Интродукция видов рода Viola L. в Восточном Забайкалье Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 582.842 ББК Е5

П. С. Дудников

аспирант, Забайкальский государственный гуманитарно-педагогический университет им. Н. Г. Чернышевского (Чита, Россия),

e-mail: [email protected]

Интродукция видов рода Viola L. в Восточном Забайкалье1

В статье рассматриваются и анализируются морфометрические показатели у трёх видов рода Viola L.: V. dissecta Ledeb., V. gmeliniana Roemer et Schultes и V. variegatа Fisher ex Link, растущих в условиях интродукции и в природных популяциях. У видов V. dissecta, V. gmeliniana и V. variegatа в условиях интродукции происходило заметное увеличение диаметра розетки листьев, количества листьев, длины черешка, увеличивалась длина и ширина листовой пластинки. Высота растений у всех трёх видов рода Viola оказалась стабильным признаком, в условиях интродукции она изменилась незначительно. Наиболее перспективным видом для интродукции по показателям морфометрии является V. dissecta. В условиях культуры морфометрические показатели размеров растений вида V. dissecta будут практически одинаковыми как на теневых, так и на освещённых участках. У вида V. gmeliniana более высокие показатели морфометрии наблюдались в условиях теневого участка, по сравнению с освещённым участком. Растения вида Vvariegata по показателям морфометрии будут перспективны только в условиях теневого участка.

Ключевые слова: морфометрия, интродукция, природные условия, виды рода Viola, Восточное Забайкалье.

P S. Dudnikov

graduate student, Zabaikalsky State Humanitarian Pedagogical University named after N. G. Chernishevsky (Chita, Russia),

e-mail:dpschita@rambler. ru

Introduction of Viola L. Genus Species in Eastern Zabaikalye

The article analyzes morphometric characteristics of three Viola L. genus species:

V. dissecta Ledeb., V. gmeliniana Roemer et Schultes and V. variegatа Fisher ex Link, growing up in the introduction and in natural populations. Such species as V. dissecta,

V. gmeliniana and V. variegatа in introduction conditions showed a considerable diameter increase of the leaves crown, number of leaves, stalk length, and increase of lamina length and width. The height of all the three plants of Viola genus appeared to be a stable attribute; in introduction conditions it didn’t change very much. According to morphometric parameters, the most promising species for the introduction is V. dissecta. In culture conditions, morphometric size parameters of V. dissecta species plants are practically identical both in shade and in the sun. V. gmeliniana species show higher morphometric parameters in shade condition, compared to the illuminated areas. Vvariegata species plants show high morphometric parameters only in shade conditions.

Keywords: morphometry, introduction, environmental conditions, Viola genus species, Eastern Zabaikalye.

Виды рода Viola L. являются высоко декоративными раннецветущими многолетними растениями Восточного Забайкалья. Известно, что виды рода Viola успешно проходят интродукционные испытания в Центральном Сибирском ботаническом саду (ЦСБС) го-

1 Работа выполнена в рамках Государственного задания вузу Минобрнауки РФ, № 4.3988.2011.

12 © П. С. Дудников, 2012

рода Новосибирска. Семенова Г. П., Елисафинко Т.В - научные сотрудники ЦСБС проводят исследования, связанные с интродукцией, охраной видов рода Viola и изучением их биологии [3; 9]. Изучена биология таких видов рода Viola: V. alexandrowiana (W. Becker) Juz., V. dactiloides Schultes, V. incisa Turcz., V. ircutiana Turcz. В Восточном Забайкалье произрастает 17 видов рода Viola L. [5]. Проанализировав видовой состав рода Viola в Восточном Забайкалье мы выделили группу перспективных для интродукции видов растений, относящихся к лесостепной и горностепной поясно-зональной группе и обладающих мезо-ксерофильными признаками [1; 2]. В группу перспективных мы отнесли 5 видов рода Vi -ola, три из которых были интродуцированы в Забайкальский ботанический сад: V. dissecta Ledeb., V. gmeliniana Roemer et Schultes и V. variegatа Fisher ex Link, с целью изучения их биологии в условиях интродукции. Параллельно мы осуществляли наблюдения за всеми тремя видами рода Viola в природе.

Целью нашего исследования было изучение морфометрических показателей видов рода Viola в условиях интродукции, и на основе этого выделить перспективные для Восточного Забайкалья виды.

Материалы и методы. Исследования проводили на базе Государственного научнообразовательного учреждения «Забайкальский ботанический сад (ЗБС)» в 2010-2011 гг. Объектом исследования были виды рода Viola: V. dissecta, V. gmeliniana и V. variegata. Посадочный и семенной материал для интродукции был взят из окрестностей г. Чита, где виды V. dissecta и V. gmeliniana произрастали в лесных сообществах (сосновый лес), а вид V. variegata из Нерчинского района, с берега р. Куинга, где растения произрастали в приречном лесу из ильма японского.

Из природных популяций в условия культуры растения видов V. dissecta, V. gmeliniana и V. variegatа были посажены как на теневые, так и хорошо освещённые участки. В условиях культуры на делянках, где были посажены исследуемые виды, осуществлялся регулярный полив и рыхление почвы.

Измерения параметров вегетативных органов растений видов рода Viola проводили на 25 генеративных особях в условиях интродукции, а также на 25 генеративных особях в естественных популяциях, отобранных методом случайных выборок. В процессе исследования у растений средневозрастного генеративного состояния определяли высоту растения, диаметр розетки, количество листьев в розетке, а также общую длину листа, длину черешка, длину и ширину листовой пластинки 1-го и наиболее развитого листа. Статистическую обработку данных проводили по Н. А. Плохинскому [7] и Г. Н. Зайцеву [4] с использованием программы Microsoft Excel. Определили: М - средняя арифметическая, m - её ошибка.

Результаты и их обсуждение. V. dissecta - многолетнее, бесстебельное растение, у которого развивается короткое корневище, с толстыми придаточными корнями, а листовые пластинки на длинных черешках собраны в прикорневые розетки. Вид является ксеро-мезофитом и относится к горностепной поясно-зональной группе и имеет северо-азиатский ареал [8].

При интродукции растений вида V. dissecta из естественных популяций в «ЗБС» в течение 2010-2011 гг., нами было отмечено, что размеры растений изменялись следующим образом (рис. 1). В 2011 г. в естественной популяции высота растения в среднем составляла 4,65 ± 0,19 см, а у растений в условиях интродукции 5,4 ± 0,25 см на теневом участке и 5,14 ± 0,24 см на освещённом участке. Диаметр розетки у растений в естественных популяциях составлял 11,56 ± 0,39 см, а у интродуцированных растений 14,34 ± 0,70 см на тененом участке и 12,54 ± 0,59 см на освещённом участке. Количество листьев у растений в естественных популяциях составляло 11,24 ± 0,46, а у интродуцированных растений количество листьев увеличилось в среднем до 18,92 ± 0,89 на теневом и до 19,4 ± 0,98 на освещённом участках. Длина черешка наиболее развитого листа у растений в естественных популяциях составляет 5,07 ± 0,18 см, а у растений находящихся в условиях интродукции

6,23 ± 0,18 см на теневом и 5,78 ± 0,19 см на освещённом участках. В свою очередь длина и ширина листовой пластинки у растений в естественных популяциях составляли 3,72 ± 0,10 и 5 ± 0,15 см, а у растений в условиях интродукции 5,12 ± 0,16 и 8,14 ± 0,25 см на теневом и 4,92 ± 0,19 и 7,98 ± 0,24 см на освещённом участках. В условиях интродукции как на освещённых, так и на затенённых участках у растений вида V. dissecta наблюдается заметное увеличение диаметра розетки, количества листьев, метрических размеров листьев длины черешка, длины и ширины листовой пластинки, по сравнению с растениями произрастающих в естественных популяциях. В свою очередь высота растений в условиях интродукции изменилась незначительно, по сравнению с растениями, произрастающими в природе. Таким образом, в условиях культуры морфометрические показатели размеров растений вида V. dissecta будут практически одинаковыми как на тенистых, так и освещённых участках.

Высота

растения, см

15

10

Ширина . Диаметр

листа, см . у У розетки, см

Сосновыйлес

/

Культура, теневой

Длина Длина участок

листа, см черешка, см

Культура, освещенный

участок

Рис. 1. Морфометрические показатели вида V dissecta (2011 г.)

V. gmeliniana - многолетнее, бесстебельное растение, у которого развивается короткое корневище, переходящее в короткий, вертикальный, маловетвистый корень, а листовые пластинки на коротких черешках собраны в прикорневые розетки. Вид является ксерофитом и относится к лесостепной поясно-зональной группе, имеет южно-сибирский ареал [8].

При интродукции растений изучаемого вида из естественных популяций в «ЗБС», были получены следующие результаты по изменению морфометрических показателей растений. Как следует из числовых данных (рис. 2), в 2011 г. высота растений в естественных популяциях вида V. gmeliniana составляла в среднем 4,2 ± 0,18 см, а у интродуцированных видов 4,79 ± 0,26 см на теневом участке и 4,33 ± 0,26 см, на освещённом участке. Средний диаметр розетки у растений в естественных популяциях составлял 9,97 ± 0,29 см, а у интродуцированных растений 15,18 ± 0,66 см на теневом и 12,16 ± 0,34 см на освещённом участках. Количество листьев увеличилось более чем на треть, в естественных популяциях в среднем это количество составляет 15,96 ± 0,74, а у растений в условиях интродукции на теневом участке 22,64 ± 1,31 и на освещённом 20,72 ± 0,83. Длина черешка у растений в естественных популяциях составила 2,14 ± 0,08 см, а в условиях интродукции на теневом участке 3,14 ± 0,13 см, на освещённом 2,34 ± 0,06 см. Длина и ширина листовой пластинки у растений в естественных популяциях составляла 4,57 ± 1,33 см и 1,64 ± 0,03 см, а у расте-

ний в условиях интродукции на теневом участке 6,87 ± 0,27 см и 1,92 ± 0,05 см, на освещённом 5,14 ± 0,15 см и 1,69 ± 0,04 см. В условиях интродукции у растений вида V. gmeliniana в течение двух лет происходит заметное увеличение диаметра розетки, количества листьев, размеров листовых пластинок: общей длины листа, длины черешка и листа, по сравнению с видами, произрастающими в природе. В свою очередь высота растения и ширина листовой пластинки у растений вида V. gmeliniana в природе и в условиях интродукции изменились слабо. Максимального развития особи V. gmeliniana в условиях интродукции по сравнению с природными популяциями достигают на тенистых участках. В условиях освещённых участков показатели морфометрии растений: высота, длина черешка, длина и ширина листа будут меньше, чем на теневых участках и практически не будут превышать размеры растений в естественных популяциях.

Высота растеши, см

Сосновый лес

•Культура, теневой участок

Культура, освещенный участок

Рис. 2. Морфометрические показатели вида V. gmeliniana (2011 г.)

V. variegata - многолетнее, бесстебельное растение, у которого развивается короткое корневище, с утолщёнными мочками, а листовые пластинки на длинных черешках собраны в прикорневые розетки. Вид V. variegata является мезо-ксерофитом и относится к горностепной поясно-зональной группе, имеет восточно-азиатский ареал [6; 8].

При интродукции растений вида V. variegata в «ЗБС», было отмечено, что размеры растений изменялись следующим образом. Как следует из числовых данных (рис. 3) в 2011 г. высота растений в естественных популяциях составляла в среднем 4,4 ± 0,09 см, а у растений в условиях культуры 4,98 ± 0,23 см на теневом и 3,18 ± 0,13 см на освещённом участках. У растений в естественных популяциях средний диаметр розетки был 11,76 ± 0,30 см, а в интродукции 15,64 ± 0,54 см на тенистых участках и в 8,75 ± 0,41 см на освещённом участке. Количество листьев у растений в естественных популяциях составляло в среднем 18,64 ± 1,09, в условиях интродукции 24,36 ± 1,28 на теневом участке и 20,5 ± 1,18 на освещённом. Длина черешка наиболее развитого листа у растений естественных популяций составляла 4,55 ± 0,12 см, а у растений в условиях интродукции 5,5 ± 0,20 см на теневом и 2,76 ± 0,11 см на освещённом участках. Длина и ширина листовой пластинки у растений в естественных популяциях составляли 4,29 ± 0,10 см и 4,54 ± 0,10 см, а у растений в условиях интродукции 4,97 ± 0,15 см и 5,98 ± 0,20 см на теневом участке 2,92 ± 0,10 см и 3,35 ± 0,11 см на освещённом. У растений вида V. variegata в условиях интродукции в тенистых местах происходит заметное увеличение диаметра розетки, количества листьев, дли-

ны черешка и ширины листовой пластинки, по сравнению с природными видами. При этом высота растений, длина черешка и листовой пластинки увеличиваются незначительно по сравнению с аналогичными растениями в природе. У растений, посаженых на освещённых участках, отмечается значительное уменьшение высоты растений, диаметра розетки, значительно мельчают листовые пластинки, по сравнению с растениями на тенистых участках и в естественных популяциях. Во многом это связано с тем, что растения V. variegata обладают мезофильной природой.

Проведенное в 2010-2011 гг. исследование трех видов рода Viola: V. dissecta, V. gme-liniana и V. variegata по изучению морфометрических показателей у растений в условиях интродукции, на освещённых и теневых участках и естественных популяциях, показало следующее.

В ходе исследования нами выделены ряд наиболее стабильных признаков, которые в условиях интродукции у растений изменились слабо, ими оказались высота растения у всех 3-х видов, длина черешка и листа у вида V. variegata, ширина листа у вида V. gmelini-ana. Значительно изменились в условиях интродукции у всех наблюдаемых видов рода Vi -ola диаметр розетки, количество листьев, длина черешка у Vdissecta и Vgmeliniana, длина листовой пластинки у V.gmeliniana и V. dissecta, ширина листовой пластинки у V. variegata и V. dissecta.

Нами выявлено, что виды V. dissecta, V. gmeliniana и V. variegata по-разному адаптируются к новым условиям, что выразилось в показателях морфометрии. Наиболее перспективными в условиях интродукции по показателям морфометрии оказалась V. dissecta, у которой в условиях культуры показатели морфометрии были выше, чем у растений в естественных популяциях. При этом в условиях культуры размеры растений: высота растения, диаметр розетки, метрические размеры листьев - и на теневых и освещённых участках различались незначительно.

У V. gmeliniana в условиях интродукции на теневых и освещённых участках показатели морфометрии вегетативных органов будут выше, чем у растений в естественных популяциях. Однако в условиях культуры наиболее высокие показатели морфометрии: высота растения, диаметр розетки, метрические размеры листьев выявлены только у растений, посаженных на теневых участках.

У V. variegata в условиях культуры наблюдалось увеличение показателей морфо-метрии: высота растения, диаметр розетки, метрические размеры листьев, по сравнению с природными видами, только на теневых участках. А на освещённых участках у растений наблюдалось уменьшение морфометрических показателей, которые оказались значительно ниже, чем у растений на тенистых участках и в естественных популяциях.

Список литературы

1. Дудников П. С. Перспективность некоторых видов рода Viola L. в условиях интродукции (Забайкальский ботанический сад) //Дудников П. С. Тр. Томского гос. ун-та. Сер. Биологическая: Ботанические сады. Проблемы интродукции. Томск : Изд-во Том. ун-та, 2010. Т. 274. С. 152-154.

2. Дудников П. С. Анализ видового состава растений рода Viola L. в Восточном Забайкалье // Ученые записки Забайкальского государственного гуманитарно-педагогического ун-та им. Н. Г. Чернышевского. Серия «Естественные науки». 2010. № 1 (30). С. 121-124.

3. Елисафинко Т. В. Биологические особенности Viola prionantha (Violaceae) в условиях интродукции (Центральный Сибирский ботанический сад) // Бот. журн. 2008. Т. 93. № 3. С. 439-448.

4. Зайцев В. М., Лифляндский В. Г. Прикладная медицинская статистика. СПб. : Фолиант, 2003. 432 с.

5. Зуев В. В. Семейство Фиалковые (Violaceae) // Флора Сибири. Новосибирск : Наука, 1996. Т. 10. С. 82-101.

6. Малышев Л. И. Пешкова Г. А. Особенности и генезис флоры Сибири (Предбайкалье и Забайкалье). Новосибирск : Наука, 1984. 263 с.

7. Плохинский Н. А. Алгоритмы биометрии. М. : Изд-во Моск. ун-та, 1980. 150 с.

8. Попова О. А. Биоразнообразие и особенности адаптогенеза раннецветущих растений Байкальской Сибири (Восточное Забайкалье). Чита : Изд-во ЗабГГПУ, 2005. 243 с.

9. Семёнова Г. П. Viola incise (Violaceae) - редкий вид флоры Сибири: биология, интродукция. // Бот. журн. 1991. Т. 76. № 4. С. 572-582.

Рукопись поступила в редакцию 08.11.2011