пересчёте на ликопин).
Глава 5. ПЕРСПЕКТИВЫ ИНТРОДУКЦИИ RIBES ALPINUM L
В УСЛОВИЯХ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ
Для выявления адаптивности к новым экологическим условиям нами
был применён метод интегральной оценки, разработанный в отделе дендрологии Государственного ботанического сада (Лапин, 1973, 1979; Плотникова,
1988), который модифицирован нами для выявления перспективности интродукции растений в условиях Белгородской области. При оценке учитывались
семь биоэкологических показателей: зимостойкость, сохранение габитуса,
побегообразовательная способность, регулярность прироста побегов, способность к генеративному развитию, а также декоративность.
По результатам балльной оценки исследуемые образцы нами были разделены по степени перспективности на три группы. К первой, перспективной
группе относится 43,5% образцов с оценкой от 72 до 80 баллов; характеризуются зимостойкостью, способностью к интенсивному семенному размножению (ежегодное возобновление самосевом), декоративностью.
Вторая – среднеперспективная, включает 48,7% изученных образцов. В
неё вошли растения, сохраняющие декоративность, способные к семенному
13
размножению, но менее перспективные, чем относящиеся к 1-ой группе, изза неспособности сохранять декоративность в течение всего вегетационного
периода, а также не дающие потомство самосевом.
Третья – не перспективная группа, включающая образцы с оценкой от 55
до 63 баллов (3,7% образцов). Они зимостойки, способны к семенному размножению, но оказались не перспективными прежде всего из – за невысоких
декоративных качеств (неразвитая форма куста, невзрачное цветение).
На основании проведённых наблюдений и литературных данных нами
были выделены и описаны следующие пять фенотипических форм:
Форма А – «Крупноплодная». Куст среднерослый (около 80 см), среднераскидистый, мезотонического строения. Побеги средней толщины. Листья
средней величины, темно- зеленые. Цветение невзрачное, но продуктивное
(80% дали плоды). Отличается круплоплодностью, богатым урожаем.
Форма Б – «Компактная». Предположительно, похожа на форму
«Pumilum». Куст низкорослый, иногда среднерослый (около 70см), компактный. Выраженная акротония у всех экземпляров. Побеги сизоватые, тонкие
или средней толщины. Листья мелкие темные. Характерно обильное и эффектное весеннее цветение, но плоды дали только 16 %. Хорошо подходит
для фигурной стрижки, создания штамбов, замысловатых форм, посадки на
горках, высадки в качестве солитера.
Форма В– «Прямостоячая». Куст рослый (около 110 см), слабо раскидистый, мезотонического или базитонического строения. Побегов немного,
они толстые сероватые; побеги первого года светло-коричневые. Листья
очень крупные, до 6 см., темные. Весеннее цветение дало 33% завязи; Форму
можно использовать для посадки группами.
Форма В1 – «Прямостоячая рассеченнолистная». Предположительно,
похожа на форму «Laciniata». Побеги, форма и строение куста как у формы В
(около 120 см). Отличается от нее очень светлой красивой рассеченной листвой. Цвели все кусты, но ягод не дали. Форма, благодаря красивым листьям,
хороша для посадки маленькими группами, как солитер.
Форма Г– «Раскидистая». Предположительно, похожа на форму
«Schmidt». Куст рослый (до 150см) в форме шара базитонического, иногда
мезотонического строения. Крона раскидистая, плотная. Побеги тонкие, коричневые первого года, серые более поздних лет. Лист среднего размера, зеленый. Цветение невзрачное, но 80% дали плоды. Ягоды красивые, яркие,
слегка прозрачные, некоторые со светлой полосой. Эта форма подходит для
стрижки, но хороша и без нее (явно выраженный шар). Можно использовать
для создания живых изгородей, декоративных групп, одиночной посадки.
Разнообразие форм дает широкий выбор в особенностях использования
смородины альпийской.
За время исследований выделены и переданы в ГСИ сорта смородины
альпийской (Эврика, Красный шар, Услада, Дуняша, Теодор, Зара, Мулатка,
Ворскла), полученные с нашим участием.
Все сорта вовремя проходят основные фенологические фазы (рис.7).
14
Сравнение фенологических фаз форм показало, что больших различий
между формами нет. Начало вегетации отмечали с 28 марта - 15 апреля, цветение 4 апреля-10 мая, созревание плодов с 26 июня - 10 июля.
Все сорта комплексно устойчивы к вредителям и болезням, крупноплодны и урожайны (табл. 4).
Таблица 4
Характеристика урожайности новых сортов смородины альпийской
в условиях Белгородской области
Урожайность кг/куст
2007 2008 2009
Эврика
1,5
1,3
1,7
Красный шар
1,7
2,0
2,5
Услада
1,1
1,5
1,7
Дуняша
1,4
3,0
3,1
Теодор
1,0
2,3
2,3
Зара
0,8
2,3
2,3
Мулатка
0,6
0,9
1,2
Ворскла
0,9
2,4
2,3
Урожайность ц/га (Урожай)
Среднее
1,50
1,30
2,07
1,70
1,43
1,10
2,50
1,40
1,87
1,00
1,80
0,80
0,57
0,20
1,87
0,90
± 0,20
- 1,70
± 0,40
- 2,50
± 0,31
- 1,70
± 0,95
- 3,10
± 0,75
- 2,30
± 0,87
- 2,30
± 0,35
- 0,90
± 0,84
- 2,40
2007 2008 2009
49,5
42,9
56,1
56,1
66,0
82,5
36,3
49,5
56,1
46,2
99,0
102
33,0
75,9
75,9
26,4
75,9
75,9
19,8
29,7
39,9
29,7
79,2
75,9
Среднее
49,50
42,90
68,20
56,10
47,30
36,30
82,50
46,20
61,60
33,00
59,40
26,40
18,70
19,80
61,60
29,70
± 6,60
- 56,10
± 13,34
- 82,50
± 10,08
- 56,10
± 31,48
- 102,30
± 24,77
- 75,90
± 28,58
- 75,90
± 11,59
- 39,90
± 27,68
- 79,20
Самый высокий средний показатель по урожайности зафиксирован у
сорта Дуняша (2,5 кг/куст). В 2007 году лидировал сорт Зара, а в 2008 и 2009
году превзошел остальные сорт Дуняша (3,0 кг/куст и 3,1 кг/куст).
Сорт Услада отличает приятный привкус корицы, сорта Дуняша и
Красный шар имеют освежающий вкус с кислинкой, что очень важно при диетическом питании. По крупноплодности лидируют сорта Услада, Красный
шар, Эврика. По высокому содержанию витамина С выделены сорта Теодор
(75,84 мг %), Мулатка, (73,45 мг %), Эврика(72,66 мг %). По высокому содержанию каротиноида ликопина выделены сорта Эврика(8,26 мг %) и
Ворскла(9,00 мг %)
Все выделенные сорта с комплексом хозяйственно - ценных признаков
представляют интерес для дальнейшей селекционной работы в условиях Белгородской области.
15
Рис. 7. Феноритмика новых сортов смородины альпийской
16
ВЫВОДЫ
1.
В условиях Белгородской области смородина альпийская нормально развивается и проходит все фенологические фазы. Многолетняя вариация сроков начала наступления фаз в среднем составляет 25 дней, что
связано с разницей погодных условий. Изученные формы Ribes alpinum L.
относятся к фенологически ранним растениям. Некоторые образцы имеют
слабую тенденцию к вторичному осеннему цветению.
2.
Оценка засухоустойчивости показала, что большинство изученных сортообразцов относятся к высоко- и среднезасухоустойчивым (48,7 и
41%, соответственно). Менее адаптированными оказались только 4 сортообразца, показав низкую степень засухоустойчивости. Выявлено, что все формы имеют высокий уровень зимостойкости (степень подмерзания не превышала 1 балла).
3.
Вариабельность таких признаков, как число устьиц, размер и
форма клеток, кроющих трихом различных частей растений у морфологически не сходных форм смородины свидетельствует о межвидовой гибридизации и позволяет выявить предположительный тетраплоид – образец А1-7.
4.
Из изученных образцов смородины альпийской 56% относятся к
образцам с высоким содержанием сахара; 30% – с высоким содержанием витамина С; с высоким содержанием каротиноидов – 60%. Наиболее богатыми
по элементному составу являются листья смородины – 10 элементов, наименее богата мякоть плода.
5.
Для возделывания в декоративных целях в условиях Белгородской области выделено 5 форм: крупноплодная, компактная, прямостоячая,
прямостоячая рассечённолистная и раскидистая. Подготовлены документы
для передачи в Государственную комиссию по сортоиспытанию на 8 сортов
смородины альпийской (Эврика, Ворскла, Мулатка, Теодор, Дуняша, Услада,
Красный шар, Зара) с комплексом хозяйственно-ценных признаков.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
В качестве источников для использования в селекции на хозяйственно –
ценные признаки рекомендуются образцы:
а. на крупноплодность –
А1-1, А1-4, А1-7, А1-9, А1-12, А1-14;
б. на скороплодность и раннеспелость –
А1-1, А1-7, А1-14, А3-5, А2-10, А2-13, А3-7;
в. на повышенное содержание аскорбиновой кислоты –
А1- 11, А2-8, А1- 13, А2- 6, А1-3;
г. на высокое содержание сахара –
А1-3, А1-4, А2-9, А2-13, А2-14;
д. на высокое содержание сухих растворимых веществ –
А2-12, А2-13;
е. на повышенное содержание каротиноидов –
17
А1-1, А1-9, А3-10;
ж. на высокую засухоустойчивость –
А3-10, А2-13, А1-12, А2-7, А2-10, А1-4, А1-5, А1-10, А1-11, А1-14,
А2-1, А2-2, А2-4, А2-6, А2-7, А2-8, А3-1, А3-4,А3-7.
В качестве источников для использования в селекции на декоративные качества рекомендуются образцы:
а. на плотность и высоту куста для создания живой изгороди –
А2-6, А2-9, А2-8, А2-14, А3-8;
б. на компактность куста и эффектное весеннее цветение –
А1-2, А1-6, А1-10, А1-13, А2-12, А3-1, А3-3;
в. на орнаментальность, ажурность листвы –
А2-3, А3-2;
г. на уникальную окраску ягод –
А2-8.
ПУБЛИКАЦИИ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ
* – публикации в печатных изданиях, рекомендуемых Перечнем ВАК РФ
1.
Сорокопудов В.Н., Пацукова Н.Г. Смородина альпийская (Ribes аlpinum L.) как перспективный интродуцент в условиях Белгородской области //Биологически активные соединения
природного происхождения: фитотерапия, фармацевтический маркетинг. фармацевтическая
технология, фармакология, ботаника: матер. междунар. научн.-практич. конф., Белгород, 30
июня – 3 июля 2008года /Под ред. проф. В.Н. Сорокопудова. – Политерра, 2008. С. 197 – 199.
2.
Бурменко Ю.В., Сорокопудов В.Н., Пацукова Н.Г., Резанова Т.А. Онтогенетические
особенности преювенильной фазы некоторых видов рода Ribes L. //Биологически активные соединения природного происхождения: фитотерапия, фармацевтический маркетинг, фармацевтическая технология, ботаника: матер. междунар. научн.-практич. конф., Белгород, 30 июля
2008года /Под ред. проф. В.Н. Сорокопудова. – Политерра, 2008. С.133-135.
3.
*Бурменко Ю.В., Сорокопудов В.Н., Колесников Д.А., Маслова Н.Н. Пацукова Н.Г,
Резанова Т.А. Дополнение к морфологии пыльцы сем. Grossulariaceae Dumort.// Вестник КрасГАУ Красноярск, № 1, 2009, С. 25 – 31.
4.
*Сорокопудов В.Н., Бурменко Ю.В., Резанова Т.А., Пацукова Н.Г, Маслова Н.Н.,
Языкова В.В., Шапошник Е.И. Эколого-биологические аспекты адаптации некоторых интродуцентов сем. Grossulariaceae Dumort. в Белогорье. // Проблемы региональной экологии.
Москва, № 1, 2009, С.111 – 116.
5.
Пацукова Н.Г. Выделение форм смородины альпийской в условиях Белгородской области // Материалы V международной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов.
Владикавказ, 2009. С.172 – 174.
6.
Пацукова Н.Г. Интродукция Ribes аlpinum L. в Ботанический сад Белгородского Госуниверситета Материалы V международной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. Владикавказ, , 2009. С. 174 - 177.
7.
Сорокопудов В.Н., Тохтарь Л.А., Бурменко Ю.В., Пацукова Н.Г., Языкова В.В., Коровянская Т.М. Дикорастущие виды красной смородины в культуре // Ботанические сады в 21 веке:
сохранение биоразнообразия, стратегия развития и инновационные решения: материалы междунар. науч.-практ. конф., Белгород, 18-21 мая 2009 г. – Белгород, 2009. – С. 384 - 387.
18
Подписано в печать 22.04.2010. Формат 60×84/16.
Гарнитура Times. Усл. п. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 668.
г. Белгород, пр. Б.-Хмельницкого, 137, корпус 1, офис 357
т. 35-88-99*401, 8 910 360 14 99
19