МОРФО-СТРУКТУРНІ ТРАНСФОРМАЦІЇ КОРЕНЕВОЇ СИСТЕМИ ВИДІВ РОДУ SEDUM L. ПРОТЯГОМ СЕЗОННОГО РОЗВИТКУ В УМОВАХ СТЕПОВОЇ ЗОНИ УКРАЇНИ (НА ПРИКЛАДІ КРИВОРІЖЖЯ)
DOI:
https://doi.org/10.53904/1682-2374/2023-25/6Ключові слова:
Архітектура кореневої системи, живильна і ростова частина, додаткові, бічні та контрактильні корені, Sedum L.Анотація
В статті розглядаються особливості формування кореневої системи видів роду Sedum протягом сезонного розвитку в кліматичних умовах Криворіжжя. Матеріалом дослідження слугувала коренева система рослин S. aizoon, S. album, S. reflexum та S. spurium. Дослідження проводилися у Криворізькому ботанічному саду НАН України, природно-кліматичні умови території якого характеризуються загальними для степової зони показниками, що обмежують ріст рослин – нестача вологи в повітрі і ґрунті, аномально високі літні температури повітря. Особливості розміщення кореневої системи по горизонтах ґрунту досліджували зважаючи на характер фізіологічних функцій коренів – ростова та живильна частина. Визначали довжину додаткових і контрактильних коренів, інтенсивність галуження бічних коренів. Протягом сезонного розвитку рослини S. album, S. reflexum, S. spurium і S. aizoon відзначалися збільшенням кількості живильних коренів – додаткових та бічних на них, які в фазу завершення формування поверхневої вегетативної сфери (травень) галузяться до другого порядку, тоді як в фазу завершення вегетації (жовтень) – до третього. Наприкінці активного сезонного розвитку у рослин S. album, S. reflexum живильна частина кореневої системи розташовується ближче до поверхні і набуває широкого латерального розповсюдження. У рослин S. spurium живильні корені заглиблюються в ґрунт, у S. aizoon – не змінюють розташування. Розвиток ростової частини кореневої системи відзначався збільшенням довжини якірних та контрактильних коренів, незначним збільшенням їх кількості та поглибленням в ґрунті. Основний обʹєм живильних коренів (до 65%) має латеральне розташування у верхньому шарі ґрунту 0–10 см, окрім S. spurium, для рослин якого це шар ґрунту 0–15 до 20 см. Корені, що виконують механічні функції, у досліджених видів досягають в глибину 20–30 см і тільки у S. reflexum ці корені ростуть в глибину до 15 см. Додаткові корені у S. album, S. reflexuт і S. spurium формуються в міжвузлях плагіотропних наземних пагонів, які згодом виконують функції кореневища. Для S. aizoon характерне відростання додаткових коренів тільки в базальній частині вегетативних пагонів, що перешкоджає активному розповсюдженню рослин.
Посилання
Березкіна В. І. Біологічні особливості інтродукованих видів роду Sedum L. (Crassulaceae DC.) та перспективи їх використання в Україні : автореф. дис. … канд. біол. наук : 03.00.05. Київ, 2003. 21 с. Бордзиловський Є. І. Рід очиток – Sedum L. Флора УРСР. Т. 5 / ред. Клоков М. В. Київ : Вид-во АН УРСР, 1953. C. 454–467.
Войтюк Ю. О., Кучерява Л. Ф., Баданіна В. А., Брайон О. В. Морфологія рослин з основами анатомії та цитоембріології. Київ : Фітосоціоцентр, 1998. 216 с.
Дідух Я. П. Екологічні аспекти глобальних змін клімату: Причини, наслідки, дії. Вісник НАН України. 2009. № 2. С. 34–44.
Довідник з морфології квіткових рослин. Навчально-методичний посібник. / Зиман С. М., Мосякін С. Л., Булах О. В., Царенко О. М., Фельбаба-Клушина Л. М. Ужгород : Медіум, 2004. 156 с.
Приходько М. М. Екологічна безпека природних і антропогенно модифікованих геосистем: монографія. Київ : Центр екологічної освіти та інформації, 2013. 201 с.
Пушка І. М., Величко Ю. А., Осіпов М. Ю., Козаченко І. В. Еколого-біологічні особливості інтродукованих видів роду Sedum L. в умовах Правобережного Лісостепу України. Таврійський науковий вісник. 2019. № 109. Ч. 1. С. 212–218. https://doi.org/10.32851/2226-0099.2019.109-1.31
Єгоршин О. О., Лісовий М. В. Математичне планування польових дослідів та статистична обробка експериментальних даних. Харків : Вид-во Ін-ту грунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського, 2005. 193 с.
Єремеєв В., Єфімов В. Регіональні аспекти глобальної зміни клімату. Вісник HAH України. 2003. № 2. С. 24–28. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70185.
Лихолат Ю. В., Хромих Н. О., Дідур О. О., Оковитий С. І., Матюха В. Л., Савосько В. М., Лихолат Т. Й. Сучасний стан антропогенної трансформації екосистем степового Придніпровʹя. Кривий Ріг : Вид-во Чернявський Д., 2019. 146 с.
Паранько І. С., Казаков В. Л., Калініченко О. О., Коцюруба В. В., Остапчук І. О., Савосько В. М., Шипунова В. О., Ярков С. В. Фізична географія Криворіжжя : монографічна навчальна книга. Кривий Ріг : Вид. Р.А. Козлов, 2015. 272 с.
Anjum S. A., Xie X.-Y., Wang L.-C., Saleem M. F., Man Ch., Lei W. Morphological, physiological and biochemical responses of plants to drought stress. African Journal of Agricultural Research. 2011. Vol. 6(9). Р. 2026–2032. https://doi.org/10.5897/AJAR10.027
Bano Ch., Amist N., Singh N. B. Morphological and anatomical modifications of plants for environmental stresses. In: A. Roychoudhury & D. Tripathi (ed). Molecular plant abiotic stress: Biology and biotechnology. John Wiley & Sons, Ltd. 2019. ch. 2. Р. 29–45. https://doi.org/10.1002/9781119463665.ch2
Bramwell D. Plant adaption and climate change. 2nd World Scientific Congress Challenges in Botanical Research and Climate Change : programmer Book of abstract, 29 June – 4 July, 2008. Delft, The Netherlands. Р. 3.
Butler C., Orians C. M. Sedum cools soil and can improve neighboring plant performance during water deficit on a green roof. Ecological Engineering. 2011. Vol. 37(11). Р. 1796–1803. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2011.06.025
Comas L. H., Becker S. R., Cruz V. M., Byrne P. F., Dierig D. A. Root traits contributing to plant productivity under drought. Front. Plant Sci. 2013. Vol. 4. Р. 442. https://doi.org/10.3389/ fpls.2013.00442
De Micco V. & Aronne, G. Morpho-anatomical traits for plant adaptation to drought. In: Aroca, R. (ed). Plant Responses to Drought Stress. Springer, Berlin, Heidelberg. 2012. Р. 37–61. https://doi.org/ 10.1007/978-3-642-32653-0_2
Franklin K. A. Light and temperature signal crosstalk in plant development. Curr. Opin. Plant Biol. 2009. Vol. 12 (1). Р. 63–68. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2008.09.007 Garofalo P., Ventrella D., Kersebaum K. C., Gobin A., Trnka M., Giglio L., Dubrovský M., Castellini M. Water footprint of winter wheat under climate change: Trends and uncertainties associated to the ensemble of crop models. Science of the Total Environment. 2019. Vol. 658. Р. 1186–1208. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.12.279 Gray S. B., Brady S. M. Plant developmental responses to climate change. Developmental Biology. 2016. Vol. 419. Р. 64–77. https://doi.org/10.1016/j.ydbio.2016.07.023
Hart H., Bleij B. Sedum. Illustrated handbook of succulent plants: Crassulaceae / ed. Eggli U. Berlin, Heidelberg & New York : Springer, 2003. P. 235–332.
Heckathorn S. A., Giri A., Mishra S., Bista D. Heat stress and roots: Climate change and plant abiotic stress tolerance. Weinheim : Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. 2013. P. 109–136. https://doi.org/10.1002/9783527675265.ch05 Jung H.-J., Kang H.-J., Song Y. S. Park E.-H., Kim Y.-M., Lim C.-J. Anti-inflammatory, anti-angiogenic and anti-nociceptive activities of Sedum sarmentosum extract. Journal of Ethnopharmacology. 2008. Vol. 116(1). Р. 138–143. https://doi.org/10.1016/j.jep.2007.11.014
Klimešová J., Vintrlíková E., Středa T. Adaptation strategies to climate change – the plant roots. Towards Climatic Services Nitra, Slovakia, 15th – 18th September, 2015. Р. 179–181. Lu J., Yuan J.-g., Yang J.-z., Yang Z. Responses of morphology and drought tolerance of Sedum lineare to watering regime in green roof system: A root perspective. Urban Forestry & Urban Greening. 2014. Vol. 13(4). Р. 682–688. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2014.08.003 Schenk H. J., Jackson R. B. Rooting depths, lateral root spreads and below-ground/above-ground allometries of plants in water-limited ecosystems. Journal of Ecology. 2002. Vol. 90(90). Р. 480–494. https://doi.org/10.1046/j.1365-2745.2002.00682.x The Leipzig catalogue of vascular plants. German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv) Halle-Jena-Leipzig. 2020 Electronic resource, URL: https://doi.org/10.15468/9qxmn3 [1/11/2022]
Wahid A., Gelani S., Ashraf M., Foolad M. R. Heat tolerance in plants: an overview. Environmental and Experimental Botany. 2007. Vol. 61. Р. 199–223. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2007.05.011 Weather forecast web-site: Electronic resource, URL: http://rp5.ua [10/12/2022].
Weiser M., Koubek T., Herben T. Root foraging performance and life-history traits. Front. Plant. Sci. 2016. Vol. 7. Р. 779. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00779
