Онтогенез Victoria cruziana A.D. Orb. в условиях оранжереи Ставропольского ботанического сада
Кувшинки — красивейшие в мире водные растения, распространенные практически по всему земному шару. Самыми крупными представителями рода Nymphaea являются два вида тропических кувшинок — Victoria amazonica (Poepp.) J. C. Sowerby и Victoria cruziana A.D. Orb. Ареал распространения видов — Южная Америка. Victoria amazonica встречается на реке Амазонке в Бразилии и Боливии, а субтропический вид Victoria cruziana — на Паране в Аргентине, Парагвае и Уругвае В природных условиях кувшинки живут пять лет, в искусственных — это однолетнее растение. На данный период в условиях закрытого грунта одним из популярных оранжерейных водных является V. cruziana, привлекающая к себе внимание ночным типом цветения, диаметром листа до 3 м, цветка — 30 см.
Цели исследования — выявление биологических, морфологических, адаптивных особенностей и семенное размножение Victoria cruziana в условиях закрытого грунта.
Материал и методы исследования
Объект исследований — Victoria cruziana (оборудование и растения генетической коллекции, использованные в работе, входят в состав Центра коллективного пользования Ставропольского ботанического сада), произрастающая в бассейне с температурой воды плюс 25–29 °С, расположенном в оранжерее, отапливающейся с октября по май. Наиболее высокие среднесуточные температуры воздуха (более 30 °С) наблюдаются с мая по август, самые низкие — в октябре (8–10 °С). Интенсивность освещения варьирует в осенние и зимние месяцы от 9,2 × 103 до 14,1 × 103 Лк, в весенне-летний период — от 15,56 × 103 до93,5 × 103 Лк.
Изучение онтогенеза проводиться с 2006 года. Для выявления оптимальных условий роста и развития кувшинки измерялись температура воздуха и воды два раза в день (в 8:00 и 14:00) и интенсивность освещения (с помощью люксметра) — три раза (в 8:00, 12:00 и 16:00). Растения выращиваются в контейнерах объемом 400 л, высота водяного столба — 30–50 см.
Victoria cruziana в условиях оранжереи ботанического сада является однолетний культурой, ее семена хранятся в контейнерах с водой при температуре плюс 20–22 °C. Для прорастания семян повышается температура воды до плюс 25–28 °C, устанавливается длина светового дня (18 ч.) фитолампами с освещением 10,2 × 103 Лк. Посадка проросших семян с длиной ростка 5 см производится в земляную смесь, состоящую из дерновой почвы, нейтрального торфа, речного песка в соотношении 3:3:0,5. Посаженные в контейнеры растения опускаются в аквариум с температурой воды плюс 25–28 °C. Высота водяного столба над центральным молодым листом не более 10 см. По мере роста растений производится их перевалка в большие контейнеры. Так как в природе кувшинка живет до пяти лет, для уточнения длительности вегетации в условиях оранжереи проведен опыт. Три года не осуществлялась замена воды в бассейне, в течение сезона по мере роста корней досыпали грунт и вносили удобрения, удаляли образовавшиеся плоды. Проводили измерения морфологических параметров с помощью линейки, измерение температурного режима термометром ТМ-4 метеорологическим, интенсивность освещения люксметром «ТКА-Люкс» (поверка производилась ежегодно в феврале в Федеральном бюджетном учреждении «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Ставропольском крае, Республике Ингушетия и Карачаево-Черкесской Республике»), фенологические исследования. Полученные результаты математически обработаны по методике Зайцева с использованием компьютерной программы Microsoft Office Exel.
Результаты исследований
В 2005 году было создано отделение с экспозицией прибрежно-водных растений в бассейне объемом 80 тыс. л и площадью водного зеркала 67,5 м². Первые растения Victoria cruziana были привезены в 2006 году из Федерального государственного бюджетного учреждения науки Ботанический институт им. В.Л. Комарова Российской академии наук, находящегося в городе Санкт-Петербург, по адресу ул. Профессора Попова, д. 2, литера В. Фенологические наблюдения за ростом и развитием кувшинки приведены в таблице 1.
Семена Виктории хранятся в воде при температуре воздуха плюс 20–22 °C. В этих условиях массовое прорастание отмечено через 122 ± 8,2 дня после созревания семян (фото 1). Посадка проросших семян с длиной ростка до 5 см проводится с III декады декабря по I декаду января. Первый подводный нитевидный лист появился на 20-й день после проращивания, а второй и третий (узкокопьевидный) — на 25-й (фото 2).
Первая перевалка растений в контейнер большего объема проводилась на 30-й день, при этом растения имеют один нитевидный и два стреловидных листа с длиной корня 15 см. Первый округлый плавающий лист образуется на 37-й день. Формирование плавающих крупных листьев отмечено на 47-й день, образование новых происходит через каждые пять дней. Общее количество около 12 шт. Растение вступает в генеративную фазу, когда размеры листьев достигают 80–150 см в диаметре, освещение — 114,3 × 103 Лк, температура воды — плюс 25–28 °C. (фото 3). В среднем вегетационный период длится 299,9 ± 56,3 дня. Для изучения максимальной длительности вегетационного периода с 2015 по 2017 г. не проводилась замена воды в бассейне, удалялись отцветшие цветы. Victoriacruzianaпродолжила вегетацию в 2016 г., после проведения подкормки наблюдалось увеличение диаметра листа с 20 до 40 см, первое цветение наступило на два месяца раньше многолетних наблюдений — 2.03.2016. В феврале 2017 г. растение погибло. Максимальная длительность вегетационного периода составила 783 дня.
Начало цветения отмечено на 121-й (±5) день при освещении, размер первого цветка — 20 см, увеличение — до 28–35 см (фото 4). Цветок одет четырьмя колючими розовыми чашелистиками снаружи и белыми изнутри. Начало распускания бутона происходит с 23:00 до 02:00, в пасмурную погоду при освещении 6,12 × 103 Лк — с 06:00 до 12:00. Лепестки: снаружи зеленые, в первую ночь цветения — бело-кремовые, во вторую ночь меняют окраску до светло-розового цвета (фото 5). Во время цветения издают сильный приятный аромат. Из-за изменения жизненного ритма растения в условиях искусственного выращивания отмечается частичное или полное отсутствие закрытия цветка. На вторую ночь производится искусственное (гейтеногамное) опыление растений.
Затем цветок уходит под воду, где происходит созревание семян (фото 6, 7) через 50 ± 2,1 дня после опыления. При выполнении гейтеногамного опыления растений возрастают показатели реальной семенной продуктивности плода до 3150 семян диаметром 0,5–0,6 см. В 2019 и 2020 гг. проходило самоопыление цветов, в результате образовались 212 и 229 семян диаметром 0,7–0,8 см (табл. 2). После созревания семян первого плода отмечаются уменьшение размера листовых пластинок и гибель растений (через 40–50 дней).
Выводы
Установлено, что массовое прорастание семян происходит через 122 ± 8,2 дня. Растение вступает в генеративную фазу через 121 (±5) день, когда размеры листьев достигают 80–150 см в диаметре. Оптимальный рост и развитие кувшинки происходят при освещении 114,3 × 103 Лк и температуре воды плюс 25–28 °C. При искусственном опылении в среднем образуется до 3150 семян, без него – 212 и 229 шт. В среднем вегетация двух растений V. cruziana длится 299,9 ± 56,3 дня, при условии удаления плодов — 783.
Об авторах
Валентина Валентиновна Волкова, старший научный сотрудник, Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр, ул. Никонова, д. 49, Михайловск, Шпаковский р-н, Ставропольский край, 356241, Россия
lotos026@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-7958-2941
Наталья Викторовна Щегринец, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр,ул. Никонова, д. 49, Михайловск, Шпаковский р-н, Ставропольский край, 356241, Россия
aster22@list.ru; https://orcid.org/0009-0004-8343-7423
УДК 635.91:58.006 DOI: 10.32634/0869-8155-2023-374-9-145-148
Сельское хозяйство, ветеринария, зоотехния, агрономия, агроинженерия, пищевые технологии
