Действие стимуляторов роста на всхожесть семян травянистых многолетников

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Покой семян и условия его преодоления

1.2 Типы экзогенного покоя семян (А)

1.3 Эндогенные типы покоя семян (Б и В)

1.4 Комбинированный покой семян

2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ, ПОЧВЕННЫЕ И КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

2.1 Рельеф

2.2 Растительность

2.3 Климат

2.4 Почва

3.ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Методика постановки опыта

3.2 Эколого- морфологическая характеристика исследуемых растений

3.3 Результаты исследований

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ АЛЬБИТА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ВСХОЖЕСТИ СЕМЯН

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

5.1 Общие требования безопасности

5.2 Требования безопасности перед началом работ

5.3 Требования безопасности во время работ

5.4 Требования безопасности в случае пожара

5.5 Требования безопасности по окончании работ

6. ОХРАНА ПРИРОДЫ

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Семенам подавляющего большинства дикорастущих и многих культурных растений свойственно состояние органического покоя. Такие семена даже при благоприятных для прорастания условиях неспособны прорастать совсем или имеют пониженную всхожесть. У некоторых видов покой настолько глубок, что им необходима для прорастания длительная и сложная предпосевная подготовка, а в естественных условиях прорастание начинается лишь через 2 - 3 года после посева, причем появление всходов растягивается на несколько лет (Николаева, 1985).

Способность семян находиться в состоянии органического покоя обеспечивает растениям возможность переживать неблагоприятные для их существования периоды года, с одной стороны, и создаёт запас семян в почве - с другой. Таким образом, покой семян является важным приспособительным механизмом сохранения видов. В то же время наличие покоя у семян зачастую весьма затрудняет культивирование многих кормовых, лекарственных, декоративных и других перспективных для народного хозяйства видов. Поэтому изучение природы органического покоя семян и условий его преодоления имеет первостепенное значение.

Те растения, которые будут описаны и исследованы в работе, представляют большое значение, как для кормопроизводства, так и для медицины, некоторые виды обладают декоративными свойствами. Поэтому следует тщательно изучить биологию этих видов, с целью дальнейшего введения их в культуру.

В связи с протекающим процессом опустынивания в Забайкалье происходит деградация растительных сообществ. Возникает необходимость переноса ценных видов растений в более благоприятные климатические условия.

В задачи нашей работы входило следующее:

1. Определить типы покоя у семи видов травянистых многолетников.

2. Изучить действие стимуляторов роста на всхожесть семян травянистых многолетников и рост зародыша в семенах пиона молочноцветкового.

3. Выявить процент беззародышевых семян в семенах пиона.

4. Определить экономическую эффективность применения стимуляторов роста.

1.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Покой семян и условия его преодоления

Растения не растут постоянно с одинаковой скоростью. В неблагоприятное время года они ограничивают свой рост или вообще прекращают его. Эта способность позволяет растениям пережить неблагоприятные периоды, связанные с недостатком воды или низкой температурой.

Покой - это особое состояние остановки роста, при котором все растение или такие структуры как семена или почки, не возобновляют рост без специального воздействия со стороны окружающей среды. Не прорастающее семя, несмотря на то, что оно в достаточной степени обеспечено водой, кислородом и находится в благоприятных температурных условиях, называется покоящимся. Только некоторые «сигналы» из окружающей среды, часто вполне определенные, могут «активировать» покоящийся зародыш. Эта адаптация имеет жизненно важное значение для растения (Рейвн,1990).

Семя является основной единицей распространения и размножения растений. Необходимым условием для прорастания всех семян являются, прежде всего, достаточная влажность, доступ кислорода и благоприятная температура. Диапазон температур, при котором возможно прорастание, зависит от географического происхождения растений. У семян растений, обитающих в северных широтах, он находится в области умеренных величин (5 - 25), у южных, теплолюбивых растений он сдвинут в сторону более высоких значений (15 - 35).Различают минимальные и максимальные температуры, ниже и выше которых семена не могут прорастать, и оптимальную температуру, при которой этот процесс идет наиболее энергично и полно.

Большое значение для сохранения видов имеет то обстоятельство, что особенности строения и физиологические свойства семян позволяют им длительное время сохранять жизнеспособность при отсутствии условий, необходимых для прорастания, например при отсутствии воды, неблагоприятных температур, газовом составе атмосферы или кислотности среды, сильном засолении почвы и т.д. Семена, которые не прорастают в силу отсутствия подходящих условий внешней среды, находятся в так называемом вынужденном покое.

Наряду с вынужденным покоем у очень многих растений в процессе эволюции выработалась способность семян находиться в органическом покое, связанная с их особыми свойствами. Органический покой проявляется в полном отсутствии прорастания, или в большем или меньшем снижении всхожести при благоприятных для этого внешних условиях, или в сужении диапазона условий, при которых семена могут прорастать (Николаева, 1982).

Причины, обуславливающие состояние органического покоя, весьма разнообразны. Оно может вызываться пониженной активностью зародыша, или различными свойствами его покровов, включая околоплодник (у невскрывающихся плодов), или, что наиболее обычно, разными сочетаниями этих факторов. Органический покой семян наблюдается у растений самых различных географических областей Земли, но особенно там, где в той или иной степени выражена периодическая смена климатических условий (смена лета и зимы, периодов дождей и засухи).

Надо иметь в виду, что границы различий между типами, особенно по глубине покоя, далеко не всегда выражены достаточно четко. Кроме того, в пределах почти каждого типа покоя весьма заметно проявляется видовая специфика семян. Соответственно в большей или меньшей степени варьируют и условия, способствующие преодолению затрудненного прорастания покоящихся семян. На глубину покоя семян нередко большое влияние оказывают также условия, в которых происходит формирование семян, а также степень их зрелости, длительность и условия хранения.

Поэтому в некоторых случаях факторы, приводящие к нарушению покоя семян одних видов, оказываются неэффективными в отношении семян других видов со сходным типом покоя. Нередко различаются условия проращивания даже разных партий семян одного и того же вида. Несмотря на эти оговорки, представление о типе покоя семян позволяет установить или хотя бы определить направление поисков условий их проращивания.

Различают типы экзогенного, эндогенного и комбинированного покоя. Типы экзогенного покоя определяются различными особыми свойствами семенной кожуры и (или) околоплодника. Эндогенный покой всегда связан с состоянием зародыша. Комбинированный покой вызывается сочетанием причин, обусловливающих экзогенный и эндогенный покой.

1.2 Типы экзогенного покоя семян (А)

Прорастание семян, характеризующихся тем или иным типом экзогенного покоя, происходит в естественных условиях большей частью не одновременно и нередко растягивается на несколько лет, образуя так называемые мертвые посевы.

Следует различать, прежде всего, типы собственно экзогенного покоя, которые связаны со свойствами главным образом околоплодника. Долгое время считалось, что он вызывает задержку прорастания либо вследствие высокого содержания в нем ингибиторов роста, либо из-за механического препятствия росту зародыша. Соответственно М.Г. Николаева (1982) в своих ранних классификациях выделяла типы химического (А_х) и механического (А_м) покоя. Пока природа тормозящего влияния околоплодника мало изучена. Однако к настоящему времени накопилось довольно много наблюдений, свидетельствующих о том, что действие даже твердого околоплодника объясняется не только механическими препятствиями. Предполагается, что он задерживает прорастание семян в силу комплекса причин: присутствие в нем ингибиторов, затруднения вымывания ингибиторов из семени создание вокруг зародыша неблагоприятного осмотического давления, затруднения поступления воды в семя и сильного ухудшения газообмена зародыша. Доля участия этих факторов в задержке прорастания семян несомненно варьирует у разных видов.

В зависимости от степени тормозящего действия околоплодника на прорастание семян, следует различать типы собственно экзогенного покоя слабого (А₁) и сильного (А₂). У семян, находящихся в слабом экзогенном покое, задержка прорастания связана в основном с присутствием в околоплоднике ингибиторов. Они найдены в околоплоднике большого количества видов. Химическая природа этих видов изучена довольно слабо. Однако ясно, что в их число входят различные фенолы и абсцизовая кислота. В большинстве случаев эти вещества не оказывают заметного тормозящего действия на прорастание семян. Между тем у ряда видов, особенно из областей с резкой сменой дождливых и засушливых периодов года (у ясеня японского, ферулы дурнопахнущей), ингибиторы околоплодника предотвращают прорастание семян в неблагоприятные для растений периоды года. Как правило, для того чтобы устранить такую задержку прорастания, достаточно адсорбции ингибирующих веществ почвой в естественных условиях, искусственного удаления околоплодника или обильного промывания плодов. В торможении прорастания семян, характеризующихся слабым экзогенным покоем, известную роль играют и другие свойства околоплодника, перечисленные выше. В отличие от сильного экзогенного покоя при слабом покое тормозящее действие околоплодника проявляется не всегда.

Сильный экзогенный покой (А₂) чаще всего наблюдается у семян, заключенных в твердую косточку, которая сильно задерживает прорастание многих плодовых, орехоплодных и других растений.

Удаление околоплодника производится в небольших партиях семян вручную. В больших партиях рекомендуются различные методы обработки косточек. Нередко тормозящее действие околоплодника преодолевается длительной стратификацией, способствующей его разрушению.

Особенно сильно затруднено прорастание семян, находящихся в физическом покое (А_ф), который нередко обозначается также термином «твердосемянность» и объясняется полной водонепроницаемостью кожуры, реже - околоплодника. Физический покой характерен для семян многих хозяйственно важных растений, поэтому на нем следует остановиться несколько подробнее.

Явление твердосемянности широко распространено в растительном мире и свойственно многим представителям ряда семейств: мимозовых, цезальпиниевых, бобовых, мальвовых, липовых, стеркулиевых, канновых и некоторых других. А.В. Попцов (1976) рассматривает твердосемянность как особый тип покоя, принципиальное отличие которого от остальных типов состоит в том, что в этом случае имеют место не частичное затруднение поступления воды и подавление ростовых процессов, а полная их остановка. Физический покой вызывается особенностями строения семенной кожуры, наличием кутикулы и сильно развитой палисадной эпидермы - слоя вытянутых клеток, который пересекают одно или несколько световых линий.

Состояние твердосемянности развивается постепенно, по мере высыхания семян на последних фазах созревания или во время хранения после отделения их от материнского растения. Вначале семена отдают влагу всей поверхностью кожуры, но с развитием твердосемянности потеря влаги происходит через рубчик. Последний обладает очень важной особенностью: он остается открытым в сухом воздухе, но при повышенной влажности атмосферы моментально закрывается. Таким образом, твердые семена постепенно теряют воду, как и семена с поврежденной кожурой, но в отличие от последних лишены возможности поглощать из воздуха парообразную влагу.

Процент твердых семян сильно варьирует в зависимость от видовых особенностей, а также условий созревания и хранения. В частности, низкая влажность воздуха ведет к резкому увеличению процента твердых семян.

Семена, в которые не проникает вода, естественно не могут прорастать. Когда твёрдосемянность нарушается, семена приобретают способность к набуханию и при благоприятных условиях быстро прорастают, так как их зародыши обычно не находятся в покое. В естественных влажных условиях у некоторых видов растений семена постепенно и очень медленно утрачивают твердость; этот процесс может продолжаться много лет. Наряду с этим быстрое прорастание твердых семян нередко провоцируют различные температурные и биотические воздействия.

Основным фактором, выводящим твердые семена из состояния физического покоя, являются температурные воздействия, при этом положительное влияние оказывают как низкие, так и высокие и переменные температуры. Сильное влияние на увеличение способности к набуханию семян травянистых бобовых оказывает зимнее понижение температуры. Эффект усиливается, если имеют место сильные колебания температуры, и особенно при повышенной влажности воздуха. На семена бобовых слабые морозы (от - 5 до - 8) не оказывают действия, между тем понижение температуры до - 10 и ниже приводило к значительному увеличению процента набухающих семян. В тоже время периодическое промораживание семян повилики не даёт эффекта.

Немаловажное влияние на твердые семена оказывают повышенные температуры, как во время хранения, так и при прорастании. При высоких и переменных температурах твердые семена ряда видов бобовых набухают более успешно, чем на холоде.

Проникновение воды в семя во время проращивания при естественной утрате свойства твердосемянности иногда происходит через всю поверхность кожуры. Но чаще вода поступает через определенные участки, где ее типичное строение прерывается. Такими участками у семян большинства видов является рубчик с рубчиковой щелью. Нередко кожура становится проницаемой для воды в результате разрыва, происходящего обычно в области рубчика. Твердые семена различных видов из семейства бобовых и некоторых других приобретают способность набухать путем поглощения влаги всей поверхностью кожуры.

До сих пор дискуссионен вопрос об обратимости явления твердосемянности. Между тем он имеет большое значение для понимания изменения всхожести во время хранения твердых семян. В тех случаях, когда нарушение твердосемянности связано с местными разрывами кожуры, оно несомненно необратимо. Однако при хранении семян в условиях повышенной влажности нередко происходит изменение свойств всей кожуры, оно заключается в разрыхлении палисадного слоя. Предполагается, что в этом случае состояние твердосемянности обратимо. Явление обратимости твердосемянности наблюдается, например, при хранении семян травянистых бобовых в не отапливаемом помещении. А.В. Попцов (1976) называет такие семена полутвердыми.

В практике твердые семена перед посевом подвергают различного рода физическим или химическим обработкам. Обычно используют скарификацию, замачивание в концентрированной серной кислоте, ошпаривание кипятком и т.д. Из сказанного выше ясно, что особенности твердосемянности различны у разных видов. Поэтому способ обработки должен устанавливаться опытным путем.

Следует сказать, что обработка различными стимуляторами роста семян с экзогенным типом покоя, как правило, не дает положительного эффекта. В природе, однако, типы экзогенного покоя в чистом виде, за исключением физического покоя, встречаются довольно редко. В большинстве случаев имеет место сочетание причин, вызывающих экзогенный покой, с причинами, обусловливающими эндогенный покой семян.

1.3 Эндогенные типы покоя семян (Б и В)

Эндогенный покой семян обусловлен, прежде всего, свойствами зародыша: его морфологической и анатомической недоразвитостью, или особым физиологическим состоянием, или сочетанием обеих причин. В соответствии с этим выделяют морфологический покой (Б), разные типы физиологического (В) и морфофизиологического простого и сложного (Б - В) покоя.

Морфологический покой (Б) наблюдается большей частью у растений тропических и субтропических областей, но встречается и у растений нашей флоры, например у некоторых видов аконита. Причиной его является недоразвитость зародыша. Степень этого недоразвития различна у разных растений. Прорастание семян, находящихся в морфологическом покое, может начаться после того, как в них закончится доразвитие зародыша. Этот процесс обычно протекает после отделения семени от материнского растения в условиях теплой стратификации в течение нескольких суток, чаще нескольких месяцев.

Физиологический покой (В) широко распространен главным образом у растений, обитающих в умеренном и субтропическом климате. Можно считать установленным, что он вызывается сочетанием особого физиологического состояния зародыша, которое проявляется в пониженной ростовой активности, и недостаточной водопроницаемости тканей, непосредственно его окружающих, в том числе эндосперма, если он имеется. Такое сочетание создает двойной, или так называемый физиологический механизм торможения (ФМТ). В зависимости от степени торможения роста зародыша и длительности предпосевной подготовки семян мы говорим о разной силе действия ФМТ и, следовательно, о разной глубине покоя: неглубоком (В₁), промежуточном (В₂) и глубоком (В₃) типах физиологического и морфофизиологического покоя. Универсальным фактором, устраняющим ФМТ, является действие пониженной температуры на набухшие семена (холодная стратификация). Во многих случаях, в особенности при неглубоком покое, семена прорастают под влиянием различных других факторов, повышающих ростовую активность зародыша или проницаемость покровов для кислорода и, в конечном счете, также приводящих к повышению активности зародыша.

Неглубокий физиологический покой (В₁) характерен для свежесобранных семян огромного числа видов. Он наблюдается у растений, обитающих не только в умеренной и субтропической зонах, но и в засушливых тропических областях. Он обычно проявляется в полном отсутствии прорастания или пониженной всхожести семян, а нередко в сужении диапазона температурных или световых условий прорастания. Неглубокий физиологический покой обычно постепенно исчезает в процессе сухого хранения семян, длительность которого варьирует у разных видов от нескольких суток до 5-12 месяцев, а иногда семена выходят из покоя только после хранения в течении нескольких лет. Наряду с этим известны виды, например лещина, у которых семена (без околоплодника) сразу после сбора легко прорастают, но по мере сухого хранения входят в состояние неглубокого покоя. При удалении или хотя бы повреждений покровов зародыша из семян, находящихся в неглубоком физиологическом покое, успешно прорастают и образуют нормальные растения. Обращает на себя внимание многообразие факторов, вызывающих нарушение неглубокого физиологического покоя семян, в большинстве случаев взаимозаменяемых. Одним из наиболее действенных факторов является температурный. Нарушение неглубокого покоя происходит под влиянием кратковременного охлаждения (в течение часов, суток, недель) набухших семян. Сходное действие иногда оказывает сильное прогревание сухих или набухших семян в течение нескольких часов, а также проращивание при переменных температурах. У многих видов семена, характеризующиеся неглубоким покоем, при определенных температурных условиях становятся светочувствительными. Это обстоятельство приходится учитывать при их проращивании. Реже встречаются растения, у которых свет тормозит прорастание семян. Длительность облучения зависит от интенсивности и качества света, видовых особенностей семян и температурных условий проращивания. Акцептором света является содержащийся в семенах пигмент фитохром. Благоприятное действие на прорастание семян, характеризующихся неглубоким покоем, нередко оказывает повышение содержания в атмосфере О₂, а иногда СО₂. у некоторых видов, наоборот, устранение покоя происходит под влиянием ухудшения условий аэрации или обработки семян дыхательными ядами. Чрезвычайно важно, что неглубокий покой может быть нарушен с помощью различных стимуляторов роста. В частности, на семена некоторых видов положительное действие оказывает обработка растворами нитритов, нитратов (чаще KNO₃), тиомочевины, цитокининов, фуцикокцина и других. Но наиболее постоянное и отчетливое действие вызывают гиббереллины.

Значительно сложнее обстоит дело с проращиванием семян, находящихся в промежуточном или глубоком физиологическом покое.

К промежуточному типу покоя (В₂) относится такой покой, при котором семенам для прорастания необходима довольно длительная (1-4 месяца) холодная стратификация. Между тем зародыши, извлеченные из таких семян, обычно растут нормально. Правда, при некотором отклонении от благоприятных условий выращивания у них могут обнаружиться признаки торможения и ненормального роста. Сухое хранение, а также обработка гиббереллином полностью или частично заменяют действие пониженной температуры. Наиболее типичными семенами с таким покоем являются семена абрикоса, клена ясенелистного и ясеня зеленого. Обработка ГКЗ стимулировала прорастание семян у этих видов при условии предварительного удаления околоплодника. Глубокий физиологический покой (В₃) обусловлен действием сильного ФМТ прорастания. Если семена с описанными выше типами физиологического покоя имеют зародыши, которые после освобождения от окружающих их покровов большей частью успешно трогаются в рост и обычно дают нормальные растения, то зародыши из семян, характеризующихся глубоким покоем, весьма ограниченно способны к росту. После освобождения от покровов они или не растут совсем, или трогаются в рост медленно, и в большинстве случаев их рост носит ненормальный характер: растут одна или обе семядоли, иногда растет гипокотиль, и на нем возникают опухолевидные образования, но корень, большей частью не способен к росту. Интактные семена, находящиеся в глубоком физиологическом покое, приобретают способность прорастать только после достаточно длительной холодовой стратификации. В большинстве случаев её не удается заменить действием каких-либо других факторов. Правда, теперь обнаруживается все больше видов, у которых удается стимулировать прорастание семян с глубоким покоем с помощью гормональных обработок (Николаева, 1985).

Типы простого морфофизиологического покоя (Б-В) характеризуются сочетанием недоразвития зародыша с ФМТ прорастания и, как и типы физиологического покоя, различаются по глубине, определяемой силой действия ФМТ. У большинства изученных видов с морфофизиологическим покоем семян устранению ФМТ, которое происходит в условиях холодной стратификации, должно предшествовать доразвитию зародыша. Степень недоразвитости зародыша у семян, находящихся в морфофизиологическом покое, как и у семян, характеризующихся морфологическим покоем, различны. У лимонника китайского, женьшеня и некоторых растений зародыш зрелых семян находится на самой начальной фазе проэмбрио (то есть представляет собой недифференцированную группу клеток) или сердечка, а по объему и весу не превышает 0,001% величины семени. У аралии материковой зародыш достигает фазы торпеды. В то же время у ясеня обыкновенного и бересклета европейского зародыш крупный и на вид хорошо дифференцирован. Однако анатомическое изучение показало, что его развитие, не завершено полностью. Пока необъяснимым остается тот факт, что длительность периода доразвития зародышей не зависит от того, в какой степени недоразвит зародыш в зрелом семени: у семян женьшеня и бересклета, имеющих зародыш разной степени развития, этот период имеет одинаковую длительность. Процесс доразвития зародыша сопровождается физиологическими изменениями всего семени. В некоторых случаях о них можно судить по так называемому открыванию семян. При этом семя сильно увеличивается в объеме и у него растрескивается кожура или эндокарпий. Открывание семян наблюдается у семян женьшеня, бересклета и многих других растений.

1.4 Комбинированный покой семян

Комбинированный покой представляется собой разнообразные сочетания типов эндогенного и экзогенного покоя. Наблюдения показывают, что в «чистом» виде типы эндогенного и экзогенного покоя встречаются реже, чем их различные комбинации. Типы комбинированного покоя весьма разнообразны, поэтому их приходится обозначать формулой с помощью буквенных символов, указывающих на характер комбинации. Приведем несколько примеров. Комбинирование физического покоя (А_ф) с глубоким физиологическим покоем (В₃), свойственное семенам видов липы, характеризует формула А_ф - В₃. Задержка прорастания, связанная с присутствием косточки и действием ФМТ разной силы, обозначается у абрикоса формулой А₂ - В₂ , а у боярышника круглолистного - А₂ - В₃. Формула покоя семян снежноягодника белого - А₂ - Б - В₃, что указывает на тормозящее действие эндокарпия, недоразвитие зародыша и наличие глубокого физиологического покоя, связанного с действием сильного ФМТ. Покой семян калины характеризуется формулой А₂ - Б - В₃ и т. д. Нет сомнения, что наличие покровов, особенно околоплодника, всегда в той или иной мере оказывает на прорастание семян тормозящее действие либо вследствие присутствия в нем тормозящих веществ, либо по каким-то другим причинам. Но в тех случаях, когда тормозящее действие покровов перекрывается более сильным механизмом эндогенного покоя, оно в формуле часто опускается. Например, покой семян ясеня обыкновенного можно обозначить формулой А₁ - Б - В₃ или просто Б - В₃, так как тормозящее действие околоплодника проявляется слабо.

Проращивание семян, находящихся в комбинированном покое, наиболее затруднено. Сочетание эндогенного покоя с физическим требует сложной предпосевной подготовки, так как до тех пор, пока семена не набухнут, в них не могут проходить стратификационные изменения. Преодоление комбинации других типов покоя также достигается сочетанием различных приемов кратковременных воздействий или значительным удлинением времени стратификации, особенно в случае комбинации физиологического и сильного экзогенного покоя (Николаева, 1985).

Подводя итог, мы выяснили, что существует три типа покоя семян: экзогенный, эндогенный и комбинированный, последний из них самый труднопреодолимый. Поэтому нашей задачей становится определить тип покоя у каждого вида растений. Полученные результаты позволят правильно подобрать комплекс предпосевных методов обработки семян, для увеличения полевой всхожести.

стимулятор рост всхожесть растение

2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ, ПОЧВЕННЫЕ И КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

2.1 Рельеф

Рельеф Иркутской области своеобразен: участки низменностей, приуроченных к долинам рек Лены, Ангары, Чуны, и Бирюсы, сочетаются с огромными площадями плоскогорий, нагорий и гор.

Почти 2/3 территории находятся на высоте 500 м. над уровнем моря, на долю низменностей приходится всего 1 % общей площади.

Основную часть территории области занимает южная окраина Средне-Сибирского плоскогорья с преобладающими высотами 600-800 м на востоке, 300-400 м на западе области (Доманский, 2002).

Характерной особенностью рельефа всего Средне-Сибирсккого плоскогорья, оказывающей большое влияние на микроклимат, является наличие так называемых падей. Это отрицательно и довольно однообразные формы рельефа, напоминающие долины с крутыми склонами. Глубина падей колеблется от 30 до 300 м.

В геоморфологическом отношении, территория опытного участка входит в Присаянский холмисто-равнинный район, который находится а предгорной части Восточного Саяна. Горные возвышенности Восточного Саяна к северу уступами. Постепенно горный характер местности сменяется холмистым, далее холмы переходят в плоскогоорье, опускающееся к р. Ангаре. Переходной областью от Восточного Саяна к Средне-Сибирскому плоскогорью является предсаянская холмистая равнина (Агроклиматический справочник по Иркутской области, 1962).

2.2 Растительность

Растительность на опытном участке и вокруг него примерно такая же, как по области и району в котором он расположен. Одна из главных особенностей области - большая заселенность территории. Северная часть территории, Восточный Саян и Байкальское нагорье покрыты тайгой. Верхняя граница в Саянах лежит на высоте 1800-2000 м над уровнем моря (Агроклиматический справочник по Иркутской области, 1962).

Флора Иркутской области представлена 1733 видами растений. По флористическому составу территория области относится к Восточно-Сибирской подобласти светлохвойных лесов. Покрытые лесом земли представлены на 77 % хвойными породами, 17 % - мелколиственными, 6 % - земель занято кустарниками. Чистых сосновых лесов мало, часто древостой смешанный, с участием лиственницы, березы, осины. В подлеске сосняков преобладают ольха, рододенрон, таволга, спирея, шиповник и другие. Из травянистых растений наиболее часто встречаются вейники, чина, клевер, герань, подмаренник.

В северных районах, где расположена мерзлота и линзы мерзлоты, главенствуют лиственичные леса. В лесах к лиственнице примешиваются: сосна, ель, реже - кедр. В подросте хорошо развиваются лиственница и береза, последняя преобладает в осветленных участках. Подлесок более богат, чем в сосняках (16 видов), где преобладают шиповник, жимолость, малина, смородина, рябина и рододендрон даурский. Богат травяной состав, что объясняется хорошей освещенностью яруса, встречаются овсяница и тимофеевка луговая, клевер.

Еловые леса приурочены к пониженным элементам рельефа, с переувлажненными болотистыми почвами, под которыми и нередка мерзлота.

Транянисто-кустарниковый ярус не развит или развит слабо из-за большой затенённости. В ельниках встречается лиственница, береза, реже кедр и пихта.

На слабо развитых каменистых и песчаных почвах на высоте свыше 800 м произрастают кедровники. Кедровые леса обычно высокие, густые, со слабо развитым подлеском из можжевельника, шиповника. Вместе с кедром растут лиственница и ель. Из лиственных пород широко распространены береза, осина, тополь и кустарники: ольха, яблоня, черемуха, реже рябина.

Наиболее известны приангарская, кудинская, ольхонская, баяндаевская и манзурская степи и лесостепи. В приангарских степях встречаются 358 видов растений, в том числе 35 видов злаков и 15 видов полыней.

Луговая растительность занимает долины рек, днище падей. В видовом составе лугов преобладает разнотравье, злаки и бобовые (Доманский, 2002).

2.3 Климат

Климат Иркутской области резко континентальный, с суповой, продолжительной, но малоснежной зимой и сравнительно теплым с обильными осадками летом. Эти особенности климата вызваны физико-географическими условиями территории и атмосферной циркуляцией, характер которой в теплом и холодном полугодиях различен. (Хуснидинов, 2000).

Зимой преобладает малооблачная погода со слабыми ветрами и малым количеством осадков. При этом широко развиваются процессы выхолаживания. Последние в сочетании с особенностями рельефа обуславливают весьма низкие температуры воздуха зимой. В теплом полугодии в результате более оживленной циклонической деятельности заметно возрастает облачность. В этот период года выпадает 65-85 % годовой суммы осадков.

Продолжительность солнечного сияния довольно велика и достигает 1900-2260 часов в год, по отношению к возможному она составляет 46-50%. Продолжительность дня в летние месяцы равна 16-19 часов. Средняя годовая температура воздуха повсеместно отрицательная: от - 9С на севере до - 12 С на западе и юго-востоке области. Самым холодным месяцем является январь. Средняя месячная температура воздуха самого теплого месяца - июля - колеблется в меньших пределах: от 18 до 11С и распределена более равномерно. Продолжительность теплого периода (со средней суточной температурой выше 0С) сравнительно невелика: 120-190 дней. Среднее многолетнее количество осадков на территории области составляет 350-450мм.

В течение года осадки распределены крайне неравномерно. В теплый период (май-сентябрь) выпадает 65-85 % годовой суммы.

Малое количество зимних осадков обуславливает небольшую высоту снежного покрова. На большей части территории области она составляет 40-50см (Хуснидинов,2000).

По данным Иркутской гидрометеорологической станции (ИГМС) среднемесячная температура воздуха колеблется как по годам, так и по месяцам (таблица 2.1.).

Таблица 2.1.

Среднемесячная температура воздуха за 2006, 2007 годы (по данным ИГМС),С

Месяца	Среднемесячная температура за 2006 г.	Среднемесячная температура за 2007 г.	Среднемноголетняя температура
Май	8,6	11,7	8,3
Июнь	16,0	15,5	15,5
Июль	18,6	19,8	17,4
Август	14,9	17,3	14,8
Сентябрь	10,1	11,6	8,0

Так, например, в мае 2007 года среднемесячная температура воздуха составила 11,7 С ,что на 3,1С выше, чем в мае 2006 года. Если смотреть изменение в течение вегетационного периода, то в июле 2007 года среднемесячная температура была выше по сравнению с остальными месяцами. В целом 2007 год был наиболее теплым, чем в 2006 году.

Среднее количество осадков за 2006 год было больше среднемноголетней нормы, а в 2007 году осадков выпало наоборот меньше и составило 136,2мм. За весенне-летний период осадки выпадали весьма не равномерно, по сравнению с 2006 годом в 2007 году осадков выпало меньше на 171,4мм, больше всего осадков пришлось на июль-август 2006 года - 99,2-84,5 мм. Меньшее количество осадков зарегистрировано в августе 2007 года всего 10,6 мм.

Изменения прослеживаются и по месяцам, так в мае осадков выпадает недостаточное количество, а в конце вегетации наоборот излишек (таблица 2.2.).

Таблица 2.2.

Среднемесячное количество осадков за 2006, 2007 годы (по данным ИГМС), мм

Месяцы	Среднемесячное количество осадков за 2006 г.	Среднемесячное количество осадков за 2007 г.	Среднемноголетнее количество осадков
Май	13,5	22,3	25
Июнь	78,5	37,3	52
Июль	99,2	45,0	99
Август	84,5	10,6	73
Сентябрь	31,9	21,0	57
Всего	307,6	136,2	306

В целом сложившиеся условия в 2006 и 2007 годах благоприятно сказались на росте и развитии травянистых растений. Что в свою очередь, несомненно, сказалось на степени созревания семян.

2.4 Почва

Участок, на котором выращивается пион, имеет дерново-подзолистую почву. В процессе сельскохозяйственного использования при внесении органических и минеральных удобрений, углублении пахотного горизонта и других мелиоративных мероприятий, дерново-подзолистая почва постепенно окультурилась. Окультуривание привело к повышению эффективного плодородия. Одновременно произошло увеличение емкости поглощения почвы и степени насыщенности основаниями, снизилась кислотность, повысилось содержание подвижных питательных веществ. Дерново-подзолистая почва характеризуется наличием оподзоленного горизонта. Сложение рыхлое, структура листовая. Реакция почвенного раствора нейтральная. Почва имеет среднее содержание фосфора (11-15мг на 100г почвы) и калия (15мг на 100г почвы). Содержание гумуса около 2,55%. Сумма поглощенных оснований составляет 30мг-экв/100 г почвы. В целом почва опытного участка вполне подходит для выращивания пиона.

3. ЭКСПЕРЕМНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Методика постановки опыта

В наших исследованиях мы использовали семена шести видов травянистых многолетников собранных в окрестностях посёлка Ханх, расположенного на северном побережье озера Хубсугул в Монголии. Семена пиона молочноцветкового были собраны в естественном месте обитания в степных сообществах Забайкалья (Краснокаменск) в 2005 и 2006 годах.

Корневища молочноцветкового пиона были привезены из Забайкалья (Краснокаменск) и высажены на Областной станции юных натуралистов в Иркутске. Сбор семян с этих растений был проведён в 2006 и 2007годах.

Весь собранный материал был тщательно отобран и изучен, что в свою очередь позволило установить влияние места произрастания семян и условий года на всхожесть и рост зародыша в семенах пиона.

У собранных семян определяли лабораторную всхожесть семян путем проращивания их на влажной фильтровальной бумаге в чашках Петри при температуре 20 - 22єС. В каждую чашку помещали семена в количестве 50 штук.

Опыт проводился с тремя препаратами: гетероауксин, альбит и циркон. Гетероауксин применяли в трех концентрациях 30мг/500мл, 50мг/500мл и 100мг/500мл. Контролем опыта служили семена проращиваемые с водой. Опыт проведен в трёх кратной повторности.

Гетероауксин (индолил-3-уксусная кислота) относится к группе веществ ауксины. Ауксины являются фитогармонами, преимущественно идольной природы, активизирующие рост отрезков колеоптилей, стеблей, листьев и корней, вызывающие тропические изгибы, а также стимулирующие образование корней у черенков. Кроме действия на рост растягивающихся клеток, ауксины способны вызывать клеточное давление. Образовавшиеся в растениях ауксины - существенное звено регуляции передвижения пластических веществ в растительном организме. Клетки и ткани, обогащенные ростовыми веществами, становятся как бы центром притяжения воды и питательных веществ. В этом, по-видимому, основная причина усиленного развития клеток и тканей (Кефеле, 1973).

Альбит, ТПС(6,2г/кг поли-бета-гидроксимаслянной кислоты, 29,8г/кг магния сернокислого, 91,1г/кг калия фосфорнокислого, 91,2г/кг калия азотнокислого, 181,5г/кг карбамида) является комплексным биостимулятором роста и развития растений. Семена замачивают в растворе (две капли на 50мл воды) на 12 часов. Стимулирует прорастание семян, ускоряет рост растений, повышает урожайность, ускоряет созревание плодов, защищает растение от неблагоприятных погодных условий (заморозков, засухи, избытка влаги) и болезней. Альбит применяется на всех стадиях роста и развития растений.

Циркон, Р (0,1г/л гидроксикоричных кислот) - природный регулятор и индуктор болезнеустойчивости растений. Увеличивает всхожесть семян (особенно некондиционных); гарантировано укореняет рассаду, черенки, одно- и многолетники; защищает от стрессов, увеличивает устойчивость растений к болезням, увеличивает срок хранения продукции.

Затем определяли скорость прорастания зародыша в семенах пиона из разных мест обитания. В качестве стимулятора роста использовали альбит. Перед обработкой препаратом семена подвергали скарификации с целью преодоления глубокого органического покоя. В дальнейшем через некоторые промежутки времени определяли размер семени и зародыша. Полученные данные были обработаны биометрическим методом. В итоге определили среднюю величину признака (М) и рассчитали коэффициент вариации.

Статистическая обработка проводилась по следующим формулам:

Вычисление средней арифметической:

Где М - средняя арифметическая;

?x - сумма всех вариант ряда;

N - объём выборки

Для оценки достоверности средней вычислили её ошибку по формуле:

m_M= д/

где m_M - ошибка средней арифметической;

д - среднее квадратичное отклонение;

N - объём выборки.

Вычисление среднего квадратичного отклонения:

д=+

Где д - среднее квадратичное отклонение;

?x - сумма вариант совокупности;

М - средняя арифметическая;

д - среднее квадратичное отклонение.

Среднее квадратичное отклонение характеризует степень отклонения вариант, данной совокупности, от среднего арифметического в абсолютных числа. Однако для сравнения вариабельности двух и более совокупностей величины сигмы не могут быть использованы, за исключением редкого случая, когда средние арифметические одинаковы или очень близки друг к другу. Во всех остальных случаях для сравнения совокупностей по их вариабельности необходимо вычислять коэффициент вариации.

Коэффициент вариации показывает, какой процент составляет сигма от средней арифметической, и позволяет сравнить между собой по степени варьирования любые совокупности. Коэффициент вариации имеет большое значение в биологии и агрономии, например для установления степени выравненности популяции или сорта по тому или иному признаку (Зайцев, 1984). Для чисел с одинаковым знаком коэффициент вариации вычисляют по формуле:

н=д/М*100

где н - коэффициент вариации;

М - средняя арифметическая;

Полученные результаты отражены в таблице 4 (приложение).

3.2 Эколого-морфологическая характеристика исследуемых растений

Многолетние травянистые растения широко используются в хозяйственной деятельности человека как кормовые, лекарственные и декоративные культуры. Но с возрастающими темпами развития общества возникает необходимость изучения новых видов дикорастущих растений для последующего введения их в культуру. Поэтому мы исследуем ряд многолетних культур, которые представляют интерес для общества.

Пионы известны человеку с глубокой древности. Еще за 300 лет до н.э. греческий философ Теофраст указал на его лечебные достоинства.

Современная история селекционной с пионами в Европе начинается с открытия пиона молочноцветкового (Paeonia laktiflora), произраставшего на Дальнем Востоке. Второй родиной этого пиона в начале ХIX века становится Франция, так как почти все ныне существующие сорта были получены от пиона молочноцветкового (Лучник, 1972).

Впервые этот вид был описан П.С.Палласом в 1773 г. В отличие от других видов, он стоит на одном из первых мест по устойчивости к засухе, серой гнили и морозам.

Пион молочноцветковый - Paeonia laktiflora Pall. Представляет собой многолетнее травянистое растение. Стебли 70-90см высотой, борозчатые, голые. Листья дважды перисто- или тройчаторассеченные; конечные доли 5-15см длиной, 1,5-5см шириной, удлинённо яйцевидные, продолговатые или ланцетные, на верхушке заостренные, к основанию клиновидно суженные, сидячие, жесткие. Цветки до 20см диаметром, молочно - белые или бледно - розовые. Листочки в числе 3-6. Семена крупные, овальные, темно-бурые. Светолюбивое растение. Этот вид родоначальник садовых форм и сортов (Думитрашко,1984). Обитает в луговых степях, на лесных опушках, в зарослях кустарников.

В народной медицине корни пиона применяются при желудочно - кишечных заболеваниях, при коликах, лихорадке, ревматизме, параличе, кашле, как тонизирующее средство, при язвенной болезни желудка. Настоем корня моют голову для усиления роста волос. В прошлом растение широко использовалось при зубной боли, поносах, эпилепсии, малярии, а также как приправа к мясным блюдам. В тибетской медицине применяется при желудочных заболеваниях, эпилепсии и некоторых других нервных болезнях.

В научной медицине пион применяется как повышающее аппетит и улучшающее пищеварение средство. Водные и спиртовые вытяжки из корня способствуют некоторому повышению кислотности желудочного сока, обладают некоторым обезболивающим действием и сильно выраженным седативным.

Корни содержат до 1,6% эфирного масла, в состав которого входит пеонол, метил - салицилат, салициловая и бензойная кислота. Кроме того, в корнях содержится глюкозид, салицин, до 10% сахара, танин и незначительные количества алколоидов. Корни пиона весьма богаты крахмалом.

В настоящее время введена в медицинскую практику настойка корней пиона в качестве средства, применяемого при бессоннице, повышенной нервной возбудимости, нервозах, сердечно - сосудистой системе (Телятьев,1976).

Ирис низкий (Iris humilis Yeorgi) представитель семейства ирисовых- Iridaceae. Стебли 5-20 (25)см высотой. Прикорневые листья 5 - 30см длиной, 3-10мм шириной, серовато- зеленые, при основании одеты немногочисленными отмершими буроватыми влагалищами, расщепленными на грубые волокна и бахромки. Листочки обверток 2-4см длиной, продолговатые, притупленные, равные цветоножкам с завязью и трубкой; при плодах становятся пергаментовидными, до половины или выше закрывают коробочку. Цветки обычно в числе 2, светло- желтые. Трубки околоцветников в 1,5- 2 раза короче отгибов. Наружные листочки околоцветников около 4см длиной, 1,5 -2 см шириной, пластинки их обратнояйцевидные, постепенно суженные в ноготок, на верхушке закругленные коробочки 3-5см длиной, эллиптические, к обоим концам заостренные. Плод - многосемянная коробочка. Семенная кожура толстая, содержит полисадный слой. Обитает на сухих лугах и степных, нередко каменистых склонах.

Прострел Турчанинова (Pulsatilla turczaninovii Krylov an Sery) многолетнее травянистое растение семейства лютиковых - Ranunculaceae. Прикорневые листья на длинных волосистых черешках, пластинки их с 3-5 парами боковых долей, которые почти дважды перисторассеченные на острые линейные дольки, 5-12мм длиной, 1-25мм шириной (расцветающие осенью экземпляры имеют более широкие до 3-4мм дольки). Листья покрывала почти до основания надрезаны на линейные, на верхушке 2-3 зубчатые дольки. Цветки крупные, почти прямостоячие, узкочашевидные. Листочки околоцветника 3-4см длиной, продолговатые, заостренные, фиолетовые, снаружи волосистые. Плод - многоорешек. Хвосты плодиков длинные (4-5см), в нижней части длинно - в верхней коротко волосистые. Обитает преимущественно на степных склонах, суходольных районах, в степях.

Прострел - это ядовитое и лекарственное растение, содержит алколоид анемонин; он оказывает раздражающее действие на кожу. Имеет широкое применение в гомеопатии. Некоторые виды разводят в садах, как декоративные.

Астрагал перепончатый (Astragalus membranaceus Bunge). многолетнее травянистое растение семейства бобовых - Fabaceae . Стебли 30-60см высотой, по несколько от толстого корня, прямые, голые или почти голые. Листочки в числе 10-14 пар, 10-20мм длиной, 2-7мм шириной, эллиптические или продолговато-яйцевидные, тупые, сверху голые, снизу с одиночными волосками по краям и вдоль средней жилки. Цветки в коротковатых, затем удлиняющихся, рыхлых кистях, по отцветавшим поникающие. Прицветники до 5 мм длиной, линейные, равные или немного длиннее цветоножек. Чашечки 5-7мм длиной, ширококолокольчатые, сильно скошенные с очень короткими (менее 1мм длиной) зубцами. Венчики 15-17мм длиной желтые. Плод - вскрывающийся боб разнообразной формы. Бобы 15-20 (23)мм длиной полуовальные с боков почти плоскосжатые. тонкоперепончатые, прижато черно-волосистые, очень редко почти голые. Произрастает на лугах, луговых степах, лесных опушках, в зарослях кустарников, в осветленных лесах

Копеечник альпийский (Hedysarum alpinum L.) представитель семейства бобовые - Fabaceae. Стебли 20-40 (70)см прижато опушенные, прямые или восходящие. Листочки в числе 4-7 (9) пар, продолговато-эллиптические или узко продолговатые, снизу голые, опушенные по краям и средний жилке короткими прижатыми волосками. Цветки красновато- фиолетовые, в укороченных многоцветковых кистях. Прицветники равны чашечке со цветоножкой или достигают её зубцов. Чашечки около 5 мм длиной колокольчатые, зубцы широко или узкотреугольные, слегка неравные, в 1,5-2 (3) раза короче трубки. Венчики 18-22мм длиной. Лодочка немного (до 3мм) короче флага и почти равных ему крыльев. Членики бобов в числе (1) 2-4 почти округлые или слегка продолговатые, широко окаймленные, голые или средними волосками по одному шву (Севера восточное побережье Байкала). Произрастает в альпийском поясе на щебнистых луговых склонах, галечниках, песчаных берегах рек, а также по опушкам.

Копеечник представляет серьёзное значение в качестве кормовой культуры. Некоторые виды разводят в садах в качестве красивоцветущих и декоративных растений.

Козелец австрийский (Scorzanera austriaca Willd) декоративное и лекарственное растение семейства астровых - Asteraceae. Стебли 2-40 (50)см высотой, голые, с немногими (1-3) короткими листьями. Прикорневые листья многочисленные, 5-20 (30)см длиной, 3-35 (40)мм шириной, голые, от линейных до ланцетно-линейных и широколанцетных, голые, иногда суженные в довольно длинный черешок; стеблевые уменьшенные, линейно- ланцетные, травянистые, верхние часто пленчатые. Корзинки одиночные (редко 2-3) на верхушке стебля. Обертки 2-2,5см длиной, 0,5-1,5см шириной, листочки их от широкояйцевидных до продолговатых и ланцетных, притупленные, внутренние на верхушке более или менее курчавоволосистые. Семянки 8-12(14)мм длиной, палочковидные, слегка согнутые, голые, обычно лишь в верхней части подхохолком, реже по всей поверхности мягко и смято, волосистые. Хохолок неопадающий. В степях на каменисто- щебнистых склонах, иногда по залежам.

Вздутоплодник сибирский (Phlojodicarpus sibiricus Steph. ex Spreng.) ценное лекарственное растения из семейства сельдерейные - Apiaceae. В поземных органах вздутоплодника сибирского обнаружены пиранокумарины - дигидросамидин и виснадин, на основе которых созданы препараты, обладающие спазмолитическим действием (Пименов и другие, 1968; Пименов, 1976). Ценное лекарственное растение официальной медицины, основной ареал вида находится в Восточном Забайкалье. В отличие от многих других видов, скопления которых образуются в результате вегетативного размножения, скопления вздутоплодника возникают исключительно семенным путем (Гилёва,2003). Шейка (головка) корня густо покрыта остатками прошлогодних черешков с расширенными светлыми влагалищами. Стебли 40-70см высотой, простые или с немногими ветвями, с 2 -3 листьями вернее вздутыми влагалищами с маленькой пластинкой или без неё. Прикорневые листья 20-30см длиной, сизые с довольно длинным черешком, трижды перистые. Зонтики 3-8см диаметром, с 8-30 лучами; лучи обвертка, завязи негусто пушистые, иногда только в ложбинках, очень редко завязи и плоды голые. Краевые ребра несколько шире спинных, плосковатые (Флора центральной Сибири, 1979).

Вздутоплодник сибирский в Забайкалье - компонент растительности горных каменистых степей, где произрастает преимущественно на привершинных остепнённых склонах сопок (Сергиевская, 1951).

Семена изучаемых видов отображены в приложении 1,2,3,4,5,6,7.

3.3 Результаты исследований

Для того, чтобы увеличить процент всхожести семян различных культур использовали стимуляторы роста: альбит, циркон и гетероауксин в трёх концентрациях(30,50,100мг/500мл воды). Полученные результаты были обработаны и занесены в таблицу 3.1.

Таблица 3.1.

Влияние стимуляторов роста на всхожесть семян, %