Общее содержание воды в листьях калины в условиях биостанции

Мезофиты. «Мезофитами называются растения умеренно-влажных местностей, обладающие ограниченной способностью в процессе своего онтогенеза приспособляться к неблагоприятному влиянию атмосферной и почвенной засухи» (П .А. Генкель). По режиму влажности они занимают промежуточное положение между гигрофитами и ксерофитами, растут при средних условиях увлажнения, теплового и воздушного режима, минерального питания. К мезофитам относятся лиственные деревья, большинство луговых трав, многие лесные травы, полевые сорняки, большинство культурных, плодово-ягодных растений и др. . Избыточное увлажнение мезофитам вредно, так как у них проводящая и механическая ткани развиты умеренно. Устьица чаще расположены на нижней стороне листа. В условиях засухи у мезофитов появляются признаки, характерные для ксерофитов – мелкоклеточность, уменьшение размера листа, увеличение числа устьиц на единицу поверхности (площади) листа и др. (Сулейманов, 1974).

1.     6. Влияние различных факторов на содержание воды

На содержание воды в растении влияют: возраст, влажность почвы, время суток и др. .

Влияние времени суток на содержание воды в листьях груши Козловский (1969) изучал в зависимости от возраста растений.

В ночные часы в листьях груши содержание воды увеличивается по сравнению с дневными часами. Это, очевидно, связано с меньшим расходом воды (меньшей транспирацией) в ночное время. Козловский считает, что суточные колебания содержания воды зависят от соотношения поглощения воды и транспирации. То, что наибольшее содержание воды в листьях наблюдается между двумя и четырьмя часами ночи, более вероятно связать с изменением сухого веса их, нежели с изменением абсолютного количества воды в тканях.

Однако необходимо сказать, что по мнению многих исследователей как увеличение (ночью), так и уменьшение (днем) содержания воды в растении обусловлено экологическими условиями: повышенной температурой в дневные часы, понижением ее в ночное время, возрастанием относительной влажности в ночные часы и уменьшением ее в дневное время.

Понижение содержания воды в листьях по мере старения груши автор ставит в зависимость от количества сухого вещества, которое с возрастом увеличивается на 25 %. Возрастание сухого вещества объясняется утолщением клеточных оболочек. Об уменьшении содержания воды в листьях растений с возрастом имеются данные в работе И. Н. Коновалова и сотрудников (1963).

Уменьшение содержания воды в растениях по мере их старения может быть связано с понижением водоудерживающей способности листьев, уменьшением способности клеточных коллоидов к набуханию и поглощению воды. Здесь, очевидно, имеет значение и проницаемость цитоплазматической мембраны.

Количество воды в растении зависит от характера общего водообмена, при отрицательном водном балансе оно значительно уменьшается, при положительном балансе, наоборот, увеличивается. В митохондриях содержание воды тесно связано с метаболическими процессами: в начальный период дыхания дегидрирование материала дыхания сопровождается набуханием, увеличением количества воды в них. Сукцинатдегидрогеназа стимулирует увеличение количества воды в митохондриях, а малатдегидрогеназа, наоборот, подавляет набухание.

Таким образом, количество воды в растении не является постоянным, оно изменяется как под влиянием различных процессов, протекающих в самом растении, так и под действием различных внешних факторов (Сулейманов, 1974).

ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ РАБОТЫ

2. 1. Объекты работы

Представители рода Калина (Viburnum L.) относятся к семейству Жимолостные (Caprifoliaceae). Это семейство одно из древних среди покрытосеменных растений.

Сегодня систематики выделяют в нем более 400 видов, которые объединяются в 14 родов. Наибольшее число представителей произрастает в умеренных широтах Европы, Азии, Северной Америке, также есть обитатели более теплого климата: субтропики, тропики Азии, Африки, Южной и Центральной Америки.

             В пределах России и стран СНГ это семейство содержит 76 естественно растущих видов – представителей 6 родов. Многие из них (160 видов из 10 родов) успешно выращиваются как декоративные растения для озеленения городов и населенных пунктов, а также как экспонаты в ботанических садах и парках. В природных условиях на территории России часто встречаются растения родов Жимолость (Lonicera L.) – 51 вид, Бузина (Sambucus L.) – 11 видов и Калина (Viburnum L.) – 8 видов. Представители этих родов широко интродуцируются во многих регионах нашей страны (Солодухин, 1985).

Калина – род, возникший в меловом периоде и сохранившийся до наших дней. Этому способствовало примитивность строения зародыша семени: группа недифференцированных клеток меристемы. Калина отличается особенностью прорастания зародыша, которое происходит на второй год после попадания семени в почву (Жолобова, 1994).

Калина представляет собой плодовый и декоративный кустарник до 5 метров высотой, растущий по берегам рек, озер, на опушках хвойных и смешанных лесов юга Европы, юго-восточной Азии, в обеих Америках, Северной Африке, на территории России произрастает около 4 % видов этого  рода. В большинстве своем это листопадные кустарники, но есть и вечнозеленые. Расположение листьев супротивное, лишь очень редко – мутовчатое. Калина – теневыносливое, влаголюбивое растений, требовательна к плодородным почвам. Но в нашей стране это менее прихотливое растение (Солодухин, 1985), но отзывчива на свет, влагу, богатство почв, уход.

Калина – мезофит, то есть достаточно влаголюбивое растение, но с большими адаптационными способностями.

Противоположную точку зрения имеет А. А. Кочанов, отрицая важное значение почвы и влаги для калины. Наблюдения доказывают, что при недостатке влаги наблюдается обильное опадение плодов, уменьшение размеров ягод, что, в конечном итоге, приводит к снижению урожая (Жолобова, 1994).

Кора калины – зеленовато-серого цвета с коричневыми бородавками, листья 3-х и 5-ти лопастные крупнозубчатые, снизу опушены, зеленые. Осенью становятся желтыми, красными, пурпурными (Третьякова, 1998), что говорит о наличии большого количества каротиноидов.

Цветение калины начинается в конце мая – начале июня. Следует отметить особенность в цветении: первыми зацветают краевые белые цветки довольно крупных размеров, выполняющие функцию привлечения насекомых-опылителей. Немного позже распускаются мелкие срединные цветки щитка, имеющие трубчатое строение с 5-тью тычинками и 1 пестиком (Жолобова, 1994). Плод – ягодообразная костянка с крупным семенем красного или черного цвета; яйцевидной или овальной формы, горьковато-сладкие на вкус. Созревают к концу сентября (Третьякова, 1998).

В плодах, коре и листьях калины содержится большое количество ценных веществ, обладающих целебными свойствами.

В пределах наших лесов произрастает 8 видов калины: три из них в западных районах и 5 растет на востоке.

Калина обыкновенная (Viburnum opulus L.).

Является наиболее важной культурой в хозяйственном отношении и служит исходным материалом в селекции. В природных условиях России существуют 5 форм калины обыкновенной: карликовая форма характеризуется маленькими размерами листьев и самой кроны; пушистая форма с сильным опушением листьев; пестрая форма названа из-за бело-пестрой окраски листьев; желтоплодная форма характеризуется золотисто-желтой окраской плодов.

Калина Гордовина (Viburnum lantana L.).

Распространена в естественных условиях и успешно разводится как декоративный кустарник. Плоды съедобны, богаты витаминами. Известны 7 форм и разновидностей гордовины: низкая форма соответствует названию, используют даже для посадки в клумбах; голая форма с голыми листьями; пушистая разновидность отличается сильным опушением листьев; крупнолистная форма отличается крупными размерами всех своих органов; золотистая форма гордовины имеет листья золотисто-желтого цвета; золотисто - каймленная форма применяется как декоративный кустарник, имеющий листья оригинального окрашивания; пестролистная форма применяется в озеленении за интересные листья, имеющие желтые пятна на зеленом фоне (Комаров, 1959).

Калина Саржента (Viburnum sargentii Koehne).

Она произрастает в основном в горных районах. По своим качествам похожа на калину обыкновенную. Может расти в тени и отзывчива на свет; более стойка к зимним условиям. По отношению к почве некоторые авторы придерживаются разного мнения: Солодухин говорит о требовательности  ее к богатству почв, а Усенко, наоборот. Этот вид существует в виде семи форм: пушистая форма имеет сильно опушенные листья и даже ножки соцветий; бородавчатонервная – с голыми листьями; промежуточная форма между двумя первыми; стерильная форма; желтоцветковая; белоцветковая и желтоплодная формы имеют названный цвет своих органов.

Калина буреинская (Viburnum burejaeticum Reg et Herd).

Имеет черные плоды.

Калина монгольская (Viburnum mongolicum (Pall) Rehd) может произрастать при очень низкой температуре (- 50  С); неприхотлива, но отзывчива на уход, поэтому считается перспективной.

Калина вильчатая (Viburnum furcatum Blume ex Maxim) имеет вильчатое ветвление; требовательна к теплу, хорошо адаптирована к засухе и бедным почвам.

Калина Райта (Viburnum wrightii Mig) – растение муссонного климата, имеет ярко-красные, горькие плоды.

Калина восточная (Viburnum orientale Pall) типичный представитель жаркого климата (Солодухин, 1985).

Многие виды калины послужили исходным материалом в селекции сортов. Новые селекционные сорта и формы калины отличаются от дикорастущих образцов улучшенным вкусом свежих плодов. Горечь в них в значительной степени ослаблена. Такие слабогорькие сорта можно использовать как универсальные – для потребления плодов не только в виде продуктов переработки, но и свежими. Первые сорта калины были созданы на американском континенте. Три сорта  калины трехлопастной (Viburnum trilobum Marsh.) выведены в США: на плантации в Ист-ли А. Э. Морган отобрал и передал в производство сорта Уэнтворт, Хас и Эндрюс.

В Канаде на экспериментальной ферме в Мордене (провинция Манитоба) размножена крупноплодная форма калины, обнаруженная на берегу озера Манитоба. Эта форма получила сортовое название Маниту.

Селекционер Мидер отобрал исходный куст калины в Уэст-Актоне (штат Мэн). Этот сорт, испытанный и размноженный на опытной станции в Драхме, был назван Филлипс. Автор отмечает, что из него получается прекрасное желе.

Впервые на континенте Евразии культурные сорта калины созданы на основе калины обыкновенной (Viburnum opulus L.) в НИИ садоводства Сибири (г. Барнаул). Здесь отобрано, испытано и размножено 6 сортов, которые проходят Государственное сортоиспытание. В ОПХ «Барнаульское» заложен маточник новых сортов калины. Маточные насаждения этих сортов созданы также в ряде хозяйств Алтайского Края, Челябинской области, Красноярского края.

У нас на изучении находились сорта Соузга и Ульгень селекции НИИС Сибири имени М. А. Лисавенко и отборный сеянец 8-37 селекции Львовского филиала Украинского НИИС, собранные селекционером -  сортоведом И. И. Козловой и предоставленные нам на изучение.

Высажены на участке агробиостанции в 1998 г. по схеме 1,5 х 1,5 м.

УЛЬГЕНЬ. Сорт получен путем отбора сеянцев свободного опыления калины обыкновенной.

Куст высокий, до 4 метров, с 5 – 6 основными стволами. Листовая пластинка опушена с нижней стороны. У ее основания расположены 2 – 3 пары железок.

Урожайность высокая. Средний урожай за 5 лет составил 8 кг с куста (66,6 ц/га).

Плоды созревают в середине сентября, они ярко-красной окраски, средней величины (0,64 – 0,78 г). В них содержится 7,28 % сахаров, в том числе глюкозы 4,6 %, фруктозы 2,92 %, сахарозы 0,27 %; 130 мг % аскорбиновой кислоты и 650 мг % витамина Р.

Вкус плодов слабо горький, их дегустационная оценка в свежем виде – 4,0, протертых с сахаром (сырого джема) – 4,2 балла.

Проходит Государственное сортоиспытание.

СОУЗГА.

Сорт отобран среди сеянцев свободного опыления, естественный межвидовой гибрид (калина обыкновенная х калина Саржента).

Куст высокий, до 3 метров. Листья преимущественно трехлопастные, две дополнительные лопасти листа слабо выявлены или отсутствуют, средняя лопасть удлиненная. Черешки длиной 200 мм, с 1 – 2 парами железок.

Недозревшие плоды имеют мраморную окраску – красные штрихи на желтом фоне, при полном созревании становятся пунцово-красными. Они содержат 10,9 % сахаров, в том числе 10,7 % моносахаров (глюкоза, фруктоза), 111,0 мг % витамина С, 750,0 мг % витамина Р. Форма плодов – почти шаровидная.

Сорт технический. Свежие плоды обладают ощутимой горечью с кислым привкусом. Продукт переработки (сырой джем) сохраняет яркую окраску, имеет приятный вкус и аромат. Его дегустационная оценка 4,3 балла.

Сорт зимостоек, не повреждается весенними заморозками, устойчив к вредителям и болезням. Самобесплоден. Опыляется всеми сортами и сеянцами калины обыкновенной.

Средний урожай за пятилетний срок – 7,1 кг с куста, что в пересчете составляет 58,3 ц/га.

Проходит Государственное сортоиспытание.

8 – 37.

Куст высокий, до 2,5 – 3,0 метров. Листья трехлопастные. Черешки длиной 150 мм, с 1 – 2 парами железок.

Урожайность высокая.

Плоды созревают к концу сентября. Имеют ярко-красную окраску. Средняя величина плодов (0,47 – 0,58 г). Форма шаровидная.

Вкус плодов с ощутимой горечью. После переработки имеют приятный вкус (Жолобова, 1994).

2.     2. Методы работы

Цель работы: определить содержание воды и сухого вещества в растительном материале.

Для характеристики калины мы определяли содержание воды в ее листьях по методике, описанной в практикуме по физиологии растений авторов С. С. Баславской, О. Н. Трубецковой. Брали 45 листьев каждого сорта. При помощи сверла с двух сторон от центральной жилки вырезали по 2 высечки и делали в трех повторностях. Высушивали до абсолютно сухого веса в сушильном шкафу при температуре 105 С в течение 5 часов.

Абсолютно сухой вес растительного материала определяют высушиванием его до постоянного веса при 100 – 105 С.

Сначала определяют вес абсолютно сухого бюкса. Для этого чисто вымытый бюкс ставят на полку сушильного шкафа, его крышку кладут в опрокинутом виде рядом или помещают в вертикальном положении на бюкс. Через 1 час после высушивания при 100 – 105 С бюкс берут тигельными щипцами и ставят его открытым в эксикатор, который оставляют на 30 минут рядом с аналитическими весами.

После этого бюкс закрывают крышкой и взвешивают. Берут его из эксикатора щипцами, на концы которых надеты каучуковые кольца, или прихватывают его полоской фильтровальной бумаги. При прикосновении к бюксу пальцами можно изменить его вес. Для контроля бюкс ставят еще раз в сушильный шкаф на 1 час и снова взвешивают. Если вес бюкса постоянный, то в него помещают пробу и вновь взвешивают.

Если определяют содержание воды в сыром материале, то нужно помнить о необходимости быстрого помещения пробы в бюкс во избежание потери воды на воздухе.

Сырой материал должен лежать в бюксе рыхло. Бюкс с навеской ставят на 5 часов в шкаф, нагретый до 100 – 105 С. После охлаждения бюкса (открытого) в эксикаторе его закрывают и взвешивают (закрытым). Снова ставят в сушильный шкаф на 2 часа и взвешивают. Так повторяют до тех пор, пока вес бюкса с материалом не будет постоянным (разница не больше 0,0002 – 0,0003 мг) или последний вес не станет чуть-чуть больше предыдущего.

Нужно строго соблюдать правила. Нельзя держать высушиваемый материал в шкафу без перерыва более 5 часов. При длительном стоянии в шкафу изменения в весе могут произойти не только за счет испарения воды, но и вследствие присоединения О2 к некоторым веществам растительного материала. Бюкс с навеской нужно ставить в нагретый до 105 С шкаф, открывая дверку его на короткий срок. В то время, когда бюксы находятся в шкафу, его открывать не рекомендуется.

В некоторых сушильных шкафах температура на разных полках не одинаковая. Поэтому ставить бюксы нужно лишь на ту полку, на уровне которой находятся шарик термометра. Не следует помещать бюксы близко к стенкам шкафа, так как там температура бывает много выше той, которую указывает термометр, поэтому может произойти разрушение органического материала.

Вычитая из веса исходного материала в бюксе вес высушенного, получают количество воды во взятой навеске. Рассчитывают содержание воды в процентах от сухого и сырого веса материала.

Если количество собранного растительного материала настолько мало, что нет возможности при проведении анализов взять отдельные пробы для определения содержания воды в нем, то материал высушивают при 50 – 60 С и хранят в закрытых бюксах в эксикаторе. Высушивание при 50 – 60 С не удаляет всей воды, часть ее, прочно удерживаемая коллоидами, остается в материале. Можно проверить, какой % воды сохраняется: обычно он составляет незначительную часть от общего содержания воды в материале.

2.     3. Условия работы

Наши исследования проводили в городе Мичуринске Тамбовской области.

Тамбовская область расположена на высоте 140 – 150 метров выше над уровнем моря (52 52 северной широты и 40 28 восточной долготы).

Климат Тамбовской области умеренно-континентальный с довольно теплым летом и холодной, устойчиво морозной зимой.

Среднегодовая температура воздуха составляет 4 – 5 С, температура наиболее теплого месяца (июля) составляет 19,8 – 20,7 С, наиболее холодными, с температурой –10,3 –11,8 С являются январь и февраль. Абсолютный многолетний минимум температуры воздуха составляет по области – 37 – 43 С, абсолютный многолетний максимум температуры воздуха - +37 С. Период со средними суточными температурами воздуха выше 5 начинается в середине апреля и заканчивается в середине октября, его продолжительность – 175 – 185 дней. Период с более высокими средними суточными температурами воздуха (10 С и выше) начинается в конце апреля – начале мая и заканчивается в конце сентября, его продолжительность составляет – 140 – 150 дней. Период с температурой выше 15 С устанавливается в III декаде мая, его продолжительность – от 90 до 110 дней.

Среднее многолетнее количество осадков, выпадающих на территории области составляет 440 – 510 мм, однако, неравномерное распределение осадков в разные годы и отдельные периоды нередко создает засушливые условия.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9