Изменчивость морфометрических признаков у натурализовавшихся и культигенных растений Hydrangea macrophylla Ser. В зависимости от экологических условий

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2015, том 50, № 1, с. 92-98

УДК 635.9:581.8:581.5 doi: 10.15389/agrobiology.2015.1.92rus

ИЗМЕНЧИВОСТЬ МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ У НАТУРАЛИЗОВАВШИХСЯ И КУЛЬТИГЕННЫХ РАСТЕНИЙ Hydrangea macrophylla Ser. В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

В.И. МАЛЯРОВСКАЯ

Большинство растений, произрастающих во влажных субтропиках России, принадлежат к интродуцентам. Растения одного из интродуцентов — гидраигея крупнолистная Hydrangea macrophylla Ser. встречаются как в городских ценозах (парки, скверы и т.п.), так и в качестве компонента адвентивной флоры в пригородных лесах Большого Сочи, то есть условия ее произрастания существенно варьируют. Оценка генетических ресурсов, селекция (как и оптимизация технологий возделывания) основываются на результатах изучения адаптивного потенциала и внутривидовой изменчивости признаков у растений. Мы определили степень фенотипической изменчивости морфологических признаков у натурализовавшихся и культивируемых растений Hydrangea macrophylla и влияние условий местообитания на размах вариаций. Исследования проводили в 2006-2008 годах на побережье Черного моря в саду-музее «Дерево дружбы» и Субтропическом ботаническом саду Кубани, а также в горных районах в поселках Красная Поляна и Солох-Аул (г. Сочи). Влияние генотипа H. macrophylla на все изучаемые признаки оказалось статистически достоверным. Вклад генотипа как фактора, определяющего высоту растений (63,5 %), длину листьев (82,0 %), диаметр соцветий (19,3 %) и длину брактей (84,1 %). Условия года также влияли на ширину листьев у изучаемых культиваров (22,5 %). С увеличением высоты над уровнем моря (400-600 м) значения большинства морфометрических показателей у растений возрастали. Наибольшие изменения были отмечены для диаметра соцветий и длины брактей (у cv. Madame Faustin Travouillon — на 30,1-55,4 %, у cv. Madame Maurice Hamard — 26,5-71,5 %), что свидетельствует об оптимизации условий по комплексу абиотических и эдафи-ческих факторов на этом высотном уровне. Наименьшей как у культивируемых форм, так и в популяциях натурализовавшихся растений была степень варьирования длины побегов (5,5-12,3 %). Также установлено, что в природных условиях натурализовавшиеся растения гидрангеи крупнолистной существенно отличаются по абсолютным показателям от культивируемых. Наиболее вариабельными оказались длина брактей (37,5-80,1 %) и диаметр соцветий (17,9-31,2 %), собранных с растений в условиях городских ценозов и с натурализовавшихся растений в окрестностях поселков Красная Поляна и Солох-Аул. Длина листьев у растений, произрастающих в условиях городских ценозов, характеризовалась средней изменчивостью (15,8-20,7 %), тогда как в популяциях растений из поселка Солох-Аул ее амплитуда составила 34,9 %. В целом амплитуда изменчивости большинства изучаемых признаков у первых была больше, чем у вторых.

Ключевые слова: морфометрические признаки, Hydrangea macrophylla, интродуценты, одичавшие, культигенные, городские ценозы.

Влажные субтропики России относятся к региону, где естественная растительность практически вытеснена городскими фитоценозами. Большинство растений, произрастающих на этой территории, принадлежит к интродуцентам. Значительное их число происходит из Восточноазиатской флористической области, климатические условия которой сходны с условиями региона.

В настоящее время в связи со стихийной, а затем и планомерной интродукцией растений в ботанических садах, массовым применением экзотов в озеленении и любительском садоводстве все чаще отмечают факты дичания интродуцированных растений (1). Формирование популяций интродуцентов наблюдается по всему миру (2), и влажные субтропики России в этом отношении — не исключение.

Один из интродуцентов, относящихся к сем. Hydrangeaceae и используемых для ландшафтного озеленения, — гидрангея крупнолистная Hydrangea macrophylla Ser. Внутривидовое разнообразие этого кустарника представлено большим числом (около 800) культиваров и садовых форм (3). В условиях региона растения H. macrophylla встречаются как в городских ценозах (парки, скверы и т.п.), так и в качестве компонента адвен-

92

тивной флоры в пригородных лесах Большого Сочи. Одичавшие растения H. macrophylla обычно произрастают на осветленных участках леса и по берегам рек (4).

Известно, что морфологические признаки видов могут изменяться в зависимости от экологических условий (5-15). Изучение степени варьирования морфологических показателей дает возможность выявить наиболее стабильные признаки, что имеет важное значение в селекционной работе. Однако научно обоснованная характеристика признаков невозможна без оценки их изменчивости (16).

Целью настоящей работы было изучение фенотипической изменчивости морфологических признаков у натурализовавшихся и культиген-ных растений Hydrangea macrophylla, а также влияния условий местообитания на размах варьирования этих признаков.

Методика. Исследования проводились в 2006-2008 годах (объем выборок — примерно по 250 растений) на наиболее распространенных в регионе культиварах Madame Faustin Travouillon и Madame Maurice Ha-mard, произрастающих в культуре на побережье Черного моря в саду-музее «Дерево дружбы» (г. Сочи) и Субтропическом ботаническом саду Кубани (г. Сочи), а также в горных районах в поселках Красная Поляна и Солох-Аул (г. Сочи). Измерения и подсчеты осуществляли по пяти морфологическим признакам: длина побегов (l, см), длина листа (Ц, см), ширина листа (b, см), диаметр соцветий (d, см), длина брактей (Ц, см). Зрелые листья отбирали из средней части побегов с южной стороны. Диаметр соцветий и длину брактей (выборка 2500 шт.) измеряли также с южной стороны.

Степень изменчивости морфологических признаков H. macrophylla в различных экологических условиях оценивали по величине коэффициента вариации в соответствии со следующей шкалой: < 7 % — очень низкая, 8-15 % — низкая, 16-25 % — средняя, 26-35 % — повышенная, 36-50 % — высокая, > 50 % — очень высокая (16, 17).

Полученные данные обрабатывали методами математической статистики (18).

Результаты. Сравнительный анализ натурализовавшихся и культи-генных растений H. macrophylla показал, что экологические условия местообитания оказывают существенное положительное влияние на линейные признаки, связанные с генеративной сферой. Наиболее вариабельными оказались длина брактей и диаметр соцветий, собранных с растений в условиях городских ценозов и с натурализовавшихся растений в окрестностях поселков Красная Поляна и Солох-Аул.

Высокие значения коэффициента вариации (37,5-80,1 %) отмечали для признака длина брактей (табл. 1). Амплитуда изменчивости диаметра соцветий у растений H. macrophylla варьировала от 17,9 (средняя) до 31,2 % (повышенная).

1. Характеристика морфологических признаков у растений Hydrangea macrophylla в зависимости от условий произрастания

Показатель Сад-музей «Дерево дружбы» Субтропический ботанический сад Кубани Поселок Красная Поляна Поселок Солох-Аул

Madame Faustin Travouillon

1, см 126,5±2,1 134,7±1,4 189,8±2,1 224,5±2,4

Cv, % 5,4 4,9 10,1 14,4

11, см 17,5±0,9 18,6±1,0 18,3±0,8 19,1±0,9

Cv, % 15,8 20,7 23,8 24,5

b, см 12,3±0,4 12,7±0,9 13,0±0,7 13,3±1,1

Cv, % 20,3 25,2 27,8 34,9

d, см 18,0±1,4 18,5±1,1 17,3±1,5 17,5±1,1

Cv, % 17,9 21,1 28,7 31,2

93

Продолжение таблицы 1

l2, см 0,9±0,2 0,9±0,2 0,8±0,1 0,9±0,1

Cv, % 37,5 41,0 48,7 62,0

Madame Maurice H a m a r d

l, см 120,3±2,4 123,6±1,9 175,5±1,9 213,8±1,8

Cv, % 6,3 5,4 6,9 11,5

l1, см 13,6±0,3 13,9±0,4 13,1±0,7 14,0±0,6

Cv, % 19,3 17,5 31,8 32,2

b, см 12,3±0,8 12,5±0,9 11,8±0,8 12,0±1,0

Cv, % 23,1 22,3 25,0 28,7

d, см 18,3±1,0 18,6±1,2 19,0±0,2 18,5±0,4

Cv, % 17,9 23,9 25,9 27,1

l2, см 2,1±0,2 2,2±0,2 3,0±0,8 3,9±0,9

Cv, % 53,8 37,6 62,8 80,1

П р и м е ч а н и е. l — длина побегов, Ь — длина листа, b — ширина листа, d — диаметр соцветий, Ь — длина брактей, X±Sx — среднее с ошибкой, Cv — коэффициент вариации.

Признаки, связанные с линейными размерами листьев, тоже изменялись. Так, длина листьев у растений, произрастающих в условиях городских ценозов, характеризовалась средней изменчивостью — от 15,8 до 20,7 %. В популяциях H. macrophylla в нижнегорном поясе амплитуда изменчивости этого признака была несколько выше и варьировала от 23,8 до 32,2 %. Степень изменчивости по ширине листьев в популяциях растений из поселка Солох-Аул составляла 34,9 %.

Нестабильность морфометрических признаков листьев гидрангеи крупнолистной может быть обусловлена изменениями влажности почвы, температуры и влажности воздуха в период роста весенних и летних побегов растений. Также этот признак может зависеть от возраста побегов, от соотношения генеративных и вегетативных органов на побегах или возрастного состояния растений, произрастающих в разных экологических условиях.

Высокие показатели амплитуды изменчивости за 3 года наблюдений объясняются существенными климатическими различиями этих лет. Самым благоприятным для подавляющего большинства изучаемых признаков в исследуемых популяциях оказался 2006 год (табл. 2).

2. Характеристика морфологических признаков у натурализовавшихся растений Hydrangea macrophylla в разные годы

Показатель 2006 2007 2008

X±Sx | Cv, % X±Sx I Cv, % X±Sx I Cv, %

Madame Faustin Travouillon

l, см 161,0±4,5 9,3 198,3±15,8 26,3 224,1±6,8 10,8

l1, см 19,6±1,0 17,3 18,3±1,2 21,3 16,9±1,2 24,3

b, см 14,2±1,2 27,5 13,1±1,1 27,5 12,5±1,3 34,4

d, см 16,8±1,1 22,6 17,8±1,6 28,7 17,8±1,5 30,1

l2, см 0,9±0,1 22,2 0,8±0,1 50,0 0,8±0,1 62,5

Madame Maurice Hamard

l, см 165,5±5,8 11,5 188,3±3,9 6,9 196,5±3,2 5,4

l1, см 13,0±0,8 21,5 12,7±1,2 32,3 12,9±1,2 31,0

b, см 12,9±0,8 21,7 11,0±1,0 29,6 11,8±1,0 28,8

d, см 19,6±0,1 17,9 19,0±1,6 27,9 18,9±1,5 25,4

b, см 3,9±1,0 35,9 3,0±0,8 86,7 2,8±0,6 75,0

П р и м е ч а н и е. l — длина побегов, Ь — длина листа, b — ширина листа, d - диаметр соцветий, l2 —

длина брактей, X±Sx — среднее с ошибкой, Cv — коэффициент вариации.

В этот год выпало на 25,2 % больше осадков по сравнению со средним многолетним количеством, что положительно отразилось на стабильности изучаемых признаков у растений в популяциях.

Амплитуда изменчивости длины побегов была низкой (5,4-11,5 %). Исключением стал 2007 год, в который отмечалось резкое проявление различий между растениями в популяции по этому признаку у cv. Madame

94

Faustin Travouillon (26,3 %).

У натурализовавшихся растений H. macrophylla наблюдалось варьирование линейных размеров листьев по годам: от 17,3 % (среднее) у cv. Madame Faustin Travouillon в 2006 году до 32,3 % (высокое) у cv. Madame Maurice Hamard в 2007 году.

Была обнаружена изменчивость по ширине листьев: в 2008 году от повышенной (28,8 %) у cv. Madame Maurice Hamard до высокой (34,4 %) у cv. Madame Faustin Travouillon. Диаметр соцветия у cv. Madame Faustin Travouillon варьировал от 22,6 (2006 год) до 30,1 % (2008 год), у cv. Madame Maurice Hamard — от 17,9 (2006 год) до 27,9 % (2007 год). Очень высокую изменчивость отмечали по признаку длина брактей в 2007-2008 годах: 50,0-62,5 % у cv. Madame Faustin Travouillon и 86,7-75,0 % — у cv. Madame Maurice Hamard.

За период исследований в условиях городских ценозов при отсутствии конкуренции не происходило мощного развития растений H. macrophylla. Степень варьирования морфологических признаков в культуре была меньше, чем в популяциях натурализовавшихся растений (табл. 3).

У изучаемых культиваров изменчивость длины побегов оказалась невысокой (3,8-6,6 %), варьирование линейных показателей листьев — от среднего (16,8 %) до повышенного (25,2 %). Аналогичные результаты были получены и по признаку диаметра соцветий. Высокой изменчивостью характеризовалась только длина брактей (33,3-58,3 %).

3. Характеристика морфологических признаков у растений Hydrangea macrophylla в городских ценозах в разные годы

Признак 2006 2007 2008

X±Sx 1 Cv, % X±Sx Cv, % X±Sx Cv, %

Madame Faustin Travouillon

l, см 133,5±2,0 5,2 130,9±1,8 4,5 129,9±1,5 3,8

l1, см 19,0±0,9 16,8 18,5±1,1 20,0 17,6±1,2 23,3

b, см 13,1±0,9 22,1 12,3±0,8 20,3 12,7±1,0 25,2

d, см 19,0±0,8 14,7 17,5±1,1 21,1 17,5±0,9 17,1

l2, см 0,9±0,1 22,2 0,9±0,1 37,5 0,8±0,1 41,1

Madame Maurice Hamard

l, см 125,0±2,5 6,6 126,1±2,1 5,4 120,7±1,8 4,8

l1, см 14,4±0,8 19,4 13,1±0,8 19,8 13,5±0,7 16,3

b, см 12,5±0,9 24,0 12,8±0,8 21,9 12,4±0,9 23,4

d, см 18,7±1,0 17,1 17,5±1,2 21,7 18,6±1,0 17,2

Ь, см 2,3±0,2 34,5 2,1±0,2 33,3 2,4±0,4 58,3

П р и м е ч а н и е. l — длина побегов, lj_ — длина листа, b — ширина листа, d — диаметр соцветий, l2 —

длина брактей, X±Sx - - среднее с ошибкой, Cv — коэффициент вариации.

Сравнение средних данных (2006-2008 годы) по линейным показателям и степени варьирования морфологических признаков в популяциях натурализовавшихся и культивируемых растений H. macrophylla в зависимости от условий произрастания позволило выявить наиболее стабильный из этих признаков — длину побегов (табл. 4).

По остальным изучаемым признакам между растениями гидрангеи крупнолистной, произрастающими в неодинаковых экологических условиях, имелись существенные различия. Длина листьев характеризовалась средней изменчивостью (18,3-18,4 %), то же можно сказать о диаметре соцветий. Повышенная изменчивость наблюдалась по ширине листьев (22,8 %). Высокую степень изменчивости у культивируемых растений отмечали только для генеративного признака — длины брактей (39,3-45,7 %).

В то же время в популяциях натурализовавшихся растений H. macrophylla морфологические признаки имели повышенную или очень высокую амплитуду изменчивости, например для длины брактей — 55,4-71,5 %.

95

4. Характеристика морфологических признаков в популяциях натурализовавшихся и культивируемых растений Hydrangea macrophylla

Влияние генотипа и условий года на морфологические признаки садовых форм было

Показатель

________________Cv, %

натурализовавшиеся

культивируемые

Madame Faustin Travouillon

l, см 12,3 5,5

l1, см 24,2 18,3

b, см 32,4 22,8

d, см 30,1 19,5

l2, см 55,4 Madame Maurice Hamard 39,3

l, см 9,2 5,9

l1, см 32,0 18,4

b, см 26,9 22,7

d, см 26,5 20,9

1?, см 71,5 45,7

П р и м е ч а н и е. l — длина побегов, ^ — длина листа, b — ширина листа, d — диаметр соцветий, I2 — длина брактей, Cv — коэффициент вариации.

оценено с помощью двухфакторного дисперсионного анализа (табл. 5). Влияние генотипа H. macrophylla на все изучаемые признаки оказалось статистически достоверным. Вклад дисперсии фактора «генотип» составил от 19,3 (диаметр соцветия) до 84,1 % (длина брактей). Вклад дисперсии фактора «условия го-

да» варьировал от 1,8 (диаметр брактей) до 22,5 % (ширина листа). На дис-

персию взаимодействия факторов «длина листа»—«условия года» приходилось всего 3,2 %, в то время как на дисперсию взаимодействия факторов «ширина листа»—«условия года» — 47,3 %.

5. Структура изменчивости морфологических признаков у садовых растений Hydrangea macrophylla, выявляемая при дисперсионном анализе

Фактор | df | mS 1 F | Дисперсия | Вклад фактора, %

В ы с о т а р а с т е н и я, см

Генотип 3 37991 97,6* 1121 63,5

Условия года 2 3645 9,5* 99 5,6

Взаимодействие 6 1814 4,7* 162 9,2

Неучтенные 120 383 - 383 21,7

Д л и н а л и с т а, см

Генотип 3 285,0 244,1* 8,7 82,0

Условия года 2 19,1 16,4* 0,4 3,8

Взаимодействие 6 4,1 3,6* 0,3 3,2

Неучтенные 120 1,2 - 1,2 11,0

Ш и р и н а л и с т а, см

Генотип 3 4,5 3,9* 0,102 2,4

Условия года 2 42,7 36,6* 0,943 22,5

Взаимодействие 6 18,6 16,0* 1,987 47,3

Неучтенные 120 1,2 - 1,200 27,8

Д и а м е т р с о ц в е т и я, см

Генотип 3 17,9 11,0* 0,490 19,3

Условия года 2 4,4 2,7* 0,060 2,3

Взаимодействие 6 4,7 2,9* 0,350 13,8

Неучтенные 120 1,6 - 1,630 64,6

Д л и н а б р а к т е й, см

Генотип 3 45,79 323,5* 1,320 84,1

Условия года 2 1,46 10,3* 0,030 1,8

Взаимодействие 6 0,90 6,4* 0,090 5,5

Неучтенные 120 0,14 - 0,140 2,6

П р и м е ч а н и е. df — число степеней свободы фактора, mS — средний квадрат фактора, F — критерий

Фишера. Прочерк означает отсутствие данных.

* Р < 0,05.

Следовательно, наиболее существенным было влияние генотипа на варьирование таких морфологических признаков, как высота растений, длина листьев и длина брактей. На изменение ширины листьев у изучаемых культиваров в большей степени влияли условия года, что достоверно подтверждал высокий процент, характеризующий взаимодействие этих факторов.

С увеличением высоты над уровнем моря (поселки Красная Поля-

96

на и Солох-Аул) значения большинства морфометрических признаков возрастали. На высоте 400-600 м генеративные признаки (диаметр соцветий и длина брактей) имели наибольший коэффициент вариации у cv. Madame Faustin Travouillon (30,1-55,4 %) и у cv. Madame Maurice Hamard (26,5-71,5 %), что свидетельствует об оптимизации условий по комплексу абиотических и эдафических факторов. Меньше всего в популяциях как у культивируемых, так и натурализовавшихся растений изменялась степень варьирования длины побегов (5,5-12,3 %).

Полученные результаты согласуются с данными других исследователей, показавших, что амплитуда изменчивости признаков, характеризующих число тех или иных органов растений или их составных частей, и признаков, которые определяются линейными величинами, неодинакова (19-21).

Таким образом, в природных условиях адвентивные растения Hydrangea macrophylla существенно отличаются по абсолютным морфометрическим показателям от культигенных. Амплитуда изменчивости по большинству изучаемых признаков у первых больше, чем у вторых. Морфометрические признаки в культуре меняются незначительно, то есть растения H. macrophylla, произрастающие в условиях городских ценозов, по степени развития особей более выравнены.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Кар пун Ю.Н. Адвентивная дендрофлора Черноморского побережья Кубани. В сб.: Экологические проблемы интродукции растений на современном этапе: вопросы теории и практики. Краснодар, 1982, ч. 2: 15-17.

2. Петров А.П., Ладейщикова Г.В. Особенности натурализации интродуцирован-ных видов растений в Екатеринбурге и его окрестностях. Мат. конф. «170 лет со дня рождения основателя Сочинского Дендрария С.Н. Худекова». Сочи, 2007: 35-37.

3. Gelderen C.J., Gelderen D.M. Encyclopedia of Hydrangeas. Portland—Cambridge, 2004.

4. Пиньковский М.Д., Солтани Г.А. Особенности охраны генетических ресурсов Кавказской Флоры на современном этапе. В сб. науч. тр.: Декоративное садоводство России. Сочи, 2009, вып. 42, т. 1: 46-54.

5. Степанова Н.Т. Зависимость морфологических признаков трутовых грибов от зональности и вертикальной поясности. Экология, 1972, 3: 13-19.

6. Куликов Г.В., Ругузов И.А. Изменчивость анатомических показателей листа тиса ягодного в зависимости от условий местообитания. Экология, 1973, 1: 90-93.

7. Горчаковский П.Л., Зуева В.Н. Внутрипопуляционная и межпопуляционная изменчивость уральских эндемичных астрагалов. Экология, 1982, 4: 20-27.

8. Хузина Г.Р. Характеристика флуктуирующей асимметрии билатеральных признаков листа липы мелколистной (Tilia cordata Mill.). Вестник Удмурдского университета, 2011, 3: 47-52.

9. Хикматуллина Г.Р. Сравнение морфологических признаков листа Betula pendula в условиях урбаносреды. Вестник Удмурдского университета, 2013, 2: 48-57.

10. Барченков А.П. Изменчивость видов рода Larix Mill. в Средней Сибири. Автореф. канд. дис. Красноярск, 2007.

11. Shu X., Yang X., Yang Zh. Variation in seed and seedling traits among fifteen ^inese provenances of Magnolia officinalis. Not. Bot. Horti. Agrobo., 2012, 40(2): 274-283.

12. Баранова О.Г., Дедюхина О.Н., Крамарь О.А., Маркова Е.М., Ягов-кина О.В. Сравнительный анализ развития особей ряда редких видов растений в культуре и природной флоре Удмуртии. Популяционная биология, 2009, 1: 3-10.

13. Barna M. Adaptation of European beech (Fagus sylvatica L.) to different ecological conditions: leaf size variation. Polish J. Ecol., 2004, 52: 34-45.

14. Z o l k os K., W l odzimierz M. A simple technique of random leaf collecting for biometric studies in a tree stand. Biodiv. Res. Conserv., 2009, 15: 29-34.

15. Freeman D.C., Brown M.L., Duda J.J., Graraham J.H., Emlen J.M., K r z y s i k A.J., Balbach Y., Kovacic D.A., Zak J.C. Leaf fluctuating asymmetry, soil disturbance and plant stress: a multiple year comparasion using two herbs, Ipomoea pandurata and Cnidoscolus stimulosus. Ecol. Indicat., 2005, 5: 85-95. (doi: 10.1016/j.ecolind.2004.05.002).

16. Мамаев С.А. О проблемах и методах внутривидовой систематики древесных растений. В сб.: Закономерности формообразования и дифференциации вида у древесных растений. Свердловск, 1969: 3-38.

17. Магомедмирзаев М.М. О проблемах морфологического счета и изменения с позиций фенетики растений. Общая биология, 1976, 37(3): 331-343.

18. Л а кин Г.Ф. Биометрия. М., 1990.

97

19. Зайцева З.Д. Амплитуда изменчивости морфологических признаков купальницы европейской в условиях питомника и в природной обстановке. Экология, 1972, 5: 74-79.

20. Зайцева ТА Параллельные экотипы кровохлебки лекарственной. Экология, 1985, 4: 73-75.

21. Абдуллаева Э.А., Асадулаев З.М. Изменчивость количественных признаков плодов и листьев Cerasus incana L. во внутреннегорном Дагестане. Мат. Межд. науч.-практ. конф. «Декоративное садоводство России». Сочи, 2009: 54-59.

ГНУ Всероссийский НИИ цветоводства Поступила в редакцию

и субтропических культур Россельхозакадемии, 10 декабря 2013 года

354002 Россия, г. Сочи, ул. Яна Фабрициуса, 2/28, e-mail: subplod@mail.ru, malyarovskaya@yandex.ru

Sel’skokhozyaistvennaya biologiya [Agricultural Biology], 2015, V. 50, № 1, pp. 92-98

VARIABILITY OF MORPHOMETRIC PARAMETERS IN NATURALIZED AND CULTIVATED Hydrangea macrophylla Ser. PLANTS UNDER DIFFERENT ENVIRONMENTAL CONDITIONS

V.I. Malyarovskaya

All-Russian Research Institute of Floriculture and Subtropical Crops, Russian Academy of Agricultural Sciences, 2/28,

ul. Yana Fabriciusa, Sochi, 354002 Russia, e-mail subplod@maii.ru, malyarovskaya@yandex.ru

Received December 10, 2013 doi: 10.15389/agrobiology.2015.1.92eng

Abstract

Plants cultivated in humid subtropics of Russia are mostly exotic species. One of them, Hydrangea macrophylla Ser., can grow in city parks and gardens, as well as in the forest of Sochi suburb as a component of adventive flora, thus, the H. macrophylla habitat conditions differ significantly. To estimate the genetic resources, implement breeding programs and optimize plant cultivation, an adaptability and intraspecial variability of plants must be evaluated. In our observation in Sochi region during 2006-2008 carried out on the Black Sea coast (in the garden-museum «Tree of Friendship» and in Kuban Subtropical Botanic Garden) and in the mountain area (Krasnaya Polyana and Solokh-Aul settlements), a phenotypic variability of morphological traits was analyzed in naturalized and cultivated H. macrophylla plants (Madame Faustin Travouillon and Madame Faustin Travouillon cultivars), and an influence of the external conditions to the range of variations was investigated. It was shown that genotype considerably influenced the plant height (63.5 %), leaf length (82.0 %), inflorescence diameter (19.3 %) and bract length (84.1 %). Climatic factors of the year also affected leaf width in both cultivars (22.5 %). With increase in height above sea level (400-600 m in settlements Krasnaya Polyana and Solokh-Aul) most of the morphometric parameters increased. Maximum changes were observed in inflorescence diameter and bract length (30.1-55.4 % in Madame Faustin Travouillon and 26.5-71.5 % in Madame Maurice Hamard), indicating optimization of a complex of abiotic and edaphic factors at this high-rise level. The lowest variability (5.5-12.3 %) was indicated in shoot length both in cultivated and naturalized plants. In general, naturalized and cultivated plants differed considerably. The bract length and inflorescence diameter were the most variable, at 37.5-80.1 % and 17.9-31.2 %, respectively, when compared in H. macrophylla from city biocoenoses and settlements of Krasnaya Polyana and Solokh-Aul being higher in naturalized plants. Leaf length variation in cultivated plants ranged from 15.8 to 20.7 % being at 34.9 % in plants grown in Solokh-Aul. Thus, the range of variability on most of the tested morphological traits was wider in the naturalized plants if compared to the cultivated plants with slightly changed parameters. Therefore, the plants growing in city biocoenosis are more leveled on an individual development.

Keywords: morphometric parameters, Hydrangea macrophylla, plant introduction, wild, cultigenic and city coenosis.

Научные собрания

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ СЕМИНАР «СТРАТЕЕИИ И МЕТОДЫ БОТАНИЧЕСКИХ САДОВ ПО СОХРАНЕНИЮ И УСТОЙЧИВОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ БИОЛОЕИЧЕСКОЕО РАЗНООБРАЗИЯ ПРИРОДНОЙ ФЛОРЫ-III» и X МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «ОХРАНА И КУЛЬТИВИРОВАНИЕ ОРХИДЕЙ»

Контакты и информация: office@cbg.org.by

98