Индикаторные признаки адаптации субтропических древесных растений на основе комплексных исследований

  • Victoria A. Semenyutina Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук http://orcid.org/0000-0002-7345-2740
  • Igor P. Svintsov Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук http://orcid.org/0000-0003-2138-7390
Ключевые слова: индикаторные признаки, адаптация, субтропические растения, Zizyphus jujubа, биоразнообразие, обогащение дендрофлоры, засушливые условия, Нижнее Поволжье

Аннотация

Для Нижнего Поволжья со сложными почвенно-климатическими условиями прогнозы несут рост продолжительности вегетации, увеличение тепла, смягчение зим. Это указывает на необходимость исследований субтропических растений для объективной оценки выявления механизмов их адаптации и перспективности для создания защитных лесных насаждений в малолесных регионах. Теоретический и практический интерес для Волгоградской области представляет ценное плодовое, лекарственное, лесомелиоративное и декоративное растение-кустарник (унаби) Zizyphus jujubа Mill. (семейство Rhamnaceae).

Цель исследований – изучить эколого-физиологические особенности субтропических древесных растений Zizyphus jujubа и выявить индикаторные признаки их адаптации в Волгоградской области. Объектами исследований являлись сортовые растения унаби (Та-ян-цзао, Южанин – крупноплодные, Дружба, Финик – среднеплодные, Сочинский, Темрюкский – мелкоплодные). Они испытываются в Волгоградской области впервые, получены из ФГБНУ ВНИИЦиСК (г. Сочи) и возделываются в ФГБНУ ФНЦ агроэкологии РАН (Волгоградская область, Россия). Почвы экспериментального участка (50°4´-50°5´с.ш. и 45°22´-45°23´ в.д.) характеризуются небольшим содержанием гумуса (с 0,57 до 1,15 %). Выявлено, что для района исследований (Волгоградская область) характерны небольшое количество осадков, низкие температуры зимой, высокие – летом, засухи высокой и средней интенсивности. Амплитуда абсолютных максимумов и минимумов варьирует от семидесяти восьми (сухая степь) до девяноста градусов по Цельсию (полупустыня). Установлено, что агроклиматические ресурсы ареалов естественного распространения отличаются от пунктов введения Zizyphus jujubа Mill. в культуру. Разные уровни морфологической изменчивости, а также водообеспеченности приводят к изменению способности расходовать и удерживать воду, к дефициту влаги в листьях у Z.jujubа. Незначительное влияние засухи на состояние надземных органов растений в острозасушливые периоды отмечено у среднеплодных и крупноплодных сортов. Повреждаются молодые неодревесневшие побеги (при температуре воздуха около 40 °С и снижении влажности воздуха до 10%). Снижение тургора листьев наблюдалось при показателях водного дефицита – 28,3-35,8 %. Водный дефицит снижается на 6-10 % с увеличением возраста, что обусловлено повышением адаптации и регуляции водного баланса.

По показателям относительного выхода электролитов определены группы по степени засухоустойчивости: низкая – Южанин, Та-Ян-Цзао (4,23-4,71), средняя – Финик, Дружба (3,10-3,61) и высокая – Темрюкский, Сочинский (1,64-1,99). Экологическая толерантность различных организмов к низким температурам достаточно специфична. Оценка различных сортов Zizyphus jujubа в условиях светло-каштановых почв показала, что адаптация растений к низким температурам повышается с увеличением возраста. У мелкоплодных сортов с увеличением возраста повреждения незначительны. По материалам вегетационного опыта установлены пределы экологической толерантности мелкоплодных форм Zizyphus jujubа к хлоридному засолению, что дает возможность прогнозировать их успешное выращивание на почвах с содержанием ионов хлора 0,1%. Таким образом, проведенные комплексные эколого-физиологические исследования адаптационной способности субтропических растений Zizyphus jujubа выявили индикаторные признаки, позволяющие оценивать и прогнозировать степень адаптации в зависимости от сортовой принадлежности и реакцию на стрессовые факторы, специфичные для условий Нижнего Поволжья.

Литература

1. Aliyev, Kh.A., Mukailov, M.D., Gasanbekov, B. (2011). Perspektivy introdukcii subtropicheskih kul'tur v novye agrojekologicheskie uslovija [Prospects for the introduction of subtropical crops into new agro-ecological conditions]. Problemy razvitija APK regiona [Problems of development of the agro-industrial complex of the region], 4, 11-12.
2. Armor, B.A. (1985). Metodika polevogo opyta [Methods of field experience]. Moscow: Agropromizdat, 351.
3. Bryleva V.A. (Ed.). (2011). Volgogradskaja oblast': prirodnye uslovija, resursy, hozjajstvo, naselenie, geojekologicheskoe sostojanie [Volgograd region: natural conditions, resources, economy, population, geo-ecological state]. Volgograd: Change, 528.
4. Doroshenko, T.N., Zakharchuk, N.V., Maximtsov, D.V. (2016). Osobennosti projavlenija zharoustojchivosti plodovyh rastenij v techenie letnego perioda [Features of manifestation of heat resistance of fruit plants during the summer period]. Plodovodstvo i jagodovodstvo Rossii [Fruit and berry growing in Russia], XXXXVII, 116-119.
5. Garnier, J., Billen, G. (2002). The Riverstrahler modelling approach applied to a tropical case study (the Red-Hong-River, Vietnam): nutrient transfer and impact on the coastal zone. SCOPE. Coll. Mar, 51-65.
6. Karnatovskaya, M.Yu. (2013). Rezul'taty izuchenija zimostojkosti nekotoryh sortov zizifusa v Hersonskoj oblasti [The results of the study of winter hardiness of some varieties of zizifus in the Kherson region]. Іntrodukcіja roslin [Іntroduktsіya roslin], 2, 37-39.
7. Krasovsky, V.V. (2007). Іntrodukcіja unabі Zizyphus jujuba v lіsostepu Ukraїni (bіoekologіchnі osoblivostі, rozmnozhennja, viroshhuvannja) [Іntroduktsіya unabі Zizyphus jujuba in the losostepu Ukraine (biochemological specialty, breeding, viroshivannaya)]: dis. ... Cand. biol Of science. Kyiv: NBSіm. M.M. Grishka, 16.
8. Kuznetsov, V.V., Dmitrieva, G.A. (2011). Fiziologija rastenij: uchebnik [Plant physiology: a textbook]. Moscow: Abris, 783.
9. Lapin, P.I., Sidneva, S.V. (1973). Ocenka perspektivnosti introdukcii drevesnyh rastenij po dannym vizual'nyh nabljudenij [Evaluation of the prospects for the introduction of woody plants according to visual observations]. Opyt introdukcii drevesnyh rastenij [Experience the introduction of woody plants]. Moscow, 7-67.
10. Liu, M., Jiang, M. (2008). Germplasm resources of Chinese jujube. Beijing: Chinese Forestry Publisher.
11. Mishra, S., Krska, B. (2009). Temperature as a basic factor influencing phеnological stages in Zizyphus jujuba Mill. ActaUniv. Agric. Silvicult. Mendeliane Brunensins, 57(1), 89-95.
12. Niinemets, Ü. (2001). Global-Scale Climatic Controls of Leaf Dry Mass per Area, Density, and Thickness in Trees and Shrubs. Ecology, 82(2), 453-469.
13. Niinemets, Ü., Sack, L. (2006). Structural determinants of leaf light-harvesting capacity and photosynthetic potentials. In Progress in botany. Springer BerlinHeidelberg, 385-419.
14. Polevoj, V.V. (2001). Praktikum po rostu i ustojchivosti rastenij [Workshop on plant growth and resistance]. L., 212.
15. Qi X.Y., Zhang X.Q., Chen Z.L., et al. The effect of NaCl stress on the subculture of test-tube seedlings of chinese jujube 'Muzao'. Acta Hortic, 993, 143-148. doi: 10.17660/ActaHortic.2013.993.21
16. Qu Z., Wang Y. (1993). Fruit Tree Record of China. Chinese Jujube Volume. Beijing: China Agriculture Press.
17. Quero, J.L., Villar, R., Marañón, T., et al. (2006). Interactions of drought and shade effects on seedlings of four Quercus species: physiological and structural leaf responses. New Phytologist, 170(4), 19-34. doi: 10.1111/J.1469-8137.2006.01713
18. Sazhin, A.N., Kulik, K.N., Vasilyev ,Yu.I. (2017). Pogoda i klimat Volgogradskoj oblasti [Weather and climate of the Volgograd region]. 2 ed. Volgograd: Federal Science Center of Agroecology RAS, 334.
19. Scoffoni, C., Rawls, M., McKown, A. (2011). Decline of leaf hydraulic conductance with dehydration: relationship to leaf size and venation architecture. Plant Physiology, 156(2), 832-843. doi: 10.1104/PP.111.173856 PMID: 21511989
20. Semenyutina, A.V. (2005). Lesomelioracija i obogashhenie dendroflory ariidnyh regionov Rossii [Forest reclamation and enrichment of the dendroflora of the Ariid regions of Russia]: dissertation of the doctor of C.-h. Sciences. Volgograd, 440.
21. Semenyutina, V.A. (2013). Ocenka zasuhoustojchivosti Zizyphus jujuba Mill. po kolloidno-osmoticheskim svojstvam protoplazmy list'ev [Assessment of drought tolerance Zizyphus jujuba Mill. on the colloid osmotic properties of leaf protoplasm]. Innovacionnye napravlenija sovremennoj fiziologii rastenij: mater. Vseross. nauch. konf. s mezhdunarodnym uchastiem [Innovative areas of modern plant physiology: mater. Ross. scientific conf. with international participation]. Moscow, 336-337.
22. Shen, C.Q., Cao S.Y., Guo J.Y., et al. (2009). Salt tolerance of four jujube cultivars. Acta Hortic, 840, 161-166 doi: 10.17660/ActaHortic.2009.840.19
23. Sinko, L.T. (2012). Zizifus - odna iz cennejshih subtropicheskih plodovyh porod na juge Sovetskogo Sojuza [Zizifus is one of the most valuable subtropical fruit species in the south of the Soviet Union]. Results of work on subtropical fruit growing: tr. State Nikitsky bot. Garden, 52. 31-53.
24. Svintsov, I.P., Semenyutina, V.A. (2014). Metodologicheskie osnovy izuchenija rastitel'nyh organizmov v uslovijah introdukcii [Methodological Basis for Studying Plant Organisms under Introduction]. Sovremennaja nauka: aktual'nye problemy teorii i praktiki. Serija estestvennye i tehnicheskie nauki [Modern science: actual problems of theory and practice. A series of natural and technical sciences], 9-10, 42-47.
25. Vasilyev, Yu.I., Turko, S.Yu., Ovechko, N.N. (2016). Matematicheskoe modelirovanie mnogoletnego var'irovanija urozhajnosti ozimoj pshenicy na otkrytom i oblesennom prostranstve [Mathematical modeling of many years of variation in the yield of winter wheat in open and forested space]. Rossijskaja sel'skohozjajstvennaja nauka [Russian agricultural science], 1, 38-41.
26. Volaire, F. (2008). Plant traits and functional types to characterise drought survival of pluri-specific perennial herbaceous swards in Mediterranean areas. European Journal of Agronomy, 29(2–3), 116-124.
27. Zhang, X.H., Chen, Q.L., Wang, D.J. (2013). Cultivation practices of table cultivar of chinese jujube in the cold north Xinjiang. Acta Hortic, 993, 57-61. DOI: 10.17660/ActaHortic.2013.993.8
Опубликован
2019-03-15
Как цитировать
Semenyutina, V., & Svintsov, I. (2019). Индикаторные признаки адаптации субтропических древесных растений на основе комплексных исследований. Наука.Мысль, 9(1), 70-104. https://doi.org/https://doi.org/10.25726/NM.2019.60.66.005
Раздел
Статьи