ПОЛИВАРИАНТНОСТЬ РАЗВИТИЯ ПОБЕГОВ SALIX VIMINALIS НА ФОНЕ ИЗБЫТОЧНОГО АТМОСФЕРНОГО УВЛАЖНЕНИЯ 

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

DOI 10.21685/2307-9150-2020-4-5 

Актуальность и цели. Ива корзиночная – Salix viminalis – высокопродуктивный вид ив, который используется для создания сырьевых плантаций. Обоснована необходимость изучения внутриклоновой изменчивости сезонной динамики суточного прироста побегов S. viminalis. Цель – выявить возможное влияние избыточного атмосферного увлажнения в виде периодических ливневых дождей на динамику развития побегов S. viminalis.
Материалы и методы. Объект: модельная инбредно-клоновая популяция S. viminalis. Происхождение основателей: автохтонная популяция S. viminalis Брянского лесного массива. Материал: растущие однолетние побеги черенковых саженцев первого года жизни. Для получения и обработки исходных данных применяли комплекс методов экспериментальной ботаники, хронобиологии, анализа рядов динамики.
Результаты. На суглинистых серых лесных почвах на фоне избыточного атмосферного увлажнения годичный прирост побегов экспериментальных клонов составил 130…200 см при среднем суточном приросте 1,4…1,5 см/сут и максимальном приросте до 3,1…3,3 см/сут. Сезонный тренд суточного прироста охарактеризовался отрицательной динамикой. Выявлена цикличность сезонной динамики суточного прироста с интервалом между пиками около 20 сут. Установленная цикличность связана с периодичностью ливневых осадков. Выявлены внутриклоновая поливариантность морфогенеза побегов и внутриклоновая дискретность траекторий развития побегов.
Выводы. В условиях эксперимента исследуемые клоны S. viminalis показали достаточно высокую продуктивность по длине побегов. Динамика суточного прироста определяется взаимодействием сезонных трендов и циклических колебаний. Периодичность ливневых осадков оказывает модулирующее влияние на цикличность суточного прироста. Полученные результаты рекомендуется учитывать при проектировании и создании сырьевых плантаций ивы корзиночной для получения стабильно высоких урожаев биомассы 

Ключевые слова

ива корзиночная, Salix viminalis, избыточное атмосферное увлажнение, периодичность ливневых осадков, суточный прирост побегов, сезонная динамика прироста, дискретность развития, поливариантность морфогенеза 

 Скачать статью в формате PDF

1. Phylogeny of Salix subgenus Salix s.l. (Salicaceae): delimitation, biogeography, and reticulate evolution / J. Wu, T. Nyman, D.-C. Wang, G. W. Argus, Y.-P. Yang, J.-H. Chen // BMC Evolutionary Biology. – 2015. – Vol. 15, № 31. – DOI 10.1186/s12862-015-0311-7.
2. Genetic and morphological evidence for introgression between three species of willows / J. Fogelqvist, A. V. Verkhozina, A. I. Katyshev [et al.] // BMC Evolutionary Biology. – 2015. – Vol. 15 (1), № 193. – DOI 10.1186/s12862-015-0461-7.
3. Genetic diversity, population structure and phenotypic variation in European Salix viminalis L. (Salicaceae) / S. Berlin, S. O. Trybush, J. Fogelqvist [et al.] // Tree Genetics and Genomes. – 2014. – Vol. 10 (6). – P. 1595–1610. – DOI 10.1007/s11295-014-0782-5.
4. Кулагин, А. Ю. Сравнительная экология ивы корзиночной и ивы шерстистопобеговой / А. Ю. Кулагин // Экология. – 1982. – № 4. – С. 51–55.
5. Fuchylo, Ya. D. Selection bases of developing new varieties of willow family (Salicaceae Mirb.) to create energy plantations / Ya. D. Fuchylo, A. A. Afonin, M. V. Sbytna // Plant Varieties Studying and Protection. – 2016. – № 4 (33). – P. 18–25. – DOI 10.21498/2518-1017.4(33).2016.88607.
6. High-density linkage mapping and evolution of paralogs and orthologs in Salix and Populus / S. Berlin, U. Lagercrantz, S. von Arnold, T. Öst, A.-C. Rönnberg-Wästljung // BMC Genomics. – 2010. – Vol. 11 (1), № 129. – DOI 10.1186/1471-2164-11-129.
7. Fredette, C. Willows for environmental projects: A literature review of results on evapotranspiration rate and its driving factors across the genus Salix / C. Fredette, M. Labrecque, Y. Comeau, J. Brisson // Journal of Environmental Management. – 2019. – Vol. 246. – P. 526–537. – DOI 10.1016/j.jenvman.2019.06.010.
8. Selection of appropriate reference genes for gene expression analysis under abiotic stresses in Salix viminalis / V. Ambroise, S. Legay, G. Guerriero, J.-F. Hausman, A. Cuypers, K. Sergeant // International Journal of Molecular Sciences. – 2019. – Vol. 20, № 4210.
9. Керн, Э. Э. Ива, ее значение, разведение и употребление / Э. Э. Керн. – Петроград : Тип. Министерства путей сообщения, 1915. – 132 с.
10. Association mapping in Salix viminalis L. (Salicaceae) – identification of candidate genes associated with growth and phenology / H. Hallingbäck, J. Fogelqvist, S. Powers [et al.] // Global Change Biology Bioenergy. – 2015. – Vol. 8 (3). – P. 670–685. – DOI 10.1111/gcbb.12280.
11. 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. – DOI 10.1016/j.rser.2018.11.034.
12. Welc, M. Effects of cutting phenology (non-dormant versus dormant) on early growth performance of three willow clones grown under different weed treatments and planting dates / M. Welc, A. Lundkvist, T. Verwijst // BioEnergy Research. – 2017. – Vol. 10. – P. 1094–1104. – DOI 10.1007/s12155-017-9871-2.
13. 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. – DOI 10.1093/aob/mcx029.
14. McIvor, I. Tree willow root growth in sediments varying in texture / I. McIvor, V. Desrochers // Forests. – 2019. – Vol. 10, № 517. – DOI 10.3390/f10060517.
15. 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. – DOI 10.21498/2518-1017.14.3.2018.145310.
16. Fabio, E. S. Tolerance of novel inter-specific shrub willow hybrids to water stress / E. S. Fabio, C. J. Leary, L. B. Smart // Trees. – 2019. – Vol. 33 (4). – P. 1015–1026. – DOI 10.1007/s00468-019-01835-4.
17. Doffo, G. N. Physiological responses to alternative flooding and drought stress episodes in two willow (Salix spp.) clones / G. N. Doffo, S. E. Monteoliva, M. E. Rodríguez, V. M. C. Luquez // Canadian Journal of Forest Research. – 2017. – Vol. 47. – P. 174–182. – DOI 10.1139/cjfr-2016-0202.
18. 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. – DOI 10.36906/2311-4444/19-2/06.
19. Погода и климат. Климатический монитор. – URL: http://www.pogodaiklimat.ru/ monitor/ (дата обращения: 10.09.2020).
20. Афонин, А. А. Сезонная динамика нарастания побегов ивы корзиночной (Salix viminalis) / А. А. Афонин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. – 2019. – № 4 (28). – С. 26–34. – DOI 10.21685/2307-9150-2019-4-3.
21. Кренке, Н. П. Теория циклического старения и омоложения растений и практическое ее применение / Н. П. Кренке. – Москва : Сельхозгиз, 1940. – 135 с.
22. Серебряков, И. Г. Соотношение внутренних и внешних факторов в годичном ритме развития растений: к истории вопроса / И. Г. Серебряков // Ботанический журнал. – 1966. – Т. 51, № 7. – С. 923–938.