Лікарське рослинництво: від досвіду минулого до новітніх технологій: матеріали четвертої Міжнародної науково–практичної інтернет–конференції. – Полтава, 14-15 травня 2015 р.
УДК: 581.522.4:582(477.54) Алехин А.А., директор, Орлова Т.Г., зав. отделом, Алехина Н.Н., ведущий инженер, Ляшенко В.В., зав. отделом Ботанический сад Харьковского национального университета имени В.Н. Каразина, Харьков, Украина ИТОГИ ИНТРОДУКЦИИ ВИДОВ И СОРТОВ РОДА ECHINACEA MOENCH Ключевые слова: виды и сорта рода Echinacea, интродукция, северо-восток Украины Вопросы биологии, интродукции и использования видов рода Echinacea Moench широко изучаются во всем мире. Кроме лекарственных, эфиромасличных, кормовых свойств, для представителей рода Echinacea характерны высокие декоративные качества. Способность представителей этого рода образовывать межвидовые гибриды и гибриды с E. paradoxa позволили получить сорта с оранжевыми оттенками язычковых цветков [1]. В связи с этим целью данной работы было изучение адаптивных возможностей представителей рода Echinacea, интродуцированных в условия северо-востока Украины для выявления перспективных видов и сортов. К роду Echinacea Moench относят 9-11 видов корневищных многолетников, произрастающих в Северной Америке на открытых участках в прериях [2-4]. Они могут выдерживать высокую температуру и влажность, засуху, незначительное затенение, а также значительное понижение температуры. Три вида внесены в Красный список международного союза охраны природы: Echinacea laevigata (C.L.Boynton & Beadle) S.F.Blake, E. paradoxa Britton, E. tennesseensis (Beadle) Small [2]. В коллекции ботанического сада Харьковского национального университета им. В.Н. Каразина интродукционное испытание проходят 6 видов (Echinacea angustifolia DC, E. pallida (Nutt.) Nutt., E. paradoxa, E. purpurea (L.) Moench, E. simulata McGregor, E. tennesseensis) и 64 сорта рода Echinacea. Растения были получены из различных ботанических учреждений и коммерческих организаций США, Германии, Литвы, Польши, Чешской республики, Венгрии и Украины. Исследования проводятся более 20 лет [5-10]. Ритм сезонного развития растений изучали согласно методике фенологических наблюдений в ботанических садах [11]. Определение феноритмотипов проводили по методике И.В. Борисовой [12]. Оценку перспективности растений проводили по методике, разработанной В.Н. Быловым и Р.А. Карписоновой [13]. При статистической обработке использовали рекомендации Г.Н. Зайцева [14]. Латинские названия растений приведены согласно последним таксономическим разработкам [4]. Наблюдения за растениями проводили на модельных особях в течение 10 лет по методике И.П. Игнатьевой [15]. Биологические особенности прорастания семянок изучали согласно Международным правилам [16]. Морфологическая терминология приводится в соответствии с Атласами [17, 18]. На рисунках изображены плоды видов рода Echinacea со следующими обозначениями: а – общий вид, б – продольный разрез, в – поперечный разрез. В работе были исследованы семена собственной репродукции. Вес 1000 семянок определяли согласно методике [16]. Семена проращивали в лабораторных условиях на свету при температуре 20°С. У всех исследованных видов эхинацеи плод семянка, прорастание семян надземное. Для семян всех видов характерно отсутствие эндосперма и наличие очень большого, узкого, прямого, линейного зародыша. Семена не имеют периода покоя. Наши многолетние исследования показали, что всхожесть семян в разные годы отличается. В работе изучали семена урожая 2014 года. 16
Лікарське рослинництво: від досвіду минулого до новітніх технологій: матеріали четвертої Міжнародної науково–практичної інтернет–конференції. – Полтава, 14-15 травня 2015 р.
Echinacea angustifolia (рис. 1). Семянка 0,40-0,42 см длины, 0,17-0,18 см ширины; прямая; прямостоячая; обратнопирамидальная; с коронкой; голая, морщинистая, четырехгранная; светлая; коронка темно-коричневая. Рубчик маленький, а б в базальный, четырехугольный. Абсолютный вес 4,96 г. Лабораторная всхожесть составила 46 %, Рис. 1. Echinacea angustifolia прорастание начинается на 10 день и продолжается в течение 18 дней. Echinacea pallida (рис. 2). Семянка 0,45-0,47 см длины, 0,16-0,18 см ширины; прямая; прямостоячая; обратнопирамидальная; с коронкой из остей; голая, морщинистая, бугорчатая; четырехгранная; светло-коричневая, коронка темнокоричневая. Рубчик маленький, базальный, четырехугольный, вдавленный. Абсолютный вес а б в 3,92 г. Лабораторная всхожесть составила 70 %, Рис. 2. Echinacea pallida прорастание начинается на 4 день и продолжается в течение 16 дней. Echinacea paradoxa (рис. 3). Семянка 0,40-0,41 см длины, 0,20-0,21 см ширины; прямая; прямостоячая; обратнопирамидальная; с коронкой; голая; бугорчатая, четырехгранная; светлая, коронка коричневая. Рубчик маленький, а б в базальный, четырехугольный. Абсолютный вес Рис. 3. Echinacea paradoxa 2,93 г. Лабораторная всхожесть составила 26 %, прорастание начинается на 10 день и продолжается в течение 16 дней. Echinacea purpurea (рис. 4). Семянка 0,4-0,5 см длины, 0,2-0,3 см ширины; форма обратнопирамидальная; с короткими остями, поверхность голая, четырехгранная; окраска бежевая. Абсолютный вес 4,70 г. Лабораторная всхожесть составила 84 %, прорастание начинается на 10 день и продолжается 18 дней. Полевая всхожесть (при а б в осеннем посеве) составляет 42%. В коллекции также культивируется белоцветковая форма E. purpurea, Рис. 4. Echinacea purpurea семена которой отличаются от семян исходного вида. Echinacea purpurea ‘Alba’. Семянка 0,3-0,4 см длины, 0,17-0,2 см ширины, форма обратнопирамидальная, с короткими остями, поверхность голая, четырехгранная, окраска темная. Абсолютный вес 2,39 г. Лабораторная всхожесть составила 70 %, прорастание начинается на 5 день и продолжается в течение 18 дней. а б в Echinacea simulata (рис. 5). Семянка 0,3-0,5 см Рис. 5. Echinacea simulata длины, 0,25-0,3 см ширины, форма обратнопирамидальная, с короткими остями, поверхность голая, четырехгранная, окраска светлая с темной коронкой. Абсолютный вес 1,72 г. Лабораторная всхожесть составила 40 %, прорастание начинается на 4 день и продолжается в течение 18 дней. Echinacea tennesseensis (рис. 6). Семянка 0,4-0,5 см длины, 0,4-0,45 см ширины, форма обратнопирамидальная, с короткими остями, поверхность голая, четырехгранная, окраска светлая, коронка слегка заметная. Абсолютный вес 4,22 г. Лабораторная всхожесть составила 8 %, прорастание начинается на 14 день. Семена этого вида эхинацеи в наших исследованиях отличаются очень низкой всхожестью. Максимальная всхожесть у семян урожая 2009 года составила 18 %. 17
Лікарське рослинництво: від досвіду минулого до новітніх технологій: матеріали четвертої Міжнародної науково–практичної інтернет–конференції. – Полтава, 14-15 травня 2015 р.
Для определения успешности интродукции были изучены био-морфологические особенности, а также сроки наступления и продолжительность фенофаз модельных особей 19 таксонов рода Echinacea. В таблицах а б в представлены данные только об 11 таксонах. Рис. 6. Echinacea tennesseensis Начало вегетации представителей рода приходится на весну. Как правило, это первая-вторая декада апреля. Все таксоны рода Echinacea, культивируемые в ботаническом саду, являются длительновегетирующими весенне-летне-осеннезелеными с периодом зимнего покоя. Продолжительность вегетации около 180 дней. Продолжительность цветения от 31 до 87 дней у различных таксонов (табл. 1). Таблица 1 Фенологические наблюдения за представителями рода Echinacea
7. 8. 9. 10. 11.
Продолж-ть вегетации, дни
6.
Продолж-ть цветения, дни
5.
Окончание вегетации
4.
E. pallida E. purpurea E. purpurea ‘Alba’ E. purpurea ‘Indiaca’ E. purpurea ‘Kim’s Mop Hed’ E. purpurea ‘Magnus’ E. purpurea ‘Razzmatazz’ E. purpurea ‘The King’ E. purpurea ‘White Luster’ E. simulata E. tennesseensis
Появление бутонов
1. 2. 3.
Таксон
Начало отрастания
№ п/п
Цветение
15.04 15.04 15.04
10.05 26.05 20.05
15.06 28.06 25.06
25.07 25.08 15.08
14.10 10.10 12.10
40 59 52
183 179 181
10.04
26.05
28.06
25.08
10.10
59
184
15.04
02.06
10.07
10.08
13.10
31
182
15.04
10.06
07.07
20.08
10.10
45
179
15.04
25.05
15.06
15.08
12.10
62
181
15.04
15.06
07.07
25.08
13.10
50
182
15.04
10.06
07.07
04.09
18.10
60
187
15.04 15.04
11.05 20.05
04.06 10.06
26.07 05.09
15.10 13.10
54 87
184 182
начало
конец
На основании изучения продолжительности и сроков цветения установлено, что все исследованные таксоны являются растениями летнего периода цветения: − ранне-среднелетние: E. angustifolia, E. pallida, E. paradoxa, E. simulata; − ранне-позднелетние: E. tennesseensis, E. purpurea 'Razzmatazz'; − средне-позднелетние: E. purpurea и сорта 'Alba', 'Aloha', 'Coconut Lime', 'Gum Drop', 'Indiaca', 'Kim's Mop Hed', 'Magnus', 'Secret Passion', 'Tangerine Dream', 'The King', 'Tiki Torch', 'White Luster'. Высота растений в условиях ботанического сада составляет от 67 см до 118 см, за исключением сорта 'Kim's Mop Hed', высота которого 35 см (табл. 2). Самые высокие растения у сорта 'The King' – 118 см. Размеры листовой пластинки розеточных листьев 7,8-16,1 см длины и 1,2-7,4 см ширины, стеблевых черешковых листьев 6,0-16,0 см длины и 1,8-7,3 см ширины, стеблевых сидячих листьев 4,6-17,9 см длины и 1,6-6,3 см ширины. Наиболее крупные листья у сортов 'Alba', 'Magnus' и 'The King'. Количество 18
Лікарське рослинництво: від досвіду минулого до новітніх технологій: матеріали четвертої Міжнародної науково–практичної інтернет–конференції. – Полтава, 14-15 травня 2015 р.
соцветий на генеративно-вегетативном побеге колеблется от 11 шт. у E. simulata до 94 шт. у сорта 'The King'. Диаметр соцветия находится в пределах от 6,0 см у сорта 'Kim's Mop Hed' до 12,0 см у сорта 'Aloha'. Морфометрические особенности таксонов Echinacea № п/п
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
Таксон
E. pallida E. purpurea E. purpurea ‘Alba’ E. purpurea ‘Indiaca’ E. purpurea ‘Kim’s Mop Hed’ E. purpurea ‘Magnus’ E. purpurea ‘Razzmatazz’ E. purpurea ‘The King’ E. purpurea ‘White Luster’ E. simulata E. tennesseensis
Размеры стеблевых сидячих листьев, см длина ширина листа листа 13,7±2,0 27±0,5 10,2±0,5 2,3±0,2
Таблица 2
длина листа 10,8±3,1 14,9±3,0
ширина листа 1,7±0,1 5,0±0,6
Размеры стеблевых черешковых листьев, см длина ширина листа листа 15,0±1,2 2,4±0,5 12,9±1,4 2,3±0,2
15,5±1,7
4,9±1,5
12,7±0,8
3,5±0,6
11,5±1,5
3,2±0,5
86,0±6,9
12,6±1,2
7,0±0,9
11,9±0,8
6,0±0,7
10,6±1,6
4,0±1,1
93,0±6,5
7,8±1,3
3,4±07
6,0±1,0
2,4±0,2
4,6±0,6
1,6±0,2
35,0±2,4
16,1±1,2
7,4±1,1
15,8±1,8
7,3±09
17,3±1,2
6,3±0,9
118,0±9,0
10,4±2,1
6,1±1,7
7,1±0,9
3,1±04
8,8±0,7
3,1±0,4
67,0±2,3
14,5±1,1
4,9±1,4
13,6±2,0
4,8±1,1
14,7±1,2
4,3±0,7
114,0±13,5
11,6±1,9
5,7±1,2
8,5±1,3
3,4±0,3
8,2±0,6
2,6±0,2
63,0±7,0
11,7±2,1
1,9±0,2
16,0±1,4
3,5±0,6
14,8±2,0
3,0±0,6
98,0±6,5
12,6±0,8
1,2±0,3
15,7±2,3
1,8±0,4
17,0±1,8
2,1±0,2
103,7±6,8
Размеры розеточных листьев, см
Высота растений, см 98,4±2,3 97,4±1,9
Из табл. 3 видно, что наибольшее число соцветий характерно для E. purpurea ‘The King’ и E. tennesseensis. Наиболее изящные соцветия у E. purpurea ‘Kim’s Mop Hed’ и E. tennesseensis. Коэффициент вариации практически во всех вариантах опыта значительный. Исключение составляет показатель «высота растений» для E. purpurea (V=4%), и E. purpurea ‘Razzmatazz’ (V=6%), а также «число соцветий на побеге» (V=5%), «диаметр соцветия» (V=7%) и «длина отгиба язычкового цветка» (V=7%) для E. purpurea ‘The King’. По типу соцветия все изученные таксоны можно разделить на простые немахровые – все виды коллекции и сорта 'Aloha', 'Ferris Wheel', 'Lelani', 'Kim's Mop Hed', 'Magnus', 'Tangerine Dream', 'The King', 'Tiki Torch','White Luster' и др. и анемоновидные – 'Colorburst Orange', 'Gum Drop', 'Marmalade', 'Milkshake', 'Secret Passion', 'Southern Belle', 'Razzmatazz' и др. Следует выделить сорт 'Indiaca', соцветие которого в начале цветения полумахровое, язычковые цветки ярко-малиновые, трубчатые – оранжево-коричневые. В процессе цветения в центре соцветия развиваются ярко-малиновые крупные трубчатые цветки. 19
Лікарське рослинництво: від досвіду минулого до новітніх технологій: матеріали четвертої Міжнародної науково–практичної інтернет–конференції. – Полтава, 14-15 травня 2015 р.
Основными критериями успешности интродукции для видов были способность к семенному и вегетативному размножению, для всех исследованных таксонов – способность к вегетативному размножению, устойчивость к болезням и вредителям, зимостойкость и засухоустойчивость. Все виды и сорта эхинацеи, включенные в коллекцию, проходят полный цикл развития, цветут и плодоносят, не повреждаются болезнями и вредителями, зимо- и засухоустойчивы, разнообразны по размерам, типу и окраске соцветий, срокам и продолжительности цветения. По итогам интродукционного испытания таксонов рода Echinacea, установлено, что все виды и сорта являются очень перспективными.
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
52
8,4 ±0,7
Длина отгиба язычкового цветка, см
43,7 ±8,4
V, %
V, %
3,4 18 ±0,4 16 3,7±0,3 15 31
V, %
Высота цветоложа, см
E. pallida
V, %
Таблица 3
Ширина отгиба язычкового цветка, см
1.
Таксон
Диаметр соцветия, см
№ п/п
Число соцветий на побеге, шт.
Морфометрические особенности соцветий таксонов Echinacea
V, %
0,7 ±0,1
44
3,6 ±0,3
24
E. purpurea 19,7±8,4 74 9,8±0,7 1,0±0,1 31 3,3±0,2 16 E. purpurea 38,0±8,9 41 8,8±0,6 15 3,6±0,2 10 1,1±0,1 23 2,5±0,2 18 ‘Alba’ E. purpurea 27,7±6,0 38 9,2±0,5 13 3,5±0,3 17 1,1±0,1 18 3,2±0,3 22 ‘Indiaca’ E. purpurea ‘Kim’s Mop 17,3±2,1 27 6,0±0,7 25 2,4±0,2 19 0,7±0,1 21 2,5±0,2 17 Hed’ E. purpurea 42,7±12,4 65 10,9±0,6 13 3,9±0,2 13 1,2±0,1 10 2,98±0,3 22 ‘Magnus’ E. purpurea 26,7±44 23 9,1±0,5 13 3,6±0,3 19 1,1±0,2 46 3,6±0,7 42 ‘Razzmatazz’ E. purpurea 94,0±2,2 5 10,0±0,3 7 3,4±0,1 7 1,1±0,1 18 3,9±0,3 17 ‘The King’ E. purpurea ‘White 15,7±3,9 84 10,2±20 44 3,6±0,4 22 0,9±0,09 22 2,8±0,2 14 Luster’ E. simulata 11,0±3,3 51 11,7±0,8 16 5,3±0,4 19 0,6±0,1 25 2,9±0,4 29 E. 61,0±7,7 79 7,6±0,9 29 2,8±0,5 38 0,5±0,1 60 3,7±0,4 18 tennesseensis
Таким образом, установлено, что фенологические спектры цветения устойчивы для всех изученных таксонов рода Echinacea, что свидетельствует об их успешной интродукции в условия северо-востока Украины. Цветение таксонов рода Echinacea проходит с середины июня до начала сентября, что позволяет использовать виды и сорта в цветниках различного назначения и в садах непрерывного цветения, а также как срезочную культуру. Высокая устойчивость представителей этого рода позволяет рекомендовать их для широкого использования в зеленом строительстве северо-востока Украины. Библиография. 1. Encyclopedia of perennials. – London: Dorling Kindersley Limited, 2011. – 496 p. 2. Растения. – М.: Астрель, 2006. – 512 с.
20
Лікарське рослинництво: від досвіду минулого до новітніх технологій: матеріали четвертої Міжнародної науково–практичної інтернет–конференції. – Полтава, 14-15 травня 2015 р.
3. 4. 5.
6.
7.
8.
9.
10.
11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.
Huxley A. Dictionary of gardening / Eds. A. Huxley, M. Griffiths, m. Levy. – London, 1999. – P. 128-129. McKeown, K.A. A review of the taxonomy of the genus Echinacea. In: J. Janick (ed.), Perspectives on new crops and new uses. ASHS Press, Alexandria, 1999. – P. 482–489. Алехин А.А., Комир З.В. Интродукционное испытание видов рода эхинацея в условиях северо-востока Украины // Селекция технологии возделывания и переработки нетрадиционных растений. Тез. 4 Междунар. научно-произв. конф. – Ялта, 1995. – С. 5-7. Алехин А.А., Комир З.В. Интродукция видов рода эхинацея в ботаническом саду Харьковского госуниверситета// Изучение и использование эхинацеи. Матеріали міжнар. наук. конф. Полтава. – 1998. – С. 7-9. Комир З.В., Алехин А.А., Алехина Н.Н. Онтогенез Echinacea purpurea (L.) Moench в условиях северо-востока Украины. – Вісник Полтавського державного сільськогосподарського інституту, № 6, 2000. – С. 32-33. Комир З.В., Алехин А.А., Алехина Н.Н. Некоторые особенности онтогенеза Echinacea pallida (Nutt.) Nutt. ex situ // Матер. Междунар. научн. конф. «С эхинацеей в третье тысячелетие». – Полтава. – 2003. – С. 51-54. Алехин А.А., Орлова Т.Г., Алехина Н.Н. Биоморфологические особенности видов и сортов рода Echinacea Moench // Вісті біосферного заповідника «Асканія-Нова»: «Інтродукція та досвід паркобудівництва в степовій зоні України» міжнар. наук. конф. – Біосфірний заповідник «Асканія-Нова», 2012.– Спец.випуск. – Т. 14. –– С. 27-30. Алехин А.А., Орлова Т.Г., Алехина Н.Н. Виды и сорта рода Echinacea Moench в коллекции ботанического сада Харьковского национального университета имени В.Н. Каразина // Відновлення порушених природних екосистем: Мат. V міжнар. наук. конф. (м. Донецьк, 12–15 травня 2014 р.) – Донецьк, 2014. – С.149-150. В.Н. Былов, Р.А. Карписонова. Методика фенологических наблюдений в ботанических садах СССР. – М.: Наука, 1975. – 27 с. Борисова И.В. Сезонная динамика растительного сообщества // Полевая геоботаника. Л.: Наука, 1972. – Т. 4. – С. 5-8. Изучение биолого-хозяйственных свойств перспективных видов / В.Н. Былов, Р.А. Карписонова // Бюлл. гл. ботан. сада. – 1978. – Вып. 107. – С. 77-82. Зайцев Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. – М.: Наука, 1984. – 424 с. Игнатьева И.П. Онтогенетический морфогенез вегетативных органов травянистых растений. – Москва, 1983. – 55 с. Международные правила определения качества семян / Под ред. И.Р. Леурды. – М.: Колос, 1969. – 782 с. Артюшенко З.Т., Федоров Ал.А. Атлас по описательной морфологии высших растений. Плод. – М. – Л.: Изд-во АН СССР, 1986. – 390 с. Артюшенко З.Т. Атлас по описательной морфологии высших растений. Семя. – Л.: Наука, 1990. – 204 с.
21