Интродуцированные растения

История и география культурных растений

Первые обстоятельные исследования, посвященные истории и географии культурных растений, были проведены швейцарским ботаником А. де Кандолем. Их высоко оценил Ч. Дарвин и использовал при обосновании эволюционной теории.

Среди исследований по культурным растениям, появившихся после трудов де Кандоля и Дарвина, особенно большое значение имеют работы советского ученого Н. И. Вавилова. Им создана теория о происхождении культурных растений. Он выделил восемь базовых очагов (центров) видового разнообразия и происхождения культурных растений. Из них четыре базовых центра сосредоточены в Азии.

Китайский центр — родина мягкой пшеницы, многорядного ячменя, проса, сорго, чумизы, отдельных видов фасоли, сахарного тростника, риса, чая, апельсина и др.

Индомалайский центр, откуда произошли рис, сахарный тростник, нут, кунжут, кенаф, индийская конопля, джут, отдельные виды фасоли, хлопчатника, многие овощные, лекарственные, эфирномасличные и другие растения.

Среднеазиатский центр — родина многих форм пшеницы, важнейших видов зерновых бобовых (горох, чечевица, чина, бобы), горчицы, кориандра, масличного льна, дыни, лука, моркови, чеснока и др.

Переднеазиатский центр — родина ржи. Здесь выявлено большое разнообразие видов пшеницы (18 из 22 видов, имеющихся на земном шаре). Отсюда происходят люцерна посевная, люпин, эспарцет, вика, европейские виды плодовых культур и винограда, а также формы двурядного ячменя.

На Африканском континенте и в Средиземноморье Н.И. Вавилов выделил два центра происхождения культурных растений.

Средиземноморский центр, из которого произошли твердая и ветвистая пшеница, многорядный ячмень, лен, свекла, маслина, вика.

Африканский центр — родина сорго, хлопчатника, клещевины, кофе, арбуза, финиковой и масличной пальмы, вигны, голубиного гороха. Из автономно входящего в него Абиссинского (Эфиопского) центра происходят многие формы пшеницы, ячменя, льна, гороха, нута͵ чечевицы, чины, люпина, отдельные виды овса и хлебное растение — тефф.

Два центра выделены на Американском континенте.

Центральноамериканский центр, откуда происходят кукуруза, табак, хлопчатник обыкновенный, батат, сизаль, какао, а также фасоль, тыква.

Южноамериканский центр — родина картофеля, арахиса, длинноволокнистого хлопчатника, томата͵ ананаса, подсолнечника и других растений.

Более 80% культурных растений имеют первичные центры в Восточном полушарии и менее 20% их приходится на страны Америки. Почти половина всех видов культурных растений происходит из Китая, Индии. Довольно большое их число сформировалось также в Средиземноморье и Передней Азии.

Огромную важность в растениеводстве и селекции имеет использование растительных форм инорайонного происхождения, что связано с интродукцией (привлечение видов и сортов растений в новые для них районы обитания). Успех интродукции зависит от правильного выбора исходного материала и связан с длительным, всесторонним его изучением, отбором лучших по хозяйственным качествам форм и применением оптимальной агротехники

Успех интродукции зависит от правильного выбора исходного материала и связан с длительным, всесторонним его изучением, отбором лучших по хозяйственным качествам форм и применением оптимальной агротехники.

Условия для выполнения интродукции

Условиями для выполнения интродукции растений являются: климатические и почвенные условия, свет, стадии и циклы их вырастания.

Хорошая пластичность дает возможность растениям привыкнуть к иным условиям климата и иному виду почвы. Когда климат и почва в новом месте произрастания имеет большие различия с родными для интродуцированного растения климатом и почвой, то человек ухаживает за таким растением либо меняет его природу.

Влиять на эти растения нужно, обязательно учитывая стадии их развития. Большое влияние на растения имеет свет. Каждая стадия развития растения и та порода, к которой оно относится, влияют на количество необходимого света.

Менять природу растения возможно, воздействуя химическим и физическим способом на семена, ростки либо сеянцы. Обработка семян веществами, предназначенными для лучшего роста, перед посевом повышает их всхожесть, увеличивает рост и морозоустойчивость сеянцев. Когда семена обрабатывают ультразвуковыми волнами либо звуком, то сеянцы будут более устойчивы к морозам.

Организационно-экономическая оценка клонального микроразмножения лесных ягодных растений

Немаловажным условием производственного выращивания лесных ягодных растений является экономическая состовляющаяя процесса. Основой экономического прогресса общества служит увеличение эффективности общественного производства. Самым наивысшим критерием эффективности является полное удовлетворение как общественных, так личных потребностей при рациональном использовании ресурсов. Эффективность сельскохозяйственного производства наиболее полно отражает результативность. Характеризуя конечный результат, необходимо различать понятия «эффект» и «эффективность» .

Эффект – это признак, отражающий результат мероприятий, которые проводятся в сельском хозяйстве. К ним относят, например, протравливание семян перед посевом, применение средств защиты против болезней и вредителей. Эффективность – соотношение полученных результатов производства, получение максимального количества продукции при минимальных затратах средств производства и труда. В сельскохозяйственной отрасли выделяют такие виды экономической эффективности: народнохозяйственная, сельскохозяйственного производства, сельскохозяйственных мероприятий, отдельных культур или видов продукции и др. . Наибольший интерес представляет эффективность сельскохозяйственных мероприятий. На повышение урожайности лесных ягодных растений оказывают такие мероприятия, как: использование оздоровленного посадочного материала, применение системы удобрений, использование интенсивной технологии возделывания ягодной культуры .

Более детально рассмотрим эффективность на примере клонального микроразмножения княженики арктической. Выращивание княженики в условиях in vitro является материально-, энерго- и наукоемким направлением в производстве посадочного материала растений. К преимуществам клонального микроразмножения относится: высокий коэффициент размножения – важный показатель при массовом внедрении новых сортов, возможность круглогодичного размножения, работа проводится в закрытом помещении, получение качественного безвирусного материала .

Проведя анализ экономической эффективности производства на примере одной ягодной культуры, можно по основным количественным и качественным показателям определить результативность отрасли и после этого наметить пути повышения рентабельности. Для расчета производственных затрат необходимы средние данные. Затраты включают в себя стоимость исходного материала заработную плату, затраты на электроэнергию, водоснабжение, амортизационные отчисления, посуду, инструменты, химические реактивы и др.

Структура производственных затрат представлена в таблице 35. В структуре производственных затрат наименьший удельный вес составляют затраты на спирт (0,06%), вату (0,03%), дезинфицирующие средства (0,04%). Наивысший процент затрат имеют амортизационные отчисления и заработная плата, которые составляют 25,14% и 57,49 % соответственно. Стоимость исходного материала для микроклонального размножения определяется таким образом: в ООО «Микроклон» стоимость одного контейнера составляет 65 руб. В контейнере 20 шт. микропобегов. Нам для размножения потребуется 500 штук микро побегов. Следовательно затраты на исходный материал составят 1 625 руб.

Исходя из полученных расчетов, мы видим, что производство безвирусного посадочного материала в лабораторных условиях требует больших вложений, которые быстро окупаются благодаря тому, что при клональном микроразмножении за короткий промежуток времени можно получить большое количество посадочного материала. Дальнейшее выращивание растений в кассетах для адаптации растений. Затраты на кассеты составляют 86416,18 руб.

Очень важным показателем является структура производственных затрат. Рассмотрим структуру производственных затрат (табл. 37).

Рентабельность составила 358,2%, следовательно, на каждый рубль возмещенных затрат будет получено 3 рублей 58 копеек прибыли. Таким образом, выращивание княженики таким методом экономически выгодно и ее можно рекомендовать для выращивания на предприятиях.

Донорная местность для интродуцирования растений

Донорной местностью для интродуцирования растений стали:

1. Северная Америка (ее восток) дает областям России с холодным климатом возможность выращивать болотный дуб, заостренную магнолии, американский бук, лириоденрон и многие другие.
2. Северная Америка (ее запад) дает возможность вырастить в России такие лесообразовательные растения, как гигантская туя, великая пихта, миловидная пихта, скрученная сосна.
3. Восточная часть Азии дает возможность выращивания в России некоторых растений как декоративных, исключая лиственниц, которые также высоко продуктивны, как и европейские.

IX. Африканский генцентр

По Н. И. Вавилову: Абиссинский очаг, 1926, 1935; Абиссинский центр (только
Йемен и горная Эфиопия), 1939, 1962. По Е. Н. Синской: Африканская область,
1969. По П. М. Жуковскому: Африканский генцентр, 1971. По А. И. Купцову:
Западносуданский очаг, 1975. По А. Л. Тахтаджяну: Палеотропическое царство
(только три области — Гвинео-Конголезская, Судано-Замбезийская и Карру-Намиба),
1978.
Данный центр довольно обширен — он включает почти всю Африку. Однако, поскольку
этот континент весьма неоднороден по условиям, на нем несколько обособляются
территории, расположенные севернее 20 град. с. ш., и территории по обе стороны
экватора. От них сильно отличаются составом дикорастущих видов западная часть
Экваториальной Африки, юго-западная и северная части материка. Очень богата
флора приэкваториального запада, давшая растениеводству кофейное дерево,
масличную пальму и другие ценные культуры. В юго-западной части Африки обитает
известное эндемичное растение — Welnuitschia из монотипного семейства
Welnpitschiaceae, а также произрастают древовидные представители семейства
Cucurbitaceae.
В этом генцентре — три небольших эндемичных семейства, несколько эндемичных
родов и великое множество эндемичных видов (20). Н. И. Вавилов (7)
характеризует генцентр 38 видами культурных растений и их диких сородичей, а П.
М. Жуковский — 32 видами. Африканский генцентр оказал большое влияние на
растениеводство планеты. Отсюда взяли свое начало 28-хромосомная пшеница, кофе,
тефф, клещевина, кунжут, африканское просо, абиссинский ямс, сорго, арбуз,
горох, нут, абиссинский банан и пр. (7, 15, 19).
Однако рассматривать его как единый генцентр, видимо, не вполне справедливо. И,
вероятно, была права Е. Н. Синская, когда писала о нем: «…следовало бы
выделить и южноафриканскую подобласть с Капской провинцией» (19, с. 43). В
дальнейшем, при более глубоком изучении Африканского материка, возможно, будут
обособлены еще три генцентра: Конголезский (обширный бассейн р. Конго),
Капско-Намибийский и Западносуданский.

В чем отличие культурных растений от дикорастущих?

Как мы уже писали ранее, все растения на Земле условно можно разделить на дикорастущие и культурные. А теперь давайте узнаем, каковы различия между ними и почему растения подразделяют эти две группы.

Дикорастущие растения

Фото лесной поляны — пример дикорастущих растений

Многие из более мелких диких растений часто воспринимаются как сорняки, и кто-то однажды сказал, что сорняки — это цветы, растущие не в том месте! Огородники и садоводы предпочитают, чтобы на их клумбах не было сорняков, подавляющих рост культурных растений. Хотя дикорастущие растения можно найти где угодно, даже в самых ухоженных садах, обычно к ним относится флора более диких мест, таких как степи, леса, водно-болотные угодья, холмы, горные и прибрежные районы.

Дикие растения являются частью биоразнообразия природы. Они дают пищу и убежище, необходимое для поддержания богатого и здорового разнообразия насекомых, птиц и животных. Некоторые животные питаются только определенными растениями, поэтому потеря даже одного вида может привести к исчезновению этих животных!

Культурные растения

Фото злакового поля — пример культурных растений

Культурные растения подразделяют на следующие группы:

• Декоративные (розы, нарциссы, гладиолусы, кактусы, каланхоэ и т.п.) — используются для облагораживания садовых, приусадебных, парковых и других территорий в населенных пунктах, а также жилых или рабочих помещений;
• Зерновые и хлебные злаки (гречиха, рожь, пшеница, ячмень, овес, рис и т.п.) — наиболее ценная категория культурных растений, которая обеспечивает человечество продуктами питания, а также сырьем для промышленной и кормами для сельскохозяйственной отраслей экономики;
• Бобовые (горох, чечевица, нут, фасоль, соя, арахис, люцерна, вика и т.п.) — все виды бобовых, возделываемые человеком для пищевых, технических и кормовых целей;
• Крахмалоносные (батат, картофель, маниок, ямс и т.п.) — сельскохозяйственные культуры, которые служат сырьем для изготовления крахмала или продуктов питания с высокой концентрацией крахмала;
• Сахароносные (сахарная свёкла, сахарный тростник, сахарная пальма, топинамбур и т.п.) — растения, содержащие в своих в стеблях, клубнях или плодах большое количество сахарозы или глюкозы;
• Масличные (подсолнечник, рапс, олива, кунжут, лен и т.п.) — растения, из семян или плодов которых в процессе прессования получают растительные масла;
• Волокнистые (лен, конопля, хлопок и т.п.) — культурные растения, возделываемые для получения волокон, из которых изготовляют бумагу, ткань, веревку и другие изделия;
• Бахчевые (арбуз, тыква, дыня, кабачок и т.п.) — сельскохозяйственные растения из семейства тыквенные, используемые в пищевых, кормовых, а также медицинских целях.
• Овощные (томаты, огурцы, морковь, капуста, редис, петрушка, укроп, сельдерей и т.п.) — травянистые культуры, которые выращиваются для получения плодов, корнеплодов, луковиц, кочанов и зелени;
• Плодовые (виноград, яблоко, черешня, абрикос, персик, манго, апельсин, папайя и т.п.) — культурные растения, выращиваемые для получения плодов, ягод и орехов;
• Стимулирующие (чай, кофе, какао и т.п.) — растительные культуры, возделываемые для изготовления пищевых продуктов или лекарств, оказывающих стимулирующее (бодрящее) воздействие на нервную систему человека.

В чем различия дикорастущих и культурных растений?

Делая вывод из вышеописанного, становиться понятно, что разница между этими двумя группами заключается в следующем:

• Дикорастущие растения:
  • не посажены людьми;
  • растут самостоятельно;
  • хорошо приспосабливаются к разным условиям окружающей среды;
  • могут приносить вред культурным растениям (сорняки).
• Культурные растения:
  • посажены людьми;
  • получают уход (полив, удобрения, борьба с вредителями и сорняками);
  • зачастую искусственно изменены в результате селекции;
  • используются человеком для пищевых, кормовых, медицинских, промышленных и других целей;
  • не имеют естественного ареала.

IV. Индокитайский генцентр

Н. И. Вавилов сначала объединял территорию Индокитая с Индомалайским очагом
(7), затем отнес ее к Южноазиатскому тропическому центру, рассматривая в
качестве самостоятельного Индокитайского очага (6), который включал в
Тропический центр (5). Е. Н. Синская включала Индокитай в одну из подобластей
Южноазиатской области (19). П. М. Жуковский объединял его с
Индонезийско-Индокитайским генцентром (13).
Как видно из вышеизложенного, Индокитай рассматривается то вместе с Индией, то
с Индонезией. А. Л. Тахтаджян в одной из последних своих работ говорит о нем
как о самостоятельной флористической области . Индокитайский генцентр,
предлагаемый в качестве самостоятельного, трудно присоединить к Индонезийскому
центру, т. к. его северные районы испытывали сильное влияние Южного Китая. Не
поддается он объединению и с Индостанским генцентром — ввиду проникновения в
него элементов дикорастущей и культурной флоры Индонезийского генцентра. Таким
образом, наиболее правильно рассматривать его именно как самостоятельный
Индокитайский генцентр.
Этот генцентр характеризуется присущим только ему набором эндемичных родов и
составом культурных растений. Здесь более 250 эндемичных родов, причем, в
отличие от Индийского генцентра, характерным признаком являются горные леса,
состоящие из вечнозеленых видов (20).
К этому генцентру, следуя А. Л. Тахтаджяну (20), относим юго-восточную часть
Бангладеш с примыкающими тропическими районами Индии, всю тропическую часть
Бирмы, Таиланд (без самой южной части), Индокитай (исключая некоторые северные
и северо-западные части), Андаманские острова, тропические районы Юго-Западного
и Южного Китая, о. Хайнань. В данном генцентре возникли бессемянные современные
сладкие бананы, короткодневные формы хлопчатника азиатского, цитрусы и пр.

Как, почему и когда появились культурные растения?

Дикая пшеница — Однозернянка араратская (Triticum araraticum). Фото: MEDIACRAT / Wikimedia Commons

Люди выращивают растения и практикуют сельское хозяйство более 10 000 лет. Некоторые виды постепенно адаптировались к потребностям людей и окультурились.

Культурные растения, как правило, являются потомками дикорастущих, которые были съедобными и представляли ценность для первобытных людей. Зарождение сельского хозяйства произошло, когда охотники и собиратели нашли полезные растение в одном месте и захотели выращивать их в другом, в случае миграции. Они собирали семена или черенки, чтобы попытаться вырастить их самостоятельно.

Первые земледельцы также заметили, что некоторые растения могут вытеснить другие полезные виды, которые они выращивали, поэтому начали их пропалывать. Растения, которые мы сегодня выращиваем, могут быть результатом тысяч лет удачных находок и экспериментов или межкультурного обмена. Многие растения, используемые в сельском хозяйстве, были намеренно изменены человеком (окультурены), чтобы добиться от них лучшей урожайности, вкуса и питательной ценности.

Китайский (Восточноазиатский) центр

Китайский центр охватывает горные области центрального и западного Китая с прилегающими к ним низменными районами. Основа этого очага — области умеренного пояса по реке Хуанхэ. Характеризуется сравнительно высоким температурным режимом, очень большой степенью увлажнения, умеренным вегетационным периодом.

• Рис — японская разновидность
• Цинкэ или Цинке (тибетский ячмень) — голозёрная разновидность
• Просо
• Чумиза
• Гаолян
• Пайза (Echinochloa frumentacea) — японское просо, дикое просо, ежовник хлебный, однолетнее растение семейства злаков.
• Адзуки или Фасоль угловатая (Vigna angularis)
• Овёс — голозёрная разновидность
• Соя
• Редька — Дайкон и Лоба
• Пекинская капуста (Brassica pekinensis)
• Китайская капуста (Brassica chinensis)
• Салат спаржевый (Lactuca asparagus)
• Лук-батун
• Лук душистый
• Хлопчатник коротковолокнистый (древесная форма) — спорно
• Перилла
• Актинидия — первичный очаг
• Грецкий орех
• Лещина
• Апельсин — возможно вторичный очаг
• Мандарин
• Кинкан
• Хурма
• Лимонник
• китайская горькая тыква
• Унаби
• Чайное дерево
• Тунговое дерево
• Белая Шелковица (тутовое дерево)
• Камфорный лавр
• Бамбук — некоторые виды
• Женьшень
• Китайский артишок
• Сахарный тростник — местные разновидности
• Мушмула японская (Локва)
• Канатник
• Малина пурпурноплодная
• Личи
• Восковница красная

Также центр является первичным очагом формообразования подсемейств Яблоневые и Сливовые и родов их составляющих, в их числе:

Яблоня Груша Абрикос Вишня Слива Миндаль Персик Боярышник

Индо-малайский (Юго-восточноазиатский) центр

Индо-Малайский центр дополняет Индийский очаг происхождения культурных растений, включая весь Малайский архипелаг, Филиппины и Индокитай. Очень высокие влажность и температура, круглогодичная вегетация. Испытал некоторое влияние Китайского и Индостанского центров

• Рис — первичный очаг
• Хлебное дерево
• Банан
• Кокосовая пальма
• Сахарная пальма
• Саговая пальма
• Арека
• Сахарный тростник — совместно с Индостанским центром
• Помпе́льмус
• Дуриан
• Манильская пенька
• Ямс
• Таро
• Батат
• Пак чой
• Восковая тыква
• Чина — спорно
• Лимон — вторичный очаг
• Поме́ло
• Бергамот
• Лайм
• Померанец
• Бетель
• Кардамон
• Мангустан
• Гвоздичное дерево
• Чёрный перец
• Мускатный орех
• Лонган
• Трихозант

Индийский (Индостанский) центр

Индийский (Индостанский) центр охватывает полуостров Индостан, исключая северо-западные штаты Индии, а также Бирму и индийский штат Ассам. Характеризуется достаточно высоким увлажнением и высокими температурами, а также продолжительной вегетацией. Испытал некоторое влияние Индо-малайского центра (рис, сахарный тростник, цитрусовые)

• Баклажан
• Огурец
• Апельсин — возможно вторичный очаг

• Лимон — первичный очаг
• Цитрон
• Рис — Индийская разновидность
• Дагусса
• Фасоль золотистая
• Долихос
• Люффа
• Сахарный тростник — совместно с Индо-Малайским центром
• Джут
• Кенаф
• Пшеница шарозерная
• Манго
• Кокосовая пальма — вторичный очаг
• Эндивий
• Эскариол
• Базилик
• Горчица сизая
• Мак опийный
• Гречиха
• Сахарная пальма — совместно с Индо-малайским центром
• Хлопчатник коротковолокнистый — спорно
• Ююба

Среднеазиатский центр

Среднеазиатский центр включает северо-западную часть Индии (Пенджаб), северную часть Пакистана, Афганистан, Таджикистан, Узбекистан и Западный Тянь-Шань. Очень низкое увлажнение (часто грунтовыми водами), достаточно высокие температуры с сильными суточными и сезонными колебаниями, умеренная продолжительность вегетации (сезон дождей). Данный центр испытал очень сильное влияние со стороны Китайского и Переднеазиатского. Так, почти для всех произошедших здесь плодовых культур он является вторичным.

• Дыня
• Пшеница — некоторые гексаплоидные виды (Triticum compactum, Triticum inflatum)
• Чечевица — мелкозёрная рановидность
• Люцерна — совместно с Переднеазиатским центром
• Абрикос — вторичный очаг
• Виноград — один из очагов
• Миндаль — вторичный очаг
• Фисташка — вторичный очаг
• Яблоня — вторичный очаг
• Груша — вторичный очаг
• Вишня — вторичный очаг
• Слива — вторичный очаг
• Грецкий орех — вторичный очаг
• Лох
• Гранат — вторичный очаг
• Инжир — вторичный очаг
• Лук репчатый
• Лук-слизун
• Шнитт-лук
• Лук афлатунский
• Лук многоярусный
• Чеснок — основной (возможно первичный) очаг
• Фасоль золотистая — вторичный очаг
• Нут — вторичный очаг
• Конопля

Переднеазиатский центр

Переднеазиатский центр сосредоточен в Передней Азии, включая внутреннюю Малую Азию, все Закавказье, Иран и горную Туркмению.

VI. Среднеазиатский генцентр

По Н. И. Вавилову: Юго-Западная Азия (только самая северо-западная часть
Индии), 1926; Среднеазиатский очаг, 1935; Юго-Западноазиатский центр (включая
часть Переднеазиатского генцентра и Северо-Западноиндийский очаг), 1962;
Юго-Западноазиатский центр (только часть Переднеазиатского очага и
Северо-Западноиндийский очаг), 1939. По Е. Н. Синской: Средне-Юго-Западная Азия
как подобласть Древнесредиземноморской области, 1969. По П. М. Жуковскому:
Среднеазиатский генцентр, 1971. По А. И. Купцову: Среднеазиатский очаг, 1975.
По А. Л. Тахтаджяну: Ирано-Туранская область (только северная часть ее
территории), 1978.
Этот генцентр охватывает территории Узбекистана, Таджикистана, Киргизии, южной
части Казахстана, ceвера Туркмении (за исключением Копетдага и Бадхыза),
Афганистана (до широты г. Кандагара), крайний запад Китая, северо-запад Индии,
северную и западную части Пакистана.
Среднеазиатский генцентр — область древнего земледелия. Здесь около 100
эндемичных родов, а видовой эндемизм составляет почти 25 % от всей флоры,
насчитывающей более 7000 видов. Человеком используются виды таких эндемичных
родов, как Allochrusa, Malacocarpus, Korolkouvia и многих других. Н. И. Вавилов
в характеристике этого генцентра приводил 42 вида культурных растений и их
дикорастущих сородичей (7); у П. М. Жуковского — 65 видов. При изучении
дикорастущих сородичей культурных растений этого генцентра мы обнаружили в его
флоре 285 таксонов, относящихся к 249 видам.
В Среднеазиатском генцентре на основе гибридизации 28-хромосомных пшениц с
местными дикорастущими видами Aegilops возникли 42-хромосомные пшеницы (15). К
автохтонным культурным растениям относятся: чечевица, нут, маш, конопля и много
плодовых (виноград, груши, яблони, вишни, абрикос и др.), созданных на базе
дикорастущих видов, широко распространенных в предгорьях и горах (15).
Анализ состава дикорастущих сородичей культурных растений генцентра позволяет
сделать вывод, что их потенциал довольно велик и разнообразен.