Введение к работе
Актуальность.
Земляника садовая Fragaria ananassa Duch. является одной из наиболее ценных и востребованных плодовых культур, эколого-биологические особенности которой широко варьируют в зависимости от окружающей среды. Эта культура широко распространена в средних широтах Евразии и Америке, (Jones, 1966; Lewin, 1994; Витковский, 2003). Такой размах ареалов распространения обусловлен высокой пластичностью биологических признаков в пределах вида, способствующих адаптации растений к разнообразным экологическим условиям и, в частности, к почвенно-климатическим особенностям (Жученко, 2001, 2005). Однако, несмотря на достаточную изученность характера адаптации земляники садовой в различных климатогеографических условиях, комплексных и систематических исследований эколого-биологических особенностей Fragaria ananassa Duch. в условиях высоких широт не проводилось.
Вместе с тем, условия Севера и, в особенности, Мурманской области, отличаются исключительно контрастными метеорологическими условиями, обусловленными не только широтными факторами среды, но также и специфическими метеоусловиями, связанными с локальными неоднородностями природного ландшафта. Дополнительный вклад в экологические особенности среды в Мурманском регионе привносят радионуклиды естественного и техногенного происхождения. По данным Комитета природопользования и экологии Мурманской области, основными факторами облучения населения Заполярья являются естественные источники радиоактивности (73.62%), которые попадают в среду в результате процессов эрозии горных пород, а также при добыче огромных объемов апатитонефелиновых руд. Так, вследствие ветрового переноса пыли, содержащей радионуклиды, в Кировске-Апатитах существенный вклад в загрязнение природной среды вносят редкоземельные элементы, такие как Sr, Be, La, Y, U, Th (Состояние природной среды и проблемы экологии на Кольском полуострове, 1999; Мельник, Райских, 2008; 2010). Присутствие радионуклидов в окружающей среде, как экологически значимых факторов, диктует необходимость не только оценки степени их накопления в земляники садовой как продукте питания, но также и анализе воздействия радионуклидов на биологические особенности земляники, произрастающей в Мурманской области.
С учетом сложного и комплексного воздействия экологических факторов среды в Мурманском регионе, исследование эколого-биологических особенностей Fragaria ananassa Duch. в условиях Севера на примере Мурманской области имеет важное прикладное и теоретическое значение.
Цель работы.
Дать эколого-биологическую характеристику сортов Fragaria ananassa на основе оценки ее продуктивности и устойчивости в зависимости от влияния абиотических и биотических факторов среды, в том числе, содержания радионуклидов в вегетативных частях и плодах земляники, в условиях Мурманской области.
Задачи исследования:
-
Выявить особенности онтогенеза, фенологических фаз, продуктивности, химического состава плодов у различных сортов земляники садовой в условиях Севера.
-
Оценить влияние абиотических факторов среды, включая климатические вариации, природные и техногенные радионуклиды, на биологические свойства различных сортов земляники садовой.
-
Выявить влияние биотических факторов, таких как болезни и вредители, на различные сорта земляники садовой.
-
Оценить основные критерии оценки эффективности интродукции земляники садовой в условиях Мурманской области.
-
Охарактеризовать перспективные сорта земляники садовой для интродукции в Мурманской области на основе комплексной оценки ее биологических свойств и экологической устойчивости.
Научная новизна.
Впервые проведено комплексное изучение эколого-биологических особенностей различных сортов земляники садовой в условиях Мурманской области. Выявлены основные абиотические и биотические факторы среды, влияющие на распространение земляники садовой в высоких широтах. Установлены сроки сезонного развития растений земляники садовой для Мурманской области в зависимости от воздействия суммы активных и эффективных температур. Впервые показано, что экологическая устойчивость, оцененная по критерию зимостойкости и устойчивости к биотическим факторам среды, является ведущей характеристикой, определяющей успешность интродукции земляники садовой в Мурманской области. Впервые, с применением комплексной оценки биологических свойств и экологической устойчивости, охарактеризованы перспективные сорта для интродукции в северных широтах.
Практическая и теоретическая значимость.
Результаты проведенного исследования позволяют прогнозировать степень устойчивости земляники в зависимости от варьирующих условий среды, что, в свою очередь, дает возможность отбирать наиболее адаптивные сорта растений для интродукции в Мурманской области и Северных регионах.
Данные по накоплению радионуклидов различными частями растений земляники позволяют рассматривать землянику в качестве потенциального биоиндикатора степени загрязнения окружающей среды, пригодного для экологического и радиационного мониторинга.
Фундаментальное значение проведенных исследований состоит в выявлении широтных особенностей адаптации растений земляники садовой в зависимости от глобальных климатогеографических воздействий и локальных вариаций условий среды. Представленные в работе результаты позволяют прогнозировать экологическую устойчивость растений в зависимости от варьирующих факторов среды абиотического и биотического происхождения.
Полученные результаты могут быть использованы в учебном процессе в курсах лекций по ботанике, экологии, в мониторинге окружающей среды, в селекционной практике.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 10 работ: 3 статьи, в том числе 1 статья в изданиях из перечня ВАК РФ, и 7 тезисов конференций.
Апробация работы
Основные результаты представлены и обсуждены на Международной научно - практической конференции «Современные проблемы фитодизайна», Белгород, 2007, Всероссийской научно-методической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы садоводства России и пути их решения » (Орел, 2007), Международной научной конференции «Интродукция и перспективы использования генетических ресурсов растений на Крайнем Севере» (Апатиты, 2008), Всероссийской научной конференция с международным участием «Экологические проблемы Северных регионов и пути их решения» (Апатиты, 2008), Международной научной конференции «Физико-химические механизмы адаптации растений к антропогенному загрязнению в условиях Крайнего Севера» (Апатиты, 2009 г), на VI съезде по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность) (Москва, 2010 Москва).
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов, заключения и содержит 27 рисунков, 26 таблиц, 7 приложений. Общий объем работы - 126 страниц. В списке литературы - 215 источников, в т.ч. 32 на иностранном языке.
Благодарность.
Автор выражает глубокую признательность научному руководителю д.б.н., ведущему н.с. отдела генетических ресурсов плодовых культур ВНИИ растениеводства им. Н.И.Вавилова Россельхозакадемии А.А. Юшеву; к.т.н, доценту экологического факультета Кольского филиала ПетрГУ Н.А. Мельник, д.б.н., член. корр. МАНЭБ Н.К. Белишевой; к.с.-х.н., директору Филиала ГНУ ВНИИР им. Н.И. Вавилова Россельхозакадемии «Полярная опытная станция» Е.М. Ахтуловой и другим сотрудникам станции за разностороннюю помощь при подготовке диссертационной работы.
![Анатомо-морфологические и биологические особенности нового растения для Астраханской области лофанта анисового : [Lophanthus anisatus L. (Benth.)]](/i/i/4326/380551.png "Анатомо-морфологические и биологические особенности нового растения для Астраханской области лофанта анисового : [Lophanthus anisatus L. (Benth.)] Абделаал Халед Абдель Дайем Абделазиз")
