Общее содержание воды в листьях калины в условиях биостанции

Влияние времени суток на содержание воды в листьях груши Козловский

(1969) изучал в зависимости от возраста растений.

В ночные часы в листьях груши содержание воды увеличивается по

сравнению с дневными часами. Это, очевидно, связано с меньшим расходом воды

(меньшей транспирацией) в ночное время. Козловский считает, что суточные

колебания содержания воды зависят от соотношения поглощения воды и

транспирации. То, что наибольшее содержание воды в листьях наблюдается

между двумя и четырьмя часами ночи, более вероятно связать с изменением

сухого веса их, нежели с изменением абсолютного количества воды в тканях.

Однако необходимо сказать, что по мнению многих исследователей как

увеличение (ночью), так и уменьшение (днем) содержания воды в растении

обусловлено экологическими условиями: повышенной температурой в дневные

часы, понижением ее в ночное время, возрастанием относительной влажности в

ночные часы и уменьшением ее в дневное время.

Понижение содержания воды в листьях по мере старения груши автор

ставит в зависимость от количества сухого вещества, которое с возрастом

увеличивается на 25 %. Возрастание сухого вещества объясняется утолщением

клеточных оболочек. Об уменьшении содержания воды в листьях растений с

возрастом имеются данные в работе И. Н. Коновалова и сотрудников (1963).

Уменьшение содержания воды в растениях по мере их старения может быть

связано с понижением водоудерживающей способности листьев, уменьшением

способности клеточных коллоидов к набуханию и поглощению воды. Здесь,

очевидно, имеет значение и проницаемость цитоплазматической мембраны.

Количество воды в растении зависит от характера общего водообмена,

при отрицательном водном балансе оно значительно уменьшается, при

положительном балансе, наоборот, увеличивается. В митохондриях содержание

воды тесно связано с метаболическими процессами: в начальный период дыхания

дегидрирование материала дыхания сопровождается набуханием, увеличением

количества воды в них. Сукцинатдегидрогеназа стимулирует увеличение

количества воды в митохондриях, а малатдегидрогеназа, наоборот, подавляет

набухание.

Таким образом, количество воды в растении не является постоянным, оно

изменяется как под влиянием различных процессов, протекающих в самом

растении, так и под действием различных внешних факторов (Сулейманов,

1974).

ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ РАБОТЫ

2. 1. Объекты работы

Представители рода Калина (Viburnum L.) относятся к семейству

Жимолостные (Caprifoliaceae). Это семейство одно из древних среди

покрытосеменных растений.

Сегодня систематики выделяют в нем более 400 видов, которые

объединяются в 14 родов. Наибольшее число представителей произрастает в

умеренных широтах Европы, Азии, Северной Америке, также есть обитатели

более теплого климата: субтропики, тропики Азии, Африки, Южной и

Центральной Америки.

В пределах России и стран СНГ это семейство содержит 76

естественно растущих видов – представителей 6 родов. Многие из них (160

видов из 10 родов) успешно выращиваются как декоративные растения для

озеленения городов и населенных пунктов, а также как экспонаты в

ботанических садах и парках. В природных условиях на территории России

часто встречаются растения родов Жимолость (Lonicera L.) – 51 вид, Бузина

(Sambucus L.) – 11 видов и Калина (Viburnum L.) – 8 видов. Представители

этих родов широко интродуцируются во многих регионах нашей страны

(Солодухин, 1985).

Калина – род, возникший в меловом периоде и сохранившийся до наших

дней. Этому способствовало примитивность строения зародыша семени: группа

недифференцированных клеток меристемы. Калина отличается особенностью

прорастания зародыша, которое происходит на второй год после попадания

семени в почву (Жолобова, 1994).

Калина представляет собой плодовый и декоративный кустарник до 5

метров высотой, растущий по берегам рек, озер, на опушках хвойных и

смешанных лесов юга Европы, юго-восточной Азии, в обеих Америках, Северной

Африке, на территории России произрастает около 4 % видов этого рода. В

большинстве своем это листопадные кустарники, но есть и вечнозеленые.

Расположение листьев супротивное, лишь очень редко – мутовчатое. Калина –

теневыносливое, влаголюбивое растений, требовательна к плодородным почвам.

Но в нашей стране это менее прихотливое растение (Солодухин, 1985), но

отзывчива на свет, влагу, богатство почв, уход.

Калина – мезофит, то есть достаточно влаголюбивое растение, но с

большими адаптационными способностями.

Противоположную точку зрения имеет А. А. Кочанов, отрицая важное

значение почвы и влаги для калины. Наблюдения доказывают, что при

недостатке влаги наблюдается обильное опадение плодов, уменьшение размеров

ягод, что, в конечном итоге, приводит к снижению урожая (Жолобова, 1994).

Кора калины – зеленовато-серого цвета с коричневыми бородавками,

листья 3-х и 5-ти лопастные крупнозубчатые, снизу опушены, зеленые. Осенью

становятся желтыми, красными, пурпурными (Третьякова, 1998), что говорит о

наличии большого количества каротиноидов.

Цветение калины начинается в конце мая – начале июня. Следует

отметить особенность в цветении: первыми зацветают краевые белые цветки

довольно крупных размеров, выполняющие функцию привлечения насекомых-

опылителей. Немного позже распускаются мелкие срединные цветки щитка,

имеющие трубчатое строение с 5-тью тычинками и 1 пестиком (Жолобова, 1994).

Плод – ягодообразная костянка с крупным семенем красного или черного цвета;

яйцевидной или овальной формы, горьковато-сладкие на вкус. Созревают к

концу сентября (Третьякова, 1998).

В плодах, коре и листьях калины содержится большое количество ценных

веществ, обладающих целебными свойствами.

В пределах наших лесов произрастает 8 видов калины: три из них в

западных районах и 5 растет на востоке.

Калина обыкновенная (Viburnum opulus L.).

Является наиболее важной культурой в хозяйственном отношении и служит

исходным материалом в селекции. В природных условиях России существуют 5

форм калины обыкновенной: карликовая форма характеризуется маленькими

размерами листьев и самой кроны; пушистая форма с сильным опушением

листьев; пестрая форма названа из-за бело-пестрой окраски листьев;

желтоплодная форма характеризуется золотисто-желтой окраской плодов.

Калина Гордовина (Viburnum lantana L.).

Распространена в естественных условиях и успешно разводится как

декоративный кустарник. Плоды съедобны, богаты витаминами. Известны 7 форм

и разновидностей гордовины: низкая форма соответствует названию, используют

даже для посадки в клумбах; голая форма с голыми листьями; пушистая

разновидность отличается сильным опушением листьев; крупнолистная форма

отличается крупными размерами всех своих органов; золотистая форма

гордовины имеет листья золотисто-желтого цвета; золотисто - каймленная

форма применяется как декоративный кустарник, имеющий листья оригинального

окрашивания; пестролистная форма применяется в озеленении за интересные

листья, имеющие желтые пятна на зеленом фоне (Комаров, 1959).

Калина Саржента (Viburnum sargentii Koehne).

Она произрастает в основном в горных районах. По своим качествам

похожа на калину обыкновенную. Может расти в тени и отзывчива на свет;

более стойка к зимним условиям. По отношению к почве некоторые авторы

придерживаются разного мнения: Солодухин говорит о требовательности ее к

богатству почв, а Усенко, наоборот. Этот вид существует в виде семи форм:

пушистая форма имеет сильно опушенные листья и даже ножки соцветий;

бородавчатонервная – с голыми листьями; промежуточная форма между двумя

первыми; стерильная форма; желтоцветковая; белоцветковая и желтоплодная

формы имеют названный цвет своих органов.

Калина буреинская (Viburnum burejaeticum Reg et Herd).

Имеет черные плоды.

Калина монгольская (Viburnum mongolicum (Pall) Rehd) может

произрастать при очень низкой температуре (- 50 С); неприхотлива, но

отзывчива на уход, поэтому считается перспективной.

Калина вильчатая (Viburnum furcatum Blume ex Maxim) имеет вильчатое

ветвление; требовательна к теплу, хорошо адаптирована к засухе и бедным

почвам.

Калина Райта (Viburnum wrightii Mig) – растение муссонного климата,

имеет ярко-красные, горькие плоды.

Калина восточная (Viburnum orientale Pall) типичный представитель

жаркого климата (Солодухин, 1985).

Многие виды калины послужили исходным материалом в селекции сортов.

Новые селекционные сорта и формы калины отличаются от дикорастущих образцов

улучшенным вкусом свежих плодов. Горечь в них в значительной степени

ослаблена. Такие слабогорькие сорта можно использовать как универсальные –

для потребления плодов не только в виде продуктов переработки, но и

свежими. Первые сорта калины были созданы на американском континенте. Три

сорта калины трехлопастной (Viburnum trilobum Marsh.) выведены в США: на

плантации в Ист-ли А. Э. Морган отобрал и передал в производство сорта

Уэнтворт, Хас и Эндрюс.

В Канаде на экспериментальной ферме в Мордене (провинция Манитоба)

размножена крупноплодная форма калины, обнаруженная на берегу озера

Манитоба. Эта форма получила сортовое название Маниту.

Селекционер Мидер отобрал исходный куст калины в Уэст-Актоне (штат

Мэн). Этот сорт, испытанный и размноженный на опытной станции в Драхме, был

назван Филлипс. Автор отмечает, что из него получается прекрасное желе.

Впервые на континенте Евразии культурные сорта калины созданы на

основе калины обыкновенной (Viburnum opulus L.) в НИИ садоводства Сибири

(г. Барнаул). Здесь отобрано, испытано и размножено 6 сортов, которые

проходят Государственное сортоиспытание. В ОПХ «Барнаульское» заложен

маточник новых сортов калины. Маточные насаждения этих сортов созданы также

в ряде хозяйств Алтайского Края, Челябинской области, Красноярского края.

У нас на изучении находились сорта Соузга и Ульгень селекции НИИС

Сибири имени М. А. Лисавенко и отборный сеянец 8-37 селекции Львовского

филиала Украинского НИИС, собранные селекционером - сортоведом И. И.

Козловой и предоставленные нам на изучение.

Высажены на участке агробиостанции в 1998 г. по схеме 1,5 х 1,5 м.

УЛЬГЕНЬ. Сорт получен путем отбора сеянцев свободного опыления калины

обыкновенной.

Куст высокий, до 4 метров, с 5 – 6 основными стволами. Листовая

пластинка опушена с нижней стороны. У ее основания расположены 2 – 3 пары

железок.

Урожайность высокая. Средний урожай за 5 лет составил 8 кг с куста

(66,6 ц/га).

Плоды созревают в середине сентября, они ярко-красной окраски,

средней величины (0,64 – 0,78 г). В них содержится 7,28 % сахаров, в том

числе глюкозы 4,6 %, фруктозы 2,92 %, сахарозы 0,27 %; 130 мг %

аскорбиновой кислоты и 650 мг % витамина Р.

Вкус плодов слабо горький, их дегустационная оценка в свежем виде –

4,0, протертых с сахаром (сырого джема) – 4,2 балла.

Проходит Государственное сортоиспытание.

СОУЗГА.

Сорт отобран среди сеянцев свободного опыления, естественный

межвидовой гибрид (калина обыкновенная х калина Саржента).

Куст высокий, до 3 метров. Листья преимущественно трехлопастные, две

дополнительные лопасти листа слабо выявлены или отсутствуют, средняя

лопасть удлиненная. Черешки длиной 200 мм, с 1 – 2 парами железок.

Недозревшие плоды имеют мраморную окраску – красные штрихи на желтом

фоне, при полном созревании становятся пунцово-красными. Они содержат 10,9

% сахаров, в том числе 10,7 % моносахаров (глюкоза, фруктоза), 111,0 мг %

витамина С, 750,0 мг % витамина Р. Форма плодов – почти шаровидная.

Сорт технический. Свежие плоды обладают ощутимой горечью с кислым

привкусом. Продукт переработки (сырой джем) сохраняет яркую окраску, имеет

приятный вкус и аромат. Его дегустационная оценка 4,3 балла.

Сорт зимостоек, не повреждается весенними заморозками, устойчив к

вредителям и болезням. Самобесплоден. Опыляется всеми сортами и сеянцами

калины обыкновенной.

Средний урожай за пятилетний срок – 7,1 кг с куста, что в пересчете

составляет 58,3 ц/га.

Проходит Государственное сортоиспытание.

8 – 37.

Куст высокий, до 2,5 – 3,0 метров. Листья трехлопастные. Черешки

длиной 150 мм, с 1 – 2 парами железок.

Урожайность высокая.

Плоды созревают к концу сентября. Имеют ярко-красную окраску. Средняя

величина плодов (0,47 – 0,58 г). Форма шаровидная.

Вкус плодов с ощутимой горечью. После переработки имеют приятный вкус

(Жолобова, 1994).

2. 2. Методы работы

Цель работы: определить содержание воды и сухого вещества в

растительном материале.

Для характеристики калины мы определяли содержание воды в ее листьях

по методике, описанной в практикуме по физиологии растений авторов С. С.

Баславской, О. Н. Трубецковой. Брали 45 листьев каждого сорта. При помощи

сверла с двух сторон от центральной жилки вырезали по 2 высечки и делали в

трех повторностях. Высушивали до абсолютно сухого веса в сушильном шкафу

при температуре 105 С в течение 5 часов.

Абсолютно сухой вес растительного материала определяют высушиванием

его до постоянного веса при 100 – 105 С.

Сначала определяют вес абсолютно сухого бюкса. Для этого чисто

вымытый бюкс ставят на полку сушильного шкафа, его крышку кладут в

опрокинутом виде рядом или помещают в вертикальном положении на бюкс. Через

1 час после высушивания при 100 – 105 С бюкс берут тигельными щипцами и

ставят его открытым в эксикатор, который оставляют на 30 минут рядом с

аналитическими весами.

После этого бюкс закрывают крышкой и взвешивают. Берут его из

эксикатора щипцами, на концы которых надеты каучуковые кольца, или

прихватывают его полоской фильтровальной бумаги. При прикосновении к бюксу

пальцами можно изменить его вес. Для контроля бюкс ставят еще раз в

сушильный шкаф на 1 час и снова взвешивают. Если вес бюкса постоянный, то в

него помещают пробу и вновь взвешивают.

Если определяют содержание воды в сыром материале, то нужно помнить о

необходимости быстрого помещения пробы в бюкс во избежание потери воды на

воздухе.

Сырой материал должен лежать в бюксе рыхло. Бюкс с навеской ставят на

5 часов в шкаф, нагретый до 100 – 105 С. После охлаждения бюкса (открытого)

в эксикаторе его закрывают и взвешивают (закрытым). Снова ставят в

сушильный шкаф на 2 часа и взвешивают. Так повторяют до тех пор, пока вес

бюкса с материалом не будет постоянным (разница не больше 0,0002 – 0,0003

мг) или последний вес не станет чуть-чуть больше предыдущего.

Нужно строго соблюдать правила. Нельзя держать высушиваемый материал

в шкафу без перерыва более 5 часов. При длительном стоянии в шкафу

изменения в весе могут произойти не только за счет испарения воды, но и

вследствие присоединения О2 к некоторым веществам растительного материала.

Бюкс с навеской нужно ставить в нагретый до 105 С шкаф, открывая дверку его

на короткий срок. В то время, когда бюксы находятся в шкафу, его открывать

не рекомендуется.

В некоторых сушильных шкафах температура на разных полках не

одинаковая. Поэтому ставить бюксы нужно лишь на ту полку, на уровне которой

находятся шарик термометра. Не следует помещать бюксы близко к стенкам

шкафа, так как там температура бывает много выше той, которую указывает

термометр, поэтому может произойти разрушение органического материала.

Вычитая из веса исходного материала в бюксе вес высушенного, получают

количество воды во взятой навеске. Рассчитывают содержание воды в процентах

от сухого и сырого веса материала.

Если количество собранного растительного материала настолько мало,

что нет возможности при проведении анализов взять отдельные пробы для

определения содержания воды в нем, то материал высушивают при 50 – 60 С и

хранят в закрытых бюксах в эксикаторе. Высушивание при 50 – 60 С не удаляет

всей воды, часть ее, прочно удерживаемая коллоидами, остается в материале.

Можно проверить, какой % воды сохраняется: обычно он составляет

незначительную часть от общего содержания воды в материале.

2. 3. Условия работы

Наши исследования проводили в городе Мичуринске Тамбовской области.

Тамбовская область расположена на высоте 140 – 150 метров выше над

уровнем моря (52 52 северной широты и 40 28 восточной долготы).

Климат Тамбовской области умеренно-континентальный с довольно теплым

летом и холодной, устойчиво морозной зимой.

Среднегодовая температура воздуха составляет 4 – 5 С, температура

наиболее теплого месяца (июля) составляет 19,8 – 20,7 С, наиболее

холодными, с температурой –10,3 –11,8 С являются январь и февраль.

Абсолютный многолетний минимум температуры воздуха составляет по области –

37 – 43 С, абсолютный многолетний максимум температуры воздуха - +37 С.

Период со средними суточными температурами воздуха выше 5 начинается в

середине апреля и заканчивается в середине октября, его продолжительность –

175 – 185 дней. Период с более высокими средними суточными температурами

воздуха (10 С и выше) начинается в конце апреля – начале мая и

заканчивается в конце сентября, его продолжительность составляет – 140 –

150 дней. Период с температурой выше 15 С устанавливается в III декаде мая,

его продолжительность – от 90 до 110 дней.

Среднее многолетнее количество осадков, выпадающих на территории

области составляет 440 – 510 мм, однако, неравномерное распределение

осадков в разные годы и отдельные периоды нередко создает засушливые

условия.

Почвы Тамбовской области представлены в основном черноземами,

богатыми перегноем. Образованию перегноя способствовала богатая травянистая

растительность, а накоплению и сохранению его – умеренное количество влаги.

Богатая известью материнская порода (суглинки) содействовала формированию

структуры почвы (Окатов, 1965).

Выщелоченный чернозем имеет мощность гумусового горизонта

примерно 80 – 150 см, с содержанием гумуса 6 – 9 %, рН среды составляет 5,5

– 6,5 (слабокислая). Запас в слое 0 –20 см гумуса 100 – 160 т/га, азота 5 –

9 т/га, Р2О5 – 3 – 4т/га и К2О – 45 – 55 т/га (Ягодин, 1989).

Почвы биостанции Мичуринского государственного педагогического

института достаточно плодородны и благоприятны для произрастания растений.

СХЕМА почв агробиостанции Мичуринского государственного

педагогического института:

- легкосуглинистые;

- среднесуглинистые;

- тяжелосуглинистые;

- ассоциации влаголюбивых растений

ГЛАВА III: ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ

ВОДЫ В ЛИСТЬЯХ КАЛИНЫ

3. 1. Водный режим растений

Работники и ученые сельскохозяйственного производства направляют

усилия на повышение урожайности культурных растений, чтобы увеличить

количество продуктов питания. А все это связано с недостатком воды, а

именно с рациональным ее использованием. Необходимо создавать такие сорта и

формы, которые хорошо бы вписывались в стойкие агробиоценозы и способны

были бы хорошо переносить определенные местные условия, при которых они бы

давали большие урожаи.

Успех интродукции сибирских сортов в Центральном Черноземье диктуется

многими параметрами устойчивости к внешним факторам среды. Из них важным

является засухоустойчивость. Косвенными показателями засухоустойчивости

сортов являются водный дефицит, интенсивность транспирации и транспирация

завядания. Поэтому вторым важным процессом в организме растений, стоящим на

пути урожайности, наряду с фотосинтезом, является водный режим.

В процессе эволюции современные растения приспособились к недостатку

влаги, сохранив в себе свойство своих предков – потреблять больше воды в

период формирования репродуктивной части. Это так называемые «критические

периоды» (Кушниренко, 1991). Хотя для получения высокого урожая влага

требуется во время всего роста и развития. При достаточном водоснабжении в

растении больше идут процессы ассимиляции, процессы построения органических

веществ, обеспечивается нормальное соотношение тургорного, осмотического

давлений и сосущей силы. В это время растение нормально транспирирует, в

результате чего образуется больше сухих веществ. Ведь плодовые деревья

теряют воду и летом, и зимой. А в разных органах яблони вода распределяется

следующим образом: листья – 60 %, свежие побеги 0 около 50 %, плоды – 80-90

%, семена – 40 % (Фогль, 1983). Как видно из цифр вода является составной

частью всех органов растений, а также она участвует во всех биохимических и

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8