СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА НАРАСТАНИЯ ПОБЕГОВ ИВЫ КОРЗИНОЧНОЙ (SALIX VIMINALIS) 

Афонин Алексей Алексеевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, кафедра биологии, Брянский государственный университет имени академика И. Г. Петровского (Россия, г. Брянск, ул. Бежицкая, 14), E-mail: afonin.salix@gmail.com 

582.623.2 + 57.034 

DOI

10.21685/2307-9150-2019-4-3 

Актуальность и цели. Salix viminalis (ива корзиночная) – высокопродуктивный вид ив, который широко используется для выращивания на различного рода плантациях. Повышение эффективности энергетических плантаций требует интенсификации производства биомассы. Обоснована необходимость выявления хронобиологических закономерностей нарастания побегов ивы корзиночной для разработки мероприятий, направленных на повышение продуктивности. Цель – выявить закономерности сезонной динамики суточного прироста побегов ивы корзиночной. Объект – модельная популяция ивы корзиночной, созданная путем регулярного инбридинга в культуре.
Материалы и методы. Материал – растущие однолетние побеги. Методы: селекционный, сравнительно-морфологический, компьютерные технологии анализа.
Результаты. Проанализирована сезонная динамика суточного прироста побегов ΔL. Сезонные тренды хронологической изменчивости суточного прироста побегов аппроксимируются уравнениями линейной регрессии. Отклонения фактических значений суточного прироста от линейной регрессии dL носят циклический характер. Ряды сезонной динамики представляют собой квазигармонические колебания с переменным периодом 15…21 сут. Эмпирические ряды динамики dL с высокой надежностью аппроксимируются суммами гармоник. Вклад элементарных гармоник в общую сезонную динамику отклонений суточного прироста от линейной регрессии определяется их амплитудой.
Выводы. Основной вклад в структуру сезонной динамики суточного прироста побегов вносят высокоамплитудные низшие гармоники с периодом колебания 36 и 54 сут. При их суммировании образуется квазипериодическая последовательность с переменным периодом колебаний 30…40 сут. Сумма гармоник с периодом колебания 15…22 сут оказывает существенное модулирующее влияние на сезонную динамику суточного прироста побегов, образуя квазипериодическую последовательность с переменным инфрадианным периодом колебаний 18…20 сут. Динамика нарастания побегов не связана с индивидуальными особенностями растений. Выявленные закономерности рекомендуется использовать как теоретическую базу для интенсификации производства биомассы ивы корзиночной. 

Ключевые слова

ива корзиночная, Salix viminalis, энергетические плантации, однолетние побеги, суточный прирост, цикличность сезонной динамики, эндогенные ритмы 

 Скачать статью в формате PDF

1. Skvortsov, A. K. Willows of Russia and adjacent countries: Taxonomical and geographical revision / A. K. Skvortsov. – Joensuu : University of Joensuu, 1999. – 307 p.
2. High Levels of genetic diversity in Salix viminalis of the Czech Republic as revealed by microsatellite markers / S. Trybush, Š. Jahodová, L. Čížková, A. Karp, S. J. Hanley // Bioenergy Research. – 2012. – Vol. 5 (4). – P. 969–977.
3. Genetic diversity, population structure and phenotypic variation in European Salix viminalis L. (Salicaceae) / S. Berlin, S. O. Trybush, J. Fogelqvist, N. Gyllenstrand, H. R. Hallingbäck, I. Åhman, N.-E. Nordh, I. Shield, S. J. Powers, M. Weih, U. Lagercrantz, A.-C. Rönnberg-Wästljung, A. Karp, S. J. Hanley // Tree Genetics & Genomes. – 2014. – Vol. 10 (6). – P. 1595–1610. – DOI 10.1007/s11295-014-0782-5.
4. Царев, А. П. Селекция и репродукция лесных древесных пород / А. П. Царев, С. П. Погиба, В. В. Тренин. – Москва : Логос, 2003. – 503 с.
5. Керн, Э. Э. Ива, ее значение, разведение и употребление / Э. Э. Керн. – Петроград : Типография Министерства путей сообщения (Товарищества И. Н. Кушнерев и Ко), 1915. – 132 с.
6. Willow productivity from small- and large-scale experimental plantations in Poland from 2000 to 2017 / M. J. Stolarski, D. Niksa, M. Krzyżaniak, J. Tworkowski, S. Szczukowski // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2019. – Vol. 101. – P. 461–475.
7. Genetic improvement of willow for bioenergy and biofuels / A. Karp, S. J Hanley, S. Trybush, W. Macalpine, M. Pei, I. Shield // Journal of integrative plant biology. – 2011. – Vol. 53 (2). – P. 151–165.
8. Association mapping in Salix viminalis L. (Salicaceae) – identification of candidate genes associated with growth and phenology / H. R. Hallingbäck, J. Fogelqvist, S. J. Powers, J. Turrion-Gomez, R. Rossiter, J. Amey, T. Martin, M. Weih, N. Gyllenstrand, A. Karp, U. Lagercrantz, S. J. Hanley, S. Berlin, A.-C. Rönnberg-Wästljung // Global Change Biology Bioenergy. – 2015. – Vol. 8 (3). – P. 670–685. – DOI 10.1111/gcbb.12280.
9. Sustainable intensification of high-diversity biomass production for optimal biofuel benefits / Y. Yang, D. Tilman, C. Lehman, J. J. Trost // Nature Sustainability. – 2018. – Vol. 1 (11). – P. 686. – DOI 10.1038/s41893-018-0166-1.
10. Фучило, Я. Д. Рост и продуктивность некоторых сортов энергетической ивы в зависимости от степени увлажненности почвы / Я. Д. Фучило, М. В. Сбытна, Б. В. Зелинский // Plant Varieties Studying and Protection. – 2018. – Т. 14, № 3. – С. 323–327.
11. Genetics of phenotypic plasticity and biomass traits in hybrid willows across contrasting environments and years / S. Berlin, H. R. Hallingbäck, F. Beyer, N.-E. Nordh, M. Weih, A.-C. Rönnberg-Wästljung // Annals of Botany. – 2017. – Vol. 120 (1). – P. 87–100.
12. Кренке, Н. П. Теория циклического старения и омоложения растений и практическое ее применение / Н. П. Кренке. – Москва : Сельхозгиз, 1940. – 135 с.
13. Alvim, R. Seasonal Variation in the Hormone Content of Willow. I. Changes in the abscisic acid content and cytokinin activity in the xylem sap / R. Alvim, E. W. Hewett, P. F. Saunders // Plant Physiol. – 1976. – Vol. 57. – P. 474–476.
14. Кузьмичева, Н. А. Взаимосвязь морфолого-химических параметров листьев ивы прутовидной с их положением на побеге / Н. А. Кузьмичева // Вестник фармации. – 2015. – № 3. – С. 40–46.
15. Созинов, О. В. Сезонная и разногодичная изменчивость содержания биологически активных веществ в коре Salix viminalis (Salicaceae) в Беларуси / О. В. Созинов, Н. Л. Кузьмичева // Растительные ресурсы. – 2016. – Т. 52, № 4. – С. 610–619.
16. Романовский, М. Г. Система вида у древесных растений / М. Г. Романовский, Р. В. Щекалев. – Москва : Товарищество научных изданий КМК, 2014. – 211 с.
17. Афонин, А. А. Хронобиологические аспекты оптимизации пестицидной нагрузки в насаждениях ивы корзиночной (Salix viminalis L.) интенсивного типа / А. А. Афонин // Вестник Нижневартовского государственного университета. – 2019. – № 2. – С. 43–50.
18. Афонин, А. А. Генетическая безопасность агробиоценозов / А. А. Афонин, Л. И. Булавинцева // Биология в школе. – 2011. – № 5. – С. 3–10.
19. Афонин, А. А. Цикличность среднесуточного радиального прироста несущих побегов ивы белой (Salix alba L.) в условиях Брянского лесного массива / А. А. Афонин, С. А. Зайцев // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. – 2016. – № 3. – С. 66–76.