Морфобиологические особенности некоторых дикорастущих видов рода Hordeum L. в условиях интродукции

АННОТАЦИЯ

В статье приводятся морфобиологические особенности некоторых дикорастущих видов родов Hordeum L.

ABSTRACT

Morphobiology features of some species of genus Hordeum L.  are given in this article. 

Интродукция растений является отраслью ботаники и растениеводства, призванной содействовать обогащению растительных ресурсов того или иного географического региона. Также велика роль интродукционных исследований в сохранении биологического разнообразия растений, являющейся актуальной проблемой, когда все возрастающее антропогенное воздействие приводит к безвозвратному исчезновению дикорастущих видов и обеднению флоры. Разработка научных основ интродукции растений, воспроизводство полезных, редких и исчезающих растений играют большую роль в обогащении и рациональном использовании растительных ресурсов.

Флора Узбекистана богата различными полезными видами, среди которых особое место занимают дикие сородичи культурных растений. К их числу можно отнести виды из рода Hordeum L.

Известно, что в настоящее время одной из важнейших мировых проблем является проблема сохранения биоразнообразия, в том числе и фиторазнообразия. К таким ценным растениям с полным основанием могут быть отнесены представители семейства Роасeae, в том числе виды рода Hordeum L., многие из которых часто используются и как лекарственные и как кормовые.

Род Hordeum относится к семейству злаковых (Роасеае) и отличается от остальных родов этого семейства строением колоса - его колоски одноцветковые. Ранее различали около 150 видов ячменя. Современные методы таксономии, использующие достижения молекулярной генетики, позволили намного точнее определить степень родства в рамках рода Hordeum, и большинство считавшихся ранее самостоятельными видов сегодня включено в вид Н. vulgare или в качестве подвидов в другие виды, в результате чего количество видов снизилось до 31 [5]. Около половины видов рода Hordeum являются диплоидными (2п=14), остальные виды тетраплоид-ные (2п=28) или гексаплоидные (2п=42). Культурные формы выращиваемого ячменя относятся к подвиду Н. vulgare ssp. vulgare. В селекции используются также Н. vulgare ssp. spon-taneum, H. bulbosum и некоторые другие виды.

Настоящая работа ставит своей задачей – изучить биологические особенности диких видов ячменя применительно к задачам селекции, выявить хозяйственно-ценные признаки и свойства и рекомендовать лучшие образцы коллекции дикорастущих видов для решения важнейших проблем селекции (зимостойкости, засухоустойчивости, иммунитета к заболеваниям).

Основные опытные посевы и изучение материала проводились в Андижанского области на опытной участки Андижанского государственного университета, в течение 2015-2016 гг.

Фенологические наблюдения проводились методам Г.Н. Зайцев [1,2] и качество и масса 1000 семян определены по «Международным правилам» [5], «Совершенствование метода качественной оценки семян» [8], «Методические указание по семеноведение интродуцентов» [6], Биология цветения по А.Н. Пономареву [7]. Полученные в опытах материалы подвергли математической обработке общепринятыми методами (по Б.А. Доспехову) [1].

Нами проведено биологическое исследование коллекции дикорастущих ячменей в основном видов, распространенных в Узбекистане. Исходный материал для изучения привлечен из разных источников.

Для исследований привлечены следующие 4 видов: H.brevisubulatum Link., H.bulbosum L., H.leporinum Link., H.spontaneum C.Koch.

Всего изучалось 28 образцов различного географического происхождения. В результате проведенных наблюдении нами выявлен ряд дополнительных, не указанных в литературе, морфологических признаков, облегчающих распознавание некоторых сходных по внешним признакам дикорастущих видов. H.spontaneum C.Koch. различаются не только по длине колосковых чешуй, но и наличием или отсутствием опущения на листьях, по величине и форме цветковых чешуй и крупности семян и т.д.

Дикорастущие виды ячменя весьма разнообразны по высоте растений – от 15 до 170 см. по высоте растений выделяется вид H.bulbosum L. (130-170 см). Спонтанный ячмень по высоте близок к культурному ячменю (80-130 см).

Большинство дикорастущих видов отличается значительно более узким листом по сравнению с культурным ячменем.

Продуктивная кустистость высокая – 150-170 колосоносных стеблей на один растение. Исключение составляют лишь H.bulbosum L. (12-20 стеблей) и H.spontaneum C.Koch. (5-10 стеблей).

По массе 1000 зерен изучаемые виды отличаются исключительным разнообразием. В пределах каждого вида, особенно у H.bulbosum L. и H.spontaneum C.Koch., крупность семян значительное варьирует, в зависимости от условий произрастания и географического происхождения образцов. Наиболее крупной зерновкой (вес 1000 зерен 32-48 г.) отличеются виды секции Crithe Doell, куда входит дикорастущий двурядный ячмень H.spontaneum C.Koch. Остальная часть дикорастущих видов ячменя имеет зерновку наибольших размеров (вес 1000 зерен 2,1-14 г.).

Часто зерновка тетраплоидных видов значительно крупнее, чем у диплоидных, близких к ним по происхождению и морфологии [4,9].

Все изучаемые нами виды обладали колосом с сильно ломкой остью. Длина колоса колеблется от 5 до 20 см. Вид H.leporinum Link. имеют колос всего лишь 3-6 см, в то время как у H.bulbosum L. он достигает 20 см длины. Дикорастущим видам присущ двурядный колос. На каждом членике колосового стержня находится по три колоска, из которых средний плодущий, а боковые рудиментарные или пыльниковые.

В результате изучения коллекции ячменя было выявлено, что дикие ячмени весьма разнообразны по продуктивности и отдельным ее элементам: кустистости, длине колоса, весу 1000 зерен. Наибольшей кустистностью (до 170 стеблей) отличаются виды H.spontaneum C.Koch. и H.leporinum Link. Более крупнозерными являются H.bulbosum L. (32-48 гр.).

Цветение колоса проходило в акробазипетальном типе.

Продолжительность цветения колоса в опытах варьировало от 4 до 5 дней с наибольшей интенсивностью во второй день. Цветение начинается в 6 часов, достигая своего пика в основном в утренние (8.00-8.30) и вечерние (18.30-19.30) часы. Так, в утренние часы при температуре 10-19⁰С и относительной влажности воздуха 80-90% в колосе H.spontaneum C.Koch.обычно распускается 43,1% цветка. В 14-16 часов у всех изученных видов распускается сравнительно мало цветков, так как в это время отмечаются самая высокая температура (24⁰С) и самая низкая относительная влажность воздуха 70-80% . В это время в колосе изученных видов наблюдается соответственно 11,2; 16,0; 17,2; 15,6; 5,0; 16,7% распустившихся цветков.

Таким образом, виды из р. Hordeum L. хотя цветут в течение суток, однако подтверждают более высокую адаптивность к изменяющимся факторам: температуре и влажности. Это свидетельствует менее приспособленности к перекрестному опылению. 

Таким образом, жизненный потенциал дикорастущих злаков достаточно высокий, что позволяет высказать предположение о выработке растениями в процессе эволюции определенных адаптационных свойств, которые позволяют им надежно существовать в экстремальных условиях среды.