doi: 10.15389/agrobiology.2022.1.27rus
УДК 633.39:581.144.2
Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 19-16-00114).
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ КОРНЕВОЙ СИСТЕМЫ У НЕКОТОРЫХ КОРМОВЫХ ПОЛУКУСТАРНИКОВЫХ И КУСТАРНИКОВЫХ ГАЛОФИТОВ В ПРЕДГОРНОЙ ПУСТЫНЕ УЗБЕКИСТАНА
Э.З. ШАМСУТДИНОВА1 ✉, Н.З. ШАМСУТДИНОВ2, И.В. САВЧЕНКО3,
О.А. СТАРШИНОВА1, В.И. АГАФОНОВ1, З.Ш. ШАМСУТДИНОВ1
Отличительные особенности галофитов как кормовых растений — высокая питательная ценность, стабильная сбалансированность корма по питательным веществам по сезонам года, особенно в критические периоды пастбищного содержания животных (осенью и зимой), достаточно высокое содержание незаменимых аминокислот. Кормовые галофитные полукустарники (кохия простертая, солянка восточная), кустарники (саксаул черный, солянка малолистная) в условиях ксеротермической среды среднеазиатской пустыни характеризуются высокой и устойчивой кормовой продуктивностью. Их способность успешно осуществлять полный жизненный цикл в этих условиях реализуется за счет структурных и физиолого-биологических приспособлений. Корневая система играет центральную роль в формировании урожая у культурных растений и в настоящее время рассматриваются как ключевой фактор второй «зеленой революции». Знание характера формирования корневой системы кустарников и полукустарников семейства Маревые (Chenopodiaceae) в условиях предгорной пустыни, в частности скорости роста, глубины проникновения в почву, очень важно не только для познания этих галофитных жизненных форм растений, но и для правильного размещения посевов в аридных зонах. Мы сравнили особенности формирования корневой системы у кустарниковых галофитов — саксаула черного Haloxylon aphyllum (Minkw.) Iljin, солянки малолистной Aellenia subaphylla (С.А. Меу) Aellen и полукустарниковых галофитов — солянки восточной Salsola orientalis S.G. Gmel., кохии простертой Kochia prostrata(L.) Schrad., чтобы выявить их экологическую роль в условиях зоны среднеазиатской предгорной пустыни (Нишанская степь, Кашкадарьинская область, Республика Узбекистан, 2015-2020 годы) у растений 1-го и 5-го года жизни. В процессе эволюции и естественного отбора, формирования более совершенных адаптивных свойств и повышенных продукционных функций у галофитов семейства Маревые важное значение имело развитие мощной и глубоко проникающей в почву корневой системы универсального типа. Показано, что для кохии простертой, солянки восточной, саксаула черного и солянки малолистной характерна высокая скорость роста и развития корневой системы. В 1-й год жизни корневые системы кустарников саксаула черного проникают в почву на глубину до 235 см, солянки малолистной — до 150 см, полукустарников солянки восточной — до 200 см, кохии простертой — до 215-295 см, достигая в 5-летнем возрасте у саксаула черного 1240 см, солянки малолистной — 600 см, солянки восточной — 550 см, кохии простертой — 580 см, что превышает в 1-й год высоту надземной части в 4-4,5 раза, в 5-летнем возрасте — в 6 раз. Способностью к быстрому росту и формированию специфической структуры корневой системы обеспечивается постоянство поглощения воды корнями в условиях засухи и дефицита влаги. На глубину проникновения корневой системы растений разных жизненных форм (кустарники, полукустарники) сильное влияние оказывают водно-физические свойства эдафической среды. В условиях постоянного дефицита почвенной влаги корневая система стремится постоянно углубляться в почвенно-грунтовую среду, пробивая плотные, сцементированные слои почвы. По нашему мнению, полукустарниковым и кустарниковым галофитам присуща способность выполнять функцию так называемого гидравлического лифта, когда растение не только поднимает воду корнями, но и выделяет ее в более сухие горизонты почвы, где этой водой могут воспользоваться растения с неглубокой корневой системой.
Ключевые слова: кормовые галофиты,кустарники, полукустарники, Salsola orientalis S.G. Gmel., кейреук, Kochia prostrata L., кохия простертая, Aellenia subaphylla (С.А. Меу) Aellen, солянка малолистная, Haloxylon aphyllum (Minkw.) Iljin, саксаул черный, корневая система, морфология, гидравлический лифт.
E.Z. Shamsutdinova1 ✉, N.Z. Shamsutdinov2, I.V. Savchenko3,
O.A. Starshinova1, V.I. Agafonov1, Z.Sh. Shamsutdinov1
Distinguishing feature of halophytes as fodder plants are high nutritional value, stable balance of nutrients over seasons, especially during critical periods of pasturing during autumn and winter, and a high content of essential amino acids. Halophytic fodder dwarf semi-shrubs, Kochia prostrata (L.) Schrad. and Salsola orientalis S.G. Gmel., and shrubs, Haloxylon aphyllum (Minkw.) Iljin and Aellenia subaphylla (С.А. Меу) Aellen. perform high and sustainable fodder productivity under xerothermic conditions of the Central Asian deserts. In these conditions, shrub and semi-shrub halophytes can successfully complete a full life cycle due to structural, physiological and biological adaptations. These re a succulent type of the leaf photosynthetic apparatus (R.M. Ogburn et al., 2010), a multilayer epidermis, thickening of the cuticle (R.F. Sage et al., 2011) and the C4 plants which are more efficient in transpiration compared to C3 plants and lower water consumption (V.I. Pjankov et al., 1991; V.I. Pankov, 1993). Roots play a central role in the yield formation and now considered key drivers of the second "green revolution". Knowledge of the Chenopodiaceae shrubs’ and semi-shrubs’ root formation in the foothill desert conditions elucidates fundamental peculiarities of these halophytic plant biology and provides the correct placement of the crops in arid zones. We compared parameters of root formation in shrubby and semi-shrubby halophyte species to identify their ecological role in the conditions of the Central Asian foothill desert (Nishan steppe, Kashkadarya region, Republic of Uzbekistan, 2015-2020) in plants of the 1st and 5th year of life. The halophytes of Chenopodiaceae family have acquired adaptive properties and increased production functions due to evolutionary developed powerful and deeply penetrating roots capable of the use of precipitation, condensation moisture and shallow ground water. Semi-shrubs Kochia prostrata (L.) Schrad., Salsola orientalis S.G. Gmel. and shrubs Haloxylon aphyllum (Minkw.) Iljin, Aellenia subaphylla (С.А. Меу) Aellen. are capable of rapid root growth and development. The roots of 1-year old plants penetrate into the soil to a depth of 235 cm in H. apyllum, 150 cm in A. subaphylla, 200 cm in S. orientalis, and 215-295 cm in K. prostrata. At the age of 5 years, the roots reached a depth of 1240 cm, 600 cm, 550 cm, and580 cm, respectively. Therefore, the root length exceeds the height of the aerial part in the 1st year by 4-4.5 times, and at the age of 5 years by 6 times. The ability to high growth rates of the root system is an important condition for uninterrupted water absorption by the roots in conditions of moisture deficiency and drought. The depth of penetration of the root system of plants of different life forms (shrubs, semi-shrubs) is strongly influenced by the water-physical properties of the edaphic environment. In conditions of permanent soil moisture deficiency, the root system tends to constantly go deeper into the soil-soil environment, breaking through dense, cemented soil layers. In our opinion, for semi-shrubby, shrubby halophytes can not only uptake water by roots from deep soil but also move it to drier soils horizons where this water can be used by plants with a shallow root system. Therefore, the studied halophytes can obviously provide a function of hydraulic lift.
Keywords: fodder halophytes, shrubs, semi-shrubs, Salsola orientalis S.G. Gmel., Kochia prostrata (L.) Schrad., Aellenia subaphylla (С.А. Меу) Aellen, Haloxylon aphyllum (Minkw.) Iljin, root system, morphology, hydraulic lift.
1ФГБНУ ФНЦ кормопроизводства |
Поступила в редакцию |
