Shumikhin S., Chertkova M., Nikitina O. “The assessment of the seeds quality of the Rhododendron L. species introduced at the Western Ural area”, Hortus bot. 12, suppl. II (2017): DOI: 10.15393/j4.art.2017.4202


SUPPLEMENT II. The strategy of creating sustainable dendrology collections

pdf-version 

The assessment of the seeds quality of the Rhododendron L. species introduced at the Western Ural area

Shumikhin
Sergei Anatolyevich
Perm State University,
Bukirev str., 15, Perm, 614990, Russia
botgard@psu.ru
Chertkova
Marina
Perm State University,
Bukirev str, 15, Perm, 614990, Russia
plyusnina-marina@yandex.ru
Nikitina
Oksana
Perm State University,
Bukirev str., 15, Perm, 614990, Russia
botgard@psu.ru
Key words:
Rhododendron, Ericaceae, seed, viability, energy of germination, introduction
Summary: Seeds of 5 studied rhododendron species (Rhododendron canadense (L.) Torr., Rh. japonicum (A. Gray) Suring., Rh. ledebourii Pojark., Rh. sichotense Pojark., Rh. smirnowii Trautv.) introduced at the Western Ural area, have the morphological features typical for their distribution in nature (anemokhoriya). They don't differ significantly in size from described seeds in literature. Seeds Rh. japonicum, Rh. ledebourii, Rh. smirnowii collected at the Western Ural area have the bigger weight than seeds of these rhododendron species collected in the Baltics environment which is favorable for cultivation. Besides, high rates of seed germination in soil of the studied rhododendron species allow to speak about sufficient degree of the adaptive potential expressiveness and prospects of their introduction at the Western Ural area.
Is received: 03 february 2017 year
Is passed for the press: 11 august 2017 year


Rhododendron L. – самый крупный в семействе вересковые (Ericaceae Juss.) род, представленный 1300 дикорастущими видами и более чем 13000 сортами. Рододендроны пользуются заслуженной популярностью во всем мире благодаря своим высоким декоративным качествам и достаточной неприхотливостью к условиям выращивания. Кроме того, рододендроны являются источниками важных биологически активных веществ. Огромное содержание в их листьях катехинов, флавонолов, органических кислот и гликозидов успешно используется в гомеопатии, традиционной и народной медицине многих стран (Александрова, 1975).

В природе рододендроны размножаются в основном семенным способом. Вегетативное размножение у них затруднено и применятся в основном для поддержания и размножения многочисленных сортов и форм. В условиях интродукции семенное размножение рододендронов используют только для ботанических видов. При этом важную роль для их адаптации к условиям культуры играет способность завязывания жизнеспособных семян, качество которых оценивается характерными морфометрическими показателями, энергией прорастания и всхожестью (Кокшеева, 2003; Барышникова, 2009).

Целью исследования являлась оценка качества семян интродуцированных в Предуралье видов рода Rhododendron L. Исследования проводились в Ботаническом саду им. А. Г. Генкеля Пермского государственного национального исследовательского университета (ПГНИУ) в 2009–2016 гг.

Объектами исследования служили семена 5 видов рододендронов, интродуцированных в условия Предуралья: Rh. canadense (L.) Torr., Rh. japonicum (A. Gray) Suring., Rh. ledebourii Pojark., Rhsichotense Pojark., Rhsmirnowii Trautv.

Семена рододендронов, полученные от разных вариантов опыления, без стратификации в марте поверхностно высевали в посевные ящики в грунтовую смесь из равного соотношения торфа, песка и дерновой почвы. Проращивание семян проводили при температуре +18-20˚C и 16-18 ч. световом периоде в 3-6 повторностях по 100-500 семян в каждой. Посевные качества семян рододендронов (энергию прорастания и грунтовую всхожесть) оценивали по методике, описанной М. К. Фирсовой (1981). Определение грунтовой всхожести семян проводили по методике, указанной в ГОСТе 13056.6-75 (1998). Сроки учета энергии прорастания и всхожести были подобраны экспериментально. Методика определения веса 1000 семян рододендронов описана в ГОСТе 13056.4-67 (1968). В связи с ограниченным количеством семенного материала проведены учеты веса 500 семян каждого вида рододендрона в 3 повторностях с дальнейшим пересчетом на 1000 семян. Вес семян, полученных в условиях г. Перми сравнивали с данными из литературных источников (Кондратович, 1981).

Описание морфологических особенностей семян и плодов изученных видов рода Rhododendron L., их размеров и формы проводилось по методике, разработанной З. Т. Артюшенко, А. А. Фёдоровым (1986) и З. Т. Артюшенко (1990).

Статистическую обработку результатов исследования проводили по методике Б. А. Доспехова (1985).

В природно-климатических условиях Предуралья рододендроны проявляют себя в качестве преимущественно перекрестноопыляемых энтомофильных растений с сохранившейся возможностью самоопыления в форме контактной автогамии (Шумихин, 2014). Они способны завязывать семена при разных вариантах искусственного опыления в количествах, достаточных для возобновления и для использования в селекции (Шумихин, Никитина, 2013).

Плод рододендрона – пентамерная пятигнёздная многосеменная коробочка. Плоды изученных видов Rhododendron имеют разную форму: бочонковидную у Rh. sichotense, обратнояйцевидную у Rh. japonicum и Rh. smirnowii, веретеновидную у Rh. ledebourii.

Семена Rh. ledebourii продолговатые уплощенные. Поверхность голая без каких-либо выростов, волосков. Окраска большей частью чёрная или коричневая со множеством переходов: чёрно-коричневая, кофейная, каштановая.

Семена Rh. japonicum и Rh. smirnowii схожи по форме и характеру поверхности. Они уплощенные продолговато-обратно-яйцевидные с утолщенными краями и различными выростами. Окраска семени варьирует от светлых до тёмных оттенков коричневого цвета.

Семена Rh. canadense продолговато-уплощенные, угловатые. Поверхность семени голая, выросты и волоски отсутствуют. Окраска семян чёрная или тёмно-коричневая.

Семена Rh. sichotense имеют продолговатую, слегка цилиндрическую, вытянутую форму. Поверхность семени шероховатая с различными выростами. Окраска семян - тёмно-коричневая.

Семенная кожура (спермодерма) у изученных видов рододендрона тонкая, сухая, состоит из 1-го слоя клеток. Благодаря присутствию на семени Rh. japonicum, Rh. Smirnowii и Rh. sichotense различных выростов семена легко разносятся потоками воздуха, что служит расселению данных видов в природе.

Семена изученных видов рододендрона отличаются по линейным размерам (табл. 1).

Table 1. The seed sizes of the studied Rhododendron L. species 

Вид Длина семени, мм Ширина семени, мм Отношение длины семени к ширине
M±m cv, % M±m cv, %
Rh. japonicum 3,56 ± 0,04 3,68 0,66 ± 0,06 1,68 5,39
Rh. smirnowii 2,25 ± 0,01   1,41   0,71 ± 0,02 6,76   3,17
Rh. canadense 2,07 ± 0,06   9,45   0,69 ± 0,03   1,46   3,01  
Rh. ledebourii 1,92 ± 0,04 6,09 0,67 ± 0,08 3,94 2,86
Rh.  sichotense 1,62 ± 0,03   5,03   0,69 ± 0,01   6,25   2,35

Среди изученных видов рододендрона длина семян варьируют в пределах от 1,62 мм до 3,56 мм. При этом ширина семян отличается незначительно (0,66–0,71 мм). Наблюдается уменьшение размеров семян рододендронов в следующей последовательности: Rh. japonicum, Rhsmirnowii, Rh. canadense, Rh. ledebourii, Rh. sichotense. Наиболее крупные семена имеют Rh. japonicum и Rhsmirnowii. Семена 5 изученных видов рододендронов, интродуцированных в Предуралье, по своим размерным характеристикам не отличаются от описанных в литературе (Кондратович, 1981).

Одним из важных показателей качества семян является их вес, учитываемый у мелкосемянных видов в расчете на их определенное количество. Результаты учета веса 1000 семян изученных видов рододендронов, собранных в условиях Предуралья и Прибалтики (г. Рига, Латвия) представлены в таблице 2.

Table 2. The weight of 1000 seeds (g) of the studied Rhododendron L. species from different introduction places

Вид г. Пермь (Россия) г. Рига (Латвия) t-критерий Стьюдента
(t 01 = 3,71) 
M±m cv, % M±m
Rh. japonicum 0,272 ± 0,001   1,47   0,1871 ± 0,0045 18,42
Rh. ledebourii 0,128 ± 0,004   10,11   0,1054 ± 0,0037 4,15
Rh.  sichotense 0,116 ± 0,002 5,17  
Rh. canadense 0,032 ± 0,001   12,50   0,0346 ± 0,0017 1,31
Rh.  smirnowii 0,028 ± 0,001   12,37   0,0920 ± 0,0050 12,55

Наибольшим весом обладает выборка семян Rh. japonicum (0,272 ± 0,001 г); среднее значение этого показателя имеют семена Rhsichotense и Rh. ledebourii (соответственно 0,116 ± 0,002 г и 0,128 ± 0,004 г). Наименьший вес имеют выборки семян Rh. canadense, Rhsmirnowii (0,032 ± 0,0010 г и 0,028 ± 0,001 г). Вес семян, изученный в признанных благоприятными условиях интродукции в Прибалтике (Кондратович, 1981), у большинства видов (за исключением Rh. canadense) достоверно отличается от такового в условиях Предуралья. Семена Rh. japonicum, Rh. ledebourii, Rhsmirnowii, собранные в г. Перми, достоверно имеют больший вес.

По данным М. С. Александровой (2001) для семян разных видов рододендронов характерно недружное прорастание. У исследованных видов первые всходы из семян от свободного опыления появлялись на 8-й день. Массовое прорастание семян наблюдалось на 14-й день, а окончание – на 24-й день после посева.  Последние два срока были приняты нами за сроки учета энергии прорастания и грунтовой всхожести семян (табл. 3).

Table 3. Germination energy and soil viability of the studied Rhododendron L. species seeds from free pollination

Вид   Энергия прорастания семян, % Всхожесть семян, %
M±m cv, % M±m cv, %
Rh. ledebourii 43,67±3,63 11,75 92,56±6,31 9,64
Rh. japonicum 35,33±4,02 16,09 78,17±16,26 20,81
Rh.  smirnowii 18,33±2,94 22,71 23,33±12,06 73,03
Rh. canadense 46,00±3,74 11,50 73,89±6,11 11,7
Rh.  sichotense 35,33±2,48 9,94 72,2±14,51 23,02

Грунтовая всхожесть семян от свободного опыления изученных видов рододендронов варьировала от 23,33 % (Rh. smirnowii) до 92,56 % (Rh. ledebourii). При этом недружным прорастанием характеризуются семена Rh. japonicum, Rh.  smirnowii и Rh.  sichotense, для которых отмечен достаточно высокий коэффициент вариации при учете энергии прорастания и грунтовой всхожести в целом (9,94–73,03 %). При проведении корреляционного анализа выявлена прямая зависимость показателей всхожести семян изученных видов рододендронов от их веса. Полученный коэффициент корреляции 5,1 указывает на среднюю степень её выраженности.

Таким образом, семена 5 изученных видов рододендронов, интродуцированных в Предуралье, имеют морфологические признаки, характерные для их основного способа распространения в природе (анемохория). По размерным характеристикам они существенно не отличаются от описанных в литературе (Кондратович, 1981). Семена Rh. japonicum, Rh. ledebourii, Rh.  smirnowii, собранные в условиях интродукции в Предуралье достоверно имеют больший вес, чем в признанных благоприятными для интродукции условиях Прибалтики. Кроме того, высокие показатели грунтовой всхожести изученных видов рододендрона позволяют говорить о достаточной степени выраженности у них адаптивного потенциала и перспективности их интродукции в Предуралье.

References

Aleksandrova M. S. Rododendrony prirodnoj flory SSSR. Rhododendrons of the USSR natural flora M.: Nauka, 1975. 112 s.

Aleksandrova M. S. Rododendrony. Rhododendrons M.: Fiton+, 2001. 91 s.

Artyushenko Z. G., Fyodorov A. A. Atlas po opisatelnoj morfologii vysshikh rastenij: Plod. Higher plant morphology atlas: Fruit L.: Nauka, 1986. 392 s.

Artyushenko Z. G. Atlas po opisatelnoj morfologii vysshikh rastenij: Semya. Higher plant morphology atlas: Seed L.: Nauka, 1990. S. 30—33.

Baryshnikova S. V. Morfologiya i laboratornaya vskhozhest semyan Rhododendron japonicum (Gray) Suringar // Byulleten Botanitcheskogo sada Saratovskogo gosudarstvennogo universiteta. Morphology and laboratory viability of seeds for Rhododendron japonicum (Gray) Suringar // Bulletin of the Botanical Garden of Saratov State University Saratov: Izd-vo Sarat. un-ta, 2009. Vyp. 8. S. 128—131.

GOST 13056.4-67. Semena derevev i kustarnikov. Metody opredeleniya vesa 1000 semyan. GOST 13056.4-67. Trees and bushes seeds. Methods to find the weight of 1000 seeds M.: Izd-vo standartov, 1968. 3 s.

GOST 13056.6-75. Semena derevev i kustarnikov. Metody opredeleniya vskhozhesti. GOST 13056.6-75. Trees and bushes seeds. Viability determination methods. M.: Izd-vo standartov, 1998. 44 s.

Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta. Technique of field experiment M.: Agropromizdat, 1985. 351 s.

Koksheeva I. M. Katchestvo semyan rododendronov v usloviyakh yuga Primorya // Biologitcheskoe raznoobrazie. Introduktsiya rastenij. Rhododendrons seeds quality in the South of Primorye // Biological diversity. Introduction of plants SPb., 2003. S. 391—393.

Kondratovitch R. Ya. Rododendrony v Latvijskoj SSR. Rhododendrons in the Latvian SSR Riga: Zinantne, 1981. 332 s.

Firsova M. K. Otsenka katchestva zerna i semyan. Assessment of grain and seeds quality M., 1981. 220 s.

Shumikhin S. A., Nikitina O. V. Semennaya produktivnost Rhododendron japonicum L. i Rhododendron canadense L. pri raznykh variantakh opyleniya // Lekarstvennye rasteniya: fundamentalnye i prikladnye problemy: materialy I Mezhdunarodnoj nautchnoj konferentsii (21-22 maya 2013g., g. Novosibirsk). Seed productivity of Rhododendron japonicum L. and Rhododendron canadense L. for different pollinations // Herbs: fundamental and applied problems: materials 1-st of the International Scientific Conference (May 21-22, 2013, Novosibirsk) Novosibirsk: Izd-vo INGAU, 2013. S. 110—112.

Shumikhin S. A. Osobennosti antekologii nekotorykh introdutsirovannykh v Priurale vidov Rhododendron L. (Ericaceae) // Vestnik NNGU im. N. I. Lobatchevskogo. Seriya Biologiya. Features of an anthekology of some Rhododendron L. (Ericaceae) species introduced at the Western Ural area // Bulletin of Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod. Biology series. 2014. № 3 (3). S. 154—158.




Displays: 1723; Downloads: 358;