Репродуктивна здатність та інтенсивність цвітіння декоративних видів роду Lupinus L. в умовах архітектурно-експозиційної ділянки ВНАУ

Размещено на http://allbest.ru

Репродуктивна здатність та інтенсивність цвітіння декоративних видів роду Lupinus L. в умовах архітектурно-експозиційної ділянки ВНАУ

Г.В. Панцирева,

доцент канд. с.-г. наук, провідний науковий співробітник, Вінницький національний аграрний університет

На основі аналізу наукових джерел представлено відомості про походження, поширення, таксономію та використання перспективних декоративних рослин роду Lupinus L. в Україні і світі. Визначено широкий спектр декоративно-цінних ознак, які мають різні види рослин роду Lupinus h., та є цінними декоративними, ефіроолійними, лікарськими, медоносними, вітамінними, кормовими рослинами. Однак, внаслідок суттєвого антропогенного впливу генофонд цих груп рослин неухильно зменшується з року в рік, внаслідок чого набули актуальності питання розробки біолого-екологічних основ інтродукції та введення в промислову культуру видів роду Lupinus h.ЃCадаптованих до кліматичних умов зони Поділля. Доведено перспективність використання декоративних видів роду Lupinus h. в озелененні. Розроблено рекомендації щодо їх культивування, встановлено оптимальні строки і способи насіннєвого та вегетативного розмноження та використання в озелененні Вінниччини. Визначено, що розширення асортименту квітниково-декоративних люпинів на сьогодні відбувається в основному в результаті стихійного процесу та не завжди має позитивний результат. Однак, збір даних з інтродукції рослин допомагає визначити ступінь адаптації виду до нових умов місцезростання, встановити його екологічну пластичність, яка забезпечать його нормальний розвиток в цих умовах. Найбільший науковий інтерес викликають декоративні види люпину, які широко використовуються у містобудівництві, паркобудівництві, озелененні та благоустрої міста.

Проаналізовано, що до роду Lupinus включено близько 200 видів однолітніх і багаторічних рослин. Майже всі вони ростуть в Америці. У Європі зустрічається 10 видів, всі однолітні. З багаторічних видів у культурі частіше трапляються люпин деревоподібний (L. arboreus Sims.) У культурі в умовах України використовують у декоративному садівництві люпин багатолистий (L. polyphyllus Lindl.) з численними садовими формами і сортами гібридного походження, з квітками як однотонними, так і двокольоровими: Abendglut, Albus, Apricot Carmineus, Neue Spielarten Prinzess Juliana 'Roseus', Rubinkonig. Досліджувані культивари Lupinus Polyphyllus Lindl характеризуються значним кольоровим різноманіттям. Більшості сортам та гібридам притаманний літньо-осінній тип вегетації. Встановлено, що люпин багатолистий вступає в фазу бутонізації з першої половини червня з тривалістю 10-14 днів. За результатами експериментальних досліджень лабораторної та польової схожості свіжозібраного насіння інтродукованих культиварів люпину багатолистого встановлено, що на світлі та в темряві найвищий показник енергії проростання зафіксовано на ділянках Prirness Juliana^f (відповідно 56 та 57 %) та схожість насіння (відповідно 83 та 75 %) при вологості насіння 6 %. З огляду на вищезазначене, декоративний вид Lupinus Polyphyllus Lindl, завдяки різноманітності забарвлення, різним строкам цвітіння, висоті рослин, стійкості листків, які відносно рано відростають і зберігаються до кінця вегетаційного сезону, є досить цінними рослинами для декоративного садівництва. З практичної точки зору досліджувані культивари (Albus, Apricot 'Prinzess Juliana'Ј¬Roseus, Rubinkonig'Ј¬Abendgluf, Carmineus' та Neue Spielarten) викликають інтерес як потенційно цінні об'єкти для збагачення асортименту декоративних рослин України та є перспективними для створення садових композицій на базі Вінницького національного аграрного університету.

Ключові слова: інтродукція, колекційний фонд, таксон, інтенсивність цвітіння, насіння

декоративні рослини lupinus інтродуценти кліматичний репродуктивний цвітіння

Постановка проблеми. Сучасні вимоги щодо озеленення об⁵єктів різного функціонального призначення передбачають проведення випробувань та введення в культуру рослин, які вирізняються декоративністю впродовж всього вегетаційного періоду або на окремих його етапах. До таких належать и представники роду Lupinus L., інтродуковані в умови архітектурно- експозиційної ділянки Вінницького національного аграрного університету. Використання декоративних люпинів в озелененні Вінниці та й по всій Україні є обмеженим. Тому оцінку успішності та перспективності інтродукції, ступеня акліматизації видів, гібридів, різновидів та культиварів інтродукованих в умови архітектурно-експозиційної ділянки ВНАУ, вважаємо актуальною [1, 2].

Останні десятиліття ознаменувались сплеском інтродукції декоративних квіткових рослин. Перенесення нових видів на території, в яких рослини раніше не росли дозволяє збагатити флору певного регіону, розширити асортимент рослин для озеленення урбанізованих територій. Однак успішне введення в культуру перспективних видів можливе за умов глибокого пізнання біології їх розвитку, способів розмноження, а також дослідження особливостей вирощування та використання [3].

Аналіз досліджень і публікацій. Одним із показників екологічної рівноваги в екосистемі є успішне проходження процесів її самовідтворення. Репродуктивна здатність рослин - провідний критерій їх стійкості в несприятливих екологічних умовах [4, 5]. Важливою ланкою генеративного розвитку рослинного організму, від якої значною мірою залежить успіх насіннєвого відновлення, є цвітіння. Тому дослідження показників цвітіння декоративних рослин представляє суттєвий інтерес для оцінки стану культурфітоценозів в умовах змін клімату [1].

Основою вирішення проблеми забезпечення декоративного садівництва високоякісним насінням з підвищеними генетичними властивостями є детальне вивчення особливостей репродуктивного розвитку на видовому, популяційному та індивідуальному рівнях. Незважаючи на те, що особливості репродуктивного розвитку Lupinus L. детально вивчені й описані у численних роботах вітчизняних і зарубіжних дослідників [1, 8], деякі питання залишаються досі не вирішеними. Як відомо [2, 10], складовими урожаю штучної або природної популяції будь-якого рослинного виду є як генетично обумовлена репродуктивна здатність індивідуумів, що складають популяцію, так і комплекс чинників довкілля. Кількісні та якісні показники врожаю перебувають у тісній залежності від умов середовища.

У вітчизняній та зарубіжній літературі проблеми інтродукції рослин розглядаються достатньо детально. Однак, питання інтродукції окремих квітниково-декоративних видів люпину для Поділля України і міста Вінниці зокрема, залишаються перспективними. Необхідність проведення відповідних наукових досліджень обумовлена потребою у розширенні асортименту декоративних багаторічних рослин для потреб зеленого будівництва, ландшафтного дизайну, садово-паркового будівництва у місті Вінниці які будуть відповідати вимогам декоративності та характеризуватись високою стійкістю до лімітуючих факторів.

Декоративно-цінні люпини мають достатню екологічну пластичність, що підтверджується вирощуванням у багатьох інтродукційних центрах із різними природно-кліматичними умовами [8]. Однак, у декоративному садівництві квітникових композицій зони Поділля їх часто не використовують. Головною причиною недостатнього використання досліджуваних видів в озеленені населених місць є відсутність інформації про їхні еколого-біологічні особливості та декоративні властивості, технології вирощування та варіантів їх використання. Проте, введення в культуру представників роду Lupinus L сприяє збереженню біорізноманіття та залученню значного асортименту квітниково-декоративних рослин у культуру.

Метою наших досліджень було розробити наукові основи введення в культуру та розмноження інтродукованих рослин, встановити їх продуктивний потенціал, запропонувати шляхи практичного використання у сучасному зеленому будівництві.

Згідно мети основними завданнями були: здійснити сучасний аналіз наявної наукової інформації та узагальнити відомості про поширення, таксономію, біологічні особливості рослин, і напрями використання інтродуцентів декоративних рослин роду Lupinus L.; оцінити вплив кліматичних умов на репродуктивну здатність та інтенсивність цвітіння досліджуваних рослин в умовах архітектурно-експозиційної ділянки ВНАУ.

Матеріал та методи досліджень. Дослідження базувалось на вивченні та розробці біолого-екологічних основ інтродукції декоративних видів роду Lupinus L. в умовах архітектурно-експозиційної ділянки кафедри лісового, садово-паркового господарства, садівництва та виноградарства ВНАУ, де проводилось дослідження впродовж 2018-2021 рр. У експериментально- польовому досліді проводили спостереження за рослинами люпину багатолистого (L. polyphyllus Lindl.) з численними садовими формами і сортами гібридного походження, з квітками як однотонними, так і двокольоровими: 'Abendglut', 'Albus', 'Apricot', 'Carmineus', 'Neue Spielarten', 'Prinzess Juliana', 'Roseus', 'Rubinkonig'.

Насіннєвий матеріал інтродукованих рослин було взято з колекції ботанічного саду ім. М. Гришка. Дослідження здійснювали шляхом переносу живих рослин з природи та різних ботанічних садів, дендропарків та приватних колекцій. Догляд за рослинами здійснювали згідно з агротехнічними вимогами видів на підставі загальноприйнятих методик у декоративному садівництві. Під час опрацьовування літератури особлива увага приділялася ареалам досліджуваних видів, датам початку і закінчення цвітіння, строкам дозрівання насіння. Дані дослідження проводились за загальноприйнятими методиками [67] впродовж вегетаційного сезону (в період вегетації з інтервалом у три дні, під час генеративної фази - щоденно). Особлива увага приділялась строкам і тривалості цвітіння. Спостереження за строками початку основних фаз розвитку люпину багаторічного відбувалося за схемою:

1) дата весняного відростання;

2) дата бутонізації;

3) дати цвітіння - початок і завершення;

4) дати плодоношення - початок (опадання оцвітини у квіток і формування зав'язі) та завершення;

5) період вегетації - розвиток рослин від початку весняного відростання до зимового періоду спокою або до встановлення снігового покриву (заморозку). Досліджували такі показники якості насіння, як масу 1000 шт. (зважували з точністю до 0,01 г в 3-кратній повторності). За допомогою штангенциркуля вимірювали довжину, ширину плодів та насіння з точністю до 0,1 мм [6-7].

При вивченні особливостей цвітіння видів роду Lupinus L. використовували методику, яка включає вивчення морфологічної будови квітки, хід і тривалість цвітіння та плодоношення, вплив навколишнього середовища на час та хід розпускання квіток. Тривалість цвітіння досліджували за різних погодних умов. Для спостереження за добовою ритмікою цвітіння етикетували певну кількість особин і кожні дві години підраховували квітки, що розкрились. Визначали також тривалість цвітіння окремої квітки [6].

Результати досліджень та їх обговорення. Рід Люпин (Lupinus L.) належить до родини Бобові (Fabaceae), класу Дводольні (Magnoliopsida), відділу Покритонасінні (квіткові) (Magnoliophita)). Види роду відзначаються високою азотфіксувальною здатністю, а також значним вмістом білка у насінні і зеленій масі відповідно 30-40% і 20%, володіють значним біологічним потенціалом, який потребує подальшого дослідження [1, 4, 9].

науковій літературі зроблені спроби відобразити світову різноманітність даного роду. Рід Lupinus L. в 1883 році Ватсоном розділений на два підроди: Eulupinus Wats. і Platycarpos Wats (табл. 1).

В основу поділу було покладено кількість насіннєвих бруньок і насіння в бобі. Більшість видів як Середземноморського, так і Американського центрів формоутворення віднесено до підроду Eulupinus. Підрід Platicarpos включав кілька однорічних видів з двома семяпочками і насінням в бобі.

Рід Lupinus включає близько 200 видів однолітніх і багаторічних рослин. Майже всі вони ростуть в Америці. У Європі зустрічається 10 видів, всі однолітні. З багаторічних видів у культурі частіше трапляються люпин деревоподібний (L. arboreus Sims.) - багаторічна рослина, 1,5 м заввишки, з білими і жовтими кольорами, квітне в липні-серпні. У культурі в умовах України використовують у декоративному садівництві люпин багатолистий (L. polyphyllus Lindl.) з численними садовими формами і сортами гібридного походження, з квітками як однотонними, так і двокольоровими: 'Abendglut', 'Albus', 'Apricot', 'Carmineus', 'Neue Spielarten', 'Prinzess Juliana', 'Roseus', 'Rubinkonig'.

Таблиця 1

Видовий склад найбільш поширених представників роду Lupinus L. залежно від центрів формоутворення

Джерело: сформовано на основі [2]

Декоративність культури, її використання в ландшафтному дизайні визначається великою кількістю морфологічних, біометричних та онтогенетичних ознак [4]. Для люпину багатолистого найважливішими морфологічними ознаками є габітус рослини, розміри, форма, забарвлення листків, квіток та бобів. Узагальнені дані щодо морфобіологічних особливостей культиварів люпину багатолистого та оцінки перспективності їх інтродукції в зони Поділля України подано в таблиці 2.

Досліджувані культивари Lupinus Polyphyllus Lindl характеризуються значним кольоровим різноманіттям. Більшості сортам та гібридам притаманний літньо-осінній тип вегетації. Розміри досліджуваних рослин варіювали в межах 50-110 см. Так, найбільші показники висоти рослин зафіксовано у сортів та гібридів 'Neue Spielarten', 'Prinzess Juliana', 'Roseus'.

Отже, варіативність кольору, різноманітний габітус, висока декоративність, тривалий період цвітіння дозволяють вважати інтродуковані нами декоративний вид люпину багатолистого перспективними для широкого впровадження їх у квітникарство України.

Таблиця 2

Біоморфологічні особливості Lupinus Polyphyllus Lindl.

Джерело: сформовано на основі власних досліджень

Вивчення біологічних особливостей інтродуцентів не є достатнім без урахування можливостей цвітіння та плодоношення, оскільки здатність рослин до репродукції в нових умовах - один із головних показників ступеня акліматизації та перспективності інтродукції [2].

Початок фази бутонізації є основним критерієм процесів переходу рослин з вегетативного в генеративний період розвитку, які відбулися значно раніше, коли відповідні зміни сталися на рівні меристем конусів наростання [3]. Встановлено, що люпин багатолистий вступає в фазу бутонізації з першої половини червня з тривалістю 10-14 днів. Максимальні значення показника інтенсивності цвітіння та дані про тривалість життя окремої квітки наведені в таблиці 3.

У Lupinus Polyphyllus Lindl. квіти багаточисельні (до 100 шт. на 1 генеративному пагоні), зібрані в густі верхівкові китицевидні суцвіття довжиною 20-40 см. Висока декоративність суцвіть поєднується з тривалим періодом цвітіння від 40 до 50 днів, а його максимальна інтенсивність становить - 65-100 квіток з тривалістю життя окремої квітки - 3-6 днів.

Насіння Lupinus Polyphyllus Lindl. овальне, правильної форми, коричневе, матове, гладке, середніх розмірів, зі світло-коричневим помітним прямокутним рубчиком, шкірка товста, ендосперм білого кольору [1].

Таблиця 3

Максимальні значення показника інтенсивності цвітіння та тривалість життя однієї квітки у Lupinus Polyphyllus Lindl.

Джерело: сформовано на основі власних досліджень

Для насіння інтродукованих рослин були характерні певні показники (табл. 4). Максимальна маса 1000 насінин зафіксовано у культиварів люпину багатолистого 'Prinzess Juliana', а мінімальна - у сорту 'Abendglut'.

Таблиця 4

Біометричні показники насіння Lupinus Polyphyllus Lindl.

Джерело: сформовано на основі власних досліджень

Проведені експериментальні дослідження лабораторної та польової схожості свіжозібраного насіння інтродукованих культиварів люпину багатолистого (табл. 5).

Таблиця 5

Посівні якості насіння декоративних видів Lupinus Polyphyllus Lindl.

Джерело: сформовано на основі власних досліджень

Відтак, на світлі та в темряві найвищий показник енергії проростання зафіксовано на ділянках 'Prinzess Juliana' (відповідно 56 та 57 %) та схожість насіння (відповідно 83 та 75 %) при вологості насіння 6 %. Дещо нижчі показники зафіксовано на рослинах люпину багатолистого сортів / гібридів 'Albus', 'Roseus' та 'Carmineus'.

Висновки і перспективи подальших досліджень. Встановлено, у галузі садівництва рід Lupinus L. представлений як значною кількістю видів однолітніх і багаторічних рослин (200), і багатим сортовим асортиментом, що становить більше 500 сортів. Водночас виявлено, що до асортименту декоративних культур України входить 3 види, тобто менше 4 % сортів.У результаті отриманих даних досліджень, встановлено, що у культурі в умовах України використовують в озелененні люпин багатолистий (L. polyphyllus Lindl.) з численними садовими формами і сортами гібридного походження, з квітками як однотонними, так і двокольоровими: 'Abendglut', 'Albus', 'Apricot', 'Carmineus', 'Neue Spielarten', 'Prinzess Juliana', 'Roseus', 'Rubinkonig'. Досліджувані культивари Lupinus Polyphyllus Lindl характеризуються значним кольоровим різноманіттям. Більшості сортам та гібридам притаманний літньо- осінній тип вегетації. У Lupinus Polyphyllus Lindl. квіти багаточисельні (до 100 шт. на 1 генеративному пагоні), зібрані в густі верхівкові китицевидні суцвіття довжиною 20-40 см. Висока декоративність суцвіть поєднується з тривалим періодом цвітіння від 40 до 50 днів, а його максимальна інтенсивність становить - 65-100 квіток з тривалістю життя окремої квітки - 3-6 днів. Максимальна маса 1000 насінин зафіксовано у культиварів люпину багатолистого 'Prinzess Juliana', а мінімальна - у сорту 'Abendglut'. На світлі та в темряві найвищий показник енергії проростання зафіксовано на ділянках 'Prinzess Juliana' (відповідно 56 та 57 %) та схожість насіння (відповідно 83 та 75 %) при вологості насіння 6 %.

Список використаної літератури

1. Honcharuk I., Matusyak M., Pantsyreva H., Kupchuk I., Prokopchuk V., Telekalo N. Peculiarities of reproduction of pinus nigra arn. in Ukraine. Bulletin of the Transilvania University of Brasov, Series II: Forestry, Wood Industry, Agricultural Food Engineering. 2022. Vol. 15 (64). № 1. P. 33-42. URL: https://doi.org/10.31926/but.fwiafe.2022.15.64.1.3.

2. Мазур В.А., Панцирева Г.В. Рід Lupinus L. в Україні: генофонд, інтродукція, напрями досліджень та перспективи використання. ВНАУ. 2020. 235 с.

3. Didur, I.M., Prokopchuk, V.M., Pantsyreva H.V. (2019). Investigation of biomorphological and decorative characteristics of ornamental species of the genus Lupinus L. Ukrainian Journal of Ecology, 9(3), 287-290. DOI: 10.15421/2019_743

4. Дідур І.М., Прокопчук В.М., Панцирева Г.В., Циганська О.І. Рекреаційне садово-паркове господарство. Навчальний посібник. Вінниця: ВНАУ. 2020. 321 с.

5. Мазур В.А., Прокопчук В.М., Панцирева Г.В. Первинне інтродукційне оцінювання декоративних видів Lupinus в умовах Поділля. Науковий вісник НЛТУ України. 2018. Вип. 28 (7). С. 40-44. https://doi.org/10.15421/40280708

6. Лаптєв О.О. Інтродукція та акліматизація рослин з основами озеленення. Київ: Фітосоціоцентр, 2001.109 с.

7. Методика державного сортовипробування сільськогосподарських культур. Під ред. В. В. Волкодава. Київ. 2000. 100 с.

8. Rosati C., Cadic A., Duron M., Simoneau P. Forsythia. Biotechnology in Agriculture and Forestry. 2007. 61. P. 299-318.

9. Rehder A. Manual of cultivated trees and shrubs hardy in North America.- New York, 1999. 996 p.

10. Mazur, V.A., Pantsyreva, H.V., Mazur, K.V., & Monarkh, V.V. Ecological and biological evaluation of varietal resources Paeonia L. in Ukraine. Acta Biologica Sibirica, 5 (1), 2019, 141-146. URL: https://doi.org/10.14258/abs.v5.i1.5350

ANNOTATION REPRODUCTIVE CAPACITY AND FLOWERING INTENSITY OF DECORATIVE SPECIES OF THE GENUS LUPINUS L. IN THE CONDITIONS OF THE ARCHITECTURAL AND EXPOSITION AREA OF VNAU

Based on the analysis of scientific sources, information on the origin, distribution, taxonomy and use of promising ornamental plants of the genus Lupinus L. in Ukraine and the world is presented. A wide range of decorative and valuable features of various types of plants of the Lupinus L. genus, which are valuable decorative, essential oil, medicinal, honey-bearing, vitamin, and fodder plants, have been determined. However, as a result of significant anthropogenic influence, the gene pool of these groups of plants is steadily decreasing from year to year, as a result of which the issue of developing biological and ecological bases for the introduction and introduction into industrial culture of species of the genus Lupinus L., adapted to the climatic conditions of the Podillia zone, has become urgent. The perspective of using decorative species of the genus Lupinus L. in landscaping has been proven. Recommendations for their cultivation have been developed, the optimal terms and methods of seed and vegetative reproduction and use in the landscaping of Vinnytsia Region have been established. It has been determined that the expansion of the assortment of flower-decorative lupins today occurs mainly as a result of a spontaneous process and does not always have a positive result. However, the collection of data on the introduction of plants helps to determine the degree of adaptation of the species to the new growing conditions, to establish its ecological plasticity, which will ensure its normal development in these conditions. The greatest scientific interest is the decorative species of lupine, which arewidely used in urban planning, park construction, landscaping and city improvement. It was analyzed that the genus Lupinus includes about 200 species of annual and perennial plants. Almost all of them grow in America. There are 10 species in Europe, all of the same age. Of the perennial species in culture, tree-shaped lupine (L. arboreus Sims.) is more often found. bicolor: ^fAbendglut^f, ^fAlbus^f, Apricot' 'Carmineus'ЃC'Neue Spielarten'ЃC'Prinzess Miana'Ј¬'Roseus'Ј¬'Rubinkonig'. The studied cultivars of Lupinus Polyphyllus Lindl are characterized by significant color diversity. Most varieties and hybrids have a summer-autumn type of vegetation. It has been established that the multi-leaved lupine enters the budding phase from the first half of June with a duration of 10-14 days. According to the results of experimental studies of laboratory and field germination of freshly collected seeds of introduced cultivars of lupine, it was established that in the light and in the dark, the highest rate of germination energy was recorded in the plots of ^fPrinzess Juliana^f (56 and 57%, respectively) and seed germination (83 and 75%, respectively) at seed moisture content of 6%. In view of the above, the decorative species Lupinus Polyphyllus Lindl, due to the variety of colors, different periods of flowering, the height of the plants, the stability of the leaves, which grow relatively early and are preserved until the end of the growing season, are quite valuable plants for decorative gardening. From a practical point of view, the studied cultivars (^fAlbus^f, 'Apricot', ^fPrinzess Juliana^f, ^fRoseus^f, ^fRubinkonig^f, ^fAbendglut^f, ^fCarmineus^f and ^fNeue Spielarten^f) are of interest as potentially valuable objects for enrichment of the assortment of decorative plants of Ukraine and are promising for creating garden compositions on the basis of Vinnytsia National Agrarian University.

Key words: introduction, collection fand, taxon, flowering intensity, seeds.

Размещено на Allbest.ru