Выращивание из семян некоторых видов рода Рододендрон (Rhododendron L.) – рододендрон крупнейший (Rh. maximum L.) и японский (Rh. japonicum (A. Gray) Suring)
Министерство образования Республики Беларусь
УО «Брестский государственный университет им. А.С. Пушкина»
Биологический факультет
Кафедра ботаники и экологии
Курсовая работа
на тему:
«Выращивание из семян некоторых видов рода Рододендрон
(Rhododendron L.) - рододендрон крупнейший (Rh. maximum L.) и японский (Rh. japonicum (A. Gray) Suring) »
Выполнила:
студентка 3 курса
специальности «Биология»
специализации «Ботаника»
Научный руководитель: ЮЛИЯ БОНДАРЬ
Брест, 2010 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Общая характеристика работы
Глава 1 Особенности роста и развития рододендронов
1.1 Семенное размножение рододендронов
Глава 2 Биология прорастания семян и развития проростков
2.1 Материал исследования
2.2 Методы исследования
2.3 Особенности прорастания семян
2.3 Морфология семени и проростка
Заключение
Литература
Общая характеристика работы
Для успешного выращивания рододендрона в культуре и правильного его использования необходимо знать закономерности роста этого растения, сроки заложения и формирования у него почек, особенности цветения и плодоношения, отношение рододендрона к экстремальным условиям среды и многие другие вопросы биологии, которые, к сожалению, до сих пор мало изучены.
Сезонное развитие растений тесно связано с изменениями погодных условий района произрастания. Начало вегетации зависит от теплового режима весны. Так, поздние весенние заморозки в нечерноземной зоне могут повредить нежные бутоны и молодые листья рододендрона, рано начинающие развиваться. В Москве начало вегетации у большинства видов рододендрона приходится на конец апреля или первую половину мая. Конец вегетации отдельных растений наступает в сентябре или в октябре с приходом осенних холодов. Биологической особенностью высокогорных растений (например, рододендрона золотистого и Кочи) является прохождение сезонного развития, как в природе, так и в культуре в сжатые сроки. Среди интродуцированных в Москве видов рододендрона выделяются 6 фенологических групп по срокам начала и окончания вегетации. Каждая феногруппа объединяет растения, близкие систематически или из определенных районов естественного произрастания. Например, многие поздно заканчивающие вегетацию растения имеют естественное распространение в Юго-Восточной Азии или на Тихоокеанском побережье Северной Америки. Наиболее перспективными для интродукции в Москве оказались растения с ранними сроками начала и окончания вегетации, а также с поздним началом вегетации и ранним окончанием вегетации и соответствием ритма развития сезонным изменениям погоды в районе интродукции. Эти растения имеют чаще всего короткий период вегетации (50?80 дней).
Потребность в определенном количестве тепла для прохождения той или иной фазы развития является приспособительным свойством растений. Известно, что ритм развития сложился в результате формирования и расселения вида в определенных климатических и экологических условиях, поэтому при переносе растений в новые условия (в культуру) реакция их может быть различной и отличаться от поведения местных видов.
Ритм развития - косвенный показатель соответствия интродуцентов новым условиям существования. Приближение ритма интродуцированных растений к ритму видов местной флоры служит надежным диагностическим признаком для прогноза успешности введения их в культуру. Виды со сходными длительностью и сроками начала и окончания вегетации, а также с одинаковым направлением смен вегетации и покоя относятся к одному феноритму, например, рододендрон желтый и рододендрон японский, рододендрон пукханский и рододендрон Вазея, рододендрон даурский и рододендрон камчатский. Они образуют группу с продолжительным периодом вегетации в Москве (от 130 до 175 дней) [1].
В Республике Беларусь период вегетации (от опыления до раскрытия коробочек) составляет в среднем 160?180 дней [13, с. 159].
Ежегодный рост годичных побегов древесных растений - необходимый элемент общего роста и развития растения. Период роста побегов связан с высокой интенсивностью физиологических процессов. В этот момент важно снабжать растения водой и минеральным питанием. Многолетние наблюдения показали, что величина прироста снижается после засушливого года, что может в определенной мере характеризовать засухоустойчивость рододендрона, а также является показателем приспособительной реакции растения к новым экологическим условиям.
Растущие виды размножают семенами, а сортовые только вегетативно - черенкованием, прививками, отводками и делением куста. Это обеспечивает сохранность ценных качеств растений, что не всегда удается при семенном размножении. Однако способы вегетативного размножения достаточно сложны и не всем доступны.
Вегетативное размножение - древний способ выращивания новых растений от побегов, листьев, почек, корней. При вегетативном способе размножения цветение наступает значительно раньше, чем при семенном.
Прививка ? самый известный способ вегетативного размножения рододендрона, так как он сохраняет сортовые качества растений. Прививкой размножают сорта листопадных и вечнозеленых видов рододендрона.
Размножение рододендрона культурой тканей впервые применили в конце прошлого столетия. Над размножением рододендрона культурой изолированных тканей много работают голландские, немецкие, польские и американские специалисты [1]. Масс-клональное размножение является одним из наиболее перспективных. В нашей стране масс-клональное размножение пока не получило широкого распространения [14, с. 44]
Размножение рододендрона делением куста применяется крайне редко, так как этот способ дает очень мало растений. Чаще всего им пользуются садоводы-любители. Маточный куст лопатой делят на несколько частей в зависимости от размеров куста и числа побегов [1].
Преимущества семенного размножения заключаются в том, что растения, выращенные из семян, развиваются лучше. Кроме того, растения, полученные из семян местной репродукции, отличаются большей зимостойкостью, чем выращенные вегетативным путём. Семенной способ размножения чаще всего используют для массового производства видов. Плодики содержат большое количество семян и поэтому достаточно иметь на одном растении несколько плодов, чтобы получить большое количество растений. Однако семенному способу размножения присущ один недостаток: растения зацветают на 4-6-й год (жёлтый), а некоторые (золотистый) - на 8-10-й год. При вегетативном же размножении цветение наступает гораздо раньше [2, с. 15].
В Белоруссии рододендроны отсутствуют в озеленении, не смотря на то, что климатические и почвенные условия здесь более или менее благоприятны для культивирования некоторых видов этих кустарников. По-видимому, основным препятствием внедрения их является отсутствие данных о биологии роста и развития, а также о способах их размножения [7, с. 132].
Цель работы: Выявить особенности роста, развития и размножения рододендронов, а также определить наиболее благоприятные условия и способы ухода за данными видами в условиях Юго-западной части Бугско-Полесского региона. Разработав методику исследования, проанализировать и обработать материал, что в дальнейшем поможет провести анализ анатомического строения листа, выявить диагностические признаки, а также разработать практические рекомендации по культивированию видов данного рода.
Глава 1. Особенности роста и развития рододендронов
Рост побегов у рододендрона разных видов начинается неодновременно. У большинства растений рост побегов начинается в первой половине мая и завершается образованием цветочной или вегетативной почки в конце лета. Максимальная разница между началом роста побегов у рододендрона составляет 25 дней. Величина годичного прироста и продолжительность роста побегов изменяются по годам. Оба показателя связаны с погодными условиями. К тому же на одном и том же растении прирост побегов, расположенных в разных частях кроны, также неодинаков.
Выделено 5 групп по продолжительности роста побегов рододендрона. К I группе отнесены растения с очень коротким (до 30 дней) периодом роста. II группе принадлежат растения, имеющие небольшую продолжительность роста побегов (от 31 до 45 дней). III группа растений характеризуется средней продолжительностью роста (46?55 дней). Длительный период (56?75 дней) и очень длительный (76?90 дней) имеют соответственно растения из IV и V группы. Коротким периодом роста и слабым приростом побегов (1,8?3,0 см) характеризуются рододендрон Кочи и жестковолосистый. Длительный и очень длительный период роста имеют рододендрон желтый и японский. Максимальные приросты в Москве у рододендрона крупнейшего (11,3 см), рододендрона канадского (10,0 см), рододендрона японского (9,5 см). У некоторых растений, в том числе у рододендрона Кочи и жестковолосистого, можно наблюдать вторичный рост побегов, который нередко продолжается до наступления осенних заморозков и ими же прекращается. С физиологической точки зрения вторичный рост побегов объясняется наличием благоприятных почвенно-климатических условий после окончания весеннего роста, а также историческим происхождением вида.
Немаловажное значение для биологической характеристики растений имеет темп роста. В течение ряда лет проводилось изучение динамики роста побегов отдельных видов и образцов рододендрона различного географического происхождения, выяснялась зависимость роста побегов от метеорологических условий вегетационного периода. Проведено сравнение данных текущего года со средними многолетними.
Рододендрон крупнейший интенсивно растет в начале вегетационного периода, а затем кривая его роста становится более плавной. У рододендрона Шлиппенбаха идет постепенное нарастание побега, и прирост достигает максимальных размеров к середине лета. У рододендрона канадского первые три недели весной рост плавный. Резкое увеличение прироста происходит к середине июня и продолжается до середины июля, вплоть до завершения роста побегов [1].
В климатических условиях Европы весеннее отрастание рододендрона остроконечного приурочено к первой половине мая. Молодые побеги ржаво-бурые, коротко пушистые, покрытые сидячими округлыми чешуевидными желёзками. Годичный прирост составляет 10?15 см. Побеги, расположенные в нижней части кроны, заканчивают рост рано, в верхней - продолжают вегетировать до августа включительно. К середине июня закладываются верхушечные почки на побегах средней и нижней частей куста. К концу лета или в начале осени формируются почки вегетации будущего года. Таким образом, рододендрон остроконечный в Европе начинает вегетацию рано и заканчивает поздно [16, с. 11].
Расти медленно или быстро ? это биологическая особенность вида. Она проявляется как на ранних стадиях выращивания сеянцев рододендрона, так и у взрослых растений, как в природе, так ив культуре.
При сопоставлении характера роста побегов рододендрона с температурой воздуха и количеством выпавших осадков в Москве становится очевидным, что рост растений начинается при средней температуре воздуха 7?8°С и 12 мм количества осадков. Интенсивный рост побегов наблюдается при температуре 15?16°С и 20?25 мм (максимально 110 мм) осадков. Рост многих растений прекращается при температуре 18?20°С и 1?7 мм осадков, иногда рост отдельных растений замирает лишь при первых осенних заморозках. Неуспевшие одревеснеть побеги, как правило, зимой обмерзают.
Одновременно с ростом побегов наблюдается рост листьев. Полное облиственение у большинства видов рододендрона наступает в конце мая или в июне. Осенняя окраска листьев у многих листопадных видов рододендрона появляется в конце июля и усиливается в августе ? сентябре. Вечнозеленые рододендроны сохраняют листья в течение 2 лет и более. Летом их окраска также меняется. Нижние листья рододендрона кэтевбинского становятся красными. У рододендрона Смирнова, короткоплодного и крупнейшего листья приобретают желтую окраску. Старые листья частично опадают, когда молодые листья полностью сформированы. Сохранность листьев на побегах ? один из показателей состояния растений. В засушливый период листья рододендрона теряют тургор, поникают, при поливе же восстанавливаются.
Формирование почек ? важный этап в развитии растений. В период интенсивного роста побегов и листьев в пазухах последних образуются бугорки будущих вегетативных почек. Они закладываются на побегах весеннего роста. После окончания роста на верхушке побега закладывается генеративная почка, реже она формируется в пазухах 2?3 верхних листьев. Почки образуются при высокой температуре воздуха, в среднем около 20°С. Период их формирования 1,5?3 месяца. В июле ? августе они вполне сформированы и отличаются друг от друга.
Вегетативные почки имеют форму от конусовидной до короткояйцевидной, размеры длины и ширины ее у рододендрона понтийского соответствуют 16,0 и 6,0 мм, у рододендрона кавказского 11,0 и 4,5 мм. Под кроющими чешуями на верхушке укороченного побега находится 5?13 зачаточных листов, имеющих форму и основную структуру взрослого листа.
Цветочные (генеративные) почки имеют форму от конусовидно-яйцевидной до почти округлой. Они значительно крупнее вегетативной [1].
В развитии генеративной почки установлено четыре периода: дифференциация, глубокий покой, вынужденный покой, распускание [3, с. 46].
При формировании цветка первыми появляются в виде двух бугорков прицветники. Увеличиваясь и вытягиваясь в длину, они огибают точку роста цветка с двух сторон и полностью прикрывают ее. Точка роста увеличивается в объеме, возникают чашелистики, за ними ? лепестки, которые обгоняют в росте первые, затем появляются бугорки тычинок и плодолистики, вершина которых вытягивается, образуя столбик. К этому времени приурочено разрастание нижней части гинецея, и образование гнезд завязи.
У большинства видов рододендрона формирование покровных чешуи наблюдается во второй половине июня, а появление первых цветочных бугорков ? в начале июля. В конце июля лепестки венчика образуют закрытый цветок. Осенью можно видеть окрашенные бутоны, однако яркая окраска появляется лишь весной, когда цветок освобождается от почечных чешуй, прикрывавших его зимой.
Количество дней после отцветания или продолжительность развития генеративных органов у рододендрона кэтевбинского 32 дня, у рододендрона канадского 45 дней, у рододендрона японского 80 дней. Для образования тетрад пыльцы после отцветания рододендрона Смирнова проходит около 54 дней, 102 дня необходимы рододендрону японскому. В зиму растения уходят с полностью сформированными цветками. Цветение и плодоношение определяются факторами внешних условий, при которых формируются генеративные органы.
У многих видов рододендрона цветки собраны в соцветия, которые представляют собой ось со спирально расположенными на ней цветками. Форма соцветий зависит от длины оси, количества цветков и длины цветоножки. Например, у рододендрона кавказского цветки собраны в щитковидные соцветия, у рододендрона желтого ? в зонтиковидные. У рододендрона понтийского чаще встречаются кистевидные соцветия, т.е. цветоножки нижних цветков длиннее верхних, поэтому цветки располагаются почти на одной высоте. Ось соцветия голая или слабо опушенная, длиной 2,5?8,0 см.
Распускание цветков в соцветии происходит от краев к вершине (центру). Количество цветков в соцветии у разных видов рододендрона различно: у рододендрона понтийского ? около 30, у рододендрона желтого до 20, у рододендрона индийского 1?2 цветка. Чаще всего соцветия занимают верхнюю часть побега. У рододендрона округлого листья находятся под цветками. У рододендрона белоцветкового цветки расположены ниже листьев. У рододендрона прутьевидного цветки помещаются в пазухах листьев, а у рододендрона даурского они сосредоточены в пазухах только 2?3 верхних листьев.
Цветение является одним из главных показателей успешной адаптации растений к новым условиям при интродукции. Цветение и плодоношение ? также важнейший этап сезонного развития. Разные виды рододендрона в открытом грунте цветут в разные сроки и при удачном подборе их в насаждениях можно в течение 3 месяцев любоваться разноцветным, ярко и пышно цветущим садом. Оптимальная влажность воздуха и почвы в период цветения значительно удлиняет время цветения.
Рододендрон ? типичное гидрофильное растение, которому необходимо много воды в период вегетации, но особенно во время цветения и активного роста побегов, а также при подготовке к зиме. При правильном уходе они цветут ежегодно. Если после отцветания выламывать отцветшие соцветия, то в следующем году цветение будет, обильным. Чтобы добиться ежегодного и обильного цветения растений, нужно правильно и своевременно их удобрять. Известно, что виды рододендрона, произрастающие в тропических лесах на о-вах Калимантан и Новая Гвинея, цветут в любое время года. Для растений других географических широт характерен перерыв. Растения, интродуцированные в умеренной зоне, имеют период покоя роста и развития.
Многолетний опыт выращивания видов рододендрона из семян в Москве позволил нам выделить 3 группы по возрасту первого цветения: ранее 5-летнего возраста зацветают рододендрон даурский, желтый, камчатский, канадский, японский, с 6 до 10 лет ? рододендрон Вазея, древовидный, жестковолосистый, катевбинский, пукханский, Смирнова, Шлиппенбаха, с 11 до 15 лет ? рододендрон золотистый, короткоплодный, крупнейший, Кочи, ноготковидный, плотный и др. Таким образом, у многих растений рододендрона пора первого цветения наступает в возрасте до 10 лет, т.е. достаточно рано, что важно при оценке декоративности рододендрона.
В коллекции ГБС АН СССР преобладают растения со средними и поздними сроками цветения. Известно, что начало цветения связано с погодными условиями.
Последовательность цветения остается неизменной и служит дополнением к характеристике биологических особенностей растения. Составив цветения видов рододендрона в Москве, убеждаемся в том, что максимум цветущих растений приходится на середину мая или июнь.
Продолжительность цветения, как правило, зависит от погоды. В жаркую и сухую погоду период цветения сокращается. Например, рододендрон древовидный в 1977 г. цвел 11 дней, а в 1978 г. ? 31 день.
