Panicum virgatum L. – перспективний інтродуцент у Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України

Results of many years of introduction research on Panicum virgatum L. (Poaceae) in M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine are presented. The biomorphological characteristics, biochemical composition of the plant, crop yield of the above ground plant mass and seed are determined...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2014
Hauptverfasser:	Rakhmetov, D.B., Verhun, О.M., Rakhmetova, S.О.
Format:	Artikel
Sprache:	Englisch
Veröffentlicht:	M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2014
Online Zugang:	https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/230
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Plant Introduction
Завантажити файл:

Institution

Plant Introduction

_version_	1860121634251210752
author	Rakhmetov, D.B. Verhun, О.M. Rakhmetova, S.О.
author_facet	Rakhmetov, D.B. Verhun, О.M. Rakhmetova, S.О.
author_sort	Rakhmetov, D.B.
baseUrl_str	https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/oai
collection	OJS
datestamp_date	2019-11-24T18:20:05Z
description	Results of many years of introduction research on Panicum virgatum L. (Poaceae) in M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine are presented. The biomorphological characteristics, biochemical composition of the plant, crop yield of the above ground plant mass and seed are determined. The yield of valuable compounds and energy efficiency of the crop are identified. High-yield forms with assigned features of crop yield, sugar content of plant biomass, total energy yield and biofuel output per one square unit are created. We proved that in the condition of crop introduction almost all forms of Panicum virgatum undergo full cycle of plant development – from the seed to the seed during one growing season, starting from the first-year. A phase of a seed maturation in the early developed plant forms begins in the third decade of September, in late developed forms until the middle of October, some forms have their growing season until the beginning of winter frosting. The major morphological features of plants are dependent on the forms and crops variations and ripening phase. Total harvest of the above ground mass and general output of the plant up till the flowering phase increases, where at the end of growing season decreases. We showed that plant forms with retard development had a high yield of above-ground mass for 58.0–115.6 % greater than the early developed plants. Increment in the dry matter content of plants from tiller to seed ripening phase is demonstrated. However, the percentage of sugars, ascorbic acid, carotene, and lipids is diminished. During the same growing season we did not observe any correlation between lignin and fiber accumulation. Similar results were acquired for the heat capacity harvest of above ground mass. High-yield Panicum virgatum crop provide substantial output of the dry mass, ethanol, and energy throughout all development phases of the plant. Among studied plant samples the top productivity was supplied by Zoryane cultivar.
doi_str_mv	10.5281/zenodo.1554736
first_indexed	2025-07-17T12:40:42Z
format	Article
fulltext	3ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 УДК 582.542.11:633.179]:[581.522.4+581.95] (477) Д.Б. РАХМЕТОВ, О.М. ВЕРГУН, С.О. РАХМЕТОВА Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка НАН України Україна, 01014 м. Київ, вул. Тімірязєвська, 1 PANICUM VIRGATUM L. — ПЕРСПЕКТИВНИЙ ІНТРОДУЦЕНТ У НАЦІОНАЛЬНОМУ БОТАНІЧНОМУ САДУ ім. М.М. ГРИШКА НАН УКРАЇНИ Представлено результати багаторічних інтродукційних досліджень Panicum virgatum L. (Poaceae) у Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України. Встановлено біолого-морфологічні особливості, біохімічний склад рослин, урожайність надземної маси і насіння. Визначено вихід найцінніших речовин та енергетичну цінність культу- ри. Створено високопродуктивні форми із заданими параметрами урожайності, цукристості фітомаси, виходом загальної енергії та фітопалива з одиниці площі. Доведено, що в умовах інтродукції майже всі форми Panicum virgatum проходять повний цикл розвитку (від насіння до насіння) протягом одного вегетаційного періоду, починаючи з першого року життя. Фаза достигання насіння у ранньостиглих форм рослин настає до ІІІ декади вересня, у пізньостиглих — у середині жовтня, а окремі форми рослин вегетують до настання морозів. Основні морфометричні параметри рослин залежать від форми і сорту, групи стиглості. Урожайність надземної маси та загальна продуктивність рослин до фази цвітіння збільшуються, а до кінця вегетаційного періоду — знижуються. Пізньостиглі форми за урожайністю надземної маси значно переважають (на 58,0–155,6 %) ранньостиглі. Встановлено, що вміст сухої речовини в усіх форм рослин у період від фази кущення до фази достигання насіння збільшується, а цукрів, аскорбінової кислоти, ка- ротину та ліпідів — зменшується. Щодо накопичення лігніну і клітковини в рослинах у період вегетації та теплоєм- ності надземної маси чіткої залежності не виявлено. Як високопродуктивна культура Panicum virgatum забезпечує великий вихід сухої речовини, етанолу та енергії з надземної маси у різні періоди розвитку. Серед досліджених зразків рослин максимальною продуктивністю характеризувався сорт Зоряне. Ключові слова: Panicum virgatum, інтродукція, біоморфологія, біохімічні особливості, продуктивність, біопаливо. © Д.Б. РАХМЕТОВ, О.М. ВЕРГУН, С.О. РАХМЕТОВА, 2014 Вважається, що саме етанол має найбільший потенціал для виробництва біопалива, врахо- вуючи невичерпні джерела його отримання (тра в’янисті рослини і деревина, відходи сіль- ського господарства та деревообробної про- мисловості, побутове сміття). Україна належить до країн, які лише част- ково забезпечують себе традиційними видами енергоресурсів і змушена імпортувати близь- ко 65 % викопних енергоносіїв, з них біль- шість припадає на природній газ та нафто- продукти, частка яких у структурі загальних обсягів імпорту становить близько 16 та 7 % відповідно. Сучасна енергетична політика Ук- раїни значною мірою ґрунтується на імпорті сировини, ціна на яку постійно зростає, тому освоєння нетрадиційних і відновлюваних дже- рел енергії (НВДЕ) слід розглядати як важливий фактор підвищення рівня енергетичної безпе- ки та зниження негативного впливу енергети- ки на довкілля. Незважаючи на свою зале ж- ність від імпорту енергоресурсів, Україна мало приділяє уваги розвитку ВДЕ, частка яких у структурі енергоспоживання становить близь- ко 1,8 %, що значно менше порівняно з євро- пейськими країнами. Теоретично протягом 5–6 років можна збільшити частку альтерна- тивної енергії до 10–15 %. Різні форми енергії біомаси можна використовувати для вироб- ництва електроенергії, а також як паливо для транспорту (Система використання біоресур- сів .., 2014). Наша країна має широкі можливо- сті для промислового виробництва паливного етанолу, оскільки виробляє багато продуктів рослинництва. Щорічно на гро ма джується вели- ка кількість сільськогосподарських відходів. 4 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 Д.Б. Рахметов, О.М. Вергун, С.О. Рахметова Пріоритетними напрямами фітоенергетики є пошук дешевої біосировини, створення не- обхідної інфраструктури для вирощування енер- гетичних рослин та переробки біомаси за до- помогою хімічних чи біологічних процесів у різні види біопалива: рідкі (етанол, метанол, бутанол, біодизель), газоподібні (метан, син- тез газ, водень) і тверді (паливні гранули, бри- кети, щіпа, солома, лузга, дрова). Через значну продуктивність та високу якість сировини про- відне місце серед енергетичних рослин по- сідають цукроносні культури (цукрові та кор- мові буряки, цукрове сорго, цикорій тощо), які є цінним джерелом сировини для вироб- ництва біоетанолу (Возобновляемые расти- тель ные ресурсы, 2006). Світові обсяги вироб- ництва біоетанолу за останнє десятиріччя зрос- ли більш ніж утричі. Біоетанол застосовують переважно у вигляді паливних сумішей для підвищення октанового числа. Додавання до бензину 10 % біоетанолу дає змогу зменшити викиди аерозольних частинок на 50 %, викиди оксиду вуглецю (СО) — на 30 % (Перспективи розвитку біоенергетики в Україні, 2012). Велику кількість рослин досліджено для ви- значення потенційної можливості використан- ня їх як енергетичної культури, але лише неве- лику кількість видів вирощують на великих площах. З них найбільш поширеними є ви ди родів Miscanthus, Salix, Populus та Panicum virga- tum L. Ці культури вирощують від 10 до 30 ро- ків. Підготовка ґрунту для їх вирощування не потребує великих енергетичних витрат. Уро- жай збирають взимку або навесні з ви ко рис- танням звичайної сільськогосподарської тех- ніки. До перспективних енергетичних рослин можна також віднести цукровий та кормовий буряк і сорго цукрове (Железная, 2008). Серед нових перспективних енергетичних рослин на особливу увагу заслуговує Panicum virgatum — просо прутоподібне, яке в природ- ній флорі трапляється на півдні Канади, в США і Мексиці на широті 55°. Panicum virgatum є одним з домінуючих видів центральних пів- нічно-американських прерій. Високу продук- тивність плантація цього виду зберігає понад 10 років. На відміну від кукурудзи просо може зростати на бідних на поживні речовини ґрун- тах (Vogel, 2004). Panicum virgatum є високопродуктивною біо- енергетичною культурою з великим потенціа- лом вирощування у різних ґрунтово-клім а- тичних умовах. Вона є цінним джерелом цук- рів, які використовують для виробництва біо- етанолу (Ma, 2001; McLaughlin, 2005; Lee, 2007; Мonti, 2012). У різних країнах проводять дослідження з під вищення продуктивності та енергетичної ефективності вирощування і використання си- ровини Panicum virgatum на біопаливо. Шля- хом сучасних біотехнологічних методів створе- но генетично модифіковані рослини. Знач но по ліпшилася якість сировини для виробни- цтва біопалива, що дало змогу збільшити вихід етанолу у 2,6 разу (Shen, 2013). Panicum virgatum — теплолюбна багаторічна рослина. Розмножується як насінням, так і вегетативно. Основними способами викорис- тання проса прутоподібного в США і Канаді є виробництво електроенергії шляхом газифі- кації, комбіноване спалювання на вугільних заводах і виробництво етанолу для пального. Panicum virgatum вирощують на різних ґрун- тах, він не вимогливий до вмісту вологи та по- живних речовин у ґрунті і позитивно впливає на навколишнє середовище. Перевагами Pa- nicum virgatum є стійкість до шкідників та хво- роб, запобігання ерозії ґрунту. При його виро- щуванні ерозія і рівень використання пести- цидів зменшуються відповідно на 95 і 90 % (McLaughlin, 2002; Мonti, 2012). Просо прутоподібне можна вирощувати на землях, непридатних для культивування інших сільськогосподарських рослин. Вид відзнача- ється низькою собівартістю технології виро- щування, потребує незначних вкладень, забез- печуючи високі врожаї біомаси навіть на не- продуктивних землях (Vogel, 2002; Мonti, 2012). Panicum virgatum має цінний хімічний склад надземної маси для біопалива — близько 50 % вуглецю, 43 % кисню і 6 % водню. В рослинах міститься 4–6 % золи, що пояснюється висо- кою часткою листкової маси. Порівняно низь- кий вміст калію і натрію у поєднанні з підви- 5ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 Panicum virgatum L. — перспективний інтродуцент у Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України щеним вмістом кальцію та магнію в біомасі зумовлює високу температуру згоряння, що зменшує ймовірність ошлакування при спалю- ванні в котлах (Железная, 2008). Висота рослин Panicum virgatum залежно від сорту та ґрунтово-кліматичних умов стано- вить від 50 до 250 см. Рослини ефективно ви- користовують азот і вологу, тобто є потенцій- но високопродуктивними культурами. Уро- жайність за вегетаційний період становить від 10 т/га сухої маси на північноєвропейських ґрунтах з низькою родючістю до 25 т/га на південноєвропейських ґрунтах з високою ро- дючістю. З площі 1 га можна отримати від 5 до 12 т умовного палива (Мonti, 2012). Panicum virgatum можна також використо- вувати як ґрунтопокривну рослину для збере- ження ґрунтів і боротьби з ерозією, як кормо- ву, технічну культуру і для мульчування. Си- ровина з проса прутоподібного може бути високоякісним субстратом для вирощування грибів (McLaughlin, 1998; Liebig, 2008; Mit- chell, 2008; Мonti, 2012). Дослідження Panicum virgatum як біоенер- гетичної культури розпочалися у середині 1980-х років. Представники роду Panicum, будучи ба- гаторічними травами, забезпечують середній та високий урожай на маргінальних сільсько- господарських угіддях. Нині розглядають мож- ливість різнопланового використання проса в біоенергетиці, зокрема для виробництва це- люлозного етанолу, біогазу, а також для спа- лювання з метою отримання теплової енергії. Основними перевагами Panicum virgatum як біоенергетичної культури є довголіття, посу- хостійкість та стійкість до затоплення (Schmer, 2008). Рослини проса стійкі до бур’янів, мало- вибагливі до ґрунтів та добрив, мають широку амплітуду адаптації та культивуються в помір- ному кліматі. У деяких південних теплих і во- логих зонах, наприклад, у штаті Алабама (США), просо може забезпечувати до 25 т/га абсолют- но сухої маси. Результати досліджень проса у 13 науково-дослідних установах США свідчать про можливість отримання від 9,4 до 22,9 т/га абсолютно сухої маси при середній урожай- ності 14,6 т/га (McLaughlin, 2005). Ці показ- ники отримано на відносно малих площах, на великих слід очікувати принаймні на 20 % нижчі результати. Panicum virgatum належить до рослин із C 4 -схе- мою фотосинтезу, тобто має ефективну систе- му використання сонячної енергії. Доведено, що для виробництва 1 т сировини проса необ- хідно від 0,97 до 1,34 ГДж порівняно з 1,99– 2,66 ГДж для виробництва 1 т зернових куль- тур (Parrish, 2008; Мonti, 2012). В інших дослі- дженнях показано, що просо використовує значно менше енергії (0,8 ГДж) на 1 т абсолют- но сухої маси порівняно із зерном кукурудзи (2,9 ГДж) (Samson, 2005). Просо містить близько 18,8 ГДж енергії на 1 т абсолютно сухої маси, що порівняно з ви- траченою на її виробництво енергією стано- вить 20:1 (Samson, 2008). Ці дані свідчать про надзвичайно ефективне співвідношення між виходом енергії з урожаєм з 1 га та енергови- тратами на її виробництво. За результатами роботи фермерів (США) та- кож доведено, що культура Panicum virgatum може забезпечити у 5 разів більший вихід енер- гії з одиниці площі, ніж потрібно для її виро- щування. Залежно від умов вирощування, особ- ливо від вологозабезпечення та кількості по- живних речовин, Panicum virgatum може давати від 5,2 до 11,1 т/га повітряно-сухої маси. Рос- лина особливо чутлива до вологи у весняний період та в середині літа. З урахуванням витрат на вирощування просо прутоподібне забезпе- чує приріст виходу етанолу 54,0 %, що майже не поступається виходу етанолу з урожаєм ку- курудзи (McLaughlin, 2005; Schmer, 2008). В Україні актуальним є пошук найперспек- тивніших рослинних джерел для виробництва біопалива другого покоління. Серед перспек- тивних енергетичних культур є представники родини Poaceae — Miscanthus, Sorghum saccha- ratum (L.) Moench, Panicum virgatum тощо, які ви різняються комплексним використанням біомаси. Вони здатні дати 5–8 тис. л/га палив- ного етанолу чи бутанолу, 15–25 т/га брикетів, 10–20 тис. м3 біогазу. Незважаючи на перспективи використання Panicum virgatum, в Україні не проведено комп- 6 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 Д.Б. Рахметов, О.М. Вергун, С.О. Рахметова лексні дослідження з вивчення видового і фор- мового різноманіття цієї культури, інтродук- ції, селекції та особливостей культивування залежно від еколого-географічних особливо- стей, не визначено вимоги рослин до умов навколишнього середовища, урожайний, про- дуктивний та енергетичний потенціал в умо- вах культури, не створено високоадаптивні сорти, не розроблено високоефективні тех- нології виробництва і переробки сировини. Важливе значення має створення генофон- ду нової цукроносної культури — Panicum vir- gatum і відбір високопродуктивних форм. Предметом дослідження були форми та сорти Panicum virgatum, створені у відділі но- вих культур Національного ботанічного саду ім. М.М. Гришка НАН України. Польові досліди тривалістю від трьох до шести років закладали відповідно до методик Держсортомережі у 4-разовій повторюванос- ті. Вивчення фенологічних фаз проводили за методикою І.М. Бейдеман. Біометричні вимі- рювання виконано за методиками Г.М. Зайце- ва та Б.А. Доспєхова. Для визначення одно- рідності насіння і маси 1000 шт. насінин за- стосовано методичні вказівки з насінництва інтродуцентів та міжнародні правила визна- чення якості насіння. Хімічні аналізи рослин проводили в біохі- мічній лабораторії відділу нових культур НБС ім. М.М. Гришка за відповідними методиками. Для виявлення біохімічної цінності надземної маси та насіння визначали: абсолютно суху ре- човину — шляхом висушування зразків за темпе- ратури 105 °С до постійної маси; вміст ліпідів — методом визначення знежиреного за лиш ку за допомогою апарата Сокслета; вміст золи — мето- дом спалювання зразків у муфельній печі (за тем- ператури 500…700 °С); вміст каротину — за Су ді- ною, аскорбінової кислоти — за Ярусовою, сирої клітковини — за Геннебергом і Штоманом, вуг- леводів — за А.В. Петербурзьким. Визначення кількості енергії в зразках рослин здійснювали на калориметрі ИСО-200. Фотографії виконано авторами цифровою фотокамерою Canon 400Д. Математичну обробку результатів проводи- ли методом дисперсійного аналізу та статис- тичної оцінки середніх відповідно до методики Б.А. Доспєхова і за допомогою програми Ex cel. У відділі нових культур НБС ім. М.М. Гриш- ка протягом багатьох років проводиться відбір найперспективніших форм Panicum virgatum як джерела паливного біоетанолу, визначення біологічних, екологічних та біохімічних особ- ливостей, урожайності насіння і біомаси, ви- ходу біоетанолу та побічної продукції, ство- рення високопродуктивних сортозразків. Зіб- рано генофонд Panicum virgatum — 12 зразків, які характеризуються скоростиглістю, посухо- стійкістю, високою урожайністю фітомаси та насіння. В умовах інтродукції рослини Panicum virga- tum за роки дослідження характеризувалися високими ростовими параметрами, урожаєм та цінним хімічним складом. Основні морфо- метричні параметри рослин проса прутоподіб- ного залежали від умов вегетації, періоду роз- витку та формових особливостей. В нових умо- вах майже всі форми Panicum virgatum проходять повний цикл розвитку (від насіння до насін- ня) протягом одного вегетаційного періоду. Залежно від формових та сортових особли- востей рослини ранніх форм завершують ін- тенсивну вегетацію у ІІІ декаді серпня, серед- ніх форм — до кінця вересня, пізніх форм — до кінця жовтня. В окремі роки рослини пізніх і дуже пізніх форм лишаються зеленими до сильних приморозків (–5...7 °С). Для рослин різних форм та сортів Panicum virgatum харак- терне різнокольорове осіннє забарвлення над- земної маси, що робить їх надзвичайно деко- ративними рослинами. Після завершення вегетаційного періоду над- земна маса рослин відмирає. Рослини Pa nicum virgatum — досить зимостійкі. Після перези- мівлі рано навесні (І декада квітня) почина- ється інтенсивне відростання рослин. У ІІ де каді квітня рослини досягають 7–10 см висоти. На початку червня рослини розвиваються до фази кущіння і формують травостій заввишки 40– 50 см. До І декади липня рослини досягають фази виходу у трубку (рис. 1, А). Їх висота — 90–120 см. Інтенсивний ріст рослин триває до І декади серпня, коли вони розвиваються до 7ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 Panicum virgatum L. — перспективний інтродуцент у Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України фази цвітіння і досягають висоти 140–160 см, окремі форми — до 210–220 см (рис.1, В). До початку достигання насіння ростові процеси уповільнюються. Фаза достигання насіння у різних форм настає у різні строки. У перший рік життя рослини проса пруто- подібного характеризуються інтенсивним па- гоноутворенням. Кількість основних продук- тивних стебел на рослині у період генератив- ного розвитку залежно від форми та умов вегетації становить від 3–4 до 20 шт. На дру- гий та у наступні роки життя кількість про- дуктивних пагонів на рослині суттєво збіль- шується — від 12–14 до 30–35 шт. Результати досліджень свідчать про те, що форми Panicum virgatum суттєво відрізняються за темпами росту і розвитку рослин, габіту- сом, забарвленням різних органів, формою су- цвіття тощо. За габітусом рослини залежно від форми бувають прямі, напіврозлогі та розлогі. Кіль- кість метамерів на стеблі становить від 3 до 7, а в окремих форм — до 9. Діаметр біля основи стебла в середньому становить 4–6 мм, але трапляються форми з тонкішими і товстішими стеблами. Кількість бічних пагонів на стеблі різних форм проса прутоподібного становить 2–4. Більшість форм рослин мають генеративні пагони без розгалуження. Листкова пластин- ка завдовжки 50–60 см, у деяких форм може бути значно довшою; завширшки в середньо- му 11–14 мм. За формою волоть проса прутоподібного буває розлогою, комовою, овальною, пірамі- дальною, стиснутою (рис. 2) Довжина волоті форм Panicum virgatum ста- новить 30–40 см, ширина — 20–30 см. За щільністю волоті бувають нещільні, середньої щільності та щільні. Забарвлення зернівки — жовто-коричневе, коричневе, темно-коричневе. За масою 1000 шт. виділяють три групи зерні- вок: з малою масою — до 1,5 г, із середньою ма- сою — 1,5–1,8 та з великою масою — понад 1,8 г. Кореневище рослини Panicum virgatum скла- дається з 8–25 ризом залежно від року життя Рис. 1. Panicum virgatum: А — фаза виходу в трубку (І декада липня); В — фаза цвітіння (І декада серпня) Figure 1. Panicum virgatum: A — stem extension phase (first decade of July); B — heading phase (first decade of August) та форми. Кількість ризом може суттєво змі- нюватися під впливом багатьох факторів. Ри- зоми в середньому мають довжину 5–7 см. Ранньостиглі форми (ВР, РБ, ДН) у період цвітіння значно поступаються пізньостиглим за основними морфометричними параметрами (табл. 1). Стебла ранньостиглих форм рослин тонкіші, тому більшість з них за габітусом роз- логі. Листкова пластинка у них за довжиною та шириною менша порівняно з такою у пізньо- стиглих. В останніх габітус рослин прямий. У ранньостиглих форм волоть коротша і вуж- ча, у пізньостиглих — ширша і довша (табл. 2). У період достигання насіння у рослин Panicum virgatum змінюються основні морфометричні параметри порівняно з попередньою фазою. Особливо це стосується пізньостиглих форм, 8 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 Д.Б. Рахметов, О.М. Вергун, С.О. Рахметова у яких висота рослин досягає 184,0–210,0 см. Кількість міжвузлів та листків на рослинах різних форм суттєво не відрізняється. Росли- ни ранньостиглих форм у цей період почина- ють усихати, діаметр стебла зменшується до 2,1–2,4 мм. Зернівка Panicum virgatum — дрібна. Залеж- но від форми маса 1000 шт. становить від 1,57 до 1,90 г. У ранньостиглих форм маса 1000 шт. є меншою, в середньому — 1,67 г, у пізньости- глих — 1,81 г. Довжина зернівки різних форм Panicum virgatum суттєво не відрізняється і ста- новить від 2,9 до 3,2 мм, а ширина — від 1,38 до 1,53 мм. Одним з основних показників продуктив- ності є урожайність насіння. Рослина Panicum virgatum формує в середньому 8–9 г зернівок (табл. 3): ранньостиглі форми — від 7,2 до 9,5 г, пізньостиглі — від 9,7 до 11,2 г на рослину. Уро- жайність зернівок з одиниці площі становить: у ранньостиглих форм — 108,0–142,5 г/м2, у пізньостиглих — 123,0–168,0 г/м2. Усі досліджувані зразки характеризувалися високою продуктивністю надземної маси. Цей показник залежав від багатьох факторів — по- год но-кліматичних умов року, формових та сор- тових особливостей рослин, періоду веге тації, технології вирощування, удобрення тощо. Рис. 2. Формове різноманіття волоті рослин Panicum virgatum (1, 3, 4 — пізньостиглі форми, 2, 5 — ранньостиглі форми) Figure 2. Diversity of panicle branching pattern in Panicum virgatum (1, 3, 4 — retard ri- pening forms, 2, 5 — early ripening forms) 1 2 3 4 5 Таблиця 1. Морфометричні параметри рослин Panicum virgatum залежно від форми та фази розвитку Table 1. Morphometric parameters of Panicum virgatum plant in relation to form and phase of development Форма (сорт) Фаза розвитку Висота рослини, см Діаметр стебла, мм Кількість міжвузлів, шт. Довжина листків, см Ширина листків, см ВР Кінець цвітіння 146,3 ± 3,99 2,93 ± 0,11 5,3 ± 0,16 45,8 ± 1,49 1,28 ± 0,06 РБ " 131,2 ± 2,12 2,75 ± 0,14 5,8 ± 0,26 52,1 ± 1,26 1,32 ± 0,03 ДН " 141,5 ± 1,56 2,45 ± 0,17 5,2 ± 0,09 58,6 ± 1,09 1,29 ± 0,04 ВП Початок цвітіння 163,7 ± 2,34 3,65 ± 0,11 6,5 ± 0,19 60,3 ± 1,04 1,41 ± 0,05 ДВ " 183,2 ± 1,78 4,15 ± 0,14 7,1 ± 0,66 71,8 ± 1,45 1,45 ± 0,02 Зоряне " 179,5 ± 2,12 4,65 ± 0,18 7,6 ± 0,29 65,1 ± 1,32 1,49 ± 0,03 9ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 Panicum virgatum L. — перспективний інтродуцент у Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України Серед досліджуваних форм рослин Panicum virgatum у період викидання волоті найбіль- шою продуктивністю надземної маси харак- теризувалися пізньостигла форма ВП і сорт Зоряне (табл. 4). У структурі надземної маси у цей період більша частка припадає на листки. Урожайність надземної маси рослин Pani- cum virgatum у період викидання волоті у ран- ньостиг лих форм становить 41,35–41,81 т/га, у пізньостиглих — 46,10–64,16 т/га. По закін- ченні фази розвитку відбувається збільшення ростових та продуктивних показників рослин. Порівняно з попереднім періодом у фазі цві- тіння у рослин ранньостиглих форм продук- тивність збільшується на 4,5–10,8 %, у пізньо- стиглих — на 8,1–20,0 %. Як і в попередній фа зі найбільшою продуктивністю характери- зувався сорт Зоряне. У структурі надземної маси 38,3–39,9 % припадало на частку сте- бел, 39,0–44,8 % — на частку листків та 16,7– 21,5 % — на частку суцвіть. У фазі цвітіння встановлено збільшення уро- жайності надземної маси Panicum virgatum по- рівняно з попереднім періодом (на 2,2–9,4 %). Рослини залежно від форми та сорту забезпе- чували урожайність надземної маси від 42,73 до 70,19 т/га (табл. 5). Серед досліджуваних зразків пізньостиглі форми значно (на 14,2– 39,1 %) переважали ранньостиглі. До фази достигання насіння спостерігається значне зменшення продуктивності рослин. По- рівняно з попереднім періодом цей показник у Panicum virgatum зменшується на 31,4–101,9 %. Таблиця 2. Морфометрична характеристика волоті рослин Panicum virgatum Table 2. Morphometric parameter of Panicum virgatum panicle Форма (сорт) Довжина волоті, см Ширина волоті, см ВР 34,6 ± 1,45 24,3 ± 0,12 РБ 38,3 ± 1,17 26,2 ± 0,26 ДН 30,5 ± 1,40 24,7 ± 0,33 ВП 42,6 ± 1,46 31,4 ± 0,16 ДВ 50,2 ± 1,99 37,8 ± 0,34 Зоряне 41,2 ± 1,41 33,7 ± 0,17 Таблиця 3. Продуктивність рослин та урожайність зернівок Panicum virgatum Table 3. Productivity and yield potential of Panicum virgatum seeds Форма (сорт) Продуктивність зернівок, г/рослину Урожайність зернівок, г/м2 ВР 7,2 108,0 РБ 9,5 142,5 ДН 7,4 111,0 ВП 9,7 145,5 ДВ 8,2 123,0 Зоряне 11,2 168,0 НІР 05 0,3 5,5 Таблиця 4. Продуктивність та структура надземної маси рослин Panicum virgatum (n =10) Table 4. Productivity and structure of above ground mass of Panicum virgatum plant (n=10) Форма (сорт) Фаза розвитку Маса, г Структура надземної маси, % надземна стебел листків стебел листків ВР Викидання волоті 92,5 40,7 51,8 44,0 56,0 РБ " 89,5 40,3 49,2 45,0 55,0 ВП Початок викидання волоті 100,0 43,0 57,0 43,0 57,0 Зоряне " 131,2 56,4 74,8 43,0 57,0 НІР 05 4,3 Між зразками встановлено суттєву відмін- ність за масою 10 продуктивних стебел та рос- лини в цілому. Пізньостиглі форми за обома показниками переважали (на 58,4–133,1 % і 50,5–121,3 % відповідно) ранньостиглі. 10 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 Д.Б. Рахметов, О.М. Вергун, С.О. Рахметова Як і продуктивність окремої особини, так і урожайність надземної маси, значно знизи- лися до кінця вегетаційного періоду. Різниця з попереднім періодом за цим показником ста- новила 21,6–49,6 %. Пізньостиглі форми за урожайністю надземної маси значно перева- жали (на 58,0–155,6 %) ранньостиглі. Найбільше сухої речовини накопичувалось у рослин сорту Зоряне, найменше — у форми РБ. Загальний вміст цукрів становив від 4,52 до 9,48 % і був максимальним у сорту Зоряне. Рівень аскорбінової кислоти у досліджуваних рослин Panicum virgatum у період викидання волоті становив 50,85–74,85 мг%, каротину — 0,11–0,25 мг%. Вміст ліпідів варіював від 1,71 до 5,73 % і був максимальним у форми РБ. Кількість лігніну у рослин Panicum virgatum у фазі викидання волоті становила від 6,27 до 10,00 %. Найбільшим вмістом лігніну харак- теризувався зразок ВР, а найменшим — РБ. У форми РБ зафіксовано найбільший вміст кліт ковини — 50,85 %, у форми ВР — найменший. Теплоємність різних форм Panicum virgatum протягом вегетації становила від 3962,0 до 4343,7 ккал/кг. Найвищою теплоємністю ха- рактеризувалися рослини форми ВР, найниж- чою — форми РБ. У період цвітіння у досліджуваних зразків проса прутоподібного значно збільшується вміст сухої речовини, а цукрів, аскорбінової кислоти, каротину та ліпідів — зменшується. Дослідження надземної маси Panicum virga- tum у фазу достигання насіння виявило, що най- більше сухої речовини накопичували рослини форми РБ, найменше — форми ВП (табл. 6). Загальний вміст цукрів у рослин різних форм у цей період становив від 4,36 до 7,32 %. Най- більше їх виявлено у сорту Зоряне. Вміст аскорбінової кислоти у досліджува- них форм рослин Panicum virgatum був невисо- ким і становив від 23,28 до 59,84 мг%. Най- більше каротину виявлено у форми ВР, най- менше — у форми ВП. Найбільшою кількістю ліпідів у надземній масі в період достигання насіння характеризувалася форма ВР, най- меншою — сорт Зоряне. За вмістом лігніну переважали рослини пізньої форми, за вміс- том клітковини — ранньої форми. Теплоємність рослин Panicum virgatum у фазу достигання насіння становила від 4011,67 до Таблиця 5. Урожайність надземної маси Panicum virgatum у фазі цвітіння рослин Table 5. Yield potential of above ground mass of Panicum virgatum during flowering phase Форма (сорт) Урожайність, т/га надземної маси листків стебел суцвіть ВР 42,73 17,48 17,05 8,20 РБ 48,07 18,75 18,98 10,34 ВП 56,04 24,66 22,02 9,36 Зоряне 70,19 31,45 26,88 11,86 НІР 05 2,3 Таблиця 6. Біохімічна характеристика рослин Panicum virgatum у фазі достигання насіння Table 6. Biochemical properties of Panicum virgatum plant in the ripening of seeds phase Форма (сорт) Суха речовина, % Цукри, % Аскорбінова кислота, мг% Каротин, мг% Ліпіди, % ВР 40,70 ± 0,20 4,36 ± 0,35 35,38 ± 0,85 0,45 ± 0,02 3,57 ± 0,84 РБ 42,52 ± 0,02 4,70 ± 0,05 23,28 ± 1,22 0,43 ± 0,02 2,16 ± 0,09 ВП 36,06 ± 0,68 6,90 ± 0,07 59,84 ± 1,96 0,21 ± 0,01 1,38 ± 0,09 Зоряне 37,14 ± 0,14 7,32 ± 0,19 42,07 ± 1,22 0,42 ± 0,01 1,22 ± 0,07 11ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 Panicum virgatum L. — перспективний інтродуцент у Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України 4349,67 кал/г. Форми ВР, РБ та сорт Зоряне мали більші показники. Як високопродуктивна культура Panicum vir- gatum забезпечує великий вихід сухої речови- ни, етанолу та енергії з надземної маси у різні періоди розвитку. Продуктивність рослин сут- тєво залежала від форми та сорту і фази розви- тку. Великий вихід сухої речовини (11,28– 15,48 т/га) та етанолу (2797–3669 л/га) у різних форм Panicum virgatum отримують на початку технічної стиглості (у фазі викидання волоті). За виходом як сухої речовини, так і етанолу переважали пізньостиглі форми. В межах гру- пи стиглості серед ранніх форм вищі показни- ки були у форми ВР, серед пізніх — у сорту Зо- ряне. У цей період досліджувані зразки забез- печували великий вихід енергії з надземної маси (45,12–64,94 Гкал/га). Закономірності щодо вищої енергетичної цінності окремих форм надземної маси порів- няно з попередніми показниками зберігалися як у межах групи стиглості, так і між групами. Продуктивність Panicum virgatum за вихо- дом сухої речовини, етанолу та енергії з над- земної маси у фазі цвітіння суттєво збільшу- валася порівняно з фазою викидання волоті. Залежно від форми різниця між фазами за ви- ходом сухої речовини становила від 29,6 до 41,7 %, за етанолом — від 28,1 до 39,3 %, за ви- ходом енергії з надземної маси — від 35,7 до 40,9 % (табл. 7). Серед досліджуваних зразків найбільший вихід сухої речовини (21,7–34,3 %), етанолу (16,2–29,8 %) та енергії (21,4–34,0 %) забезпе- чили пізньостигла група рослин (форма ВП та сорт Зоряне), а в межах цієї групи вищу про- дуктивність мали форма РБ та сорт Зоряне. Із завершенням періоду активної вегетації рослин спостерігали значне зменшення ос- нов них показників продуктивності. В період до стигання насіння порівняно з фазою цві- тіння вихід сухої речовини зменшувався на 9,5–40,1 %, етанолу — на 11,5–41,3 %, енергії — на 6,3–37,7 %. Пізні форми Panicum virgatum за продуктив- ністю значно переважали ранні. Різниця за ви- ходом сухої речовини становила 75,1–78,5 %, етанолу — 68,5–71,9 %, енергії з надземної маси — 73,9–75,2 %. Серед досліджуваних зраз- ків рослин максимальну продуктивність забез- печив сорт Зоряне, мінімальну — форма ВР. Таким чином, у НБС ім. М.М. Гришка НАН України протягом багаторічного періоду про- ведено дослідження з вивчення біолого-мор- фо логічних особливостей, біохімічного складу рослин, урожайності надземної маси, насін- ня, виходу найцінніших речовин та енерге- тичної цінності Panicum virgatum. Створено високопродуктивні форми із заданими пара- метрами урожайності, цукристості фітомаси, виходом загальної енергії та фітопалива з одиниці площі. В умовах інтродукції майже всі форми рос- лин Panicum virgatum проходять повний цикл розвитку від насіння до насіння протягом од- ного вегетаційного періоду. Фаза достигання Таблиця 7. Продуктивність Panicum virgatum за виходом сухої речовини, етанолу та енергії з надземної маси у фазі цвітіння Table 7. Productivity of Panicum virgatum plant correspondingly to dry mass, ethanol, and energy output of above-ground mass during flowering phase Форма (сорт) Вихід сухої речовини, т/га Вихід етанолу, л/га Вихід енергії з надземної маси, Гкал/га ВР 14,62 3582 61,21 РБ 16,33 3936 68,26 ВП 17,79 4163 74,29 Зоряне 21,93 5110 91,49 НІР 05 0,67 12 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 Д.Б. Рахметов, О.М. Вергун, С.О. Рахметова насіння залежно від форми настає у різні стро- ки. У ранньостиглих форм Panicum virgatum до ІІІ декади вересня насіння повністю достигає. Розвиток пізньостиглих форм завершується до середини жовтня, а окремі форми рослин веге- тують до настання морозів. Основні морфоме- тричні параметри рослин Panicum virgatum за- лежать від форми та сорту, групи стиг лості. Установлено, що вміст сухої речовини в усіх форм Panicum virgatum у період від фази ку- щіння до достигання насіння закономірно збільшується, цукрів, аскорбінової кислоти, каротину та ліпідів — зменшується. Щодо на- копичення лігніну і клітковини в рослинах за період вегетації та теплоємності надземної маси залежності не виявлено. Як високопродуктивна культура Panicum vir- gatum забезпечує великий вихід сухої речови- ни, етанолу та енергії з надземної маси у різні періоди розвитку рослин. Урожайність фітома- си рослин у період викидання волоті у ран- ньостиглих форм становить 41,35–41,81 т/га, у пізньостиглих — 46,10–64,16 т/га. В цілому продуктивність рослин за виходом сухої речо- вини, етанолу та енергії з надземної маси у фазі цвітіння суттєво збільшується порівняно з фа- зою викидання волоті. Із завершенням періоду активної вегетації рослин відбувається значне зменшення основних показників продуктив- ності. Пізні форми Pani cum virgatum за продук- тивністю значно переважають ранні. Серед до- сліджених зразків рослин максимальною про- дуктивністю характеризувався сорт Зоряне. Возобновляемые растительные ресурсы / Д. Шпаар, Д. Драгер, С. Каленская, Д. Рахметов; под общ. ред. Д. Шпаар. — СПб.: Пушкин, 2006. — Т. 1. — 416 с. Железная Т.А. Энергетические культуры как эф- фективный источник возобновляемой энергии / Т.А. Железная, А.В. Морозова // Пром. теплотехніка. — 2008. — Т. 30, № 3. — С. 60–76. Перспективи розвитку біоенергетики в Україні / М.В. Роїк, В.Л. Курило, О.М. Ганженко, М.Я. Гумен- тик // Цукровi буряки. — 2012. — № 2-3. — C. 6–8. Рахметов Д.Б. Теоретичні та прикладні аспекти ін- тродукції рослин в Україні / Д.Б. Рахметов. — К.: Аграр Медіа Груп, 2011. — 398 с. Система використання біоресурсів у новітніх біотех- нологіях отримання альтернативних палив / Я.Б. Блюм, І.П. Григорюк, К.В. Дмитрук [та ін.] — К.: Аграр Медіа Груп, 2014. — 360 с. Developing energy crops for thermal applications: opti- mizing fuel quality, energy security and GHG Mitigation. In: Biofuels, Solar and Wind as Renewable Energy Sys- tems: Benefits and Risks / R. Samson, C. Ho Lem, S. Bai- ley-Stamler [et al.]. — Berlin, Germany: Springer Science, 2008. — P. 395–423. Enhanced characteristics of genetically modified switch- grass (Panicum virgatum L.) for high biofuel production / H. Shen, C.R. Poovaiah, A. Ziebell [et al.] // Biotechnol- ogy for Biofuels. — 2013. — [http://www.biotechnology- forbiofuels.com/content/6/1/71] Lee D.K. Switchgrass and soil carbon sequestration re- sponse to ammonium nitrate, manure, and harvest frequen- cy on Conservation Reserve Program land / D.K. Lee, V.N. Owens, J.J. Doolittle // Agron. J. — 2007. — Р. 462–468. Liebig M.A. Soil carbon storage by switchgrass grown for bioenergy / M.A. Liebig, M.R. Schmer, K.P. Vogel [et al.] // BioEnergy Research. — 2008. — P. 215–222. Ma Z. Impact of row spacing, nitrogen rate, and time on carbon portioning of switchgrass / Z. Ma, C.W. Wood, D.I. Bransby // Biomass and Bioenergy. — 2001. — Р. 413–419. McLaughlin S.B. High-value renewable energy from prairie grasses / S.B. McLaughlin., D.G. De La Torre Ugarte, C.T. Garten [et al.] // Environ. Sci. Technol. — 2002. — P. 2122–2129. McLaughlin S.B. Development of switchgrass (Panicum virgatum) as a bioenergy feedstock in the United States / S.B. McLaughlin, L.A. Kszos // Biomass and Bioener- gy. — 2005. — Р. 515–535. McLaughlin S.B. Evaluating the environmental conse- quences of producing herbaceous crops for bioenergy / S.B. McLaughlin, M.E. Walsh // Biomass and Bioenergy. — 1998. — P. 317–324. Mitchell R.B. Managing and enhancing switchgrass as a bioenergy feedstock / R.B. Mitchell, K.P. Vogel, G. Sa- rath // Biofuels, Bioproducts, & Biorefining. — 2008. — P. 530–539. Мonti A. Switchgrass: A valuable biomass crops for en- ergy / A. Мonti. —Lodon: Springer-Verlag, 2012. — 290 p. Net energy of cellulosic ethanol from switchgrass / M.R. Schmer, K.P. Vogel, R.B. Mitchell [et al.] // Proc. National Acad. Sci. — 2008. — Р. 464–469. Parrish D.J. Establishing and managing switchgrass as an energy crop / D.J. Parrish, J.H. Fike, D.I. Bransby [et al.] // Forage and Grazinglands. — 2008. — Р. 68–82. The potential of C 4 perennial grasses for developing a global BIOHEAT industry / R. Samson, C. Ho Lem, S. Bai- ley-Stamler [et al.] // Critical Reviews in Plant Scien ce. — 2005. — Vol. 25. — P. 461–495. Switchgrass biomass production in the Midwest USA: Harvest and nitrogen management / K.P. Vogel, J.J. Brejda, D.T. Walters [et al.] // Agron. J. — 2002. — Р. 413–420. 13ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 Panicum virgatum L. — перспективний інтродуцент у Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України Vogel K.P. Switchgrass. In: L.E. Moser et al., eds. Warm-season (C 4 ) Grasses / K.P. Vogel //ASA-CSSA- SSSA, Madison, WI. — 2004. — Р. 561–588 REFERENCES Shpaar D., Drager D., Kalenskaya S., Rahmetov D. (2006) Vozobnovlyaemyie rastitelnyie resursyi [Renewable vege- tation resources], Pushkin, t. 1, 416 р. Zheleznaya T.A., Morozova A.V Energeticheskie kul- tury kak effektivnіj istochnik vozobnovlyaemoj energii [Energy crops as an effective source of renewable energy// Prom. Teplotexnіka, 2008, t. 30, N 3, p. 60–76. Royik M.V., Kurilo V.L., Ganzhenko O.M., Gumentik M.Ya. (2012) Perspektivi rozvitku bioenergetiki v Ukrayini [Prospects of bioenergy development in Ukraine], Tsuk- rovi buryaki, N 2-3, р. 6–8. Rakhmetov D.B. (2011) Teoretychnі ta prykladnі as- pekty іntroduktsii roslyn v Ukrainі [Theoretical and prac- tical aspects of plant introduction in Ukraine], Kyiv, Agrar Medіa Grup, 398 p. Blyum Ya.B., Grigoryuk I.P., Dmitruk K.V., Dubrovіn V.O. Yemec A.I., Kaletnіk G.M., Melnichuk M.D., Miro- nenko V.G., Rakhmetov D.B., Sibіrnij A.A., Cigankov S.P. (2014) Sistema vykorystannya bіoresursіv i novіtnіkh bіo- tekhnologіya otrymannya alternatyvnykh palyv [System of bioresources usage and modern biotechnology in produc- tion of alternatives fuels], Kyiv, Agrar Medіa Grup, 360 p. Samson R., Ho Lem C., Bailey-Stamler S. et al. (2008) Developing energy crops for thermal applications: opti- mizing fuel quality, energy security and GHG mitigation. In Biofuels, Solar and Wind as Renewable Energy Sys- tems: Benefits and Risks / D. Pimental. (Ed.) Springer Science, Berlin, Germany, p. 395–423. Shen H., Poovaiah C., Ziebell A. et al. (2013) Enhanced characteristics of genetically modified switchgrass (Pani- cum virgatum L.) for high biofuel production, Biotechno- logy for Biofuels, [http://www.biotechnology forbiofu els. com/ content/] Lee D.K., Owens V.N., Doolittle J.J. (2007) Switch- grass and soil carbon sequestration response to ammonium nitrate, manure, and harvest frequency on Conservation Reserve Program land, Agron. J., p. 462–468. Liebig M.A., Schmer M.R., Vogel K.P. et al. (2008) Soil carbon storage by switchgrass grown for bioenergy, BioEn- ergy Research, p. 215–222. Ma Z., Wood C.W. and Bransby D.I. (2001) Impact of row spacing, nitrogen rate, and time on carbon portioning of switchgrass, Biomass and Bioenergy, p. 413–419. McLaughlin S.B., De La Torre Ugarte D.G., Garten C.T. et al. (2002) High-value renewable energy from prai- rie grasses, Environ. Sci. Technol., p. 2122–2129. McLaughlin S.B., Kszos L.A. (2005) Development of switchgrass (Panicum virgatum) as a bioenergy feedstock in the United States, Biomass and Bioenergy, p. 515–535. McLaughlin S.B., Walsh M.E. (1998) Evaluating the environmental consequences of producing herbaceous crops for bioenergy, Biomass and Bioenergy, p. 317–324. Mitchell R.B., Vogel K.P., Sarath G. (2008) Managing and enhancing switchgrass as a bioenergy feedstock, Bio- fuels, Bioproducts, & Biorefining, p. 530–539. Мonti A. Switchgrass: A valuable biomass crops for energy (2012) Springer-Verlad Lodon, 290 p. Schmer M.R., Vogel K.P., Mitchell R.B. et al. (2008) Net energy of cellulosic ethanol from switchgrass, Proc. National Acad. Sci, p. 464–469. Parrish D.J., Fike J.H., Bransby D.I. et al. (2008) Es- tablishing and Managing Switchgrass as an Energy Crop, Forage and Grazinglands, p. 68–82. Samson R., Ho Lem C., Bailey-Stamler S. et al. (2005) The Potential of C 4 Perennial Grasses for Developing a Global BIOHEAT Industry, Critical Reviews in Plant Science, Vol. 25, p. 461–495. Vogel K., Brejda J., Walters D. et al. (2002) Switchgrass biomass production in the Midwest USA: Harvest and nit- rogen management, Agron. J., p. 413–420. Vogel K.P. (2004) Switchgrass. In: L.E. Moser et al., eds. Warm-season (C 4 ) Grasses, ASA-CSSA-SSSA, Ma- dison, WI, p. 561–588. Надійшла до редакції 30.04.2014 р. Рекомендував до друку П.А. Мороз Д.Б. Рахметов, Е.Н. Вергун, С.А. Рахметова Национальный ботанический сад им. Н.Н. Гришко НАН Украины, Украина, г. Киев PANICUM VIRGATUM L. — ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ИНТРОДУЦЕНТ В НАЦИОНАЛЬНОМ БОТАНИЧЕСКОМ САДУ им. Н.Н. ГРИШКО НАН УКРАИНЫ Представлены результаты многолетних интродукци- онных исследований Panicum virgatum L. (Poaceae) в Национальном ботаническом саду им. Н.Н. Гришко НАН Украины. Установлены биолого-морфо ло ги чес- кие особенности, биохимический состав растений, урожайность надземной массы и семян. Определены выход ценных веществ и энергетическая ценность культуры. Созданы высокопродуктивные формы с за- данными параметрами урожайности, сахаристости фитомассы, выходом общей энергии и фитотоплива с единицы площади. Показано, что в условиях интро- дукции почти все формы Panicum virgatum проходят полный цикл развития (от семени до семени) в тече- ние одного вегетационного периода, начиная с пер- вого года жизни. Фаза созревания семян у раннеспе- лых форм растений наступает к III декаде сентября, у позднеспелых — в середине октября, а отдельные фор- мы растения вегетируют до наступления морозов. Основные морфометрические параметры растений 14 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 3 Д.Б. Рахметов, О.М. Вергун, С.О. Рахметова зависят от формы и сорта, группы спелости. Урожай- ность надземной массы и общая продуктивность рас- тений в фазе цветения увеличивается, а к концу веге- тационного периода — снижаются. Позднеспелые формы по урожайности надземной массы значитель- но превышают (на 58,0–155,6 %) раннеспелые. Уста- новлено, что содержание сухого вещества у всех форм растений в период от фазы кущения до созревания семян увеличивается, а сахаров, аскорбиновой кис- лоты, каротина и липидов — уменьшается. От но- сительно накопления лигнина и клетчатки в растениях в период вегетации и теплоемкости надземной массы четкой зависимости не установлено. Как высокопро- дуктивная культура Panicum virgatum обеспечивает боль- шой выход сухого вещества, этанола и энергии из надземной массы в разные периоды развития. Среди исследованных образцов растений максимальной продуктивностью характеризовался сорт Зоряне. Ключевые слова: Panicum virgatum, интродукция, био- морфология, биохимические особенности, продук- тивность, биотопливо. D.B. Rakhmetov, О.M. Verhun, S.О. Rakhmetova M.M. Gryshko National Botanical Garden, National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine, Kyiv PANICUM VIRGATUM L. — PROMISSING INTRODUCED CROP IN M.M. GRYSHKO NATIONAL BOTANICAL GARDEN OF THE NAS OF UKRAINE Results of many years of introduction research on Panicum virgatum L. (Poaceae) in M.M. Gryshko National Bo ta- nical Garden of the NAS of Ukraine are presented. The biomorphological characteristics, biochemical composi- tion of the plant, crop yield of the above ground plant mass and seed are determined. The yield of valuable compounds and energy efficiency of the crop are identified. High-yield forms with assigned features of crop yield, sugar content of plant biomass, total energy yield and biofuel output per one square unit are created. We proved that in the condi- tion of crop introduction almost all forms of Panicum vir- gatum undergo full cycle of plant development — from the seed to the seed during one growing season, starting from the first-year. A phase of a seed maturation in the early de- veloped plant forms begins in the third decade of Septem- ber, in late developed forms until the middle of October, some forms have their growing season until the beginning of winter frosting. The major morphological features of plants are dependent on the forms and crops variations and ripening phase. Total harvest of the above ground mass and general output of the plant up till the flowering phase increases, where at the end of growing season decreases. We showed that plant forms with retard development had a high yield of above-ground mass for 58.0–115.6 % greater than the early developed plants. Increment in the dry mat- ter content of plants from tiller to seed ripening phase is demonstrated. However, the percentage of sugars, ascorbic acid, carotene, and lipids is diminished. During the same growing season we did not observe any correlation between lignin and fiber accumulation. Similar results were ac- quired for the heat capacity harvest of above ground mass. High-yield Panicum virgatum crop provide substantial out- put of the dry mass, ethanol, and energy throughout all de- velopment phases of the plant. Among studied plant sam- ples the top productivity was supplied by Zoryane cultivar. Key words: Panicum virgatum, introduction, biomorpho- logy, biochemical characteristics, productivity, biofuel.
id	oai:ojs2.plantintroduction.org:article-230
institution	Plant Introduction
keywords_txt_mv	keywords
language	English
last_indexed	2025-07-17T12:40:42Z
publishDate	2014
publisher	M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	wwwplantintroductionorg/bf/fd59d0da405403c775daf1462a4745bf.pdf
spelling	oai:ojs2.plantintroduction.org:article-2302019-11-24T18:20:05Z Panicum virgatum L. – promissing introduced crop in M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine Panicum virgatum L. – перспективний інтродуцент у Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України Rakhmetov, D.B. Verhun, О.M. Rakhmetova, S.О. Results of many years of introduction research on Panicum virgatum L. (Poaceae) in M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine are presented. The biomorphological characteristics, biochemical composition of the plant, crop yield of the above ground plant mass and seed are determined. The yield of valuable compounds and energy efficiency of the crop are identified. High-yield forms with assigned features of crop yield, sugar content of plant biomass, total energy yield and biofuel output per one square unit are created. We proved that in the condition of crop introduction almost all forms of Panicum virgatum undergo full cycle of plant development – from the seed to the seed during one growing season, starting from the first-year. A phase of a seed maturation in the early developed plant forms begins in the third decade of September, in late developed forms until the middle of October, some forms have their growing season until the beginning of winter frosting. The major morphological features of plants are dependent on the forms and crops variations and ripening phase. Total harvest of the above ground mass and general output of the plant up till the flowering phase increases, where at the end of growing season decreases. We showed that plant forms with retard development had a high yield of above-ground mass for 58.0–115.6 % greater than the early developed plants. Increment in the dry matter content of plants from tiller to seed ripening phase is demonstrated. However, the percentage of sugars, ascorbic acid, carotene, and lipids is diminished. During the same growing season we did not observe any correlation between lignin and fiber accumulation. Similar results were acquired for the heat capacity harvest of above ground mass. High-yield Panicum virgatum crop provide substantial output of the dry mass, ethanol, and energy throughout all development phases of the plant. Among studied plant samples the top productivity was supplied by Zoryane cultivar. Представлено результати багаторічних інтродукційних досліджень Panicum virgatum L. (Poaceae) у Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України. Встановлено біолого-морфологічні особливості, біохімічний склад рослин, урожайність надземної маси і насіння. Визначено вихід найцінніших речовин та енергетичну цінність культури. Створено високопродуктивні форми із заданими параметрами урожайності, цукристості фітомаси, виходом загальної енергії та фітопалива з одиниці площі. Доведено, що в умовах інтродукції майже всі форми Panicum virgatum проходять повний цикл розвитку (від насіння до насіння) протягом одного вегетаційного періоду, починаючи з першого року життя. Фаза достигання насіння у ранньостиглих форм рослин настає до ІІІ декади вересня, у пізньостиглих – у середині жовтня, а окремі форми рослин вегетують до настання морозів. Основні морфометричні параметри рослин залежать від форми і сорту, групи стиглості. Урожайність надземної маси та загальна продуктивність рослин до фази цвітіння збільшуються, а до кінця вегетаційного періоду – знижуються. Пізньостиглі форми за урожайністю надземної маси значно переважають (на 58,0–155,6 %) ранньостиглі. Встановлено, що вміст сухої речовини в усіх форм рослин у період від фази кущення до фази достигання насіння збільшується, а цукрів, аскорбінової кислоти, каротину та ліпідів – зменшується. Щодо накопичення лігніну і клітковини в рослинах у період вегетації та теплоємності надземної маси чіткої залежності не виявлено. Як високопродуктивна культура Panicum virgatum забезпечує великий вихід сухої речовини, етанолу та енергії з надземної маси у різні періоди розвитку. Серед досліджених зразків рослин максимальною продуктивністю характеризувався сорт Зоряне. M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2014-09-01 Article Article application/pdf https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/230 10.5281/zenodo.1554736 Plant Introduction; Vol 63 (2014); 3-14 Інтродукція Рослин; Том 63 (2014); 3-14 2663-290X 1605-6574 10.5281/zenodo.3377725 en https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/230/218 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
spellingShingle	Rakhmetov, D.B. Verhun, О.M. Rakhmetova, S.О. Panicum virgatum L. – перспективний інтродуцент у Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України
title	Panicum virgatum L. – перспективний інтродуцент у Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України
title_alt	Panicum virgatum L. – promissing introduced crop in M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine
title_full	Panicum virgatum L. – перспективний інтродуцент у Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України
title_fullStr	Panicum virgatum L. – перспективний інтродуцент у Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України
title_full_unstemmed	Panicum virgatum L. – перспективний інтродуцент у Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України
title_short	Panicum virgatum L. – перспективний інтродуцент у Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України
title_sort	panicum virgatum l. – перспективний інтродуцент у національному ботанічному саду ім. м.м. гришка нан україни
url	https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/230
work_keys_str_mv	AT rakhmetovdb panicumvirgatumlpromissingintroducedcropinmmgryshkonationalbotanicalgardenofthenasofukraine AT verhunom panicumvirgatumlpromissingintroducedcropinmmgryshkonationalbotanicalgardenofthenasofukraine AT rakhmetovaso panicumvirgatumlpromissingintroducedcropinmmgryshkonationalbotanicalgardenofthenasofukraine AT rakhmetovdb panicumvirgatumlperspektivnijíntroducentunacíonalʹnomubotaníčnomusaduímmmgriškananukraíni AT verhunom panicumvirgatumlperspektivnijíntroducentunacíonalʹnomubotaníčnomusaduímmmgriškananukraíni AT rakhmetovaso panicumvirgatumlperspektivnijíntroducentunacíonalʹnomubotaníčnomusaduímmmgriškananukraíni

Panicum virgatum L. – перспективний інтродуцент у Національному ботанічному саду ім. М.М. Гришка НАН України

Institution

Ähnliche Einträge