Рецензенты:
И. М. Ващенко, заведующий кафедрой основ сельского хозяйства МПГУ, д-р биол. наук, профессор
А. И. Никишов, заведующий кафедрой методики преподавания биологии МПГУ, канд. пед. наук, профессор
© В. П. Викторов, Е. В. Черняева, 2013
© Издательство «Прометей», 2013
* * *
Интродукция растений (от лат. introductio – введение) означает введение растений в культуру. Интродукция растений возникла, когда человек перешел от простого собирательства к земледелию – выращиванию растений. Все современное разнообразие культурных растений – результат проведения на протяжении тысячелетий интродукции дикорастущих растений. Несмотря на длительную историю, интродукцию растений не рассматривают как самостоятельную науку. Она расположилась на границе ботанических и прикладных сельскохозяйственных наук, испытывая в известной мере влияние искусства. В настоящее время значение интродукции растений возрастает в связи с проблемой сохранения биоразнообразия и использования большого числа видов растений в разных сферах деятельности человека, в том числе при проведении работ по ландшафтному дизайну.
Интродукция растений имеет специфические понятия и термины (объект интродукции, место интродукции, интродукционный поиск, интродукционные испытания и другое).
Объекты интродукции растений в зависимости от цели подразделяют по разным критериям:
– систематический. Объектами интродукции обычно являются высшие растения (водоросли крайне редко). Среди споровых растений чаще всего объектами интродукции выступают папоротники. Наиболее активно при интродукции используются цветковые растения;
– жизненные формы (малолетники (однолетники, двулетники) и многолетники; древесные и травянистые);
– эколого-фитоценотический (лесные, луговые, водные и другие);
– флористический (за основу берут флористические области и провинции);
– функциональный (пищевые, лекарственные, технические, декоративные и другие).
Интродукцию проводят в несколько этапов: интродукционный поиск, первичное и вторичное интродукционные испытания, подведение итогов.
При проведении интродукции растений используют разные методы (метод фитоклиматических аналогов Майера, метод агроклиматических аналогов Селянинова, метод потенциальных ареалов Гуда, метод флорогенетического анализа Малеева и его модификация, предложенная Кормилициным, метод эколого-исторического анализа сложившихся флор Культиасова, метод родовых комплексов Русанова) и методики (методики определения степени адаптации интродуцентов и другие).
Одним из ведущих методов интродукции является эколого-фитоценотический (базирующийся на эколого-историческом подходе), разработанный сотрудниками Главного Ботанического сада РАН им. Цицина М. В. Культиасовым и Н. В. Трулевич, основанный на переносе интродуцентов из природы в модельный фитоценоз, состоящий из главных структурообразующих видов той или иной флористической области. В модельном фитоценозе должны быть представлены структурные единицы фитоценоза – ярусы, а все ценотические сочетания растений должны представлять собой объемную композицию, изменяющуюся в возрастном, сезонном, пространственном аспектах. Таким образом, интродуцируемые виды помещаются в свойственную их природным местообитаниям ценотическую среду. Особенно ценен этот метод интродукции тем, что позволяет разработать приемы выращивания в соответствующих условиях редких, исчезающих видов, требующих особых условий культивирования. Введение таких видов в культуру с последующей реинтродукцией в природные местообитания также является распространенной стратегией сохранения биоразнообразия и спасения ценных видов.
В качестве места интродукции могут выступать ботанические сады, дендропарки, лесные и селекционные питомники и другие учреждения. Оно характеризуются определенными условиями и определяет возможность культивирования в условиях открытого (под открытым небом) или закрытого (конструкции с регулируемыми параметрами искусственного климата, обычно температурой и влажностью) грунта, а также пристановочной культуры (выращивание в кадках, вазах, контейнерах, цветочных горшках под открытым небом только в теплое время года).
При проведении работ по интродукции очень важно иметь хорошие знания морфологии и биологии растений, поэтому в настоящем пособии первая часть посвящена морфологической терминологии.
Третья часть пособия содержит конкретные сведения по интродукции отдельных видов растений.
Глава I
Основы морфологии растений
Морфология растений (морфо – форма, логос – наука) – наука о закономерностях внешнего строения растений. Внимание к особенностям строения растений человек проявлял с древнейших времен. Однако как исходный раздел ботаники морфология растений стала развиваться в то время, когда возникла необходимость различать и систематизировать растения. Особое внимание уделялось хозяйственно-ценным, декоративным и лекарственным растениям.
Орган – часть растения, выполняющая определенные функции. У низших растений тело – слоевище не расчленено на органы. Высшие (листостебельные) растения характеризуются наличием побега. У многих высших растений образуется корень. В зависимости от функций выделяют вегетативные и генеративные органы. Вегетативные органы выполняют функции, связанные с индивидуальной жизнью каждой особи. Они осуществляют процессы питания, дыхания, защиты, вегетативного размножения и другие. Выделяют два основных вегетативных органа – побег и корень. Генеративные органы осуществляют функции, связанные с формированием особых клеток, участвующих в размножении растений. К ним относятся: цветок, плод. Они обеспечивают сохранность вида и его распространение на новые территории.
Корень и корневая система. Корень – это основной вегетативный орган растения, располагающийся обычно в почве. Большинство корней имеют цилиндрическую форму и радиальную симметрию. Его верхушка вытянута на конус и направлена к центру Земли, то есть он обладает положительным геотропизмом. Для корней характерен только верхушечный рост и боковое ветвление. На меристематическом кончике корня находится чехлик, защищающий верхушечную меристему. Боковые корни закладываются эндогенно. Корни могут образовываться на стебле и листьях. У некоторых растений на корнях формируются почки, однако, на корнях никогда не образуются листья и не формируются генеративные органы. Корень образуется из зародышевого корешка семени и обычно первым появляется у растений.
Корень выполняет опорную функцию, заякоревая растение в почве. Он поглощает из почвы воду с растворенными в ней минеральными солями и проводит их до побега. В клетках корней из солей, поглощенных из почвы, и органических веществ, поступивших в клетки корня из листьев, образуется ряд важных органических соединений (аминокислоты, гормоны, алкалоиды). Синтезированные в корнях вещества передвигаются в другие органы. Некоторые вещества в корнях откладываются в запас. У ряда многолетних растений корни способны к сокращению и втягиванию основания побега в почву. Благодаря этому почки на побегах у трав, кустарников, кустарничков оказываются погруженными в верхние почвенные слои. Там они защищены от зимних холодов и иссушающего летнего зноя. У некоторых растений (осины, облепихи, осота, малины и других) на корнях закладываются придаточные почки. Из них формируются придаточные корнеотпрысковые побеги, которые могут служить для вегетативного размножения. Корни растений выделяют в почву различные органические вещества – сахара, кислоты (уксусную, муравьиную) и некоторые минеральные соединения, которые переводят трудно растворимые вещества в легко усвояемые. Благодаря корневым выделениям вокруг растений создается
