Биоморфологические особенности роста и развития некоторых видов смородины в условиях Караганды

В статье изучены и выявлены адаптивные морфологические показатели шести видов рода Смороди­на — Ribes L., использующихся как ягодные и озеленительные растения в условиях Караганды. Были взяты виды, которые культивируются в Карагандинском ботаническом саду: Ribes nigrum L., Ribes Meyeri Maxim. и являются представителями флоры Центрального Казахстана, другие — Ribes americanum L., Ribes aureum Pursh., Ribes diacantha Pall., Ribes petraeum Wulf. — интродуцированы. Анализ шести видов смородины показал, что максимальная высота кустов у смородины золотой — 260,0-10,5 см, а минимальная — у смородины Мейера — 27,0-1,0 см, максимальное количество по­чечных чешуй у смородины золотой — Ribes aureum Pursh. — 8-14, минимальное — у смородины двуиглой — Ribes diacantha Pall. — 7-9. Авторами отмечено, что результаты морфологического ана­лиза шести видов рода Смородина, произрастающих в условиях культуры Центрального Казахстана показывают, что все изученные виды растений обладают общими морфологическими признаками, свойственными этому роду и устойчивостью к неблагоприятным климатическим условиям Караган­ды. 

Правительство Казахстана, заботясь о здоровье и благосостоянии народа, уделяет огромное вни­мание озеленению города, охране полезных природных объектов и расширению работ по интродукции растений. Древесно-кустарниковые насаждения играют важную роль в улучшении санитарного со­стояния окружающей среды, увлажнении и смягчении климата. Они являются естественным фильт­ром, очищающим атмосферу от пыли, газов и вредных для здоровья человека веществ.

По нормам Института питания человек должен потреблять около 100 кг плодов и ягод в год, в том числе 10-12 кг ягод. В Казахстане на душу населения приходится всего 3-5 кг. Между тем на территории Казахстана обильно произрастают дикорастущие ягодные культуры, богатые витамина­ми. К сожалению, до настоящего времени не выработаны современные технологии по сбору и пере­работке дикорастущих ягод. Только 10 % от громадного урожая ягодных культур, в том числе раз­личных видов смородины, используется рационально [1].

При введении в культуру предпочтение следует отдавать видам, приспособленным к местным условиям и не требующим больших затрат при их выращивании на культурных плантациях. В сязи с этим нельзя не обратить внимание на шесть ценных видов рода смородины: Ribes Meyeri Maxim., Ribes aureum Pursh., Ribes diacantha Pall., Ribes petraeum Wulf., Ribes americanum L., Ribes nigrum L., которые встречаются на территории Карагандинской области и используются человеком с глубокой древности.

Род Смородина — Ribes L. принадлежит к семейству камнеломковых Saxifraigaceae DC. Это семейство объединяет десять родов. Род Смородина — Ribes L. объединяет более ста пятидесяти ви­дов, в том числе около сорока видов, произрастающих в СНГ [1].

Ягоды смородины содержат сахара (4-13 %), органические кислоты (0,33-4,5 %), пектиновые вещества (0,43-3,4 мг/100 г), аскорбиновую кислоту (32-568 мг %), дубильные вещества (410­2700 мг %), витамины: Р (0,3-0,5 %), К (0,25 мг %), Е (0,34 мг %), РР (2 мг %), В₁ (0,1 мг %), В2 (0,3 мг %), микроэлементы (мкг): железо — 900, йод — 8, кобальт — 2, марганец — 150, медь — 167, никель — 54, цинк — 150. Из макроэлементов встречаются (мг): калий — 275, кальций — 36, магний — 17, натрий — 21, фосфор — 33 [2].

Органические кислоты и дубильные вещества, содержащиеся в ягодах смородины, убивают бо­лезнетворные микробы в теле человека, защищают от радионуклидов. Пектины смородины мягко выводят вредные вещества и излишки холестерина, восстанавливают микрофлору кишечника. Поли-фенольные соединения укрепляют стенки кровеносных сосудов, регулируют проницаемость клеток [2].

Уникальность смородины состоит в том, что она одновременно является источником витаминов, минеральных веществ, обладает антисептическими свойствами и средством очистки организма. Смо­родина хорошо известна как медонос. Свежие и сушеные листья применяли при засолке овощей, как корм для скота, бобров, рябчиков. Поэтому виды смородины R. Meyeri Maxim., R. aureum Pursh., R. diacantha Pall., R. petraeum Wulf., R. americanum L., R. nigrum L. являются хорошо изученными объектами. Имеются работы по введению в культуру этих растений в южных [3] и западных [4] об­ластях Казахстана, Туркменистане, Узбекистане [5], Белоруссии [6]. Исследования по интродукции и селекции видов смородины в последние несколько десятилетий значительно интенсифицировались, создано значительное число новых сортов [7].

Следует отметить, что несмотря на хорошую изученность видов смородины в естественных ус­ловиях и в культуре в южных и западных областях Казахстана, в отношении отмеченных видов су­ществует ряд разноречивых мнений ученых. Слабо изучены морфологические признаки, позволяю­щие выявить адаптивные данные, которыми можно руководствоваться при выборе растений для рас­ширения работ по интродукции в условиях резко континентального климата Центрального Казахста­на, не выяснен вопрос о том, какой из шести видов смородины экономически более выгоден при вы­ращивании на культурных плантациях.

В настоящее время ученые особое внимание обращают на те растения которые вообще не изуче­ны в условиях Центрального Казахстана. К их числу относятся с. Мейера, с. американская, с. черная, с. золотая, с. двуиглая, с. каменная. Эти виды в природных условиях Центрального Казахстана встре­чаются часто, но не образуют зарослей промышленного масштаба.

В связи с этим для изучения были взяты виды, которые культивируются в Карагандинском бота­ническом саду. Одни из них — смородина чёрная — Ribes nigrum L., смородина Мейера — Ribes Meyeri Maxim. — являются представителями флоры Центрального Казахстана, другие — смородина американская — Ribes americanum L., смородина золотая — Ribes aureum Pursh., смородина двуиглая, или таранушка, — Ribes diacantha Pall., смородина каменная — Ribes petraeum Wulf. — интродуци-рованы.

Задачей настоящей работы является изучение и выявление адаптивных морфологических пока­зателей шести видов рода Смородина — Ribes L. произрастающих как ягодные и озеленительные растения в условиях Караганды.

Работа выполнена на материале, собранном в 2008-2010 гг. с куста, из хорошо развитых мо­дельных видов смородины, произрастающих в Карагандинском ботаническом саду. Обработка соб­ранного материала проводилась на кафедре ботаники. Линейные размеры растений определяли с по­мощью линейки. Замеры проводили в тридцатикратной повторности. Число листовых зачатков в вер­хушечной почке подсчитывали с помощью бинокулярной лупы БМ-51-2. Для морфологического ис­следования брали средний лист однолетнего побега. Площадь взрослого листа определяли весовым методом. Все цифровые данные подвергались статистической обработке по формуле [8].

По литературным данным все исследуемые виды смородины неприхотливы к почвам, зимо­стойки, отличаются поздним цветением, позволяющим ей не попадать под ранневесенние заморозки, плоды богаты витаминами и сахарами. Они хорошо переносят обрезку, устойчивы к болезням и вре­дителям, легко размножаются отводками, одревесневшими и зелеными черенками. Ее используют для закрепления склонов и создания подлеска в центральных районах европейской части России. Ви­ды смородины — растения влаголюбивые, в естественных условиях произрастают на сырых местах, берегах рек, по оврагам [9]. Наиболее сильные побеги образуются на нижних частях ветвей и на раз­ветвлениях первого порядка. Листья смородины являются характерным и устойчивым признаком ви­да. Различаются они по запаху, размеру, углу отхождения, симметричности, зубчатости, положению листовой пластинки, гофрированности, морщиности, окраске, опушению, блеску, кожистости и дру­гим признакам.

В Карагандинском ботаническом саду интродуцирована смородина американская семенами в 1975 г. из Ашхабадского ботанического сада. В условиях Караганды у смородины американской начало вегетации отмечено во второй декаде апреля. Образует довольно компактные округлые кусты 1,5-1,7 метра высоты. Массовое цветение отмечено в конце мая. Продолжительность цветения 6-10 дней. Цветки собраны в желтоватые кисти. Плодоносит сравнительно слабо. Ягоды съедобные, чёр­ные, блестящие, созревают в середине августа. Кустарник урожайный, средний урожай с куста 1,7 кг; очень декоративный благодаря пониклым многоцветковым кистям как в период цветения, так и пло­доношения, а особенно ценится благодаря пурпурно-красной окраске листьев, которая отмечается с конца августа до конца листопада. Смородина американская — зимостойкий кустарник в условиях Центрального Казахстана, засухоустойчивый, весенними заморозками не повреждается. В насажде­ниях ботанического сада растения повреждаются в средней степени паутинным клещом. В Централь­ном Казахстане рекомендуется для озеленения, так как этот вид пригоден для групповой посадки, в декоративных насаждениях. Недостаток — малая долговечность куста. Растение необходимо свое­временно формировать и восстанавливать, что не представляет трудности при лёгком размножении вида и быстром росте. Вполне заслуживает разведения в Карагандинской области.

Общим мнением ботаников [10] является то, что главная функция почечных покровов — это за­щита нежных внутренних частей почки от избыточной транспирации. Поэтому было обращено вни­мание на количество почечных покровов. У смородины американской количество почечных чешуй 3-5 пар.

У растений в лесах Подмосковья в почках возобновления побег будущего года сформирован полностью, вместе с зачатками соцветий и цветков [10]. В условиях Караганды, в частности для рода Ribes L., этот вывод не подтверждается. Морфологические признаки культивируемых видов сморо­дины представлены в таблице. Как видно из таблицы, у смородины американской число листовых зачатков в зимующей почке в среднем 8,2±10, а число узлов на однолетнем побеге 21,8±0,80, т.е. больше почти в 2,5 раза. Эти данные позволяют утверждать, что большая часть метамеров заклады­вается и развивается во время открытого роста побега.

Подсчёты листьев показали, что их число на однолетнем побеге чаще составляло 21 лист, мак­симальное же количество — 23. Таким образом, приведённые наблюдения показывают, что у сморо­дины американской на побеге чаще имеется нечётное число листьев.

Засухоустойчивость смородины чёрной удовлетворительная, иногда, в слишком жаркие и сухие дни июля, наблюдались ожоги ягод и сильное распространение паутинного клеща. В условиях куль­туры сеянцы росли быстро. Высота растений сравнительно небольшая, пятнадцатилетние кусты дос­тигали 1,3-1,5 метра. Зацветали растения на третий-четвертый год. Цветение обильное и продолжи­тельное (в среднем 24 дня), плодоношение также обильное.

По нашим данным, смородина чёрная не отличается особой декоративностью. Высота кустов равняется 140,0±10,0 см (рис.), листья 3-5-лопастные, в диаметре 6,5±0,66 см, площадь листа 34,45 см² (табл.). Листья имеют приятный запах, в конце мая - начале июня появляются поникшие кисти лиловатых, до 1 см в диаметре колокольчатых цветков, длина кисти 3,5±0,40 см, 5-10-цвет-ковые. В конце июля созревают очень вкусные и ароматные ягоды.

Из-за раскидистости кустов, с лежащими на земле нижними ветвями, для посадок регулярного типа не пригодна, но благодаря нетребовательности к почвенным условиям, лёгкости размножения, быстрому росту может быть использована и в озеленении. Рекомендуется для подлеска парковых массивов и опушенных групп.

Рисунок. Высота кустов некоторых видов рода Смородина — Ribes L. в условиях Караганды

В литературе [7] имеются данные о том, что в полупустыне смородину чёрную акклиматизиро­вать не удалось. Она сильно страдала в засушливые периоды лета. На листовых пластинках появля­лись массовые ожоги. Плодоношение было очень слабым, а ягоды очень мелкими.

У смородины чёрной количество почечных чешуй 6-11, число листовых зачатков в зимующей почке в среднем 9,40±0,66, а число узлов на однолетнем побеге 10,6±1,80 (табл.). Это позволяет сде­лать вывод, что все метамеры закладываются в почке в предыдущий вегетационный период и изредка один-два метамера развивается в процессе открытого роста. Подсчёты листьев показали, что в сред­нем их на однолетнем побеге 9-10, редко 13.

По мнению некоторых авторов [11], смородина золотая отличается быстрым ростом, морозо­стойкостью, адаптируется с бедными и песчаными почвами, пригодна для разведения во всех зонах, является одним из самых надёжных кустарников для стриженых изгородей на улицах и бульварах.

У Ribes aureum Pursh. — смородины золотой высота кустов равняется 260,0±10,5 см, с простыми или мелко опушёнными побегами. Листья в очертании округло-почковидные, в диаметре 4,5±0,8 см, площадь листа 14,58 см, с глубокими, тупыми 2-3-зубчатыми лопастями и клиновидным основанием, с обеих сторон голые, длина кисти 5,1±0,4 см, 5-15-цветковые, с крупными прицветниками (табл.). Цветки жёлтые, душистые. Ягоды шаровидные, чёрные или пурпурно-коричневые, 6-8 мм в диамет­ре, съедобные.

При параллельном испытании с другими видами в Караганде смородина золотая оказалась самой быстрорастущей и наиболее крупной по размерам кустов, высота которых достигала 2-2,6 метра. Не­требовательна к почвенным условиям, удовлетворительно росла даже на бедных боровых песках. Не­достатком этого вида является слишком сильный и длительный рост побегов, который затягивается до 15 августа, а иногда и до 20 сентября, что приводит к частому подмерзанию концов побегов на 5-10 см. Неоценимым качеством смородины золотой является высокая засухоустойчивость, что даёт возможность использовать её в степной зоне, где другие виды смородины чувствуют себя плохо. Смородина золотая декоративна во время массового цветения, золотисто-жёлтые цветки выделяют осо­бо ароматные запахи, плодоносит продолжительно и обильно, ягоды по величине, окраске и вкусу сильно варьировали. Перспективна для выведения крупноплодных сортов, с целью использования их как ягодных растений в засушливой части Карагандинской области, где чёрная смородина может расти только при условии полива. В зелёных насаждениях пригодна для групп и живых изгородей. Её хорошо размножают местные жители в питомниках и широко применяют в озеленении, она также может быть рекомендована в лесные защитные полосы для населенных пунктов Карагандинской области.

При изучении верхушечных почек нами установлено, что почечных чешуй у смородины золотой 8-14, число листовых задатков — 13,20±3,29, а число узлов на однолетнем побеге — 22,50±2,61 (табл.), т.е. почти в 2 раза больше. Следовательно, почти половина метамеров закладывается и разви­вается в процессе открытого роста. Число листьев на побеге 21-23, минимально — 19, максималь­но — 26.

Смородина Мейера — Ribes Meyeri Maxim. — кустарник с желтыми, слегка опущенными или железистыми прямыми побегами. Высота кустов равна 27,0+1,0 см (рис.). Листья 3-5-лопастные, с неглубокими тупыми или коротко заострёнными лопастями, сверху голые, снизу густо опушенные или с обеих сторон железисто-щетинковые, в диаметре 3,3±0,4 см. В июле появляются тёмно-грязно­ пурпуровые медоносные цветки, собранные по 4-10 в кисти, с волосистой осью, длина кисти — 1,2±0,2 см (табл.). Плодоношение обильное, в августе кусты сплошь усыпаны фиолетово-чёрными ягодами.

Следует отметить, что из исследуемых шести видов один вид — с. Мейера оказался не зимо­стойким: не перезимовав, на втором году жизни вид погиб, поэтому часть исследований сделана только для пяти видов рода Смородина — Ribes L.

В литературе имеются данные о том, что смородина двуиглая обитает по каменистым склонам, среди скал и по осыпям, обычно небольшими зарослями [12].

По нашим данным Ribes diacantha Pall. — смородина двуиглая, или таранушка, кустарник до 1 метра высотой, т. е. высота кустов составила 100,0±30,3 см (рис.), с парными шипами в узлах и шишками на междоузлиях. Листья обратнояйцевидные, с клиновидным основанием, в диаметре 3,4±0,5 см, площадь листа 7,63 см², в верхней части с тремя слабо развитыми лопастями, с крупными, но редкими зубцами, снабжёнными остриями, сверху тёмно-зелёные, блестящие, снизу беловатые, с обеих сторон голые. Кисти — 3,1±0,7 см длиной. Ягоды шаровидные, 5-7,5 мм в диаметре, крас­ные.

У смородины двуиглой, или таранушки, количество почечных чешуй 7-9, число листовых зачат­ков в зимующей почке 8,80±1,71, число узлов 18,0±3,22. Это позволяет сделать вывод, что половина метамеров закладывается в процессе открытого роста побега. Подсчёты листьев показали, что их на однолетнем побеге 14-18, максимально — 22. Таким образом, приведённые подсчёты показывают, что у смородины двуиглой, или таранушки, на побеге чётное число листьев.

Ribes petraeum Wulf. — смородина каменная — кустарник до 1-1,5 метра высотой, с прямостоя­щими голыми побегами, высота кустов составляет 120±30,4 см (рис.), листья 3-5-лопастные, в диаметре — 4,0±1,1 см, кожистые, плотные, с сердцевидным или усеченным основанием, морщи­нистые в молодости, снизу, особенно по жилкам, опушенные, площадь листа 7,21 см². Кисти 2,4±0,6 см длиной (табл.), многоцветковые, цветоложе колокольчатое. Ягоды темно-красные, кислые.

У смородины каменной количество почечных чешуй 4-6 пар, число листовых зачатков в зи­мующей почке в среднем 12,20±2,71, а число узлов на однолетнем побеге 15,80±1,12 (табл.). Это по­зволяет сделать вывод, что большинство метамеров закладывается в почке в предыдущий вегетаци­онный период и лишь небольшая часть их развивается в процессе открытого роста.

Подсчёты листьев показали, что в среднем их на однолетнем побеге 16, минимум — 14, макси­мум — 17.

Выводы

Таким образом, результаты морфологического анализа шести видов рода Смородина — Ribes L., произрастающих в условиях Караганды, показывают, что все изученные виды растений обладают общими морфологическими признаками, свойственными для рода Смородина — Ribes L., и призна­ками устойчивости к неблагоприятным климатическим условиям Караганды, которые выражаются в следующем:

1. Морфологический анализ шести видов смородины показал, что максимальная высота кустов установлена у смородины золотой — 260,0±10,5 см, минимальная — у смородины Мейера — 27,0±1,0 см, а максимальное количество почечных чешуй у смородины золотой —Ribes aureum — 8-14, минимальное — у смородины двуиглой —Ribes diacantha Pall. — 7-9. Высота кустов коррелирует с приростом годичного побега.
2. Приспособительными признаками устойчивости к неблагоприятным климатическим условиям Караганды у видов смородины являются: заложение всех листовых зачатков будущего побега внутри почки ещё в предыдущий вегетационный период, только у смородины черной часть метамеров разви­вается в процессе открытого роста.
3. Полученные результаты можно использовать при выборе декоративных, плодовых и других полезных древесно-кустарниковых растений для интродукции в городах Центрального Казахстана.

Список литературы

1. КукеновМ.К., Грудзинская Л.М., БеклемишевН.Д. Лекарство из растений. — Алматы: Мектеп, 2002. — С. 125.
2. Соболевская К.А. Интродукция растений как один из путей рационального использования и сохранения природных и растительных ресурсов // Рациональное использование и охрана живой природы Сибири. — Томск, 1971. — С. 357.
3. КукеновМ.К. Атлас ареалов и ресурсов лекарственных растений Казахстана. — Алматы: Ғылым, — 63 с.
4. Базилевская Н.А. Теория и методы интродукции растений. — М.: Изд. Моск. гос. ун-та, 1964. — 130 с.
5. Савина Н.В. Интродукция некоторых видов рода смородины // Вестн. с.-х. лит. — 1977. — № 7.
6. Лучник З.И. Интродукция деревьев и кустарников в Алтайском крае. — М.: Колос, 1970.
7. Соловьева А.Е. Ассортимент видов древесных растений для озеленения населенных мест Белгородской области: На-уч.-практ. рекомендации. — Белгород: Политерра, 2009. — 131 с.
8. Зайцев Г.Н. Методика биометрических расчетов. — М.: Наука, 1973. — 256 с.
9. Заленский В.Р. Признаки засухоустойчивости у растений Юго-востока // Сельское и местное хозяйство. — 1973. —№ 1.
10. Сорокопудов В.Н., Мелькумова Е.А. Биологические особенности смородины и крыжовника при интродукции. — Но­восибирск: РАСХН. Сиб. отд., 2003. — 296 с.
11. Стороженко Д.М. Почвы мелкосопочника Центрального Казахстана. — Алма-Ата, 1967. — 268 с.
12. Карамышева З.В., Рачковская Е.И. Ботаническая география степной части Центрального Казахстана. — Л., 1973. —276 с.