Ассимиляционный аппарат вечнозелёных лиан в условиях влажных субтропиков России

В статье представлены результаты изучения морфофизиологических параметров ассимиляционного аппарата вечнозелёных лиан в условиях влажных субтропиков России. Объекты исследований –  Trachelospermum asiaticum (Siebold & Zucc.) Nakai, Trachelospermum jasminoides (Lindl.) Lem., Trachelospermum liukiuense Hatus., Clematis armandii Franch., Kadsura japonica (L.) Dunal и Akebia quinata (Houtt.) Decne., субтропические эндемики из Восточной Азии. Общепринятыми в физиологии растений методами в динамике изучались морфологические признаки – площадь и толщина листовой пластинки, физиологические признаки – содержание сухих веществ и основных фотосинтетических пигментов в листьях, интегральный параметр – удельная поверхностная плотность листа. Установлено, что вечнозелёные лианы имеют видовые и сезонные отличия в динамике морфофизиологических параметров ассимиляционного аппарата. В свою очередь изменение данных параметров напрямую зависит от гидротермических условий культивирования. Такие морфологические признаки, как площадь и толщина листовой пластинки, зависят от температуры и относительной влажности воздуха, соответственно, а физиологические (содержание сухих веществ, основных фотосинтетических пигментов) и такой интегральный параметр, как удельная поверхностная плотность листа, – от относительной влажности воздуха. Динамический характер изменения ряда морфофизиологических свойств растений, лежащих в основе адаптивности интродуцированных видов, коррелятивные связи между стрессорами абиотической природы и физиологическим состоянием растений позволяют выделить группу перспективных вечнозелёных лиан для целей декоративного садоводства в условиях влажного субтропического климата. Так, среди представителей рода Trachelospermum большим адаптивным потенциалом обладает T. asiaticum, однако в озеленении на побережье широко встречается менее устойчивый вид T. jasminoides. Менее распространённые в ландшафтном строительстве C. armandii, A. quinata и редкая для региона K. japonica должны размещаться с учётом микроклиматических особенностей объекта озеленения и экологических требований лиан.

1. Карпун Ю. Н. Сокровища парков Сочи. Сочи, 2004, 395 с.

2. Воронцов В. В. Роль института в изучении и внедрении новых перспективных цветочно-декоративных растений для открытого и закрытого грунта. Субтропическое и декоративное садоводство. 2008;41:28-31.

3. Мосияш А. С., Лугавцов А. М. Агроклиматическая характеристика Большого Сочи. Ростов/н. Д: Гидрометеоиздат, 1967, 247 с.

4. Tom L. McKnight, Darrel Hess. Climate Zones and Types: Тhe Köppen System. Physical Geography: A Landscape Appreciation. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2000, 200-201.

5. Карпун Ю. Н. Каталог культивируемых древесных растений Северного Кавказа. Сочи, 2003, 100 с.

6. Карпун Ю. Н. Субтропическая декоративная дендрология. СПб.: ВВМ, 2010, 580 с.

7. Карпун Ю. Н. Основы интродукции растений, Hortus Botanicus. 2004;2:17-32.

8. Келина А. В. Перспективы использования лиан в условиях влажных субтропиков России: Проблемы и перспективы исследований растительного мира: материалы международной научно-практической конференции молодых ученых, 13-16 мая, Ялта, 2014 г., Ялта: НБС, 2014, 147.

9. Келина А. В. Перспективные лианы для вертикального озеленения в субтропической зоне Черноморского побережья России. Субтропическое и декоративное садоводство. 2013;48:51-57.

10. David C. Shaw. Forest Canopies, 2004, 73-101. DOI:10.1016/B978-012457553-0/50008-3

11. Barik S. K., Dibyendu Adhikari, Chettri A., Singh P. Diversity of Lianas in Eastern Himalayas and North-Eastern India. Biodiversity of Lianas, 2015, 99-121. DOI:10.1007/978-3-319-14592-1_7

12. Parthasarathy N., Vivek P., Muthumperumal C., Muthuramkumar S., Ayyappan N. Biodiversity of Lianas and Тheir Functional Traits in Tropical Forests of Peninsular India. Biodiversity of Lianas, 2015, 123-148. DOI:10.1007/978-3-319-14592-1_8

13. Jaqueline Durigon, Silvia T.S. Miotto, Ernesto Gianoli. Distribution and traits of climbing plants in subtropical and temperate South America. Journal of Vegetation Science, 2014;25(6):1484-1492. DOI:10.1111/jvs.12197

14. Yun-Bing Zhang, Da Yang, Ke-Yan Zhang et al. Higher water and nutrient use efficiencies in savanna than in rainforest lianas result in no difference in photosynthesis. Tree Physiol. 2022;42(1):145-159. DOI:10.1093/treephys/tpab099

15. Шлык А. А. Определение хлорофилла и каротиноидов в экстрактах зелёных листьев. Биохимические методы физиологии растений. М.: Наука, 1971, 154-170.

16. Wintermans J. F., De Mots G. M. Biochimica et Biophysica Acta. 1965;109;448.

17. Юртаева Н. М. Малый практикум по физиологии растений. Н. Новгород: ННГАСУ, 2015, 112 с.

18. Мокроносов А. Т., Борзенкова Р. А. Методика количественной оценки структуры функциональной активности фотосинтезирующих тканей и органов: труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1978;61;3:119-133.

19. Зайцев Г. Н. Методика биометрических расчетов. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 1973, 256 с.

20. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985, 351 с.

21. Nilsen E. T., Orcutt D. M. Тhe Physiology of plants under stress, Vol. 1: Abiotic factors. 2nd ed. New York, USA: John Wiley and Sons, 1996, 704 p.

22. Osmond C. B., Austin, M. P., Berry J. A., Billings, W. D., Boyer J. S., Dacey J. W. H., Nobel P. S., Smith, S. D., Winner, W. E. Stress physiology and the distribution of plants. BioScience. 1987;37(1):38-48.

23. Nenko N. I., Kisileva G. K., Ulianovskaya E. V. et all. Physiological-biochemical criteria of the apple-tree resistance to the summer period abiotic stresses. EurAsian Journal of BioSciences. 2018;12(1):55-61.

24. Belous O., Klemeshova K., Malyarovskaya V. Photosynthetic pigments of subtropical plants. Photosynthesis – From Its Evolution to Future Improvements in Photosynthetic Efficiency Using Nanomaterials. 2018, 31-52.

25. Abilfazova, J., Belous, O. Evaluation of the functional state of peach varieties (Prunus persica Mill.) when exposed hydrothermal stress to plants. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 2018;12(1):723-728.

26. Zhu J. et al. Effect of simulated warming on leaf functional traits of urban greening plants. BMC Plant Biology. 2020:20:139. https://doi.org/10.1186/s12870-020-02359-7

27. Яковцева М. Н. Фотоморфогенетическая регуляция роста и развития земляники садовой (Fragaria×ananassa Duch.) в условиях светокультуры: дис. … канд. биол. наук. М., 2017, 154 с.

28. Миракилов Х. М. и др. удельная поверхностная плотность листа стародавних и современных сортов тонковолокнистого хлопчатника. Физиология растений. Доклады академии наук республики Таджикистан. 2013;56:250-255.

29. Anbarashan M., Parthasarathy N. Diversity and ecology of lianas in tropical dry evergreen forests on the Coromandel Coast of India under various disturbance regimes Flora Morphology Distribution Functional Ecology of Plants. 2013:208(1):22–32. DOI:10.1016/j.flora.2012.12.004

30. Xiao-Long Bai, Yun-Bing Zhang, Qi Liu, Yang-SiDing Wang, Da Yang, Jiao-Lin Zhang Leaf and Stem Traits are Linked to Liana Growth Rate in a Subtropical Cloud Forest. 2020:11(10):1120. DOI:10.3390/f11101120

31. Dominica Harrison, J. Antonio Guzmán Q. and G. Arturo Sánchez-Azofeifa Leaf Anatomical Traits of Lianas and Trees at the Canopy of Two Contrasting Lowland Tropical Forests in the Context of Leaf Economic Spectrum / Frontiers in Forest and Global Change. Tropical Forest.2021 / https://doi.org/10.3389/ffgc.2021.720813

32. Yin Q. et al. The relationships between biomass allocation and plant functional trait. Ecological Indicators. 2019:102:302-308.

33. Liu C. et al. Variation in leaf morphological, stomatal, and anatomical traits and their relationships in temperate and subtropical forests. Scientific Reports. 2019:9:5803. https://doi.org/10.1038/s41598-019-42335-2