47
227 Journal of Mountain Agriculture on the Balkans, vol. 19, 1, 2016, (227-245) Research Institute of Mountain Stockbreeding and Agriculture, Troyan Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия на почвено замърсяване с Cd, Al и Zn Деница И. Милушева*, Елена Т. Якимова**, Бистра Я. Атанасова Институт по декоративни растения, 1222, Негован, София, България *Представящ автор E-mail: [email protected] **Кореспондиращ автор E-mail: [email protected] Growth performance of marigold (Tagetes Patula L.) at conditions of soil contamination with Cd, Al and Zn Denitza I. Milusheva*, Elena T. Iakimova**, Bistra Y. Atanassova Institute of ornamental plants, 1222, Negovan, Sofia, Bulgaria *Presenting author E-mail: [email protected] **Corresponding author E-mail: [email protected] РЕЗЮМЕ SUMMARY Отглеждането на растителни кул- тури за храна, върху почви замърсени с тежки метали, създава сериозен риск за здравето на хората и животните. Декоративните растения могат да бъдат добра алтернатива за замърсе- ните райони. Тагетесът е атрактивен вид, подходящ за отглеждане на открити площи. Целта на проучването е да се установи влиянието на тежките метали Cd, Al и Zn върху растежа и развитието на тагетеса (Tagetes patula L.). Растенията (сорт ‘Janie Primrose’) бяха отгледани в съдове, при оранже- рийни условия. Металите бяха внесени в почвeния субстрат под формата на солеви разтвори в крайни концентра- ции, съответстващи на пределно допустимата концентрация (ПДК) за страната, по-ниски и по-високи от нея. Отчитани бяха височината и ширината на растенията, и дължината и диаметъра на корените. Установено беше, че при замърсяване с всички изпитани концентрации на Cd и Al, и при нива на Zn до ПДК (pH на почвата 6.2), размерите на растенията не се Cultivation of food crops on soils contaminated with heavy metals may cause a serious risk for human and animal health. The ornamental plants can be a good alternative for polluted areas. Marigold is an attractive flower species, appropriate for growing in open fields. The aim of this study was to determine the influence of heavy metals Cd, Al and Zn on growth and development of marigold (Tagetes patula L.). The plants (cv. ‘Janie Primrose’) were grown in containers at greenhouse conditions. The metals were introduced into the soil in the form of salt solutions at final concentrations corresponding to maximum permissible concentration (MPC) for the country, lower and higher than it. Height and width of the plants and root length and diameter were measured. It was established that at soil substrates contaminated with any of the tested Cd and Al concentrations (soil pH 6.2) and with Zn at levels below and at MPC, plant height and width were not affected, in

Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

227

Journal of Mountain Agriculture on the Balkans, vol. 19, 1, 2016, (227-245)Research Institute of Mountain Stockbreeding and Agriculture, Troyan

Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.)в условия на почвено замърсяване с Cd, Al и Zn

Деница И. Милушева*, Елена Т. Якимова**, Бистра Я. АтанасоваИнститут по декоративни растения, 1222, Негован, София, България

*Представящ автор E-mail: [email protected]**Кореспондиращ автор E-mail: [email protected]

Growth performance of marigold (Tagetes Patula L.)at conditions of soil contamination with Cd, Al and Zn

Denitza I. Milusheva*, Elena T. Iakimova**, Bistra Y. AtanassovaInstitute of ornamental plants, 1222, Negovan, Sofia, Bulgaria

*Presenting author E-mail: [email protected]**Corresponding author E-mail: [email protected]

РЕЗЮМЕ SUMMARYОтглеждането на растителни кул-

тури за храна, върху почви замърсени стежки метали, създава сериозен рискза здравето на хората и животните.Декоративните растения могат дабъдат добра алтернатива за замърсе-ните райони. Тагетесът е атрактивенвид, подходящ за отглеждане наоткрити площи. Целта на проучването еда се установи влиянието на тежкитеметали Cd, Al и Zn върху растежа иразвитието на тагетеса (Tagetes patulaL.). Растенията (сорт ‘Janie Primrose’)бяха отгледани в съдове, при оранже-рийни условия. Металите бяха внесенив почвeния субстрат под формата насолеви разтвори в крайни концентра-ции, съответстващи на пределнодопустимата концентрация (ПДК) застраната, по-ниски и по-високи от нея.Отчитани бяха височината и ширинатана растенията, и дължината идиаметъра на корените. Установенобеше, че при замърсяване с всичкиизпитани концентрации на Cd и Al, ипри нива на Zn до ПДК (pH на почвата6.2), размерите на растенията не се

Cultivation of food crops on soilscontaminated with heavy metals maycause a serious risk for human andanimal health. The ornamental plants canbe a good alternative for polluted areas.

Marigold is an attractive flower species,appropriate for growing in open fields. Theaim of this study was to determine theinfluence of heavy metals Cd, Al and Znon growth and development of marigold(Tagetes patula L.). The plants (cv. ‘JaniePrimrose’) were grown in containers atgreenhouse conditions. The metals wereintroduced into the soil in the form of saltsolutions at final concentrationscorresponding to maximum permissibleconcentration (MPC) for the country,lower and higher than it.

Height and width of the plants and rootlength and diameter were measured. Itwas established that at soil substratescontaminated with any of the tested Cdand Al concentrations (soil pH 6.2) andwith Zn at levels below and at MPC, plantheight and width were not affected, in

Page 2: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

228

повлияват значително. Стимулиране нарастежа беше наблюдавано във фаза-та на вегетация, при дози на металитедо ПДК. Не бяха забелязани отклоне-ния при настъпването и продължител-ността на фазите бутонизация ицъфтеж. При третиране с концентрациина Zn превишаващи ПДК, растениятазагинаха във фаза на цъфтеж. Привсички дози на Cd, Al и Zn бяханаблюдавани изменения в кореноватасистема. Те се проявиха като силноскъсяване на централния корен ирастеж на удължени странични корени.Получените резултати показват, чеизследваният сорт тагетес е толеран-тен към високи нива на замърсяване сCd и Al, но е силно чувствителен къмконцентрации на Zn над ПДК.

Ключови думи: тагетес, тежкиметали, кадмий, алуминий, цинк

comparison to controls grown on non-contaminated substrate.

Variations in the timing of bud formationand flowering were not noticed. Plantstreated with Zn exceeding MPC died inthe stage of flowering.

At all concentrations of Cd, Al and Zn,changes of root system were observed.They appeared as reduction of the lengthof the central root and enhanced growthof elongated lateral roots.

The obtained results suggested that, atapplied cultivation conditions, theinvestigated marigold cultivar is tolerant tohigh levels of Al and Cd, but is highlysensitive to Zn exceeding MPC.

Key words: Marigold, heavymetals, cadmium, aluminum, zinc

УВОД INTRODUCTIONЗамърсяването на почвите

с тежки метали е един от съвре-менните проблеми на околнатасреда, дължащ се на урбаниза-цията. Замърсените райони сапредимно в близост до магис-трали, мини, предприятия запреработка на течни горива и др.

Натрупването на тежкиметали в почвите е опасно заземеделското производство, по-ради неблагоприятното въздей-ствие върху качеството на култу-рите, живота на почвените мик-роорганизми и безопасността нахраните за здравето на хората иживотните. Някои тежки металикато Cu, Zn, Fe, Mn, Mo, Ni andCo във физиологични концентра-ции изпълняват важни функции врастението като микроелементии ензимни кофактори, но при

Soil pollution with heavymetals is one of nowadaysenvironmental problems related tourbanization. In most cases thecontaminated areas are in vicinityto industrial sites, highways,mines, fuel processing enterprisesand others.

The accumulation of heavymetals in the soils is dangerous forthe agricultural production due tounfavorable effects on crop qualityand yield, life of the soilmicroorganisms and on food safetyfor humans and animals.

In physiological concentrationssome heavy metals such as Cu,Zn, Fe, Mn, Mo, Ni and Co playimportant functions as traceelements and enzyme cofactors,but at elevated levels may cause

Page 3: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

229

повишени концентрации могатда доведат до необратимиметаболитни нарушения и смърт(Nagajyoti et al., 2010)

Едни от основните замър-сители на околната среда,особено в райони със засиленаантропогенна дейност са Cd, Zn,Pb, Cr, Hg. Замърсяването свисоки дози от тези тежкиметали, както и с Ni, Cu, Co, Mn,As и Fe се счита за особеновредно (Nagajyoti et al., 2010).

Замърсените с тежки мета-ли площи в Западна Европа саоколо 140 000 ha (McGrath,1998). У нас замърсените почвис тежки метали и металоиди надпределно допустимите концен-трации (ПДК) възлизат на 43 660ha, което представлява 0.7% отземеделските територии настраната. От тях 7 985 ha сазамърсени с повече от 5 пътинад ПДК, основно с Pb, Cd, Cu,Zn и As (Dinev et al., 2008).

Високи нива на Zn и Cd впочвата предизвикват сериозниотклонения във физиологичнитепроцеси, нарушения на нормал-ните метаболитни функции врастенията и водят до фенотип-ни изменения (Cakmak andMarshner, 1993; Sanita di Toppiand Gabbrielli, 1999). Проучвани-ята са показали, че фитотоксич-ността на тези два метала сеизразява в забавяне на растежаи развитието, нарушаване обмя-ната на веществата и стимули-ране на неблагоприятни проце-си, дължащи се на оксидативен

irreversible metabolic disturbancesand death of the plant (Nagajyoti etal., 2010).

Cadmium, Zn, Pb, Cr and Hgare the main polluters of theenvironment, especially in areaswith increased human activity.Contamination with high doses ofthese heavy metals, as well as withNi, Cu, Co, Mn, As and Fe areconsidered as particularly harmful(Nagajyoti et al., 2010).

In Western Europe the areaspolluted with heavy metals areabout 140 000 ha (McGrath, 1998).In Bulgaria the soils contaminatedwith heavy metals and metalloidsexceeding maximum permissibleconcentrations (MPC) amounted to43 660 ha, which represents 0.7%of the agricultural territory of thecountry. About 8000 ha arecontaminated with more than 5times MPC, mainly Pb, Cd, Cu, Znand As (Dinev et al., 2008).

High levels of Zn and Cd inthe soil can cause seriousphysiological disorders, violationsof normal metabolic functions inthe plant and may lead tophenotypic changes (Cakmak andMarshner, 1993; Sanita di Toppiand Gabbrielli, 1999).

Studies have shown that thephytotoxicity of these two metals iscommonly expressed in retardedgrowth and development,metabolic disruption andstimulation of adverse processesrelated to induction of oxidative

Page 4: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

230

стрес (Cakmak and Marshner,1993; Prasad et al., 1999). Имасведения, че високи концентра-ции на Cd в почвата затрудняватприемането на Ca, Mg, K, P иводата (Das et al., 1997). Изли-шъкът на Cd води до забавяне иподтискане на растежа и разви-тието на корените и надземнитечасти на растението, което вредица случаи може да бъделетално (Lux et al., 2001).

В някои замърсени почви саизмерени значително високиконцентрации на Zn – в диапазонот 150 – 300 mg.kg-1 (Warne et al.,2008). Високите нива на Znподтискат редица метаболитнипроцеси, водят до забавяне нарастежа и причиняват ранно ста-реене. Цинковата токсичност врастенията ограничава растежана корените и надземните орга-ни (Choi et al., 1996; Ebbs andKochian, 1997; Fontes and Cox,1998) и води до хлороза на по-младите листа, която след про-дължително излагане на високинива на Zn може да серазпространи и към по-старителиста (Ebbs and Kochian, 1997).

Характерно за фитотоксич-ността на Al е, че тя се проявявапри кисели почви (с pH под 5.5).Неблагоприятното влияние сеотразява предимно на коренова-та система, но повреди могат дасе появят също по стъблата,листата и цветовете. Установениса значителни генотипно обусло-вени прояви на толерантност ичувствителност на селскосто-

stress (Cakmak and Marshner,1993; Prasad et al., 1999). HighCd levels in the soil can preventthe uptake of Ca, Mg, K, P andwater (Das et al., 1997).

The excess of Cd inhibits thegrowth and development of rootsand the aerial parts of the plant,which can even be lethal (Lux etal., 2001)

In some contaminated soilssignificantly high concentrations ofZn (in range from 150 to 300mg.kg-1) have been detected(Warne et al., 2008). High levels ofZn suppress various metabolicprocesses, negatively affect thegrowth and stimulate earlysenescence. Zinc toxicity in plantsrestricts the growth of roots andabove-ground organs (Choi et al.,1996; Ebbs and Kochian, 1997;Fontes and Cox, 1998), and leadsto chlorosis of young leaves which,at prolonged exposure to thiscontaminant may spread towardthe older leaves (Ebbs andKochian, 1997).

Typical for Al phytotoxicity isthat it is expressed on plantsgrowing in acidic soils (pH below5.5). The detrimental influenceoccurs primarily in the root system,but the damage can affect also thestems, leaves and flowers.Significant genotype relateddifferences in the tolerance andsensitivity of agricultural crops tohigh Al levels have been

Page 5: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

231

панските култури към повишенинива на Al (Berzonsky, 1992;Meriño-Gergichevich et al., 2010).Токсичното въздействие на Al есъпроводено с оксидативенстрес, намаляване на фотосин-тетичната активност, негативенефект върху метаболитнитепроцеси в корените и затрудненопоглъщане на вода и хранителнивещества (Meriño-Gergichevich etal., 2010).

Култивирането на растениянепредназначени за консумацияе един от подходите за решава-не на проблема с използванетона замърсени територии и да сенамали риска в екологиченаспект. Фиторемедиацията, чрезотглеждане на растения способ-ни да натрупват тежки метали ида ги обезвреждат, чрез транс-формиране в безвредни за рас-тението съединения е ефекти-вен подход за пречистване напочвите от тежки метали (Salt etal., 1995; McGrath, 1996; Susarlaet al., 2002; Nagajyoti et al., 2010).

Декоративните растениямогат да бъдат подходящи заозеленяване на замърсени стежки метали зони, но сведения-та за възможността за отглежда-не на едногодишни цветни видо-ве върху замърсени почви санезадоволителни. Информация-та за ефекта на тежките металивърху жизнения цикъл на цветя-та и за толерантността на тезирастения към повишени нива назамърсяване е ограничена. Ед-ногодишната декоративна култу-

established (Berzonsky, 1992;Meriño-Gergichevich et al., 2010).

The toxic effect of Al isaccompanied with oxidative stress,decrease of photosynthetic activity,negative deviations in themetabolic processes in the rootsand impeded absorption of waterand nutrients (Meriño-Gergichevichet al., 2010).

Cultivation of plants not usedby humans and animals food is anoption to mitigate the problem withthe use of contaminated areas andto reduce the risk in environmentalaspect. Phytoremediation, bygrowing plants that are able toaccumulate heavy metals anddetoxify them by transformationinto harmless for the plantcompounds, is an efficientapproach for restoration andutilization of polluted soils (Salt etal., 1995; McGrath, 1996; Susarlaet al., 2002; Nagajyoti et al., 2010).

The ornamental plants can besuitable for landscaping of pollutedwith heavy metals areas. However,limited information is availableabout the effect of heavy metals onthe life cycle of flowers and theirtolerance to elevated levels ofcontamination. The possibility forgrowing annual flowers in pollutedsoils has not been satisfactoryresearched.

Marigold (Tagetes patula L.) is anattractive ornamental species

Page 6: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

232

ра тагетес е атрактивен вид,подходящ за отглеждане наоткрити площи. Има някоиекспериментални данни зареакцията на Tagetes patula,сорт ‘Roodkapje’ и Ageratumhoustonianum при отглежданетоим върху почви замърсени сразлични концентрации на Pb,Zn, Cu и техни комбинации.Отчетен е стимулиращ ефект наниски дози от металите върхуброя на съцветията (Ivanova etal., 2007). При повишени концен-трации са наблюдавани морфо-логични изменения на стъблатаи цветовете. Резултатите сапоказали, че високи дози на Cu иPb инхибират развитието настъблени израстъци при Т.patula и А. houstonianum.Установена е тенденция къмнамаляване броя на цветовете сувеличаване концентрацията наметалите, като при T. patulaинхибирането на растежадостига до 12.9% при Cu, 35,5%при Zn и 38,7% при Pb. Всравнение с нетретиранитерастения, при A. houstonianumотгледан в присъствие на Cu, Znи Pb са наблюдавани по-слабоизразено подтискане на растежа(до 4.8%) и незначителен ефектвърху фенотипната проява нарастенията (Ivanova et al., 2007).В други проучвания Tageteserecta е отглеждан в саксии сизкуствено замърсена почва сконцентрации на Cd 1, 5 и 10mg.m-3 почва и Pb 100, 500 и1000 mg.m-3 почва. При изслед-

suitable for growing in open field.Some experimental data for thereaction of Tagetes patula, cv.'Roodkapje' and Ageratumhoustonianum cultivated on soilscontaminated with differentconcentrations of Pb, Zn, Cu andtheir combinations have beenreported.

It has been found that low doses ofthese metals exert stimulatingeffect on the number ofinflorescences (Ivanova et al.,2007). At elevated concentrationsmorphological changes of thestems and flowers have beenobserved. The results have alsoshown that high doses of Cu andPb inhibit the branching in both T.patula and A. houstonianum.Concomitant with the increase ofthe concentration of the metals, thenumber of flowers has beenreduced. For T. patula the growthinhibition has been 12.9% at Cu,35.5% at Zn and 38.7% at Pb. Incomparison to non-treated plants,in A. houstonianum grown inpresence of Cu, Zn and Pb, lessexpressed growth inhibition (up to4.8%) and negligible effect on thephenotypic appearance of theplants has been documented(Ivanova et al., 2007).

In other studies Tagetes erectahas been cultivated in pots withsoils contaminated with Cdconcentrations of 1, 5 and 10mg.m-3 soil and Pb of 100, 500 and1000 mg.m-3 soil. In the tested

Page 7: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

233

ваните сортове най-високо съ-държание на Cd е било измере-но в листата, по-малки количест-ва в стъблата и най-ниски ниваса установени в съцветията.Подобна тенденция на акумули-ране е наблюдавана и при Pb.Изследваните сортове наTagetes erecta са препоръчаниза възстановяване на почви,замърсени с тези тежки метали(Bosiacki, 2009). Съществуватнякои данни за влиянието натежки метали и при другиедногодишни декоративни видо-ве. Така например, при Salviasplendens е установено, че висо-ка степен на замърсяване съссоли на Pb, Zn и Cu води донамаляване на височината нарастенията и редуциране наброя на страничните разклоне-ния (Atanassova and Zapryanova,2009). Подобни ефекти на тезиметали са наблюдавани и приCallistephus sinensis, но не еотчетено влияние върху времетона бутонизация и цъфтеж(Ivanova et al., 2006). Впроучвания с растения от Zinniamarylandica, cv. ‘Zahara Yellow’отгледани в саксии с почвен суб-страт замърсен с Cd и Pb бешеустановена толерантност на тозисорт циния към нива на Cdпревишаващи ПДК и чувствител-ност към дози на Pb над ПДК(Milusheva et al., 2015). Не са ниизвестни сведения за влияниетона Al върху растежа и развитиетона Tagetes patula и другиедногодишни декоративни видове.

varieties the highest content of Cdhas been measured in leaves, lessin the stems and the lowest hasbeen found in the inflorescences.

In presence of Pb similar tendencyof metal accumulation has beendetected. The studied varieties ofTagetes erecta have beenrecommended for restoration ofsoils contaminated with theseheavy metals (Bosiacki, 2009). Forother annual ornamentals, forexample Salvia splendens, it hasbeen reported that treatment withsolutions containing highconcentrations of Pb, Zn and Culeads to diminution of plant heightand reduction of the number oflateral branches (Atanassova andZapryanova, 2009). Similar growthsuppression effect of the samemetals has been established onCallistephus sinensis but nochanges in the timing of budformation and flowering of thisspecies have been observed(Ivanova et al., 2006).

In studies with Zinnia marylandica,cv. 'Zahara Yellow', grown in potswith soil substrate contaminatedwith Cd and Pb, a tolerance of thiscultivar to Cd levels exceedingMPC and sensitivity to doses of Pbover MPC was established(Milusheva et al., 2015). Noinformation is available about theinfluence of Al on growth anddevelopment of Tagetes patulaand other annual ornamentalspecies.

Page 8: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

234

Като цяло, изследваниятапоказват, че поведението нарастенията в условия на стресот тежки метали зависи в голямастепен от генотипа, нивата натежките метали в почвата испособността да поглъщат,усвояват и детоксикират тезихимически елементи.

Целта на настоящото про-учване е да се установи влияни-ето на тежките метали Cd, Al иZn върху растежа и развитиетона тагетес (Tagetes patula L.).

Cumulatively the studiesindicate that the plant behaviorunder heavy metal stress is to alarge extent dependent on thegenotype, the levels of heavymetals in the soil and the ability ofthe plants to acquire and detoxifythese chemical elements.

The aim of this study was toexplore the influence of the heavymetals Cd, Al and Zn on thegrowth and development ofmarigold (Tagetes patula L.).

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИ MATERIAL AND METHODSОпитите бяха изведени в

Института по декоративни расте-ния (ИДР), София, с тагетес(Tagetes patula L.), сорт ‘JaniePrimrose’. Семената бяха засятив субстрат от почва и торф всъотношение 1:1.След появатана първите същински листа,растенията бяха пикирани всаксии, всяка от които съдържа350 g субстрат с pH 6.2 и кон-дуктивност 0.49 mS.cm-1 Трети-рането на растенията с тежкиметали беше извършено 20 днислед пикирането на разсада.Тежките метали Al, Cd и Zn бяхавнесени в почвената смеска подформата на разтвори на сулфат-ни соли – с по 100 ml разтвор запостигане на крайни концентра-ции на солите в субстрата съот-ветстващи на ПДК, по-ниски ипо-високи от нея. както следва:CdSO4 – 1, 2 (ПДК), 50, 100 и 250mg.kg-1 почва, Аl2(SO4)3 - 5,10(ПДК),100, 200 и 500 mg.kg -1 и

The experiments were carriedout in the Institute of OrnamentalPlants (IOP), Sofia with marigold(Tagetes patula L.), cv. 'JaniePrimrose'. The seeds were sown ina substrate consisting of soil andpeat in ratio 1:1. After theappearance of the first true leaf theplants were transferred in pots,each containing 350 g of thesubstrate with pH 6.2 andconductivity 0.49 mS.cm-1. Twentydays after the transfer the plantswere treated with a range ofconcentrations of heavy metals.The metals Al, Cd and Zn wereintroduced into the soil mixture inthe form of solutions of sulfatesalts. For achieving finalconcentrations of the salts in thesubstrate corresponding to theMPC, lower and higher than it, 100ml of stock solutions were used.The final concentrations were asfollows: CdSO4 - 1, 2 (MPC), 50,100 and 250 mg.kg-1 soil; Al2(SO4)3

Page 9: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

235

ZnSO4 – 100, 250 (ПДК), 3500,7000 и 27500 mg.kg-1. Растения-та са отглеждани в оранжерияпри температура на въздухапрез вегетационния период21-22 оС и на почвата 19-20 оС;през периода на формиранетона цветните бутони температу-рата на въздуха беше поддържа-на в диапазон 25-27 оС, а напочвата 19-23 оС. Въздушнатавлажност в оранжерията еподдържана около 70% за целияпериод на експеримента, приестествен фотопериод за месе-ците от април до юли. Растени-ята са поливани редовно с 200ml вода на саксия. Контролнитерастения са отгледани при съ-щите условия но не са третира-ни с тежки метали.

Ефектът на тежките металивърху растежа и развитието натагетеса е определян чрез из-мервания на височината иширината на растенията и коре-ните. Извършени са наблюденияза проява на токсичност полистата и цветовете и времетона бутонизация и цъфтеж. Деко-ративните качества на растени-ята са оценени визуално.

Представените биометрич-ни данни са снети на 40я денслед третирането с металнитесоли. Стойностите в графикитеса средни от 2 независимиексперимента, всеки с по 10повторения за вариант. Обра-ботката на данните е извършенас Microsoft Office Excel. Верти-

- 5.10 (MPC) 100, 200 and 500mg.kg-1 soil and ZnSO4 - 100, 250(MPC), 3500, 7000 and 27500mg.kg-1 soil. The pots were placedin plastic greenhouse at airtemperature during vegetativestage 21-22o C and soiltemperature 19-20° C; during budformation and flowering the airtemperature was 25o-27o C andsoil temperature was 19o-23o C.The relative air humidity in thegreenhouse was maintainedaround 70% for the entire period ofthe experiment, under naturalphotoperiod for the months fromApril to July. The plants werewatered regularly with 200 mlwater per pot. Control plants weregrown at the same conditions butwere not treated with heavymetals.

The effect of heavy metals onthe growth and development ofmarigold was estimated by thebiometrical indexes length andwidth of the plant and length anddiameter of roots. Information onthe influence of the metals on theoccurrence of phenological phasesbud formation and flowering wascollected by visual observations.The ornamental qualities of theplants were also visuallyevaluated.

The presented data werecollected 40 days post treatments.The values in the graphs aremeans of two independentexperiments each consisting of 10replicates per variant of treatment.Data processing was performed

Page 10: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

236

калните линии на стълбчетатавъв фигури 1, 4 и 5 показватстойностите на стандартнотоотклонение (±SD)

with Microsoft Office Excel. Verticallines on the bars in Figures 1, 4and 5 show the standard deviation(±SD).

РЕЗУЛТАТИ И ОБСЪЖДАНЕ RESULTS AND DISCUSSIONВ това проучване е тести-

рано влиянието на Al, Cd и Znвърху растежа и развитието натагетес (Tagetes patula), сорт‘Janie Primrose’ при отглежданевърху почвен субстрат, в койтотежките метали бяха внесенипод формата на Al2(SO4)3, CdSO4и ZnSO4. Поведението на расте-нията в замърсените почви бешесравнявано с това на нетретира-ната контрола и с ефекта наконцентрации на металите съот-ветстващи на ПДК.

Установено беше, че 40 днислед третирането с концентра-ция на Zn под ПДК (100 mg.kg-1)и равна на ПДК (250 mg.kg-1),височината и ширината нарастенията не се променятзначително спрямо тези наконтролата (Фиг. 1, 2 В, С).

In this study the influence ofAl, Cd and Zn on growth anddevelopment of marigold (Tagetespatula) was tested with cv. 'JaniePrimrose' grown on soil substratein which the heavy metals wereintroduced in the forms ofAl2(SO4)3, CdSO4 and ZnSO4. Thebehavior of plants in contaminatedsoils was compared to not-treatedcontrol, and to the effect ofconcentrations of the metalscorresponding to MPC.

It was found that 40 daysafter the treatment, the height andwidth of plants, in reference to non-treated control, were notsignificantly changed at Znconcentrations below MPC (100mg.kg-1) and equal to MPC (250mg.kg-1) (Fig. 1, 2 B, C).

Фиг. 1. Ефект на Zn върху показатели на растежа при тагетес (T. patula), сорт ‘JaniePrimrose’Fig. 1. Effect of Zn on growth parameters of marigold (T. patula), cv. ‘Janie Primrose’

Page 11: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

237

При замърсяване на почвата сконцентрации на Zn 14, 28 и 110пъти по-високи от ПДК растения-та загинаха във фаза на цъфтеж(Фиг. 2 D).

When the soil was polluted with Zndozes 14, 28 and 110 times higherthan MPC the plants died in thestage of flowering (Fig. 2 D).

Фиг. 2. Растежни прояви във фази на бутонизация и цъфтеж при третирани с Zn, Cd и Alрастения от T. patula, сорт ‘Janie Primrose’.(A) фаза бутонизация; (B) контрола – нетретирана; (C) 250 mg.kg-1 ZnSO4 - ПДК; (D) 3500mg.kg-1 ZnSO4; (E) 2 mg.kg-1 CdSO4 - ПДК; (F) 50 mg.kg-1 CdSO4; (G) 10 mg.kg-1 Al2(SO4)3 -ПДК; (H) 100 mg.kg-1 Al2(SO4)3. Снимки B - F – фаза на цъфтеж.Fig. 2. Growth performance in the stages of bud formation and flowering of marigold (T.patula), cv. ‘Janie Primrose’ exposed to treatments with Zn, Cd and Al.(A) phase of bud formation; (B) control – non-treated; (C) 250 mg.kg-1 ZnSO4 - MPC; (D) 3500mg.kg-1 ZnSO4; (E) 2 mg.kg-1 CdSO4 - MPC; (F) 50 mg.kg-1 CdSO4; (G) 10 mg.kg-1 Al2(SO4)3 -MPC; (H) 100 mg.kg-1 Al2(SO4)3. Images B - F – stage of flowering.

Ефект на Zn беше отчетен върхуразвитието на кореновата систе-ма. Третирането с всички изпита-ни концентрации на този металдоведе до значително увеличава-не на диаметъра и силно изразе-но скъсяване на централниякорен. Наблюдаван беше засиленрастеж на странични корени,превишаващи по дължина тезипри контролата (Фиг. 1, 3 А, В).

An effect of Zn was established onthe development of root system.Treatments with any testedconcentration of this metal led tosignificant increase of root diameterand well pronounced shortening ofthe central root. Enhanced growth ofthe lateral roots in length exceedingthat of the control was observed(Fig. 1, 3 A, B).

B

HE

CA

F

D

G

Page 12: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

238

Фиг. 3. Влияние на ПДК от Zn, Cd и Al върху растежа на корените при тагетес (T. patula),сорт ‘Janie Primrose’ (А) контрола – нетретирана; (В) 250 mg.kg-1 ZnSO4; (С) 2 mg.kg-1

CdSO4; (D) 10 mg.kg-1 Al2(SO4)3.Fig. 3. Influence of MPC of Zn, Cd and Al on root growth of marigold (T. patula), cv. ‘JaniePrimrose’ (A) control – non-treated; (B) 250 mg.kg-1 ZnSO4; (C) 2 mg.kg-1 CdSO4; (D) mg.kg-1

Al2(SO4)3.

При всички концентрации наCdSO4, включително под, над ипри дозата на ПДК (диапазон1-250 mg.kg-1) не беше установе-но влияние върху височината иширината на третираните расте-ния в сравнение с контролата(Фиг. 2 B, E, F, 4). Като ефект наCd, при кореновата система бешеотчетено увеличаване на диаме-търа поради развитие на множес-тво удължени, но по-тънки стра-нични корени. Наблюдавано бешеи силно изразено скъсяване нацентралния корен (Фиг. 3 A, C, 4).

At CdSO4 in concentrationsranging from 1 to 250 mg.kg-1,including lower and over MPC, aninfluence of the metal on the widthand height of treated plants, incomparison to control, was notfound (Fig. 2 B, E, F, 4). Inresponse to Cd, an increase of rootsystem diameter due todevelopment of a number ofelongated but thinner lateral rootswas recorded. Strongly expressedshortening of the central root wasestablished (Fig. 3 A, C, 4).

Фиг. 4. Ефект на Cd върху показатели на растежа при тагетес (T. patula), сорт ‘JaniePrimrose’Fig. 4. Effect of Cd on growth parameters of marigold (T. patula), cv. ‘Janie Primrose’

A B DC

Page 13: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

239

По подобие на растениятаотгледани върху субстрат за-мърсен с Cd и Zn, в присъствиена Al2(SO4)3, височината нарастенията остана непромене-на, независимо от приложенатаконцентрация. Слабо намалява-не на ширината беше отчетенопри концентрация от 100 mg.kg-1

(Фиг. 2 H, 5). Установено беше,че при дози на Al по-ниски,равни на ПДК и няколкократнопо-високи от ПДК дължината накорените намаляваше приблизи-телно 2 пъти, докато ширинатанарастваше повече от 2 пъти всравнение с контролата (Фиг. 3A, D, 5).

In similarity to the plantsgrown on substrate contaminatedwith Cd and Zn, in presence ofAl2(SO4)3, irrespective on theconcentration applied, the plantheight remained unchanged (Fig.2 G, 5). Slight reduction of plantwidth was measured at Alconcentration of 100 mg.kg-1 (Fig.2 H, 5). It was found that, incomparison to non-treated control,at Al doses lower, equal to MPCand much higher than it, the rootlength decreased approximately 2folds and the root diameterincreased more than 2 folds (Fig. 3A, D, 5).

Фиг. 5. Ефект на Al върху показатели на растежа при тагетес (T. patula), сорт ‘JaniePrimrose’.Fig. 5. Effect of Al on growth parameters of marigold (T. patula), cv. ‘Janie Primrose’

Стимулиране на растежавъв фазата на вегетация бешенаблюдавано при прилаганетона всички тестирани метали придози под и до ПДК.

In vegetative stage theapplication of all tested metals indoses below and at MPC resultedin stimulation of plant growth.

Page 14: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

240

В условия на кисели почвинай-ясно негативно влияние наAl токсичност се проявява прикорените. Това се прявява внамаляване на дължината им,поради подтискане на деленетона клетките в кореновата мерис-тема и на процеса на удължава-нето на клетките. Поради за-труднения в приемането на водаи хранителни вещества,дължащи се на неблагоприятнивзаимодействия на Al с другисъединения в почвата коренитеобикновено стават по-тънки ипокафеняват (Meriño-Gergichevichet al., 2010). Предположено е, чедобавянето на Ca2+ може даоблекчи вредния ефект на Al(Meriño-Gergichevich et al., 2010).Нашите експерименти бяхапроведени с почвен субстрат сpH 6.2, което може да обяснилипсата на ясно изразен негати-вен ефект на Al върху коренова-та система и надземните частина растението, дори при дози наметала многократно над ПДК.

Намаляването на дължина-та на централния корен в при-съствие на Al се прояви същопри Cd и Zn. Установената внашите експерименти характер-на особеност в морфологията ирастежа на кореновата системана тагетеса при замърсяване напочвата с всеки от трите тежкиметала предполага известносходство в реакцията на товарастение към приложения стрес.При други култури, в присъствиена повишени нива на Cd и Pl

At condition of acidic soilsthe negative impact of Al toxicityoccurs mainly on the roots. It isexpressed in decrease of rootlength due to inhibition of celldivision in root meristem andsuppression of cell elongation.

Due to impeded uptake of waterand nutrients, provoked byunfavorable interactions of Al withother compounds in the soil, theroots usually become thinner andshow browning (Meriño-Gergichevich et al., 2010).

It has been suggested that theaddition of Ca2+ can alleviate theharmful effects of Al (Meriño-Gergichevich et al., 2010). Ourexperiments were conducted withsoil substrate with pH 6.2 which, atleast partially, may explain the lackof negative effect of Al on the rootsystem and aerial parts of theplant, even at metal levels muchover MPC.

The reduction of the length ofthe central root in presence of Alappeared also in presence of Cdand Zn. Therefore the establishedin our experiments characteristicmorphology and growth of the rootsystem of marigold at soilcontamination with each of thethree heavy metals suggests asimilarity in the response of thisplant to the applied stress. Forother crops, exposed to elevatedlevels of Cd and Pb, morphologicalchanges and growth of roots in

Page 15: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

241

морфологични изменения и на-растване на корените в хоризон-тална посока са описани катопроява на индуциран от метали-те отрицателен геотропизъм(Filippenko, 2001). Добре изразе-ното скъсяване на централниякорен и удължаването на стра-ничните корени може евентуал-но да се разглежда като механи-зъм на адаптиране към условия-та на потенциално затруднениот тежките метали достъп до иусвояване на минерални еле-менти от почвата. Изясняванетона този процес обаче, изисквадопълнителни проучвания.

В сравнение с контролнитерастения, не беше установеновлияние на Cd и Al върхунастъпването и продължител-ността на фенофазите бутони-зация и цъфтеж. Броят на стра-ничните разклонения, броят нацветовете и декоративните ка-чества на тегетеса не бяха пов-лияни от приложените тежкиметали (Фиг. 2 А, B, C, E-Н).Изключение беше отчетено приZn, където при концентрациипревишаващи ПДК растениятазагинаха в цъфтежния период(Фиг. 2 D). При концентрациитена Zn под и при ПДК фенофа-зите протичаха нормално призапазена обща декоративностна растенията (Фиг. 2 А, C).Интересна проява беше наблю-даваното стимулиране на расте-жа във фазата на вегетация приконцентрации на Cd, Al и Zn поди при ПДК. Подобен ефект на

horizontal direction are describedas metal-induced negativegravitropism (Filippenko, 2001).

The well expressed shortening ofthe central root and the elongationof the lateral roots might beeventually considered as amechanism of adaptation toconditions of potentially hamperedby the heavy metals access to andacquisition of mineral elementsfrom the soil. The elucidation ofthis process, however, requiresadditional studies.

In comparison to controlplants, no influence of Cd and Alwas detected on the onset andduration of bud formation and ofthe flowering period. Stembranching, the number of flowersand the ornamental quality ofmarigold plants appearedunaffected by the applied heavymetals (Fig. 2 A, B, C, E-H).

An exception was the treatmentwith Zn in concentrationsexceeding MPC, at which theplants died during flowering (Fig. 2D). Zink doses below MPC did notcause disturbance ofphenophases and deterioration ofornamental value (Fig. 2 A, C).

Interesting event was theobserved growth stimulation in thevegetative stage, established atcontamination with Cd, Zn and Alconcentrations below and same asMPC. Similar effect of low doses

Page 16: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

242

ниски дози на Pb, Zn и Cu еотбелязан при T. patula, сорт‘Roodkapje’, A. houstonianum иCallistephus sinensis, сорт ‘RoyalRed Ball’, кьдето при ниски нивана тези метали е установеностимулиране на вегетативниярастеж и увеличаване на брояна съцветията (Ivanova et al.,2006, 2007). Слабо изразена Znтоксичност е установена при T.patula, сорт ‘Roodkapje’ (Ivanovaet al., 2007). При други култури,например Hellianhus annuusсъщо е описан слаб цитотокси-чен ефект на повишени нива наZn (Chakravarty et al., 1992). Припроучвания от нас тагетес, сорт‘Janie Primrose’, беше установентоксичен ефект при дози на Znпревишаващи ПДК и растениятазагинаха във фаза на цъфтеж. Вдруги изследвания с тагетес енаблюдавана цинкова токсичностизразена в ограничаване на рас-тежа на корените и надземнитеоргани (Choi et al., 1996).

При Zinnia merylandica,сорт ‘Zahara Yellow’, подложенна Cd стрес при концентрациина метала превишаващи повечеот 25 пъти ПДК е установено, чеCd води до растеж на стъблатав хоризонтална посока (наподо-бяващо отрицателен геотропи-зъм) (Milusheva et al., 2015).Отчетеният в настоящите експе-рименти хоризонтален растежна страничните корени показваизвестно сходство в реакциятана тагетеса в присъствието наCd, Zn и Al. Eксперименти с Z.

of Pb, Zn and Cu has beenrecorded in T. patula, cv.'Roodkapje', A. houstonianum andCallistephus sinensis, cv. 'RoyalRed Ball', where the treatmentsresulted in enhanced vegetativegrowth and increased number offlowers (Ivanova et al., 2006,2007). Slight Zn toxicity wasobserved in T. patula, cv.'Roodkapje' (Ivanova et al., 2007).In other plants, e.g., Helianthusannuus, a weak cytotoxic effect ofelevated levels of Zn has beenalso described (Chakravarty et al.,1992). In our experiments withmarigold cv. 'Janie Primrose', Znin doses exceeding MPC washighly toxic and plants died in aphase of flowering.In studies withother marigold varieties zinctoxicity appearing in limited growthof roots and above-ground organshas been observed (Choi et al.,1996).

In Zinnia marylandica, cv.'Zahara Yellow', subjected to Cdstress, at concentrations of themetal exceeding more than 25times MPC, horizontal growth ofthe stems (resembling negativegravitropism) was established(Milusheva et al., 2015).

The observed in currentexperiments horizontal growth oflateral roots suggests somesimilarity of the reaction ofmarigold to Cd, Zn and Al.

Experiments with Z. elegans

Page 17: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

243

elegans отглеждана в саксии спочва замърсена с Cd в нива5-10 пъти над ПДК са показалиподтискане на кълняемостта насемената, намаляване на дъл-жината на стъблата и корените,намаляване на броя на листатаи намаляване на количествотона пластидните пигменти(Thamayanthi et al., 2011).

Съществуващата информа-ция ясно показва видова и сорто-ва специфичност на реакцията нарастенията към вида на тежкияметал и степента на замърсява-не. За определяне на толерант-ност, чувствителност или устой-чивост това налага проучванияпри всеки отделен генотип,включително при декоративни-те култури.

grown in pots with soil containingCd at levels 5-10 times higher thanMPC have shown inhibition ofseed germination, reduction ofstem and root length, decrease ofthe number of leaves and lowercontent of plastid pigments(Thamayanthi et al., 2011).

The existing informationsoundly indicates species andcultivar specificity of plantresponse to the type of heavymetal and degree of soil pollution.To determine the tolerance,sensitivity or resistance, studieswith each individual genotype,including ornamental crops, isnecessary.

ИЗВОДИ CONCLUSIONSTagetes patula, сорт ‘Janie

Primrose’ проявява толерантносткъм повишени нива на Cd и Al(при рН 6.2) в почвата и е силночувствителен към концентрациина Zn, превишаващи ПДК. Уста-новен е подобен ефект на Cd, Znи Al върху кореновата система,проявяващ се в силно скъсяванена дължината на централниякорен и растеж на страничникорени с дължина значителнопревишаваща тази при нетрети-раните растения. Декоративнитекачества на тагетеса и протича-нето на фенофазите бутониза-ция и цъфтеж не се повлияватотрицателно от приложенитеконцентрации на Cd и Al, както и

Tagetes patula, cv. 'JaniePrimrose' shows tolerance toelevated levels of Cd and Al (pH ofsoil substrate 6.2) and is highlysensitive to concentrations of Zn,exceeding MPC. Cadmium, Zn andAl exert similar effect on the rootsystem appearing in a shorteningof the length of the central root andenhanced growth of lateral rootsconsiderably exceeding the lengthof lateral roots of non-treatedplants. The ornamental quality ofmarigold, the timing andoccurrence of bud formation andflowering were not negativelyaffected by applied Cd and Alconcentrations and at Zn levels nothigher than MPC.

Page 18: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

244

при нива на Zn не по-високи отПДК. Получените резултати нидават основание да считаме, чеизследваният сорт тагетес еподходящ за отглеждане в усло-вия на замърсяване на почватапри установените в това изслед-ване безврeдни нива на Cd, Zn иAl (за Al при почвено pH 6.2)

The results give us reason toassume that the investigatedmarigold cultivar is suitable forcultivation at the applied conditionsof soil contamination with theestablished in this study harmlessdoses of Cd, Zn and Al.

БЛАГОДАРНОСТИ ACKNOWLEDGEMENTSНастоящото проучване е

извършено в рамките на доктор-ска програма ‘Изпитване влия-нието на тежки метали върхурастежа и развитието на едно-годишни цветя’ в ИДР, София

This study was conductedwithin PhD program of IOP, Sofia‘Testing the influence of heavymetals on growth anddevelopment of annual flowers’.

ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES1. Atanassova B., Zapryanova N. Influence of heavy metal stress on growth andflowering of Salvia splendens Ker.-Gawl. Biotechnology & Biotechnological Equipment,2009, № 23, Suppl. 1, pp. 173-176.2. Berzonsky W.A. The genomic inheritance of aluminum tolerance in “Atlas 66”wheat. Genome, 1992, 35, № 4, pp. 689-693.3. Bosiacki M. Phytoextraction of cadmium and lead by selected cultivars ofTagetes erecta L. Part II. Contents of Cd and Pb in plants. Acta ScientiarumPolonorum Hortorum Cultus, 2009, 8, № 2, pp. 15-26.4. Cakmak I., Marshner H. Effect of zinc nutritional status on superoxide radicaland hydrogen peroxide scavenging enzymes in bean leaves. In: Barrow N.J. (ed.)Plant nutrition-from genetic engineering field practice. 1993, Kluwer, The Netherlanads,pp. 133-137.5. Chakravarty B., Srivastava S. Toxicity of some heavy metals in vivo and invitro in Hefianthusv annuus. Mutations Research Letters, 1992, 283, № 4, pp. 287-294.6. Choi J.M., Pak C.H., Lee C.W. Micronutrient toxicity in French marigold.Journal of Plant Nutrition, 1996, 19, № 6, pp. 901-916.7. Das P., Samantaray S., Rout G.R. Studies on cadmium toxicity in plants: Areview. Environmental Pollution, 1997, 98, №. 1, pp. 29-36.8. Dinev N., Banov М., Nikova I. Monitoring and risk assessment ofcontaminated soils.9. Ebbs S.D., Kochian L.V. Toxicity of zinc and copper to Brassica species:implications for phytoremediation. Journal of Environmental Quality, 1997, 26, № 3, pp.776-781.10. Filippenko V.N. Gravi- and chemotropisms of the primary maize roots whenaffected by lead and cadmium. Russian Journal of Plant Physiology, 2001, 48, № 1,pp. 12-18.

Page 19: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

245

11. Fontes R.L.S., Cox F.R. Zinc toxicity in soybean grown at high ironconcentration in nutrient solution. Journal of Plant Nutrition, 1998, 21, № 8, pp. 1723-1730. General and Applied Plant Physiology, 2008, 34, № 3-4, pp. 389-396.12. Ivanova V., Alandjiiski D., Tafranjiski O., Lykojanellos G. Biometricalresponses of Callistephus sinensis Nees grown on polluted with heavy metals soils.Journal of Environmental Protection and Ecology, 2006, 7, № 4, pp. 776-777.13. Ivanova V., Tafranjiski O., Alandjiiski D. Possibilities for using soils pollutedwith heavy metals for seedlings production of annual flowers. Proceedings 42nd

Croatian and 2nd International Symposium on Agriculture, 2007, February 13-16,Zagreb, Croatia, pp. 92-96.14. Lux A., Martinka M., Vaculík M., White P.J. Root responses to cadmium inthe rhizosphere: a review. Journal of Experimental Botany, 2001, 62, № 1, pp. 21-37.15. McGrath S.P. Phytoextraction for soil remediation. In Brooks R.R. (ed.) Plantsthat hyperaccumulate heavy metals. 1998, CAB Int., Wallingford, UK, pp. 261-287.16. Meriño-Gergichevich C., Alberdi M., Ivanov A.G., Reyes-Díaz M. Al3+- Ca2+interaction in plants growing in acid soils: al-phytotoxicity response to calcareousamendments. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 2010, 10, № 3, pp. 217 -243.17. Milusheva D.I., Iakimova E.T., Atanassova B.Y. Cadmium and lead effectson growth performance of zinnia (Zinnia marylandica). Ornamental and SubtropicalHorticulture, 2015, 54, pp. 175-184.18. Nagajyoti P.C., Lee K.D., Sreekanth T.V.M. Heavy metals, occurrence andtoxicity for plants: a review. Environmental Chemistry Letters, 2010, 8, № 3, pp.199-216.19. Prasad K.V.S.K., Paradha Saradhi P., Sharmila P. Concerted action ofantioxidant enzymes and curtailed growth under zinc toxicity in Brassica juncea.Environmental and Experimental Botany, 1999, 42, № 1, pp. 1-10.20. Salt D.E., Blaylock M., Kumar N.P.B.A., Dushenkov V., Ensley D., Chet I.,Raskin I. Phytoremediation: a novel strategy for the removal of toxic metals from theenvironment using plants. Nature Biotechnology, 1995, 13, pp. 468-474.21. Sanita di Toppi L., Gabbrielli R. Response to cadmium in higher plants.Environmental and Experimental Botany, 1999, 41, № 2, pp. 105-130.22. Susarla S., Medina V.F., McCutcheon S.C. Phytoremediation: An ecologicalsolution to organic chemical contamination. Ecological Engineering, 2002, 18, № 5, pp.647-658.23. Thamayanthi D., Sharavanan P.S., Vijayaragavan M. Effect of cadmium onseed germination, growth and pigments content of Zinnia plant. Current Botany, 2011,2, № 8, pp. 8-13.24. Warne M.S., Heemsbergen D., Stevens D., McLaughlin M., Cozens G.,Whatmuff M., Broos K., Barry G., Bell M., Nash D., Pritchard D., Penney N.Modeling the toxicity of copper and zinc salts to wheat in 14 soils. EnvironmentalToxicology and Chemistry, 2008, 27, № 4, pp. 786-792.

Page 20: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

246

Journal of Mountain Agriculture on the Balkans, vol. 19, 1, 2016, (246-255)Research Institute of Mountain Stockbreeding and Agriculture, Troyan

Мултипликация при лилиум (Lilium) в ин витро условия

Надежда Запрянова* и Иванка Иванова

Институт по декоративни растения, 1222, Негован, София, България*E-mail: [email protected]

Multiplication of lilies (Lilium) in vitro conditions

Nadejda Zaprianova* and Ivanka Ivanova

Institute of ornamental plants, 1222, Negovan, Sofia, Bulgaria

РЕЗЮМЕ SUMMARYЛилиумът е една от водещите в

света цветна култура, характеризира-ща се с висок декоративен ефект нацветовете, с висок капацитет на рехи-дратация след дълго транспортиране идълготраен живот на отрязания цвятвъв вода.

Въведени в ин витро културачрез люспи от луковица са пет българ-ски сорта лилиум „Андрос”, „Марина”,„Поли”, „Негован” и „Ана-Мария” и 3диви вида лилиум: Lilium rhodopaeumDelip., Lilium albanicum Griseb., Liliummartagon L..

В процесът на стерилизация саизползвани два вида стерилизиращиагенти. HgCl2 и NaOCl. Успешен завсички изпитани видове и сортове евариант 1 HgCl2- 0.1 % (1мин спиртCH2(OH), 3мин- HgCl2- 0.1 % и трикрат-но промиване на експлантите със сте-рилна вода).

Експлантите се поставят в средаMS без растежни хормони за установя-ване естествения размножителен про-цес на заложеният растителен материал.

Най-висок мултипликационен ко-ефициент, установен за дивите видове ена Lilium albanicum Griseb – 4.68% съссреден брой новообразувани луковички5.2. При българските сортовете най-високмултипликационен коефициент е устано-

Lilium is one of the world’s leadingplant crops. It is characterised with highornamental value of the blossoms, as wellas high capacity of rehydration after longperiod of transportation and also long lifeof the cut flower in water.

Five Bulgarian Liliumspecies:“Andros”, ”Marina”, ”Poli”,”Negovan”, ”Ana Maria” together with 3wild Lillium species: Lilium rhodopaeumDelip., Lilium albanicum Griseb., Liliummartagon L., are developed by bulbscales and are used as in vitro culture.

In the process of sterilization, twosterilization agents are used: HgCl2 andNaOCl. A successful method for all plantspecies is using HgCl2- 0.1 % var.1 (1minute under treatment with CH2(OH), 3minutes with HgCl2- 0.1 % and three timerinsing of the explants with distilled water).

The explants are placed in MSenvironment without growth hormones. Inthat way the natural reproduction processof the plants can be determined.

The highest multiplicationcoefficient established in wild species ofLillium is the one Lilium albanicum Grisebhas – 4.68%, with average number of newbulbs 5.2. Among the Bulgarian varieties:

Page 21: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

247

вен при сорт „Поли” – 2.22%, със среденброй новообразувани луковички 3,7.

Ключови думи: Лилиум, инвитро култура, стерилизация, мулти-пликация

“Poli “– 2.22% with average number ofnewly formed bulbs 3.7.

Key words: Lillium, in vitro culture,sterilization, multiplication

УВОД INTRODUCTIONЛилиумът е една от воде-

щите култури в световното цве-топроизводство. Това се дължикакто на декоративността нацвета, така и на високия мукапацитет на рехидратация следдълго транспортиране, дълго-трайния живот на отрязанияцвят във вода и добрата иконо-мическата ефективност от от-глеждането му (Pandey et al.,2009). По производство на отря-зан цвят той заема седмо мястов света (Kumar et al., 2007).

През последните годиниметодът на тъканните култури сеналожи като най-подходящ завидовете от р. Лилиум (Pelkonen,2005). Този метод се използва как-то за получаване на качествен по-садъчен материал (Kanchanapoomet al., 2011; Saifullah et al., 2010),така и за поддържане на заро-дишна плазма от застрашени,ендимитни видове (Arzate-Fernández еt al., 2007; Parić et al.,2011; Skorić et al., 2014).

За въвеждане в култура invitro се използват различни рас-тителни материали: семена, стъ-блени резници, луковички, ноедин от най-широко използвани-те експланти са люспи от луко-вица (Chang et al., 2000; Pandeyet al., 2009; Lian et al., 2002).

Целта на проучването е да

Lilies (Lilium) are one of themain species used in flowerproduction around the world.That’s due to the following factors– high ornamental value of theblossoms, high rehydrationcapacity after prolongedtransportation, long life of the cutflowers in water and goodeconomic efficiency for cultivation(Pandey et al., 2009). In terms ofcut flowers production, Lilies(Lilium) takes the seventh place inthe world (Kumar et al., 2007).

In recent years, the methodfor tissue cultures has proven asbeing most efficient and suitablefor species of the Lilium genus(Pelkonen, 2005). This method isused for creation of high qualityseedlings (Kanchanapoom et al.,2011; Saifullah et al., 2010), aswell as for maintaining germplasmof endangered and endemicspecies (Arzate-Fernández еt al.,2007; Parić et al., 2011; Skorić etal., 2014).

Different plant materials areused for introduction in in vitrocultures – seeds, stem cuttings,bulbs. However one of the mostwidely used explants is the bulbscales (Chang et al., 2000; Pandeyet al., 2009; Lian et al., 2002).

The purpose of this research

Page 22: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

248

се установи, естествения раз-множителен пoтенциал на зало-жения материал от Lilium, включ-ващ диви видове от флората наБългария и български сортовеЛилиум в условия in vitro.

is to assess the natural generativepotential of Lilium. Test materialbeing used involves 3 wild speciesnative to Bulgaria’s Flora and 5Bulgarian varieties of Lilium placedin in vitro conditions.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИ MATERIAL AND METHODSРастителният материал из-

ползван в изследването са люс-пи от луковици от лилиум (3 ди-ви вида от флората на Българияи от 5 български сорта).

Lilium rhodopaeum Delip и Liliumalbanicum Griseb са балканскиендимити, включени в Червенатакнига на България.

Те са с жълта багра на цвето-вете. Lilium martagon L. не езащитен вид и се характеризирас розово червена багра на цвета.

Сортовете спадат към гру-пата на азиатските хибриди.„Андрос”, „Негован” са междуви-дови, а „Марина”, „Поли” и „АнаМария”са вътревидови хибриди.

За въвеждане на растител-ния материал в in vitro условияса изпитани два стерилизиращиагента: живачен двухлорид инатриев хипохлорид (белинаАСЕ) с допълнително участие на70% етанол и трикратно проми-ване със стерилна вода.

Изпитани са 4 варианта заповърхностна стерилизация налюспите, представени наТаблица 1.

The plant material used in theresearch includes Lilium bulbscales taken from 3 wild speciesnative to Bulgaria’s Flora and 5Bulgarian varieties. The wildsspecies are as follows: Liliumrhodopaeum Delip and Liliumalbanicum Griseb are endangeredendemic species local to theBalkans and are included in theRed Data Book of the Republic ofBulgaria. Their blossoms arecolored in yellow. Lilium martagonL. is not a protect species and itsblossoms are colored in pink-red.

The other five Lilium varietiesare part of Asian hybrids group.“Andros” and “Negovan” areinterspecies, while “Marina”, “Poli”and “Ana Maria” are intraspecieshybrids.

Two sterilizing agents aretested for the introduction of theplant material in in vitro conditions–Mercuric Chloride (HgCl2) andSodium Hypochlorite (NaOCl) (inthe form of commercial bleachcontaining 4% active Chlorine) withadditional usage of 70% ethanoland triple wash with sterile water.

Four types of surfacesterilization of the bulb scales aretested, represented in Table 1.

Page 23: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

249

Таблица 1. Варианти на стерилизация на люспи от ЛилиумTable 1. Variants of sterilization of bulb scales Lilium

Вариант №Variant №

70% CH2(OH)5 HgCl2 0.1 % NaOCl1% Стерилна H2OSterile H2O

Вариант / Variant 1 1min 3 min - 3x15Вариант / Variant 2 1min 10min - 3x15Вариант / Variant 3 1min - 3 min 3x15Вариант / Variant 4 1min - 10min 3x15

Стериализираните екс-планти се поставят в хранител-на среда съдържаща МS (соли ивитамини)(Murashige and Skoog1962)агар 6g/l -1 и захароза 30g/l -1

при pH – 5.7.Растенията се отглеждат в

култивационно помещение притемпература – 22 0C, фотопе-риод 16:8 (ден:нощ) часа и осве-тление 30mol.m-2 .s-1.

Отчетени са следните по-казатели: брой на заразените истерилни експланти, брой на сте-рилните – жизнени експланти иброй новообразувани луковички.

Мултипликационният кое-фициент е изчислен по форму-лата: MK%=NxA/100,където N – брой новообразуванииздънки (луковички), A-%мултиплицирани растения(Tsvetkov, 1998)

Данните, представени нафигурите са изразени като сред-на стойност ± SE от два незави-сими експеримента, изведени вдесет повторения за вариат.Анализирани са за достоверностчрез t тест на програматаGraphPad Prizm.

The sterilizing explants areplaced in culture mediumcontaining MS (salts and vitamins)(Murashige and Skoog, 1962),agar 6g/l -1 and sucrose 30g/l -1 atpH – 5.7.

The plants are grown incultivation facilities at 22 0C,photoperiod of 16:8 (day: nighthours) and Illuminance of30mol.m-2 .s-1.

The following indicators arereported: number of infected andsterile explants, number of sterileand vital explants, and number ofnewly formed bulbs.

The multiplication factor iscalculated using the followingformula: MK%=NxA/100,

where N is number of newlyformed bulbs (cuttings), A ispercentage of multiplied plants.(Tsvetkov, 1998)

The diagrams representaverage values ± SE from twoseparate independentexperiments, with ten repetitionsper variant. The authenticity of thedata is analyzed through t testusing the GraphPad Prizmsoftware.

Page 24: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

250

РЕЗУЛТАТИ И ОБСЪЖДАНЕ RESULTS AND DISCUSSIONНаправените изследвания

установиха, че най-подходящстерилизиращ агент е живачниядвухлорид HgCl2. – 0,1% спродължителност на действиевърху растителните експланти 3мин. – вар. 1. При по-дългия пе-риод на въздействие се получа-ва по-голям брой стерилни екс-планти, които обаче не са жизне-ни за по-нататъчно развитие(Таблици 2 и 3). Загиването наексплантите вероятно се дължина фитотоксичния ефект, койтопроявява HgCl2.(Singh and Tiwari,1998; Pandey et al., 2009).

Използваната концентацияна белината (NaOCl-1%) непоказа по-добри резултати отизползването на HgCl2. При неясе наблюдава получаване на по-голям брой нестерилни експлан-ти при краткотрайното третиранеи занижаване на броя нажизнените стерилни експлантипри удължаване периода натретиране.

При дивите видове лилиумнай-голям брой жизнени стерилниекспланти са получени при Liliumrhodopaeum – 18 (Таблица 2). Отсортовете лилиум с най-добрирезултати се откроява сорт Ана-Мария – 19 (Таблица 3).

The research shows thatmost effective sterilizing agent isthe Mercuric Chloride, applied at0,1% concentration over a periodof 3 minutes on the plant explants(Variant 1).If it is applied for a longer period,higher numbers of sterile explantsare produced, but they are not vitalfor further growth. (Tables 2 and 3).

Destruction of explants likely dueto the phytotoxic effect of HgCl2.(Singh and Tiwari, 1998, Pandey etal. 2009).

The experiments involvingusage of Sodium Hypochlorite(NaOCl-1%) in the form ofcommercial bleach do not showbetter results: a greater number ofnon-sterile explants in the short-term treatment and reduction of thevital sterile explants duringextended treatment periods.

Within the wild varieties ofLilium, the highest number of sterileexplants is received from Liliumrhodopaeum -18. (Table 2). Fromthe Bulgarian varieties of Lilium,best results are obtained from Ana-Maria variety – 19 (Table 3).

Page 25: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

251

Таблица 2. Стерилизация при лилиум – Диви видовеTable 2. Sterilization at lilies – Wilds species

I отчитане / I reporting(5 ден / 5 days)

II отчитане / II reporting(14 ден / 14 days)

Вариант№Variant №

ЗаразениInfected

Брой / Number

СтерилниSterile

Брой / Number

ЗаразениInfected

Брой / Number

СтерилниSterile

Брой / Number

Живистерилни

експлантиБрой

Live sterile explantsnumber

LILIUM RHODOPAEUMВар.1 / HgCl2 0.1 % -3min/ 2 28 12 18 18Вар.2/HgCl2 0.1 % -10min/ 0 30 5 25 10Вар. 3/NaOCl 1 %-3min/ 13 17 22 8 8Вар. 4/ NaOCl 1 %-10min/ 5 25 9 21 10

LILIUM ALBANICUMВар.1 / HgCl2 0.1 % -3min/ 5 25 15 15 15Вар.2/HgCl2 0.1 % -10min/ 0 30 10 20 13Вар. 3/NaOCl 1 %-3min/ 17 13 21 9 9Вар. 4/ NaOCl 1 %-10min/ 8 22 12 18 11

LILIUM MARTAGONВар.1 / HgCl2 0.1 % -3min/ 11 19 13 17 16Вар.2/HgCl2 0.1 % -10min/ 2 28 15 15 13Вар. 3/NaOCl 1 %-3min/ 11 17 21 9 8Вар. 4/ NaOCl 1 %-10min/ 1 29 9 21 10

Таблица 3. Стерилизация при лилиум – Български сортовеTable 3. Sterilization at lilies – Bulgarian varieties

I отчитане / I reporting(5 ден / 5 days)

II отчитане / II reporting(14 ден / 14 days)

Вариант№

Variant №ЗаразениInfected

Брой / Number

СтерилниSterile

Брой / Number

ЗаразениInfected

Брой / Number

СтерилниSterile

Брой / Number

Живистерилниекспланти

БройLive sterileexplantsnumber

АНДРОС /ANDROS

Вар.1 / HgCl2 0.1 % -3min/ 9 20 12 18 18Вар.2/ HgCl2 0.1 % -10min/ 2 28 16 14 9Вар. 3/ NaOCl 1 %-3min/ 18 12 21 8 8Вар. 4/ NaOCl 1 %-10min/ 5 25 12 18 10

НЕГОВАН /NEGOVAN

Вар.1 / HgCl2 0.1 % -3min/ 10 20 15 15 15Вар.2/HgCl2 0.1 % -10min/ 0 30 17 13 9Вар. 3/NaOCl 1 %-3min/ 16 14 26 4 4Вар. 4/ NaOCl 1 %-10min/ 10 20 15 15 9

МАРИНА /MARINAВар.1 / HgCl2 0.1 % -3min/ 9 21 13 17 17Вар.2/HgCl2 0.1 % -10min/ 3 27 18 12 10Вар. 3/NaOCl 1 %-3min/ 12 18 23 7 7Вар. 4/ NaOCl 1 %-10min/ 5 25 14 16 8

ПОЛИ /POLIВар.1 / HgCl2 0.1 % -3min/ 15 15 17 13 13Вар.2/HgCl2 0.1 % -10min/ 6 24 18 12 10Вар. 3/NaOCl 1 %-3min/ 19 11 25 5 5Вар. 4/ NaOCl 1 %-10min/ 7 23 11 19 10

АНА-МАРИЯ /ANA MARIAВар.1 / HgCl2 0.1 % -3min/ 10 20 11 19 19Вар.2/HgCl2 0.1 % -10min/ 5 25 15 15 9Вар. 3/NaOCl 1 %-3min/ 14 16 22 8 8Вар. 4/ NaOCl 1 %-10min/ 6 24 14 16 11

Page 26: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

252

В направеното изследванесе установи видова и сортоваразлика в процеса на мултипли-кация в ин витро условия. Придивите видове най-висок мулти-пликационен коефициет еотбелязан за Lilium albanicumGriseb – 4.68% със среден бройновообразувани луковички 5.2(Фигура 1).

Arzate-Fernández et al.(2007) също получава голямброй новообразувани луковички4±0.2 от L. maculatum var.Bukosanense залагайки изход-ния материал от люспи, в средабез растежни регулатории и насветло.

При българските сортоветенай-висок мултипликационен ко-ефициент е установен при сорт„Поли” – 2.22%, със среден бройновообразувани луковички 3,7(Фигура 2).

Kapoor (2008) в свое из-следване върху сортове азиат-ски и ориенталски хибриди уста-новяват липсата на мултипли-кация в среда без участието нарастежни регулатори. Stimartand Ascher (1978) считат, ченезависимо от вида или сортаЛилиум – броят на новобразува-ните луковички варира между3-5, което бе потвърдено и отнашите изследвания.

During the research, thedifferent species and varietiesshow difference in themultiplication process in in vitroconditions. Within the wild species,highest multiplication coefficient isobserved in Lilium albanicumGriseb – 4.68%, with averagenumber of newly formed bulbs of5.2 (Figure 1).

Arzate-Fernández et al.(2007) also receives high numberof newly formed bulbs 4±0.2 fromL. maculatum var. Bukosanense,placing them under light conditionsin medium without growthregulators.

Within the Bulgarian varietiesof Lilium, “Poli” shows the highestmultiplication coefficient – 2.22%,with average number of newlyformed bulbs 3,7 (Figure 2).

In own research performedwith varieties of Asian and Orientalhybrids, Kapoor (2008) identifiedlack of multiplication in mediumwithout usage of growthregulators. In 1978, Stimart andAscher determined that thenumber of newly formed bulbsvaries between 3 and 5,regardless of the species orvariety of Lilium. This is alsoconfirmed by our research.

Page 27: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

253

0123456

Андрос/Andros

Негован/Negovan

Ана-Мария/Ana-Maria

Марина/MarinaПоли/Poli

петров кръст/L.martagon

родопски крем/L.rhodopaeum

албански крем/Lalbanicum

Сорт / Bulgarian varieties Див вид / Wildsspecies

брой

/ num

ber

Фиг. 1. Новообразувани луковички от лилиумFig. 1. Number of newly formed bulbs of Lilium

0

1

2

3

4

5

6

Андрос/Andros

Негован/Negovan

Ана-Мария/Ana-Maria

Марина/MarinaПоли/Poli

петров кръст/L.martagon

родопски крем/L.rhodopaeum

албански крем/L.albanikum

Сорт / Bulgarian varieties Див вид / Wilds species

%

Фиг. 2. Мултипликационен коефициент при ЛилиумFig. 2. Multiplication coefficient of Lilium

Page 28: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

254

ИЗВОДИ CONCLUSIONSАнализирайки получените в

изследването резултати сеустанови:

1. Стерилизиращият агент,при който се получават най-го-лям брой стерилни жизнени екс-планти е живачния двухлорид –0,1% с продължителност надействия върху растителнитеекспланти 3 мин. (вар. 1);

2. При Lilium rhodopaeum исорт Ана Мария са отчененинай-голям брой стерилни жизне-ни експланти;

3. При дивите видове, най-висок мултипликационен коефи-циент е отбелязан за Liliumalbanicum Griseb – 4.68% съссреден брой новообразуванилуковички 5.2;

4. От българските сортове-те с най-висок мултипликацио-нен коефициент се откроявасорт „Поли” – 2.22%, със среденброй новообразувани луковички3,7.

The research shows thefollowing results:

1. The highest numberof sterile and vital explants isobtained with the usage of HgCl2as sterilizing agent, applied at0,1% concentration over a periodof 3 minutes on the plant explants.(Variant 1);

2. The highest numberof sterile and vital explants isobserved in Lilium Rhodopaeumand „Ana Maria“ variety;

3. Within the wildspecies, the highest multiplicationcoefficient is determined in Liliumalbanicum Griseb – 4.68% withaverage number of newly formedbulbs 5.2;

4. Within the Bulgarianvarieties of Lilium, the highestmultiplication coefficient isdetermined in “Poli” variety –2.22% with average number ofnewly formed bulbs 3.7

ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES1. Arzate-Fernández A. M., Miwa M., Shimada T., Yonekura T., Ogawa K. Invitro propagation of miyamasukashi-yuri (Lilium maculatum Thunb. var. Bukosanense),an endangered plant species..Revista Fitotecnia Mexicana, 2007,30 (4), 373-379.2. Chang C., Chen C. T., Tsai Y. C., Chang W. C. A tissue culture protocol forpropagation of a rare plant, Lilium speciosum Thunb. var. gloriosoides Baker. BotanicalBulletin of Academia Sinica, 2000, 41.3. Kanchanapoom K., Ponpiboon T., Wirakiat W., Kanchanapoom K.Regeneration of lily (Lilium longiflorum ‘Easter lily’) by callus derived from leaf explantscultured in vitro. Sci. Asia, 2011, 37, 373-376.4. Kapoor R., Kumar S., Kanwar J. K. Bulblet regeneration from ex vitro rootexplant in lily hybrids. Horticultural Science, Prague, 2008, 3 (3), 107-112.

5. Kumar S., Sharma D.R., Sharma Y.D., Pathania N.S. Influence of growthregulators and nitrogenous compounds on In vitro bulblet formation and growth inoriental lily. Horticultural Science, 2007, 34 (2): 77-83.

Page 29: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

255

6. Lian M.-L., Murthy H.N., Paek K.-Y. Effects of light emitting diodes (LEDs) onthe In vitro induction and growth of bulblets of Lilium oriental hybrid ‘Pesaro’. ScientiaHorticulturae, 2002 94 (3): 365-370.7. Murashige T. and Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassayswith tobacco tissue culture. Phisiol. Plant, 1962, 15, pp. 473-479.8. Pandey R.K., Singh A.K., Sharma M. In vitro propagation of lilium. Biologicaforum-An international Journal, 2009, 1 (2): 20-22.9. Parić A., Čakar J., Muratović E., Karalija E. Induction of bulblets on leaf andbulb explants of endangered Lilium bosniacum (G. Beck) G. Beck ex Fritsch. BotanicaSerbica, 2011, 35, 31-35.10. Pelkonen V. P. Biotechnological approaches in lily (Lilium) production. 2005,University of Oulu, 21-22.11. Saifullah K., Sheeba N., Mariam R., Naheed K., Asma N., Bushra S.Cultivation of lilies (Lilium regale) for commercialization in Pakistan. Pak. J. Bot, 2010,42 (2), 1103-1113.12. Skorić, M., Živković, S., Savić, J., Šiler, B., Sabovljević, A., Todorović, S.,& Grubišić, D. Efficient one-step tissue culture protocol for propagation of endemicplant, Lilium martagon var. cattaniae Vis. African Journal of Biotechnology, 2014, 11, 8,1862-1867.13. Stimart D P, Ascher P D. Tissue culture of bulb scale sections for asexualpropagation of Lilium longiflorum Thunb. J. Amer. Soc.Hort. Sci., 1978, 103: 182-184.14. Tsvetkov I. Propagation of mature specimen of mulberry (Morus alba L.“Pendula”) by tissue culture. IPPS in Third Scientific Conference – 3-5 October, 1998,Sofia, 129-133.15. Singh R. and Tiwari J.P. In vitro clonal propagation of jackfruit (Artocarpusheterophyllus lamk.) J.P. Indian J. Hort., 1998, 55 (3): 213-217.

Page 30: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

256

Journal of Mountain Agriculture on the Balkans, vol. 19, 1, 2016, (256-273)Research Institute of Mountain Stockbreeding and Agriculture, Troyan

Влияние на срока и начина на засажданевърху размножителния коефициент

при гладиол (Gladiolus L.)Йордан Атанасов*, Иванка Иванова, Бистра Атанасова

Институт по декоративни растения-София, 1222 Негован, България*E-mail: [email protected]

Effect of planting dates and methodsof growing on propagation coefficient in gladiolus

Yordan Atanasov*, Ivanka Ivanova, Bistra Atanasova

Institute of Ornamental Plants-Sofia,1222 Negovan, Bulgaria

РЕЗЮМЕ SUMMARYНаправено е проучване за

влиянието на срока на засаждане иначина на отглеждане в полиетиленоваоранжеия и при полски условия върхуразмножителния коефициент на грудко-луковиците и брой образувани детки отедна грудколуковица при три сортагладиол – Rose Supreme, WhiteProsperity и Her Majesty. Изпитани са 6срока на засаждане през интервал от15 дни (25 III, 10 Март, 25 Март, 10Април, 25 Април и 10 Май) катопървите три срока са заложени в поли-етиленова оранжерия, а останалите –на открито.

От двата начина на отглежданеразмножителният коефициент и броятна формираните детки от една грудко-луковица при сорт Rose Supreme санай-високи при полски условия, катостойността на коефициента е най-голяма при срокове на засаждане 25.IVи 10.IV съответно 2.52 бр. и 2.02 бр., апри детките – 10.IV и 25.IV съответно68.90 бр. и 63.16 бр.

При сортовете White Prosperity иHer Majesty различните срокове назасаждане и начинът на отглеждане не

An experiment was carried out tostudy the effect of planting dates andmethods of growing in a polyethylenegreenhouse and field on propagationcoefficient of corms and cormelsproduced by plant. The Gladiolus cv.Rose Supreme, cv. White Prosperity andcv. Her Majesty corms were planted in apolyethylene greenhouse and in the fieldon 6 various dates with a regular intervalof 15 days i.e. (February 25, March 10,March 25, April 10, April 25 and May 10)as on the first three dates they wereplanted in a polyethylene greenhouse andon the last three dates in the field.

Planting dates had a significant effecton the propagation coefficient and thenumber of cormels formed from mothercorm of gladiolus cv. Rose supreme. Thebest results of propagation coefficient wereobtained from gladiolus planted on 25.IVand 10.IV, respectively 2.52 pcs. and 2.02pcs. by mother corm. The largest number ofcormels formed by corm was obtained fromthose planted on 10.IV and 25.IVrespectively 68.90 pcs. and 63.16 pcs.

Planting dates of gladiolus cv.White Prosperity and cv. Her Majestydidn’t significantly affect the propagation

Page 31: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

257

оказват съществено влияние върхуразмножителния коефициент на грудко-луковиците. Разликата между най-високата и най-ниската стойност емного малка и недоказана, съответно0.39 бр. и 0.25 бр.

В сравнение с размножителниякоефициент на грудколуковиците, бро-ят на формираните детки при сортWhite Prosperity се влияе, както отсрока на засаждане, така и от начинана отглеждане. Най-голям брой деткиот една грудколуковица са полученипри трите проучени срока на открито –10.IV, 25. IV и 10.V, съответно 38.12бр., 30.25 бр. и 23.33 бр., докато присорт Her Majesty броят на образуванитедетки е най-висок при най-ранния срокна засаждане при полски условия(10.IV) – 65.63 бр., следван от тритесрока, заложени в полиетиленоватаоранжерия (25.II, 10.III, 25.III) – съответно53.52 бр., 52.08 бр. и 41.08 бр.

Ключови думи: гладиол, раз-множителен коефициент, грудколуко-вица, детки, срок и начин на засаждане

coefficient from mother corm.

The variation between the highest and thelowest rate was respectively 0.39 pcs. and0.25 pcs.

Unlike the propagation coefficient,the number of cormels formed by amother corm of gladiolus cv WhiteProsperity and cv. Her Majesty wasaffected by the planting dates. The bestresults from the first cultivar wereobtained in the field on 10.IV, 25.IV and10.V respectively 38.12 pcs., 30.25 pcs.and 23.33 pcs.

Whereas the best results from the secondcultivar were obtained in the field on thefirst date /10.IV/ – 65.63 pcs. followed bythree dates in polyethylene greenhouse25.II, 10.III and 25.II, respectively 53.52pcs., 52.08 pcs., and 41.08 pcs.

Key words: gladiolus, propagationcoefficient, corm, cormel, planting datesand methods of growing

УВОД INTRODUCTIONЗа да се задоволи търсене-

то на пазара е важно да сеосигури целогодишна продукцияна гладиол. (Jenkins, 1963,Jenkins et al., 1970.). са устано-вили, че са необходими от 60 до100 дни от засаждането дополучаването на отрязан цвяткато варира в зависимост отсорта и времето на годинатаГрудколковиците и детките саосновния посадъчен материалза размножаването на гладиоли(Larson, 1992).

Дата на засаждане на груд-колуковицате играе важна роляв регулирането на растежа икачеството на гладиола (Khan et

The gladiolus is a veryattractive flower and is the objectof great consumer demand. Tosatisfy customer demand, it isimportant that the gladiolus flowerbe available all year round.Gladiolus spikes take 60 to 100days after planting to be harvesteddepending upon the cultivars andtime of year (Jenkins, 1963;Jenkins et al. 1970). These cormsand cormels are the chief means ofgladiolus propagation (Larson,1992).

The date of planting plays animportant role in regulating thegrowth and quality of the gladiolus(Khan et al. 2008.; Dod et al,.

Page 32: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

258

al., 2008; Dod et al,. 1989; Saleemet al., 2013.). Изборът на подхо-дящи срокове на засажданевлияе върху развитието и качес-тво на цветната продукция, с целзадоволяване изискванията напотребителя (Zubair et al., 2006).Сроковете на засаждане вариратв зависимост от фотопериодите,температурите и интензитета насветлината (Ahmad et al., 2011).Talia and Traversa (1986) са уста-новили, че по-големи по размергрудколуковици са образуванипри засажданите грудколуковиципрез февруари и март. Максима-лен брой цветоноси на еднорастение са образувани призасаждане април-май, докатонай-голям брой грудколуковициса получени през периода отмарт до април (Mukhopadhyayand Banker, 1981). Ahmad et al.,2011) съобщават, че растежът идобивът на гладиолите, подобнона други растения, зависи отподходящия срок на засаждане.

У нас Ivanova & Dimitrov,(2015) са установили, че приполски условия, по-ранният срокна засаждане на гладиол сортИва и Екатерина, влияе положи-телно върху добива от грудколу-ковици в сравнение с по-късниясрок на засаждане.

Настоящото изследванеима за цел да проучи влияниетона срокове на засаждане и начи-ни на отглеждане на гладиолвърху размножителния коефици-ент на грудколуковици и детки.

1989; Saleem et al., 2013).

Vegetative growth and the qualityof gladiolus is improved by properplanting times, leading to greatersatisfaction of consumers’demands (Zubair et al., 2006).Planting schedule varies becauseof differences in photoperiods,temperatures and light intensity(Ahmad I. et al., 2011). Talia andTraversa (1986) mentioned thatbetter size gladiolus corms wereobtained from February and Marchplantings.

Maximum spikes per plant wereobtained from April to Mayplantings while highest number ofcorms per plant in tuberose wasobtained from March and Aprilplantings (Mukhopadhyay andBanker, 1981). The growth andyield of gladiolus, like other plants,depend on proper planting time(Ahmad I. et al., 2011).

The earlier planting date hada positive effect on the formation ofhigher corm yield in both cv. ‘Iva’and cv. ‘Ekaterina’ with 7.16pcs./m2 and 6.23 pcs./m2,respectively, vs. the later plantingdate (Ivanova and Dimitrov, 2015).

This study investigates theeffect of methods of growing andthe timing of planting dates onpropagation coefficient of cormsand cormels produced by thegladiolus plant.

Page 33: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

259

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИ MATERIAL AND METHODSПроучването е направено в

Института по декоративни расте-ния-София, като за заложениопити за отглеждане при различ-ни срокове на засаждане в оран-жерийни и полски условия притри сорта гладиол – RoseSupreme, White Prosperity и HerMajesty.

Изпитани са 6 срока на засажда-не през интервал от 15 дни (25Февруари,10 Март, 25 Март,10Април, 25 Април и 10 Май), пър-вите три срока – в полиетилено-ва оранжерия, а в останалитетри срока – на открито.

Всеки вариант е заложен в3 повторения, с големина наопитната парцелка 3m2, при гъс-тота на засаждане на грудколу-ковиците 25 бр./m2, с размери10/12 сm, дълбочинана засажда-не 10-12 сm, с междуредоворазстояние 25 сm.

Опитите са изведени наалувиално-ливадна почва, с лекмеханичен състав, със съдържа-ние на хумус – 2.1%, pH във вода–6.5. Преди засаждане грудколуко-виците са третирани в разтвор отРоврал 50 ВП – 0,1%+ Топсин М -0,15% + Би58 – 0,1% за 20 минути.

Бяха Отчетени са следнитепоказатели: брой образувани гру-дколуковици/m2, брой образуванидетки от една майчина грудколу-ковица (Лидански, 1998). Размно-жителният коефициент е изчисленпо следната формула:

The research on the effect ofplanting dates and methods ofgrowing in a polyethylenegreenhouse and field on propagationcoefficient of corms and cormelsproduced by plants was carried outat the Institute of ornamental plants–Sofia. Three cultivars of gladiolus–cv. Rose Supreme, cv. WhiteProsperity and cv. Her Majesty weretested. Corms were planted in apolyethylene greenhouse and in thefield on 6 various dates with aregular interval of 15 days (i.e.February 25, March 10, March 25,April 10, April 25 and May 10). Onthe first three dates they wereplanted in a polyethylenegreenhouse and on the last threedates in the field.

The tests were performedwith second size corms, 25 piecesper square meter in threereplications, planted in a 3 m2 plotat a depth of 10-12 cm.

The trial took place onalluvial-meadow soil (рН in H2O –6.5) with humus content of 2.1 %.

Before planting, cormels weretreated with hot water solution offungicides and insecticides for 20mimutes.

The following variables wererecorded: number of formedcorms/m2, number cormels formedby a mother corm (Lidanski, 1998).The propagation coefficient wascalculated by the following formula:

Page 34: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

260

където: М – брой формирани груд-колуковици; m – брой засадени гру-дколуковици; R – размножителенкоефициент на грудколуковиците

Биометричните данни са от-четени при всички грудколуковицизасадени във всяко повторение.Данните са обработени статис-тически (IBMSPSSStatistics 19).

Гладиолите са отглежданипо утвърдената технология запроизводство при полски усло-вия (Бистричанов и др. 2008).

Изборът на сроковете на за-саждане е съобразен с изисква-нията на културата към темпера-турата. Засаждането е започналослед трайно достигане на почве-ната температура на 10 оС.

Изваждането на грудколуко-виците е извършено ръчно, припожълтяване на 2/3-ти от листнатамаса на растенията, след коетогрудколуковиците бяха просуше-ни, почистени и сортирани пофракции: първа над 14 сm, втораот 12-14сm, трета от 10-12 сm,четвърта от 8-10, пета от 6-8 сm идетки под 6 cm.

where: М – number of formedcorms; m – number of plantedcorms; R – propagation coefficient

The biometric indexes wererecorded on all tagged plants in eachreplication. The data were processedstatistically (IBMSPSSStatistics 19).

The gladioli were grownaccording to the technology for theproduction of gladiolus cut flower inthe open (Bistrichanov et al., 2012).

The selection of plantingdates was in compliance with theculture’s requirements for the soiltemperature. Planting began afterthe soil reached the temperatureof 10 оC consistently.

Purging of corms was donemanually, after yellowing 2/3rd ofthe foliage, corms were dried,cleaned and sorted in fractions:the first size – over 14 cm indiameter, second size- from 12 to14 cm, third size – 10-12 cm, fourthsize – 8-10 cm, fifth size – 6-8 cmand cormels less than 6 cm.

РЕЗУЛТАТИ И ОБСЪЖДАНЕ RESULTS AND DISCUSSIONПолиетиленова оранжерияПри отглеждане в полиети-

ленова оранжерия при сорт RoseSupreme най-голям брой грудко-луковици (145 бр.) са полученипри първия срок на засаждане25.II, докато при следващите двасрока – 10.III и 25.III те са съот-ветно по-малко с 18.62% и24.83% в сравнение с първия

Greenhouse conditionsThe best propagation results

for growing cv. Rose Supremeunder greenhouse conditions wereobtained from the first plantingdate 25.II – 145 corms, while thenext two dates 10.III and 25.IIIwere respectively less productivewith 18.62% and 24.83%compared to the first date (Fig. 1).

Page 35: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

261

срок (Фиг.1). Разликата междуброя на грудколуковици привтория и третия срок е 9 бр. илипсва доказаност.

При производството на гла-диол от съществено значение ене само общия брой полученигрудколуковици, а броят на обра-зуваните грудколуковици първии втори размер, които се изпол-зват като посадъчен материалза отрязан цвят.

При този сорт броят на по-лучените грудколуковици първиразмер и при трите срока назасаждане е най-голям и варираот 51.69% до 53.21% от общияброй. Най-голям брой грудколу-ковици втори размер са получе-ни при най-късния срок – 12 бр.или 11% от общия брой, следванот втория срок 8 бр. (6.77%) инай-малко – при първия срок с 2бр. или 1.38% (Фиг. 2).

Най-голям брой детки присорт Rose Supreme са образува-ни при първия срок на засажда-не средно 26.21 бр. от еднамайчина грудколуковица, след-вани от тези при третия и вториясрок, съответно 18.63 бр. и 16.06бр., като разликата между вари-анта с най-малък и най-голямброй образувани детки е 10.15бр. и статистически доказана при(P≥0.05) (Фиг. 3).

The difference in the number ofcorms between the second andthird planting date is 9 pcs. and it isnot statistically proved.

In the production of gladiolus,not only the total number of formedcorms is important but also thenumber of first and second sizecorms, which are used for plantingfor cut flowers.

The number of formed cormsof the first and second sizes in thiscultivar ranges from 51.69% to53.21% on the first three plantingdates. The largest number ofsecond size corms were theproduct of the latest date - 12 pcs.or 11% of all, followed by thesecond date – 8 pcs. (6.77%) andthe smallest number – first datewith 2pcs. or 1.38% (Fig. 2).

The largest number ofcormels in cultivar Rose Supremewere formed from the first plantingdate – an average of 26.21 pcs.from one mother corm,. This wasfollowed by the third and seconddate – respectively 18.63 pcs. and16.06 pcs., the difference betweenthe planting dateswith the lowestand highest number of formedcormels is 10.15 pcs. This result isstatistically significant (P≥0.05)(Fig. 3).

Page 36: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

262

0

20

40

60

80

100

120

140

160

25.II 10.III 25.III

Брой

груд

колу

кови

ци /

Num

er o

f cor

ms

Срокове на засаждане / PlaAnting dates

сорт/cv. Rose Supreme

сорт/cv. White Prosperity

сорт/cv. Her Majesty

Доказаност / Statistically proved:* – P ≥ 0.05; ** – P ≥ 0.01; *** – P ≥ 0.001

Фиг.1. Брой грудколуковици формирани при различните срокове назасаждане при условия на полиетиленова оранжерияFig. 1. Number of corms formed on different planting dates on of greenhousesconditions

При отглеждане в полиети-ленова оранжерия от трите про-учени срока на засаждане най-висок размножителен коефици-ент на грудколуковици при сортRose Supreme е получен принай-ранния срок (25.02) – 1.93бр., докато при втория и третиясрок той е по-малък съответно с0.36 бр. и 0.48 бр. и тези раз-лики са минимални и недоказа-ни спрямо първия срок.

При гладиол сорт WhiteProsperity при първия срок назасаждане е отчетен най-голямброй образувани грудколукови-ци – 145 бр., докато при вторияи третия срок техният брой е по-малък съответно с 8.96% и12.41% и статистически не дока-

The results show that highestpropagation coefficient of corms incultivar Rose Supreme is obtainedfrom the first date (25.II) – 1.93pcs., While the second and thirddate are respectively lessproductive with 0.36 pcs. and 0.48pcs. These differences areminimal and unproven comparedto the difference between theselater dates and the first date.

The largest number offormed corms were obtained fromthe first planting date in cultivarWhite Prosperity – 145 pcs., whileon the second and third date theirnumber was less – respectively8.96% and 12.41% andstatistically insignificant (Fig. 1)

Page 37: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

263

зан (Фиг. 1). И при този сортброят на получените грудколуко-вици първи размер и при тритесрока на засаждане е най-голями варира в границите от 50.34%до 55.91% от общия брой. Най-голям брой грудколуковици вто-ри размер са образувани принай-ранния срок – 35 бр. (или24.14% от общия брой), следва-ни от втория и третия – съот-ветно 27 бр. и 22 бр.(Фиг. 2).

Like the previous cultivar, in thisone the number of formed cormsfirst size range from 50.34% to55.91%.

The largest number second sizecorms are formed from the firstplanting date – 35 pcs. (or 24.14%of all), followed by the second andthird respectively – 27 pcs. and 22pcs. (Fig. 2).

020406080

I II III IV V I II III IV V I II III IV V

25.II 10.III 25.III

Размер на грудколуковиците и срокове на засажданеCorms size and planting dates

Брой

на

груд

колу

кови

ците

Num

ber o

f cor

ms

сорт/cv. Rose Supreme сорт/cv. White Prosperity сорт/cv. Her Majesty

Доказаност / Statistically proved:* – P ≥ 0.05; ** – P ≥ 0.01; *** – P ≥ 0.001

Фиг. 2. Формираните грудколуковици по размер спрямо сроковете назасаждане при условия на полиетиленова оранжерияFig. 2. Formed corms in different size compared to planting dates ongreenhouses conditions

При най-ранния срок на за-саждане в полиетиленова оран-жерия са отчетени най-голямброй образувани детки от еднагрудколуковица – средно 17.10бр., докато при втория и третиясрок техният брой е по-малък инедоказан съответно с 3.5 бр. и4.98 бр. (Фиг. 3)

Най-висок размножителен

The greatest number formedcormels by a mother corms is fromthe first planting date – an averageof 17.10 pcs., while the secondand third date their number is lessby 3.5 pcs. and 4.98 pcs. astatisticallly insignificant difference(Fig. 3)

The best results for the

Page 38: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

264

коефициент на грудколуковиципри сорт White Prosperity е полу-чен при най-ранния срок на за-саждане – 1.93 бр., следван отвтория и третия срок съответно1.76 бр. и 1.69 бр. Разликата вразмножителния коефициентмежду 3-те срока на засажданее несъществена в границите от0.17% до 0.24% и няма дока-заност (Фиг. 1).

При сорт Her Majestyразликата в броя на полученитегрудколуковици при трите срокана засаждане е минимална –0.66 % или 2 бр. (Фиг. 1). Принего са формирани предимногрудколуковици първи размер,като процентът им при най-ранния срок на засаждане емного висок – 92.95% от общияброй, а при третия и вториясрок– съответно 78.08% и73.24%. Броят на грудколукови-ци втори размер и при тритесрока на засаждане варира вграниците от 2,81% до 8,41% отобщия брой (Фиг. 2).

Най-голям брой детки отедна майчина грудколуковицапри сорт Her Majesty саобразувани при най-ранния срокна засаждане 25.II средно 53.52бр.,като разликата в броя свтория срок е много малък инедоказан – само 0.72 бр. и с12.48 бр. по-малък при най-късния срок (Фиг. 3).

Най-голям размножителенкоефициент на грудколуковиципри сорт Her Majesty е полученпри най-късния срок на засажда-

propagation coefficient in cultivarWhite Prosperity were obtainedfrom the first planting date – 1.93pcs., followed by the second andthird date respectively 1.76 pcs.and 1.69 pcs. The difference inpropagation coefficient betweenthe 3 planting dates is insignificant(it is not statistically proved) and inthis cultivar gladiolus and rangesfrom 0.17% to 0.24% (Fig. 1).

The difference in the numberof formed corms in cultivar HerMajesty from the three plantingdate is minimal – 0.66% or 2 pcs.(Fig. 1). The corms which aremainly formed are first size, andtheir percentage in the first date ofplanting is very high – 92.95%,while the third and the seconddate have a lower proportion offirst size corms – respectively78.08% and 73.24%.

The number of second size cormson the planting dates ranges from2.81% to 8.41% (Fig. 2).

The largest number ofcormels formed by a mother cormin cultivar Her Majesty areobtained from the first plantingdate 25.II—an average of 53.52pcs., The difference in the numberof formed cormels between thefirst and second date is very small- only 0.72 pcs. and 12.48 pcs.fewer than the third date (Fig. 3).

The highest rate ofpropagation coefficient in cultivarHer Majesty was obtained from thelatest planting date – 0.97 pc. and

Page 39: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

265

не – 0.97 бр. и разликата с раз-множителния коефициент приостаналите два срока е мно-гомалка и недоказана – 0.02 бр.

the difference between the othertwo dates is very small andstatistically insignificant – 0.02 pc.

0

10

20

30

40

50

60

25.II 10.III 25.IIIСрокове на засаждане / Planting dates

Брой

дет

ки н

а гр

удко

луко

вица

Num

ber o

f cor

mel

s pe

r cor

m

сорт/cv. RoseSupreme

сорт/cv.WhiteProsperity

сорт/cv. HerMajesty

Доказаност / Statistically proved:* – P ≥ 0.05; ** – P ≥ 0.01; *** – P ≥ 0.001

Фиг. 3. Брой формирани детки на грудколуковица спрямо сроковете назасаждане при условия на полиетиленова оранжерияFig. 3. Number of cormels formed by a mother corm compared to planting dateson greenhouses conditions

ПОЛСКИ УСЛОВИЯПри отглеждане на открито

(полски условия) при сорт RoseSupreme най-благоприятен заобразуването на грудколуковицисе е оказал вторият срок назасаждане 25.IV, при който саполучени 169 бр., като припървия и третия срок срок броятим е намалял съответно с10.05% и с 46.74%, като еустановена добра доказаност(P≥0.01) на разликата междувтория и третия срок (Фиг. 4).

При първите два срока на

FIELD CONDITIONSThe best results of

propagation coefficient in fieldconditions in cultivar RoseSupreme were obtained from thesecond planting date 25.IV. Fromwhich date, 169 pcs. of cormswere formed, while the first andthird date decreased respectivelyby/to? 10.05% and 46.74%, astatistically significant difference(P≥0.01) in the between thesecond and third planting date(Fig. 4).

The number of formed corms

Page 40: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

266

засаждане са се формирани поравен брой грудколуковицитепърви размер – 105 бр., а притретия срок броят им е значи-телно по-малък – с 31 бр. идоказан (при P≥0.01). Разликатав броя на грудколуковици вториразмер между първия и вториясрок е само 1 бр.(Фиг. 5).

Най-голям брой детки наедна майчина грудколуковица саобразувани при най-ранния срокна засаждане на открито средно68.90 бр., следвани от вториясрок, при който са полученисамо с 5.74 бр. детки по малко,(няма доказаност) и при послед-ния срок разликата в броят им стези при първия срок е доказанонамаляла при средно 45,03 бр.при (P≥0.01) (Фиг. 6).

Най-висок размножителенкоефициент на грудколуковиципри сорт Rose Supreme еотчетен при първите дватасрока на засаждане съответно2.25 бр. и 2.02 бр., докато притретия срок той е намалялспрямо тях съответно с 1.05 бр.и 0.82 бр. (P≥0.01).

При сорт White Prosperityнай-голям брой грудколуковициса получени при срок на засаж-дане 10.IV, който превишавасъответно с 4.49% и 8.97% брояна получените грудколуковиципри следващите два срока, норазликата е малка и липсвадоказаност (Фиг. 4).

of the first size is equal betweenthe first two planting dates – 105pcs., but the number from the thirddate is considerably smaller – 31pcs., a statistically significantdifference (P≥0.01). The differencein the number of corms of thesecond size between the first andsecond date is only 1 pcs. (Fig. 5).

The largest number ofcormels by a mother corm wasfrom the first planting date in field–an average of 68.90 pcs., followedby the second date in which wereformed 5.74 pcs. cormels feqwe(not proven), while the latestplanting date their numberdecreased to average of 45.03pcs.This is significantly different,compared to the first period,proven. at (P≥0.01) (Fig. 6).

The highest propagationcoefficient of corms in cultivarRose Supreme were obtainedfrom the first two planting datesrespectively 2.25 pcs. and 2.02pcs., while the third date waslower by 1.05 pcs. compared tothe first date and 0.82 pcs.compared to the second date(P≥0.01).

The largest number ofcormels were formed from plantingdate 10.IV in cultivar WhiteProsperity, which exceeds thenumber of formed cormels fromthe next two dates with 4.49%and 8.97%, respectivelystatisticaly not proved (Fig. 4).

Page 41: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

267

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

10.IV 25.IV 10.VСрокове на засаждане / Planting dates

Брой

груд

колу

кови

циN

umbe

r of c

orm

s сорт/cv. RoseSupreme

сорт/cv. WhiteProsperity

сорт/cv. HerMajesty

Доказаност / Statistically proved:* – P ≥ 0.05; ** – P ≥ 0.01; *** – P ≥ 0.001

Фиг. 4. Брой грудколуковици формирани при различните срокове назасаждане при полски условияFig. 4. Number of corms formed on different planting dates on of field conditions

При този сорт броят на гру-дколуковиците първи размер по-лучени при най-ранния срок назасаждане на открито превиша-ва с 17 бр. и с 18 бр. тези привтория и третия срок. От тритесрока на засаждане най-голямброй грудколуковици втори раз-мер са образувани при вториясрок 25.IV – 19 бр. или 12.75%от общия брой, следвани отпървия и трети срок съответно с18 бр. и с 10 бр. по-малко (Фиг. 5).

The number of first sizecorms which were formed from thefirst planting date was with 17 pcs.and 18 pcs. greater than those inthe second and third date.

The largest number corms of thesecond size were formed from thesecond date 25.IV – 19 pcs. or12.75 % followed by the first andthird date by 18 pcs. and 10 pcs.fewer (Fig. 5).

Page 42: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

268

0

20

40

60

80

100

120

140

I II III IV V I II III IV V I II III IV V

10.IV 25.IV 10.V

Размер на грудколуковиците и срокове на засажданеCorms size and planting dates

Брой

на

груд

колу

кови

ците

Num

ber o

f cor

ms

сорт/cv. Rose Supreme сорт/cv. White Prosperity сорт/cv. Her Majesty

Доказаност / Statistically proved:* – P ≥ 0.05; ** – P ≥ 0.01; *** – P ≥ 0.001

Фиг. 5. Формираните грудколуковици по размер спрямо сроковете на засаждане при полски условияFig. 5. Formed corms in different size compared to planting dates on field conditions

Page 43: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

269

От една майчина грудколу-ковица най-голям брой детки саобразувани при първия срок назасаждане средно 38.12 бр,докато при втория и третия срокброят им е по-малък съответно20.65% и 38.8% (липсва доказа-ност) (Фиг. 6).

Най-висок размножителенкоефициент на грудколуковиципри сорт White Prosperity приполски условия е получен присрок на засаждане 10.IV – 2.08бр., а разликата между втория итретия срок е много малка инедоказана съответно – 0.09 бр.и 0.19 бр.

При сорт Her Majesty са об-разувани равен брой грудколу-ковици при първите два срокана засаждане на открито, а припоследния срок 10.V – този бройе по-малък с 22.35% (Фиг. 4).Най-голям брой грудколуковиципърви размер са получени присрок на засаждане 25.04 – 78бр., а при първия и последниясрок броят им е намалял съот-ветно с 4 бр. и 17 бр. Броят нагрудколуковиците втори размерпри трите срока на засажданеварира в границите от 1,52% до4,71% от общия брой (Фиг. 5).

От трите срока на засажда-не на открито най-голям бройдетки от една луковица саобразувани при най-ранния срок –средно 65.63 бр., докато приследващите два срока техниятброй е по-нисък съответно с 25.27бр. и 26.52 бр. (липсвадоказаност) (Фиг. 6).

The largest number ofcormels formed by a mother cormon the first planting date is anaverage of 38.12 pcs., while thenumber on the second and thirddate decreases by 20.65% and38.8% (it is not statistically proved)(Fig. 6).

The highest propagationcoefficient of corms in cultivarWhite Prosperity under fieldconditions was obtained from theplanting date 10.IV – 2.08 pcs.,and the difference between thesecond and third date is very smalland unproven respectively – 0.09pcs. and 0.19 pcs..

Equal number of corms wereformed in cultivar Her Majestyfrom the first two planting date inthe field, and from the last date10.V this number is lower by22.35% (Fig. 4). The largestnumber of corms of the first sizewere formed from planting date25.IV 78 pcs., while from the firstand last date the numberdecreased by 4 pcs. and 17 pcs.The number of corms of thesecond size in the three plantingdates ranges from 1.52% to 4.71%(Fig. 5)

The highest number ofcormels formed by a mother cormon the earliest date is an averageof 65.63 pcs., while the numberfrom the next two dates thenumber is lower, respectively25.27 pcs. and 26.52 pcs. (it is notstatistically proved) (Fig. 6).

Page 44: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

270

0

10

20

30

40

50

60

70

80

10.IV 25.IV 10.V

Срокове на засаждане/ Planting dates

Брой

дет

ки н

а гр

удко

луко

вица

Num

ber o

f cor

mel

s pe

r cor

m сорт/cv. RoseSupreme

сорт/cv.WhiteProsperity

сорт/cv. HerMajesty

Доказаност / Statistically proved:* – P ≥ 0.05; ** – P ≥ 0.01; *** – P ≥ 0.001

Фиг. 6. Брой формирани детки на грудколуковица спрямо сроковете назасаждане при полски условияFig. 6. Number of cormels formed by a mother corm compared to planting dateson field conditions

Най-висок размножителенкоефициент на грудколуковиципри сорт Her Majesty при полскиусловия е получен при първия10.IV и втория 25.IV срок назасаждане 1.13 бр., и най-нисъкпри най-късния срок – 0.88 бр.,като разликата е несъщественаи недоказана.

Най-висок размножителенкоефициент на грудколуковиципри сорт White Prosperity приполски условия е получен присрок на засаждане 10.IV – 2.08бр., а разликата между втория итретия срок е много малка инедоказана съответно – 0.09 бр.и 0.19 бр.

The highest propagationcoefficient of corms in cultivar HerMajesty under field conditions wasobtained from the first and seconddate 10.IV 25.IV – 1.13 pcs. andwas lowest from the latest date –0.88 pcs., the difference is minorand unproven.

The highest propagationcoefficient of corms in cultivarWhite Prosperity under fieldconditions was obtained from theplanting date 10.IV – 2.08 pcs.,and the difference between thesecond and third date is very smalland unproven respectively – 0.09pcs. and 0.19 pcs.

Page 45: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

271

ИЗВОДИ CONCLUSIONSПри сорт White Prosperity и

сорт Her Majesty различните сро-кове на засаждане и начин наотглеждане не оказват същес-твено влияние върху размножи-телния коефициент и разликатае много малка и недоказанамежду най-високата и най-ниска-та стойност съответно 0.39 бр. и0.25 бр. При сорт Rose Supremeнай-висок размножителен кое-фициент на грудколуковици еполучен при двата срока назасаждане 10.IV и 25.IV приполски условия и най-ранниясрок в полиетиленовата оранже-рия съответно 2.25 и 2.02 бр. и1.93 бр.

От 6-те проучени дати назасаждане броят на образувани-те грудколуковици първи размере над 50%, като при сортоветеRose Supreme и White Prosperityпри полски условия той е по-висок от този в полиетиленоватаоранжерия. При сорт Her Majestyпри трите срока на засажданепри полски условия и най-ранниясрок 25.II в полиетиленова оран-жерия процентът на първи раз-мер грудколуковици е многовисок от 87.06% до 92.95%.

При сорт White Prosperityброят на формираните детки отедна майчина грудколуковица ипри трите срока на засажданепри полски условия е по-голямот този в полиетиленова оранже-рия. При сорт Rose Supreme припървите два срока на отглежда-

The different planting dates incultivar White Prosperity and incultivar Her majesty did notsignificantly affect the propagationcoefficient and the difference isvery small and unproven betweenthe highest and lowest resultsrespectively 0.39 pc. and 0.25 pc..

For the variety Rose Supreme thehighest propagation coefficient ofcorms was obtained from bothplanting dates 10.IV and 25.IVunder field conditions and theearliest date in greenhouse. Thepropagation coefficient wasrespectively 2.25 and 2.02 pcs.and 1.93 pcs..

Of 6 tested planting dates thenumber of size one formed cormsis greater than 50%, while incultivar Rose Supreme and WhiteProsperity this coefficient underfield conditions is higher than in theplastic greenhouse. For the threeplanting dates under fieldconditions and from the earliestdate 25.II in plasticgreenhouses,the percentage offormed fist size corns varies from ahigh of 87.06% to 92.95% incultivar Her Majesty.

The number of formedcormels by a mother corm incultivar White Prosperity for thethree planting dates under fieldconditions is higher than the samedates in a plastic greenhouse. Inthe variety Rose Supreme for thefirst two planting dates in the field

Page 46: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

272

не на открито са образуванинай-голям брой детки от еднагрудколуковица съответно 68.91бр. и 63.16 бр. Най- голям бройдетки при сорт Her Majesty саполучени при първия срок назасаждане на открито – 65.63бр., а при останалите 5 срока –варират от 39.11 бр. до 53.52 бр.

Rose Supreme formed the largestnumber of cormels by a mothercorm, respectively 68.91 pcs. and63.16 pcs. The largest number ofcormels formed in cultivar HerMajesty on the first planting date inthe field was 65.63 pcs., while theother 5 dates ranged from 39.11pcs. to 53.52 pcs.

ЛИТЕРАТУРА REFERENCES1. Бистричанов С., Иванова И.,Канински А., Атанасова Б., ЯкимоваЕ. Авторско свидетелство за утвърденпродукт за внедряване в практиката.2008, Утвърден на заседание наЕкспертния съвет; Протокол№14/10.04.2008 г.2. Лидански Т. Статистическиметоди в биологията и селскотостопанство. 1998, Земиздат, София,стр. 375.3. Ahmad I., Khattak A. M., Ara N.,Amin N. U. Effect Of Planting Dates OnThe Growth Of Gladiolus Corms InPeshawar. Sarhad J. Agric, 2011, vol. 27,No.2, 195.4. Dod V. N., Saawarte K. T.,Kulwal L. W., Vaidya S. W. Effect ofdifferent dates of planting and size ofcorms on growth and flower yield ofgladiolus. PKV Res. J., 1989,13: 164-165.5. Ivanova I. and Dimitrov D.Influence of planting date on growth andyield of corms and cormels in Gladiolus.Subtropical and ornamental horticulture,2015, 55:109.6. Jenkins J. M. Characteristics ofcommercial gladiolus varieties. NorthAmer. Gladiolus Council. Bullet., 1963,75:37-38.7. Jenkins J.M.,. Milholland R. D,Lilly J. P., Beute. M. K. Commrcialgladiolus production in North Carline. N.C.Agric. Ext. Circ., 1970, 44: 1-34.8. Khan F. U., Jhon A. Q., Khan F.A., Mir. M. M. Effect of planting time on

1. Ahmad I., Khattak A.M., Ara N.,Amin N.U. Effect Of Planting Dates OnThe Growth Of Gladiolus Corms InPeshawar. Sarhad J. Agric., 2011, vol. 27,No.2, 195.2. Bistrichanov S., Ivanova I.,Kaninski A., Atanasova B., Iakimova E.Technology for cut flower production ingladiolus in the open, 2008, Аpproved bythe Expert Council of the Academy ofAgricultural Science. Protocol №14/10.04.2008 (In Bulgarian)3. Dod V. N., Saawarte K. T.,Kulwal L. W., Vaidya S. W. Effect ofdifferent dates of planting and size ofcorms on growth and flower yield ofgladiolus. PKV Res. J., 1989,13: 164-165.4. Ivanova I. and Dimitrov D.Influence of planting date on growth andyield of corms and cormels in Gladiolus.Subtropical and ornamental horticulture,2015, 55:109-113.5. Jenkins J. M. Characteristics ofcommercial gladiolus varieties. NorthAmer. Gladiolus Council. Bullet., 1963,75:37-38.6. Jenkins J. M., Milholland R. D.,Lilly J. P., Beute M. K. Commrcialgladiolus production in North Carline. N.C.Agric. Ext. Circ., 1970, 44: 1-34.7. Khan F.U., Jhon A.Q., KhanF.A., Mir M.M. Effect of planting time onflowering and bulb production of tulipconditions in Kashmir. Indian J. Hort.,2008, 65(1): 0972-8538.

Page 47: Растежни прояви при тагетес (Tagetes Patula L.) в условия ... · метали, кадмий, алуминий, цинк comparison to controls grown

273

flowering and bulb production of tulipconditions in Kashmir. Indian J. Hort.,2008, 65(1): 0972-8538.9. Larson. Introduction tofloriculture. Acad. Press, 1992, London.2: 147.10. Mubhopadhayay A. and BankerG. J. Effect of time of planting on growth,flowering and bulb production in tuberosecv. “single”. Indian Instt. of Hort. Res.Banglore, 1981.11. Saleem M., Ahmad I., Khan M.A. Cultivar effects on growth, yield andcormel production of Gladiolus (Gladiolusgrandiflorus L.). Journal of Ornamentaland Horticultural Plants, 2013, 3 (1):39-48.12. Talia M. C. and Traversa E. Theeffect of time of planting and size ofcormels of gladioli on the yield of cormsfor forced flower production. Abst. Orn.Hort, 1986, 14(3): 34.13. Zubair M., Wazir F. K., AkhtarS., Ayub G. Planting dates affect floralcharacteristics of gladiolus under the soiland climatic conditions of Peshawar. Pak.J. Biol. Sci., 2006, 9(9): 1669-1676.

8. Larson. Introduction tofloriculture. Acad. Press, 1992, London,2: 147.9. Lidanski T. Statistical methods inbiology and agriculture. Zemizdat, Sofia,1998, p. 375 (in Bulgarian)10. Mubhopadhayay A. and BankerG. J. Effect of time of planting on growth,flowering and bulb production in tuberosecv. “single”. Indian Instt. of Hort. Res.,1981, Banglore.11. Saleem M., Ahmad I, Khan M. A.Cultivar effects on growth, yield andcormel production of Gladiolus (Gladiolusgrandiflorus L.). Journal of Ornamentaland Horticultural Plants, 2013, 3 (1):39-48.12. Talia M. C. and Traversa E. Theeffect of time of planting and size ofcormels of gladioli on the yield of cormsfor forced flower production. Abst. Orn.Hort., 1986, 14(3): 34.13. Zubair M., Wazir F. K., AkhtarS., Ayub G. Planting dates affect floralcharacteristics of gladiolus under the soiland climatic conditions of Peshawar. Pak.J. Biol. Sci., 2006, 9(9): 1669-1676.