Подбор устойчивых видов Rosa L. для целей лесомелиорации, озеленения и использования в биотехнологии (на примере Волгоградской области)

УДК

630*5:606

DOI:

10.37482/0536-1036-2020-1-49-62

Аннотация

Подбор устойчивых и декоративных видов шиповников актуален для широкого использования в лесомелиорации и озеленении населенных пунктов засушливого региона. Объекты исследований – виды шиповников с различными ареалами естественного распространения: Rosa rugosa (шиповник морщинистый), в том числе форма alba Ware Rehder; R. cinnamomea (шиповник коричный); R. beggeriana (шиповник беггера); R. acicularis (шиповник иглистый); R. spinosissima (шиповник колючейший); R. canina (шиповник обыкновенный), произрастающие в пунктах интродукции на разных типах почв. В 2018 г. в Волгоградской области самым жарким месяцем был июнь, самым холодным – февраль. Наибольшее отклонение от нормы среднемесячной температуры наблюдалось в марте. В Самарской области наиболее жарким месяцем являлся июль, самым холодным – январь. В период исследований виды шиповников сохранили жизненную форму габитуса, их высота варьировала от 1,0…2,0 м (среднерослые виды) до 0,7…0,9 м (низкорослые виды). Материалы по устойчивости видов шиповников к максимальным и минимальным температурам могут служить фактологической основой системно-ареалогического прогнозирования для географических пунктов интродукции. Степень требовательности шиповников к плодородию почв и свету выявила наиболее малотребовательные виды: R. beggeriana, R. cinnamomea, R. rugosa и R. spinosissima. Методика наблюдений Главного ботанического сада, а также полевые и лабораторные наблюдения позволили установить длительность фенологических фаз изучаемых видов. Шиповники, являясь декоративными в течение всего периода вегетации, пригодны для лесомелиорации и озеленения в зависимости от роста и цвета цветков. Для определения типов болезней и грибов-паразитов использовали микологический анализ и справочные данные. На изучаемых видах шиповников наиболее часто встречается мучнистая роса из рода Sphaerotheca. Аминокислотный состав плодов шиповников, установленный в системе капиллярного электрофореза «Капель» при длине волны 250 нм, выявил наиболее ценные по биохимическому составу виды. В период наблюдений за зимостойкостью шиповников наилучший результат показали виды R. rugosa, R. cinnamomea и R. canina, относящиеся соответственно к североамериканской, европейской и дальневосточной коллекциям. Метод априорного ранжирования показателей плодоношения, основанный на разделении факторов в порядке убывания вносимого ими вклада, выделил наиболее перспективные для использования в биотехнологии виды. Определены общая сумма рангов и сумма квадратов отклонений, по распределению числа степеней свободы получены коэффициент конкордации и степень согласованности мнений исследователей. Установлено, что применение биотехнологических методов в современном семеноводстве наиболее актуально, полученные результаты будут способствовать улучшению и ускорению процесса семеноводства в засушливых условиях Волгоградской области. Даны рекомендации по выращиванию видов шиповников в зависимости от природноклиматических условий районов области.

Сведения об авторах

А.С. Соломенцева¹, науч. сотр.; ResearcherID: W-4142-2018, ORCID: 0000-0002-5857-1004
Н.И. Лебедь¹, гл. науч. сотр.; ResearcherID: E-8723-2017, ORCID: 0000-0002-8709-6089
С.В. Колмукиди^1,2, вед. науч. сотр.; ResearcherID: G-7983-2014, ORCID: 0000-0003-3694-1139
А.С. Межевова¹, мл. науч. сотр.; ORCID: 0000-0002-4579-7047
¹Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения РАН, просп. Университетский, д. 97, г. Волгоград, Россия, 400062; e-mail: alexis2425@mail.ru, nik8872@yandex.ru
²Волгоградский государственный университет, пр-т Университетский, д. 100, г. Волгоград, Россия, 400062; e-mail: vnialmi@mail.ru

Ключевые слова

Rosa L., рост и развитие шиповников, биотехнологии, зеленое строительство, априорное ранжирование, фитопатогены

Для цитирования

Соломенцева А.С., Лебедь Н.И., Колмукиди С.В., Межевова А.С. Подбор устойчивых видов Rosa L. для целей лесомелиорации, озеленения и использования в биотехнологии (на примере Волгоградской области) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 1. С. 49–62. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-1-49-62

Литература

1. Антонов Н.М., Лебедь Н.И., Венецианский А.С., Мамахай А.К. Определение фрикционных характеристик корнеклубнеплодов // Изв. Нижневолж. агроунив. комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2015. № 4(40). С. 162–168. [Antonov N.M., Lebed N.I., Venecianski A.S., Mamahai A.K. Determination Friction Characteristics Root Crops. Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vyssheye professional’noye obrazovaniye [Proceedings of Nizhnevolzskiy agrouniversity complex: science and higher vocational education], 2015, no. 4(40), pp. 162–168].
2. Зонтиков Д.Н., Зонтикова С.А. Особенности клонального микроразмножения некоторых декоративных сортов Rosa hybrida // Вестн. Костром. гос. ун-та им. Н.А. Некрасова. 2011. № 5-6. С. 12–15. [Zontikov N.D., Zontikova S.A. Features of Micropropagation of Some Decorative Cultivar Rosa hybrid. Vestnik Kostromskogo gosudarstvennogo universiteta imeni N.A. Nekrasova [Vestnik of Kostroma State University], 2011, no. 5-6, pp. 12–15].
3. Колмукиди С.В. Патогенная дендротрофная микобиота городских насаждений Волгограда и Камышина // Агроэкология, мелиорация и защитное лесоразведение: материалы междунар. науч.-практич. конф., Волгоград, 18–20 окт. 2018 г. Волгоград: ФНЦ агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения РАН. 2018. С. 262–267. [Kolmukidi S.V. Pathogenic Dendrotrophic Mycobiota of Urban Plantations of Volgograd and Kamyshin. Agroecology, Reclamation and Protective Afforestation: Proceedings of the International Scientific and Practical Conference, Volgograd, October 18–20, 2018. Volgograd, FRC for Agroecology, Complex Reclamation and Protective Afforestation RAS Publ., 2018, pp. 262–267].
4. Колмукиди С.В., Крюкова Е.А. Методы эколого-патологической оценки древесных растений в условиях интродукции для выявления их адаптивного потенциала // Наука. Мысль. 2016. № 7-1. С. 52–68. [Kolmukidi S.V., Kryukova E.A. Methods of Ecological and Pathological Evaluation of Trees in Conditions of Introduction to Determine Their Adaptive Capacity. Nauka. Mysl’ [Science. Thought], 2016, no. 7-1, pp. 52–68].
5. Молчанов А.А., Смирнов В.В. Методика изучения прироста древесных растений. М.: Наука, 1967. 95 с. [Molchanov A.A., Smirnov V.V. Methods of Studying the Growth of Woody Plants. Moscow, Nauka Publ., 1967. 95 р.].
6. Методика фенологических наблюдений в ботанических садах СССР // Бюл. ГБС АН СССР. 1979. Вып. 113. С. 3–8. [Methods of Phenological Observations in the Botanical Gardens of the USSR. Byulleten’ Glavnogo botanicheskogo sada AN SSSR [Bulletin of the Central Botanical Garden], 1979, vol. 113, pp. 3–8].
7. Погода и климат. Справочно-информационный портал. Режим доступа: http://www.pogodaiklimat.ru/ (дата обращения: 18.03.2019 г.). [Weather and Climate. Information and Reference Portal. 2019].
8. Пындак В.И., Новиков А.Е., Межевова А.С. Возрождение плодородия полупустынных и деградированных земель // Альманах – 2013. Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2013. С. 45–49. [Pyndak V.I., Novikov A.E., Mezhevova A.S. Restoration of Fertility of Semi-Arid and Degraded Lands. Almanac – 2013. Volgograd, VolGU Publ., 2013, pp. 45–49].
9. Семенютина А.В., Зеленяк А.К., Долгих А.А., Хужахметова А.Ш., Костюков С.М., Сапронова Д.В., Соломенцева А.С., Богданов А.В., Шилов Е.П., Ульянов Д.В. Научно-методические указания по оптимизации дендрофлоры лесомелиоративных комплексов: науч.-метод. рекомендации. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2012. 40 с. [Semenyutina A.V., Zelenyak A.K., Dolgikh A.A., Khuzhakhmetova A.Sh., Kostyukov S.M., Sapronova D.V., Solomentseva A.S., Bogdanov A.V., Shilov E.P., Ul’yanov D.V. Scientific and Methodological Guidelines for Dendroflora Optimization of Agroforestry Complexes: Scientific and Methodological Recommendations. Volgograd, VNIALMI Publ., 2012. 40 p.].
10. Семенютина А.В., Соломенцева А.С. Обоснование ассортимента шиповников для обогащения лесомелиоративных комплексов в засушливых условиях // Изв. Нижневолж. агроунив. комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2013. № 3(31). С. 74–79. [Semenyutina A.V., Solomentseva A.S. Substantiation of the Assortment of Wild Roses for the Enrichment of Agroforestry Complexes in Arid Conditions. Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vyssheye professional’noye obrazovaniye [Proceedings of Nizhnevolzskiy agrouniversity complex: science and higher vocational education], 2013, no. 3-1(31), pp. 74–79].
11. Соломенцева А.С. Внутривидовой полиморфизм шиповников в условиях засушливой зоны как фактор повышения биоразнообразия урбанизированных территорий // Наука. Мысль. 2016. №7-1. С. 117–127. [Solomentseva A.S. Intraspecific Polymorphism of Dogroses in Conditions of Arid Zones as Factor of Increasing Biodivercity in Urban Areas. Nauka. Mysl’ [Science. Thought], 2016, no. 7-1, pp. 117–127].
12. Станчева Й., Роснев Б. Атлас болезней сельскохозяйственных культур. Т. 5. Болезни декоративных и лесных культур. София-М.: PENSOFT, 2005. 246 с. [Stancheva Y., Rosnev B. Atlas of Agricultural Crop Diseases. Vol. 5. Diseases of Ornamental and Forest Crops. Sofia, PENSOFT Publ., 2005. 246 p.].
13. Трейвас Л.Ю. Болезни и вредители роз: Атлас-определитель. М.: Фитон+, 2009. 128 с. [Treivas L.U. Diseases and Pests of Roses: A Reference Book. Мoscow, Fiton+ Publ., 2009. 128 p.].
14. Alpert P., Bone E., Holzapfel C. Invasiveness, Invasibility and the Role of Environmental Stress in the Spread of Non-Native Plants. Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics, 2000, vol. 3, iss. 1, pp. 52–66. DOI: 10.1078/1433-8319-00004
15. Callaway R.M., Ridenour W.M., Laboski T., Weir T., Vivanco J.M. Natural Selection for Resistance to the Allelopathic Effects of Invasive Plants. Journal of Ecology, 2005, vol. 93, no. 3, pp. 576–583.
16. Canli F.A., Kazaz S. Biotechnology of Roses: Progress and Future Prospects. Türkiye Ormancılık Dergisi [Turkish Journal of Forestry], 2009, Cilt 10, Sayı 1, pp. 167–183.
17. Isermann M. Expansion of Rosa rugosa and Hippophaë rhamnoides in Coastal Grey Dunes: Effects at Different Spatial Scales. Flora, 2008, vol. 203, iss. 4, pp. 273–280. DOI: 10.1016/j.flora.2007.03.009
18. Joublan J.P., Rios D. Rose Culture and Industry in Chile. Acta Horticulturae, 2005, no. 690, pp. 65–70. DOI: 10.17660/ActaHortic.2005.690.8
19. Kollmann J., Bañuelos M.J. Latitudinal Trends in Growth and Phenology of the Invasive Alien Plant Impatiens glandulifera (Balsaminaceae). Diversity and Distributions, 2004, vol. 10, iss. 5-6, pp. 377–385. DOI: 10.1111/j.1366-9516.2004.00126.x
20. Kollmann J., Frederiksen L., Vestergaard P., Bruun H.H. Limiting Factors for Seedling Emergence and Establishment of the Invasive Non-Native Rosa rugosa in a Coastal Dune System. Biological Invasions, 2007, vol. 9, iss. 1, pp. 31–42. DOI: 10.1007/s10530-006-9003-y
21. Popek R. Dziko rosnące róże Europy. Kraków, Officina Botanica, 2007. 120 s.
22. Semenyutina A.V., Podkovyrov I.U., Semenyutina V.A. Environmental Efficiency of the Cluster Method of Analysis of Greenery Objects’ Decorative Advantages. Life Science Journal, 2014, vol. 11, no. 12s, pp. 699–702. DOI: 10.7537/marslsj1112s14.151
23. Solomentseva A.S., Kostyukov S.M. Laws of Intraspecific Polymorphism of Rosa canina on Endogenous, Population and Geographical Levels for Their Effective Practical Application. Вектор развития современной науки: материалы Х Междунар. науч.-практ. конф., 3 апр. 2016 г. М.: Олимп, 2016. С. 40–44. [Development Thrust of the Modern Science: Proceedings of the 10th International Scientific and Practical Conference, April 3, 2016. Moscow, Olimp Publ., 2016, pp. 40–44].

Ссылка на английскую версию:

Selection of Resistant Species of Rosa L. for the Purposes of Forest Reclamation, Landscaping and Use in Biotechnology (On the Example of Volgograd Region)

SELECTION OF RESISTANT SPECIES OF Rosa L. FOR THE PURPOSES OF FOREST RECLAMATION, LANDSCAPING AND USE IN BIOTECHNOLOGY (ON THE EXAMPLE OF VOLGOGRAD REGION)

A.S. Solomentseva¹, Research Scientist; ResearcherID: W-4142-2018, ORCID: 0000-0002-5857-1004
N.I. Lebed’¹, Chief Research Scientist; ResearcherID: E-8723-2017, ORCID: 0000-0002-8709-6089
S.V. Kolmukidi^1,2, Leading Research Scientist; ResearcherID: G-7983-2014, ORCID: 0000-0003-3694-1139
A.S. Mezhevova¹, Junior Research Scientist; ORCID: 0000-0002-4579-7047
¹Federal State Budget Scientific Institution «Federal Scientific Centre of Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences», prosp. Universitetskiy, 97, Volgograd, 400062, Russian Federation; e-mail: alexis2425@mail.ru, nik8872@yandex.ru
²Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Volgograd State University», prosp. Universitetskiy, 100, Volgograd, 400062, Russian Federation; e-mail: vnialmi@mail.ru

Selection of sustainable and ornamental rosehip species is relevant for their widespread use in forest reclamation and landscaping of settlements in the arid region. The objects of research were rosehips with different areas of natural expansion: R. rugosa, including form alba War Rehder, R. cinnamomea, R. beggeriana, R. acicularis, R. spinosissima, R. canina growing at points of introduction on different soils. In 2018, June was the hottest month, while February was the coldest month in Volgograd region. The maximum deviation from the average monthly temperature was observed in March. July and January were the hottest and the coldest months, respectively, in Samara region. During the research period, the species of wild roses retained the life form of habitus, and their height varied from 1.0–2.0 m (medium-grown species) to 0.7–0.9 m (short species). Data on the resistance of rosehip species to the maximum and minimum temperatures can be the factual basis of systemarealogical forecasting for geographical points of introduction. The degree of demand of rosehips to soil fertility and light was revealed by poor-demanding species: R. beggeriana, R. cinnamomea, R. rugosa and R. spinosissima. The observing method of the Main Botanical garden, field and laboratory observations allowed to establish the duration of the phenological phases of the studied species. Rosehips, being ornamental throughout the growing season, are useful in forest reclamation and landscaping, depending on the growth and color of their flowers. Types of diseases and parasitic fungi were determined by mycological analysis and reference data. The most common disease of the studied species of rosehips is powdery mildew from the genus Sphaerotheca. Amino acid profile of rosehip fruits was determined by the capillary electrophoresis system “Kapel” at a wavelength of 250 nm and allowed to identify the most valuable by biochemical composition species. In the period of monitoring the  winter hardiness of rosehips, the best result was shown by the species R. rugosa, R. cinnamomea and R. canina, belonging to the North American, European and Far Eastern collections. The method of a priori ranking of fruiting indicators based on the division of factors in the descending order of their contribution revealed the most promising species for use in bio technology. The total sum of ranks and the sum of squares of deviations were determined; the concordance coefficient and the degree of consistency of the researchers’ opinions are obtained in accordance with the degrees-of-freedom breakdown. It was found that the use of biotechnological methods in modern seed production is the most pressing; the obtained results will contribute to the improvement and acceleration of the seed production process in the arid conditions of Volgograd region. Recommendations are given for the cultivation of rosehips depending on the natural and climatic conditions of the different districts of the region.
For citation: Solomentseva A.S., Lebed’ N.I., Kolmukidi S.V., Mezhevova A.S. Selection of Resistant Species of Rosa L. for the Purposes of Forest Reclamation, Landscaping and Use in Biotechnology (On the Example of Volgograd Region). Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 1, pp. 49–62. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-1-49-62

Keywords: Rosa L., growth, development, biotechnologies, green construction, a priori ranking, phytopathogens.

Поступила 17.05.19 / Received on May 17, 2019