К.б.н. Ахметжанова А.И., Сеняк Е.Н., Яговдик М.А.

Карагандинский Государственный университет им. Академика Е.А. Букетова, Казахстан

Первичное испытание в культуре семян Artemisia Sieversiana Willd.

Лекарственные растения играют сегодня значительную роль в здравоохранении, их удельный вес в арсенале лекарственных средств достаточно велик. Постоянно ведутся научные исследования в области изучения перспективных видов лекарственных растений; так как потребность в природном лекарственном сырье возрастает с каждым годом. Поэтому есть основания думать, что и в будущем, во всяком случае ближайшем, роль лекарственных растений будет не уменьшаться, но напротив, возрастать. И как бы ни были лучезарны перспективы химии, каких бы чудес ни ждали мы от наших лабораторий и заводов, скромные растения наших лесов и полей ещё долго будут служить человечеству.

Одним из важнейших источников сырья для химико-фармацевтической промышленности являются многочисленные лекарственные растения, применяемые для лечения различных заболеваний. Среди них можно выделить такое известное всем растение, как полынь [1].

Растительные ресурсы Казахстана представляют собой богатейший источник сырья для народного хозяйства и медицины. Однако литературных данных о биоэкологических особенностях, первичном испытании в культуре, количественном содержании эфирного масла у растений рода Artemisia, а также об их распространении и сырьевых запасах в условиях Центрального Казахстана почти не имеется.

 Достаточно актуальна проблема изучения биоэкологических особенностей растений в условиях Центрального Казахстана, так как его ландшафты достаточно многообразны, а климатические условия весьма изменчивы, что впоследствии приводит к выработке у растений в результате адаптации различных биологических особенностей, связанных с экологией произрастания. Детальное изучение адаптационных биологических особенностей, как на морфологическом, так и на анатомическом уровне в свою очередь весьма важно при интродукции лекарственных растений, а в условиях Центрального Казахстана требует особого подхода.

Род полыней (Artemisia) широко распространен во всех географических и экологических зонах. Значительное число представителей этого рода встречается в Китае, Японии, меньше в Индии (Гималаи), в странах Передней Азии, Западной Европе и Северной Африке. Особое положение он занимает в Казахстане, так как является ценозообразующим родом в степных и полупустынных районах. В роде Artemisia свыше 500 видов. в Казахстане 81 вид полыней, из них 34 на территории Центрального Казахстана [2-4].

Объектом исследования был выбран вид полынь Сиверса (A. Sieversiana Willd,), относящийся к семейству Сложноцветные (Asteraceae), роду Полынь (Artemisia), являющийся викариантом полыни горькой (Artemisia absinthium).

Цель работы - изучить лабораторную всхожесть и энергию прорастания полыни Сиверса в условиях Центрального Казахстана.

Образцы семян полыни Сиверса отбирали из растений природной флоры в окрестностях города Караганды. Для изучения морфологии прорастания и выявления жизнеспособности семян нами использовались свежесобранные семена полыни Сиверса урожая 2010 года.

 Изучение всхожести и энергии прорастания семян, а также биология прорастания семян выбранного вида полыни проводилось на базе биолого-географического факультета КарГУ им. академика Е.А. Букетова в лаборатории анатомии и морфологии высших растений по общепринятой методике М.К. Фирсова (1955) [5] после первичной обработки и стратификации (10 дней при t  – 5oC).Семена полыни накладывались на чашки Петри в кристаллизаторе по 100 штук в трехкратной повторности. Наблюдения по определению всхожести семян проводились в течение 20 дней при комнатной температуре +20+24о С.

Ежедневно в одно и то же время отмечались проросшие, непроросшие и гнилые семена.

Результаты и их обсуждение.

При введении дикорастущих лекарственных растений в культуру важную роль играет выявление всхожести и энергии прорастания семян.

Всхожесть – один из главных показателей основных качеств семян.

Как известно, семена после сбора многих растений сразу не прорастают. Они трогаются в рост через какой-то определенный для каждого вида растения период, названный периодом покоя семян. В этот период покоя у семян происходит послеуборочное дозревание. Биологическое значение периода покоя велико, такое состояние семян способствует лучшему перенесению неблагоприятных условий внешней среды.

Под всхожестью понимается способность семян давать нормальные проростки за определенный для каждой культуры срок при оптимальных условиях проращивания [6].

Весьма важным показателем также является и энергия прорастания семян, т.е. выраженное в процентах число проросших семян к общему их количеству на определенный, условно принятый день проращивания.

Интенсивное прорастание семян началось на второй день после закладки опыта. В течение 20 дней наблюдений установлено, что энергия прорастания свежесобранных семян полыни Сиверса на 3-5 дни – 56,6% - 75,3%, а всхожесть за 20 дней – 96,6% . Результаты опыта по изучению всхожести и энергии прорастания семян представлены в таблице 1.

Таблица 1. Всхожесть и энергия прорастания (в %) семян полыни Сиверса сроком хранения 6 месяцев (без стратификации)

Место сбора

Год сбора

Повтор-

ности

Дни

Окрестности г.Караганды

2010

3й день

5й день

10й день

15й день

20й день

1

62

78

96

97

100

2

60

80

90

95

96

3

48

68

88

94

94

М

56,6%

75,3%

91,3%

95,3%

96,6%

 

У стратифицированных семян (при t  – 5oC в течение 10 дней) прорастание началось сразу же после закладки семян на второй день. В результате исследования было установлено, что энергия прорастания свежесобранных семян полыни Сиверса на 3-5-й дни составляет 78-92%, а всхожесть за 20 дней – 97,6%. Энергия прорастания семян полыни Сиверса на 5-й день значительно выше у стратифицированных семян (на 16,7%), а всхожесть на 20-й день также выше, но незначительно (на 1,0%) (табл.2).

 

Таблица 2. Всхожесть и энергия прорастания (в %) стратифицированных семян полыни Сиверса сроком хранения 6 месяцев

Место сбора

Год сбора

Повтор-

ности

Дни

Окрестности г.Караганды

2010

3й день

5й день

10й день

15й день

20й день

1

75

90

97

97

97

2

77

90

94

96

96

3

82

96

100

100

100

М

78%

92%

97%

97,6%

97,6%

 

Сравнительное изучение всхожести и энергии прорастания свежесобранных и стратифицированных семян полыни Сиверса показало следующее: всхожесть и энергия прорастания свежесобранных семян 96,6% и 75,3%, а стратифицированных соответственно – 97,6 и 92%. Таким образом, семена полыни Сиверса до посева не требуют стратификации, так как по изучению всхожести и энергии прорастания особых отличий между ними не обнаружено:

Морфология прорастания семян

При изучении морфологии прорастания семян мы в основном обратили внимание на шесть фаз: набухшие и наклюнувшиеся семена, развитие гипокотиля, развитие первой пары семядольных листьев, появление зачатков первой пары настоящих листьев, первая пара настоящих листьев.

В лабораторных условиях было установлено, что замоченные семена исследуемого вида полыни Сиверса набухают незначительно. Размеры семян полыни Сиверса (длина и ширина) минимальные – 0,5х1,5 мм, максимальные 1х2 мм.

На второй день после закладки опыта сразу же наблюдали наклюнувшиеся семена, также семена с развитым гипокотилем и несколько растений имели уже почти вышедшие из кожуры зачатки семядольных листьев (два растения)

На третий день наблюдений было зафиксировано 4 растения с развернутыми семядольными листьями продолговато-овальной формы длиной 2 мм и шириной 1 мм, которые освободились от кожуры. Кожура лишь у трех растений была вынесена на поверхность вместе с семядольными листьями и у 2 растений поднялась вместе со стеблем, а у остальных – осталась на месте выхода корешка.

На четвертый день семядольные листья вытянулись и стали длиной до 4 мм и шириной до 2 мм, а длина корешка равнялась 12 мм. Наблюдалось также удлинение подсемядольного колена – гипокотиля. Его длина составляла 1,7 см.

На 10-й день длина проростков достигла 21 мм. В этот же день отмечено появление зачатков первой пары настоящих листьев.

На 13-й день первые пары настоящих листьев заметно выросли, и их длина равнялась 1,5 мм, а ширина – 1,8 мм, форма их – тройчато-рассеченная, присутствует опушение.

На 18-й день длина гипокотиля составляла 5 мм, а длина настоящих листьев – 2,5 мм и ширина – 3,5 мм.

На 20-й день после закладки опыта рост семядольных листьев уже прекратился.

Результаты наблюдений приведены в таблицах 3 и 4.

Таблица 3 – Результаты измерений при прорастании семян полыни Сиверса (при стратификации)

 

Дата (2011 год)

Температура

Наклюнувшиеся семена

Развитие гипокотиля

Появление семядольных листьев

Появление корешка

Развитие зачатков настоящих листьев

Появление настоящих листьев

10.02

24о

-

-

-

-

-

-

11.02

 

1, 2, 4

-

-

-

-

-

12.02

 

43, 43, 43

30, 34, 34

-

-

-

-

13.02

 

38, 35, 44

10, 14, 14

2, 4, 6

24, 15, 18

-

-

14.02

 

3, 2, 7

14, 16, 15

76, 76, 77

78, 76, 78

-

-

15.02

 

3, 5, 1

21, 20, 21

89, 86, 88

91, 86, 88

-

-

16.02

 

3, 2

11, 6, 10

91, 87, 91

91, 87, 93

-

-

17.02

 

2, 2, 1

2, 1, 1

92, 89, 92

92, 90, 92

-

-

18.02

 

4, 1

5, 1

94, 91, 96

94, 91, 96

-

-

19.02

 

1, 1

1, 2, 1

96, 94, 98

96, 94, 98

8, 10, 12

-

20.02

 

1, 1

1, 2, 1

96, 95, 98

96, 95, 98

10, 12, 13

-

21.02

 

-

1, 1

97, 96, 98

97, 96, 98

-

24, 18, 19

22.02

 

-

-

97, 96, 99

97, 96, 99

-

28, 22, 24

23.02

 

-

-

97, 96, 100

97, 96, 100

-

32, 31, 28

24.02

 

-

-

97, 96, 100

97, 96, 100

-

38, 43, 35

25.02

 

-

-

97, 96, 100

97, 96, 100

-

40, 48, 40

26.02

 

-

-

97, 96, 100

97, 96, 100

-

42, 52, 46

27.02

 

-

-

97, 96, 100

97, 96, 100

-

48, 60, 54

28.02

 

-

-

97, 96, 100

97, 96, 100

-

53, 65, 58

 

Таблица 4 – Результаты измерений при прорастании свежесобранных семян полыни Сиверса (без стратификации)

 

Дата (2011 год)

t, oC

Наклюнувшиеся семена

Развитие гипокотиля

Появление семядольных листьев

Появление корешка

Развитие зачатков настоящих листьев

Появление настоящих листьев

21.01

24о

-

-

-

-

-

-

22.01

 

44, 50, 20

-

-

-

-

-

23.01

 

18, 10, 28

24, 25, 15

2, 2

-

-

-

24.01

 

16, 13, 16

32, 48, 30

21, 27, 12

20, 28, 14

-

-

25.01

 

4, 4, 18

30, 10, 8

48, 70, 60

50, 70, 60

-

-

26.01

 

3, 4, 3

1, 2, 1

77, 78, 67

77, 78, 67

-

-

27.01

 

6, 7, 1

2, 4, 1

78, 80, 68

78, 80, 69

-

-

28.01

 

5, 1, 5

5, 3, 12

80, 84, 69

80, 82, 69

-

-

29.01

 

4, 1

1, 3

85, 87, 81

85, 87, 81

-

-

30.01

 

4, 1

1, 2, 1

89, 91, 92

89, 91, 92

4, 2, 8

-

31.01

 

3, 1

4, 3

95, 96, 93

95, 96, 93

4, 3, 8

-

1.02

 

-

2, 3

96, 96, 93

96, 96, 93

-

6, 3, 10

2.02

 

-

-

98, 96, 93

98, 96, 93

-

10, 8, 16

3.02

 

-

-

100, 96, 94

100, 96, 94

-

14, 13, 24

4.02

 

-

-

100, 96, 94

100, 96, 94

-

22, 20, 32

5.02

 

-

-

100, 96, 94

100, 96, 94

-

22, 23, 34

6.02

 

-

-

100, 96, 94

100, 96, 94

-

26, 28, 41

7.02

 

-

-

100, 96, 94

100, 96, 94

-

28, 34, 46

8.02

 

-

-

100, 96, 94

100, 96, 94

-

32, 35, 48

 

Таким образом, из 300 стратифицированных семян не проросло лишь 7 штук и из них 2 семени загнили и 5 семян оказались пустыми.

Из 300 не стратифицированных семян не проросло 10 штук, из них 3 семени загнили, 7 штук оказались пустыми.

В результате исследования было установлено, что семена полыни Сиверса до посева не требуют стратификации, так как по изучению всхожести и энергии прорастания особых отличий между ними не обнаружено: свежесобранные семена показали хорошие результаты, а всхожесть у стратифицированных семян выше на 1%, а энергия прорастания – на 17%. При изучении биологии прорастания семян полыни Сиверса в лабораторных условиях между стратифицированными и нестратифицированными семенами также особых изменений не выявлено. Поэтому оптимальным сроком посева свежесобранных семян полыни Сиверса (Artemisia Sieversiana) в условиях Караганды без стратификации сроком хранения 6 месяцев является весенний период после стаивания снежного покрова.

 

Литература:

1. Информационный портал: http://xepcoh.info/referats/view/3363

2. Поляков П.П. Род Аrtemisia // Флора СССР. М.; Л., 1961.- Т. 26.- С. 425-631.

3. Новости систематики высших растений. Научное издание.Л.: Наука, 1982, 115 с.

4. Морфофизические и экологические особенности растительного мира Центрального Казахстана.: Сб. науч. тр. – Караганда, 1986. – 187 с.

5. Фирсов М.К. Методы исследования и оценки качества семян.- М.: 1955

6. Овчаров К.Е. Физиологические основы всхожести семян. – М.: Наука, 1969