Биологические науки/4.Ресурсоведение и интродукция растений

Ешибаев А.А. д.б.н., Исаева А.У. д.б.н., Успабаева А.А. к.б.н., Отарбекова А.А., Илесов А., Жаманкулов А.

Шымкентский университет, Казахстан

Оценка фиторесурсов и исследование возможности интродукции Scorzonera tau-saghyz.

Растительный мир Южно-Казахстанской области (ЮКО) по богатству видового состава, наличию ценных видов и оригинальности флористического состава занимает особое положение в республике. Здесь произрастают более 3000 видов высших сосудистых растений и сосредоточены около 41% видов от общего числа эндемиков Казахстана, а 118 видов включены в республиканскую Красную книгу [1]. Здесь встречаются представители шести родов из 10 эндемичных реликтовых монотипных родов Казахстана. Многие из эндемичных видов обладают ценными фармацевтическими, декоративными и хозяйственно-полезными свойствами [2]. К разряду таких видов относится узкоэндемичный вид Scorzonera tau-saghyz Lipsh. - представитель рода Scorzonera L, семейства сложноцветные (Asteraceae Martinov), который произрастает только на территориях ЮКО Казахстана и Чимганских гор Узбекистана [3].

Ареалы распространения и фиторесурсы этого вида в ЮКО были впервые подробно изучены в 1930-1931 годах, исследователями флоры Каратауского хребта Н.В.Павловым и С.Ю. Липшиным. По данным авторов, популяции этого вида были распространены на южных и северных склонах Каратау, начиная с границы равнинных территорий до вершины горы. Общая численность растений во всех популяциях вида тогда составляла более 15 миллионов экземпляров. Причиной резкого ухудшения экологического состояния этого вида послужила натуральный каучук, который содержится в его корневой системе. Сбор растительного сырья для производства каучука в 40-е годы прошлого века привел к резкому сокращению фиторесурсов этого ценного вида растений. Попытки введения в культуру с разработкой агротехники возделывания скорзонеры таусагыз не были завершены в связи с открытием способа получения синтетического каучука. В настоящее время, в связи ростом потребности мирового рынка на натуральный каучук, этот вид растений представляет повышенный интерес как альтернативный источник высоко качественного растительного сырья. В связи с этим, целью наших исследований была оценка состояния и фиторесурсов каратауских популяций скорзонеры таусагыз.

Исследования были проведены в 2009-2012 годы на южных и северных склонах горы Каратау, в районе населенных пунктов Ачисай, Кентау, Балдысу, Карабулак и Таукент. В маршрутных исследованиях были обнаружены отдельные популяции скорзонеры таусагыз. Наиболее крупные из них расположены вблизи местностей Каракуыс, Табакбастау, Минжилки, Келиншектау. Нужно отметить, что эти ареалы строго приурочены только к вершинным территориям горного хребта и занимают площади в виде горизонтальных полос шириной от 50-70 метров и длиной до 2-3 километров. Данная местность характеризуется как щебнистые склоны и осыпи горных хребтов. Площади, занимаемые отдельными популяциями, составляют от 2,0 до 4,5 гектаров. Общая площадь всех популяций вида не превышает 140 гектаров, а численность фиторесурсов вида около 5,3 миллиона экземпляров. В низовьях горы, на границе с равниной, нами обнаружены только единичные экземпляры этого вида, которые оказались молодыми растениями, 3-4 лет жизни.

Результатами исследований установлено, что популяции скорзонеры таусагыз характеризуются как регрессирующие, в их структуре преобладают доля стареющих растений, возраст которых превышает 12-15 лет. Доля молодых растений (2-3 лет жизни) не превышает 12,5%. Преобладающее большинство растений в популяции – цветущие экземпляры, возраст которых составляет 8-10 лет. Фиторесурсы скорзонеры в обнаруженных нами популяциях колеблется от 1550±14,5 до ±18865±26,6 растений. Эти цифры отражают усредненные показатели исследованных нами 95 локальных популяций скорзонеры таусагыз.

Результатами фенологических наблюдений установлено, что вегетационный период скорзонеры таусагыз составляет 140-155±15 суток. В наших исследованиях начало вегетации этого вида растений было отмечено в период с 08 - 15 марта. Период цветения скорзонеры таусагыз, в зависимости от погодных условий года, приходится на период с 17-22 мая. Созревание семян наступает в начале июня и длится до 25 чисел этого месяца. При этом у растений южных склонов гор созревание семян наступает на 10-12 дней раньше. Зрелые семена разлетаются и способны распространяться на большие расстояния. Результаты лабораторных исследований всхожести семян показали, что семена скорзонеры таусагыз обладают очень низкой всхожестью, среднее ее значение не превышает 7,5±0,4%, что является очень низким показателем. Морфологический анализ семян показал, что только 27,5% семян выполнены и способны к прорастанию. Из выполненных семян до 30,0% повреждены вредителями-семяедами. Нужно полагать, что одной из причин ограниченности ареалов распространения этого вида является именно низкая всхожесть семян. Однако результаты лабораторных исследований показали, что при обеспечении оптимальных условий, семена скорзонеры таусагыз способны дружному прорастанию и интенсивному росту. Это обстоятельство позволяет наладить процесс выращивания рассад в условиях искусственного климата и успешно проводить реинтродукционные мероприятия. При этом сроки проращивания семян и выращивания рассад по сравнению с открытым грунтом ускоряется на 30-40 суток.

Кроме флористических и географических исследований, связанных с экологией этого вида, также важно проведение ряда исследований по изучению возможности введения его в культуру и совершенствованию способов получения каучука из фитомассы. Введение в культуру и разработка технологии выращивания этого вида являются актуальными исследованиями в связи с его ценными хозяйственно-полезными качествами. Установлено, что содержание натурального каучука в корнях скорзонеры таусагыз доходит до 40%, а каучук из фитомассы этого растения отличается высоким качеством. В отличие от сока гевеи, он не содержит аллергогенных веществ, что повышает его перспективность в качестве альтернативного источника растительного сырья. Каучук в фитомассе корней скорзонеры таусагыз содержится в резиноподобной форме вещества и равномерно распределен в виде нитевидных структур по всей ширине ксилемы и длине корневой системы. Латекс в корнях образуется весной, и осенью с окончанием вегетации растений затвердевает и присоединяется к прошлогодним запасам каучука. Таким образом, с возрастом растений увеличивается и количественное содержание каучука в корнях. Каучуковые нити плотно переплетены с другими элементами ксилемы и создает проблему очищения каучука из клетчатки путем химической перегонки. В настоящее время нами проводятся исследования по изучению микробиологического способа очищения каучуковой массы от клетчатки.

Таким образом, можно отметить, что ареалы распространения и фиторесурсы каратауских популяций скорзонеры таусагыз, по сравнению с началом прошлого века, значительно сокращены. В структуре популяции вида преобладают велико возрастные растения, семена имеют низкую всхожесть и повреждаются вредителями-семяедами. Этот вид представляет практический интерес для внедрения в культуру с целью производства гипоаллергенного натурального каучука.

Литература

1. Бишимбаев В.К., Исаева А.У., Ешибаев А.А. Рациоанльное использование растительных ресурсов техногенно загрязненных территорий/ Сб. материалов 5-ой общероссийсокй научно-практической конференции с мждународным участием «Актуальные вопросы современной науки и образования». Красноярск, 2010.- Вып.3.- С. 371-373.

2. Ешибаев А.А., Исаева А.У. Проблемы сохранения биоразнообразия растений на юге Казахстана/ Сб. науч. тр. «В мире научных открытий» II Международной и Всероссийской научной конференции «Научное творчество XXI века». Красноярск, 2010.-№4(10),Часть 17.- С. 17-20.

3. Жаманкулов А. Илесов А. Ешибаев А.А. «Результаты исследования Минжилкинской популяции скорзонера таусагыз»// Тез. Докл. Нау.-практ. Конф. «Мололдежь и наука в развитии нового Казахстана». Шымкент. 2012.- С. 115-119.