Эколого-биологические особенности Fragaria × Ananassa duch. В условиях севера (стр. 4 )

3.1.6. Влияние техногенных и природных радионуклидов на биологические свойства земляники

Известно, что воздействие ионизирующего излучения может приводить, с одной стороны, к генетической нестабильности, с другой стороны, обусловливать повышенную чувствительность к неблагоприятным воздействиям (Manti L., D’Arco A., 2010). Радионуклиды, как источник ионизирующего излучения, в случае аккумуляции различными органами и частями растений могли бы оказывать влияние на устойчивость растений к абиотическим и биотическим факторам среды (Козубов, Таскаев, 2002). В данном разделе приведены результаты по оценке содержания радионуклидов в различных частях растения земляники и сделаны первые шаги по выявлению связи между аккумуляцией радионуклидов и их воздействием на биологические свойства земляники.

Проведенные гамма-спектрометрические исследования показали, что основными органами растений, накапливающими изотопы радия (226Ra) и тория (232Th) являются столоны (усы) и дочерние растения (розетки), т. е. части растений с высокой пролиферативной активностью (табл. 5).

Таблица 5. Распределение радионуклидов в растениях, Бк/кг

Проба (сухая масса)	137Cs	40K	214Pb	226Ra	232Th	7Be
Листовой аппарат	3.3	593.0	22.3	4.2	6.3	141.5
Столоны (усы) без дочерних растений	7.2	426.5	77.1	111.3	60.5	24.4
Дочерние растения (розетки)	2.3	177.0	3.5	97.3	15.0	12.0
Чашелистики	33.0	424.5	89.6	21.4	27.0	110.5
Плоды	12.8	558.4	121.7	92.1	21.7	41.5

Бериллий (7Be) в основном аккумулировался в листьях и чашелистиках. Количество бериллия (7Ве) зависело от содержания его в атмосферных аэрозолях и осадках, и изменялось под влиянием метеорологических факторов, что свидетельствует о преимущественном поступлении его из атмосферы в вегетативный период и адсорбции за счет более развитой поверхности листьев растений и ворсистой поверхности чашелистиков. Накопление цезия (137Cs) отмечалось преимущественно в чашелистиках, а калия (40K) – в листьях.

В плодах также содержались исследуемые радионуклиды, но их количества были близкими к фоновым значениям и не превышали предел допустимых концентраций.

В результате проведенных исследований были обнаружены значимые связи (p<0.05) между радионуклидами и химическим составом плодов земляники: суммой сахаров и содержанием 214Pb, 232Th, 137Cs; кислотностью и 137Cs (r= -0.7). Повышение содержания 137Cs, 214Pb, 232Th, 40K, накопление которых в отдельных органах растений сопряжено с возрастанием содержания сахаров в плодах и, в случае накопления 214Pb, 226Ra, 232Th и 40K, с повышением массы сухого вещества (Мельник, Мартынова, 2008, 2009; Мартынова, Мельник, 2010) могло бы способствовать (в определенных дозах) повышению экологической устойчивости растения земляники. Эффекты воздействия 7Ве на химический состав плодов имеют альтернативный характер по сравнению с вышеперечисленными радионуклидами и, возможно, снижают жизнеспособность растений.

Полученные результаты показывают, что радионуклиды в природных средах могут влиять на биологические свойства земляники садовой, однако оценить их воздействие на степень устойчивости земляники к биотическим и абиотическим факторам среды представляется сложной задачей, поскольку можно ожидать двоякий эффект: снижение и повышение устойчивости, которые, скорее всего, должны детерминироваться, как и в случае устойчивости к болезням и вредителям, возрастными и генетическими особенностями.

3.2. Влияние биотических факторов на землянику садовую

Ведущую роль в Мурманской области по степени повреждения занимают грибные болезни: серая гниль – Botrytis cinerea Pers. ex. Fr., белая – Ramularia tulasnei Sacc., бурая – Marssonina potentillae Magn. и угловатая – Phomopsis obscurans Sutton. пятнистости листьев, мучнистая роса – Sphaerotheca macularis fragariae Magn. (табл. 6). Поэтому грибные болезни и вредители рассматриваются как основные биотические воздействия, влияющие на экологическую устойчивость растений земляники. В таблице 5 приведены данные по распространению и развитию болезней земляники садовой в различные годы.

Из таблицы 6 следует, что в условиях Мурманской области основным патогеном для растений земляники является серая гниль. По результатам исследований устойчивости сортов к биотическим факторам среды нами выделены следующие группы: устойчивые, среднеустойчивые и неустойчивые.

Таблица 6. Степень распространения (Р) и развития (R) болезней

земляники садовой, (%)

Болезнь	2006	2007	2008
P	R	P	R	P	R
Botrytis cinerea	25.0	25.0	42.0	28.5	56.8	40.6
Ramularia tulasnei	13.6	11.1	14.8	0.3	8.0	27.6
Marssonina potentillae	0	0	17.0	13.3	18.2	19.0
Phomopsis obscurans	0	0	17.0	14.2	19.7	19.4
Sphaerotheca macularis. fragariae	1.7	7.6	10.0	6.9	11.6	12.2

В группу устойчивых вошли сорта из I группы – Багряная, Мишутка, Росинка, Shuswap, Kurzemniece, Korona, Empire, Орлец, Калинка, Деснянка Кокинская, Отличница, Junija Smaids, Селянка, Rapella, Деданка и гибриды из III группы – 632-2, 818-11.

Сравнительное исследование степени влияния биотических и абиотических факторов на устойчивость растений к болезням показало, что возраст и генотип растений имеют решающее значение. Сила влияния данных факторов варьирует от 50.4% (устойчивость к серой гнили) до 72.5% (к белой пятнистости листьев), в то время как на долю абиотических факторов приходится от 27.5% до 49.6%, соответственно (табл. 7).

Из абиотических факторов среды, влияющих на устойчивость растений к серой гнили, бурой и угловатой пятнистости листьев ведущими является влажность воздуха, к белой пятнистости листьев – температура воздуха. Влияние абиотических факторов на развитие мучнистой росы нами не выявлено.

Таблица 7. Влияние абиотических факторов на распространение грибных заболеваний земляники садовой (многофакторный дисперсионный анализ)

Фактор	Влажность	Количество осадков	Температура воздуха	Биотические факторы	Общее
Botrytis cinerea
Сила влияния, %	23.3	13.3	13.0	50.4	100
p	<0.05	<0.05	<0.05
Phomopsis obscurans
Сила влияния, %	14.6	6.0	12.4	67.0	100
p	<0.05	0.2	<0.05
Marssonina potentillae
Сила влияния, %	9.0	5.1	13.4	72.5	100
p	<0.05	0.3	<0.05
Ramularia tulasnei
Сила влияния, %	9.0	5.1	13.4	72.5	100
p	0.1	0.4	<0.05

Примечание: жирным шрифтом выделены значимые факторы

Глава 3.3. Экологическая устойчивость земляники садовой в Мурманской области

В экологической литературе термин «экологическая устойчивость» используется в следующих значениях: 1) способность экосистемы сохранять при внешнем воздействии исходное состояние в течение некоторого времени -- инертность системы (резистентная устойчивость, буферность); 2) способность экосистемы переходить из одного состояния равновесия в др., сохраняя при этом внутренние связи – пластичность системы; 3) способность экосистемы возвращаться в исходное состояние после временного внешнего воздействия -- восстанавливаемость системы (упругая устойчивость, эластичность). Первые два понятия трактуются как адаптационная устойчивость, третье – как регенерационная. Эти определения трудно поддаются формализации в силу отсутствия исчерпывающей информации о текущих и переходных состояниях экосистем. Поэтому, для характеристики экологической устойчивости растения земляники, мы применили два критерия: зимостойкость и устойчивость к болезням и вредителям. Оценка этих показателей в баллах позволяет сравнивать между собой сорта по степени экологической устойчивости и отбирать оптимальные варианты для интродукции на Севере.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что в северных широтах и, в частности, в Мурманской области, основным критерием эффективности интродукции земляники садовой является экологическая устойчивость растений, определяемая сочетанием сроков начала цветения и началом созревания плодов, зимостойкостью и устойчивостью к патогенам. Дополнительным критерием является продуктивность, на которую следует ориентироваться при выборе интродуцентов в границах экологической устойчивости сорта. Проведенные исследования позволили выделить сорта, обладающие необходимыми атрибутами для успешной их интродукции в северных широтах (табл. 8).