Статья: Изучение качественных признаков семян древесно-кустарниковых интродуцентов (г. Иркутск)

Изучение качественных признаков семян древесно-кустарниковых интродуцентов (г. Иркутск)

Е.Г. Худоногова

Иркутский государственный аграрный университет имени А. А. Ежевского, Иркутская область, Иркутский район, пос. Молодёжный, Россия

Аннотация

Актуальность и цели. Для озеленения г. Иркутска используют в основном декоративные растения местной флоры, реже - высокодекоративные интродуценты - Acer ginnala, Berberis amurensis, Populus alba и др. Интродукция считается успешной, если растения не теряют декоративных свойств, адаптируются к местным условиям, проходят все этапы онтогенеза, образуют плоды и семена. Цель исследований - определение качества семян древесно-кустарниковых интродуцентов в условиях г. Иркутска.

Материалы и методы. Объектом исследования являлись 40 древесно-кустарниковых интродуцентов, в том числе ряд представителей аборигенной флоры. Качество семян определяли по массе 1000 семян и их всхожести. Результаты. Древесно-кустарниковые интродуценты в зависимости от глубины состояния покоя семян были разделены нами на три группы. К первой группе отнесены растения у которых покой отсутствует или покой непродолжительный, семена этих видов не нуждаются в стратификации. Ко второй группе отнесены растения, семена которых находятся в состоянии довольно длительного промежуточного физиологического покоя и нуждаются в холодовой стратификации.

К третьей группе отнесены растения, семена которых могут не прорастать в течение нескольких лет, как правило, семена этих растений находятся в состоянии глубокого физиологического или морфофизиологического покоя, для их прорастания рекомендована многоэтапная стратификация.

Выводы. Масса 1000 семян колеблется от сотых долей грамма до двух и более сот. Семена Acer ginnala, Dasiphora fruticosa, Euonymus nanus, Thuja occidenta- lis, Ulmus laevis имеют водонепроницаемую плотную оболочку и после скарификации прорастают быстрее. Холодовая стратификация рекомендована для семян Berberis sp., Lonicera tatarica, Malus pallasiana, PhеПodendron amurense, Physocarpus opuli- folius, Prunus virginiana, Swida alba, Tilia cordata, Viburnum burejaeticum, V. lantana. Для семян Acer negundo, Cotoneaster lucidus, Euonymus sp., Sorbus sibirica с многолетним периодом покоя - многоэтапная стратификация.

Ключевые слова: семена, масса, всхожесть, скарификация, стратификация

Abstract

A study of properties of woody-shrub introducents (Irkutsk)

E.G. Khudonogova

Irkutsk State Agrarian University named after A.A. Ezhevsky,

Molodezhny settlement, Irkutsk district, Irkutsk region, Russia

Background. For Irkutsk landscaping, mainly ornamental plants of the local flora are used, less often highly decorative introduced species - Acer ginnala, Berberis amuren- sis, Populus alba and etc. The introduction is considered successful if the plants do not lose their decorative properties, adapt to local conditions, go through all stages of ontogenesis, and form fruits and seeds. The purpose of the research is to determine the quality of seeds of woody-shrub introducents in the conditions of Irkutsk. Materials and methods. The object of the study was 40 woody-shrub introduced species, including a number of representatives of the aboriginal flora.

The quality of the seeds was determined by the weight of 1000 seeds and their germination. Results. Wood-shrub introduced species, depending on the depth of the seed dormancy, were divided into three groups. The first group includes plants in which there is no dormancy or short dormancy, the seeds of these species do not need stratification. The second group includes plants whose seeds are in a state of rather long intermediate physiological dormancy and require cold stratification. The third group includes plants whose seeds may not germinate for several years, as a rule, the seeds of these plants are in a state of deep physiological or morphophysiological dormancy. Multistage stratification is recommended for their germination.

Conclusions. The mass of 1000 seeds ranges from hundredths of a gram to two or more hundredths. Seeds of Acer ginnala, Dasiphora fruticosa, Euonymus nanus, Thuja occidentalis, Ulmus laevis have a waterproof, dense shell and germinate faster after scarification. Cold stratification is recommended for seeds of Berberis sp., Lonicera tatarica, Malus pallasiana, Phellodendron amurense, Physocarpus opulifolius, Prunus virginiana, Swida alba, Tilia cordata, Viburnum burejaeticum, V. lantana. For seeds of Acer negundo, Cotoneaster lucidus, Euonymus sp., Sorbus sibirica with a long-term rest period, multi-stage stratification is recommended.

Keywords: seeds, mass, germination, scarification, stratification

Введение

Важную роль в формировании благоприятной экологической среды урбанизированных территорий играют зеленые насаждения. В г. Иркутске приходится около 6 м² зеленых насаждений на человека, при норме в 11,2 м². Недостаток зеленых насаждений можно восполнить за счет культивирования в городскую среду древесно-кустарниковых интродуцентов.

Для озеленения г. Иркутска используют в основном декоративные растения местной флоры (Betula pendula Roth, Larix sibirica Ledeb., Picea obovata Ledeb., Pinus sibirica Du Tour, Crataegus sanguinea Pall., Dasiphora fruticosa (L.) Rydb., Malus pallasiana (L.) Borkh., Rosa acicularis Lindl., Sorbus sibirica Hedl., Spiraea salicifolia L., Viburnum opulus L. и др.), реже - высокодекоративные интродуценты (Acer ginnala Maxim., Berberis amurensis Rupr., Syringa josikaea Jacq. fil. Ex Rchb., Populus alba L. и др.) [1-12]. Интродукция считается успешной, если растения не теряют декоративных свойств, адаптируются к местным условиям, проходят все этапы онтогенеза, образуют плоды и семена [13-14].

Для растений Иркутской области с резко континентальным климатом (январь - минус 20-50°; июль - +18-37°), коротким вегетационным периодом (около 148 дней) [15], важны такие признаки, как зимостойкость и морозоустойчивость, качественные признаки семян, ритм сезонного развития, способность растений к плодоношению.

Цель исследований - определение качества семян древесно-кустарниковых интродуцентов в условиях г. Иркутска.

Объекты и методы исследования

Объектом исследования являлись 40 древесно-кустарниковых интродуцентов, в том числе ряд представителей аборигенной флоры. Сбор плодов и семян проводили с августа по сентябрь на территории Ботанического сада Иркутского ГАУ г. Иркутска [16]. Качество семян определяли по массе 1000 семян и их всхожести [17-20]. Семена проращивали в лабораторных условиях в чашках Петри. Для стимуляции роста семена обрабатывали раствором фундазола, инсектобактерина, гетероауксина, а также проводили скарификацию семян, перетирая их с песком или используя наждачную бумагу. Стратификацию семян проводили в 2-4 этапа, на этапе тепловой стратификации семена выдерживали при температуре + 15-20°, на этапе холодовой стратификации - при температуре + 5-10°. Исследования проводили в 4-кратной повторности (по 100 семян каждого вида). Статистическая обработка экспериментальных данных выполнена по методике Ю. А. Доспехова [21].

Результаты и обсуждение

Всхожесть посевного материала определяется количеством семян, прорастающих при определенных условиях за заданный промежуток времени. Отделом дендрологии Главного ботанического сада г. Москвы опубликованы материалы по семенному размножению древесных растений, в нем отражены основные признаки, характеризующие качество семян. Сотрудниками Ботанического института имени В. Л. Комарова опубликован справочник о прорастании покоящихся семян, в него включены сведения о приемах, способствующих прорастанию семян у 3000 видов интродуцентов [22]. Сведения о всхожести семян древесно-кустарниковых растений в условиях Иркутской области крайне разрозненны, подобный справочник отсутствует.

Всхожесть семян - это интегральный показатель, отражающий качество семян. По массе 1000 семян интродуценты существенно различаются. К мелкосеменным растениям, масса которых в условиях г. Иркутска составляет сотые доли грамма, относятся Betula pendula (0,24 г), Dasiphora fruticosa (L.) Rydb. (0,26 г), Physocarpus opulifolius (L.) Maxim. (0,75 г), род Spiraea L. (0,06-0,09 г). Крупные семена свойствены Pinus sibirica (226,10 г), Viburnum burejaeticum Regel et Herd. (95,35 г), Prunus virginiana L. (68,82 г), Viburnum opulus (45,82 г) и др.

Исследуемые виды растений в зависимости от глубины покоя семян были разделены нами на три группы. К первой группе отнесены растения, у которых покой отсутствует или он очень непродолжительный (табл. 1). Для семян растений этой группы характерен морфологический покой, длительностью от нескольких суток до нескольких месяцев, прорастание семян начинается только после окончательного формирования зародыша. К этой же группе также были отнесены некоторые растения, для семян которых характерен неглубокий физиологических покой (от нескольких суток до 5-12 мес. и более). Например, семена Betula pendula, характеризующиеся неглубоким покоем, при определенных температурных условиях становятся светочувствительными и для нарушения неглубокого покоя необходимо учитывать эту особенность [19].

Таблица 1. Древесно-кустарниковые интродуценты, у которых покой семян отсутствует или непродолжительный

Примечание. + семена, требующие скарификации; - семена, не требующие скарификации.

Все интродуценты первой группы не требуют стратификации или же нарушение неглубокого покоя происходит под влиянием кратковременного охлаждения (в течение нескольких часов, суток или недель). Семена некоторых из них, например Acer ginnala, Dasiphora fruticosa, Euonymus nanus M. Bieb., Thuja occidentalis L., Ulmus laevis L., имеют водонепроницаемую плотную оболочку и после скарификации прорастают быстрее.

Всхожесть семян растений этой группы различна - от 23,51 % (у Ulmus laevis) до 98,25 % (Spirae amargaritae Zab.) (см. табл. 1). Полным отсутствием покоя отличаются семена Populus alba. С момента созревания семян у Populus alba (когда створки коробочек раскрываются) и до полной потери всхожести проходит всего 10-12 дней. Свежесобранные семена Populus alba прорастают через 2-4 дня. Всхожесть семян Populus alba составляет 85,50 %.

Ко второй группе отнесены растения, семена которых находятся в состоянии длительного промежуточного физиологического покоя (табл. 2). Для семян растений этой группы необходима холодовая стратификация. Период органического покоя семян растений этой группы различен - от 25 до 160 дней. Как правило, это растения с хорошо сформированным зародышем, препятствием к его формированию иногда служит физиологический покой зародыша и ингибирующее действие его покровов. В результате холодовой стратификации быстрее порастают семена Physocarpus opulifolius (25 дней), Phellodendron amurense Rupr. (25-30 дней), Viburnum lantana L. (30 дней), более длительный период покоя выявлен у Berberis amurensis (125 дней) и Tilia cordata Mill. (160 дней). Результаты сочетания тепловой и холодовой стратификации показали, что длительность прорастания семян Malus pallasiana и Prunus virginiana L. составляет 30-60 дней. Без стратификации не проросли семена Berberis vulgaris L., Caragana arborescens Lam., Lonicera tatarica L., Malus pallasiana, Physocarpus opulifolius Diabolo, Tilia cordata, Viburnum lantana, Viburnum burejaeticum Regel et Herd.

Всхожесть семян растений второй группы различная - от 0-72,51 % у нестратифицированных до 30,04-87,51 % у стратифицированных семян (табл. 2). В результате применения холодовой стратификации значительно возрастает всхожесть семян у Berberis amurensis (с 2,06 до 73,43 %), Phello- dendron amurense (с 2,02 до 86,23 %), Prunus virginiana (с 2,12 до 54,14 %).

Согласно литературным данным, семена Physocarpus opulifolius рекомендуется стратифицировать при температуре чуть ниже +10° в течение 2 мес. [19]. Наши исследования показали, что при стратификации семян Physocarpus opulifolius в течение 25 дней всхожесть семян составляет 69,4374,05 %, они могут прорастать и при комнатной температуре, но в этом случае процесс появления проростков очень растянут.

К третьей группе отнесены растения, семена которых могут не прорастать длительное время - 1-4 года. Как правило, их семена находятся в состоянии глубокого физиологического или морфофизиологического покоя. Интродуценты третьей группы наиболее сложны для изучения, так как их семена могут относиться к разным вариантам очень глубокого покоя, когда сочетается физиологическая незрелость разных структур зародыша с неполной морфологической зрелостью и с экзогенным покоем [19].

Для семян растений третьей группы была изучена многоэтапная стратификация (табл. 3). Результаты исследований показали, что в ряде случаев приемы четырехэтапной стратификации оказались не эффективны. Например, сочетание скарификации и стратификации не повлияло на прорастание семян Crataegus sanguinea, Pinus sibirica, Viburnum opulus, их семена не проросли. Зародыши семян Viburnum opulus находились в стадии торпедо, при этом все элементы будущего зародыша были в морфологически не вызревшем состоянии, на первом этапе тепловой стратификации корень растения увеличился до 1 мм, на первом этапе холодовой стратификации видимых изменений не произошло, вторая тепловая стратификация привела к росту гипокотиля до 2 мм, корень также увеличился и оказался рядом с микропиле, но за пределы семени он так и не вышел. Для выяснения причин, препятствующих прорастанию семени, необходимо дальнейшее детальное изучение эмбриогенеза исследуемого вида.

Таблиця 2. Древесно-кустарниковые интродуценты с промежуточным физиологическим покоем семян, требующие для прорастания холодовую стратификацию