Биологические особенности Ribes alpinum L. при интродукции в Белгородской области тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.01, кандидат биологических наук Пацукова, Надежда Геннадьевна

• Пацукова, Надежда Геннадьевна
• кандидат биологических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Пацукова, Надежда Геннадьевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ИНТРОДУКЦИЯ ПОДРОДА BERISIA L. (обзор литературы).

1.1. Культура красной смородины в историческом аспекте.

1.2. Систематическое положение рода Ribes L. и его некоторых представителей.

1.3. Интродукция красной смородины.

1.4. Зимостойкость красной смородины.

1.5. Болезни и вредители красной смородины.

1.6. Урожайность красной смородины.

Глава 2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Физико-географическая и климатическая характеристика

Белгородской области.

2.2. Метеорологические условия в годы проведения исследований

2.3. Объекты исследований.

2.4. Методика исследований.

Глава 3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ RIBES ALPINUM L. ПРИ ИНТРОДУКЦИИ.

3.1. Фенологические особенности смородины альпийской при интродукции.

3.2. Зимостойкость смородины альпийской.

3.3. Засухоустойчивость смородины альпийской.

3.4. Болезни и вредители смородины альпийской.

3.5. Биология цветения.

3.6. Фертильность и жизнеспособность пыльцы.

Глава 4. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СМОРОДИНЫ АЛЬПИЙСКОЙ ПО КАЧЕСТВЕННЫМ ПРИЗНАКАМ.

4.1. Признаки качества урожая.

4.2. Семенная продуктивность смородины альпийской.

4.3. Элементный состав плодов, семян и листьев смородины альпийской.

4.4. Анатомическое строение смородины альпийской.

4.5. Биохимическая оценка.

4.5.1. Содержание сахара и сухих растворимых веществ в плодах смородины альпийской.

4.5.2. Содержание витамина С (аскорбиновой кислоты) в плодах смородины альпийской.

4.5.3. Качественный и количественный анализ каротиноидов.

Глава 5. ПЕРСПЕКТИВЫ ИНТРОДУКЦИИ RIBES ALPINUM L. В УСЛОВИЯХ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ.

5.1. Фенотипическая оценка по габитусу куста.

5.2. Морфологическая оценка форм смородины альпийской.

5.3. Интегральная оценка форм.

5.4. Описание новых сортов.

5.4.1. Сорт Эврика.

5.4.2. Сорт Ворскла.

5.4.3. Сорт Мулатка.

5.4.4. Сорт Зара.

5.4.5. Сорт Теодор.

5.4.6. Сорт Дуняша.

5.4.7. Сорт Услада.

5.4.8. Сорт Красный шар.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Биологические особенности Ribes alpinum L. при интродукции в Белгородской области»

Актуальность темы.

В настоящее время актуально встала проблема создания новых сортов смородины, обладающих целым набором полезных свойств и адаптированных к климатическим условиям Белгородской области.

Смородина альпийская - дикорастущий вид. Ранее в культуре как плодовое растение она не изучалась, рассматривалась только как декоративное растение. Раннее и густое облиствление, яркие ягоды, украшающие кустарник летом и осенью, орнаментальность листвы, лёгкость в размножении и неприхотливость делают этот вид желанным посадочным материалом для зеленых хозяйств. Он используется для свободно растущей или формованной живой изгороди, в одиночной или групповой посадке, в топиарном искусстве. Смородина альпийская выдерживает сильную стрижку, долго держит приданную форму.

Кроме того, Ribes alpinum L несет все полезные свойства красной смородины (оптимальное сочетание витаминов, Сахаров, органических кислот, пектина и азотистых веществ) и поэтому заслуживает внимательного изучения, поскольку в природе в районе изучения данный вид не встречается, культивируется ограниченно; практически не изучена его биология.

Органические кислоты и дубильные вещества, содержащиеся в ягодах красной смородины, способствуют уменьшению последствий радиационного воздействия в организме человека, убивают в нем болезнетворные микробы, что особенно ценно, так как в некоторых районах Белгородской области незначительно повышен радиационный фон. Пектины красной смородины мягко выводят вредные вещества и излишки холестерина, восстанавливают микрофлору кишечника, а также являются противоядием от тяжелых металлов и ментола. Полифенольные соединения укрепляют стенки кровеносных сосудов, регулируют проницаемость клеток (Вигоров, 1976; Петрова, 1986).

Уникальность красной смородины в многостороннем действии: она одновременно является источником витаминов и минеральных веществ, своего рода антисептиком и средством очистки организма.

Выносливость, неприхотливость, долговечность, устойчивость к вредителям и болезням делают ее незаменимой культурой в народном хозяйстве. Высокая зимостойкость и засухоустойчивость позволяют высаживать ее в любых климатических зонах, областях и регионах. Ценными свойствами красной смородины являются ее высокая урожайность, скороплодность и стабильное плодоношение (Розанова, 1935; Серебряков, 1952; Ильин, 1995; Сорокопудов, Мелькумова, 2003).

Красная смородина засухоустойчива и менее подвержена повреждению болезнями и вредителями по сравнению с черной, также она имеет более длительный генеративный период. Кусты при правильной агротехнике могут плодоносить до 20 - 25 лет.

Все перечисленные качества характеризует красную смородину как ягодную культуру, перспективную для садоводства.

Садоводство — одна из старейших отраслей растениеводства Центрального Черноземья и, в частности, Белгородской области. Посетивший Белго-родчину И.В.Мичурин еще до революции, назвал ее «вторым Крымом». Наибольшие площади садов области сосредоточены в Корочанском, Шебекин-ском, Красногвардейском, Старооскольском, Новооскольском районах (Га-лимская, 1976).

По данным Н.А. Антимонова (1959) площадь садово-ягодных насаждений в 1957 году в Белгородской области составляла около 20 тыс. га. К.К.Галимская (1976) отмечает расширение площадей, занятых под садово-ягодные культуры к 1974 году более чем в два раза, то есть до 41, 3 тыс. га.

Но все-таки смородина на Белгородчине культура прежде всего любительская и промышленных масштабов пока не имеет. В последние годы в Белгородской области просматривается нарастающая тенденция приобретения частного жилья, и как следствие, индивидуальных садовых участков. 5

Они становятся более доступными для большинства населения. Рост ввода жилья за год в регионе, по данным Белгородстата, только с января по ноябрь 2008 года составил 108,7 % от прошлогоднего уровня. В области было введено 896500 квадратных метров жилой площади (общая площадь), из них 613365 метров - площадь индивидуальных жилых домов. Это второе место по России, после Московской области.

Современные приусадебные участки характеризуются прежде всего эстетической завершенностью. Цель извлечь как можно больше пользы с каждого квадратного метра уже не стоит остро. Самостоятельно или прибегая к услугам специалистов, но все чаще люди стремятся оформить сад, придерживаясь требований ландшафтного дизайна. Но при этом, русский человек желает владеть всем разнообразием и богатством даров природы.

Неоспоримое достоинство альпийской смородины в том, что она очень декоративна и при этом несет все полезные свойства красной смородины. Еще в 1937 году проф. Гансен (США) отзывался о крупноплодном образце Ribes alpinum L как о единственном растении, соединяющем в себе красоту куста с хозяйственной ценностью плодов и заслуживающим самого широкого размножения и введения в культуру (Гансен, 1937).

Возможное использование в Белгородской области смородины альпийской будет способствовать пополнению небогатого ассортимента древесно-кустарниковой растительности городских и поселковых насаждений.

По инициативе губернатора Белгородской области в городах и сёлах региона в 2008-2012 годах предполагается создать 500 парков. Разработана и реализуется долгосрочная программа озеленения территории области. Ежегодно проводятся конкурсы на лучшее благоустройство и озеленение населённых nyHKTOB(www.bel.ru). Следовательно, в самое ближайшее время высокодекоративные и адаптированные сорта и формы будут особенно нужны.

В связи со сказанным, интродукционное и селекционное изучение биологических особенностей форм смородины альпийской приобретает особую актуальность. Всестороннее изучение необходимо для выявления источников 6 хозяйственно-ценных и декоративных признаков, на базе которых возможно создание сортов, адаптированных к условиям Белгородской области.

Цель и задачи исследований

Цель работы - выявление биологических особенностей Ribes alpinum L. при интродукции в Белгородской области.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: выявить фенологические особенности Ribes alpinum L. в условиях Белгородской области; проанализировать биоморфологические характеристики форм Ribes alpinum L.; выявить анатомические особенности плодов, листьев, семян и локализацию в них химических элементов; определить содержание некоторых биологически активных веществ в плодах Ribes alpinum L.; дать оценку популяции Ribes alpinum L., позволяющую выявить источники для селекции; передать в ГСИ новые сорта с комплексом хозяйственно - ценных признаков.

Научная новизна

Впервые проведено сравнительное изучение биологических особенностей популяции растений Ribes alpinum L. Выявлены закономерности фено-ритмики в условиях Белгородской области. На основании впервые проведенного сравнительного анатомического изучения плодов, листьев, семян Ribes alpinum L. установлены особенности их строения и выявлено содержание химических элементов в разных частях клеток и тканей плодов. Сравнительное изучение накопления БАВ (сахаров, аскорбиновой кислоты, каротинои-дов) в плодах позволило выявить формы, перспективные для использования в пищевых целях.

Практическая значимость

Выделено 5 фенотипических форм по декоративности. По комплексу хозяйственных, биологических и декоративных признаков выделены источники для селекции на высокую зимостойкость, содержание витамина С, Сахаров, крупноплодность, декоративность. Оформляются документы в ГСИ на 8 сортов (Теодор, Дуняша, Красный Шар, Эврика, Услада, Ворскла, Зара, Мулатка). Даны рекомендации для возделывания новых культиваров смородины альпийской в фермерских и приусадебных садах.

Результаты исследований включены в учебные курсы «Ботаническое ресурсоведение» и «Биохимия», используются при проведении лабораторных практикумов, выполнении курсовых и дипломных работ при непосредственном участии автора.

Основные положения, выносимые на защиту

1. В условиях Белгородской области смородина альпийская является хорошо адаптированной культурой, проявляя высокую степень засухоустойчивости и зимостойкости.

2. Богатый элементный состав и высокое процентное содержание питательных веществ в плодах, семенах и листьях сохраняются у сортообразцов независимо от погодных аномалий, что характеризует смородину альпийскую как ценное пищевое растение.

3. Вариабельность комплекса анатомических и морфологических признаков и возможность межвидовой гибридизации позволяет говорить о наличии широкого ряда высокоадаптированных к условиям Белгородской области культиваров, ценных для использования в селекции, как в декоративных, так и в хозяйственных целях.

Апробация работы

Основные положения и результаты работы представлены на: III и IV Международных конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов (Владикавказ, 2009); Международных научно-практических конференциях «Биологически активные соединения природного происхождения: фитотера8 пия, фармацевтический маркетинг, фармацевтическая технология, фармакология, ботаника» (Белгород. 2008) и «Ботанические сады в 21 веке: сохранение биоразнообразия, стратегия развития и инновационные решения» (Белгород, 2009).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 7 работ, две из которых в изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 170 страницах, включает 64 рисунка и 26 таблиц. Список литературы содержит 200 наименований, из которых 17 -на иностранных языках.

Заключение диссертации по теме «Ботаника», Пацукова, Надежда Геннадьевна

выводы

1. В условиях Белгородской области смородина альпийская нормально развивается и проходит все фенологические фазы. Многолетняя вариация сроков начала наступления фаз в среднем составляет 25 дней, что связано с разницей погодных условий. Изученные формы Ribes alpinum L. относятся к фенологически ранним растениям. Некоторые образцы имеют слабую тенденцию к вторичному осеннему цветению.

2. Оценка засухоустойчивости показала, что большинство изученных сортообразцов относятся к высоко- и среднезасухоустойчивым (48,7 и 41%, соответственно). Менее адаптированными оказались только 4 сорто-образца, показав низкую степень засухоустойчивости. Выявлено, что все формы имеют высокий уровень зимостойкости (степень подмерзания не превышала 1 балла).

3. Вариабельность таких признаков, как число устьиц, размер и форма клеток, кроющих трихом различных частей растений у морфологически не сходных форм смородины свидетельствует о межвидовой гибридизации и позволяет выявить предположительный тетраплоид - образец А1-7.

4. Из изученных образцов смородины альпийской 56% относятся к образцам с высоким содержанием сахара; 30% - с высоким содержанием витамина С; с высоким содержанием каротинойдов - 60%. Наиболее богатыми по элементному составу являются листья смородины - 10 элементов, наименее богата мякоть плода.

5. Для возделывания в декоративных целях в условиях Белгородской области выделено 5 форм: крупноплодная, компактная, прямостоячая, прямостоячая рассечённолистная и раскидистая. Подготовлены документы для передачи в Государственную комиссию по сортоиспытанию на 8 сортов смородины альпийской (Эврика, Ворскла, Мулатка, Теодор, Дуняша, Услада, Красный шар, Зара) с комплексом хозяйственно-ценных признаков.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В качестве источников для использования в селекции на хозяйственно —ценные признаки рекомендуются образцы:

• на круплоплодность: (Al-1, Al-4, Al-7, Al-9, Al-12, А1-14);

• на скороплодность и раннеспелость: (Al-1, Al-7, Al-14, АЗ-5, А2-10, А2-13, АЗ-7);

• на повышенное содержание аскорбиновой кислоты: (А1- 11, А2-8, А1- 13, А2- 6, А1-3);

• на высокое содержание сахара: (Al-3, Al-4, А2-9, А2-13, А2-14);

• на высокую засухоустойчивость: (АЗ-10, А2-13, Al-12, А2-7, А2-10, А1-4, Al-5, А1-10, Al-11, Al-14, А2-1, А2-2, А2-4, А2-6, А2-7, А2-8, АЗ-1, АЗ-4,АЗ-7;

2. В качестве источников для использования в селекции на декоративные качества рекомендуются образцы:

• на плотность и высоту куста для создания живой изгороди: (А2-6,

А2-9, А2-8, А2-14, АЗ-8).

• на компактность куста и эффектное весеннее цветение

Al-2, Al-6, А1-10, Al-13, А2-12, АЗ-1, АЗ-З;

• на орнаментальность, ажурность листвы

А2-3, A3-2;

• на уникальную окраску ягод

А2-8.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Пацукова, Надежда Геннадьевна, 2010 год

1. Аврорин Н.А. Акклиматизация и фенология //Бюлл. Гл. Бот. Сада 1953, Вып.16. С. 20-25.

2. Агабабян В.Ш. К палиноморфологии рода Ribes L. //Изв. АН Арм. ССР Биол. науки 1963, т. 16, N4. С. 93-98.

3. Агроклиматические ресурсы Белгородской области. JL: Гидроме-теоиздат, 1972. - 140 с.

4. Аладина О.Н. Смородина. М.: Изд. дом «Ниола 21 век» 2007. -256 с.

5. Алексеева Н.М., Равкин А.С. Виды и сорта красной смородины как исходный материал для селекции // Садоводство. 1984. - №10. — с. 22-23.

6. Андрейченко Д.А. Ягодники Сибири. Новосибирск, 1952. - 133с.

7. Антимонов, Н.А. Природа Белгородской области / Н.А. Антимонов. -Белгородское книжное издательство, 1959. 240 с.

8. Арестова, Е.А. Интегральная оценка перспективности растений рода SORBUS L. в дендрарии НИИСХ юго-востока / Е.А. Арестова // Лесное хозяйство Поволжья. — Саратов, 2002. Вып. 5. С. 98 - 102.

9. Арсентьева Т.В. Влияние погодных условий на формирование урожая смородины красной в период цветения и созревания ягод // Сезонная ритмика плодовых кустарников. М.: АН СССР, 1992. С. 36-45.

10. Арсеньева Т.В. Особенности биологии и селекционная ценность красной смородины в условиях северо-запада Нечерноземья: Автореф. дис. канд. сельхоз. наук . С.-П.- 1992.- 25 с.

11. Артюшенко З.Т. Атлас по описательной морфологии высших растений. Семя. JL: Наука, 1990. - 204 с.

12. Ахтырцев, Б.П. Почвенный покров Белгородской области: структура, районирование и рациональное использование / Б.П. Ахтырцев, В.Д. Соловиченко. Воронеж, 1984. -265 с.

13. Базилевская Н.А. Основы теории и методы интродукции растений. — М.: Изд-во МГУ, 1964. 131 с.

14. Баянова JI.B. Селекционная оценка некоторых сортов красной смородины по устойчивости к американской мучнистой росе //V Съезд Все-союзн. об-ва ген. и сел.: тез. докл. М., 1987. т.4, вып. 43. с. 44.

15. Баянова Л.В. Задачи селекции красной смородины и пути их решения //Состояние сортимента плодовых и ягодных культур и задачи селекции. Тез. докл. Орел, 1996. С. 21-23.

16. Бахтеев Ф.Х. Важнейшие плодовые растения. М.: Просвещение, 1970.- 351 с.

17. Бриккел, К. Обрезка растений / К. Бриккел. М.: Мир, 1992. - 197 с.

18. Бондаренко Н.В., Поспелов С.М., Персов М.П. Общая и сельскохозяйственная энтомология. М.: Колос, 1983. 414с.

19. Буш Н.А. Курс систематики высших растений,- М., 1944,- С. 404-412

20. Вавилов Н.И. Центры происхождения культурных растений// Тр. по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1926.-Т.14, вып.2. С. 2-6.

21. Вавилов, Н.И. Ботанико-географические основы селекции / Н.И. Вавилов // Теоретические основы селекции растений. М.; Л., 1935. - Т. I. - 60 с.

22. Володина, Е.В. Классификатор рода Ribes L. подрода Ribesia (Berl.) Jancz. и Eucoreosma (Jancz.) Berg. Л., 1978.- с. 36.

23. Володина, Е.В. Сорта смородины и крыжовника интенсивного типа / Е.В. Володина//Бюллетень ВИР. Л., 1981. - Вып. 117. - С. 76-78.25