Семена борщевика прорастают при низкой температуре
Обновлено: 05.10.2024
Зная особенности биологии роста и развития борщевиков, можно разрабатывать меры борьбы с этими нежелательными растениями.
Борщевики - двухлетние монокарпические растения (т.е. цветущие лишь один раз в жизни, как борщевик сосновского) или многолетники.
Многолетние борщевики каждый год дают монокарпические генеративные побеги. Семенная продуктивность центрального зонтика на один генеративный побег борщевика составляет от 2 500 до 3 500 плодов (а соцветий на особи бывает от 1 до 5, редко – до 11), т.е. суммарно порядка 20–35 тысяч плодов образует ежегодно одно растение.
Те виды борщевиков, которые по своим ритмам роста являются двухлетними, дают в среднем 10 (до 15) соцветий; редко когда число плодов достигает 20 тысяч на одно растение.
Плод у борщевиков – колонковый вислоплодник, распадающийся на два мерикарпия. Мерикарпий состоит из двух половинок, собственно их мы и называем семенами.
Одно монокарпическое растение может дать от 15–20 тысяч семян и более; в редкие годы мощные особи борщевика могут дать даже до 70 тысяч жизнеспособных семян! И так – каждый год.
У борщевика формирование семян зависит от многих факторов. Среди них наиболее важными являются: условия жизни и роста, водного обеспечения материнского растения; наличие и активность опылителей в период цветения; особенность климатических условий при цветении и формировании плодов; обеспеченность элементами питания в разные периоды формирования плодов; степень вызревания плодов на материнском растении и др. А также важно наличие благоприятных условий для роста и развития сеянцев из созревших и осыпавшихся семян.
Распространяясь семенами, борщевики попадают в лесопосадки вдоль дорог, и это самое опасное. Уничтожить их там можно лишь вручную, а не уничтоженные растения будут ежегодно продуцировать всё новые и новые семена. Из них будут развиваться новые борщевики, которые тоже будут образовывать семена, захватывающие все свободные площади.
Семена борщевиков имеют эфирномасличные каналы: как правило, два на вентральной (внутренней) и четыре на дорзальной (наружной) стороне плодика. У упавшего на землю плода за зиму оболочки сгнивают, а эфирные масла и смолы, содержащиеся в их секрете другие биологически активные вещества истекают на поверхность почвы. Сумма этих биологически активных веществ оказывает выраженное аллелопатическое (чаще ингибирующее, или тормозящее) действие на прорастание семян других видов растений. Тем самым обеспечивается чистая, не захваченная другими растениями зона вокруг семени борщевика, обеспечивая ему бесконкурентное прорастание. Соответственно, происходит последующий захват территории, поскольку выделяемые борщевиками вещества также обладают ингибирующим эффектом, т.е. оказывают сильный аллелопатический эффект в природных и агроценозах.
Но семена борщевика одновременно являются и его слабым звеном. Стоит уничтожить семена борщевиков (плоды или завязи) – и растения больше не дают жизнеспособных диаспор (единиц размножения). Ведь борщевики не образуют корневой поросли, не отрастают от корня!
Слабость борщевика заключается ещё и в том, что семена на растении формируются с недоразвитым зародышем. А это значит, что для их прорастания нужны особые условия: переменные температуры, влажность. Хранение плодов борщевика в сухих условиях в зимний период приводит к потере от 50 и до 90 % всхожих семян. Через 3 года хранения семена борщевика теряют всхожесть вовсе.
Но в природе семена попадают в почву, а там совсем не те условия, что в сухом помещении. Следовательно, они сохраняют всхожесть дольше, и зародыши проходят в течение ряда лет все этапы своего доразвития, и при подходящих условиях они взойдут. Поэтому в почве семена борщевика могут сохранять жизнеспособность 3-5 лет, иногда 10–12 лет, редко – но и до 15 лет!
Проблемы с борщевиками
Об том, что семена борщевика могут долго храниться в земле, важно помнить всем, кто думает, что можно легко вывести это растение с полей и заросших борщевиком территорий.
Хороший эффект в борьбе с борщевиками даёт и весеннее уничтожение проростков. Можно использовать самые разнообразные агротехнические приёмы. Прополка, вспашка, боронование, дискование, запахивание (можно и глубоко, отвально). А можно и гербицидами проростки обработать.
Важно все эти работы провести вовремя, пока проростки борщевика находятся в состоянии первых двух-трёх настоящих листьев. Всё зависит от конкретного участка, площади, ландшафта, ваших возможностей, наличия техники, климатических условий.
Правильные севообороты, интенсивное землепользование – залог сокращения зарослей и распространения борщевиков.
Что греха таить – запущенность полей в последние 15-20 лет дали борщевикам невероятный шанс освоить пахотные земли, и не только. Легко размножаясь семенами с их хорошей летучестью, борщевики быстро распространяются вдоль дорог, заходят в леса и заросли кустарников. В дальнейшем это обстоятельство будет значительно тормозить борьбу с борщевиком.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.
В конце XX — начале XXI века серьезной проблемой во многих регионах нашей страны и странах Европы стал борщевик Сосновского — растение, вызывающие при контакте с ним ожоги кожи. Борщевик так распространился вдоль дорог, на опушках, лугах, по краям полей, что стал реальной угрозой здоровью населения, местной флоре и фауне. С этим растением пытаются бороться, в некоторых странах есть специальные программы, финансируемые государством, но победить борщевик окончательно пока не удалось…
Вот он какой борщевик Сосновского
В период вегетации в разных частях растения борщевика (в листьях, стеблях, плодах у многих видов) накапливаются фотодинамически активные фурокумарины. Их попадание на кожу приводит к глубоким дерматитам, проходящим по типу ожогов. Были отмечены случаи таких дерматозов — до III степени, а также даже летальные исходы у детей младшего возраста от многочисленных ожогов кожи (дети, по незнанию, любят играть в зарослях борщевика, представляя себя в джунглях).
Род борщевик, или гераклиум (Heracleum), во флоре бывшего СССР насчитывает 34 вида. В мировой флоре встречается почти 70 видов борщевика. Во флоре России борщевиков около 15 видов. Некоторые виды борщевика достигают значительных размеров — до 3—4,5 м высотой, образуя главный зонтик диаметром от 0,9 м до 1,2 (редко до 1,5) м. Цветки борщевика дают много пыльцы и нектара, являются хорошими медоносами.
Тут-то и вспомнила Деянира предсмертный совет кентавра Несса: его запекшейся кровью она натерла новую, праздничную одежду, которую сама выткала для мужа, и послала ее с гонцом навстречу Гераклу. Принял Геракл подарок жены и захотел тотчас надеть его. Но едва одежда коснулась тела, яд Нессовой крови, смешанный с кровью Лернейской гидры, проник в тело Геракла. Точно жаркое пламя охватило Геракла. Стал он рвать на себе проклятую одежду, но она приросла к телу и причиняла невыносимые муки. Слезы покатились из глаз Геракла. Его, не склонявшегося перед самыми грозными опасностями, боровшегося с чудовищами и даже с богами, теперь надломили страдания, которые навлекла на него слабая любящая женщина. Но спасения уже не было… Когда Деянира узнала о том, что собственными руками погубила мужа, она на супружеском ложе бросилась грудью на меч. А муки Геракла были столь сильными, что, когда его положили еще живого на шкуру льва в еще не подожженный погребальный костер, он попросил поджечь его, сказав, что мертвые мук не знают. Вот такая история. Конечно, ожег борщевика не столь опасен, как одежды, пропитанной кровью гидры и кентавра, но очень болезнен.
Борщевик Сосновского в средине XX века выращивали в качестве кормового. Начало интереса к борщевикам в нашей стране приходится на конец 1940-х гг. В это время КПСС ставит перед учеными задачу решить проблему кормопроизводства страны, а особенно в северных районах, где традиционная бобово-овсяная смесь не обеспечивала животных достаточным количеством кормов. При первоначальном введении борщевика в культуру было обращено внимание на использование для силосования. В 1947 г. в Полярно-Альпийском ботаническом саду этот вид впервые был введен в первичную культуру. Урожайность зеленой массы борщевика — до 80 т/га и более.
Хотя борщевик Сосновского монокарпик (цветет и плодоносит всего один раз в жизни) и не способен к вегетативному размножению, но его высокая семенная продуктивность (до 100 тыс. семян на одном растении) и способность отрастать после скашивания очень затрудняют с ним борьбу.
Семена борщевиков имеют эфирномасличные каналы — как правило, два на вентральной (внутренней) и четыре на дорзальной (наружной) стороне плодика. У упавшего на землю плода за зиму оболочки сгнивают, а эфирные масла и смолы, содержащиеся в их секрете, другие биологически активные вещества истекают на поверхность почвы. Сумма этих биологически активных веществ оказывает выраженное аллелопатическое (чаще ингибирующее, или тормозящее) действие на прорастание семян других видов растений. Тем самым обеспечивается чистая, не захваченная другими растениями зона вокруг семени борщевика, обеспечивая ему бесконкурентное прорастание. Соответственно, происходит последующий захват территории, поскольку выделяемые борщевиками вещества также обладают ингибирующим эффектом, т.е. оказывают сильный аллелопатический эффект в природных и агроценозах.
Но семена борщевика одновременно являются и его слабым звеном. Стоит уничтожить семена борщевиков (плоды или завязи), и растения больше не дают жизнеспособных диаспор (единиц размножения). Ведь борщевики не образуют корневой поросли, не отрастают от корня!
Слабость борщевика заключается еще и в том, что семена на растении формируются с недоразвитым зародышем. А это значит, что для их прорастания нужны особые условия. Одно из них — воздействие в течение одного-двух месяцев низких среднесуточных температур (+2…+4°C) в период пребывания их во влажном состоянии. По окончании периода покоя семена легко прорастают. В полевых условиях при прогревании почвы до +1+2°C семена прорастают очень густо — несколько тысяч на 1 м2. Хотя в естественных условиях большинство проростков погибает, выжившие растения на следующий год обеспечивают семена для новой популяции. Благодаря быстрому развитию популяций, гигантские борщевики вытесняют другие растения и сохраняют доминирующую позицию на захваченных территориях. В среднем в популяции 10% растений цветут и завершают жизненный цикл, в то время как прочие сохраняются в вегетирующем состоянии до следующего года. Зацветает борщевик на второй-седьмой год жизни в зависимости от степени развития. Не плодоносившие на второй и последующие годы растения к осени формируют розетку из 9—15 листьев. У неплодоносящих экземпляров накопление массы в середине лета практически прекращается и они в вегетативном состоянии остаются до глубокой осени, хорошо перезимовывают и на следующий год отрастают сразу же после схода снега. Через 40—45 дней после начала весеннего отрастания их высота достигает 1,5—1,7 м. Примерно через месяц (конец июня — начало июля) наиболее развитые растения зацветают. Продолжительность цветения 30—40 дней. На центральных зонтиках семена созревают через 40—45 дней, на боковых — на 7—10 дней позже. После плодоношения растение отмирает. Если нет условий для цветения (из-за недостаточного количества питательных веществ, затененности, засухи или регулярного скашивания), оно задерживается. В таких случаях растения могут жить до 12 лет.
Борщевик морозо- и холодостоек (под снегом выдерживает морозы до –40. –50°С), спокойно переносит заморозки до –10°C и жару до +37°C (немногие местные растения обладают такой выносливостью), влаголюбив, почвы предпочитает плодородные, легко- и среднесуглинистые или супесчаные. На бедных и кислых, а также неплодородных почвах растёт плохо
В центре Русской равнины борщевик Сосновского при содействии человека стал одним из наиболее опасных интродуцентов. Многолетние наблюдения показывают, что неистребимый сорняк ежегодно занимает 10% новых территорий; заселенные территории борщевик уже не освобождает. Захватывая территорию, он вытесняет другую растительность, нарушает нормальное функционирование местных экологических систем и создает вокруг себя собственную экосистему, чуждую природе данной местности. Большие широкие листья борщевика распускаются весной раньше всех трав, затеняют почву, и после его вселения растения других видов больше не растут. Под борщевиком исчезает даже дернина, и осенью, когда листья борщевика увядают, под ним обнажается почва, подверженная смыву. Таким образом, происходит блокирование исходного биоценоза и формирование нового.
Что же с ним делать?
Для борьбы с борщевиком многие авторы рекомендуют обрезку цветков, сжигание, обработку гербицидами, вспашку и другие методы.
Обрезка цветков в период бутонизации и начала цветения. Самый действенный способ уничтожения борщевика на небольших площадях. Но он же и один из самых опасных и затратных. При обрезке у борщевика генеративных органов важно срезать только бутоны, цветки, или мелкие зеленые, неразвитые плоды. Обрезать нужно центральный зонтик и зонтики первого порядка. Зонтики второго и последующих порядков, если они образуются, можно обрезать под основание этого зонтика.
Этот метод мало применим на практике, т.к. требует огромных затрат ручного труда. Он пригоден лишь для уничтожения одиночных или небольшого количества растений.
Сжигание. Очень эффективный путь уничтожения семян борщевика именно в период их созревания. Тут важно не упустить момент проведения мероприятия. Лучше его проводить до начала полного созревания плодов в центральном, самом крупном зонтике.
Этот метод требует максимальной осторожности и аккуратности. Перед поджиганием можно облить растения горючей жидкостью (так, чтобы именно зонтики с плодами были намочены). В период горения зонтиков важно соблюдать все меры предосторожности и противопожарной безопасности, поскольку из плодов борщевика будут выделяться горючие эфирные масла. Вряд ли этот метод применим на практике, т.к. он может привести к пожарам, особенно в сухую погоду.
Обработка гербицидами. Рекомендуют применение гербицидов на основе глифосата. Время обработки — с начала отрастания борщевика до начала цветения. Проведение обработки растений гербицидами с начала созревания семян уже менее эффективно. Частые и интенсивные обработки будут эффективны, начиная с момента развития генеративного побега и лишь до начала цветения. В другие периоды жизни борщевика, не считая вегетирующих молодых экземпляров, значительного эффекта обработка гербицидами давать не будет, поскольку монокарпические растения после цветения отмирают сами по себе, без применения гербицидов. Нормы применения гербицидов для обработки борщевика должны быть двойными или даже тройными от прописанных в рекомендациях.
Агротехнические мероприятия. Если возможно применение вспашки, то ее необходимо проводить несколько раз за вегетационный период. Первую вспашку проводят вскоре после наступления момента выезда в поле. Лучше проводить подрезку корней борщевика, используя плоскорезы. Глубина обработки на горизонте 5—10 см. Важно срезать точку роста борщевика (ему свойственен геотропизм — заглубление точки роста ниже уровня почвы), которую растения затягивают на 3—5 или даже 7—10 см (глубина расположения почки зависит от типа почвы, климатических условий региона). В случае отрастания растений после первой вспашки, вторую обработку важно провести до момента разворачивания листьев и вынесения на поверхность соцветий. Для полного уничтожения всех растений борщевика вспашки нужно будет проводить в течение от 2—3 до 5—7 лет (в зависимости от засоренности полей семенами). Осенью вспашки на полях, заросших борщевиком, проводить нельзя.
Этот метод можно использовать лишь в условиях полей, на которых борщевик встречается редко. На остальных участках, заросших борщевиком (обочины дорог, линии отвода, опушки лесов, парки, сады и т.п.) ее проведение практически невозможно.
Использование ремедиаторов. На полях, где проводится уничтожение борщевика, возможно введение новых видов растений, которые могут быть использованы для восстановления земель. В данном случае могут быть внедрены на поля быстрорастущие и высокопродуктивные злаки (например, виды костреца) или бобовые культуры (козлятник или галега). Как вариант, для удаления борщевика с полей возможно интенсивное возделывание пропашных культур (картофеля, например).
Этот метод, как и предыдущий, применим только в условиях полей. Хотя высадку и высев быстрорастущих растений можно использовать как дополнение к другим методам с целью вытеснения борщевика из фитоценоза.
Использование укрывных материалов. Для борьбы с борщевиком возможно применение новых укрывных нетканых материалов. Но необходимо проведение ряда экспериментальных полевых исследований, чтобы определить, какой именно материал будет наиболее эффективным, и какой высоты слой земли необходимо насыпать сверху, чтобы одновременно и удержать материал на поверхности, и чтобы его не прорвали отрастающие весной борщевики. Немаловажная деталь — как потом очищать поля и прочие укрытые территории от укрывного материала.
Этот метод еще не отработан, требует значительных затрат ручного труда и использования недешевого укрывного материала.
Этот метод не дает нужного эффекта, т.к. растения борщевика отрастают. Кроме того, он требует значительных затрат ручного труда.
Таким образом, использование только одного какого-то метода не дает надежных результатов в борьбе с борщевиком Сосновского.
Решение есть
Цель была понять, как влияет мороз на семена, не укрытые слоем снега. Под снегом – понятно: прекрасно себя чувствуют и прорастают. А вот без снега – каково им?
Могут ли семена борщевика взойти без снега?
2 марта 2019 года
Семена собраны с зонта (территориально – Московская область). На зонте они провисели всю зиму. Не понятно, почему они не осыпались в августе-сентябре, как все остальные? Не дозрели? Или просто так повезло, что там в кустах совсем ветра не было. На вид семена нормальные, полноценные, как будто дозревшие. Из кучки семян было 11 штук на вид явно не готовых, их проращивать не стали, просто выкинули.
Здесь 563 семечка. Да-да, пришлось пересчитать, сколько их было в горсти. Стоят на балконе (во влажной земле на глубине примерно 1 см), на улице небольшой плюс сейчас. Если будут заморозки - в комнату занесу. На балконе – чтобы приблизить условия к природным, при которых происходит стратификация семян.
Сильных заморозков этой весной не было, но и тепла большого тоже. Семена лежали на балконе и признаков жизни не подавали до середины апреля, потом начали прорастать.
23 апреля 2019
Вылезли первые ростки, довольно много. Вылезли раньше, чем 23-го числа, но фото есть только 23-го. Продолжаем наблюдение.
8 мая 2019 года
Пока 116 из тех 563 взошло. Часть всходов прополола, потому что так их считать удобно, а цели вырастить борщевик у нас не было. Вскоре начали вылезать остальные.
22 мая 2019
Новые проростки появляться перестали, всего проросло 131 из 563, то есть 23.3%. А у Марины Шайкиной (она тоже проращивала семена, собранные с этого же самого зонта, но сразу в комнате, без выкрутасов со стратификацией на балконе) проросло 14 из 50, то есть 28%. Довольно близкое значение. Разница могла получиться из-за того, что выборка примерно в 10 отличается по количеству, погрешность разная.
Выводы эксперимента с проращивание семян
Семена без снега могут прямо на зонте стратифицироваться и весной прорасти "ковром", то есть имеют очень высокую для такой неблагоприятной ситуации всхожесть. Если на среднем борщевике 20000 семян, то 23% -- это более 4000 семян, это очень-очень много.
Сильными февральскими ветрами такие семена могут уноситься на большие расстояния (скользить по насту или, оторвавшись вместе с зонтом, перемещаться как перекати-поле), пока не наткнутся на какое-то препятствие (кусты, например).
Практическая рекомендация:
Не оставляйте на зиму торчать зонты с семенами! Если уж не получилось вовремя помешать образованию семян, то хотя бы повалите трубки на землю, чтобы предотвратить дальнейший разнос семян и образование новых очагов заражения.
Борщевик Сосновского — большой, до четырёх метров в высоту, ядовитый сорняк. Сейчас с ним борются гербицидами или физическими методами, но не все они эффективны. Биологи из Уральского отделения РАН проверяют новый способ: они предлагают промораживать почву там, где в тёплое время года были заросли растения. Учёные набирают добровольцев, чтобы проверить гипотезу в разных климатических условиях.
Гражданская наука: досье проекта
Научная база, или Что нужно об этом знать?
Борщевик Сосновского — растение семейства зонтичных, его родина — Кавказ, Закавказье и Турция. Полвека назад этот вид завезли в среднюю полосу России, поскольку считалось, что он может служить кормом для скота. Когда выяснилось, что ядовитое растение — не самый лучший выбор для этой цели, борщевик уже сбежал с полей, адаптировался к северным холодам и распространился по огромной территории. Это стало большой проблемой, поскольку после того, как борщевик где-нибудь укоренится, его очень сложно вывести.
Стебель и листья Heracleum sosnowskyi Manden содержат вещества, которые повышают чувствительность кожи к ультрафиолету вплоть до ожогов и крупных дерматитов, — фуранокумарины. Поэтому его сложно выкашивать и вырубать. Но проблема не только в этом: даже при выкорчёвывании с помощью сельскохозяйственной техники семена борщевика попадают в почву. Только очистишь поле от борщевика — следующей весной он вырастает заново.
Сейчас для борьбы с сорняком стараются использовать другие тактики — сажать культуры, которые могут сопротивляться борщевику, например топинамбур; или накрывать заросли чёрной полиэтиленовой плёнкой, чтобы лишить их света. Но все эти методы помогают лишь частично — полностью избавить территорию от борщевика под силу лишь гербицидам. Однако это очень дорого и не везде возможно. Например, закон запрещает использовать химические средства для борьбы с сорняками вокруг школ или больниц. Биологи из Уральского отделения РАН решили опробовать новый метод — замораживать семена борщевика зимой, чтобы весной они уже не взошли.
Читайте также: