Статья "Мать-и-мачеха обыкновенная как объект школьных биологических экскурсий"

Мать-и-мачеха обыкновенная как объект школьных биологических экскурсий.

Автор статьи: учитель биологии высшей

квалификационной категории МБОУ «Верхнетоемская

СОШ» Архангельской области

Афанасова Галина Сергеевна.

Экскурсии в биологии - один из важнейших компонентов практической направленности предмета, формирующий общебиологические закономерности у учащихся. Именно на экскурсии учитель показывает биологический объект как единое целое под влиянием условий среды обитания. И сколько порой возникает трудностей с их проведением. Что выбрать в качестве объекта, как сделать учащихся активными участниками познавательного процесса и как всё экскурсию вместить в 40 минут урока? Особенно сложно в условиях Крайнего Севера выбрать объект для ботанических экскурсий, так как анатомия и морфология растений изучаются далеко не в самый благоприятный период для роста растений.

Эти вопросы каждый учитель решает по-своему. Я обратила внимание на широко распространенное раннецветущее растение нашей флоры: мать–и–мачеху обыкновенную. Мы изучили развитие этого растения в природе в разное время года и в разные периоды онтогенеза. Полученные данные позволяют мне использовать мать-и-мачеху как удачный объект не только для экскурсии и сбора раздаточного материала для лабораторных работ, но и для организации исследовательской деятельности учащихся. Эти материалы я предлагаю вашему вниманию.

Мать-и-мачеха обыкновенная (Tussilago farfara L.) самое обычное и распространённое растение нашей флоры (фото № 1, 2, 3, 4). На Европейском Севере её вегетационный период продолжается с апреля по ноябрь. Это растение может быть прекрасным объектом для школьных экскурсий в учебное время, однако знания по биологии и экологии мать-и-мачехи крайне скудны. Всем известны ярко-жёлтые корзинки мать-и-мачехи, появляющиеся сразу, как только растает снег. Известна и летняя картина – сплошной ковёр из розеточных побегов с ярко-зелёными глянцевыми сверху и войлочными снизу листьями. Возникают вопросы:

1. Как взаимосвязаны между собой весенние цветоносные побеги и летние розеточные побеги  с зелёными листьями?

2. Почему на любом свободном участке суши, не с самыми благоприятными условиями первой появляется мать-и-мачеха, быстро захватывая всю территорию?

3. Почему мать-и-мачеха расцветает первой, появляясь рано весной?

4. Чем объяснить длительные сроки цветения мать-и-мачехи с апреля по июнь?

5. Может ли мать-и-мачеха вырасти из семян?

Для поиска ответов на вопросы проводились:

- ежемесячные наблюдения растения в природе в течение круглого года и еженедельные наблюдения в весенне-летний период (фото  № 5, 6);

- фиксирование в виде рисунков и схем исследованных особей мать-и-мачехи;

- эксперименты по проращиванию семян мать-и-мачехи и наблюдения за проростками;

- статистическая обработка полученных результатов и выявление закономерностей;

При этом мы смогли:

1)     дать полное морфологическое описание особи мать-и-мачехи на основе  теоретических понятий о побегах;

2)     изучить жизненный цикл мать-и-мачехи обыкновенной;

3)     рассмотреть особенности роста генеративных побегов в разных экологических условиях;

4)     предложить методы выявления степени засоренности почвы длиннокорневищными сорняками на примере  мать-и-мачехи;

5)     представить растение как живой организм в его взаимодействии со средой обитания.

СИСТЕМАТИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ,

ЭКОЛОГИЯ, БИОЛОГИЯ МАТЬ-И-МАЧЕХИ ОБЫКНОВЕННОЙ

Отдел: Magnoliophyta – покрытосеменные

Семейство: Compositae – сложноцветные

Род: Tussilago L. – мать-и-мачеха

Вид: Tussilago farfara L. – мать-и-мачеха обыкновенная

Мать-и-мачеха свойственна лесной, реже степной зонам. На территории России произрастает в европейской части за исключением низовьев Волги и Урала. Обитает на береговых обрывах, осыпях, берегах рек и ручьёв, в сыроватых оврагах, на глинистых и песчаных наносах. По глинистым обрывам и берегам ручьёв иногда образует сплошные заросли. Часто растёт с другими травянистыми растениями. На сырых и глинистых полях в средних и северных районах является злостным сорняком (Мальцев, 1933).

Уходя до метра в глубину  и до двух метров в ширину и располагая подземные органы несколькими ярусами, мать-и-мачеха даже на песчаном субстрате обладает способностью собирать в свои мощные сочные корневища достаточное количество воды, чтобы легко переносить засуху, обычно без признаков увядания. Таким образом, мать-и-мачеха создает такую подземную систему, которая может уравновесить силу испарения.

МОРФОЛОГИЯ ПОБЕГА ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ

Побег – один из основных органов высших растений. Побег состоит из осевой части (стебля), листьев и почек и развивается как единое целое (Серебряков, 1952). Листья осуществляют главную функцию побега – фотосинтез. Стебли — несущие органы, выполняют механическую, проводящую, иногда запасающую функцию.

Участок стебля на уровне отхождения листа называется узлом. Самый мелкий элемент побега – метамер. За метамер  можно принять узел с отходящими от него листьями, почками и с прилежащим к узлу междоузлием, расположенным ниже узла. И. Г. Серебряков за основной структурный элемент многолетнего растения принимает годичный побег – побег, образующийся на многолетнем растении в течение вегетационного периода. В соответствии с этим многолетнее растение можно представить как систему последовательно образующихся поколений годичных побегов, связанных друг с другом моноподиально или симподиально. Побег любого растения с боковым типом ветвления представляет собой один моноподиальный побег или совокупность нескольких. Каждый одноосный побег появляется из почки зародыша или пазушной.

Одноосный – это побег одного порядка. Он представляет собой часть побеговой системы, растущую моноподиально. Одноосные побеги можно разделить на: вегетативные, вегетативно-генеративные и генеративные. Генеративные побеги всегда лишены ассимилирующих листьев. Только полное отмирание побега может исключить его из состава побеговой сферы организма. Одни моноподиальные побеги способны жить не дольше одного вегетационного сезона, другие могут иметь и многолетний и однолетний участки, третьи нарастают в длину десятки лет.

Среди подземных побегов травянистых растений чаще всего встречаются корневища. Корневище, или ризом - подземный или ползущий по поверхности почвы побег, выполняющий функцию отложения запасных веществ, возобновления и, часто, вегетативного размножения. Ризом обычно функционирует в течение нескольких лет, нарастая верхушкой и отмирая в старой части. Корневище несет на себе листья или рубцы от них, почки возобновления и стеблеродные корни. (Серебряков, Серебрякова, 1965). Корневища разнообразны по способу нарастания, направлению роста, характеру листьев, длине и толщине, глубине залегания в почве, характеру окоренения, степени ветвления и продолжительности жизни. Корневища мать-и-мачехи формируются как специализированные подземные органы и лишь в ходе онтогенеза выходят на поверхность почвы, развиваясь далее как надземные побеги.

На практике бывает сложно отнести растения к длинно- или короткокорневищной жизненной форме. Е. Л. Любарский длиннокорневищные растения (прирост более 3-5 см в год) относит к вегетативно-подвижным, прочие же считает вегетативно- неподвижными. И. Г. Серебряков предложил считать укороченными те междоузлия, которые по всей своей длине хотя бы с одной стороны стебля защищены листом или его частями (прилистниками, влагалищем, основанием листа). В этом случае лист или его части, принадлежащие к одному узлу, будут достигать следующего узла. Если же этого не будет, междоузлие, даже если оно короткое, следует признать удлиненным.

Классификация побегов

В основу классификации побегов травянистых растений положен ряд признаков, которые были рассмотрены в работах Т. И. Серебряковой (1967, 1971, 1977).

Эти признаки следующие:

1. метамеры побега длинные или короткие;

2. метамеры с длинными ассимилирующими или с чешуевидными листьями;

3. метамеры многолетние или однолетние, отмирающие в тот же сезон;

4. побег в целом «открытый» или «закрытый» благодаря переходу верхушечной меристемы в генеративную фазу;

5. побег проходит свой жизненный цикл от развертывания почки до цветения и плодоношения за один – два – три и более года.

Сочетанием этих признаков и определяются основные типы травянистых  побегов :

-побеги розеточные, полурозеточные, удлиненные (иногда с укороченным основанием),

-побеги вегетативные, генеративные и вегетативно-генеративные,

-побеги моноциклические, озимые, дициклические, полициклические (Серебрякова, 1977).

МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ОСОБИ МАТЬ–И–МАЧЕХИ В СВЕТЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ О СТРОЕНИИ ПОБЕГА

Т. И. Серебрякова мать-и-мачеху относит к многолетней траве с побегами, резко дифференцированными на два типа:

1 тип – строго вегетативные, открытые, длительно нарастающие моноподиально и никогда не образующие соцветий.

2 тип – строго генеративные, (открытые длительно), иногда облиственные или стрелки, исключительно пазушные, моноциклические, отмирающие после цветения целиком (никогда не имеющие зоны возобновления). Перевершинивание наступает во взрослом или старческом состоянии.

Особь мать-и-мачехи – это совокупность взаимосвязанных, корневищно-розеточных закрытых побегов, которые образуют мощную систему. Надземные побеги розеточные соединены между собой подземными корневищами (фото № 7 и рис. № 1).

Исследованная в июне 2010 года особь произрастала на песчаной почве, на небольшом холмике у обочины дороги. Освещенность участка хорошая, влажность почвы средняя. Исследована площадь в 3 м² до глубины 90 см. На этой площади вырыто в общей сложности 34,92 м корневищ, на которых обнаружено 1102 почки и 30 зеленых ассимилирующих розеточных побегов. При этом было обнаружено ярусное расположение корневищ данной особи и выявлено, что корневищные части побегов достигают разветвления (n+4) порядка и остаются живыми до 3 лет. Корневище (n) порядка – материнское. Самое длинное связующее корневище, вырытое нами, достигало 1,5 метров.

Основа вегетативного тела мать-и-мачехи – сложная система взаимосвязанных корневищно-розеточных побегов. Каждый побег в теле особи представлен подземным корневищем с удлиненными междоузлиями, чешуевидными листьями и пазушными почками. При выходе на поверхность земли междоузлия его укорачиваются, и побег переходит в надземную розеточную часть с зелеными черешковыми листьями. По нашим данным мать-и-мачеха образует мощные корневища, вырастающие за год до 90 см, образуя до 17 узлов с чешуевидными листьями и пазушными почками. Каждая из пазушных почек корневища способна образовывать новые побеги. Почки, ближайшие к розетке, развиваются как цветоносные, более удаленные  - как вегетативные побеги. Последние вначале растут плагиотропно, образуя чешуевидные листья, и только затем по выходе на поверхность почвы, переходят к образованию зеленых ассимилирующих листьев. Из почек, более удаленных от розетки, развиваются побеги с более длинной подземной корневищной частью. Чем дальше от розетки расположена почка, тем дольше побег, из неё развивающийся пребывает под землёй как корневище, тем позже его точка роста становится отрицательно геотропичной, тем позже он выходит на поверхность почвы и начинает формировать зеленые листья. Вот почему в зарослях мать-и-мачехи  летом можно обнаружить розетки зеленых листьев разного возраста. Некоторые боковые побеги в течение всего лета могут пребывать под землёй, и только следующей весной их верхушки направляются к поверхности почвы и по выходе на поверхность начинают формировать зелёные листья (Серебряков, 1952).

Мы исследовали десять частей особи и выяснили следующее: ветвление корневищ достигает (n + 4) порядка. Корневища материнские, (n) порядка не имели ассимилирующих побегов и были представлены в исследуемых частях оборванными кусками. По нашим наблюдениям корневища (n) порядка являлись наиболее старыми (наблюдалось отмирание некоторых участков, эпидермис заменялся перидермой) а пазушные почки давали начало побегам (n+1) порядка. Корневища (n+1), (n+2) порядков и в двух случаях корневища (n+3) порядка заканчивались надземными розетками. Побеги (n+3) и (n+4) порядка большей частью представлены прорастающими побегами текущего года и развиваются из почек близлежащих к надземным розеткам. Ветвление в исследуемой части особи наблюдали в стадии почки.

Согласно Т. И. Серебряковой (1971), которая выделила различные фазы в онтогенезе побега, мы так же, в развитии побега мать-и-мачехи, выделили следующие фазы:

1)     фаза почки;

2)     фаза подземного побега в виде корневища;

3)     фаза розеточного вегетативного побега с зелёными листьями;

4)     фаза цветоносного побега.

         По длительности постэмбриональной фазы побеги мать-и-мачехи относятся к дициклическим. В первый вегетационный период побег, развиваясь из почки, формирует плагиотропную часть и, выходя на поверхность земли – ассимилирующую розетку, а в следующий вегетационный период продолжает развитие тот же побег в генеративной стадии. Однако, подземная часть побега может существовать в фазе корневища более трех лет, сохраняя на себе длительное время почки возобновления. Развитие побега заканчивается цветением и образованием семян. По окончании цветения и плодоношения побег отмирает, за исключением базальной корневищной части, где располагаются органы возобновления.

РАЗВИТИЕ ГЛАВНОГО ПОБЕГА МАТЬ-И-МАЧЕХИ В ОДИН ВЕГЕТАЦИОННЫЙ  ПЕРИОД

Семянки мать-и-мачехи созревают обычно в мае – начале. Наблюдения в природе показывают, что семянки мать-и-мачехи прорастают без периода покоя. Часть семянок, попадая во влажную почву, не будучи даже покрыты землей, а лишь едва касаясь почвы нижним концом, через несколько дней (10 в нашем опыте) прорастают – дают стержневой корешок и две семядоли, приподнимающиеся гипотелем над землёй на 1-1,2 см. В условиях эксперимента (комнатных), даже при обильном поливе проростки погибали. Следовательно, для прорастания семянок мать-и-мачехи необходимы хорошая обводненность субстрата и достаточное освещение. Поэтому лишь на глинистой, влажной почве, где долго сохраняется влага, были найдены несколько проростков.

Развитие растения из семянки до взрослого вегетативного можно проследить в течение одного вегетационного периода. При этом можно выделить четыре возрастных состояния: проростки, ювенильные, имматурные и виргинильные. Отнесение растения к тому или иному возрастному состоянию производится на основе комплекса качественных и количественных признаков в строении надземной сферы и учитывая изменения в подземной сфере (Стржемская ,1953).

К проросткам относим растения недавно появившиеся из семян и еще сохраняющие семядоли. Прорастание надземное. Семядоли имеют форму овальных листочков, размеры их малы (длина 7-4 мм, ширина 1-2 мм), обычно сидячие. Подземная часть представлена стержневым зародышевым корешком. Эту стадию обнаруживаем в начале-середине июля. Семядоли в живом состоянии зеленые и сохраняются до появления и развития 3 листа (рис. № 2 ).

     Ювенильная стадия характеризуется: простотой организации, несформированностью признаков и свойств, присущих взрослым растениям; наличием листьев иной формы, чем у взрослых растений (лист цельнокрайный, верхушка тупая, зубчики малозаметны), изменением типа корневой системы (среди развитой мочки придаточных корней зародышевый корешок становится неразличимым, число придаточных корней доходит до 13, длина до 7-9 см). Эту стадию мы обнаружили в конце июля, она очень кратковременна (рис. № 3).

Имматурная особь характеризуется развитием ассимилирующих, имеющих черты взрослых, листьев мать-и-мачехи. Они приобретают характерный рисунок края листовой пластины и форму листа. в эту же стадию начинает ветвиться главный побег, образуя первые корневища – это 2 выступа из гипокотиля, направленные в разные стороны на глубине 1-2 см, длиной 0,2-0,4 см. Имматурная стадия продолжается в течение августа и обусловлена приобретением жизненно важных структур (рис. № 4).

Следующая стадия развития – виргинильная. Характеризуется: появлением основных черт типичной для вида мать-и-мачехи обыкновенной жизненной формы. Растения имеют взрослые листья, побеги и корневую систему. Генеративные органы пока отсутствуют. Эту стадию мы наблюдаем в сентябре (рис. № 5).

ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ГЕНЕРАТИВНЫХ ПОБЕГОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОЛОЖЕНИЯ НА МАТЕРИНСКОМ КОРНЕВИЩЕ И ОТ ПОРЯДКА ВЕТВЛЕНИЯ

Хорошо известны всем первые вестники весны – цветоносные побеги мать-и-мачехи с ярко-желтыми корзинками. Известна и летняя картина – сплошной ковер из розеточных побегов мать-и-мачехи. Однако переход от одной картины к другой почему-то исчезает от глаз наблюдателя так же, как не останавливает внимания и печальная осенняя картина.

Наблюдения за мать-и-мачехой показали, что две фазы ее развития (репродуктивная и вегетативная) тесно взаимосвязаны и имеют свои особенности.

Осенью на вегетативных побегах закладываются по 3, а иногда по 2-5 яйцевидных генеративных почек. Они закладываются в пазухах почечных чешуй или в пазухах отмерших ассимилирующих листьев (фото № 8). Почки находятся на разном уровне развития. В основном к середине октября полностью сформированы генеративные побеги. Развитие генеративных почек в побег начинается осенью и завершается весной следующего года. Осенью все метамеры будущего побега сформированы полностью, включая верхушечное соцветие корзинку, которая до весны закрыта чешуевидными листочками (фото № 9, 10). Весеннее развитие почки в побег происходит в форме некоторого удлинения междоузлий нижних чешуевидных листьев. Таким образом, генеративные побеги мать-и-мачехи зимуют в состоянии почко-побега. 

За материнское корневище (n+1) порядка мы принимаем побег, который летом первого года развития формирует ассимилирующую розетку, а к осени на нем закладываются генеративные почки. Если принять материнский побег за побег (n+1) порядка, то отходящие от него почки можно считать зачаточными побегами – почками (n+2) порядка. Поскольку побеги мать-и-мачехи еще в эмбриональном состоянии в почке могут ветвиться, то дочерние почки, отходящие от материнской, мы будем считать почками (n+3) порядка, (n+4) порядка и т. д.

Нами изучены 13 особей мать-и-мачехи, выкопанных в октябре с сухих песчаных и влажных суглинистых почв (фото № 11). Рассмотрим общие закономерности развития генеративных побегов в осенний период на примере отдельных частей особи. Часть растения, выкопанного с сухих песчаных почв, имела материнское корневище длиной 14 см, причем около 3 см его возвышалось над поверхностью земли, остальной участок находился в почве. От материнского корневища развиваются генеративные побеги, находящиеся в стадии почко-побега. Они заложены летом и полностью сформированы к наступлению зимы. Верхушечная почка, достигшая 2 см длины, располагается над поверхностью земли. Под землёй на материнском корневище сформированы 8 генеративных почко-побегов: три (n+2), и пять (n+3) порядков. Степень развития бокового генеративного побега зависит от порядка ветвления. Чем выше порядок ветвления, тем менее сформированы генеративные побеги. При развитии генеративных побегов наблюдается закономерность, чем дальше от вершины материнского расположены боковые побеги, тем длиннее их плагиотропная часть. Для выхода таких побегов на поверхность земли, для их полного развития  потребуются более длительные сроки. Это имеет важное биологическое значение в жизни мать-и-мачехи, так как удлиняет сроки цветения с апреля до июня. При удлинении сроков цветения мать-и-мачеха захватывает различные погодные условия и даёт большие возможности для опыления.

ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ГЕНЕРАТИВНЫХ ПОБЕГОВ МАТЬ-И-МАЧЕХИ В РАЗЛИЧНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Наблюдения проводились весной и осенью 2008 года. В результате были выявлены некоторые особенности развития генеративных побегов в зависимости от экологических условий. Растения выкапывались из песчаных и влажных суглинистых почв, где сверху около 4-5 см располагался тёмный слой перегноя (от опавших листьев и травы), а глубже находился плотный слой глины.

Изучаемые растения отличались друг от друга:

1)     по положению генеративных побегов на материнском корневище;

2)     по положению верхушечной почки материнского корневища над уровнем земли.

Результаты осенних наблюдений

Наблюдения проводились в сентябре – ноябре 2008 года. В результате было выяснено, что на материнском корневище закладывается большое количество генеративных побегов как на растениях с песчаных, так и с суглинистых почв. Отличие состояло в различном размещении генеративных побегов на материнском корневище. Большая часть генеративных побегов у растений с суглинистых почв находится у поверхности земли, и они могут легче повредиться морозом и погибнуть. А у растений с песчаных почв генеративные побеги распределялись по корневищу вглубь почвы до 20-25 см. Растения мать-и-мачехи обладают способностью осенью втягивать свою розетку в почву. Это предохраняет верхушечную и боковые почки от действия низких температур. Поэтому часть растений с песчаных почв сохраняет свои верхушечные почки и весной из них развиваются генеративные побеги. Боковые почки погибают очень редко. У растений с тяжёлых суглинистых почв верхушечная и боковые генеративные почки, находящиеся над поверхностью земли, погибают уже осенью, так как не втягиваются корнями в почву (фото № 12, 13).

Результаты весенних наблюдений

На участках с песчаными почвами снег стаял быстрее, и уже в середине апреля появились генеративные побеги мать-и-мачехи. Сразу же генеративные побеги, находящиеся вблизи поверхности земли раскрывают свои корзинки. А так как генеративные побеги находятся и глубоко в земле, то для выхода их на поверхность потребуется значительное время. Поэтому сроки цветения и созревания семян у растений с песчаных почв более растянуты. При выкапывании растений в мае (6 мая, 19 мая) были обнаружены генеративные побеги, находящиеся на разных стадиях развития: в стадии почко – побега, в стадии цветения и в стадии плодоношения. У растений с песчаных почв, хотя и встречались особи с живой верхушечной почкой, у большинства она тоже была погибшей. Живой верхушечная почка сохранялась в основном в некрупных розетках. Такие розетки легче втягивались на большую глубину. При наблюдении за растениями с суглинистых почв оказалось, что сроки цветения мать-и-мачехи здесь короче. Снег на этих участках держался дольше, и в конце апреля (25) были найдены первые распустившиеся цветы. А 19 мая, 23 мая почти все генеративные побеги имели раскрывшиеся корзинки и переходили к стадии плодоношения. Такое дружное развитие генеративных побегов объясняется их концентрацией вблизи поверхности земли. Верхушечные почки у растений находящиеся над поверхностью земли были погибшими. Различия в распределении генеративных побегов по материнскому корневищу у растений с песчаных и глинистых почв обуславливают разницу в периоде развития генеративных побегов, сроки цветения и плодоношения у растений с песчаных почв более растянуты.

МЕТОДЫ ВЫЯВЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАСОРЕННОСТИ ПОЧВЫ КОРНЕВИЩАМИ МАТЬ-И-МАЧЕХИ И СТЕПЕНЬ АКТИВНОСТИ ВЕГЕТАТИВНОГО РАЗМНОЖЕНИЯ

Как сильно мать-и-мачеха может засорять почву? Для определения степени засоренности почвы корневищами мать-и-мачехи применялись методы, разработанные Урановым А. А. (1964) для пырея ползучего.

Определение длины корневищ на единицу площади

Отметили 3 площадки по 1 м², учитывая, что корневища мать-и-мачехи располагаются в земле несколькими ярусами и уходят глубоко в почву. Это затрудняет работу, но как показала практика, не мешает ее увлекательности и даже усиливает исследовательский интерес. Были выкопаны все корневища с опытных участков и измерена их длина.

Таблица № 1

Определение длины корневищ мать-и-мачехи на единицу площади

№ площадки	суммарная длина корневищ  (м)	средняя длина корневищ  на 1 м2 (м)	средняя длина корневищ на 1 га (м)
1	11,2	11,73	117300
2	12,43
3	11,58

Определение массы корневищ на единицу площади.

Вместо измерения длины корневищ можно провести взвешивание их после выкапывания на каждой площадке.                                       

Таблица № 2

Определение массы корневищ на единицу площади

№ площадки	вес корневищ на участке (г)	средний вес на 1 м 2 (г)	средний вес корневищ на 1 га (кг)
1	310	326	3260
2	350
3	320

Большая или меньшая загрязненность почвы зависит от того, как много новых побегов может дать имеющийся запас корневищ. Новые побеги появляются из почек. Поэтому необходимо установить число почек возобновления на единицу площади. Непосредственный подсчет почек даже на небольших участках дело очень трудоемкое, но его можно облегчить, если использовать один из описанных ниже методов.

Первый метод: Выкопав систему корневищ и очистив ее от земли, взять несколько ветвей, так чтобы они в совокупности составили некоторую произвольную, но определенную длину, например, 0,5 м. На этих ветвях  подсчитать число имеющихся почек возобновления. Эту операцию надо повторить несколько раз, чтобы из полученных расчетов вывести среднее количество почек, приходящихся на 0.5 м  корневищ. Мы произвели 10 подсчетов.

Таблица № 3

Число почек возобновления в единице длины корневищ

№ пробы	число почек на 0,5 м корневищ	среднее значение на 0,5 м	число почек на 1 м	число почек на 1 га
1	15	12 почек	24	2810000
2	7
3	12
4	14
5	9
6	14
7	13
8	8
9	11
10	21

 Выше была определена суммарная длина корневищ мать-и-мачехи на 1 м². (11 м 73 см). Следовательно, на площадь в 1м² приходится среднем 281 почка (24 почки _* 11 м 73 см), а на 1 га – 2810000 почек мать-и-мачехи.

Второй метод заключается в том, что почки подсчитываются на корневищах, составляющих определённый вес. Отделить из извлечённой из почвы массы корневищ некоторую часть весом 50 г. На этих корневищах можно подсчитать почки и повторить эту операцию несколько раз. Установить среднее число почек на принятую навеску. Взяли 10 навесок по 50 г. В каждой навеске подсчитали почки. Зная общий вес корневищ взятых с единицы площади, можно подсчитать число почек возобновления. Выше было высчитано, что на 1 м² приходится 326 г корневищ мать-и-мачехи. На 50 г корневищ приходится 40 почек возобновления, на 326 г – 261 почка. На 1 га приходится 2610000 почек.

Таблица № 4

Число почек возобновления мать-и-мачехи методом взвешивания корневищ

№ пробы	число почек в 50 г корневищ	среднее значение на 50 г	среднее значение на 1 м2	среднее значение на 1 га
1	33	40 почек	261 почка	2610000 почек
2	37
3	44
4	58
5	32
6	33
7	39
8	46
9	38
10	42

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенного исследования сделаны следующие выводы:

·  Мать-и-мачеха обыкновенная – это растение, отнесённое к третьей модели онтогенеза трав по Серебряковой (1977), т.е. к многолетним травам с побегами, резко дифференцированными на два типа. Первый тип – строго вегетативные, открытые, длительно нарастающие, моноподиальные и никогда не образующие соцветий. Второй тип – строго генеративный, исключительно пазушные, моноциклические, отмирающие после цветения целиком (никогда не имеющие зоны возобновления).

·  Вегетативное тело мать-и-мачехи представлено совокупностью взаимосвязанных корневищно-розеточных открытых побегов. Формирование вегетативных побегов идет два вегетационных периода, они являются дициклическими летнезелёными.

·  Малый жизненный цикл, или полный онтогенез побега складывается из следующих фаз:

1) фаза почки,

2) фаза подземного развития в

 виде корневища,

3) фаза розеточного вегетативного

побега с зелёными листьями,

4) фаза цветоносного побега.

Если учесть полное развитие генеративных побегов, то полный онтогенез побега мать-и-мачехи длится 1,5 календарных года.

·  Генеративные побеги мать-и-мачехи – это удлиненные, с чешуевидными листьями побеги, венчающиеся цветочными корзинками. Генеративные побеги закладываются в верхушечной почке ассимилирующей розетки, в пазухах ассимилирующих листьев и ниже по побегу в пазухах чешуевидных листьев.

·  Полный онтогенез генеративного побега состоит из следующих фаз:

1.почка;

2.почко – побег;

3.наземный, ортотропный побег с цветочной корзинкой.

Генеративные побеги моноциклические. Формирование генеративных побегов идет в течение одного календарного года (осенью закладывается в виде почки, весной развивается до плодоношения).

·  Генеративные побеги обладают способностью к ветвлению, как и вегетативные, что наряду с разной глубиной залегания в почве обуславливает разное время развития побегов и растягивает сроки цветения мать-и-мачехи.

·  Существуют особенности развития генеративных побегов в различных экологических условиях. На рыхлых супесчаных почвах верхушечная и боковые генеративные почки зоны розетки часто сохраняются в зимний период благодаря втягиванию в почву. Тогда как на плотных суглинистых почвах процесс втягивания розетки затруднен, и часть розетки с генеративными почками часто отмирает.

·  На рыхлых почвах генеративные побеги закладываются более глубоко по побегу в почве, чем на плотных влажных почвах, где они группируются недалеко от поверхности. Вследствие этого выход на поверхность и период цветения генеративных побегов у растений на рыхлых почвах более растянут.

·  Выявлены основные показатели четырёх возрастных состояний догенеративного периода развития мать-и-мачехи, которые она проходит в течение одного года жизни. Выявлены четыре возрастных состояния в развитии из семени главного побега мать-и-мачехи:

1.      проростки,

2.      ювенильные,

3.      имматурные,

4.      виргинильные растения.

·  Мать-и-мачеха обыкновенная – ценное лекарственное растение. Листья и цветочные корзинки включены в фармакологию 15-ти стран мира, как противовоспалительное средство при заболеваниях органов дыхания.
ЛИТЕРАТУРА

1) Гаммерман А.Ф., Юркевич И.Д., 1966. Лекарственные растения. Минск.

2) Гаммерман А. Ф., Кадаев Г.Н., Шупинская М. Д., Яценко – Хмелевский, 1976. Лекарственные растения.

3) Мальцев А. И.,1933.Сорная растительность СССР. «Ленсельгиз».

4) Серебряков И. Г., 1952. Морфология вегетативных органов высших растений. М.

5) Серебряков И. Г., Серебрякова Т. И., 1965. О двух типах формирования корневищ у травянистых многолетников. Бюллетень МОИП, отдел биологии, т.70, вып.2.

6) Серебрякова Т. И.,1967. Типы побегов и эволюция жизненных форм в семействе злаков. Биологические науки №2.

7) Серебрякова Т. И.,1971. Морфогенез побегов и эволюция жизненных форм злаков. М. «Наука».

8) Серебрякова Т. И., 1977. Об основных архитектурных моделях травянистых многолетников и модусах их преобразования.

9) Стржемская А. И., 1953. К биологии мать-и-мачехи.

10) Турова А. Д., 1967. Лекарственные растения СССР и их применение. М., «Медицина».

11) Уранов А. А., 1964. Наблюдения на летней полевой практике по ботанике. М. «Просвещение».

        

Фото №1. Мать-и-мачеха обыкновенная.          Фото №2. Мать-и-мачеха обыкновенная.

(апрель-май)                                                          (июнь)      

        

Фото №3. Мать-и-мачеха обыкновенная.          Фото №4. Мать-и-мачеха обыкновенная.         

(июнь)                                                                    (июль-август)     

        

Фото №5. Мать-и-мачеха обыкновенная.     Фото №6. Изучение особи мать-и-мачехи

(сентябрь)                                                               (сентябрь)

Фото №7. Часть особи мать-и-мачехи обыкновенной.

Рис. №1. Часть особи мать-и-мачехи обыкновенной.

                                   

                                   Фото № 8. Закладка генеративных почек.

                                                          

Фото №9. Почко-побег.                                                         Фото №10. Почко-побег

                                                                                                      в разрезе.

              Фото №11. Генеративные побеги мать-и-мачехи обыкновенной.

              

Фото №12. Развитие генеративных побегов у растений

с суглинистых почв.

   

Фото №13. Развитие генеративных побегов у растений

с песчаных почв.

        

Рис. №2. Проростки (начало-середина             Рис. №3. Ювенильная стадия (конец июля).                                                                                                                        июля).

                

Рис. №4. Имматурная стадия                            Рис. №5. Виргинильная стадия (сентябрь).                                                                                                   (август).

                                                                      - вегетативный ассимилирующий                       лист.