Биолошке и производне карактеристике популација дивљег кестена (Aesculus hippocastanum L.) секундарног порекла

Abstract

Дивљи кестен (Aesculus hippocastanum L.) је ендемит јужног дела Балканског полуострва. Веома је интересантна врста лишћара за изучавање секундарних популација на зеленим просторима Србије и производњу садног материјала за потребе хортикултуре и пејзажне архитектуре. Циљ истраживања је издвајање генотипова дивљег кестена из секундарних популација које су засноване на зеленим просторима Војводине у виду алејних засада, као појединачна стабла или групе. Критеријуми за вредновање генотипова као семенских објеката у хортикултури, обављени су на основу референце Стилиновић и Туцовић (1977). Биолошке одлике генотипова треба да усмере критеријуме за производњу квалитетног садног материјала дивљег кестена, адаптивност на услове урбане средине и стрес узрокован абиотским факторима. У селекционом периоду који је трајао од 2008. до 2010. године (Чукановић, 2010) евидентирано је и оцењено 50 генотипова на три локалитетa: Бачка Паланка, Нови Сад и Сремски Карловци. Сакупљено је семе, урађена је анализа лабораторијске и теренске клијавости и морфолошка карактеризација показатеља раста сејанаца. Истовремено је одређиван хемијски састав семена. У току трогодишњег периода (од 2011 до 2013. године), на основу резултата претходних истраживања, издвојено је 17 генотипова са најбољим биолошким, производним и лековитим особинама семена. На одабраним индивидуама праћене су фенолошке фазе - листање, цветање и плодоношења са међуфазама. Сакупљано је семе ради утврђивања морфолошких и хемијских карактеристика. Матична стабла се одликују разликама у физиолошкој зрелости, особинама фенотипа и употребне вредности семена за расадничку производњу. Праћено је генеративно умножавање генотипова и анализа показатеља раста half-sib потомства. Семе дивљег кестена је значајна сировина у фарамацеутској индустрији с обзиром да има лековита својства. Урађен је хемијски састав семена, са акцентом на садржај уља и структуру масних киселина, секундарне метаболите и тешке метале. Акумулација тешких метала у семену дивљег кестена присутна је у популацијама секундарног порекла, с обзиром да су матична стабла изложена утицају градске средине.Земљишта урбаних зелених простора (урбисол) изложена су загађењу што је разлог више да се испита утицај водорастворљивих соли и тешких метала на адаптивност генотипова. Фенолошким осматрањем листања, цветања и плодоношења у току трогодишњег периода забележене су значајне статистичке разлике између година испитивања и генотипова. Због дужег периода ниских температура у марту и априлу 2013. године, запажена је значајна разлика у почецима и трајању фенофаза и међуфаза. Осматране фенолошке појаве касниле су 2 до 3 недеље. Генотипови БДС1 и БДС2, у периоду трогодишњег осматрања, одликовали су се значајно ранијим наступањем фазе листања и цветања, док је код генотипова БП4, СК4 и СК7 забележено касније ступање обе фазе. Експериментална стабла, као издвојени семенски објекти за потребе хортикултуре и пејзажне архитектуре, редовно и обилно плодоносе. На основу морфолошких особина семена издвајају се генотипови П6 (са високим вредностима за дужину /29,83mm/, ширину /35,56 mm/ и дебљину /30,92 mm/) и П3 (са високом вредности за масу семена /17,63 g/). Чување семена за потребе расадничке производње обављено је у хладној комори при контролисаним условима на температури од 4 до 6°С. Сетва је обављана у пролећном периоду (март-април). За семенски материјал 17 генотипова, за трогодишњи период, установљена је веома висока теренска клијавост која у просеку износи од 80,94% до 85,64%. Проценат преживљавања сејанаца, одређен при крају вегетационог периода и почетка нове вегетације, износи од 78,96 дo 82,98. Мерењем показатеља раста једногодишњих сејанаца установљене су просечне вредности за висину (12,26 cm), пречник у кореновом врату (10,04 mm), дужину корена (12,87 cm), масу стабла (3,62 g), масу корена (5,34 g) и број коренова I реда (26,49). Истиче се генотип БДС1 са високим вредностима за мерене показатеље (19,20 cm за висину, 17,51 cm за дужину корена, 4,40 g за масу стабла и 6,80 g за масу корена). Према показатељима раста двогодишњих сејанаца за висину издвојили су се генотипови БДС1 (30,20 cm), БДС2 (35,80 cm) и СК4 (35,68 cm). Највише вредности за пречник при основи стабла имали су генотипови БДС1 (19,20 mm) и БДС2 (19,33 mm). Просечна вредност за висину надземног дела генотипова трогодишњих биљака била је 81,45 cm, а за пречник при основи стабла 26,81 mm. У трећој години развоја сејанаца дивљег кестена in situ у расаднику на Римским Шанчевима, највише вредности за висину и пречник при основи стабла имали су генотипови ознака БДС1 (92,00 cm и 29,55 mm), БДС2 (90,80 cm и 31,27 mm) и СК4 (91,30 cm и 28,45 mm). Снага раста двогодишњих сејанаца издвојила је генотипове БДС1, БДС2 и СК4, који су имали изузетан пораст и треће године развоја у сејалишту. На двогодишњим и трогодишњим садницама генотипова БП4, БП5, БДС1, БДС2, П5, П6, СК1 и СК4 обављено је калемљење хибрида црвеног кестена (Aesculus × carnea Hayne.). Испољена је компатибилност подлога са племкама, а просечан пријем калемова био је 82,36%. Примењена метода енглеског спајања показала је добре резултате као вегетативна метода за производњу садног материјала хибрида црвеног кестена. Из екстракта семена генотипова дивљег кестена изоловано је и детерминисано 16 масних киселина. Утврђен је висок удео незасићених масних киселина, а као доминантна издваја се олеинска. Највиши садржај установљен је у семену генотипа БДС1 (59,10%). Генотипови П5 и СК1 одликују се највишим вредностима кверцетина (0,538 μg/g, односно 0,806 μg/g), кемферола (0,227μg/g и 0,429 μg/g), а генотип П5 и рутина(25,784μg/g). Есцин је присутан у семену свих испитиваних генотипова, са највишим просечним садржајем у семену генотипова БП2 и П5 (4,04%). У узорку семена, од тешких метала забележен је висок просечни садржај цинка (10,11 μ/g) и бакра (9,23 μ/g). Издваја се генотип П5 са највишим просечним садржајем алуминијума (2,88 μ/g) и хрома (0,1 μ/g) у семену, док су највише вредности бакра (13,0 μ/g), гвожђа (13,2 μ/g), мангана (3,2 μ/g), никла (0,8 μ/g) и цинка (18,1 μ/g) забележене у семену генотипа П1. У узорцима земљишта дуж саобраћајнице Булевар Јаше Томића у Новом Саду, у дрвореду дивљег кестена, утврђен је садржај водорастворљивих соли и тешких метала. Просечне вредности садржаја соли у узорцима сондираним у априлу износе 0,10% на дубини од 0 до 30 cm, односно 0,11% на дубини од 30 до 60 cm, што је испод детерминисане горње границе. Узорци сондирани у августу 2012. године имали су виши садржај од дозвољеног (0,24% на дубини од 0 до 30 cm и 0,27% на дубини од 30 до 60 cm), што је последица асцендентног кретања соли услед суше. Као последица високог садржаја соли јавља се лисна хлороза, некроза, поновљено цветање и смањена виталност стабала. Анализа тешких метала (Fe, Zn, Mn, Cu, Cd, Co, Ni, Pb и Cr), из узорака земљишта, показала је њихово присуство у лакоприступачном и укупном облику, али не изнад дозвољених граничних вредности за еколошке услове Новог Сада. Упознавање биолошког и производног потенцијала дивљег кестена представља важну полазну основу за унапређење расадничке производње и примене дивљег кестена за потребе хортикултуре и пејзажне архитекутре.

Divlji kesten (Aesculus hippocastanum L.) je endemit južnog dela Balkanskog poluostrva. Veoma je interesantna vrsta lišćara za izučavanje sekundarnih populacija na zelenim prostorima Srbije i proizvodnju sadnog materijala za potrebe hortikulture i pejzažne arhitekture. Cilj istraživanja je izdvajanje genotipova divljeg kestena iz sekundarnih populacija koje su zasnovane na zelenim prostorima Vojvodine u vidu alejnih zasada, kao pojedinačna stabla ili grupe. Kriterijumi za vrednovanje genotipova kao semenskih objekata u hortikulturi, obavljeni su na osnovu reference Stilinović i Tucović (1977). Biološke odlike genotipova treba da usmere kriterijume za proizvodnju kvalitetnog sadnog materijala divljeg kestena, adaptivnost na uslove urbane sredine i stres uzrokovan abiotskim faktorima. U selekcionom periodu koji je trajao od 2008. do 2010. godine (Čukanović, 2010) evidentirano je i ocenjeno 50 genotipova na tri lokaliteta: Bačka Palanka, Novi Sad i Sremski Karlovci. Sakupljeno je seme, urađena je analiza laboratorijske i terenske klijavosti i morfološka karakterizacija pokazatelja rasta sejanaca. Istovremeno je određivan hemijski sastav semena. U toku trogodišnjeg perioda (od 2011 do 2013. godine), na osnovu rezultata prethodnih istraživanja, izdvojeno je 17 genotipova sa najboljim biološkim, proizvodnim i lekovitim osobinama semena. Na odabranim individuama praćene su fenološke faze - listanje, cvetanje i plodonošenja sa međufazama. Sakupljano je seme radi utvrđivanja morfoloških i hemijskih karakteristika. Matična stabla se odlikuju razlikama u fiziološkoj zrelosti, osobinama fenotipa i upotrebne vrednosti semena za rasadničku proizvodnju. Praćeno je generativno umnožavanje genotipova i analiza pokazatelja rasta half-sib potomstva. Seme divljeg kestena je značajna sirovina u faramaceutskoj industriji s obzirom da ima lekovita svojstva. Urađen je hemijski sastav semena, sa akcentom na sadržaj ulja i strukturu masnih kiselina, sekundarne metabolite i teške metale. Akumulacija teških metala u semenu divljeg kestena prisutna je u populacijama sekundarnog porekla, s obzirom da su matična stabla izložena uticaju gradske sredine.Zemljišta urbanih zelenih prostora (urbisol) izložena su zagađenju što je razlog više da se ispita uticaj vodorastvorljivih soli i teških metala na adaptivnost genotipova. Fenološkim osmatranjem listanja, cvetanja i plodonošenja u toku trogodišnjeg perioda zabeležene su značajne statističke razlike između godina ispitivanja i genotipova. Zbog dužeg perioda niskih temperatura u martu i aprilu 2013. godine, zapažena je značajna razlika u počecima i trajanju fenofaza i međufaza. Osmatrane fenološke pojave kasnile su 2 do 3 nedelje. Genotipovi BDS1 i BDS2, u periodu trogodišnjeg osmatranja, odlikovali su se značajno ranijim nastupanjem faze listanja i cvetanja, dok je kod genotipova BP4, SK4 i SK7 zabeleženo kasnije stupanje obe faze. Eksperimentalna stabla, kao izdvojeni semenski objekti za potrebe hortikulture i pejzažne arhitekture, redovno i obilno plodonose. Na osnovu morfoloških osobina semena izdvajaju se genotipovi P6 (sa visokim vrednostima za dužinu /29,83mm/, širinu /35,56 mm/ i debljinu /30,92 mm/) i P3 (sa visokom vrednosti za masu semena /17,63 g/). Čuvanje semena za potrebe rasadničke proizvodnje obavljeno je u hladnoj komori pri kontrolisanim uslovima na temperaturi od 4 do 6°S. Setva je obavljana u prolećnom periodu (mart-april). Za semenski materijal 17 genotipova, za trogodišnji period, ustanovljena je veoma visoka terenska klijavost koja u proseku iznosi od 80,94% do 85,64%. Procenat preživljavanja sejanaca, određen pri kraju vegetacionog perioda i početka nove vegetacije, iznosi od 78,96 do 82,98. Merenjem pokazatelja rasta jednogodišnjih sejanaca ustanovljene su prosečne vrednosti za visinu (12,26 cm), prečnik u korenovom vratu (10,04 mm), dužinu korena (12,87 cm), masu stabla (3,62 g), masu korena (5,34 g) i broj korenova I reda (26,49). Ističe se genotip BDS1 sa visokim vrednostima za merene pokazatelje (19,20 cm za visinu, 17,51 cm za dužinu korena, 4,40 g za masu stabla i 6,80 g za masu korena). Prema pokazateljima rasta dvogodišnjih sejanaca za visinu izdvojili su se genotipovi BDS1 (30,20 cm), BDS2 (35,80 cm) i SK4 (35,68 cm). Najviše vrednosti za prečnik pri osnovi stabla imali su genotipovi BDS1 (19,20 mm) i BDS2 (19,33 mm). Prosečna vrednost za visinu nadzemnog dela genotipova trogodišnjih biljaka bila je 81,45 cm, a za prečnik pri osnovi stabla 26,81 mm. U trećoj godini razvoja sejanaca divljeg kestena in situ u rasadniku na Rimskim Šančevima, najviše vrednosti za visinu i prečnik pri osnovi stabla imali su genotipovi oznaka BDS1 (92,00 cm i 29,55 mm), BDS2 (90,80 cm i 31,27 mm) i SK4 (91,30 cm i 28,45 mm). Snaga rasta dvogodišnjih sejanaca izdvojila je genotipove BDS1, BDS2 i SK4, koji su imali izuzetan porast i treće godine razvoja u sejalištu. Na dvogodišnjim i trogodišnjim sadnicama genotipova BP4, BP5, BDS1, BDS2, P5, P6, SK1 i SK4 obavljeno je kalemljenje hibrida crvenog kestena (Aesculus × carnea Hayne.). Ispoljena je kompatibilnost podloga sa plemkama, a prosečan prijem kalemova bio je 82,36%. Primenjena metoda engleskog spajanja pokazala je dobre rezultate kao vegetativna metoda za proizvodnju sadnog materijala hibrida crvenog kestena. Iz ekstrakta semena genotipova divljeg kestena izolovano je i determinisano 16 masnih kiselina. Utvrđen je visok udeo nezasićenih masnih kiselina, a kao dominantna izdvaja se oleinska. Najviši sadržaj ustanovljen je u semenu genotipa BDS1 (59,10%). Genotipovi P5 i SK1 odlikuju se najvišim vrednostima kvercetina (0,538 μg/g, odnosno 0,806 μg/g), kemferola (0,227μg/g i 0,429 μg/g), a genotip P5 i rutina(25,784μg/g). Escin je prisutan u semenu svih ispitivanih genotipova, sa najvišim prosečnim sadržajem u semenu genotipova BP2 i P5 (4,04%). U uzorku semena, od teških metala zabeležen je visok prosečni sadržaj cinka (10,11 μ/g) i bakra (9,23 μ/g). Izdvaja se genotip P5 sa najvišim prosečnim sadržajem aluminijuma (2,88 μ/g) i hroma (0,1 μ/g) u semenu, dok su najviše vrednosti bakra (13,0 μ/g), gvožđa (13,2 μ/g), mangana (3,2 μ/g), nikla (0,8 μ/g) i cinka (18,1 μ/g) zabeležene u semenu genotipa P1. U uzorcima zemljišta duž saobraćajnice Bulevar Jaše Tomića u Novom Sadu, u drvoredu divljeg kestena, utvrđen je sadržaj vodorastvorljivih soli i teških metala. Prosečne vrednosti sadržaja soli u uzorcima sondiranim u aprilu iznose 0,10% na dubini od 0 do 30 cm, odnosno 0,11% na dubini od 30 do 60 cm, što je ispod determinisane gornje granice. Uzorci sondirani u avgustu 2012. godine imali su viši sadržaj od dozvoljenog (0,24% na dubini od 0 do 30 cm i 0,27% na dubini od 30 do 60 cm), što je posledica ascendentnog kretanja soli usled suše. Kao posledica visokog sadržaja soli javlja se lisna hloroza, nekroza, ponovljeno cvetanje i smanjena vitalnost stabala. Analiza teških metala (Fe, Zn, Mn, Cu, Cd, Co, Ni, Pb i Cr), iz uzoraka zemljišta, pokazala je njihovo prisustvo u lakopristupačnom i ukupnom obliku, ali ne iznad dozvoljenih graničnih vrednosti za ekološke uslove Novog Sada. Upoznavanje biološkog i proizvodnog potencijala divljeg kestena predstavlja važnu polaznu osnovu za unapređenje rasadničke proizvodnje i primene divljeg kestena za potrebe hortikulture i pejzažne arhitekutre.

(25,784μg/g). Есцин је присутан у семену свих испитиваних генотипова, са највишим просечним садржајем у семену генотипова БП2 и П5 (4,04%). У узорку семена, од тешких метала забележен је висок просечни садржај цинка (10,11 μ/g) и бакра (9,23 μ/g). Издваја се генотип П5 са највишим просечним садржајем алуминијума (2,88 μ/g) и хрома (0,1 μ/g) у семену, док су највише вредности бакра (13,0 μ/g), гвожђа (13,2 μ/g), мангана (3,2 μ/g), никла (0,8 μ/g) и цинка (18,1 μ/g) забележене у семену генотипа П1. У узорцима земљишта дуж саобраћајнице Булевар Јаше Томића у Новом Саду, у дрвореду дивљег кестена, утврђен је садржај водорастворљивих соли и тешких метала. Просечне вредности садржаја соли у узорцима сондираним у априлу износе 0,10% на дубини од 0 до 30 cm, односно 0,11% на дубини од 30 до 60 cm, што је испод детерминисане горње границе. Узорци сондирани у августу 2012. године имали су виши садржај од дозвољеног (0,24% на дубини од 0 до 30 cm и 0,27% на дубини од 30 до 60 cm), што је последица асцендентног кретања соли услед суше. Као последица високог садржаја соли јавља се лисна хлороза, некроза, поновљено цветање и смањена виталност стабала. Анализа тешких метала (Fe, Zn, Mn, Cu, Cd, Co, Ni, Pb и Cr), из узорака земљишта, показала је њихово присуство у лакоприступачном и укупном облику, али не изнад дозвољених граничних вредности за еколошке услове Новог Сада. Упознавање биолошког и производног потенцијала дивљег кестена представља важну полазну основу за унапређење расадничке производње и примене дивљег кестена за потребе хортикултуре и пејзажне архитекутре.