Люцерна серповидная, или желтая, отличается высокой зимостойкостью, засухоустойчивостью, солевыносливостью идолголетием. Вначальный период растет медленно, имеет мощную корневую систему, может выдерживать затопление 20-30дней. Главная отличительная особенность люцерны состоит втом, она производит белок за счет биологической фиксации азота воздуха, без затрат энергоемких идорогостоящих азотных удобрений. Выращивая люцерну, активно фиксирующую азот воздуха, можно решить проблему сохранения идаже расширенного воспроизводства естественного плодородия почвы. После возделывания люцерны впочве остается скорневыми ипожнивными остатками 80-100кг азота на 1 га, т.е. больше чем растения выносят его из почвы за вегетацию. Люцерна как все многолетние травы имеет продолжительный вегетационный период иполнее использует энергию солнца, кроме того ее возделывание исключает необходимость энергозатрат на ежегодную обработку почвы, на семена ипосев.
Цель работы: Изучение состояния ценопопуляций люцерны вусловиях Нюрбинского улуса. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: изучить изменчивость ипластичность морфометрических параметров Medicago falcata L., определить возрастной состав ионтогенетическую стратегию вида при обитании вусловиях Нюрбинского улуса.
Исследования проводились летом 2012 года в5 ценопопуляциях Medicago falcata L. вусловиях Нюрбинского улуса. Нюрбинский улус находится в1000 км от города Якутска на Северо-западе Центральной Якутии. Вгруппе вилюйских улусов Нюрбинский улус занимает центральное положение. Вилюйские районы относятся кЦентральной Якутии, которая занимает Центрально-Якутскую низменность, называющуюся Лено-Вилюйской равниной иЦентрально-Якутской котловиной [7].
В изучении ЦП Medicago falcata L. использовались популяционно-онтогенетические методики [1, 2, 3, 4]. Характер изменчивости признаков взависимости от условий окружающей среды определяли по Н.С.Ростовой [5]. Статистическую обработку полученных данных проводили спомощью программы «Statistica» версии 6.0.
Известно, что чем выше амплитуда адаптивной изменчивости вида, тем больше унего возможностей противостоять стрессовому воздействию итем выше его устойчивость врастительном сообществе. Различают согласованную исопряженную изменчивости морфометрических параметров [5]. На межпопуляционном уровне амплитуда сопряженной изменчивости исследуемых признаков Medicago falcata Lварировала вследующих пределах: длина листочков, длина цветоносов, длина среднего листочка от низкой до средней; число цветков всоцветии, всего листьев, ширина листочков, длина соцветий от средней до повышенной; число соцветий выше средней.
Изучение структуры изменчивости морфологических признаков M. falcata 2012 г. зависящих от условий произрастания: a– высота побега, см; b– всего соцветий, шт; c– цветков всоцветии; d– всего листьев; e– длина листочков; f– ширина листочков; g– длина соцветий, мм; h–длина черешков листьев, мм; I– длина среднего листочка, мм; j– длина цветоносов, мм показала, что, из этих признаков число соцветий имеет высокий уровень общей изменчивости (CV– 54%), средний уровень (CV– 25–50 %) имеют число цветков всоцветии, всего листьев, ширина листочков,– длина соцветий. Наименьшим уровнем согласованности изменчивости (R2) характеризуется такой признак, как длина листочков, длина цветоносов, длина среднего листочка (рис. 1).
Рис. 1.Структура изменчивости морфологических признаков M. falcata 2012 г: a– высота побега, см; b– всего соцветий, шт; c– цветков всоцвети; d– всего листьев; e– длина листочков; f– ширина листочков; g– длина соцветий, мм; h–длина черешков листьев, мм; I– длина среднего листочка, мм; j– длина цветоносов, мм
Жукова Л.А. [2] иУранов А.А., Смирнова О.В. [6] ввели классификацию популяций растений, выделив четыре типа нормальных популяций: молодую, зрелую, стареющую истарую, на основе критерия абсолютного максимума, то есть соответственно тому, на какое из онтогенетических состояний приходится абсолютный минимум возрастного распределения: g1и ранее, g2, g3 или позже.
Динамика ЦП популяций M. falcata вПривилюйской зоне
|
Ценно- популяции |
Плотность Шт/м2
|
Iвосст. |
Iзамещ. |
дельта |
омега |
Тип ЦП |
|
ЦП1 |
43,67 |
1,054 |
1,035 |
0,153 |
0,512 |
молодая |
|
ЦП2 |
52,67 |
1,14 |
1,096 |
0,236 |
0,509 |
зреющая |
|
ЦП3 |
67,67 |
2,037 |
2,037 |
0,167 |
0,368 |
зреющая |
|
ЦП4 |
55,67 |
0,471 |
0,423 |
0,363 |
0,589 |
зреющая |
|
ЦП5 |
64,33 |
1,353 |
1,353 |
0,123 |
0,374 |
молодая |
Из таблицы видно, что все изученные ценопопуляции имеют низкие значения возрастности (дельта) иэффективности (омега), что указывает на тот факт, что они все являются молодыми, прогрессивно развивающимися, полночлеными, снебольшим числом виргинильных особей.
Анализ возрастной структуры нюрбинских популяций M. falcata основан на совместном использовании индексов возрастности и эффективности (рис. 2), которая называется «дельтаомега».
Рис. 2.Распределение особей люцерны серповидной M. Falcate по онтогенетическим состояниям впяти популяциях Привилюйской зоны
Классификация «дельта-омега» основана на оценках возрастности иэффективности , полученных по данным всего возрастного распределения, втом числе по группам виргинильных иболее молодых. Исходя из классификации «дельта-омега» мы определяем «молодыми» ЦП1 иЦП5 уних абсолютный максимум находится вгруппе виргинильных иболее молодых особей, аЦП2, ЦП3 иЦП4 как «зреющие» так как вэтих популяциях наблюдается довольно много растений генеративного состояния.
Оценка стратегий жизни растений является одной из ключевых задач популяционной биологии. Для популяций люцерны, произрастающих вНюрбинском улусе, была произведена оценка стратегий выживания растений по характеру изменений на экоклине (ряд ЦП по снижению показателей виталитета ценопопуляций IVC) показателя морфологической целостности (коэффициент детерминации признака R2), как одной из ключевых характериск, определяющих состояние особи ипопуляции.
При этом, для исследованных ценопопуляций установлена стрессово-защитная онтогенетическая стратегия (рис.3). Стрессовая составляющая проявляется при усилении стресса до умеренного уровня (IVC=1,3), дальнейшее ухудшение условий включает защитные механизмы регуляции взаимообусловленности развития морфологических структур, выражающихся вповышении коэффициента детерминации. Подобная стратегия характерна для стресс-толерантов –SR– стратегия спреобладанием элементов патиентности, ввиду того, что выраженность защитной составляющей онтогенетической стратегии вусловиях крайнего стресса есть проявление патиентности вида. Такая стратегия позволяет M. Falcate произрастать вшироких пределах экологических условий республики.
Рис. 3.Тренд онтогенетической стратегии популяций M. falcate 2012 г. По оси абсцисс– индекс виталитета ценопопуляции IVC, по оси ординат морфологическая целостность (коэффициент детерминации R2)
Таким образом, усиление стресса при прорастании популяций люцерны вусловиях Нюрбинского улуса приводит кактивации защитных механизмов вида вформе увеличения уровня целостности организма отдельных особей.
Выводы: по результатам проведенных исследований можно заключить, что все изученные ценопопуляции являются молодыми, прогрессивно развивающимися, полночлеными, снебольшим числом виргинильных особей, ценопопуляциях вНюрбинском улусе. Установлено, что высокий уровень имеют изменчивость ресурсных морфологических показателей иамплитуда морфологической пластичности особей. Для исследованных ценопопуляций установлена стрессово-защитная онтогенетическая стратегия. Такая стратегия позволяет M. Falcate произрастать вшироких пределах экологических условий республики. Исходя из всего выше сказанного, можно сделать вывод, что изученные ценопопуляции являются перспективными для рекультивации нарушенных земель вНюрбинском улусе.