Цель исследования – изучение особенностей наступления основных фенологических фаз развития, биоморфологических и репродуктивных показателей четырех таксонов ароматических растений из рода Monarda (Монарда): две разновидности M. didyma L. (м. двойчатая) – f. caerulea и f. rosea, разновидность M. fistulosa var. menthifolia (Graham) Fernald (м. дудчатая) и M. media Willd. (м. средняя). Исследования проводились в условиях культуры Южно-Уральского ботанического сада-института УФИЦ РАН в 2020–2022 гг. на материале коллекции «Ароматный сад». Исследование проводилось на 25 модельных растениях каждого таксона согласно методическим рекомендациям, разработанным для ботанических садов. Начало вегетации наступает в третьей декаде апреля. Продолжительность цветения изученных Монард составляет около месяца – со второй декады июля. Период от массового цветения до полного созревания семян составляет в среднем 45–50 дней. Масса 100 шт. семян M. fistulosa var. menthifolia составляет 0,04 г; у M. media – 0,038; у M. didyma f. caerulea – 0,039; у M. didyma f. rosea – 0,037 г. Наиболее высокорослой является M. didyma f. caerulea, низкорослой – M. didyma f. rosea, она по значениям большинства морфометрических параметров уступает другим таксонам монарды. Наибольшим числом цветков в соцветии, но меньшим количеством соцветий на генеративном побеге отличается M. media. Менее облиственными растениями характеризуется M. fistulosa var. menthifolia, при этом вид образует наименьшее число генеративных побегов. По определению успешности интродукции четыре образца рода Monarda, включенные в исследования, проходят полный цикл жизненного развития, показали себя высокоустойчивыми растениями.
пряно-ароматические растения, Monarda, таксон, фенология, биометрические и репродуктивные показатели, успешность интродукции
Введение. Усовершенствование ассортимента пряно-ароматических растений, которые характеризуются высокими хозяйственно ценными признаками, определяет необходимость их изучения с целью выявления адаптивных видов, разновидностей, сортов и форм. В связи с этим в Южно-Уральском ботаническом саду-институте УФИЦ РАН (г. Уфа) на базе коллекции пряно-ароматических растений («Ароматный сад»), состоящей из более 70 таксонов из семейств Lamiaceae Lindl., Asteraceae Dumort., Apiaceae Lindl., Rosaceae Juss. и других на протяжении многих лет проводятся интродукционные исследования представителей данной группы растений. Одним из новых и ценных является род Monarda L. (Монарда). На Южном Урала (Республика Башкортостан) растения данного рода выращиваются редко, их можно встретить в основном в садах садоводов и коллекционеров. Интерес к этим растениям в последние годы возрос, поскольку кроме лекарственных и пищевых свойств они отличаются высокой декоративностью соцветий. Благодаря этому высоко актуальна проблема исследования новых сортов, форм и разновидностей [1, 2].
Род Монарда включает свыше 20 видов растений, которые происходят из регионов Северной Америки. В основном Монарду культивировали как дикий бергамот, благодаря сходству с этим растением, которое имеет цитрусовый аромат. В растениях содержится много эфирного масла (в основном в соцветиях и листьях). Среди компонентов эфирного масла следующие: карвакрол, цимол, тимол, линалоол, лимонен и др. Также в растениях монарды выявлены горечи, дубильные вещества, витамины С, В1 и В2.
Использование монарды в жизни человека велико, растения отличаются пищевыми и лекарственными свойствами (душистая пряность для приготовления напитков, эфирные масла проявляют бактерицидную, антигельминтную, антибиотическую, иммуномодулирующую активность). Помимо этого монарда высоко декоративна благодаря разнообразной гамме окраски соцветий и продолжительному цветению (около месяца). Она применяется в ландшафтном дизайне не только в пряных садах, но и с успехом может украсить миксбордер.
Среди представителей рода Монарда – монокарпики и поликарпические растения до 1,5 м высотой, с зубчатыми, продолговато-ланцетными листьями, соцветия головчатые или кистевидные, цветки от белых до пурпурно-красных, плод – орешек [3–5].
Цель исследования – изучение особенностей наступления основных фенологических фаз развития, биоморфологических и репродуктивных показателей четырех таксонов группы ароматических растений из рода Monarda (Монарда): две разновидности M. didyma L. (м. двойчатая) – f. caerulea и f. rosea, разновидность M. fistulosa var. menthifolia (Graham) Fernald (м. дудчатая) и M. media Willd. (м. средняя).
Объекты и методы. Изучение некоторых биологических особенностей представителей Монарды выполнено в условиях культуры в Южно-Уральском ботаническом саду. В статье отражены результаты интродукции 2020–2022 гг. на материале коллекции «Ароматный сад». Исходный посадочный материал растений был выращен рассадным способом из семян, которые были получены по программе обмена семян ботанических садов: M. media (г. Волгоград, Россия), M. fistulosa var. menthifolia (Венгрия), разновидности M. didyma f. caerulea и f. rosea (г. Бишкек, Кыргызстан).
Климатические условия района интродукции (г. Уфа, Башкирское Предуралье):
– среднегодовая температура воздуха составляет 3,7 °С;
– сумма осадков – 590 мм;
– отрицательные средние месячные температуры – 5 месяцев в году;
– средняя январская температура –14,5 °С;
– абсолютный минимум –55 °С;
– средняя температура июля равна 19 °С;
– абсолютный максимум достигает 40 °С;
– безморозный период в среднем составляет 135 дней.
Город находится в переходных условиях от достаточного к недостаточному увлажнению, максимальное количество осадков выпадает в начале июля, минимум – в марте. Установление снежного покрова – в ноябре и держится в среднем 155 сут [6].
Изучение сезонного ритма роста и развития и оценку прохождения интродуцентами фенологических фаз проводили согласно методическим рекомендациям для ботанических садов [7–10]. При анализе количественных показателей использовали стандартные процедуры: средние арифметические М, ошибки средней арифметической m, коэффициент вариации CV, %. Изучение проводилось на 25 модельных растениях каждого таксона. Растения высаживались на участке рядами по схеме 70 × 30 см.
M. fistulosa var. menthifolia – родиной является северо-восток США. Это поликарпические растения, в природе растения достигают до 75 см высоты, листья яйцевидные или ланцетные, светло- зеленые, с красновато-пурпурной средней жилкой, цветки лавандовые или розово-лиловые, собраны в головчатое соцветие. Цветет в июле-августе.
M. media – вид произрастает в восточной части Северной Америки, включая восточную часть США и Онтарио в Канаде. Многолетник, побеги до 1 м, голые или слабо волосистые, листья яйцевидные или широколанцетовидные, цветки красновато-пурпурные, собраны в головчатое соцветие. Цветет в июле-августе.
M. didyma – вид распространен на востоке Северной Америки, натурализовался на северо-западе США, в Европе и Азии. Это поликарпическое травянистое растение высотой до 1,5 м. Листья овально ланцетной формы, по краю зазубренные. Соцветие головчатый тирс, цветки фиолетово-лилового или розовато-сиреневого цвета [11–14].
Результаты и их обсуждение. Изученные таксоны монарды выращены нами из семян, были посеяны в третьей декаде марта (22.03) в условиях зимней отапливаемой теплицы, всходы появились через 7–10 дней. На коллекционный участок в открытый грунт растения высажены во второй декаде мая.
При выявлении успешности интродукции растений в определенных условиях их важным показателем является прохождение полного жизненного цикла развития. Наступление основных фенофаз таксонов растений подчинено конкретным климатическим особенностям новых мест произрастания.
Изучены особенности развития четырех представителей Монарды в условиях Южно-Уральского ботанического сада и установлены календарные даты основных фенофаз. Монарды являются длительновегетирующими весенне-летне-осенне-зелеными растениями с периодом зимнего покоя, весенним сроком пробуждения, среднелетнего периода цветения. Длительность вегетационного периода в среднем 6,5–7 месяцев. Выявлено, что наступление основных фаз развития у разных таксонов различно. Появление побегов весной отмечено в среднем в третьей декаде апреля (22.04–27.04), среди изученных таксонов раньше всех в фазу массовой бутонизации вступают M. fistulosa var. menthifolia и M. didyma f. caerulea (05–07.07), позже M. media (12.07) и M. didyma f. rosea (18.07). Массовое цветение у M. fistulosa var. menthifolia отмечено 10.07, у M. didyma f. caerulea – 12.07, у M. media – 17.07, у M. didyma f. rosea – 23.07. Продолжительность цветения составляет около месяца. Период от массового цветения до полного созревания семян составляет в среднем 45–50 дней. Масса 100 шт. семян M. fistulosa var. menthifolia составляет 0,04 г; у M. media – 0,038; у M. didyma f. caerulea – 0,039; у M. didyma f. rosea – 0,037 г.
Результаты морфометрии представлены в таблице 1, при анализе которой выявлено, что наиболее высокорослой является M. didyma f. caerulea, низкорослой – M. didyma f. rosea, она по значениям большинства морфометрических параметров уступает другим таксонам монарды. Наибольшим числом цветков в соцветии, но меньшим количеством соцветий на генеративном побеге отличается M. media. Менее облиственными растениями характеризуется M. Fistulosa var. menthifolia, при этом вид образует наименьшее число генеративных побегов.
Таблица 1
Показатели морфологических признаков
|
Параметр |
M. fistulosa var. menthifolia |
M. media |
M. didyma f. caerulea |
M. didyma f. rosea |
||||
|
M±m |
Сv, % |
M±m |
Сv, % |
M±m |
Сv, % |
M±m |
Сv, % |
|
|
Высота растения, см |
71,3±0,81 |
3,0 |
102,1±1,96 |
5,1 |
109,1±0,59 |
1,4 |
51,0±0,12 |
2,2 |
|
Толщина побега, см |
0,3±0,02 |
14,9 |
0,5±0,02 |
13,5 |
0,4±0,02 |
15,1 |
0,2±0,01 |
11,7 |
|
Длина листа, см |
10,0±0,13 |
3,5 |
9,7±0,21 |
5,8 |
11,8±0,14 |
3,2 |
6,7±0,14 |
5,9 |
|
Ширина листа, см |
2,1±0,04 |
5,2 |
2,7±0,09 |
8,4 |
3,9±0,07 |
4,7 |
1,8±0,07 |
10,8 |
|
Высота соцветия, см |
3,7±0,07 |
5,1 |
4,0±0,07 |
4,5 |
4,0±0,06 |
4,3 |
3,5±0,06 |
4,4 |
|
Диаметр соцветия, см |
6,7±0,16 |
6,3 |
6,7±0,08 |
3,1 |
6,8±0,09 |
3,4 |
3,8±0,19 |
12,9 |
|
Длина цветка, см |
2,9±0,12 |
11,0 |
2,9±0,06 |
5,1 |
3,5±0,06 |
4,2 |
2,6±0,04 |
4,1 |
|
Число цветков в соцветии, шт. |
237,6±0,95 |
1,1 |
267,7±1,82 |
1,8 |
169,7±1,61 |
2,5 |
119,4±2,13 |
4,7 |
|
Число соцветий на 1 генеративном побеге, шт. |
4,3±0,42 |
26,0 |
5,0±0,44 |
23,1 |
5,7±0,47 |
21,9 |
5,6±0,52 |
27,1 |
|
Число генеративных побегов, шт. |
15,7±0,81 |
13,6 |
29,7±1,02 |
9,1 |
38,7±0,78 |
5,3 |
34,1±0,96 |
7,5 |
|
Число листьев на 1 генеративном побеге, шт. |
48,1±0,83 |
4,6 |
112,9±1,30 |
3,0 |
97,4±0,84 |
2,3 |
56,6±2,85 |
13,3 |
Примечание: M – среднее значение параметра; m – ошибка среднего значения параметра; Сv – коэффициент вариации.
Было установлено, что часть морфологических признаков характеризуется нормальной степенью варьирования (Сv – 5,1–27,1 %). Такие признаки, как высота растения, длина и ширина листа, соцветия, число листьев и цветков, длина цветка, характеризуются небольшим варьированием (Сv – 1,1–4,7 %).
При анализе наблюдений по годам исследования за ростом и развитием изученных четырех образцов монарды оценена успешность их в условиях выращивания (табл. 2). Оценка проведена согласно Р.А. Карписоновой [15] и Л.И. Томиловой [16]. Ими предложены шкалы, учитывающие семь признаков состояния растений (трехбалльная система: 1 – наихудшее состояние, 2 – удовлетворительное, 3 – наилучшее). Выделены три группы: малоперспективные (МП – 10–13 баллов), перспективные (П – 14–17 баллов), очень перспективные (ОП – 18–21 баллов).
Таблица 2
Оценка успешности и перспективности интродукции
|
Вид |
Интенсивность плодоношения |
Всхожесть семян |
Семенное размножение |
Вегетативное размножение |
Габитус в культуре |
Повреждаемость болезнями и вредителями |
Зимостойкость |
Сумма баллов |
Перспективность |
|
M. fistulosa var. menthifolia |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
21 |
ОП |
|
M. media |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
21 |
ОП |
|
M. didyma f. caerulea |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
21 |
ОП |
|
M. didyma f. rosea |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
21 |
ОП |
Примечание: ОП – очень перспективные.
Исходя из табличных данных по определению успешности интродукции, четыре образца рода Monarda, включенные в исследования, показали себя высокоустойчивыми растениями.
Заключение. Культура рода Monarda сравнительно недавно известна в растениеводстве России, но при многочисленных ее достоинствах (благодаря наличию эфирных масел используется как пищевое, лекарственное растение и декоративное растение) особого внимания до сих пор она не привлекала. Для изученных четырех представителей рода Monarda характерно прохождение полного жизненного цикла развития, включая образование семян. Монарды являются длительновегетирующими весенне-летне-осенне-зелеными растениями с периодом зимнего покоя, весенним сроком пробуждения, среднелетнего периода цветения. Изученные интродуценты показали себя высокоустойчивыми растениями к климатическим условиям, болезням и вредителям. Это свидетельствует об их перспективности для культуры и размножения для города Уфы и других городов Южного Урала.
1. Анищенко И.Е., Жигунов О.Ю., Ишбирдина Л.М. Некоторые малоиспользуемые пряно-ароматические растения Башкирского Предуралья // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2019. № 3 (51). С. 6–9.
2. Анищенко И.Е., Жигунов О.Ю. Интродукция трех видов пряно-ароматических растений семейства Lamiaceae Lindl // Аграрная Россия. 2021. № 8. С. 15–18.
3. Степуро М.Ф. Монарда – нетрадиционное пряновкусовое растение // Наше сельское хозяйство. 2022. № 15 (287). С. 20–23.
4. Grzeszczuk M., Stefaniak A., Wesołowska A. Biological value and essential oil composition of two Monarda species flowers // Acta Scientiarum Polonorum. Hortorum Cultus. 2020. Vol. 19. № 4. P. 105–119.
5. Кустова О.К. Селекция и культивирование Monarda × hybrida hort. в Донецком ботаническом саду // Научные труды Чебоксарского филиала Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина РАН. 2017. № 9. С. 121–123.
6. Растения Южно-Уральского ботанического сада-института УФИЦ РАН. Уфа: Мир печати, 2019. С. 11–12.
7. Догадина М.А. Новое в методике декоративных растений // Аграрная наука – основа инновационного развития растениеводства: мат-лы нац. (Всерос.) науч.-практ. конф. студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов. Орел, 2020. С. 56–59.
8. Вронская О.О., Роднова Т.В. Интродукция редких и исчезающих видов в Кузбасском ботаническом саду // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. 2019. № 18. С. 566–569.
9. Рекомендации по унификации фенологических наблюдений в России / А.А. Минин [и др.] // Nature Conservation Research. Заповедная наука. 2020. Т. 5, № 4. С. 89–110.
10. Черемушкина В.А., Барсукова И.Н. Ритм сезонного развития и малый жизненный цикл Prunella vulgaris L. (Lamiaceae) в Хакассии // Журнал Сибирского федерального университета. Сер. Биология. 2020. Т. 13, № 1. С. 94–108.
11. Цибина А.С., Куркин В.А. Актуальные аспекты фармакогностического исследования травы монарды дудчатой (Monarda fistulosa L.) // Аспирантский вестник Поволжья. 2021. № 5–6. С. 132–140.
12. Карпухин М.Ю., Абрамчук А.В. Виды и сорта монарды (Monarda L.) в декоративном садоводстве // Аграрное образование и наука. 2019. № 3. С. 10.
13. Беспалько Л.В., Ушакова И.Т., Харченко В.А. Новые сорта пряно-ароматических культур семейства Яснотковые // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования. 2018. № 13. С. 20–25.
14. Кустова О.К. Интродукция и селекционное улучшение монарды гибридной в Донецком ботаническом саду // Новости науки в АПК. 2019. № 1–2 (12). С. 89–94.
15. Карписонова Р.А. Редкие виды травянистых растений широколиственных лесов СССР в Главном ботаническом саду // Бюл. ГБС АН СССР. 1979. Вып. 112. С. 54–59.
16. Томилова Л.И. Эндемики флоры Урала в Ботаническом саду в Свердловске // Бюл. ГБС. 1982. Вып. 126. С. 25–31.
