Государственное учреждение дополнительного образования

«Областная детская эколого-биологическая станция»

г. Кемерово

ВЛИЯНИЕ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ НА ЗАВЯЗЫВАЕМОСТЬ И ВСХОЖЕСТЬ СЕМЯН ЗЕМЛЯНИКИ ЛЕСНОЙ

(FRAGARIA VESCA L.)

       



Автор:

11 класс МБОУ «СОШ № 37 имени »

Руководитель: ,

канд. биол. наук, педагог дополнительного

образования


2017

Содержание

Введение……………………………………………………………….3

Объект и методы исследования…………………………….....4 Характеристика района исследования………………………..6 Погодные условия вегетационного сезона…………………...7 Результаты и их обсуждения…………………………………..8

Выводы……………………………………………………………..…10

Литература………………………………………………………….…11

Приложения…………………………………………………….…..…12

Введение

Земляника лесная (Fragaria vesca L.) – экологически пластичный вид, способный произрастать в различных условиях, резко различающихся друг от друга. Она может расти как на очень бедных, так и на богатых почвах, по кислотности от очень кислых до слабощелочных, на почвах богатых и бедных азотом. Растет в осветленных лиственных лесах, на опушках, полянах, среди кустарников, на лугах, по откосам дорог, хорошо себя чувствует как на открытых, хорошо освещенных участках, так и в густой тени. Земляника обильно разрастается на вырубках и лесных пожарищах.

Земляника лесная  – широко распространена на территории России. Она быстро захватывает новую площадь, размножаясь вегетативно – усами, но интересным и достойным внимания является вопрос о семенном самоподдержании ценопопуляции. По утверждению (2000) в природных популяциях довольно хорошо выражен процесс полового размножения. Генеративные растения образуют большое количество жизнеспособных семян. Изучение семенного размножения позволит выявить биологические особенности и приспособительные возможности вида. Знание закономерностей развития растений изучаемого вида позволяет выявить возможности восстановления популяции [2].

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

В нашей работе представлены результаты одного года исследования.

Цель работы: Определить влияние условий произрастания и погоды на завязываемость и всхожесть семян Fragaria vesca L.

Задачи:

1) охарактеризовать завязываемость семян на одну ягоду и в целом по экотопу;

2) определить всхожесть и энергию прорастания семян прошедших стратификацию и без стратификации;

3) проанализировать влияние погодных условий вегетационного сезона на завязываемость семян земляники.

Объект и методы исследования

Земляника лесная (Fragaria vesca L.) – многолетнее травянистое растение из семейства розоцветных. Стебли прямостоячие, 15-20 см. высотой. Fragaria vesca - растение с открытыми почками, т. е. не имеет почечных чешуй. Подземная часть растения представлена коротким горизонтальным корневищем и многочисленными отходящими от него тонкими корнями. Листья с длинным черешком, тройчатые. Конечный верхушечный зубец на листочках выдается над остальными. Цветки белые до 2 см в диаметре, собраны в щитковидные соцветия. В каждом соцветии 3-5 цветков. Цветет в мае-июне, плоды созревают в июне-июле. Чашелистики на плодах растопыренные или отогнутые. Плод земляники – ложная ягода (фрага), которая образуется из разросшегося цветоложа, имеет яйцевидную или коническую форму, красного цвета. Плодами же являются семянки (орешки) расположенные на поверхности ягод [2].

Земляника лесная широко распространена в европейской части России и в Западной Сибири. Обычно земляника произрастает в разреженных лесах, лесных опушках, лугах [3].

Для семян земляники лесной характерен неглубокий физиологический покой. Семена чувствительны к свету [5].

Земляника имеет лечебные свойства. В ягодах содержатся сахара (фруктоза и глюкоза), лимонная, яблочная, аскорбиновая кислоты, каротин, пектиновые вещества. По накоплению железа, кальция, фолиевой кислоты (витамина В9), витамина Е, земляника стоит на первом месте среди других ягод и фруктов. В народной медицине используются не только ягоды, но и все части растения его стебли, соцветия, листья [8].

Исследования проводились во второй декаде июля 2016 года. Разметку пробной площадки проводили по методике геоботанических исследований размером 10м х 10м. Пробная площадка разбивалась по 1м2. Таким образом, площадь экотопа была разбита на 100 учетных площадок. Каждый квадрат обозначался буквенными и цифровыми значениями (А6 , Б1 и т. д.) [7].

Земляника была обнаружена на 14 учётных площадках. В пределах каждой учетной площадки собирали все ягоды. Сразу после сбора плоды раскладывались на картон для просушки. На картоне записывался номер ягоды и обозначение учётной площадки. Высушивание ягод проводили в тени. Для полного высыхания было достаточно 2 – 3 дня. После этого в плодах подсчитывали количество несформированных и выполненных семян. По их соотношению рассчитывали завязываемость семян (коэффициент семенификации).

Для составления характеристики погодных условий вегетационного сезона использовали данные сайта «Погода и климат…» [6].

Перед проращиванием семена стратифицировали в течение трех месяцев, при температуре +3єС [1,5]. Для опыта выбрали два варианта в 5 повторностях. Для каждой пробы отсчитывали по 100 выполненных семян.

После появления всходов определяли энергию прорастания и всхожесть сеянцев. На третий день подсчитывали количество всходов для определения энергии прорастания. Всхожесть стратифицированных и не прошедших стратификацию семян определяли на 10 день после прорастания семян.

Характеристика района исследования

Исследования проводились в районе села Подьяково Кемеровского района на территории спортивного лагеря «Солнечный Туристан». Село Подьяково расположено на правом берегу реки Томи. Согласно ботанико-географическому описанию район исследований относится к инско-томскому лесостепному району, для него характерно образование сосново-берёзовых и чистых сосновых боров [4].

Район исследований по классификации представляет собой сосновый лес травяной [9]. Самые высокие деревья сосна обыкновенная (Pinus silvestris) и сосна сибирская (Pinus sibirica). Высота их составляет от 30 до 40 и более метров, средний возраст древостоя по нашему определению – 60-70 лет, сомкнутость крон от 0,6 до 1,0 балла. Второй ярус образован рябиной обыкновенной и черёмухой обыкновенной. В подлеске отмечались калина обыкновенная, жимолось татарская, кизильник черноплодный, карагана древовидная, бузина красная. Четвёртый ярус спирея средняя, карагана кустарниковая, смородина красная, малина. Травянистый ярус представлен видами: сныть обыкновенная, подмаринник северный, зопник клубненосный, чина весенняя и чина Гмелина, осока большехвостая, дельфиниум, борец высокий, какалия копьевидная, дивясил высокий, купена лекарстнвенная, папоротник sp., василисник sp. [3].

Для исследований выбрано типичное для земляники место обитания - опушка хвойного леса, представляющая собой естественный склон около 30є. Площадь исследования расположена на территории спортивного лагеря и подвержена вытаптыванию. К антропогенным факторам в районе исследования можно отнести скашивание травы в течение всего вегетационного сезона. Высота травостоя составляет в среднем 15 см, в травяном ярусе доминирует осока большесховстая. Розетки земляники образуют более или менее выраженные скопления у стволов деревьев.

Погодные условия вегетационного сезона

Погодные условия во время исследования характеризуются отклонением от средних многолетних показателей [6]. В апреле установилась теплая погода с достаточным увлажнением. В среднем температура была выше на 5,8°С, а количество осадков превышало норму на 57 % (рис. 1).

В первой и во второй декаде мая температура приближалась к средним многолетним значениям. Цветение земляники лесной начинается в третьей декаде мая и продолжается в первой и во второй декаде июня. В конце мая температура воздуха составляла в среднем 15,6°С, а в первой декаде июня 17,4°С. Осадков в этот период выпало значительно меньше нормы (на 63 и 97 %) (прилож. 1, 2).

Созревание ягод у земляники лесной происходит в третьей декаде июня и продолжается до третьей декады июля. Температура воздуха в этот период отмечалась выше средних многолетних показателей до 21,4°С, а переувлажнение особенно в первой декаде июля составляло до 146 %. В целом вегетационный период 2016 г. характеризуется благоприятными условиями для развития и плодоношения земляники лесной. Во время цветения погода была теплая и сухая, а во время плодоношения высокая температура воздуха сочеталась со значительным переувлажнением.

Результаты и их обсуждения

На растениях земляники произрастающих в естественном местообитании на учетных площадках образовалось от 35 до 87 семян на одной фраге. Процент завязываемости семян в среднем по экотопу составил 91,2%. (табл.1).

Таблица 1.

Завязываемость семян Fragaria vesca L. в пределах экотопа

№ учетной площадки

Количество собранных ягод, шт.

Количество семязачатков в одной

ягоде, шт.

Количество

выполненных семян в

одной

ягоде, шт.

Завязываемость

семян,

%

А2

3

72,6

70,3

96,6

А6

4

43,0

40,3

94,2

А9

2

54,5

53,5

98,2

Б1

1

60,0

59,0

98,3

Б5

2

41,5

38,0

92,4

В1

5

50,6

49,6

98,1

В9

4

53,3

49,5

92,3

Г2

2

42,0

39,5

94,1

Г8

1

50,0

38,0

76,0

Г9

1

36,0

35,0

97,2

Д7

1

46,0

44,0

95,6

Д10

1

63,0

63,0

100,0

З5

1

87,0

80,0

91,9

К2

1

35,0

18,0

51,4

среднее по экотопу:

91,2

Таким образом, можно предположить, что сложившиеся погодные условия благоприятно повлияли на число семян сформированных на плодах земляники лесной собранных в естественном местообитании.

Проращивание семян позволяет оценить их всхожесть и способность популяции к семенному возобновлению. Семена земляники лесной характеризуются неглубоким физиологическим покоем. Это может проявляться в отсутствии прорастания или пониженной всхожести семян. Одним из наиболее действенных факторов нарушения такого типа покоя является холодная стратификация [5]. Собранные семена перед посевом стратифицировали при температуре +3°С, в течение 3 месяцев.

Семена, прошедшие стратификацию и не стратифицированные заложили на проращивание 15 декабря 2016 г. Первые полноценные проростки в первом варианте появились через 6 дней. Через 8 дней проклюнулись первые семена во втором варианте. Энергию прорастания определяли на третий день от начала появления всходов. У стратифицированных семян в среднем составила 39 %, не стратифицированных – 17 %. В последующие двое суток количество проросших семян увеличилось.

Всхожесть семян земляники, прошедших стратификацию составила в среднем 82,4 %, у семян без стратификации – 66,4 % (табл.2).

Таблица 2.

Влияние стратификации на всхожесть и

энергию прорастания семян Fragaria vesca L.

№

повторности

Семена прошедшие стратификацию при +3°С, в течение 3 месяцев

Семена без стратификации

энергия прорастания, %

всхожесть, %

энергия прорастания, %

всхожесть, %

1

47

89

19

63

2

43

76

12

64

3

30

68

9

81

4

35

85

21

70

5

38

94

23

54

среднее по опыту

38,6

82,4

16,8

66,4

Таким образом, у семян прошедших стратификацию выше энергия прорастания на 21,8 %, и всхожесть семян на 16 %.

Выводы

1. Количество сформированных семян у Fragaria vesca варьирует в пределах от 18 до 80 штук на одну ягоду. В целом по экотопу завязывание семян составило более 90 %.

2. Семена земляники лесной, прошедшие стратификацию имеют всхожесть 82,4 % в сравнении с не стратифицированными 66,4 %, и энергию прорастания больше на 21,8 %.

3. Высокий процент завязывания семян является результатом сухой (до – 97 %) и теплой (+15,6°С) погоды во время цветения, жаркой (+21,4°С) с достаточным (больше на 146 %) увлажнением в период плодоношения.

Литература

Особенности прорастания семян Fragaria vesca L. из нетипичных экотопов в Западной Сибири / // Сибирский экологический журнал, 2009. -№ 6. С. 863-868. Дубровная, природных популяций земляники лесной :Fragaria vesca L./ // Автореф. дис.  канд. биол. наук. – Йошкар – Ола, 2000.– 23 с. Определитель растений Кемеровской области / , , . – Новосибирск:  СО РАН,  2001. - 477 с. Растительность Кемеровской области: ботанико-географическое районирование. / – Новосибирск: Изд-во Зап.-Сиб. фил. АН СССР, 1949. – 167с. Справочник по проращиванию покоящихся семян. / , , . – Л.: Наука, 1985. – 347 с. Погода и климат. – Режим доступа: http://www. pogodaiklimat. ru/articles. php (дата обращнния: 15.11.2016). Простейшая методика геоботанического описания леса: Методическое пособие. /, . Москва, Экосистема, 1996, 17 с. Справочник по лекарственным растениям/ , , и др. – М.: Лесн. Пром-сть, 1988. – С. 138-141. Лесная типология. / // Методическое пособие по проведению учебно-исследовательской работы в системе дополнительного образования. – М.: Изд-во МНЭПУ, 1998 – 96 с.