Растительные ресурсы, 2020, T. 56, № 1, стр. 34-41

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследования проводили на созданной в 1966 г. экспериментальной плантации шиповника, заложенной в коллекциях ФНЦ агроэкологии на площади 7.0 га. Почвы участка – светло-каштановые, с содержанием гумуса 2–3%, рН верхних горизонтов – 7.2–7.5, нижних горизонтов – 8, обменный Na содержится в количестве 3–15% емкости поглощения. Семенной материал был получен из г. Калининграда в 1936 г.

Волгоградская агломерация расположена в зоне развития каштановых почв, подзоне светло-каштановых почв. Характерными особенностями района исследований является комплексность, разреженность, ксерофильность растительного покрова и засоленность почв. Гидротермический коэффициент (отношение осадков к испаряемости) составляет 0.3–0.4. Нарастание сухости климата происходит с северо-запада на юго-восток, в южном направлении наблюдается увеличение в растительном покрове ксерофильных видов, повышение содержания водорастворимых солей в почвообразующих породах. Эти факторы являются наиболее важными для формирования почв каштанового типа [8]. На основе среднемноголетних данных по температурам воздуха и осадкам можно судить о флуктуациях температурных (рис. 1) и гидротермических условий [9].

Рис. 1.

Отклонение от нормы (a) и фактическая температура периода исследований (b) в г. Волгограде. Fig. 1. Anomalies (a) and actual mean air temperature over research period (b) in Volgograd.

Ареал естественного распространения Rosa cinnamomea занимает территорию от Скандинавии до Восточной Сибири (до озера Байкал) (рис. 2) [10].

Рис. 2.

Ареал распространения R. cinnamomea L. [10]. Fig. 2. Natural range of R. cinnamomea L. [10].

Это крупный колючий кустарник, высотой до 2.0–2.5 м, с тонкими прутьевидными ветвями, покрытыми блестящей коричнево-красной корой с возрастом приобретающей буровато-коричневую окраску. Шипы редкие, серповидно изогнутые, с расширенным основанием, сидящие обычно попарно в основании черешков. Цветки крупные одиночные, или собранные в щитковидные соцветия. Окраска лепестков разнообразная: от светло-розовой до ярко красной (рис. 3).

Рис. 3.

Общий вид объектов исследований. Fig. 3. Visual appearance of the study objects.

Изучение морфогенетического и фенотипического развития R. cinnamomea в условиях климата полупустынного типа проводилось в соответствии с методическими разработками Никитского ботанического сада [11]. При изучении фенотипов шиповника коричного в полевых условиях было проведено биометрическое описание строения куста (высота, диаметр, форма, плотность, декоративные признаки) и отдельных побегов (диаметр, длина, количество). Оценивались длина и ширина плодов, их масса, форма, цвет, биохимический состав [12].

При оценке шиповатости побегов использовалась шкала: 1 – слабая (10–40 шт./10 см побега), 2 – средняя (40–80 шт./10 см побега), 3 – сильная (80 и более/10 см побега). При оценке активности плодоношения применяли градации: 3 – удовлетворительное, на растении примерно 50% полноценных плодов от полного плодоношения; 4 – хорошее, на растении около 75% полноценных плодов от полного плодоношения. По уровню жизненности особи подразделялись на 3 категории: хорошей жизненности, удовлетворительной и слабой.

При выполнении биохимических измерений применялась система капиллярного электрофореза “КАПЕЛЬ-105 М”. Детектирование проводилось в УФ-области спектра при длине волны 254 нм. Для прямого количественного определения триптофана без получения ФТК-производного регистрировалось поглощение при длине волны 219 нм [2, 13–15].

Погодные характеристики изучались по данным сайта “Климатический монитор” (Погода и климат, 2019) [9]. Зимостойкость изучалась по 5‑балльной шкале, где высшими баллами были 1–2 (на растении не отмечались повреждения низкой температурой), и определялась путем вычисления среднего балла за 10-летний период исследований по годам (2008–2018 гг.).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В ходе обследования опытной плантации выявлены три фенотипа шиповника отличающиеся по параметрам кустов, листьев и плодов (табл. 1). Установлено, что шиповник растет в основном в форме куста, состоящего из 9–14 побегов, высотой 1.4–2.0 м с диаметром у основания 0.6–1.6 см, на которых имеются острые изогнутые шипы длиной 0.9–1.7 мм, но встречаются и бесколючковые одноствольные и многоствольные формы.

В возрасте 8 лет проекция кроны шиповника коричного в среднем составила 1.47 ± 0.06 м (С–Ю) и 1.43 ± 0.08 м (З–В) при высоте 1.51 ± 0.03 м (рис. 4, табл. 4).

Рис. 4.

Проекция кроны и куртина R. cinnamomea в условиях светло-каштановых почв. Fig. 4. Crown projection and group of R. cinnamomea on light-brown soils.

Выделенные фенотипы растений различаются формой, цветом и крупностью плодов (табл. 1). Выявлены высокоурожайные формы (плоды длиной 24–26 мм и более; урожайность 1.7–3.7 кг с куста) с высокими товарно-помологическими признаками плодов, по которым они оцениваются как весьма перспективные в селекции новых ценных сортов.

В ходе исследований был определен аминокислотный состав плодов R. cinnamomea, который показал наибольшее содержание лейцина и изолейцина, метионина, пролина, глицина и триптофана (табл. 2).

Для оценки пищевых свойств плодов шиповника коричного в условиях интродукции был определен ряд показателей (табл. 3), которые свидетельствует о его высокой хозяйственной ценности.

Общая оценка ресурсного потенциала и хозяйственной ценности шиповника коричного в условиях интродукции может быть дана с учетом его биологических и экологических характеристик в районе исследования (табл. 4). Как показали результаты исследования, вид обладает высокой адаптивной способностью и устойчивостью по всем исследуемым характеристикам.

Важным хозяйственным свойством шиповника коричного является повышенная способность образовывать корневые отпрыски, что позволяет ему быстро восстанавливать свою надземную часть при повреждении. Куртины шиповника коричного способны распределять и задерживать снег на защищаемых участках. В микрозападинах с участием в растительном покрове R. cinnamomea накапливается на 25–30% больше влаги и формируются более темноцветные почвы, что обеспечивает увеличение ежегодного прироста древесных растений на 15–20% и продолжительности их жизни в 2–3 раза по сравнению с обычными полезащитными полосами.

Шиповник коричный применяют при закреплении песков и склонов, поскольку в засушливых условиях этот кустарник отличается более высокой засухо-, зимо- и солеустойчивостью по сравнению с деревьями. Rosa cinnamomea в природном ареале произрастания способна выдерживать средний многолетний годовой минимум температуры до –50 °С [10]. Шиповник коричный, как среднерослый кустарник, может быть использован в озеленительных насаждениях различного типа и для создания цветущих живых изгородей. При однорядном размещении живой изгороди для среднерослых видов расстояние между рядами и в рядах 0.4–0.6 м, при двухрядном – 0.5–0.7 м в рядах, между рядами 0.4–0.6 м.

Важной составляющей в оценке адаптивного потенциала шиповника в засушливых условиях является сохранность и устойчивость в многолетнем онтогенезе. Степень сохранности растений: в год посадки – 89% и спустя 25 лет –56% свидетельствует о высоком уровне адаптации и устойчивости культуры в аридных условиях возделывания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе проведенного исследования установлено, что произрастающий в коллекции ФНЦ агроэкологии РАН и опытных участках Ачикулакской опытной станции (Волгоградская область) шиповник коричный (R. cinnamomea) проходит полный цикл сезонного развития и дает полноценные плоды. По результатам изучения биоэкологических особенностей шиповника коричного при интродукции в Волгоградской области, он рекомендуется для озеленительных и декоративных насаждений, так как является морозоустойчивым и прекрасно адаптирован к условиям засушливого климата. Благодаря полезным свойствам плодов и эколого-биологическим характеристикам, этот вид представляет существенный практический и теоретический интерес, как кустарник многоцелевого назначения – лесомелиоративный, плодовый, декоративный, лекарственный, пищевой. Способность вида расти даже на самых бедных почвах, позволяет закладывать плантации шиповника коричного даже на бросовых и деградированных землях, что улучшит состояние этих почв наряду с получением рентабельной продукции.