Первичная оценка качества семян дуба красного и перспективы реализации его биоинвазионного потенциала в урбосреде Самарской области

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Рост мирового населения создает потребность в увеличении продовольствия, необходимого для обеспечения человечества съедобными продуктами. Растущее число археоботанических находок желудей указывает на то, что желуди в отдельные моменты были важны как основной продукт питания. Дуб красный по своим характеристикам является одной из перспективных пород, повышающих ресурсный потенциал дубрав на территории Среднего Поволжья, поскольку по сравнению с местным дубом черешчатым обладает большей устойчивостью древесины к сосудистым и некрозно-раковым патологиям, а также более устойчив к мучнистой росе дуба. На территории Среднего Поволжья дуб красный встречается пока редко, что связано с его ограниченным использованием в насаждениях. Объектом исследования являются семена дуба красного, сформированные деревьями из дендрария Института экологии Волжского бассейна (г. Тольятти), где их удалось собрать в количестве, позволившем провести оценку качества семян, образуемых интродуцируемым видом на новой для него территории. Изучение внутренней структуры семян дуба, имеющих плотные оболочки, проводили методом цифровой микрофокусной рентгенографии с помощью установки ПРДУ. Данный метод включен в международные стандарты, в первую очередь для оценки сформированности внутренней структуры и повреждения зерна фитофагами. Рентгеноскопический скрининг позволил распределить семена дуба красного в категории: 1) семена, полностью сформированные, выполненные и не поврежденные насекомыми; 2) семена, которые при опадении с дерева сохраняют плюску (не имеют развитого содержимого); 3) семена, поврежденные насекомыми в процессе формирования семядолей; 4) семена без плюски, но с различной выраженностью недоразвития; 5) семена с частичным недоразвитием семядолей, которые не заполняют всего объема семенных покровов. Показатели массы и размера семян, определенные для насаждения на территории Самарской области, соответствуют показателям из других регионов произрастания дуба красного и составляют: диаметр – 1,76 ± 0,01 см; длина – 2,48 ± 0,02 см; масса 1000 семян – 4224 ± 62,65 г (урожай 2021 г.). При этом лишь от 55 до 39 семян дуба красного (урожаи 2021 и 2022 гг. соответственно) имели достаточно высокое качество, позволяющее использовать их для посева. Рассматривая перспективы дуба красного как агента биологического загрязнения, авторы указывают на нерегулярность его семеношения, формирование высокой доли некачественных семян, а также малое количество образуемого самосева и его повышенную требовательность к увлажнению почвы. Перечисленные особенности ограничивают перспективы реализации дубом красным его инвазионного потенциала в насаждениях лесостепи Самарской области.

Об авторах

Полина Владимировна Родионова

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Автор, ответственный за переписку.
Email: polina-rodionova-1996@mail.ru

аспирант кафедры экологии, ботаники и охраны природы

Россия, Самара

Алина Петровна Овен

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Email: a-oven@mail.ru

студент биологического факультета

Россия, Самара

Анастасия Викторовна Иванова

Институт экологии Волжского бассейна РАН – филиал Самарского федерального исследовательского центра РАН

Email: nastia621@yandex.ru

кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории проблем фиторазнообразия и фитоценологии

Россия, Тольятти, Самарская область

Татьяна Михайловна Жавкина

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Email: tanya.zhavkina@yandex.ru

начальник отдела дендрологии Ботанического сада

Россия, Самара

Список литературы

  1. Tejerinaa D., Garcia-Torresa S., Cabeza de Vacaa M., Vazqueza F.M., Cavab R. Acorns (Quercus rotundifolia Lam.) and grass as natural sources of antioxidants and fatty acids in the «montanera» feeding of Iberian pig: intra- and inter-annual variations // Food Chemistry. 2017. Vol. 124, iss. 3. P. 997–1004. doi: 10.1016/j.foodchem.2010.07.058.
  2. Shi W., Villar-Salvador P., Li G., Jiang X. Acorn size is more important than nursery fertilization for outplanting performance of Quercus variabilis container seedlings // Annals of Forest Science. 2019. Vol. 76. doi: 10.1007/s13595-018-0785-8.
  3. Rosenberg D. The possible use of acorns in past economies of the Southern Levant: a staple food or a negligible food source? // The Journal of the Council for British Research in the Levant. 2008. Vol. 40, iss. 2. P. 167–175. doi: 10.1179/175638008x348025.
  4. Silva S., Costa E.M., Borges A., Carvalho A.P., Monteiro M.J., Pintado M.M.E. Nutritional characterization of acorn flour (a traditional component of the Mediterranean gastronomical folklore) // Journal of Food Measurement and Characterization. 2016. Vol. 10. P. 584–588. doi: 10.1007/s11694-016-9340-1.
  5. Vinha A.F., Barreira J.C.M., Ferreira I.C.F.R., Oliveira M.B.P.P. Therapeutic, phytochemistry, and pharmacology of acorns (Quercus nuts): a review // Bioactive Compounds in Underutilized Fruits and Nuts. Cham: Springer, 2020. P. 273–287. doi: 10.1007/978-3-030-30182-8_46.
  6. Kartesz J.T. The biota of North America program (BONAP) [Internet] // North American Plant Atlas. http://bonap.net/napa.
  7. Cantos E., Espin J.C., Lopez-Bote C., de la Hoz L., Ordonez J.A., Tomas-Barberan F.A. Phenolic compounds and fatty acids from acorns (Quercus spp.), the main dietary constituent of free-ranged Iberian pigs // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2003. Vol. 51, iss. 21. P. 6248–6255. doi: 10.1021/jf030216v.
  8. Lu Z., He F., Shi Y., Lu M., Yu L. Fermentative production of L(+)-lactic acid using hydrolyzed acorn starch, persimmon juice and wheat bran hydrolysate as nutrients // Bioresource Technology. 2010. Vol. 101, iss. 10. P. 3642–3648. doi: 10.1016/j.biortech.2009.12.119.
  9. Kuppusamy S., Thavamani P., Megharaj M., Venkateswarlu K., Lee Y.B., Naidu R. Oak (Quercus robur) acorn peel as a low-cost adsorbent for hexavalent chromium removal from aquatic ecosystems and industrial effluents // Water, Air and Soil Pollution. 2016. Vol. 227, iss. 2. doi: 10.1007/s11270-016-2760-z.
  10. Kyriakidou K., Mourtzinos I., Biliaderis C.G., Makris D.P. Optimization of a green extraction/inclusion complex formation process to recover antioxidant polyphenols from oak acorn husks (Quercus robur) using aqueous 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin/glycerol mixtures // Environments. 2016. Vol. 3, iss. 1. doi: 10.3390/environments3010003.
  11. Custоdio L., Patarra J., Albericio F., da Rosa Neng N., Nogueira J.M.F., Romano A. Phenolic composition, antioxidant potential and in vitro inhibitory activity of leaves and acorns of Quercus suber on key enzymes relevant for hyperglycemia and Alzheimer's disease // Industrial Crops and Products. 2015. Vol. 64. P. 45–51. doi: 10.1016/j.indcrop.2014.11.001.
  12. Vinha A.F., Costa A.S.G., Barreira J.C.M., Pacheco R., Oliveira M.B.P.P. Chemical and antioxidant profiles of acorn tissues from Quercus spp.: potential as new industrial raw materials // Industrial Crops and Products. 2016. Vol. 94. P. 143–151. doi: 10.1016/j.indcrop.2016.08.027.
  13. Rabhi F., Narvаez-Rivas M., Tlili N., Boukhchina S., Leоn-Camacho M. Sterol, aliphatic alcohol and tocopherol contents of Quercus ilex and Quercus suber from different regions // Industrial Crops and Products. 2016. Vol. 83. P. 781–786. doi: 10.1016/j.indcrop.2015.11.020.
  14. Пчелин В.И. Дендрология: учебник. Йошкар-Ола: Марийский гос. технический университет, 2007. 520 с.
  15. Ткаченко К.Г., Фирсов Г.А. К вопросу о латентном периоде Q. rubra L. // Бюллетень Ботанического сада-института ДВО РАН. 2017. Вып. 17. С. 35–38.
  16. Скуратов И.В., Крюкова Е.А. Оценка устойчивости видов, гибридов и форм рода Quercus к эколого-патологическим факторам для защитного лесоразведения [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 1. https://science-education.ru/ru/article/view?id=8204.
  17. Дерюжкин Р.И., Енькова Е.И., Сухов И.В. Совершенствовать способы восстановления дубрав // Лесное хозяйство. 1980. № 2. С. 23–27.
  18. Ткаченко К.Г., Староверов Н.Е., Грязнов А.Ю. Рентгенографическое изучение качества плодов и семян // Hortus Botanicus. 2018. Т. 13. С. 52–66.
  19. Землянова В.Е., Жавкина Т.М., Помогайбин А.В., Кавеленова Л.М., Родионова П.В., Розно С.А., Янков Н.В., Потрахов Н.Н. О возможностях экспресс-оценки качества плодов и семян древесных растений с помощью рентгенографического скрининга // ЭкоБиоТех 2021: мат-лы VII всерос. конф. с междунар. участием. Уфа, 4–7 октября 2021 г. Уфа: УИБ УФИЦ РАН, 2021. С. 207–211.
  20. ГОСТ 13056.4-67. Семена деревьев и кустарников. Методы определения массы 1000 семян // Семена деревьев и кустарников. Правила отбора образцов и методы определения посевных качеств семян. М.: Издательство стандартов, 1988. С. 60–62.
  21. Волкович А.П. Лесное семеноводство. Лабораторный практикум: учеб.-метод. пособие. Минск: БГТУ, 2014. 72 с.
  22. Броувер В., Штелин А. Справочник по семеноведению сельскохозяйственных, лесных и декоративных культур с ключом для определения важнейших семян / пер. с нем. В.И. Леунова. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010. 694 с.
  23. Розно С.А., Кавеленова Л.М., Помогайбин А.В., Жавкина Т.М., Рузаева И.В. К оценке инвазионного потенциала интродуцированных растений в лесостепи Среднего Поволжья // Фитоинвазии: остановить нельзя сдаваться: мат-лы всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием (Москва, 10–11 февраля 2022 г.) / отв. ред. В.В. Чуб. М.: Издательство Московского университета, 2022. С. 204–209.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок 1 – Пример результатов рентгеноскопирования семян дуба красного при одновременном экспонировании 4 планшетов (А–Г)

Скачать (757KB)
3. Рисунок 2 – Эталонное сравнение желудей дуба красного по результатам рентгеноскопического анализа (пояснения см. в тексте)

Скачать (682KB)
4. Рисунок 3 – Распределение семян дуба красного из дендрария ИЭВБ РАН по условным категориям качества (образцы урожая: А – 2021 г., Б – 2022 г.)

Скачать (21KB)
5. Рисунок 4 – Графики распределения по показателям размеров семян у дуба красного: А – распределение по массе, Б – распределения по диаметру и длине (семена урожая 2021 г.)

Скачать (54KB)
6. Рисунок 5 – Составляющие инвазионного потенциала растений-интродуцентов (из [23, с. 204–209])

Скачать (58KB)

© Родионова П.В., Овен А.П., Иванова А.В., Жавкина Т.М., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах