 |
ФБОУ ВПО «Сибирский Государственный Технологический Университет»
|
|
|
|
Министерство образования и науки РФ
Факультет: Лесохозяйственный
Кафедра: Селекции и озеленения
ОТЧЁТ
по лабораторным работам
Тема: Интродукция барбариса амурского в дендрарии СибГТУ
Руководитель:
_____________ Шестак К.В.
(подпись)
______________
(дата, оценка)
Разработал:
студент гр. 34-4
__________ Ефремчев Д.В (подпись)
Введение
Интродукция – это целенаправленная деятельность по введения в культуру новых видов форм и сортов растений, ранее не произраставших в данном естественноисторическом районе.
Одним из таких интродуцентов является Барбарис амурский одно из оригинальных по своей красоте древесных растений Дальнего Востока. В культуру введена в 1870 году.
Важными задачами интродукции являются разведение быстрорастущих высокопродуктивных древесных экзотов для целей лесовосстановления и увеличение ассортимента декоративных деревьев, кустарников, лиан для озеленения населенных пунктов на основе современных достижений генетики и селекции.
Лабораторная работа №1
Изучение видового состава растений в коллекциях дендрария СибГТУ и Ботанического сада им. Вс.М. Крутовского
Цель работы: ознакомление с коллекциями растений в изучаемых пунктах интродукции.
Состояние интродуцентов в дендрарии
Дендрарий СибГТУ является одним из старейших дендрариев Красноярского края, был заложен в 1948г. в 40-41-м кварталах Караульного лесничества учебно-опытного лесхоза. Площадь 8 га. Расположен на 2-й террасе Енисея на высоте 250м над уровнем моря на склоне южной экспозиции крутизной 2-3º.
Работы по созданию дендрария были начаты под руководством профессора В.Э. Шмидта. В дендрарии имеются несколько отделений:
|
|
|
- маточное (А, В, С)
- экспозиции Европы,
- экспозиции Сибири
- экспозиции Дальнего Востока
Имеются так же коллекционные участки тополей, ив, геопосадки кедра сибирского. Отделение Северной Америки не выделено, хотя некоторые виды их представлены и школьное интродуцированное отделение.
В настоящее время коллекция дендрария насчитывает 190 таксонов: 24 вида хвойных, 166 видов и гибридов лиственных пород. Растения относятся к 28 семействам, 66 родам.
Маточное отделение: площадь 1,6 га, (1949-1963г.) насчитывает 63 вида, садились рядами, расположенными на расстоянии 2,5-4м. друг от друга. Возраст растений в этом отделении составляет 3-53 года. Например: груша уссурийская, дуб монгольский, черешчатый, сосна кедровая, сибирская, лещина разнолистная, яблоня ягодная. Единицы: боярышник алма-атинский, зеленомясый, перистонадрезанный, сосна Веймутова. Дальневосточные виды а отделении: бархат амурский, груша уссурийская, орех манчжурский. Европеские виды: ель обыкновенная, липа мелколистная, рябина обыкновенная.
Отделение «В»: площадь 0,8га, большое посевное отделение (1961-1963г.) Оставшиеся сеянцы разрослись и сформировали экспозиции. 9 секций, 74 вида. Примеры: дуб монгольский, сосна кедровая, сибирская, орех манчжурский, черешчатый, ель обыкновенная, лиственница Гмелина и другие.
Отделение «С» / арборетум: площадь 0,8 га, (1953-1959г.) 40 видов. Барбарис амурский, роза морщинистая, жимолость, абрикос манчжурский и др. По географическому принципу расположен. Руководители: Верховцева, Олисова. 8 секторов. Находится рядом со школьным отделением.
Отделение Европейско-Сибирской флоры: площадь 1,12 га, (с 1960г.) Виды и рода: смородина Комарова, клен ясенелистный, туя западная, можжевельник казацкий, калина Гордовина, карагана древовидная и ракитник.
Дальневосточный: площадь 0,84 га (1970г.) Руководители: Лузганов, Олисова, Матвеева, Якимова, Буторова. Здесь есть такие породы, как ива, тополь, кедр сибирский. Экспозиция: дуб монгольский, сосна кедровая, корейская, липа манчжурская, свободноягодник колючий, лиственница японская, сахалинская и др.
|
|
|
Общее количество растений 5120 штук. Плодоносят все виды. Жизнестойкость: большинство в хорошем состоянии.
С 1996г. в Юго-Западной части дендрария создается отделение вторичной интродукции с посадкой: абрикос манчжурский, барбарис амурский, вишня песчаная, дуб монгольский, черешчатый и др.
Состояние интродуцентов в Ботаническом саду им. Вс.М. Крутовского
Территория находится на стыке Канско-Рыбинской котловины и лесостепной зоны Западно-Сибирской равнины с предгорьями Восточный Саян. Основан в 1904 году. Создатель – Всеволод Михайлович Крутовский. С 1989 года в Ботаническом саду создается интродукционное отделение, площадью 2 га. Руководитель - Буторова. Расположение видов идёт по географическому принципу в ландшафтном стиле: север – флора Дальнего Востока, юг – Северная Америка, Европа и Средняя Азия, центр – флора Сибири.
Виды растений представлены по 5-50 экземпляров. В отделении выращивается 250 видов деревьев и кустарников (на 100 видов больше, чем в дендрарии СибГТУ).
Лещина разнолистная в дендрарии СибГТУ выращивается из семян, полученных их Хабаровского края, достигает в высоту 2,6 – 4 м. Диаметр кроны = 4,1 м, плодоносит (плоды не всегда вызревают), иногда подмерзают концы годичных побегов. Размножается семенами, летними черенками, Рост быстрый. Плодоносит на 3-5-й год. Теневыносливое, газоустойчиво древесное растение.
В дендрарии СибГТУ данный вид размещен в следующих отделениях и биогруппах: отделение «А» 602, 632, 668; «В» 201; «Д.Восток» 3878 (79/83), 7479 (80/83). В отделениях «С» и «Европа» данного вида нет.
В интродукционном отделении Ботанического сада им. Вс.М. Крутовского произрастает биогруппа с шифром 6702, в количестве 5 шт, в отделении Дальнего Востока, происхождением из СибГТУ, год посадки 2006.
Лабораторная работа №2
Изучение эколого-биологических особенностей лещины разнолистной в природном ареале
Цель работы: Изучение основных дендрологических характеристик вида.
Барбарис амурский - ветвистый листопадный кустарник семейства барбарисовых, высотой 1,5—2 м. Древесина желтая. Ветви прямые, слабоветвистые, усажены трехраздельными прилистниками — колючками. Листья обратнояйцевидные, с шиповатыми колючими зубчиками, располагаются пучками на укороченных побегах, эллиптические, слегка кожистые. Летом светло-зеленые, осенью пурпуровые, темно-красные, выделяются яркой окраской на фоне пожелтевших листьев лиственниц и зелени хвойных деревьев. Соцветия — пониклые кисти, цветки желтые, ягоды овальные, ярко-красного цвета, кислые, с 2-3 бурыми семенами. В незрелом виде ядовит. Созревает в августе—сентябре. Все части барбариса обыкновенного содержат алкалоиды (до 0,3%), берберин.пальмитин и др. В коре корней барбариса обыкновенного и разноножкового, кроме берберина, найдены также алкалоид оксиакантин, а также пальмитин Плод – мелкая суховатая шаровидно-яйцевидная костяшка диаметром 3-5 мм, черного цвета, несъедобная, с яйцевидной косточкой длиной 3-4 мм и шириной 2,5-3 мм. Цветет в мае, плодоносит в августе-сентябре.
|
|
|
Лабораторная работа №3
Изучение зимостойкости растений
Цель работы: изучение основных характеристик зимостойкости растений; оценка зимостойкости видов в условиях дендрария СибГТУ.
Холодостойкость – устойчивость растений к поражающему воздействию низкой положительной температуры.
Морозоустойчивость – физиологическое свойство растений, тесно связанное с их сезонным развитием – устойчивость к воздействию низких отрицательных температур.
Зимостойкость – устойчивость растений к комплексу факторов зимнего, позднеосеннего, ранневесеннего периодов, когда оно находится в состоянии покоя.
Заморозкоустойчивость – способность растений переносить поздневесенние, ночные летние и раннеосенние заморозки без повреждений.
Повреждающие факторы зимнего периода – абсолютные температурные минимумы, длительное воздействие низких температур, резкие перепады температуры, иссушающие зимние ветра, воздействие снежного покрова, замерзание и оттаивание почвы и др.
|
|
|
Воздействия, оказываемые повреждающими факторами на морфологическом уровне: повреждение побегов, хвои, генеративных и вегетативных почек, солнечные «ожоги», морозобойные трещины.
Воздействия, оказываемые повреждающими факторами на физиологическом уровне: обезвоживание клеток, нарушение обмена веществ, механические повреждения и разрушения протоплазмы льдом при внутриклеточном его образовании, разрывы тканей большими друзами льда при образовании его в межклетниках.
Факторы, влияющие на зимостойкость растений:
I Внутренние.
1. Наследственные свойства. Поздней осенью древесные и кустарниковые растения находятся в состоянии покоя. Различают глубокий покой (сентябрь-декабрь; только специальные воздействия вызывают распускание почек); вынужденный покой (январь-апрель; почки распускаются в теплом помещении без дополнительных воздействий). Глубокий покой и повышенная зимостойкость у древесных растений вызваны низким содержанием в меристематических тканях нуклеиновых кислот и фитогормонов роста, высоким содержанием ингибиторов роста. При переходе в вынужденный покой в точках роста увеличивается содержание нуклеиновых кислот, свободных ростовых веществ. Наличие у растения того или иного типа покоя, его продолжительность является наследственно закрепленным свойством.
2. Способность приспосабливаться к условиям окружающей среды. Присопосбление растений к зимовке определяется многообразными особенностями их формы, строения и физиологических свойств: - с помощью одних растения непосредственно противостоят неблагоприятным условиям зимовки; - с помощью других они в большей или в меньшей степени «уклоняются» от неблагоприятных воздействий.
3. Состояние растения. Возраст – все растения в молодом возрасте менее зимостойки, чем в зрелом. Поражения болезнями, вредителями и т.п. Устойчивость разных частей растения различна.
II Внешние факторы
1. Температурный режим. Подготовка растений к перезимовке начинается осенью, с наступлением похолодания и естественным прекращением роста.
2. Влага. Обильные осадки осенью задерживают наступление покоя, или даже прерывают его, снижая стойкость растений; недостаток осадкой осенью ускоряет наступление покоя и повышает зимостойкость. В засушливое лето рост растений может полностью прекращаться, а осенью, с наступлением периода дождей, возобновляться. Запоздалый рост древесных растений снижает зимостойкость. При понижении температуры до 0ºС растения почти не воспринимают воду, с замерзанием этот процесс прекращается полностью.
|
|
|
3. Свет. Основной фактор фотосинтеза. При интенсивном летнем освещении растения сильнее ассимилируют и накапливают пластические вещества, увеличивая зимостойкость.
4. Условия питания. Хорошими условиями питания и ухода до начала зимовки можно значительно повысить морозостойкость растений, а после зимовки – сгладить последствия повреждения.
Для оценки повреждаемости древесных растений низкой (особенно отрицательной) температурой существуют различные методы.
Прямые: методика ГБС РАН (оценка зимостойкости зависит от длины поврежденной части побега)
I – растение не обмерзает;
II – обмерзает не более 50% длины однолетних побегов;
Ш – обмерзает 50-100% длины однолетних побегов;
IV – обмерзают не только однолетние, но и более старые части растений;
V – обмерзает надземная часть до уровня снегового покрова;
VI – обмерзает вся надземная часть растения;
VII – растение вымерзает целиком.
Косвенные: метод отрезанных побегов (основан на изучении глубины покоя зимующих растений); микрофизиологические наблюдения за химическими реакциями, происходящими в растительном организме (в конце вегетации при подготовке к зимнему периоду отслеживаются процессы превращения крахмала в сахарозу, накопление белков, липоидов и их комплексных соединений); метод наблюдений за обособлением протоплазмы (обособление протоплазмы выражается в потере связи между клетками, разобщении плазмодем и отхождении протоплазмы от стенок клеток).
В условиях дендрария СибГТУ балл зимостойкости Барбариса амурского - I, это говорит о том, что растение совсем не обмерзает.
Лабораторная работа №4
Изучение вегетативного развития растений в условиях интродукции.
Цель работы: изучение основных характеристик роста и вегетативного развития интродуцентов; оценка показателей видов в условиях дендрария СибГТУ.
Ежегодность прироста основных побегов и ветвей определяется у интродуцентов не по длине побегов текущего года, а по фактическому наличию или отсутствию. В условиях дендрария СибГТУ у моего вида ежегодность прироста регистрируется.
Побегообразовательная способность – является биологической особенностью вида и варьирует в зависимости от индивидуальных особенностей растений в условиях произрастания. В условиях дендрария СибГТУ у моего вида (барбариса обыкновенного) наблюдается высокая побегообразовательная способность – новые побеги развиваются на большей части прошлогодних, в среднем по 6 и более штук. При сильном обмерзании растения дают обильные побеги на уцелевших частях кроны ствола, от корневой шейки или отпрыски от корней.
Степень ежегодного вызревания побегов оценивается по: времени окончания роста побегов; заложению степени сформированности, окраске и защищенности почек; одревеснению, окраске и развитию защитных наружных покровов; времени окончания листопада.
Бальная шкала оценки степени ежегодного вызревания побегов (определяется в зависимости от длины вызревшей части побега):
I – однолетние побеги вызревают полностью на 100% длины;
II – однолетние побеги вызревают не полностью на 75% длины;
Ш – однолетние побеги вызревают не полностью на 50% длины;
IV – однолетние побеги вызревают не полностью на 25% длины;
V – однолетние побеги не вызревают.
В условиях дендрария СибГТУ у Барбариса амурского степень ежегодного вызревания I – однолетние побеги вызревают полностью на 100% длины.
Сохранение присущей природе формы роста:
I – растения сохраняют присущую природе жизненную форму;
II – растения ежегодно более менее обмерзают, но благодаря хорошо развитой и сохраняющейся корневой системе, высокой или средней побегообразовательной способности, восстанавливают надземную часть в следующий вегетативный сезон;
Ш - растения не сохраняют присущую природе жизненную форму роста по причине ежегодного сильного обмерзания. Деревья при этом растут кустовидно, кустарники приобретают форму кустарников, а полукустарники развиваются как травянистые многолетники.
Бабарис амурский не изменяет свою жизненную форму растёт и развивается.
Лабораторная работа №5
Изучение способности к репродуктивному развитию видов в условии интродукции
Цель работы: изучение основных характеристик репродуктивного развития растений; оценка показателей видов в условиях дендрария СибГТУ.
Важным показателем успешности акклиматизации в районе интродукции является способность растений к воспроизведению, т.е к полноценному репродуктивному развитию. Существует три способа размножения растений:
Вегетативный способ – новая особь образуется из части вегетативных органов растений (лист, стебель или корень). Иногда возникает даже из отдельной клетки того или иного вегетативного органа растения.
Бесполое размножение – у растений образуются особые клетки (споры), из которых вырастают новые самостоятельно живущие особи, сходные с материнской.
Половое размножение – сводится к слиянию двух половых клеток – гамет и образованию зиготы, из которой развивается новый организм.
Искусственное размножение древесных растений также возможно семенным и вегетативным способами. При вегетативном размножении (черенками, прививкой, отводками или при помощи культуры тканей) растения содержат генетическую информацию только одного родительского растения и являются точной его копией. Вегетативное размножение надежнее полового для растений с очень длительной ювенильной стадией, во время которой они не образуют цветов, плодов и семян, и растений, семена которых прорастают медленно.
В интродукции древесных видов семенной способ размножения является более эффективным, он обеспечивает лучшую адаптацию растений к новым условиям внешней среды. При оценке качества репродуктивного развития испытываемых растений учитывается возможность их естественного и искусственного размножения:
I – размножение самосевом (наивысшая оценка степени адаптации);
II – размножение посевом семян местной репродукции;
Ш – размножение только корневыми отпрысками или отводками;
IV - размножение только искусственным вегетативным способом.
Наихудшая оценка дается видам, размножение которых в условиях интродукции невозможно (ни семенным, ни вегетативным, ни естественным, ни искусственным способами), размножение их осуществляется привозным материалом (семена, черенками, отводками и т. д.) из других районов.
В условиях дендрария СибГТУ у моего вида (Барбариса амурского) наивысшая оценка степени адаптации (I).
Генеративное развитие растений связано с образованием бутонов, цветков, плодов и семян. В условиях интродукции процесс образования и развития генеративных органов у различных растений не всегда завершается образованием полноценных семян. Это зависит от общего состояния растений и от комплекса факторов внешней среды.
Для получения хорошего урожая плодов и семян, каждая из последовательных генеративных фаз должна проходить успешно. В условиях интродукции переход от одной фазы к другой часто тормозится, что препятствует полноценному завершению генеративного развития растений.
Оценка успешности генеративного развития растений в условиях интродукции производится по следующей шкале:
I – семена вызревают (наивысшая оценка);
II – растения цветут, но плоды или семена не вызревают;
Ш – растения цветут, но плоды не завязываются;
IV – растения не цветут.
При оценке качества семян интродуцентов определяются показатели, регламентированные ГОСТами.
Всхожесть – способность семян прорастать и давать нормально развитые проростки при определенных условиях за установленный ГОСТом 13056.6-75 для каждой породы срок. Основной показатель качества семян, определяют у семян с вынужденным покоем проращиванием в соответствии с техническими условиями и выражают в процентах.
Жизнеспособность – количество живых семян, выраженное в процентах от общего числа семян, взятых для анализа. Определяется у семян деревьев и кустарников с длительным периодом прорастания, а также при необходимости срочно выявить качество семян. Жизнеспособность определяют окрашиванием мертвых или живых тканей зародышей в соответствии с ГОСТом Р 50246-92.
Доброкачественность – количество полнозернистых здоровых семян с характерной для данного вида окраской зародыша и эндосперма, выраженное в процентах к общему числу семян, взятых для анализа. Устанавливают у семян деревьев и кустарников с длительным периодом прорастания, для которых методы определения всхожести и жизнеспособности не установлены. Доброкачественность определяют путем взрезывания вдоль зародыша в соответствии с ГОСТом 13056.8-68. Перед взрезыванием семена большинства пород намачиваются в воде.
Лабораторная работа №6
Определение степени акклиматизации интродуцентов по комплексной интегральной методике оценки результатов интродукции ГБС РАН
Цель работы: изучение методики оценки состояния в условиях интродукции; определение степени акклиматизации и группы перспективности выращивания видов в дендрарии СибГТУ.
При оценке степени адаптации растений в Ботанических садах и дендрариях применяются различные методы исследований, основанные на изучении морфологических, анатомических и физиологических признаков, которые находятся в корреляционной связи с высокой устойчивостью.
Существуют методики, основанные на изучении сезонного развития растений – фенологии; оценке темпов прироста и результатов перезимовки; оценке репродуктивного развития растений и пр.
Предложенная П.И. Лапиным и С.В. Сидневой (1973) методика позволяет дать интегральную оценку перспективности интродукции растений, выраженную числовым показателем. Она рассчитана применение ее в условиях климата тех районов и областей, где зимостойкость в интродукции древесных растений является решающим фактором.
Для оценки приняты семь показателей, которые характеризуют состояние растений в данных условиях и могут быть определены путем систематических визуальных наблюдений за общим и сезонным развитием опытных решений. Последовательность определения данных показателей в течение периода вегетации следующая: зимостойкость, способность к полноценному генеративному развитию, побегообразовательная способность, сохранение габитуса, возможности размножения испытываемых растений.
Для каждого из них опытным путем подобрана своя числовая оценка – балл. Характерным признаком данной методики является расчет суммы баллов комплекса показателей.
Наиболее высокая перспективность складывается из наивысших оценок по всем семи показателям (таблица 1).
Таблица 1 – Интегральная оценка перспективности интродукции видов.
| Показатели | Баллы |
| Зимостойкость I II III IV V VI VII | |
| Ежегодность прироста основных побегов и ветвей Ежегодный Не ежегодный | |
| Побегообразовательная способность I II III | |
| Степень ежегодного вызревания побегов I II III IV V | |
| Сохранение присущей в природе формы роста I II III | |
| Возможность естественного и искусственного размножения I II III IV | |
| Успешность генеративного развития I II III IV | |
| Итого баллов: |
Учитывая результаты оценки отдельных признаков и общий результат в целом, группа перспективности интродукции взрослых растений данного вида устанавливается по шкале (таблица 2).
Таблица 2 – Шкала оценки перспективности интродукции
| Индекс | Значение индекса | Соответствующая сумма баллов |
| I | Вполне перспективные | 91-100 |
| II | Перспективные | 76-90 |
| III | Менее перспективные | 61-75 |
| IV | Малоперспективные | 41-60 |
| V | Неперспективные | 21-40 |
| VI | Абсолютно неперспективные | 10-20 |
Барбарис амурский относится к I группе перспективности, а значит это растение перспективно для интродукции. Его можно применять в лесоводстве используется как подлесковую породу, для живых изгородей, защитных полос и укрепления оврагов, так как она засухоустойчива, светолюбива и выдерживает даже очень сильные морозы до -45º.
Ценный вид для зеленого строительства и лесного хозяйства, особенно в восточных районах России. Его можно рекомендовать для создания опушек, массивов, больших групп, одиночных посадок в парках и лесопарках (http://sad.zeleno.ru/index_2006.php?greename=corylus&a=out).
Заключение
Плоды барбариса содержат сахара, каротин, витамины К, С (до 172 мг/%), лимонную, яблочную, винную кислоты, алкалоиды (берберин и др.), дубильные, пектиновые, красящие вещества, минеральные соли. В листьях найдены дубильные и смолистые вещества, эфирное масло, витамины С, Е, яблочная кислота, каротин, филохинон; в коре ветвей — алкалоиды, дубильные, красящие, смолистые вещества; в корнях — алкалоиды берберин, берберрубин, леонтин и др.
Препараты барбариса обладают противовоспалительным, желчегонным, мочегонным, противомикробным, вяжущим, кровоостанавливающим и антисептическим действиями. Механизм действия препаратов барбариса связан как с антиспастическим влиянием на желчный пузырь, так и с холеретическим эффектом. Расслабление желчного пузыря обусловливает присасывающее действие, дренаж желчных ходов и прекращение тягостных болевых ощущений. Берберин понижает артериальное давление, замедляет пульс (при тахикардии), усиливает отделение желчи.
При определении степени акклиматизации вида, установлена группа перспективности – “Вполне перспективные”.
Библиографический список
1. Булыгин Н.Е., Дендрология: учебник/ Н.Е.Булыгин, В.Т. Ярмишко. - М.: МГУЛ, 2001. - 528 с. - ил.
2. Матвеева Р.Н., Интродукция деревьев и кустарников в условиях юга Средней Сибири / Р.Н. Матвеева, О.Ф. Буторова – Красноярск: СибГТУ, 1998. – 128 с.
3. http://ru.wikipedia.org/
4. http://www.plantarium.ru/page/view/item/11391.html
5. http://ru.wikipedia.org/Лещина
6. http://flower.onego.ru/kustar/corylus.html
7. http://www.botanichka.ru/blog/2010/04/24/hazel/
8. http://sad.zeleno.ru/index_2006.php?greename=corylus&a=out
|
|
|
