Tulipa tschimganica Botschantz. in the collection of the Central Siberian Botanical Garden of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences

Cover Page

Abstract


The paper analyzes the features of seasonal development of Tulipa tschimganica Botschantz. in the conditions of the recipient region. Comparative morphometric characteristics of ex situ and in situ are given. Representatives of the species T. tschimganica growing in high mountains are successfully acclimatized in the Novosibirsk Region. Late flowering and resistance to viral disease variegation adds value to this species in floriculture and gardening in the spring. The temperature characteristics of the initial stages of phenophases are established. The beginning of flowering in six of ten years of observations occurred in the second decade of May. By duration, flowering can be characterized as short - 7-8 days, with an average duration of 10-12 days and a long one - 13-15 days, respectively. It was found that, despite the high rates of maximum and average daily temperatures, lower temperatures increase the flowering period of T. tschimganica . The flowering period in the recipient region, compared with the city of Tashkent, shifts by two months and starts from the second decade of May. The range of experimental plants morphometric parameters, such as plant height, leaf width, length and width of the ovary, and fruit width, increases. The rest of the studied parameters remained in situ . The study of the ontogeny of individuals grown from seeds collected from introduced plants is being carried out. To date, the plants are going through a long pregenerative period of ontogenesis. Successful completion of the full cycle of annual shoots development and the formation of high-grade mature seeds characterize this species as successful for introduction and use in gardening in Novosibirsk.


Full Text

Введение Акклиматизация и интродукция растений (главным образом, в ботанических садах) являются не только первостепенными и важными в вопросе охраны и защиты полезных и редких растений. Но также, раскрывая проблему адаптации растений не только к изменению в климате, но и к антропогенному влиянию разного рода, они помогают прослеживать вопрос эволюционного развития вида или рода в целом на достаточно длительном промежутке времени. Так, реакция растений может сильно изменяться в зависимости от климатической зоны, тем самым показывая свой адаптационный потенциал [1-3]. Являясь богатым источником форм и сортов с декоративными качествами, род Tulipa привлекает внимание исследователей из разных разделов ботаники: интродукция, селекция, морфология, систематика. Решая основную задачу ботанических садов - изучение и сохранение растений, мы, исследуя закономерности морфологической и фенологической изменчивости, узнаем диапазон адаптационного резерва. Для этого следует использовать только представителей видов из природной флоры. Так, нами изучался вид из рода Tulipa L. Tulipa tschimganica Botschantz., как высокогорный вид (популяции произрастают на высоте не ниже 1400 м над уровнем моря), предпочитающий глубокие долины со скопившимся за зиму снегом и соседство со снежниками [4, с. 114], становится потенциально успешным в плане акклиматизации в условиях Западной Сибири [5, с. 109]. Запоздалое цветение, по сравнению с другими видами тюльпанов, и устойчивость к вирусному заболеванию пестролепестности добавляет ценности данному виду как объекту цветоводства и озеленения в весенний период. По культивированию данного вида в других регионах информация отсутствует. Цель и объект исследования Согласно современным представлениям, Tulipa tschimganica Botschantz. включен в подрод Tulipa [6, с. 296] как гибридный вид. З.П. Бочанцева включила данный вид в секцию Spiranthera [4, с. 17]. Растения в коллекции достигают в высоту до 38 см, имеют сизо-зеленые отклоненные листья, цветок одиночный желтый (в природе также встречаются красные и пестрые формы) с красными спинками наружных листочков околоцветника и желтыми тычинками, при полном раскрытии венчика цветок имеет звездчатую форму (рис. 1). Луковицы крупные, до 3 см, с темно-коричневыми покровными чешуями, которые с внутренней стороны покрыты редкими, длинными, прижатыми волосками. Значимых изменений в качественных признаках, описанных З.П. Бочанцевой [4, с. 114-116], не наблюдается. Рисунок 1 - Tulipa tschimganica Botschantz. в коллекции ЦСБС (2016 год, снимок автора) Целью данной работы было изучение морфометрических изменений и фенологического поведения представителей вида Tulipa tschimganica Botschantz. в условиях города Новосибирска (ex situ). Методики исследования В процессе экспедиционных исследований, проведенных в марте - апреле 2009 г. в Республике Узбекистан (Ташкентский вилоят), в естественных местообитаниях, на задернованных осыпях северо-западного склона горного массива Большой Чимган, окрестности села Чимган, 1700 м над ур. м., были собраны луковицы цветущих растений вида T. tschimganica, которые были высажены на коллекционном участке Центрального сибирского ботанического сада Сибирского отделения РАН (УНУ № USU 440534). Привезенные луковицы в количестве восьми штук были высажены рядовым способом в открытом грунте экспериментального участка, первые два года почва была укрыта черным акрилом, агротехника в целом не отличается от классической для сортовых тюльпанов. Фенологические наблюдения проводились по методике И.Н. Бейдеман [7]. Результаты исследований и их обсуждение Собранные луковицы T. tschimganica при интродукции в условиях региона-реципиента характеризуются следующими особенностями сезонного развития (рис. 2). В соответствии с многолетними фенологическими наблюдениями за растениями T. tschimganica в ex situ можно заметить, что начальные этапы всех основных фаз развития генеративных побегов имеют определенные экологические показатели (табл. 1). Например, по критерию среднесуточных температур воздуха: начало отрастания - от 5 до 10°С, начало бутонизации - от 8 до 12°С, начало цветения - от 6 до 15°С, начало плодоношения - от 11 до 15°С. Тюльпаны являются весенними эфемероидами, которые используют накопленную влагу в почве и чувствительны к изменениям температурного режима. Согласно литературным данным [4], период цветения T. tschimganica в Ботаническом саду города Ташкент (Республика Узбекистан) (ex situ) отмечается со II декады марта, в коллекции ЦСБС СО РАН - в период с 2010 по 2019 гг. начало цветения наблюдалось во II декаде мая шесть раз. По продолжительности цветение можно характеризовать как короткое - 7-8 дней, средней продолжительности - 10-12 дней и длительное - 13-15 дней соответственно. В результате исследований нами были выделены и детально изучены температурные условия трех лет интродукции (рис. 3-5), в течение которых представители вида продемонстрировали короткое (2017 г., 7 дней), средне продолжительное (2016 г., 11 дней) и длительное (2018 г., 15 дней) цветение. Как видно из графиков (рис. 3-5) минимальной, средней и максимальной температуры воздуха, в 2018 г. у растений наблюдалось продолжительное цветение. Поскольку начало цветения (22-24 мая) характеризуется понижением температур, а в последующие дни (несмотря на высокие показатели максимальных и средних температур) минимальные температуры, которые выпадали на ночное время, способствовали продлению периода цветения. Напротив, высокие показатели температур в 2017 г. сократили период цветение. Также следует учитывать взаимосвязь продолжительности периода цветения с суммами положительных температур (табл. 2), так как для перехода из фазы цветения в фазу плодоношения растениям необходимо добрать от 120 до 200 градусов от суммы, что также сокращает или увеличивает период цветения. У растений с экспериментального участка (табл. 3), в сравнении с in situ (табл. 4), изменяется в сторону увеличения диапазон изменчивости некоторых морфометрических параметров (высота растения, ширина листа, длина и ширина завязи, ширина плодов). Остальные исследуемые показатели остались в пределах in situ. У растений, выращенных из семян привезённых луковиц, изучается процесс онтогенеза и всхожесть семян в открытом грунте при естественных условиях региона-реципиента. В настоящее время прегенеративный период онтогенеза составляет шесть лет. В таблице 5 указана всхожесть семян T. tschimganica на экспериментальном участке. Выводы Представители вида T. tschimganica имеют чувствительную ответную реакцию на изменения климатических параметров. Так, у растений в ex situ, в сравнении с in situ, изменяется в сторону увеличения диапазон изменчивости высоты побега, ширины листа, длины и ширины завязи, ширины плодов. Остальные исследуемые показатели остались в пределах in situ. Продолжительность цветения напрямую зависит от суммы положительных температур: чем ниже среднесуточные температуры, тем больше времени нужно растению для перехода в фазу плодоношения, тем длиннее само цветение и наоборот. Успешное прохождение полного цикла развития годичных побегов в условиях города Новосибирска и формирование полноценных зрелых семян, обладающих достаточно хорошей всхожестью, характеризует данный вид как успешный для интродукции и использования в озеленении города. На протяжении всего периода исследований растения имели высокодекоративный эффект в весенний период, для которого в городе Новосибирск характерны резкие колебания температур. Рисунок 2 - Ритмы роста и развития Tulipa tschimganica в ЦСБС СО РАН в 2010-2019 гг. Примечание: х - количество дней Рисунок 3 - Средней продолжительности период цветения (с 05.05 по 20.05) Рисунок 4 - Короткий период цветения (с 07.05 по 18.05) Рисунок 5 - Длительный период цветения (с 17.05 по 05.06) Таблица 1 - Некоторые характеристики начальных этапов фенофаз у Tulipa tschimganica Показатели Начало фенофазы отрастания бутонизации цветения плодоношения Ср. Т° 5-10 8-12 6-15 11-15 ∑ Т°>0 65-151 176-260 254-420 380-518 ∑ с.д. 8-18 13-20 14-24 19-43 Примечание. Ср. Т° - среднесуточная температура, ∑ Т°>0 - сумма температур выше 0°С, ∑ с.д. - сумма солнечных дней. Таблица 2 - Взаимосвязь продолжительности цветения от сроков добора положительных температур 2016 год (11 дней) начало 05.05 конец 20.05 246° 366° 2017 год (7 дней) начало 07.05 конец 18.05 224° 353° 2018 год (15 дней) начало 17.05 конец 05.06 228° 424° Таблица 3 - Варьирование морфометрических параметров T. tschimganica в ex situ по годам Параметры Годы 2015 2017 2018 2019 Высота растения, см 32,0-38,0 16,7-24,4 13,8-25,5 23,5-24,5 Высота цветоноса, см 18,0-24,0 4,5-9,0 5,5-11,5 15,5-16,0 Длина верхнего листа, см 12,4-14,5 9,5-15,4 7,5-15,0 12,5 Ширина верхнего листа, см 1,4-2,4 1,1-2,0 1,8-3,0 2,5-2,6 Длина среднего листа, см 15,0-19,0 13,4-16,9 9,0-16,0 14,5-15,0 Ширина среднего листа, см 2,8-4,8 3,7-4,5 3,2-5,7 5,0 Длина нижнего листа, см 16,0-19,0 13,6-17,3 10,5-18,0 15,5-17 Ширина нижнего листа, см 4,5-7,7 6,4-7,7 5,4-8,0 8,0 Число листьев (число особей) 3(2)-4(2) 3(2)-4(3) 3(3)-4(1) 3(2) Высота бокала, см - 4,1-4,8 4,5-6,5 6,0 Длина плода, см 4,2-6,5 4,2-6,0 - 5,0-6,0 Ширина плода, см 2,1-3,5 2,5-3,3 - 2,5-3,0 Таблица 4 - Варьирование морфометрических параметров T. tschimganica in situ и ex situ Параметры in situ [5] ex situ Высота растения, см до 26 13,8-38,0 Длина верхнего листа, см до 20 7,5-15,4 Ширина верхнего листа, см до 2,2 1,1-3,0 Длина нижнего листа, см до 24 10,5-19,0 Ширина нижнего листа, см до 7,5 4,5-8,0 Число листьев 3-4 3-4 Длина завязи, см 2,3 2,2-3,5 Ширина завязи, см 0,4 0,5-0,9 Высота бокала, см до 7 4,1-6,5 Длина плода, см до 11 4,2-6,5 Ширина плода, см 2,7 2,1-3,5 Таблица 5 - Всхожесть семян в условиях открытого грунта Год посева Число семян Число сеянцев Всхожесть семян, % 2013 543 99 18,23 2015 370 42 11,35 2016 172 0 0 2017 164 96 58,54

About the authors

Lyudmila Vladimirovna Gerasimovich

Central Siberian Botanical Garden of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: example@snv63.ru

candidate of biological sciences, junior researcher of Ornamental Plants Introduction Laboratory

References

  1. Курочкина Н.Ю., Комаревцева Е.К. Лабазник вязолистный (Filipendula ulmaria (L.) Maxim.) в условиях культуры в Новосибирской области // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 6 (68). С. 231-233.
  2. Клименко З.К., Васильева О.Ю., Зорина Е.В., Дзюба О.В. Эколого-географическое испытание садовых роз в трех климатических зонах // Самарский научный вестник. 2019. Т. 8, № 1 (26). С. 35-42. doi: 10.24411/2309-4370-2019-11105.
  3. Герасимович Л.В. Tulipa kaufmanniana Regel. в коллекции Центрального сибирского ботанического сада Сибирского отделения Российской академии наук // Вестник Оренбургского государственного педагогического университета (Online). 2019. № 3 (31). С. 1-10. doi: 10.32516/2303-9922.2019.31.1.
  4. Бочанцева З.П. Тюльпаны. Морфология, цитология и биология. Ташкент: Изд-во АН Узбекской ССР, 1962. 408 с.
  5. Герасимович Л.В. Итоги первичной интродукции некоторых среднеазиатских тюльпанов в коллекции Центрального сибирского ботанического сада СО РАН // Успехи современной науки. 2017. Т. 1, № 8. С. 106-110.
  6. Christenhusz M., Govaerts R., David J. etc. Tiptoe through the tulips - cultural history, molecular phylogenetics and classification of Tulipa (Liliaceae) // Botanical Journal of the Linnean Society. 2013. Т. 172. P. 280-328.
  7. Бейдеман И.Н. Методика изучения фенологии растений в растительных сообществах. Новосибирск: Наука, 1974. 256 с.

Statistics

Views

Abstract - 62

PDF (Russian) - 18

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2019 Gerasimovich L.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies