История возникновения Ботанического сада - Ya

Исследовательская работа
Всероссийский конкурс научно-исследовательских работ школьников
«Эврика-2013» (Секция экология)
ИССЛЕДОВАНИЕ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ДИКОРАСТУЩИХ
ОХРАНЯЕМЫХ РАСТЕНИЙ В УСЛОВИЯХ БОТАНИЧЕСКОГО
САДА Г.РОСТОВА-НА-ДОНУ
Выполнила: учащаяся МБОУ ДОД
Детского эколого-биологического центра
города Ростова-на-Дону
Ниценко Ольга
г. Ростов-на-Дону
2013 г.
Содержание
Введение
Глава
1.
РОЛЬ
БОТАНИЧЕСКОГО
САДА
В
СОХРАНЕНИИ
БИОРАЗНООБРАЗИЯ
1.1.
История возникновения Ботанического сада
Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Глава
3.
КУЛЬТИВИРОВАНИЕ
ОХРАНЯЕМЫХ
ДИКОРАСТУЩИХ
РАСТЕНИЙ В УСЛОВИЯХ БОТАНИЧЕСКОГО САДА
3.1. Характеристика видов
3.2. Морфологическое описание семян
Выводы
Список используемой литературы
2
ВВЕДЕНИЕ
Сохранение биоразнообразия редких и исчезающих видов растений
является одной из важнейших проблем охраны окружающей среды. Этой
проблеме в последние годы стали уделять более пристальное внимание по
ряду причин. К ним относятся:
- интенсивная хозяйственная эксплуатация земель, из-за которой
страдает естественный растительный покров в результате распашки земель,
загрязнения почв токсическими продуктами сельскохозяйственного и
промышленного производства, а также их засоления, заболачивания почв и
т.д.;
- неорганизованный отдых людей, вследствие чего происходят
пожары, замусоривание местообитаний, сбор растений на букеты;
- искоренений отдельных видов растений из-за их полезных
(пищевых, лекарственных, декоративных) качеств.
На состояние и численность популяций растений негативное влияние
оказывают различные естественные изменения в природе (засуха, болезни,
вредители и т.д.). Для того чтобы сохранить разнообразие растительного
мира, необходимо оградить от негативных воздействий место обитания
растений. Эти природоохранные задачи решают особые охраняемые
природные
территории
(ботанические
сады,
заповедники, памятники
природы).
Предмет исследования: культивирование дикорастущих растений.
Объектами исследования являются катран татарский, шалфей
австрийский,
эремурус
замечательный,
ковыль
украинский,
ковыль
красивейший.
Целью нашей работы было изучение семенного воспроизводства
редких, охраняемых видов растений Ростовской области в условиях
культуры.
Для реализации цели были поставлены следующие задачи:
3
1) определить роль Ботанического сада в сохранении биоразнообразия;
2) рассмотреть историю возникновения Ботанического сада г. Ростова-наДону;
3) изучить возможности семенного размножения дикорастущих растений в
условиях культуры опытным путём;
4) познакомиться с видами и морфологическим описанием семян;
5) сделать выводы по лабораторному восхождению семян.
Глава 1. РОЛЬ БОТАНИЧЕСКОГО САДА В СОХРАНЕНИИ
БИОРАЗНООБРАЗИЯ
Ботаническое
разнообразие
является
основой
для
поддержания
экологических условий существования и экологического развития общества.
Последствия
неразумной
хозяйственной
деятельности
приводят
к
необратимым негативным изменениям природы, и угроза существованию
отдельных видов и экосистем никогда ещё не была так велика.
1.1.
История возникновения Ботанического сада
Мысль о создании в г.Ростове-на-Дону Ботанического сада возникла у
передовой интеллигенции еще в 1915 году, когда в связи с первой мировой
войной в Ростов из Варшавы был эвакуирован университет.
Инициаторами создания Ботанического сада стали профессора
Ростовского государственного университета В.Ф. Хмелевский и В.Н.
Вершковский. Под земельный участок Ботанического сада была отведена
площадь в 74,11 га в северо-западной части города в районе реки Темерник.
В 1933 году территория Сада была увеличена до 259 га. Основу Сада
составила коллекция древесных растений, в формировании которой
выделяется три этапа.
На первом этапе была осуществлена закладка основ парка лесного типа
на площади 30 га и дендрария на площади 4,2 га. За короткий период была
собрана коллекция, насчитывающая более 400 новых для региона видов.
4
Сейчас в составе первых насаждений, возраст которых составляет 6575 лет, сохранились и находятся в хорошем состоянии 54 вида. Среди них
такие
редкие
для
зоны
виды
бук
восточный,
крупнопыльниковый,
как
дуб
граб
крупноплодный
обыкновенный,
и
дуб
каркас
миссисипский и каркас южный, бундук канадский, чекалкин орех, бархат
амурский, вяз мелколистный. Так же был заложен крупный древеснодекоративный питомник (15 га).
Второй
этап
характеризовался
анализом
и
инвентаризацией
коллекционного фонда. Был создан ряд специализированных коллекций
древесных растений: орехоплодных, плодовых и технических культур,
сирингария, розария.
На третьем этапе осуществилось освоение нового участка территории
Ботанического сада, на котором был заложен систематический дендрарий на
площади 18 га.
К третьему этапу относится
формирование коллекции хвойных
растений. Коллекция содержала 130
видов и форм хвойных растений, из
которых 80 видов и форм были
рекомендованы для выращивания в
условиях Ростовской области.
Параллельно
формировался
коллекционный фонд травянистых
растений, в котором предпочтение
отдавалось
цветочным
культурам:
гладиолусам, лилиям, тюльпанам.
С 1983 по 2004 год Ботанический сад возглавлял профессор В.Г.
Сидоренко.
За годы его руководства ботанический сад стал членом Международного
Совета по охране растений и исполнителем Международной программы
5
ботанических садов по охране растений. В 2003 году было положено начало
созданию городского питомника по выращиванию декоративных растений на
базе Сада.
Ботанический сад, расположенный в северо-западной части Ростова, в
долине р. Темерник, был первым на огромной территории безлесной зоны
юга России. За 80 лет существования Ботанический сад превратился в один
из крупнейших в России учебных, ресурсных, информационных и
культурных центров. В настоящее время он занимает площадь более 160,5
гектаров с разнообразным рельефом, почвами и растительностью.
Уникальный памятник природы в черте огромного мегаполиса
интересен тем, что здесь произрастает свыше 5000 видов деревьев,
кустарников и травянистых растений. Почти 1600 видов и форм из Африки,
Юго-Восточной Азии, Северной и Южной Америки, Австралии достигает
коллекция флоры. Ботанический сад давно стал излюбленным местом отдыха
горожан в любое время года.
Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Объектами изучения являются редкие виды Ростовской области: катран
татарский,
эремурус
замечательный,
шалфей
австрийский,
ковыль
украинский, ковыль красивейший – эти виды изучались с точки зрения
возможности их семенного размножения в условиях культуры. Семена для
опытов были собраны на территории Ботанического сада летом 2009 г. До
начала опытов хранились при комнатных условиях.
Количество семян, используемых в эксперименте
ВИД
ОПЫТ 1
ОПЫТ 2
ОПЫТ 3
ковыль красивейший
50
50
50
катран татарский
50
50
50
эремурус
100
100
100
100
100
100
замечательный
шалфей австрийский
6
Разное количество семян обусловлено их размерами: крупные семена
(ковыль и катран) мы брали по 50 шт., а мелкие (шалфей и эремурус) по 100
шт.
В работе использовано 3 варианта предпосевной обработки:
1) Опыт 1 – замачивание семян в воде (продолжительность предпосевной
подготовки составляла 9 часов).
2) Опыт 2 – замачивание семян в растворе: 4-6 капель регулятора роста
растений на 100 мл воды (продолжительность предпосевной подготовки
составляла 9 часов).
3) Опыт 3 – стратификация (семена были завернуты в марлю, закопаны в
увлажненный песок и помещены в холодильник, где поддерживалась
постоянная температура +5°С, на 4 недели).
Продолжительность опыта 1 и опыта 2 составляла 1 месяц, а опыта 3 –
2 месяца (1 месяц – стратификация и 1 месяц - проращивание).
Глава 3. КУЛЬТИВИРОВАНИЕ ОХРАНЯЕМЫХ
ДИКОРАСТУЩИХ РАСТЕНИЙ В УСЛОВИЯХ БОТАНИЧЕСКОГО
САДА
3.1. Характеристика видов
Все нижеперечисленные виды растений включены в Красную книгу
Ростовской области. По категории редкости данные виды являются
уязвимыми и редкими сокращающимися.
Катран татарский
Царство:
Растения
Отдел:
Покрытосеменные
Класс:
Двудольные
Семейство: Капустные
Род:
Катран
Вид:
Катран татарский
Рис.1. Катран татарский
7
Редкий южноевропейско-средиземноморский вид, произрастает в
Австрии, Чехии, Словакии, Румынии, Болгарии, Турции. На территории
России встречается в южных лесостепных и степных районах и на севере
луговых степей европейской части; в Западной Сибири, предгорьях Кавказа,
Дагестане.
Растёт на степных участках, склонах, где приурочен к меловым и
каменисто-известняковым обнажениям, редко в лесостепных районах.
Многолетний сизо-зелёный кустарник. Стебель почти до основания
очень ветвистый, высотой 60—100 см. Прикорневые листья большие,
черешковые, глубоко двоякоперисторазделъные, с продолговатыми и
линейно-продолговатыми зубчатыми долями, ланцетные, цельные. Цветки
белые. Соцветие большое, широкометельчатое. Плод — почти шаровидный
голый стручок. Семена шаровидные, мелкие. Цветёт в мае — июне. Плоды
созревают в августе — сентябре.
Катран татарский резко сокращает численность из-за распашки степей
и выпаса скота. Часто уничтожается как декоративное и пищевое растение.
Все
сохранившиеся
местные
популяции
имеют
критически
низкую
численность. Охрана местообитания популяций этого вида в Ростовской
области недостаточная.
Шалфей австрийский
Царство:
Растения
Отдел:
Цветковые
Класс:
Двудольные
Семейство: Яснотковые
Род:
Шалфей
Вид:
Шалфей
Рис. 2. Шалфей австрийский
австрийский
Растение высотой 30—50 см. Стебель простой, прямой, от основания
опушённый. Листья почти все прикорневые, яйцевидные, эллиптические или
8
продолговатые, длиной 7—20 см, шириной 5,5—10 см, тупые или острые,
при основании сердцевидные или клиновидные, по краю выгрызеннозубчатые, сверху голые, снизу коротко и не густо опушённые. Стеблевых
листьев обычно одна-две пары, мелкие, эллиптические, тупые, сидячие, часто
глубоко надрезанные, почти лопастные; прицветные — почти перистые
(схожи со стеблевыми) или яйцевидные, острые, сидячие.
Соцветие простое или с одной парой коротких нижних ветвей, с
ложными 4—6-цветковыми мутовками; чашечка длиной 5—7 мм; венчик
жёлтый, длиной 15—25 мм, верхняя губа серповидная, сплюснутая.
Орешки тупо трёхгранные, почти шаровидные, диаметром 1,5 мм,
бурые.
В последние десятилетия стал весьма редким. Устойчивости вида в
Ростовской области угрожает антропогенное нарушение среды (распашка
степей и чрезмерный выпас скота). Культивируется в Ботаническом саду.
Степень охраны местообитаний вида в Ростовской области недостаточная.
Эремурус замечательный
Царство:
Растения
Отдел:
Цветковые
Класс:
Однодольные
Семейство: Асфоделовые
Род:
Эремурус
Вид: Эремурус замечательный
Рис.3. Эремурус замечательный
Крупное, до 1—2 метров высотой во время цветения, растение. Корни
мясистые, веретенообразно утолщённые, длиной до 25 см. Листья (6—15
штук) прикорневые, сизоватого цвета, голые, шириной до 4,5 см, направлены
косо вверх. Цветёт в мае. Цветонос почти прямостоячий, в толщину
достигает 1 см, несёт густую многоцветковую кисть длиной до 80 см. Цветки
9
с бледно-жёлтым воронковидно-колокольчатым околоцветником длиной до 9
мм,
доли
его
продолговато-линейные.
Тычинки
вдвое
длиннее
околоцветника, столбик загибающийся книзу. Прицветники линейношиловидные, реснитчатые. Плод — шаровидная коробочка диаметром около
12
мм
с
ясно
выраженными
морщинистыми
складками,
содержит
трёхгранные коричневые семена.
Искореняется как высокодекоративное и полезное растение (пищевое,
корни дают клей и т.д.). В своих естественных местообитаниях не
охраняется.
Требуется
полный
запрет
сбора,
срочная
организация
ботанических памятников природы во все местах произрастания вида.
Ковыль красивейший
Царство:
Растения
Отдел:
Цветковые растения
Класс:
Однодольные
Семейство:
Злаки
Триба:
Ковылевые
Род:
Ковыль
Рис.4. Ковыль красивейший
Плотнокустовой травянистый многолетник. Произрастает в ковыльноразнотравных и луговых степях, на остепненных каменистых склонах и
скальных обнажениях, на опушках и полянах березовых колков. Численность
популяций невысока. Обычно является примесью к более многочисленным
видам ковылей и лишь изредка на небольших участках доминирует в
степных сообществах. Размножается семенами.
Лимитирующие факторы: распашка степей, интенсивный выпас скота,
горные разработки.
10
Охраняется в Государственном природном заповеднике «Ростовский»,
в ботаническом заказнике «Персиановская степь» в Октябрьском районе.
Культивируется в Ботаническом саду.
3.2. Морфологическое описание семян
Нами было проведено морфологическое описание семян растений
использованных в эксперименте (таб. 1). Описание проводилось с учётом
следующих параметров: форма; поверхность (окраска и характер); длина;
число семян в 1г (необходимо для нормы высева семян каждого вида).
Таблица 1.
Морфологические признаки семян
Вид
Шалфей
австрийский
Эремурус
Форма
Поверхность
шаровидная
шаровидная
замечательный трёхстворчатая
Катран
татарский
Ковыль
красивейший
шаровидная
удлинённая
коричневая
коричневая
мелкошероховатая
гладкая
коричневая шероховатая
бежевая
гладкая
Длина,
см
Число
семян
в 1г
0,2
475
0,35
113
0,4
65
1,6
39
Таблица 2.
Лабораторная всхожесть семян, %
Вид
Опыт 1
Опыт 2
Опыт 3
1,3
2
4
Катран татарский
0
0
25,3
Эремурус
0
0
0
Ковыль
красивейший
11
замечательный
Шалфей
австрийский
77
70
83
Для семян шалфея австрийского характерны высокие показатели
лабораторной всхожести и энергии прорастания, которые не зависят от
способа предпосевной. Семена катрана татарского начинают прорастать
только после обработки холодом. Семена ковыля имеют очень высокую
всхожесть в лабораторных условия, а семена эремуруса замечательного при
данных вариантах предпосевной обработки не прорастали.
По всей видимости, семена изученных растений (за исключением
шалфея австрийского) для прорастания нуждаются в длительной холодной
стратификации, возможно даже при отрицательных температурах.
ВЫВОДЫ
1.
В Ботаническом саду заложены два участка искусственных
степных сообществ с целью увеличения в их составе популяций охраняемых
степных видов Ростовской области.
2.
Семена шалфея австрийского имели высокую лабораторную
всхожесть – 77% и высокую энергию прорастания (в опыте 1 и опыте 2 все
семена прорастают за 5 дней); катрана татарского после месячной
стратификации – среднюю всхожесть 25,3%; ковыля – очень низкую
всхожесть 4%; семена эремуруса не проросли ни в одном из опытов. По всей
видимости семена опытных растений (за исключением шалфея австрийского)
для прорастания нуждаются в длительной холодной стратификации, поэтому
в полевом эксперименте семена данных видов необходимо высаживать под
зиму, а семена шалфея австрийского также и ранней весной.
12
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Зиман С.Н. Жизненные формы и биология степей растений Донбасса. Киев,
1976. – 192 с.
2. История
возникновения
ботанических
садов//URL:
http://www.nature-
archive.ru/gardens/eastern-garden.php
3. Красная книга Ростовской области (Редкие и находящиеся под угрозой
исчезновения грибы, лишайники и растения). – Ростов-на-Дону, 2004. – Т.2. –
333 с.
4. Кузнецова
Н.
Стратификация
семян.
//URL:supersadovnik.ru/article/
aspxid=1000878
5. Редкие и исчезающие виды растений, грибов и лишайников Ростовской
области. / Под ред. В.В. Федяевой. – Ростов н/Д: Изд-во «Пайк», 1996. – 248с.
6. Стратегия ботанических садов России по сохранению биоразнообразия
растений. – М.: Красная звезда, 2003. – 32 с.
7. Флора Нижнего Дона. – Ростов-на-Дону, 1984. Ч.1.; 1985. –Ч.2.
13