Изучение биологических особенностей Scutellaria baicalensis Georgi в Восточном Забайкалье с целью интродукции

Анализ урожайности (У, г/м2) исследованных со-ртообразцов показал, что карталинская пшеница уступает стандартным сортам (табл.2). Однако, исходя из полученных данных, предполагаемый выход муки у нее будет на 5,7...6,6 % больше, чем у мягкой пшеницы.

Выводы. По линейным размерам зерновок со-ртообразцы Т. аагМНаит находились на уровне стандартного сорта мягкой пшеницы Новосибирская 15, но уступали твердой пшенице Безенчукская 141

Анатомические исследования показали, что толщина семенных и плодовых оболочек у карталинской пшеницы составляет 39 цт. По объёму зерна и площади

внешних покровов сортообразцы этого вида находились на уровне стандартных сортов мягкой пшеницы, но уступали твердой пшенице сорта Безенчукская 141.

Массовая доля крахмалистой части эндосперма у сортообразцов карталинской пшеницы варьирует от 87,4 до 88,1 % и достоверно превышает величину этого показателя у стандартных сортов мягкой пшеницы. Наибольшим содержанием крахмалистой части эндосперма отличаются сортообразцы К-11890 (88,7 %), К-18604 (88,9 %), К-7882 (87,7 %), К-13822 (87,9 %), К-17703 (88,0 %), К-32484 (87,3 %) и К-36221 (87,7 %).

Литература.

1. Егоров Г.А. Технология муки. Практический курс. - М.: ДеЛи принт, 2007. - 143 с.

2. Казаков Е.Д. Зерноведение с основами растениеводства: Издание 2-ое, переработанное и дополненное. - М.: Колос, 1973. -С. 108-110.

3. Паушева З. П. Практикум по цитологии растений: Изд. 2. - М.: Колос. 1974. - С. 66-84.

GEOMETRIC CHARACTERISTICS OF GRAIN TETRAPLOID SPECIES TRITICUM CARTHLICUM NEVSKI. IN THE FOREST-STEPPE ZONE OF THE TYUMEN REGION

G.V. Tobolova

Summary. Results of studying 42 hybrids of tetroploid species Triticum carthlicum Nevski are presented. On indicators of physical and chemical properties of grain. Researches are spent for the purpose of definition of the perspective genotypes having a high indicator of a mass fraction andosperm in grain for practical selection. As standards used grades of soft wheat the Skala and Novosibirsk 15, and firm - Bezenchuksky141. Measurements of the linear sizes of grains have shown wheat, that on length (6,24 mm), width (2,80) and a thickness (2,64 mm) grains this kind was at level soft, but has conceded to firm wheat. By means of electronic microscope Axiostar plus the thickness of pericarp and perisperm at grains kartalinsky wheat is defined. The thickness of fruit and seed covers in the top part of grain was more on 8,46 |jm in comparison with two lateral points of gaugings and has on the average made 39,05 |jm. On the basis of the received data at hybrids the volume of grain (V=24,2 mm3), a surface grains (F=59,8 mm2), volume of external covers (Vi=2,5 mm3) and weight of a germ (M3=2,5 %) is defined. Mass fraction calculation amyloid of part endosperm has shown parts, that at kartalinsky wheat it has made 87,8 % at average productivity 237,5/m2 excess on this indicator over grades of soft wheat the Skala (82,1 %) and Novosibirsk 15 (81,2 %) Is noted. As a result of the spent researches from a collection are allocated hybrids T. carthlicum with the high content amyloid parts of endosperm in grain. It K-11890 (88,7 %), K-18604 (88,9 %), K-7882 (87,7 %), K-13822 (87,9 %), K-17703 (88,0 %), K-32484 (87,3 %) and K-36221 (87,7 %).

Keywords: kartalinskya wheat, a kind, the linear sizes grains, amyloid a part of endosperm, productivity.

УДК 582.949.25

ИЗУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ SCUTELLARIA BAICALENSIS GEORGIВ ВОСТОЧНОМ ЗАБАЙКАЛЬЕ С ЦЕЛЬЮ ИНТРОДУКЦИИ

Г.В. ЧУДНОВСКАЯ, кандидат биологических наук, профессор

Иркутская ГСХА

E-mail: g.chudnowskaya2011@yandex.ru

Резюме. Исследования с целью изучения биологических особенностей Scutellaria baicalensis Georgi (шлемник байкальский) в природных популяциях и анализа влияния на его продуктивность важнейших экологических факторов в различных фитоценозах с оценкой перспективы культивирования вели на территории Восточного Забайкалья по долине реки Шилка с 1991 г. в степных Шилкинском и Нерчинском и лесостепном Чернышевском административных районах. Урожайность сырья оценивали на ключевых участках методом модельных экземпляров. Полученные результаты использовали для расчета запаса на все потенциально продуктивные заросли. Вид связан с танацетовыми степями, по экологии принадлежит к группе криомезоксерофитов. Основные массивы отмечены на прогреваемых склонах сопок с хорошим освещением и недостаточным увлажнением на каменисто-щебнистых почвах в верхнем и среднем течении р. Шилка. Период вегетации

составляет в среднем 140...153дн. Зацветает на 10...12-й год жизни. К пятнадцати годам надземная часть насчитывает до восьми побегов, вертикальное корневище достигает 3.4 см в диаметре, корень - 1,5 см в основании. Общая продолжительность жизни около 40 лет. Возраст растений один из основных факторов, определяющих продуктивность подземных органов (r=0,55). В популяциях преобладают взрослые вегетативные и молодые особи, что связано с большой продолжительностью их жизни. В некоторых местообитаниях заметную роль играют сенильные особи (до 17 %). Средняя численность особей на 1 м2 - 2,64±0,38 шт. Наибольшая продуктивность сырья определена в осоково-пионовых(45,22±4,14 г/м2) и нителистниковых (46,42±5,01 г/м2), развитых на сильнощебнистых почвах и строго приуроченных к крутым участкам южных склонов, сообществах и значительно ниже в гмелиновополынных-осоково-разнотравных (14,04±2,11 г/м2) и чиево-холоднополынных(12,05±2,08 г/м2). Средняя урожайность подземных частей варьировала от 22±2,52 г/м2 в степных районах до 23±2,17 г/м2 - в лесостепном. После разовых сборов, без ущерба для возобновления, ежегодно можно заготавливать 1/11 часть производственного запаса. Ключевые слова: Scutellaria baicalensis; продуктивность; урожайность; запас; фитопопуляция; интродукция.

Потребность отечественной фармацевтической промышленности в сырье лекарственных растений очень высока (до 40 % всех лекарственных средств - это препараты растительного происхождения), но их ресурсы далеко не безграничны. В связи с этим необходима разработка научно обоснованных рекомендаций по рациональному использованию и максимальному сохранению мест естественного произрастания лекарственных растений, а также по их возделыванию в культуре.

Интродукция дикорастущих лекарственных растений в России должна предусматривать введение их в культуру, как в пределах ареала, так и на территориях, где они ранее не произрастали. По сравнению с естественными популяциями, культурные посевы могут гарантировать компактность размещения, качество выращенного продукта, получение большей биомассы сырья за менее продолжительный промежуток времени. Для успешной интродукции необходимо знать и учитывать экологические оптимумы и приспособительные особенности видов, вводимых в культуру, оценить их биологические свойства, а также изучить весь комплекс факторов на них влияющих.

Scutellaria baicalensis Georgi (шлемник байкальский) -одно из древнейших растений традиционной медицины в России, Китае, Монголии, Японии и Корее. В силу эколого-биологических и ценотических особенностей S.baicalensis, который сильно реагирует на антропогенное воздействие, его ареал сокращается. Кроме того, в качестве лекарственного сырья у этого вида используют подземные органы, и не правильная их заготовка приводит к уменьшению его численности. В связи с этими Scutellaria baicalensis включен в Красные книги Приморского и Забайкальского краев, а также республики Саха (Якутия). Введение его в культуру - актуальная проблема.

Цель наших исследований - обобщение существующих сведений о биологических особенностях S. baicalensis в природных популяциях Восточного Забайкалья с оценкой перспектив его культивирования.

Условия, материалы и методы. Исследования проводили на территории Восточного Забайкалья по долине реки Шилка с 1991 г. в степных Шилкинском и Нерчинском районах, а также в лесостепном Чернышевском административном районе.

Возрастную структуру ценопопуляций изучали общепринятыми методами [1]. Возраст растений определяли морфологически. Урожайность сырья оценивали на ключевых участках методом модельных экземпляров. Полученные результаты использовали для расчета запаса на все потенциально продуктивные заросли. Все данные статистически обработаны с применением методов корреляционного и регрессионного анализов.

Сообщества S.baicalensis располагались по исследуемой территории неравномерно, образуя отдельные пятна. Поэтому сначала определяли площадь всего участка, на котором встречали изучаемый вид (общая), а затем - процент площади занятой непосредственно шлемником байкальским, на основании которого определяли фактическую площадь, используемую для расчета биологических ресурсов. Кроме того, мы ввели понятие производственной площади, то есть такой, где целесообразен интенсивный сбор. При ее определении исключали массивы с низким проективным покрытием, отдаленные и труднодоступные заросли, места, где ведение заготовок вообще не допустимо.

При расчете биологического запаса мы учитывали все массивы S.baicalensis, а при оценке производственных ресурсов только те, где целесообразно ведение централизованных заготовок.

Результаты и обсуждение. S.baiаalensis (шлемник байкальский) - многолетнее травянистое растение семейства яснотковых (Lamiaаeae). Стебли четырёхгранные, чаще прямостоячие 15.50 см высотой с сидячими цельнокрайними ланцетными листьями до 5 см длины. Цветки крупные, собраны в простую одностороннюю кисть, сидят по одному в пазухах верхних листьев. Венчик до 25 мм, двугубый, синий. Трубка венчика расширена, что создаёт сам шлем. Плод состоит из четырех мелких орешков. Корень вертикальный, длиной до 50 см с коротким разветвленным корневищем. Тёмно-бурый, в изломе лимонно-желтый. Хорошо известен, как ценное лекарственное сырье, обладающее широким спектром фармакологического действия [2, 3].

Фрагмент ареала вида, расположенный в Восточном Забайкалье самый обширный. Северная его граница проходит по долине среднего течения р. Ингода и верховью р. Шилка, южная - приурочена к верховью р. Газимур, откуда выходит к излучине р. Аргунь, западный рубеж - Становой хребет. На Востоке вид встречается до Могочинского административного района.

S.baiаalensis занимает открытые лесостепные и степные участки и тесно связан с нителистниковыми степями, по экологии принадлежит к группе криоме-зоксерофитов. Его основные массивы отмечены на прогреваемых склонах сопок с хорошим освещением и недостаточным увлажнением на каменисто-щебнистых почвах. Приурочен он к формации танацетовой степи, где доминирует Filifolium sibiriаum (Ь.) КИат. В Восточном Забайкалье вид входит в состав разнообразных злаково-танацетовых и разнотравно-танацетовых ассоциаций, которые распространены на степной части территории, преимущественно на северных и восточных склонах сопок или почти на равнинных пространствах, а в лесостепи - на открытых южных и югозападных склонах или пологих вершинах [4]. Встречается в гмеливополынно-осоково-разнотравных, нителистниково-чиевых, осоково-пионовых, осоково-полынно-разнотравных, чиево-холоднополынных сообществах, а также в злаково-гмелиновополынно-разнотравных степях с ильмом и гмелиновополынных сообществах с пятилистником кустарниковым [5, 6].

Растительные сообщества с S.baiаalensis относятся к стенотопным - степень увлажнения и богатство почв варьируют слабо. Вид приспособлен к условиям неустойчивого, даже засушливого водного режима.

Рис. 1. Возрастные спектры S.baicalensis в разные годы наблюдений в Восточном Забайкалье:  - v; J - g1;  - g2; Л - g3; ВЭ - ss.

Таблица 1. Зависимость фитомассы корней 8. baicalensis от их возраста в Восточном Забайкалье

Возрастное состояние Масса корней, г г т Г Г & У

1...3 <о 7.9 10.12 13.15 16.18 19.21 22.24 всего

v1 11 4 0 0 0 0 0 0 15 0,55 0,04 13,75 0,34

v2 2 12 0 0 0 0 0 0 14

0 8 11 17 23 19 13 0 91

g2 0 0 6 11 22 15 33 24 111

g3 0 0 0 1 13 9 14 11 48

ss 0 1 2 5 9 5 2 0 24

Всего 13 25 19 34 67 48 62 35 п=303

Встречается на мелко-щебнистых и каменистощебнистых почвах [7].

Взрослые экземпляры разрастаются компактными куртинами до 50 см в диаметре, образованными многочисленными моноциклическими побегами, иногда ветвящимися.

Растение имеет сравнительно короткий период вегетации, который составляет в среднем 140...153 дн. [8]. По нашим наблюдениям [9], всходы появляются приблизительно с 25-28 мая. Цветет с первых чисел июля до конца августа, плоды созревают с конца июля и в течение всего августа.

Ко времени начала цветения на глубине примерно 2 см ниже уровня почвы развиваются точки роста, из них на следующий год появляются новые моноциклические побеги, размеры которых с возрастом увеличиваются. Зацветать растения начинают на 10.,.12-й год жизни. К пятнадцати годам надземная часть насчитывает до восьми побегов.

Главный корень хорошо выражен и сохраняется в течение всей жизни растения. С возрастом на нем появляются придаточные корни. Глубина их проникновения доходит до 1 м и более.

Примерно к 15 годам вертикальное корневище достигает 3.4 см в диаметре, корень - 1,5 см в основании. В этом возрасте довольно сильно выражена партикуляция. У более старых экземпляров она распространяется на всю центральную часть корня (до 10 см в глубину), живые ткани располагаются узким кольцом по периферии корня, что в дальнейшем ведет к почти полному обособлению партикул. В результате главный корень утрачивает свое значение, а его роль выполняют боковые корни, по величине иногда равные главному. Общая продолжительность жизни около 40 лет.

По соотношению возрастных групп ценопопуляции Э. Ьа1аа!впв1в Оеогд1 в Восточном Забайкалье в основном слагаются из молодых и зрелых генеративных растений, что связано с большой продолжительностью их жизни. При этом доля виргильных, старых генеративных и суб-сенильных особей остается значительной (рис. 1). Во всех популяциях отмечены растения постгенеративного

существенно влиять на сбор его сырья. Возраст растений, напротив, один из основных факторов, определяющих продуктивность подземных органов (табл. 1).

Наибольшая продуктивность сырья отмечена в осоково-пионовых (45,22±4,14 г/м2) и нителистниковых (46,42±5,01 г/м2), развитых на сильнощебнистых почвах и строго приуроченных к крутым участкам южных склонов, сообществах (рис. 2). В гмелиновополынных-осоково-разнотравных (14,04±2,11 г/м2) и чиево-холоднополынных (12,05±2,08 г/м2) она была значительно ниже.

Рис. 2. Урожайность в. Ьаісаіепвів в различных местообитаниях в Восточном Забайкалье: 1 - осоково-пионовый; 2 - нителистниковый; 3 - гмелиновополынно-осоково-разнотравный; 4-чиево-холоднополынный;  - 1999 г.; з -2001 г.; Ш - 2003 г.; Я - 2005 г.; Я - 2007 г.

Средняя урожайность подземных частей растений (М±т) колебалась от 22±2,52 г/м2 в степных районах до 23±2,17 г/м2 - в лесостепном. Варьирование массы корней (Пт), коэффициентов изменчивости (С) и ассиметрии (Де) было значительным в связи с различиями в возрасте выкапываемых особей и большой зависимости продуктивности Б.Ьаісаіепвів от характера местообитания (табл. 2).

Таблица 2. Урожайность сырья Б.ЬаіоаІепвів в Восточном Забайкалье, г/м2

Районы Число Масса сы- Средняя мас- Среднее квадра- Коэффици- Критерий Коэффици-

учетов рья, г/м2 са сырья, г/м2 тичное откло- ент изменчи- досто- ент ассиме-

Степные 80 2-121 22±2,52 22,51 102,32 8,73 1,08

Лесостепные 92 3-116 23±2,17 20,79 90,39 10,60 1,17

периода. В некоторых местообитаниях заметную роль играют сенильные особи (до 17 %), что характеризует снижение жизненности вида в фитоценозе. Средняя численность растений на 1 м2 составляет 2,64±0,38 шт.

В связи с тем, что корневая система растений З.Ьа1аа!впв1в хорошо развита и проникает на значительную глубину, дефицита влаги, связанного с недостатком атмосферных осадков в вегетационный период, он не испытывает. Следовательно, это обстоятельство не может

Основные массивы З.Ьа1аа!впв1в выявлены в центральной части Шилкинского и по югу Нерчинского и Чернышевского районов (табл. 3).

Вопросы рационального использования и сохранения популяций З.Ьа1аа!впв1в рассматривались в ряде значимых работ многих исследователей [10...12]. После разовых сборов этот вид восстанавливается в течение 8.10 лет, следовательно, без ущерба для возобновления, ежегодно можно

Таблица 3. Площадь, занятая массивами S.baica-lensis, в Восточном Забайкалье, га

Район исследова- Площадь Распределение по занятости, % Ито- го

ний 1.9 1 10.19

Степные общая 8733 439 9172

фактическая 120 83 203

производ- ственная О 83 83

Лесостеп- общая 1536 166 1702

ной фактическая 72 33 105

производ- ственная 0 33 33

заготавливать 1/11 часть производственных запасов [13]. Поэтому, по нашим расчетам, биологический запас сырья З.Ьа1аа!впв1в в обследованных степных районах составляет 34,51 т, в лесостепном - 19,95 т, производственный запас - соответственно 14,11и 6,27 т, ежегодный возможный сбор - 1,28 и 0,57 т.

При проведении заготовок можно выкапывать лишь взрослые растения, имеющие не менее 6.8 побегов,

при этом на каждой площадке размером 10 м2 необходимо оставлять 2.3 плодоносящих экземпляра, строго чередуя участки сбора [9, 13].

Выводы. Массивы Э. Ьа1аа!впв1в производственного значения обнаружены только в верхнем и среднем течении р. Шилка в степных Нерчинском и Шилкинском и лесостепном Чернышевском районах. Ежегодно на обследованной территории можно заготавливать 1,85 т сырья.

При введении шлемника байкалького в культуру необходимо учитывать его биологические особенности в природных популяциях, в частности ритмы сезонного развития характер мест произрастания, морфологические и физиологические адаптации вида, его принадлежность к группе растений холодных мест со средним увлажнением почвы.

Наибольшая продуктивность подземных органов

З.Ьа1аа!впв1в выявлена в осоково-пионовых и нителист-никовых сообществах, для которых характерны щебнистые и каменисто-щебнистые почвы, а расположены они строго на хорошо прогреваемых южных склонах, обращенных в долины рек, что также необходимо учитывать при интродукции вида.

Литература.

1. Злобин Ю.А Принципы и методы изучения ценотических популяций растений. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1989. 147с.

2. Маняхин А.Ю., Зорикова С.П., Зорикова О.Г. Динамика накопление флавоноидов к корнях шлемника байкальского Scutellaria baicalensis Georgi//Естественные и технические науки. - М.: Спутник, 2009. С. 159-163.

3. Чирикова Н.К., Олейников Л.М. Исследования состава наземной части Scutellaria baicalensis //Химия природных соединений. 2008. № 3. С. 287-288.

4. Санданов Д.В., Шишмарев В.М. Состояние ценопопуляций Scutellaria baicalensis Georgi и Sophora flavescens Soland в Читинской области // Экология Читинской области : матер. регион. науч. конф. Чита: ЗабГУ. С. 74-76.

5. Барицкая В.А. Нителистниковые степи Забайкалья //Кормовые угодья и леса Средней Сибири и Забайкалья: сб. научн. тр. ИГУ. Иркутск: Изд-во ИГУ, 1979. С. 64-78.

6. Бухашеева Т.Г., Танганова Е.А. Ценопопуляции шлемника байкалького в Читинской области//Флора и растительность Сибири и Дальнего Востока. Чтения памяти Л.М. Черепашина: тез. докл. конф. Красноярск: ГПУ им. В.П. Астафьева, 2006. С. 113-114.

7. Возрастная структура ценопопуляций и сырьевая фитомасса Scutellaria baicalensis (Lamiaceae) в Восточном Забайкалье / Т.Г. Бухашеева, Д.В. Санданов, Т.А. Асеева [и др.]//Растительные ресурсы. 2007. Т. 43. Вып. 4. С. 23-32.

8. Бухашеева Т.Г., Хапкин И.С. Сочетание растений с Scutellaria baicalensis, как предпосылка для создания новых фитопрепаратов // Лекарственные растения в традиционной и народной медицине : тез. докл. научн. конф. Улан-Удэ: Институт биологии БФ СО АН СССР, 1987. С. 88-90.

9. Чудновская, Г.В. Ресурсы шлемника байкальского (Scutellaria baicalensis Georgi) в Восточном Забайкалье // Матер. междун. научн.-практ. конф., посвещ. 60-летию факультета охотоведения им. В.Н. Скалона. Иркутск: Изд-во ИрГСХА, 2010. С. 597-599.

10. Блинова К.Ф., Куваев В.Б. Лекарственные растения тибетской медицины Забайкалья // Вопросы фармакогнозии: труды ЛХФИ. 1965. Т. 19. Вып. 3. С. 163-178.

11. Блинова К.Ф., Пименова Р.Е. Ресурсы дикорастущих лекарственных растений Забайкалья // Ресурсы дикорастущих лекарственных растений СССР. Л.: Наука, 1968. с. 59-66.

12. Сергиевская Л.П., Блинова К.Ф., Пименова Р.Е. О ресурсах шлемника байкальского Scutellaria baicalensis Georgi в Восточном Забайкалье // Вопросы фармакогнозии. 1968. Т. 2. Вып. 5. С. 61-68.

13. Чудновская Г.В., Новак Л.Б. Ресурсы лекарственного сырья шлемника байкальского //Информационный листок № 329. Иркутск: ЦНТИ, 1995. 2 с.

STUDYING OF BIOLOGICAL PECULIARITIES OF SCUTELLARIA BAICALENSIS GEORGI IN EASTERN TRANSBAIKALIA WITH THE PURPOSE OF INTRODUCTION

G.V. Chudnovskaya

Summary. Research was conducted on the territory of Eastern Transbaikalia along the valley of the river Shilka since 1991 in the steppe Shilkinsk and Nerchinsk and subtaiga Chernyshevsk administrative districts, with the aim of studying of biological peculiarities of Scutellaria baicalensis Georgi (Scutellaria baicalensis) in natural populations and analysis of the impact on the productivity of the most important environmental factors in different phytocenoses with the assessment of the prospects for its cultivation. Yield of raw material was evaluated on the key areas of the method of model instances. The obtained results were used for the calculation of the reserve for all potentially productive thickets. View associated tanacetoaja steppes, ecology belongs to a group of cryomesoxerophyte. The major areas are marked on the warmed up the hill slopes with good lighting and lack of moisture on stony and rubbly soils in the upper and middle reaches river Shilka. Vegetation period lasts on average, 140-153 day. Blossoms on the 10-12-th year of a life. To fifteen years aboveground part consists of up to eight shoots, vertical rhizome reaches 3-4 cm in diameter, root - 1,5 cm base. The overall life expectancy is about 40 years. The age of the plant one of the main factors that determine the productivity of underground organs (r=0,55). In populations dominated by adults vegetative and young individuals, which is associated with longer duration of their life. In some environments also play a significant role old individuals (up 17%), which shows a decrease in the vitality of the species in phyto cenosis. The average number of individuals per 1 m2 - 2,64+0,38 PCs The highest productivity of raw materials is determined in the sedge-pion (45,22±4,14 g/m2) and filifolium (46,42+5,01 g/m2), developed on the much gravelly soils and strictly confined to the steep sections of the southern slopes, communities and significantly lower in gmelinwormwood-sedge-grass (14,04+2,11 g/m2) and achnatherum- coldwormwood (12,05+2,08 g/m2). The average yield of underground parts ranged from 22+2,52 g/m2 in the steppe regions to 23+2.17 g/m2 - in the forest-steppe. During estimation of production resources account for arrays where it is appropriate to maintain centralized blanks. After one-time charges, without prejudice to renewal annually harvested 1/11 part of the productive stock, or 1.85 tons of raw materials.

Keywords: Scutellaria baicalensis; productivity; productivity; stock; phytopopulation; introduction.