Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разным специальностям
На правах рукописи
крапивко Екатерина Николаевна
морфобиологические особенности видов и сортов SPIRAEA L. при интродукции в условиях лесостепи алтайского края
03. 02. 01 - ботаника
автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Барнаул - 2012
Работа выполнена в Государственном научном учреждении Научно-исследовательском институте садоводства Сибири имени М.А. Лисавенко Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ НИИСС Россельхозакадемии)
Научный руководитель: | доктор биологических наук, профессор |
Шмаков Александр Иванович | |
Официальные оппоненты: | Седельникова Людмила Леонидовна, д-р. биол. наук, старший научный сотрудник УРАН Центральный сибирский ботанический сад СО РАН |
Косачев Петр Алексеевич, канд. биол. наук, доцент кафедры ботаники ФГБОУ ВПО Алтайский государственный университет | |
Ведущая организация: | ГОУ ВПО Томский государственный университет |
Защита состоится л11 мая 2012 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.005.10 по защите докторских и кандидатских диссертаций при ФГБОУ ВПО Алтайский государственный университет по адресу: 656049, г. Барнаул, пр. Ленина, 61; тел.: (3852) 36-81-55; факс: (3852) 67-09-28, (3852) 36-30-77.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО Алтайский государственный университет.
Автореферат разослан л10 апреля 2012 г.
Ученый секретарь | Н.В. Елесова |
общая характеристика работы
Актуальность темы. Род Spiraea L. (таволга, спирея) относится к семейству Rosaceae Juss., подсемейству Spiroideae Agardh., который состоит из 80-100 видов (Редер, 1949; Чаховский, Орленок, 1985). На территории России в естественных условиях произрастает 22 вида, на территории Азиатской России - 18 (Деревья и кустарники СССР, 1954; Коропачинский, Встовская, 2002). Род делится на 3 (Редер, 1949; Колесников, 1974) - 4 секции (Чаховский, Орленок, 1985). Виды рода Spiraea распространенны преимущественно в лесостепной, степной и полупустынной зонах и в субальпийском поясе гор северного полушария (Цветковые растения, 1981).
В мире Spiraea ценятся за неприхотливость, декоративные (длительное цветение, разнообразие морфологических признаков) (Bruns Pflanzen, 2006; Александрова, 2009; Fan, Wang, 2011), лекарственные, медоносные, кормовые и другие полезные свойства (Растительные ресурсыЕ, 1987; Kim et al., 1999; Дикорастущие полезныеЕ, 2001; Morita et al., 2005; Yoshida et al., 2008; Коропачинский, 2010; Кочергина, Пожидаева, 2010). Хорошо переносят обрезку и пересадку, быстро растут (Галактионов, 1963).
В ботанических садах России (Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск, Томск, Иркутск, Абакан и др.) поддерживаются коллекции от 18 до 69 видов и сортов Spiraea (Макридин, 2005; Кузеванов, Сизых, 2005; Лиховид, 2007; Встовская, Коропачинский, 2008). В настоящее время отдают предпочтение интродукции сортов с махровыми цветками, окрашеннолистные и с ремонтантным цветением, компактные и низкорослые (Древесные растения, 1982; Растения открытого грунтаЕ, 2002; Немова, 2005; Макридин и др., 2005; Карпун, 2008).
В условиях лесостепи Алтайского края в ГНУ НИИСС им. М.А. Лисавенко Россельхозакадемии (НИИСС) З.И. Лучник в озеленительный ассортимент включены: S.hypericifolia L., S. crenata L., S. chamaedryfolia L., S. salicifolia L., S. trilobata L., S. latifolia (Ait.) Borckh., S. japonica Sieb., S. betulifolia Pall., S. bumalda Burv., S. media Fr. Schmidt, S. japonica 'Alpina', S. japonica 'Plena', S. cinerea 'Grefscheim'. В настоящее время в НИИСС на первичном изучении находятся 14 видов и сортов из секций Calospira, Chamaedryon, отличающиеся по морфологическим признакам от ранее рекомендованных. Актуально изучение их зимостойкости и выделение наиболее перспективных для озеленительного ассортимента Алтайского края.
Цель работы - изучить морфобиологические и репродуктивные особенности видов и сортов Spiraea при интродукции в лесостепи Алтайского края, рекомендовать наиболее декоративные в зональный ассортимент.
Задачи: 1. Оценить степень зимних повреждений видов и сортов Spiraea.
- Выявить ритмы роста и развития.
- Установить изменчивость морфологических признаков.
- Изучить некоторые особенности репродуктивной биологии при интродукции: качество семян, зеленое черенкование.
- Оценить перспективность интродукции и декоративность видов и сортов Spiraea в условиях лесостепи Алтайского края и дать рекомендации по выращиванию.
Защищаемые положения: 1. Адаптационный потенциал видов и сортов Spiraea достаточно высок и даже после зимних повреждений в условиях короткого вегетационного периода Алтайского края они способны сохранять свойственные им ритмы роста и развития.
2. Успешность интродукции видов и сортов Spiraea выражается в высокой побегообразовательной способности 14 культиваров и способности формировать качественные семена у S. fritschiana Schneid. и 7 сортов S. japonica.
3. Рекомендуемый ассортимент Spiraea для условий лесостепи Алтайского края обеспечивает продолжительный декоративный эффект.
Научная новизна. Впервые в условиях лесостепи Алтайского края для 14 видов и сортов Spiraea установлены особенности зимних повреждений, ритмов роста и развития, продолжительность декоративного периода, изменения параметров морфологических признаков в связи с генотипом, возрастом и погодными условиями года. Установлены способность образовывать семена высокого качества у S. fritschiana и 7 сортов S. japonica, и вегетативная продуктивность 8 сортов S. japonica, S. nipponica 'HalwardТs Silver', и S. fritschiana. Для 5 видов S. japonica, S. fritschiana, S. nipponica 'HalwardТs Silver' и S.bumalda 'Crispa' установлены параметры растений в однолетнем и двулетнем возрасте после черенкования. Проведена оценка перспективности интродукции и декоративности изучаемых видов и сортов.
Практическое значение. В ассортимент рекомендованы: 2 сорта S. japonica - карликовые с зеленой и зелено-желтой окраской листвы в летний период, 7 сортов S. japonica, S. nipponica 'HalwardТs Silver' и S.bumalda 'Crispa' - среднерослые с различным оттенками зеленого, желтого и малинового цвета листвы, меняющиеся 2-3 раза за сезон и S.margaritae Zbl., S. fritshiana, S. japonica 'Macrophylla' - высокорослые с яркой окраской осенью; 2 таксона Цпродолжительно цветущие (50Ц100 дней и более). Выявлена возможность селекции S. fritschiana и 7 сортов S. japonica, образовавших семена. Установлена схема посадки маточников и их вегетативная продуктивность, окореняемость черенков и габитусы 1-2-летних саженцев.
ичный вклад соискателя. Результаты исследований, представленные в диссертации, получены соискателем лично в НИИСС. В 2011 г. автор удостоен диплома за лучшую законченную научную разработку на конкурсе законченных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ ученых Сибирского регионального отделения Россельхозакадемии.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований были представлены на конференциях: Аграрная наука - сельскому хозяйству (Барнаул, 2010); Декоративное садоводство Сибири: проблемы и перспективы (Барнаул, 2010); Коняевские чтения, посвященная памяти д. с.-х. наук, профессора Н.Ф. Коняева и 70-летию агрономического факультета (Екатеринбург, 2010); Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии (Барнаул, 2011); Проблемы сохранения растительного мира Северной Азии и его генофонда (Новосибирск, 2011); Генетические ресурсы культурных растений и их диких сородичей в селекции на экологическую устойчивость (Москва, 2011).
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 6 научных статей, в том числе 2 статьи в рецензируемых изданиях.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 155 страницах, содержит 26 таблиц, 59 рисунков, 4 приложения. Работа состоит из введения, 6 глав, выводов и практических рекомендаций. Библиографический список включает 280 наименований, в том числе 55 на иностранных языках.
Глава 1. ОБЩИЕ МОРФОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
РОДА SPIRAEA L.
Первая глава посвящена литературному обзору и состоит из 8 разделов, в которых приведены данные по систематике, географии и экологии рода (Тахтаджян, 1987; Цвелёв, 2000; Флора Центральной Сибири, 1979; Коропачинский, 2002). Представлена характеристика рода (Качалов, 1970; Галактионов, 1963; Чаховский, Орленок, 1985; Коновалова, 2004) и его классификация (Y, Kuan, 1963; Славкина, 1972). История интродукции за рубежом, в России и в Сибири (Лучник, 1970; Встовская, Коропачинский, 2005; Макрдин и др., 2005; Баранова, 2010). Биологические особенности видов рода Spiraea (Лучник, 1988; Мартынов, 1982, 2010; Смирнов, 2003; Bruns Pflanzen, 2006; Денисов и др., 2011; Fan, Wang, 2011). Устойчивость к вредителям и болезням (Томошевич, Воробьева, 2010). Особенности репродуктивной биологии (Бондорина, Сапелин, 2004; Левицкая, Самошкин, 2007, 2009; Окунева, 2009; Цепляев, 2010). Народнохозяйственное значение (Yoshida et al., 2008; Кривошеев и др., 2009, 2011; Карпова и др., 2011 и др.).
Глава 2. Условия, объекты и методика исследований
Климат лесостепной зоны Алтайского края характеризуется частыми ветрами, неравномерным выпадением осадков, низкой температурой воздуха зимой. Колебания среднесуточной температуры весной, осенью составляют 10-11С. Вегетационный период длится 163, безморозный 120 дней. За год выпадает 400-500 мм осадков, за вегетационный период - 250-350 мм. Положительными факторами климата являются: сравнительно большая сумма летнего тепла и солнечного сияния, ранний и мощный снежный покров (35-45 см), достаточная влагообеспеченность в июле-августе (115-120 мм).
Объекты исследований 2007-2011 гг.: из секции Calospira - 10 сортов S. japonica ('Gold Flame', 'Gold Mound', 'Shirobana', 'Albiflora', 'Magic Carpet', 'Golden Princess', 'County Red', 'Dvaror', 'Ruberrima', 'Macrophylla'), S. fritschiana, S.bumalda 'Crispa', S.margaritae; Chamaedryon - S. nipponica 'Halward's Silver'.
В работе были использованы методики: фенологические наблюдения и описание зимних повреждений (в период интенсивного роста побегов) (Лучник, 1964; Соловьева, 1967), качество семян (ГОСТ 13056.6-97 Семена деревьев и кустарников: метод определения всхожести), вегетативное размножение древесных растений (Хромова, 1985), число растений, необходимых для морфологических анализов (Еременко, 1975), декоративность по Г.Е. Мисник (1976), Н.А Коляда (2011). Последняя изменена применительно к роду Spiraea. Вместо баллов за размер цветка, размер листовой пластинки и форму листьев добавлены баллы за весеннюю и летнюю окраску листвы. Перспективность интродукции по П.И. Лапину (1973). Характеристика погодных условий по данным метеопоста НИИСС. Статистическая обработка экспериментальных данных проведена по Г.Н. Зайцеву (1974), в программе MS Excel 2003-2007.
Глава 3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
ВИДОВ И СОРТОВ SPIRAEA L.
3.1 Зимние повреждения побегов
Самой теплой была зима 2006/2007 г.; сумма отрицательных температур на 490,6С меньше нормы. Был зарегистрирован один морозный день с температурой -26,5С. Самой холодной была зима 2009/2010 г.; сумма отрицательных температур составила -2353,2С, что на 630,2С холоднее среднемноголетней. Зарегистрировано 49 морозных дней. Абсолютный минимум зимы составил -39,5С в I декаде января при высоте снежного покрова 71,9 см.
Все виды и сорта Spiraea L. независимо от суровости зимы во все годы наблюдений имели различные повреждения от 2 до 6 баллов (табл. 1). Семь видов и сортов в самую холодную зиму имели повреждения однолетних и многолетних ветвей, шесть - обмерзли до уровня почвы, но в течении вегетационного периода восстановились и цвели, S.margaritae - ежегодно обмерзала до уровня почвы, но также восстанавливалась и цвела ежегодно.
Наиболее зимостойкими (обмерзали концы однолетних побегов, 2 балла) оказались сорта S. japonica: 'Dvaror' и 'Golden Princess', S. fritshiana, S. nipponica 'HalwardТs Silver'; среднезимостойкими (обмерзают однолетние и многолетние ветви, 4 балла) - сорта S. japonica: 'Albiflora', 'County Red', 'Gold Flame', 'Gold Mound', 'Magic Carpet', 'Shirobana'; незимостойкими (обмерзают до уровня
Таблица 1
Подмерзание видов и сортов Spiraea L., 2006 Ц 2011 гг.
Вид, сорт | 2006/2007 г. | 2007/2008 г. | 2008/2009 г. | 2009/2010 г. | 2010/2011 г. |
Сорта S. japonica | |||||
'Albiflora' | 2 | 2 | 3 | 6 | 1 |
'County Red' | 3 | 2 | 2 | 6 | 6 |
'Dvaror' | 2 | 2 | 0 | 2 | 1 |
'Gold Flame' | 2 | 2 | 2 | 2 | 3 |
'Gold Mound' | 2 | 2 | 3 | 2 | 3 |
'Golden Princess' | 0 | 2 | 3 | 2 | 2 |
'Macrophylla' | нн | нн | 2 | 6 | 6 |
'Magic Carpet' | 2 | 2 | 2 | 4 | 3 |
'Ruberrima' | 6 | 6 | 3 | 6 | 3 |
'Shirobana' | 2 | 2 | 3 | 6 | 3 |
Виды и сорта | |||||
S.bumalda 'Crispa' | нн | нн | 2 | 6 | 6 |
S. fritshiana | нн | нн | 2 | 2 | 1 |
S.margaritae | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
S. nipponica 'HalwardТs Silver' | 0 | 2 | 3 | 2 | 2 |
нн - наблюдения не проводились
почвы, 6 баллов) - сорта S. japonica: 'Macrophylla' и 'Ruberrima', S.bumalda 'Crispa', S.margaritae.
3.2 Ритмы сезонного развития
Все вегетационные периоды были недостаточно благоприятными для растений ввиду их недостаточной увлажненности. Но это компенсировалось поливами.
Начало вегетации (рис. 1) у видов и сортов Spiraea отмечалось с 21.044 (S. japonica 'Golden Princess') по 27.0519 (S.margaritae) при сумме эффективных температур 43,6Ц310,5С и сумме положительных температур - 113,5Ц544,5С. Самое раннее начало вегетации (16.04) наблюдалось в 2009 г. у сортов S. japonica: 'County Red', 'Dvaror', 'Golden Princess' и в 2011 г. у S. fritschiana. Самое позднее распускание вегетативных почек (7.06) было у S. margaritae в 2010 г. Практически у всех видов и сортов (за исключением сортов S. japonica: 'Gold Mound', 'Ruberrima') самое позднее распускание вегетативных почек было в 2010 г., что связано с суровой зимой 2009/2010 г. Начало вегетации зависит не только от перезимовки и состояния куста после зимы, но и от индивидуальной потребности таксона в тепле.
Зацветание видов и сортов Spiraea проходило с 6.065 (S. nipponica 'HalwardТs Silver') по 26.078 (S.margaritae). Самое раннее начало цветения (2.06) наблюдалось у S. nipponica 'HalwardТs Silver' в 2008 и 2011 гг. Самое позднее (3.08) наблюдалось в 2010 г. у S. japonica 'Macrophylla' и S.margaritae.
Конец цветения наблюдался с 21.063 (S. nipponica 'HalwardТs Silver') по 28.0813 (S.margaritae). Самая ранняя дата окончания цветения (16.06) была в 2008 г. у S. nipponica 'HalwardТs Silver', а самая поздняя (15.09) - у S. japonica 'Golden Princess' в 2011 г.
Продолжительность цветения сортов S. japonica в среднем составляла 23,32,3 - 57,316 дней, S. fritschiana цвела 33,39,4 дня, S.margaritae - 32,33,3 дня, S.bumalda 'Crispa' - более 100 дней, часто до выпадения снега.
Начало окрашивания листьев наблюдалось с 10.094 (S. japonica 'Ruberrima') по 29.092 (S.bumalda 'Crispa'). Самое раннее окрашивание (8.09) наблюдалось в 2011 г. у S. japonica 'Ruberrima', S. fritschiana и S. nipponica 'HalwardТs Silver'. Самое позднее - 13.10 - в 2008 г. у S. japonica 'County Red'. Массовое окрашивание листьев проходило в период с 29.098 (S. japonica 'Ruberrima') по 13.1013 (S. japonica 'County Red') и 13.105 (S.margaritae). Раньше всех (19.09) полностью окрашивались растения S. japonica 'Ruberrima' в 2011 г. Позднее всего (19.10) массовое окрашивание листьев проходило в 2011 г. у S. japonica 'County Red', S.bumalda 'Crispa', S.margaritae.
Рис. 1. Среднемноголетняя динамика сезонного развития видов сортов Spiraea, 2007Ц2011 гг.
Ранее изученные алтайские виды Spiraea отличаются ранним цветением - середина маяЦначало июня, лишь S. crenata и S. trilobata цветут до декады июня. Цветки всех видов имеют белую окраску, листья - зеленую, а осенью - желтую. Декоративная фаза цветения длится 6-11 дней.
Глава 4. Морфологические особенности
видов и сортов Spiraea L.
4.1 Параметры куста, соцветий и цветка 7-10-летних растений. Внутривидовая изменчивость высоты куста взрослых растений у сортов S. japonica была от 0,250,07 до 1,200,10 м. Высота S. nipponica 'HalwardТs Silver' достигала 0,490,08 м, S. fritschiana - 1,120,09 м., S.margaritae Ц 0,920,09 м. S.bumalda 'Crispa', при незначительных зимних повреждениях имела высоту 60 см, а после обмерзания до уровня почвы Ц 46 см.
Наименьший диаметр куста (до 50 см) имели три сорта S. japonica: 'Shirobana', 'Dvaror' и 'Gold Mound' (табл. 2). Диаметр кроны от 60 до 80 см имели пять сортов S. japonica: 'County Red', 'Ruberrima', 'Magic Carpet', 'Albiflora' и 'Golden Princess', а также S.bumalda 'Crispa', S.margaritae и S. nipponica 'HalwardТs Silver'. Наибольший диаметр куста имели S. japonica 'Gold Flame' и S. fritschiana - 110 см, и S. japonica 'Macrophylla' - 170 см.
Таблица 2
Параметры 7Ц10-летних кустов Spiraea, 2011 г.
Вид, сорт | Высота, см | Диаметр, см |
Карликовые (до 40 см) | ||
S. japonica 'Dvaror' | 32 | 50 |
S. japonica 'Gold Mound' | 33 | 50 |
Среднерослые (40-80 см) | ||
S. japonica 'Magic Carpet' | 49 | 60 |
S. japonica 'Gold Flame' | 54 | 90 |
S. japonica 'Shirobana' | 54 | 40 |
S. nipponica 'HalwardТs Silver' | 57 | 80 |
S. japonica 'Albiflora' | 57 | 70 |
S. japonica 'Golden Princess' | 59 | 80 |
S.bumalda 'Crispa' | 60 | 70 |
S. japonica 'Ruberrima' | 71 | 60 |
S. japonica 'County Red' | 74 | 60 |
Высокорослые (более 80 см) | ||
S.margaritae | 101 | 70 |
S. fritschiana | 121 | 110 |
S. japonica 'Macrophylla' | 130 | 170 |
Диаметр цветков (табл. 3) сортов S. japonica колебался от 0,470,1 ('Dvaror') до 0,830,1 см ('Shirobana'). Окраска цветков, как и у дикого вида, колебалась от белой до темно-бордовой. Цветки S.margaritae были розовой окраски и имели меньший диаметр, чем в естественных местах обитания - 0,530,1 см. У S.bumalda 'Crispa' цветки темно-розовые и 0,700,1 см в диаметре, у S. fritschiana - белые с розовым диском, 0,850,1 см, у S. nipponica 'HalwardТs Silver' Ц желтовато-белые, 0,9 см.
Таблица 3
Морфологические признаки видов и сортов Spiraea, 2009-2011 гг.
Вид, сорт | Диаметр, см | Размер листьев, см | Форма листьев | ||
соцветия | цветка | длина | ширина | ||
Сорта S. japonica | |||||
'Gold Flame' | 4,50,73,50,3 | 0,670,1 | 5,60,6 | 2,10,1 | анцетная |
'County Red' | 8,91,15,51,3 | 0,770,1 | 5,80,2 | 1,90,1 | край зазубренный |
'Albiflora' | 5,30,63,60,4 | 0,70 | 6,50,1 | 2,90,3 | -л пильчатый |
'Dvaror' | 3,30,22,30,2 | 0,470,1 | 1,80,5 | 0,80,2 | -л-л |
'Gold Mound' | 4,81,43,10,5 | 0,630,1 | 4,20,5 | 2,00,2 | -л-л |
'Golden Princess' | 5,81,46,12,0 | 0,530,1 | 5,31,0 | 2,00,4 | -л-л |
'Macrophylla' | 6,31,23,90,9 | 0,70 | 10,40,5 | 5,60,4 | -л-л |
'Magic Carpet' | 3,50,52,90,2 | 0,570,1 | 4,00,2 | 2,20,3 | -л-л |
'Ruberrima' | 4,70,22,80,2 | 0,500,1 | 6,30,2 | 2,50,2 | -л-л |
'Shirobana' | 6,00,53,90,2 | 0,830,1 | 5,40,5 | 1,80,2 | -л-л |
Виды и сорта | |||||
S.bumalda 'Crispa' | 5,31,14,90,5 | 0,700,1 | 6,80,5 | 2,70,2 | -л-л |
S.margaritae | 4,30,93,20,6 | 0,530,1 | 8,00,5 | 3,00,4 | -л-л |
S. fritschiana | 9,10,98,41,4 | 0,850,1 | 7,60,4 | 3,90,3 | заостренно-эллиптическая |
S. nipponica 'Halward's Silver' | 2,00,61,850,8 | 0,90 | 1,60,3 | 0,80,1 | продолговатая, на конце 3 зубчика |
Среднее : | 5,30,53,90,5 | 0,670,1 | 5,70,6 | 2,40,3 | |
Размер соцветия сортов S. japonica колебался от 3,30,22,30,2 ('Dvaror') до 8,91,15,51,3 см ('County Red'). У S. nipponica 'HalwardТs Silver' размер соцветия составлял 2,00,61,850,8 см, S.margaritae - 4,30,93,20,6 см, S.bumalda 'Crispa' - 5,31,14,90,5 см, S. fritschiana - 9,10,98,41,4 см.
4.2 Размеры и окраска листовой пластинки. Длина листьев (см. табл. 3) сортов S. japonica изменялась от 1,80,5 до 10,40,5 см, а ширина - от 0,80,2 до 5,60,4 см. Самые маленькие листья у сорта 'Dvaror', самые крупные - у сорта 'Macrophylla'. У восьми сортов форма листа ланцетная с пильчатым краем, одного - с зазубренным, одного - с цельным. У S. nipponica 'HalwardТs Silver' она продолговатая с 3 зубчиками на конце, длиной 1,60,3 и шириной 0,80,1 см. Листья S.bumalda 'Crispa' ланцетные с пильчатым краем, слегка скрученные, 6,80,5 см длиной и 2,70,2 см шириной. Листья S. fritschiana - заостренно-эллиптические, 7,60,4 см длиной и 3,90,32 см шириной. Листья S.margaritae ланцетные с пильчатым краем, 8,00,5 см длиной и 3,00,4 см шириной.
Таблица 4
Декоративные особенности видов и сортов Spiraea, 2009-2011 гг.
Вид, сорт | Окраска листьев | Окраска соцветий | |||
весной | етом | осенью | бутонов | цветков | |
S. japonica 'Gold Flame' | медно-оранжевая | зелено-желтая | темно-розовая | малино-вая | темно-розовая |
S. japonica 'County Red' | красная | темно-зеленая | темно-розовая | красная | темно-розовая |
S. japonica 'Albiflora' | светло-зеленая | зеленая | желтая | белая | белая |
S. japonica 'Dvaror' | зеленая | темно-зеленая | фиолето-вая | розовая | светло-розовая, диск темный |
S. japonica 'Gold Mound' | желтая | зелено-желтая | малино-вая | малино-вая | темно-розовая |
S. japonica 'Golden Princess' | зелено-желтая | зелено-желтая | розовая | розовая | розовая |
S. japonica 'Macrophylla' | малиновая | зеленая | темно-малино-вая | розовая | светло-розовая |
S. japonica 'Magic Carpet' | темно-малиновая | светло-зеленая | розовая | малино-вая | темно-розовая |
S. japonica 'Ruberrima' | темно-бордовая | темно-зеленая | темно-бордовая | темно-бордовая | темно-малиновая, диск бордовый |
S. japonica 'Shirobana' | зеленая | зеленая | оранже-вая | бордовая, белая | темно-розовая, белая |
S.bumalda 'Crispa' | темно-бордовая | зеленая, зубчики красные | темно-бордовая | розово-лиловая | темно-розовая |
S.margaritae | малиновая | зеленая, край малиновый | красная | темно-бордовая | розовая |
S. fritschiana | зеленовато-коричневая | темно-зеленая | темно-бордовая и желтая | розовая | белая, диск розовый |
S. nipponica 'HalwardТs Silver' | салатно-зеленая | темно-зеленая | фиолето-вая | белая | белая |
Окраска листьев (табл. 4) у 2 таксонов весной и летом зеленая, осенью фиолетовая; у 2 - зеленая, желто-оранжевая; у 2 - желто-зеленая, малиново-розовая; у 4 - красно-малиновая весной, зеленая летом и малиново-бордовая осенью; у 2 - малиново-бордовая весной и осенью, зеленая с красным краем летом; у 1 - весной медно-оранжевая, летом зелено-желтая и осенью темно-розовая; у 1 - весной зелено-коричневая, летом темно-зеленая и осенью темно-бордовая с желтыми прожилками.
Глава 5. Особенности репродуктивной биологии
5.1 Качество семян видов и сортов Spiraea в связи с происхождением и условиями формирования. В условиях лесостепи Алтайского края нерегулярное завязывание и созревание семян отмечено у 7 сортов S. japonica, S.margaritae, S. fritschiana (табл. 5). Семена не завязываются в жаркое засушливое лето, или завязавшиеся семена не успевают вызревать в холодную осень. Семена S. japonica сохраняют высокую всхожесть в течение
Таблица 5
Качество семян Spiraea в зависимости от длительности хранения
Вид, сорт | Энергия прорастания, % | Всхожесть, % | Масса 1000 семян, г | ||
2010 г. | 2011 г. | 2010 г. | 2011 г. | ||
Семена 2010 г. | |||||
S. japonica 'Albiflora' | 10,8 | 92,5 | 40,0 | 94,3 | 0,09 |
S. japonica 'Dvaror' | 8,0 | - | 78,5 | - | - |
S. japonica 'Gold Flame' | 3,8 | 82,3 | 61,8 | 87,3 | 0,03 |
S. japonica 'Gold Mound' | 29,5 | 86,5 | 90,3 | 92,8 | 0,1 |
S. japonica 'Golden Princess' | 31,0 | 82,8 | 76,0 | 90,3 | 0,12 |
S. japonica 'Magic Carpet' | 16,5 | 84,8 | 66,8 | 95,5 | 0,15 |
S. japonica 'Ruberrima' | 18,0 | 95,5 | 73,5 | 98,0 | 0,08 |
S. margaritae | 0,8 | 20,8 | 4,5 | 36,8 | 0,04 |
Семена 2011 г. | |||||
S. fritschiana | - | 63,2 | - | 86,1 | 0,08 |
двух лет, масса тысячи семян: у S. fritschiana 0,08 г, у S. margaritae - 0,04 г, а у S. japonica вес изменялся по сортам от 0,03 у сорта 'Gold Flame' до 0,15 г у 'Magic Carpet'.
5.2 Вегетативное размножение. Продуктивность одного маточного куста сортов S. japonica: 'Albiflora' - 18 зеленых черенков, 'Dvaror' - 30, 'County Red' - 45, 'Golden Princess' - 66, 'Magic Carpet' - 40, 'Gold Mound' - 37, 'Gold Flame' - 50, 'Macrophylla' - 30; S. fritschiana - 40, S. nipponica 'HalwardТs Silver' - 30 и S.bumalda 'Crispa' Ц70.
Окореняемость зеленых черенков сортов S. japonica колебался от 71,3 ('Albiflora') до 98,7% ('Macrophylla'). У видов и сортов этот показатель изменялся от 74,6 до 94,2%. Наименьший процент окоренившихся черенков наблюдался у S. fritschiana, наибольший - у S.bumalda 'Crispa'.
Длина черенков составляла 20 см. Длина самых длинных корней (табл. 6) у окоренившихся черенков сортов S. japonica изменялась от 15,22,01 до 22,82,3 см. У S. fritschiana длина самых длинных корней составляла 15,55,5 см, а у S.bumalda 'Crispa' - 17,72,8 см. Длина основной массы корней у окоренившихся черенков сортов S. japonica колебалась от 8,51,9 ('County Red') до 15,06,2 см ('Magic Carpet'). У S. fritshiana - 9,37,5 см, а у S.bumalda 'Crispa' - 9,22,5 см. Объем корневой системы у окоренившихся черенков сортов S. japonica колебался от 1,51,05 ('Golden Princess') до 2,92,03 см3 ('Magic Carpet'). У S. fritshiana - 1,50,9 см3, а у S.bumalda 'Crispa' - 3,42,2 см3.
Таблица 6
Морфометрические параметры корневой системы
окорененных зеленых черенков Spiraea L.
Вид, сорт | L, см | l, см | V, см3 |
S. japonica 'Albiflora' | 21,84,5 | 9,82,7 | 2,70,9 |
S. japonica 'County Red' | 15,22,01 | 8,51,9 | 2,41,1 |
S. japonica 'Gold Flame' | 18,15,4 | 14,25,3 | 1,90,9 |
S. japonica 'Gold Mound' | 17,63,3 | 13,64,3 | 2,41,9 |
S. japonica 'Golden Princess' | 22,82,3 | 14,86,1 | 1,51,05 |
S. japonica 'Magic Carpet' | 18,16,6 | 15,06,2 | 2,92,03 |
S.bumalda 'Crispa' | 17,72,8 | 9,52,5 | 3,42,2 |
S. fritshiana | 15,55,5 | 9,37,5 | 1,50,9 |
Среднее: | 18,32,7 | 11,82,8 | 2,30,7 |
Примечание: L - длина самых длинных корней, см; l - длина основной массы корней, см; V - объем корневой системы, см3
Длина корневой системы (табл. 7) однолетних саженцев сортов S. japonica колебалась от 19,72,5 до 25,35 см. У двулетних саженцев - от 25,22,4 до 26,53,8 см. Длина корневой системы однолетних саженцев S. fritschiana составляла 24,25,1 см, у саженцев S. nipponica 'HalwardТs Silver' - 18,71,2 и двулетних саженцев S.bumalda 'Crispa' - 233,6 см соответственно.
Диаметр корневой шейки однолетних саженцев сортов S. japonica колебался от 0,63 до 0,7 см. У двулетних саженцев этот параметр был от 1,33 до 1,97 см. Диаметр корневой шейки однолетних саженцев S. fritschiana составлял 0,9 см, саженцев S. nipponica 'HalwardТs Silver' - 0, 73 см, двулетних саженцев S.bumalda 'Crispa' - 1,33 см.
Количество побегов I порядка у однолетних саженцев сортов S. japonica колебалось от 3,71,2 до 5,01,7 шт. и II порядка от 7,04,4 до 22,74,2 шт.. Длина этих побегов колебалась от 14,74,3 до 19,20,8 и от 13,51,3 до 16,50,5 см соответственно. У двулетних саженцев сортов S. japonica количество побегов I порядка колебалось от 5,01,0 до 51,7 и II порядка - от 15,73,2 до 18,74,0 шт. соответственно. Длина их изменялась от 16,712,7 до 39,719,1 и от 21,813,2 до 23,04,6 см соответственно.
У однолетних саженцев S. fritschiana среднее количество побегов I порядка - 3 и длина их 22,3 см, а количество побегов II порядка - 7 и длина их 18,7 см. У однолетних саженцев S. nipponica 'HalwardТs Silver' количество побегов I и II порядка было 8,70,6 и 12,33,5, а длина их в среднем составляла 8,03,0 и 17,52,0 см, соответственно. У двулетних саженцев S.bumalda 'Crispa' количество побегов I и II порядка было 5,32,5 и 11,34,7 шт., а длина их в среднем составляла 21,39,2 и 10,70,6 см соответственно.
Таблица 7
Морфометрические показатели 1Ц и 2Цетних саженцев Spiraea
Вид, сорт | Высота взрослого растения*, см | Общая высота растения, см | Диаметр корневой шейки, см | Длина корневой системы, см |
1-летние саженцы (посадка 2010 г.) | ||||
S. japonica 'County Red' | 66,08,0 | 34,32,2 | 0,700,2 | 22,84,4 |
S. japonica 'Golden Princess' | 46,013,0 | 28,02,0 | 0,600,1 | 25,35,0 |
S. japonica 'Magic Carpet' | 46,03,0 | 23,62,8 | 0,700,2 | 19,72,5 |
S. fritschiana | 1129,0 | 34,43,2 | 0,90 | 24,25,1 |
S. nipponica 'HalwardТs Silver' | 49,08,0 | 25,12,0 | 0,700,1 | 18,71,2 |
2-летние саженцы (посадка 2009 г.) | ||||
S. japonica 'Albiflora' | 50,07,0 | 57,36,4 | 2,000,4 | 26,53,8 |
S. japonica 'Gold Mound' | 30,03,0 | 34,50,6 | 1,300,2 | 25,22,4 |
S.bumalda 'Crispa' | 53,07,0 | 45,52,5 | 1,300,2 | 23,03,6 |
* - 7-10-летние растения из списка объектов наблюдения
Высота двулетних саженцев S. japonica равна высоте взрослых растений, а двулетних саженцев S.bumalda 'Crispa' лишь на 7,5 см меньше. Однолетние саженцы S. fritschiana достигают 1/3 высоты взрослого растения, а саженцы S. nipponica 'HalwardТs Silver' - 1/2 высоты.
Глава 6. Оценка перспективности интродукции видов и сортов Spiraea L. в условиях лесостепи Алтайского края
Подведение итогов интродукции новых видов и сортов Spiraea в условиях лесостепи Алтайского края проводилось по методике интегральной числовой оценки жизнеспособности и перспективности интродукции деревьев и кустарников П.И. Лапина (1973).
По степени перспективности для интродукции виды и сорта Spiraea разделены нами на группы (табл. 8):
. Вполне перспективные (более 90 баллов): S. japonica: 'Albiflora', 'Golden Princess' и 'Dvaror', а также S. fritshiana.
. Перспективные (85-90 баллов): S. japonica: 'Gold Mound', 'Magic Carpet', 'Gold Flame' и S. nipponica 'HalwardТs Silver'.
. Менее перспективные: S. japonica: 'Macrophylla', 'County Red', 'Shirobana', 'Ruberrima', S.bumalda 'Crispa' и S.margaritae.
По шкале Н.А Коляда (2011) карликовые сорта S. japonica ('Dvaror' и 'Gold Mound') отнесены к среднедекоративным (см. табл. 8). Из среднерослых самые высокодекоративные сорта S. japonica - 'Gold Flame' и 'Golden Princess', а также S.bumalda 'Crispa', которые набрали по 47 баллов, остальные - среднедекоративные. Из высокорослых лишь S. fritschiana обладает высокой декоративностью. У S. japonica 'Macrophylla' наименьшее количество баллов (29), но она отличается прекрасной окраской в осенний период.
Таблица 8
Оценка жизнеспособности и декоративности видов и сортов Spiraea к условиям интродукции, балл
Вид, сорт | Перспектив-ность | Декоративность | Декоративность цветения |
Карликовые (до 40 см) | |||
S. japonica 'Gold Mound' | 85 | 45 | 6 |
S. japonica 'Dvaror' | 100 | 37 | 6 |
Среднерослые (40Ц80 см) | |||
S.bumalda 'Crispa' | 63 | 47 | 7 |
S. japonica 'Shirobana' | 73 | 41 | 6 |
S. japonica 'Ruberrima' | 75 | 39 | 6 |
S. japonica 'County Red' | 73 | 43 | 7 |
S. nipponica 'HalwardТs Silver' | 90 | 35 | 6 |
S. japonica 'Magic Carpet' | 85 | 45 | 7 |
S. japonica 'Albiflora' | 95 | 39 | 6 |
S. japonica 'Gold Flame' | 90 | 47 | 6 |
S. japonica 'Golden Princess' | 95 | 47 | 6 |
Высокорослые (более 80 см) | |||
S. japonica 'Macrophylla' | 63 | 29 | 4 |
S.margaritae | 70 | 39 | 4 |
S. fritshiana | 100 | 49 | 7 |
По шкале Г.Е. Мисник (1976) наименьшая декоративность во время цветения (4 балла) отмечена у S. japonica 'Macrophylla' и S. margaritae. Восемь таксонов (сорта S. japonica 'Albiflora', 'Dvaror', 'Gold Flame', 'Gold Mound', 'Golden Princess', 'Ruberrima' и 'Shirobana', а также S. nipponica 'HalwardТs Silver') были оценены нами в 6 баллов. Четыре таксона (Сорта S. japonica 'County Red' и 'Magic Carpet', S.bumalda 'Crispa' и S. fritschiana) получили наивысший балл - 7.
ВЫВОДЫ
- Наибольшая зимостойкость отмечалась у S. japonica: 'Dvaror' и 'Golden Princess', S. fritshiana, S. nipponica 'HalwardТs Silver' (обмерзание концов однолетних побегов), средняя - S. japonica: 'Albiflora', 'County Red', 'Gold Flame', 'Gold Mound', 'Magic Carpet', 'Shirobana' (обмерзание и однолетних и многолетних ветвей), самая низкая - S. japonica: 'Macrophylla' и 'Ruberrima', S.bumalda 'Crispa', S.margaritae (обмерзание растений до уровня почвы). В условиях и типичных, и экстремальных зим у сортов S. japonica, S.bumalda, S. fritschiana, S.margaritae и S. nipponica подмерзали одно- и многолетние ветви, как до уровня снега, так и до уровня земли.
- Установлено, что 13 видов и сортов Spiraea по срокам прохождения фенофаз укладывались в более короткий вегетационный период, чем на родине видов, благодаря его высокой теплообеспеченности. Только S.bumalda 'Crispa' уходила под снег в цветущем виде. Семена образовывали S. fritschiana и 7 сортов S. japonica.
- У большинства таксонов сроки зацветания варьировали незначительно (4-8 дней), а у S. japonica: 'Albiflora' и 'Macrophylla' под влиянием погодных условий эти даты отклонялись на 12-25 дней.
- Продолжительность цветения изменялась по видам и сортам от 15,3 до 103 дней. Значительное варьирование периода цветения под влиянием засушливых условий весны и лета наблюдалось у S. japonica: 'Magic Carpet', 'Golden Princess' и 'County Red', у остальных - в пределах нормы.
- Выявлено, что раньше всех (II декада сентября) осеннее окрашивание листьев начиналось у S. japonica 'Ruberrima' и 'Gold Flame', а также у S. fritschiana. У остальных таксонов - в III декаде сентября.
- Высота куста видов и сортов Spiraea изменялась от 0,25 до 1,20 м. Под влиянием более сильных подмерзаний, сухих и жарких условий весны и лета значительно изменялась высота S. japonica 'Shirobana', S.bumalda 'Crispa' и S.margaritae.
- Размеры соцветий, цветков и листьев не изменялись под влиянием погодных условий. Максимальный размер цветка наблюдался (0,9 см) у S. nipponica 'HalwardТs Silver', минимальный (0,47 см) - S. japonica 'Dvaror'. Наибольший размер соцветия (9,18,4 см) у S. fritschiana, наименьший (3,32,3 см) у S. japonica 'Dvaror'. Наибольший размер листьев (10,45,6 см) у S. japonica 'Macrophylla', наименьший (1,80,8) - у S. japonica 'Dvaror'.
- У всех видов и сортов выявлен высокий полиморфизм окраски листвы в течение всего вегетационного периода. Дважды за сезон (летом и осенью) меняют окраску - S. japonica: 'Gold Flame', 'County Red', 'Gold Mound', 'Macrophylla', 'Magic Carpet' и 'Ruberrima', а также S.bumalda 'Crispa', S.margaritae и S. fritschiana; один раз за сезон (осенью) - S. japonica: 'Albiflora', 'Dvaror' и 'Shirobana', S. nipponica 'HalwardТs Silver'. У 9 таксонов цветки от светло- до темно-розовых, у 3 - белая, у 1 - темно-малиновая, у 1 - белые и розовые цветки на одном соцветии.
- Завязывание и созревание семян видов и сортов Spiraea в условиях лесостепи Алтайского края нерегулярное. Этот показатель зависит от тепло - и влагообеспеченности вегетационного периода. Семена S. japonica сохраняют высокую всхожесть в течение 2-х лет.
- Окореняемость зеленых черенков S. japonica колебалась от 71 до 99%, у S. fritshiana - 75%, у S. nipponica 'HalwardТs Silver' и S.bumalda 'Crispa' - 93 и 94%. Наименьшей длиной корневой системы обладали окоренившиеся зеленые черенки S. japonica 'County Red', наибольшей - S. japonica 'Golden Princess', наибольшим объемом корневой системы обладали черенки S.bumalda 'Crispa', наименьшим - S. fritshiana. Саженцы S. japonica и S.bumalda в двухлетнем возрасте достигают параметров взрослого растения. Однолетние саженцы S. fritschiana достигают 1/3 высоты взрослого растения, а саженцы S. nipponica 'HalwardТs Silver' - 1/2 высоты.
- Установлено, что наиболее перспективными и декоративными для озеленения Алтайского края являются - сорта S. japonica: 'Albiflora', 'Golden Princess', 'Gold Mound', 'Magic Carpet', 'Gold Flame' и 'Dvaror', а также S. fritschiana и S. nipponica 'HalwardТs Silver'. Менее перспективные таксоны отличаются: высокой декоративностью во время цветения (сорта S. japonica 'County Red', 'Ruberrima' и 'Shirobana'), высокой декоративностью листвы (S. japonica 'Macrophylla' и S.margaritae), а у S.bumalda 'Crispa' декоративны и соцветия и листва.
Практические рекомендации:
Для ландшафтных архитекторов:
1. Рекомендованы группы Spiraea:
1) цветущие в июне - сорта S. japonica 'Golden Princess' и 'Gold Mound', а также S. fritschiana и S. nipponica 'HalwardТs Silver';
2) цветущие в июле-августе - сорта S. japonica:'Magic Carpet', 'Gold Flame', 'Ruberrima', 'County Red', 'Albiflora', 'Dvaror', 'Macrophylla' и 'Shirobana', а также S.bumalda 'Crispa' и S.margaritae;
3) Цветение 15-30 дней - сорта S. japonica: 'Gold Flame', 'Dvaror' и 'Ruberrima', а также S. nipponica 'HalwardТs Silver';
4) Цветение 30-60 дней - сорта S. japonica: 'Golden Princess', 'Gold Mound', 'Magic Carpet', 'County Red', 'Albiflora', 'Macrophylla' и 'Shirobana', а также S.margaritae, S. fritschiana и S. nipponica 'HalwardТs Silver';
5) Цветение более 100 дней - S.bumalda 'Crispa'.
2. По высоте куста и окраске листвы виды и сорта разбиты на группы:
1) карликовые (до 40 см) - сорта S. japonica 'Dvaror' и 'Gold Mound' (с зеленой и зелено-желтой окраской листвы в летний период);
2) среднерослые (40Ц80 см) - 7 сортов S. japonica ('Magic Carpet', 'Golden Princess', 'Shirobana', 'Gold Flame', 'Albiflora', 'County Red', 'Ruberrima'), S. nipponica 'HalwardТs Silver', S.bumalda 'Crispa' (с различным оттенками зеленого, желтого и малинового цвета листвы в разные сезоны);
3) высокорослые (более 80 см) - S.margaritae, S. fritshiana, S. japonica 'Macrophylla' (из которых две последних отличается яркой окраской осенью).
Для селекционеров:
- В условиях Алтайского края образуют семена 7 сортов S. japonica: 'Albiflora', 'Dvaror', 'Gold Flame', 'Gold Mound', 'Golden Princess', 'Magic Carpet' и 'Ruberrima', а также S.margaritae и S. fritschiana. Семена S. japonica сохраняют высокую всхожесть в течение 2-х лет.
Для производства:
- Для планирования объемов закладки маточных насаждений конкретных сортов следует учитывать черенковую продуктивность и оптимальную схему посадки.
- Оптимальная схема посадки: 50 см для карликовых сортов, 60-90 - для среднерослых, 100-150 - для высокорослых.
Список основных работ, опубликованных по теме диссертации
- Крапивко Е.Н. Изменчивость сроков зацветания видов и сортов Spiraea L. в условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края //Аграрная наука - сельскому хозяйству: сборник статей, - Барнаул: Изд-во АГАУ, 2010. кн. 2, С. 294-296.
- Крапивко Е.Н. Интродукция рода Spiraea L. в условиях лесостепи Алтайского края //Декоративное садоводство Сибири: проблемы и перспективы. - Барнаул: Изд-во ЕВРОПРИНТ, 2010. - С. 59-63.
- *Крапивко Е.Н. Зимостойкость и декоративные особенности видов и сортов Spiraea L. в условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края.// Аграрный вестник Урала №1 (80), 2011. - С. 11-13.
- Крапивко Е.Н. Сезонный ритм развития и качество семян видов и сортов Spiraea (Rosaceae) в условиях лесостепи Алтайского края.// Проблемы сохранения растительного мира Северной Азии и его генофонда/ Материалы Всероссийской конференции, посвященной 65-летию Центрального сибирского ботанического сада и 100-летию со дня рождения профессоров К.А. Соболевской и А.В. Куминовой (Новосибирск, 23-25 августа 2011 г.). - Новосибирск: Изд-во Сибтехнорезерв, 2011. - С. 97-100.
- Крапивко Е.Н., Долганова З.В. Биоморфологические особенности видов и сортов Spiraea L. в условиях лесостепи Алтайского края // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии: Сбор. науч. статей. - Барнаул: АРТИКА, 2011. - С. 72-74.
- *Крапивко Е.Н. Некоторые результаты интродукции древесных растений в условиях лесостепи Алтайского края // Плодоводство и ягодоводство России: Сб. науч. работ / ВСТИСП. - Москва, 2012. - т. 30. - С. 220-229.
* - издания, рекомендованные ВАК
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разным специальностям