Морфогенез, фенология. 
Технология выращивания перспективной лекарственной культуры эхинацеи пурпурной на юге Казахстана

Введение

в культуру растений может быть успешной только при глубоком знании биологии, особенностей его онтогенеза и морфогенеза в зависимости и от экологических условий выращивания. Каждое растение имеет свою жизненную форму (биоморфу) со специфичным онтогенезом. Как признано сейчас, жизненная форма — глубоко экологическая категория, отражающая как историю формирования вида, так и его приспособленность к современным условиям обитания.

Впервые в условиях интродукции в Южном Казахстане изучен онтогенез Echinacea purpurea. Выделены и описаны следующие возрастные периоды и состояния: латентный (покоящиеся семена), виргинильный (проростки, ювенильные, имматурные, молодые вегетативные растения), генеративные (молодые, средневозрастные и старые генеративные растения).

Этапы онтогенеза Латентный период (Se). Плод — небольшая четырехгранная серовато-бурая семянка. Семена клиновидные, иногда несколько искривленные, четырехгранные или округло-четырехгранные с суживающимся основанием. Поверхность шероховатая, слабопродольноморщинистая, матовая.

Виргинильный этап (v).

Проростки (p). Семена, посеянные осенью, дают всходы весной после полного прогревания почвы до 15⁰С, а посеянные весной, появляются через 15−18 дней, в апреле-начале мая. В период прорастания семени на микропилярной его части появляется трещина. Через нее выходит нежный первичный корешок, на котором появляется масса корневых волосков. После укоренения корешка начинается усиленный рост гипокотиля, который выпрямляясь, выносит заключенные в семенную кожуру семядоли над поверхностью почвы. Семядоли мясистые, крупные, короткие, широко-овальные, пластинки семядолей сверху светло-зеленые, снизу темнее, длиной 0,9 см и шириной 0,5 см, на верхушке закругленные, на широких и коротких черешках зеленого цвета, по краю неравномерно и сглаженно-зубчатые, а затем перисто-раздельные. Гипокотиль 1,5−2,0 см длины и 0,1 см ширины. Корень стержневой углубляется в почву на глубину 2,5 см.

Первый лист появляется на 13−15 день, а через две неделивторой. Первый лист простой продолговато — яйцевидный, по краю слегка волнистый с небольшими зубчиками, 1,3 см длины, 1,0 см ширины. Листорасположение супротивное. Семядоли отмирают в середине мая. Ювенильные особи (j) характеризуются развитием 3 — 4 листьев 6,5 см длины, 3,0 см ширины.

Имматурный этап (im).

К концу июня растения образуют розетку из 6−7 короткочерешковых листьев, 9−11 см длины и 4−6 см ширины, междоузлия короткие, 0,5−0,6 см длины. В конце июля за ювенильными появляются крупные длинночерешковые продолговато-яйцевидные с оттянутой верхушкой листья, на нижней стороне с пятью сильно выступающими жилками, длиной 20,0−22,0 см, шириной 9,0−9,1 см. Главный корень — цилиндрический, по мере развития растений начинает ветвиться.

Виргинильный этап (v) завершается заложением терминальной почки формирующей генеративный побег. Отмечается цветение от 10 до 25% растений. К концу вегетации высота растений составила 35,0−37,0 см, длина листа 27,0−28,0 см, ширина 9,0−9,2 см. Растения уходят под снег с зелеными листьями. После отмирания побега почку защищают остатки черешков. Почки возобновления находятся на уровне почвы, что по классификации Раункиера характерно для гемикриптофита 58.

Генеративный период (g).

На втором году жизни зацветает 85% растений, на третьем году цветут все растения. Массовая бутонизация приходилась на середину мая. Сроки цветения колеблются в зависимости от погодных условий: при ранней весне с 15 мая, при поздней с 20−25 мая (g1). Эхинацея пурпурная формирует крупные соцветия: верхушечные длиной 8−13 см, боковые 6−10 см. Краевые цветки язычковые, длиной до 5 см, бесплодные, трубчатые, длиной до 15 мм, с пятизубчатым венчиком (рис.3).

На двулетних генеративных побегах формируется 4−5 соцветий, на трехлетних — 5−6 (g2). Соцветия на растении распускаются не одновременно: первыми зацветают верхушечные корзинки, боковые соцветия нижнего яруса распускаются после того, как отцветут верхушечные корзинки. Продолжительность цветения 2−2,5 месяца, с конца мая до середины августа. Продолжительность цветения одного соцветия в среднем 45 дней, только половина цветков в соцветии завязывает полноценные семена.

По данным Р. У. Мамыковой и О. А. Ашурметова /59/ в среднем на одном растении за период вегетации формируется 13 корзинок, масса семян с одной корзинки 0,62−0,65 г. Наблюдается увеличение числа и размеров розеточных листьев и высота растений.

В середине июля растения достигают в питомнике от 75,0 до 117,0 см высоты, стебли одиночные, голые. Стеблевые листья постепенно уменьшающиеся к верхушке стебля, очередные черешковые, яйцевидно-ланцетные, остроконечные с тремя хорошо выраженными жилками. Длина междоузлий длиннометамерных побегов в базальном, среднем, верхнем ярусах от 4,4 до12,6 см. Длина листа в этих же ярусах составила от 5,4 до 13,7 см, при ширине от 2,2 до 5,5 см (табл.2). Из пазушных почек в среднем ярусе развиваются побеги II порядка, каждый из которых несет корзинку. Ветвление базитонное, нарастание побегов моноподильное.

Продолжительность вегетационного периода 150 — 155 дней. Затем плодоносящая часть побегов и зона удлиненных междоузлий отмирают сначала на 70%, а затем до уровня почек возобновления (рис.2). Корни вертикальные, тонкие, около 17−23 см длины, корневища короткие, горизонтальные, около 6−8 см длины, более старые, ветвистые (рис.4).

Каждый куст эхинацеи пурпурной в морфологическом отношении представляет собой систему полициклических и ежегодно сменяющихся монокарпических побегов.

Рисунок 3 Этапы онтогенеза Echinacea purpurea.

Рисунок 4 Корневая система Echinacea purpurea на третьем году вегетации.

Таблица 2. Морфологическая характеристика типов побегов.

Фенологические наблюдения могут показать, насколько интродуцированные растения соответствуют климатическим условиям новой области, где их выращивают впервые. Познание ритмики развития видов различной экологии помогает понять пути их адаптации к среде обитания.

Прохождение фенофаз тесно связано со всем комплексом погодных условий вегетационного периода, особенно с его температурным режимом, с влажностью воздуха и почвы.

Исследования 2013 года показали, что с установлением теплой погоды весной, обычно в середине марта начинается вегетация Echinacea purpurea, продолжительность которой более 1 — го года.

В генеративную фазу развития лишь 25% растений приступают в первом году жизни, но основная часть — на втором году.

Начало бутонизации Echinacea purpurea 5−10 мая.

При среднесуточной температуре воздуха 17−22 ⁰С и относительной влажности воздуха 55−65% приступает к цветению. Созревание плодов — в первой декаде августа, то есть, (от начала вегетации до созревания плодов) проходит у Echinacea purpurea 150−155 дней.

Фенологический спектр наглядно показывает продолжительность отдельных фаз, время вступления растения в ту или иную фазу и характер их протекания, особенности ритма развития (рис.5).

Таким образом, при интродукции в Южном Казахстане Echinacea purpurea проходит все этапы онтогенеза, сохраняет ритм развития, присущий ей в природных местах обитания, своевременно заканчивает вегетацию и цветение, что является важным моментом при интродукции.

Рисунок 5 Климатограмма и феноспектр Echinacea purpurea.