Изучение биологии и морфологии прорастания семенного материала календулы лекарственной

Ныгызбаева Шынар

класс 10, школа для одаренных детей «Дарын», г. Караганда

Ишмуратова Маргарита Юлаевна

научный руководитель, доцент Карагандинского университета «Болашак», г. Караганда

Создание сырьевой базы фармацевтической промышленности Республики Казахстан — актуальная задача настоящего времени. Особое место в ее решении промышленное культивирование лекарственных растений. Немаловажным аспектом исследований является изучение биологических особенностей семян при их прорастании, оценке оптимальных сроков и условий хранения, разработка способов повышения семенной всхожести.

Целью настоящей работы являлось: исследовать морфологические особенности семенного материала календулы лекарственной в процессе прорастания и оценить их всхожесть в зависимости от действия различных факторов.

Исследование всхожести и энергии прорастания семян проводили по методике М.С. Зориной и С.П. Кабанова [1]. Семена проращивали в чашках Петри на 2-х слоях фильтровальной бумаги, смоченной дистиллированной водой. Определение веса 1000 семян проводили в соответствии с методикой С.С. Лищук [2]. Статистическую обработку вели по методике Л.Н. Удольской [3].

Семена календулы лекарственной крупные, до 2,5—3,0 см длиной и 4—6 мм шириной. Формирование семян в соцветии происходит не равномерно, поэтому семена с различных частей цветочных корзинок отличаются (рис. 1). Так, форма краевых семян серповидная или полулунная. Спинная сторона выпуклая, шероховатая, покрыта мелкими роговидными заостренными выростами.

Брюшная сторона мелко-ребристая. Цвет серо-желтый. После замачивания семена в течение 1—2 дней слегка набухали, увеличиваясь в размерах на 5—10 %. Семенная кожура становится более мягкой. Прорастание семян начинается на 3—5 дни после смачивания. Первым из семени появляется зародышевый корень, белый, 2—3 мм длиной и до 0,5 мм шириной.

Рисунок 1 — Биология прорастания семян календулы лекарственной

А — внешний вид семянок, Б — появление главного корня, В — выход гипокотиля, Г — появление семядольных листьев, Д — развертывание семядольных листьев, Е — появление первой пары настоящих листьев

Верхушка корня покрыта хорошо заметным в виде темного образования корневым чехликом, а зона всасывания имела опушение в виде нитевидных корневых волосков. На 6—7 день появляется гипокотиль, белого цвета, округлый. Через сутки гипокотиль удлиняется, делает коленный изгиб, выпрямляется и выносит наружу из кожуры сложенные вместе семядольные листья. Раскрытие семядольных листьев отмечено на 8-дни после начала прорастания. Пластинка семядольного листа обратно-узко-эллиптической формы, 2,5—2,8 см длиной и 0,6—0,8 см шириной, цельнокрайняя, зеленого цвета, не опушенная. Растение достигают высоты 2—3 см, корень становится 3—3,5 см длиной.

Появление первой пары настоящих листьев у календулы лекарственной отмечено на 15—19 день, они характеризуются вытянутой ланцетной формой, до 5—6 см длиной и до 1—1,5 см шириной. Спустя 2 недели после образования 1-ой пары настоящих листьев начинала расти 2-я пара, которые имели узко-яйцевидно-эллиптическую форму. Начинается отмирание семядольных листьев. К этому времени высота растения достигала 5—6 см, длина гипокотиля равнялась 1,5—1,8 см; диаметр — 0,2 см. Главный корень углублялся до 6—7 см, и на нем обнаружены боковые корни 1-го и 2-го порядков; диаметр корневой системы составлял 3,5—4,0 см. Диаметр корневой шейки составлял 0,35—0,40 см.

При изучении всхожести исследовался семенной материал по разным срокам сбора (таблица 1).

Таблица 1.

Всхожесть и энергия прорастания семян календулы лекарственной в зависимости от сроков сбора

Результаты показали, что наилучшие показатели выявлены для средних сроков сбора — со 2 декады августа по 2 декаду сентября. В более ранние и поздние сроки сбора семена полностью не вызревали.

Свежесобранные семена календулы сепарировали и разделили по размеру и весу на 3 группы: крупные, средние и мелкие (таблица 2).

Таблица 2.

Всхожести и энергии прорастания семян календулы лекарственной в зависимости от размера и веса

Разница показателей всхожести сепарированные и не сепарированных семян составила 6,1; 10,1 и 16,4 % соответственно. Полученные результаты свидетельствуют в пользу отбора крупных семян календулы лекарственной для дальнейшего использования и хранения.

В процессе хранения отмечено снижение всхожести семенного материала. Так, после года хранения всхожесть семян календулы составила 34,2 %. Для увеличения всхожести нами использовалась холодная стратификация сроком от 10 до 60 суток. Отмечено, что при сроке стратификации в течение 10 суток всхожесть повысилась в 1,2 раза, после 50 суток — в 1,9 раза (рис. 2). Дальнейшая стратификация существенной прибавки всхожести не дала.

Таким образом, выявлены морфологические характеристики прорастания семян календулы лекарственной. Отмечено отсутствие ослизнения семянок, незначительное увеличение в размерах при набухании. По форме семядольные листья не отличаются от первых настоящих. Для хранения рекомендуем проводить сепарацию семян календулы и оставлять только крупную фракцию. Для повышения всхожести в процессе хранения можно использовать холодную стратификацию.

Рисунок 2 — Всхожесть семенного материала календулы лекарственной в зависимости от времени стратификации

1 — контроль (без стратификации), 2 — 10 дней стратификации, 3 — 20 дней стратификации, 4 — 30 дней стратификации, 5 — 40 дней стратификации, 6 — 50 дней стратификации, 7 — 60 дней стратификации

Результаты исследований вошли в проект «Справочника семян лекарственных растений», а также в электронную базу данных по морфологии и весовым показателям семян лекарственных растений.

Список литературы:

1.Зорина М.С., Кабанов С.П. Определение семенной продуктивности и качества семян интродуцентов // Методики интродукционных исследований в Казахстане. — Алма-Ата: Наука, 1987. — С. 75—85.

2.Лищук С.С. Методика определения массы семян // Ботан. журн. — 1991. — Т. 76, № 11. — С. 1623—1624.

3.Удольская Л.Н. Введение в биометрию. Алма-Ата: Наука, 1976. — 76 с.