Концентрация клеточного сока в листьях гидрангеи крупнолистной (Hydrangea macrophylla) при разных режимах температуры и влажности

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2009, № 3

УДК 635.9:631.524:581.1:58.056

КОНЦЕНТРАЦИЯ КЛЕТОЧНОГО СОКА В ЛИСТЬЯХ ГИДРАНГЕИ КРУПНОЛИСТНОЙ (Hydrangea macrophylla) ПРИ РАЗНЫХ РЕЖИМАХ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ

В.И. МАЛЯРОВСКАЯ, О.Г. БЕЛОУС

В условиях субтропиков России изучали зависимость между концентрацией клеточного сока (ККС) листьев различных сортов гидрангеи крупнолистной и показателями влажности почвы, относительной влажности воздуха и температуры воздуха. Нормальный рост и развитие у растений наблюдали при ККС листьев 6,5-9,0 %. Увеличение этого показателя выше 10,0 % свидетельствовало о наступлении водного дефицита под действием стрессоров, что сопровождалось увяданием листьев, снижением тургора соцветий и утратой декоративности растений гид-рангеи крупнолистной.

Ключевые слова: Hydrangea macrophylla, адаптивность, водный режим, концентрация клеточного сока, влажность воздуха, влажность почвы, температура.

Key words: Hydrangea macrophylla, adaptability, a water mode, concentration of cellular juice, humidity of air, humidity of soil, temperature.

В период вегетации гидрангея крупнолистная (Hydrangea macro-phylla) хорошо развивается и сохраняет свою декоративность только при достаточном количестве влаги в почве и высокой относительной влажности воздуха (1, 2). В традиционных для культуры регионах она произрастает в оптимальных климатических (в частности, гидротермических) условиях. В субтропиках России летний период характеризуется большой неравномерностью выпадения осадков, высокой температурой воздуха и дефицитом почвенной влаги, что отрицательно сказывается на декоративности гидрангеи крупнолистной, в связи с чем при интродукции культуры возникает необходимость в отборе сортов и форм, наиболее приспособленных к условиям Черноморского побережья Краснодарского края. Поскольку в доступной литературе мы не нашли экспериментальных данных о потребности культуры в почвенной и атмосферной влаге, представляется важным оценить водный статус гидрангеи крупнолистной и выявить экологофизиологические показатели, характеризующих ее адаптивный потенциал.

Многими авторами (3, 4) показана возможность диагностирования водного режима различных культур по концентрации клеточного сока (ККС) как надежному физиологическому показателю водообеспеченности растений. Приводятся данные о тесной корреляции между этим показателем и абиотическими факторами — влажностью воздуха и почвы, температурой (5). По величине ККС успешно оценивается состояние водного режима растений хлопчатника, яблони, чая и др. (6).

Цель нашей работы заключалась в оценке адаптивности гидрангеи крупнолистной, в том числе интродуцируемых сортов, в условиях субтропиков России (влажность почвы и воздуха, температура) по концентрации клеточного сока.

Методика. Объектом исследований служили 10-15-летние растения гидрангеи крупнолистной сортов Мадам Фаустин (контроль), Мадам Муйе, Марье Превосходная, Бриллиант и Чудо Драйпса, произрастающие на территории сада-музея «Дерево Дружбы» (Всероссийский НИИ цветоводства и субтропических культур, г. Сочи). Концентрацию клеточного сока определяли еженедельно в 900-1000 с мая (период окончания бутонизации) до сентября (фаза окончания роста побегов) (4). Для анализа отбирали морфологически сформировавшийся 3-й от точки роста лист в 6-

48

кратной повторности. Одновременно измеряли температуру и влажность воздуха психрометром Ассмана. Кроме того, каждую неделю проводили анализ влажности почвы (отбор проб — через каждые 10 см до глубины 40 см, повторность 3-кратная). Почва участка среднегумусная, с высоким (до 30 мг-экв) содержанием суммы поглощенных оснований при существенном преобладании Са2+, по гранулометрическому (механическому) составу легкосуглинистая; реакция почвенного раствора слабощелочная (рН = 7,1).

Обработку экспериментальных данных выполняли методами корреляционного и регрессионного анализов, описательной статистики с использованием программ Статистика 5.0 и Microsoft Excel.

Результаты. Величина ККС листьев у всех изученных сортов гид-рангеи крупнолистной составляла от 8,5 (май) до 13,0-15,0 % (август) (рис. 1), причем отмечались сортовые различия по этому показателю. Так, даже в оптимальный по водообеспеченности период (май) ККС листьев растений сорта Мадам Фаустин (контроль) была в среднем на 3,0 % выше, чем у остальных (рис. 1, А).

Г

90

Май Июнь Июль Август

Рис. 1. Изменение концентрации клеточного сока (ККС) листьев у растений разных сортов гидрангеи крупнолистной в период вегетации (А), а также средних значений ККС по всем сортам в зависимости от количества осадков (Б, соответственно график и диаграмма), влажности почвы (В), температуры и влажности воздуха (Г): 1, 2, 3, 4 и 5 — соответственно сорта Мадам Фаустин (контроль), Мадам Муйе, Бриллиант, Чудо Драйпса и Марье Превосходная; 6 — ККС, %; 7, 8 и 9 — соответственно влажность почвы, %, относительная влажность воздуха, % и температура воздуха, °C (20072008 годы, Всероссийский НИИ цветоводства и субтропических культур, г. Сочи).

При наступлении неблагоприятного периода (повышение температура воздуха с 21,8 до 26,1 °С, снижение влажности почвы с 30,0 до 19,3 %) различия по ККС листьев у гидрангеи увеличивались, что свидетельствовало о разной степени устойчивости изучаемых сортов к стрессорам. Так, у растений сорта Мадам Фаустин (контроль) в августе ККС листьев достигла 14,6 %, в то время как у сорта Марье Превосходная — только 10,6 %.

Зона субтропиков России характеризуется ежегодными летними засухами. В эти периоды в 2007-2008 годах значительные нарушения водного режима отмечались у гидрангеи крупнолистной уже с конца III декады июля вплоть до конца августа. ККС листьев изменялась в зависимости от количества выпадающих осадков, повышаясь до 13,0-15,0 % в засушливые периоды и снижаясь до 6,5-8,8 % после дождей (см. рис. 1, Б).

49

Аналогичное изменение концентрации клеточного сока листьев наблюдалось при относительно низкой влажности почвы (см. рис. 1, В). При достаточно высоком увлажнении почвы (около 45 %), которое отмечалось через несколько суток после обильных дождей, ККС листьев была обычно низкой (в среднем 8,8-9,6 %), в период резко выраженной длительной засухи, которая продолжалась около 5 мес, при влажности почвы 19-23 % ККС листьев у растений всех сортов достигала в среднем 12,7±1,3 % и не изменялась до сентября.

Таким образом, при снижении количества осадков и влажности почвы постепенное уменьшение оводненности листьев у сортов гидрангеи крупнолистной сопровождается увеличением значений ККС вследствие не просто уменьшения содержания воды в листовых тканях, а физиологического процесса модификации мезоструктур органов растения, приводящей к видимым морфологическим изменениям. В частности, при благоприятном водном режиме, когда ККС листьев у всех изучаемых сортов не превышала 10,0 %, листовые ткани и соцветия имели оптимальный тургор, в условиях почвенной засухи (ККС более 12,0-13,0 %) побеги и листья становились мелкими и деформированными (сорт Чудо Драйпса), а растения менее устойчивых сортов (Мадам Фаустин) из-за потери тургора утрачивали декоративность (рис. 2).

Кроме перечисленных стрессоров, на ККС листьев гидрангеи крупнолистной влияли температура и влажность воздуха (см. рис. 1, Г). В жаркие дни, которые отмечались в I и II декадах августа, при повышении температуры воздуха до 33,7 °С и понижении относительной влажности воздуха до 78 % ККС у исследуемых сортов превышала исходную на 3,0-5,0 %. Наиболее чувствительными к этим стрессорам оказались сорта Мадам Фаустин (контроль) и Мадам Муйе, у которых ККС листьев повышалась до 15,1-16,0 %, в то время как у более засухоустойчивых сортов Марье Превосходная и Чудо Драйпса этот показатель равнялся 10,0-11,5 %.

Корреляционный анализ выявил тесную зависимость между ККС листьев и стрессорами абиотической природы (влажность почвы, %; температура, °C; относительная влажность почвы, %): коэффициенты парной корреляции (r) составили соответственно -0,72; 0,91 и -0,70, то есть превышали среднее значение, причем между ККС и температурой зависимость была прямой, между ККС и влажностью (почвы и воздуха) — обратной. Данные корреляционного анализа свидетельствуют, что концентрацию клеточного сока листьев гидрангеи крупнолистной можно считать объективным и надежным показателем физиологического состояния растения.

Итак, концентрация клеточного сока (ККС) листьев у гидрангеи крупнолистной до 10,0 % соответствует нормальному тургору листьев и соцветий. Повышение ККС на 3,0-5,0 % от исходной величины указывает на наступление водного дефицита у растений. Для сохранения высокой декоративности растений гидрангеи крупнолистной необходимы такие условия водного режима, при которых ККС листьев удерживается в пределах 6,5-

9,0 % и не превышает 10,0 % в наиболее жаркое дневное время, что обеспечивается влажностью почвы не менее 30,0 % от абсолютно сухой массы, температурой и влажностью воздуха соответственно около 23 °С и 80,0 %.

Рис. 2. Растения гидрангеи крупнолистной сорта Мадам Фаустин в условиях почвенной засухи (утрата декоративности вследствие снижения тургора тканей).

50

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. К а р п у н Ю.Н. Декоративная дендрология Северного Кавказа. Спб, 2006.

2. Г о н ч а р е н к о Э.А. Водный статус культурных растений. Спб, 2005.

3. Ф и л и п п о в Л.А., Б у ш и н П.М. Зависимость между влажностью почвы, концентрацией клеточного сока и ростом побегов (флешей) чайного растения. Физиол. раст., 1969, 16(1): 61-65.

4. Ф и л и п п о в Л.А. Рефрактометрический метод и принципы диагностирования сроков полива чайных плантаций. В сб.: Водный режим и орошение плодовых и субтропических культур в горных условиях. Сочи, 1975, вып. 21: 102-122.

5. У д о в е н к о Г.В. Механизмы адаптации растений к стрессам. Физиол. и биохим. культ. раст., 1979, 11(2): 99-107.

ГНУ Всероссийский НИИ цветоводства и Поступила в редакцию

субтропических культур Россельхозакадемии, 24 февраля 2009 года

354002 г. Сочи, ул. Яна Фабрициуса, 2/28, e-mail: Oksana191962@rambler.ru

CELLULAR FLUID CONCENTRATION IN LEAVES OF Hydrangea macrophylla DURING VARIOUS REGIMES OF TEMPERATURE

AND MOISTURE

V.I. Malyarovskaya, O.G. Belous S u m m a r y

In conditions of Russian subtropics the authors studied the dependence between cellular fluid concentration (CFC) in leaves of different varieties of Hydrangea macrophylla and the indices of soil moisture, relative air humidity and air temperature. The normal growth and development in plants take place during CFC in leaves of 6.5-9.0 %. The increase of this parameter above 10.0 % suggests about a water deficit under action of stressors and result in the leaves withering, the lowering inflorescence turgor and the loss of ornamentality in Hydrangea macrophylla plants.

Новые книги

С о к о л о в а Т.А. Декоративное растениеводство. Древоводство. М.: издательский центр «Академия», 2008, 352 с.

Приведены принципы подбора ассортимента деревьев и кустарников для зеленого строительства. Рассматриваются биологические основы формирования надземной части и корневой системы деревьев и кустарников, технология выращивания пород разных категорий по отделам питомника, семенное и вегетативное размножение пород с указанием конкретных подвоев и привоев. Освещены вопросы организации питомника, его отделов, систем севооборотов и культурооборотов. Книга предназначена для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Садово-парковое и ландшафтное строительство», может быть полезна практическим работникам питомников декоративных деревьев и кустарников.

Ч е р н ы ш о в М.П., А р е ф ь е в Ю.Ф., Т и т о в Е.В. и др. Хвойные породы в озеленении Центральной России /Под общей ред. М.П. Чернышова. М.: изд-во «Колос», 2007, 238 с.

В научно-практическом издании рассматриваются основные биологические и экологические свойства наиболее распространенных хвойных древесных пород и кустарников. Обсуждаются особенности

их применения при озеленении разных по функциональному назначению территорий и создании различных по видовой структуре ландшафтно-архитектурных композиций. Проанализированы вопросы, связанные с размножением основных видов хвойных пород, технологией выращивания посадочного материала для озеленения и создания различных ландшафтных композиций. Приведены рекомендации по уходу за растениями на объектах озеленения. Описаны основные болезни и вредители хвойных пород, даны полезные советы и рекомендации по борьбе с ними. Книга предназначена для специалистов зеленого и лесного хозяйства, инженеров, дизайнеров, ландшафтоведов, менеджеров, преподавателей, аспирантов и студентов ВУЗов.

Т а л а н о в И.П. Практикум по растениеводству. Уч. пос. М.: изд-во «Колос», 2008, 279 с.

В книге представлены ботаническая и морфологическая характеристики основных полевых культур. Большое внимание уделено семеноведению. Описаны технологические приемы производства продукции растениеводства. Приведена методика выполнения лабораторных работ и практических занятий. Практикум иллюстрирован большим количеством цветных и черно-белых рисунков. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям и специальностям агрономического образования.

51