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
|