Goncharova O., Lipponen I., Poloskova E. “Linear growth of lateral shoots of the introduced plants of the species Crataegus L. at the Polar – Alpine Botanical Garden and Institute”, Hortus bot. 14, (2019): DOI: 10.15393/j4.art.2019.6284


Conservation, Mobilization and Study of Plant Genetic Resources

pdf-version 

Linear growth of lateral shoots of the introduced plants of the species Crataegus L. at the Polar – Alpine Botanical Garden and Institute

Goncharova
Oxana Alexandrovna
Polar-Alpine Botanical Garden and Institute,
Fersman 18A, Apatity, 184209, Russia
goncharovaoa@mail.ru
Lipponen
Irina Nikolaevna
Polar-Alpine Botanical Garden and Institute,
Fersman 18A, Apatity, 184209, Russia
lipponen-in@yandex.ru
Poloskova
Elena Yurievna
Polar-Alpine Botanical Garden and Institute,
Fersman 18A, Apatity, 184209, Russia
poloskova_eu@mail.ru
Key words:
hawthorn, linear growth, lateral shoots, phenological development, woody plants, introduction, Polar-Alpine Botanical Garden and Institute, PABGI, Crataegus, Rosaceae
Summary: The work is devoted to the study of lateral shoots' seasonal growth of introduced species of Crataegus L. in the Kola Peninsula conditions (as exemplified by the city of Apatity). The alternation of the periods of intensive and weakened growth caused by weather conditions is typical for seasonal dynamics of growth of lateral shoots of the samples Crataegus L. introduced in the central part of the Kola Peninsula. The culmination of the linear growth of shoots occurs with an increase in average daily values of temperature and relative humidity of air. Species affiliation affects the duration of linear growth of lateral shoots of introduced Crataegus species.
Peer review: 11.05.2019
Is received: 18 february 2019 year
Is passed for the press: 02 september 2019 year


Исследование проведено в Полярно-альпийском ботаническом саду-институте (ПАБСИ). Объектами изучения являются интродуцированные образцы рода Crataegus L., выращиваемые на экспериментальном участке ПАБСИ. Растения рода Crataegus распространены на значительной территории Северного полушария, произрастают в умеренных, реже субтропических зонах. Виды рода Crataegus весьма декоративны в периоды цветения и плодоношения, в связи с чем широко применяются в зеленом строительстве. Боярышники цветут весной или в начале лета после распускания листьев. Соцветия расположены на апексах коротких боковых побегов текущего года, сложные, щитковидные, мало- или многоцветковые, реже зонтиковидные, у отдельных видов цветки одиночные или по 2-3. Цветение наступает в возрасте 10-15 лет (Полетико, 1954).

Цель работы: выявить закономерности сезонной динамики линейного роста боковых побегов интродуцированных растений рода Crataegus L. в условиях Кольской Субарктики.

 Характеристика исследуемых образцов Crataegus представлена в таблице 1. Названия растений согласно The Plant List (2013).

 Table 1. Characteristics of the investigated samples of Crataegus

№№ образцов Название растения Происхождение исходного материала Год введения БЗ
73 C. dahurica Koehne ex C. K. Schneid. сд Хабаровский край 1979 1
11, 13 C. flabellata (Bosc ex Spach) K. Koch ск Санкт-Петербург 1998 1
43, 44, 46 C. russanovii Cinovskis ск Архангельск 1998 1-2
53, 54, 55 C. laevigata (Poir.) DC. сд Калининградская область 1983 1-2
1, 25 C. maximowiczii C. K. Schneid. ск Архангельск 1998 1
69 C. sanguinea Pall. сд р. Дянышка, Якутия 1989 1-2
ск – семена культурного происхождения,

сд – семена природного происхождения,

БЗ - балл зимостойкости

Изучение роста побегов проводилось на деревьях, произрастающих в однородных почвенно-климатических условиях, возраст растений 20-39 лет. Для каждого образца измеряли по 10-15 побегов. Для работы отобрали побеги второго порядка, находящиеся в нижней половине кроны. Все побеги пронумеровали. Измерение проводили линейкой каждую неделю с точностью до 0.1 см. Окончание роста побегов отмечали по заложению верхушечной почки и по сравнению длины побегов с результатами предыдущего измерения (Молчанов, Смирнов, 1967). Фенологические наблюдения за исследуемыми растениями проводят 2-3 раза в неделю в течение вегетационного сезона (Булыгин, 1976; Методика фенологических наблюдений …, 1975). Балл зимостойкости определяется по 7-балльной шкале (Методика фенологических наблюдений …, 1975). Математическая обработка результатов проведена с помощью пакета анализа данных программы Microsoft Excel. Для каждого параметра вычисляли статистические характеристики согласно общепринятым методикам (Зайцев, 1990; Ивантер, Коросов, 2003; Коросов, Горбач, 2010). 

Динамика линейного роста боковых побегов интродуцированных образцов Crataegus отображена на рисунке 1.

 Fig. 1. Dynamics of the average daily linear growth of lateral shoots of Crataegus specimens from May 30 to July 5.

 При изучении динамики среднесуточного линейного прироста боковых побегов по техническим причинам не учтены образцы 53, 54, 55 и 73.

Ростовые процессы растений существенно связаны с состоянием окружающей среды. В таблице 2 представлены данные о температуре и влажности воздуха в период линейного роста побегов.

 Таблица 2. Погодные условия в период линейного роста боковых побегов интродуцированных образцов Crataegus

 Table 2. Weather  during the period of linear growth of lateral shoots of introduced Crataegus species

Показатели Даты
30.V-06.VI 06-13.VI 13-21.VI 21-27.VI 27.VI-05.VII 05.VII-11.VII
Сумма положительных температур, С 47.2 45.7 105.6 94.7 91.6 112.8
Среднесуточная температура воздуха, С 6.7 6.3 15.1 13.5 13.1 16.1
Среднесуточная влажность воздуха, % 76 65 68 76 71 64

На протяжении вегетационного сезона развитие побегов на изучаемых образцах проходило сходным образом. Интенсивный рост побегов наблюдался на начальных этапах линейного роста побегов. Первоначальные измерения линейного прироста побегов (ЛПП), проведенные 30 мая, показывают, что наибольшая длина побегов отмечается у C. flabellata (образцы 11 и 13), наименьший – у C. russanovii (образцы 43, 44, 46). Впоследствии линейные замеры годичных побегов проводились каждые 7 дней. С 30 мая по 6 июня среднесуточный ЛПП исследуемых растений Crataegus составил 4.6-10.3 мм, максимальное значение зафиксировано у образца 25, у образцов 1, 11 и 13 среднесуточный линейный прирост побегов незначительно ниже и составил 8.7-9.1мм. У образцов 69 и 44 среднесуточный линейный прирост побегов минимален (4.6 мм).

В течение 6-13 июня зафиксировано снижение среднесуточного линейного прироста побегов, который достиг первого минимума 13 июня у всех исследуемых образцов Crataegus. Минимальное значение среднесуточного ЛПП в течение 6-13 июня составило 2.3 мм у C. sanguinea (образец 69), максимальное – у C. maximowiczii (образец 25). В течение 6-13 июня произошло снижение среднесуточной температуры и относительной влажности воздуха (табл. 2).

Максимальный среднесуточный ЛПП растений Crataegus зафиксирован в период 13-21 июня, он составил 5.1–12.8 мм. В этот промежуток вегетационного сезона произошел рост суммы положительных температур воздуха, следовательно, и среднесуточных температур. Также началось повышение относительной влажности воздуха после снижения в течение 6-13 июня (табл. 2).

После прохождения максимума среднесуточного ЛПП происходило его сокращение, которое длилось до окончания линейного роста побегов. Температура воздуха понизилась на 2С, также происходило снижение относительной влажности воздуха (табл. 2).

На протяжении вегетационного периода выделен период максимального прироста побегов. Наибольшая скорость линейного роста побегов наблюдалась в середине периода линейного роста побегов (13-21 июня) у всех изученных образцов. Перед завершением роста годичных побегов скорость линейного роста побегов была минимальна.

Для анализа сопряженности между годичным линейным приростом побегов и среднесуточным линейным приростом использовали корреляционный анализ. Все значимые коэффициенты корреляции Спирмена являются положительными, что свидетельствует о наличии прямо пропорциональных связей. Для всех образцов характерно прямо пропорциональное влияние среднесуточного прироста за 30 мая - 6 июня, 13–21 июня, 21–27 июня на величину годичного линейного прироста побегов. Положительная сопряженность между годичным приростом побегов и среднесуточным ЛПП за 6–13 июня и 27 июня – 5 июля характерна для образцов 1, 13, 44, 46, 69 и 25, 13, 44 соответственно. ЛПП среднесуточный в период своего сокращения, в большинстве случаев, не сопряжен с итоговой величиной ЛПП. Сроки наступления фенофаз начала и окончания линейного роста побегов приведены в таблице 3.

Начало и окончание линейного роста побегов наблюдается практически одновременно у всех интродуцированных растений Crataegus. Рост побегов продолжается 34-51 день, в среднем 44.7 дней, образцы относятся к группе растений с короткой продолжительностью роста побегов по классификации Н. М. Александровой, Б. Н. Головкина (1978).

На рисунке 2 отображена величина годичного линейного прироста побегов 2-го порядка. Изученные образцы характеризуются годичным приростом побегов от 135.7 до 325.4 мм. У C. maximowiczii и C. flabellatа формируются наиболее длинные побеги, минимальная величина прироста годичных побегов характерна для C. russanovii и C. sanguinea. C. dahurica и C. laevigata занимают промежуточное положение.

 Fig. 2. Annual linear gain of the introduced types of Crataegus.

 Таблица 3. Сроки наступления начала и окончания линейного роста боковых побегов Crataegus в центральной части Кольского полуострова в 2018 г.

 Table 3. Dates of the beginning and the end of the linear growth of Crataegus lateral shoots in the central part of the Kola Peninsula in 2018

Образец Фенологические даты РП, дней
Пб1 Пб2
1 C. maximowiczii 21.V 5.VII 45
25 C. maximowiczii 21.V 11.VII 51
11 C. flabellatа 18.V 5.VII 48
13 C. flabellatа 18.V 5.VII 48
43 C. russanovii 25.V 5.VII 41
44 C. russanovii 25.V 5.VII 41
46 C. russanovii 25.V 5.VII 41
69 C. sanguinea 22.V 5.VII 44
73 C. dahurica 22.V 25. VI 34
53 C. laevigata 22.V 9. VII 48
54 C. laevigata 22.V 9. VII 48
55 C. laevigata 22.V 9. VII 48
Пб1 – начало линейного роста побегов,
Пб2 – окончание линейного роста побегов,
РП – продолжительность линейного роста побегов.

 Для определения влияния видовой принадлежности образца на величину годичного прироста побегов использовали однофакторный дисперсионный анализ. Фактическое значение критерия Фишера (Fфакт.) 13.5 выше табличного значения (Fтабл.) 2.3 на уровне значимости 0.05, что свидетельствует о том, что на величину годичного прироста побегов влияет видовая принадлежность растения, при этом сила влияния данного фактора составляет только 38 %. Продолжительность линейного роста побегов зависит от видовой принадлежности растения. Фактическое значение критерия Фишера (Fфакт.) 117.1 выше табличного значения (Fтабл.) 2.3 на уровне значимости 0.05. Сила влияния фактора видовой принадлежности составляет 84.2 %.

Для сезонной динамики нарастания боковых побегов образцов Crataegus L., интродуцированных в центральной части Кольского полуострова, характерно чередование периодов интенсивного и ослабленного роста, обусловленное погодными условиями. Величина годичного линейного прироста боковых побегов интродуцированных растений Crataegus обусловлена различиями в интенсивности роста при сходной продолжительности роста. Видовая принадлежность интродуцированных образцов Crataegus влияет на продолжительность линейного роста побегов.

References

Aleksandrova M. S., Bulygin N. E., Voroshilov V. N. The methodology of phenological observations in the botanical gardens of the USSR. M.: Nauka, 1975. 28 p.

Aleksandrova N. M., Golovkin B. N. Relocation of trees and bushes on the far north. L.: Nauka, 1978. 116 c.

Bulygin N. E. Dendrology. Phenological observation over deciduous woody plants. Manual for students of silvicultural faculty. L.: LTA, 1976. 70 c.

Ivanter E. V., Korosov A. V. Introduction to Quantitative Biology: Textbook allowance. Petrozavodsk: Izd-vo PetrGU, 2003. 304 p.

Korosov A. V., Gorbatch V. V. Computer processing of biological data: a manual. Petrozavodsk: Izd-vo PetrGU, 2010. 84 p.

Moltchanov A. A., Smirnov V. V. Methods of studying the growth of woody plants. M.: Nauka, 1967. 99p.

Poletiko O. M., Crataegus L. Hawthorn - Crataegus L. // Trees and Shrubs of the USSR. 1954. T. 3. P. 514—577.

The Plan List, 2013. Version 1.1. URL: http://www.theplantlist.org (Accessed on: 05.02.2019).

Zajtsev G. N. Mathematics in Experimental Botany. M.: Nauka, 1990. 296 p.




Displays: 644; Downloads: 115;