Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 6
1.1 История происхождения и распространения культуры 6
1.2 Ботанические и биологические особенности дайкона 11
1.2.1 Морфология семян 11
1.2.2 Характеристика вегетативных органов 13
1.2.3 Классификация хозяйственных групп дайкона в Японии (в зависимости от сезона выращивания и положения корнеплода в почве) 15
1.2.4 Биологические особенности 19
1.3 Хозяйственное и лечебно-профилактическое значение дайкона 24
1.4 Технология возделывания дайкона в открытом грунте 28
Глава 2. Экспериментальная часть 34
2.1 Цели и задачи исследований 34
2.2 Условия выполнения экспериментальных исследований 35
2.3 Объекты и методика исследований 38
Глава 3. Результаты исследований 43
3.1 Особенности формирования фотосинтетического аппарата дайкона 43
3.2 Влияние ультрафиолетового излучения на фотосинтетическую и биологическую продуктивность дайкона 54
3.3 Влияние сроков посева на ростовые процессы и продуктивность растений 59
3.4 Гормональный баланс дайкона в зависимости от продолжительности светового дня, применение фиторегуляторов для целенаправленного смещения гормонального баланса 64
3.5 Влияние различной плотности посевов на продуктивность даикона в условиях открытого грунта 69
3.6 Характеристика состава полисахаридов корнеплодов даикона 72
3.7 Выращивание даикона на почвах, загрязненных тяжелыми металлами 76
3.8 Изменчивость хозяйственно ценных признаков у даикона как источник исходного материала для селекции 82
Выводы 86
Предложения к производству 90
Список использованной литературы
- Ботанические и биологические особенности дайкона
- Классификация хозяйственных групп дайкона в Японии (в зависимости от сезона выращивания и положения корнеплода в почве)
- Условия выполнения экспериментальных исследований
- Влияние сроков посева на ростовые процессы и продуктивность растений
Введение к работе
Проблема питания населения становится все более острой в современном мире. В решении этого вопроса огромную роль должны сыграть овощи, обладающие не только высокой продуктивностью, но и высокой питательной ценностью. Они являются важнейшим источником витаминов, ряда аминокислот, минеральных солей, микроэлементов, углеводов, фитонцидов и других ценнейших веществ.
Овощеводы мира выращивают около 600 видов овощных растений, но
промышленное овощеводство во многих странах включает лишь
ограниченный набор культур (максимум 10-15). По размеру площадей под овощными культурами и производству овощей наша страна не уступает странам с высоко развитым сельским хозяйством, в том числе и США. Однако ассортимент овощных культур у нас также еще ограничен. Особенно остро эта проблема ощущается в крупнейшем регионе страны, Нечерноземной зоне России, где в составе овощной продукции преобладают белокочанная капуста (45-61%) и столовые корнеплоды (23-26%).
Дальнейшее развитие овощеводства, снижение его энергоемкости ставят перед наукой и производством ряд задач, в числе которых, значительное увеличение производства овощной продукции и расширение ассортимента высокопродуктивных овощных культур.
Одним из путей выполнения поставленных задач является широкое введение в культуру новых перспективных, отвечающих требованиям интенсивных технологий, высокоурожайных овощных культур (Ахмедова Ф.С., 2005). Расширение ассортимента овощных растений на основе интродукции дает возможность сделать более разнообразным рацион питания людей, рас ширить сроки поступления свежей овощной продукции, увеличить урожайность с единицы посевной площади. При подборе новых овощных культур необходимо учитывать не только их питательные свойства, но и лечебно-профилактические, обусловленные содержанием витаминов,
гормонов и ферментов, а также минеральных и пряных веществ, так как по калорийности овощи уступают многим продуктам питания растительного и животного происхождения.
Одной из таких новых, весьма ценных для Нечерноземной зоны Российской Федерации культур, является дайкон. Хорошие вкусовые качества, отсутствие специфической для европейской редьки остроты, наличие комплекса витаминов, ферментов и других, ценных в пищевом отношении веществ должны способствовать повышению спроса на него у населения России. Кроме вкусовых достоинств, значительная урожайность до(10кг/м) и относительно короткий вегетационный период (60-70 дней и менее) делают дайкон весьма интересной культурой для российского овощеводства.
Введение этой культуры для выращивания в открытом грунте позволит, при проведении повторных или пожнивных посевов, организации соответствующих овощных конвейеров, обеспечить население на протяжении весеннего и летне-осеннего периода свежей овощной продукцией, повысить отдачу с единицы площади пашни.
К сожалению, вопросы производства дайкона у нас в стране изучены весьма слабо, незначительное наличие отечественных сортов и гибридов в реестре селекционных достижений в 2005 году свидетельствует об актуальности дальнейшего изучения дайкона в регионах страны, где климатические условия соответствуют биологии данной культуры.
Ботанические и биологические особенности дайкона
В зависимости от сезона возделывания и уборки все японские основные разновидности дайкона могут быть отнесены к 4 группам. Название этих групп соответствует времени года, в которое тот или иной сорт формирует товарные корнеплоды, то есть оно совпадает с названием сезона уборки урожая. Это следующие группы:
1. Аки - дайкон (осенняя редька). В эту группу входит наибольшее количество сортов и гибридов. Их высевают в конце лета, а убирают в середине или конце осени, в зависимости от района возделывания. Данный сезон является лучшим для выращивания дайкона в Японии. Поэтому большинство разновидностей этой группы среднепоздних сроков созревания (60-100 дней от посева до уборки), имеющие корнеплоды больших размеров. Сюда относятся сортотипы Нерима, Миясиге, Шогоин, Сироагари. При посеве весной растения начинают быстро стеблеваться и цвести. Корнеплоды используют для переработки, то есть варят, солят, используют для приготовления специального рассола, а также частично используют в свежем виде.
2. Нацу - дайкон (летняя редька). Вторая основная группа скороспелых сортов, возделываемых в летний сезон (сортотип - Меновасе). Их высевают поздно весной или в начале лета, убирают с конца лета до ранней осени через 50-65 дней. Главным образом употребляется в свежем виде. Отличается жаростойкостью.
3. Фую - дайкон (зимняя редька). Группа позднего посева и поздней уборки, возделывается в более теплых районах, где нет опасности повреждения от заморозков. Это небольшая группа позднеспелых сортов (Сакурадзима, Сангацу, Миура и т.д.) Главной особенностью этих растений является повышенная устойчивость к одряблению корнеплодов и заболеванию. Представляет интерес для возделывания в субтропических районах с целью получения свежей продукции зимой и в начале весны.
4. Хару - дайкон (весенняя редька). Группа сортов наиболее устойчивых к стеблеванию (Ниненго, Токинаси). Период выращивания: а) подсимний посев поздней осенью, уборка в средине весны, б) посев ранней весной и уборка поздней весной, в начале лета. Переход к репродуктивным фазам развития отмечается у них при долготе дня более 16 часов. Исключение составляет сортотип Ниненго, реагирующий уже на долготу дня 14-15 часов.
Отдельные формы дайкона в Японии, могут быть также классифицированы по форме на следующие группы, которые соответствуют названию оригинальных местных сортов народной селекции, послуживших исходным селекционным материалом, по месту их культивирования (Старцев В.И., Василевская Е.В., 2000).
А. Группа - Нерима - дайкон (Nerima - daicon). Эта группа дайкона была выделена у г. Нерима в северо-западном пригороде Токио в эру Эдо и распространена на обширных площадях в долине Канто, Чьи нагорные поля наиболее соответствуют своей глубокой и прекрасной вулканической почвой для возделывания этого типа дайкона. Корнеплоды очень крупные 60-70 см диаметром 8-10 см. Наибольший диаметр корнеплод имеет, как правило, в точке на 1/3 выше основания, то есть постепенно утолщается к нижней части, а затем немного сужаются. Кончик четко выражен. Форма корнеплодов чаще веретеновидная, реже - близкая к цилиндрической. Большая часть корнеплода заглублена в пахотном слое, и только верхняя часть на 1/4-1/3 выступает над поверхностью почвы. Вегетационный период составляет 70-100 дней. Эти сорта предпочитают легкие типы почв с глубоким пахотным горизонтом. Имеют гладкие, белые и очень сочные корнеплоды. Используются как в свежем виде, так и для приготовления оригинальных солений.
Б. Группа - Миясиге - дайкон (Miasige - daicon). Данный тип выведен в пригороде города Нагота. Объединяет группу сортов, выведенных в условиях пойменных суглинков и имеющих длинные, крепкие корнеплоды, хотя и несколько короче, чем у нерима. Обычно они имеют длину 35-50 см, а наибольший диаметр 7-9 см. Как правило, корнеплоды цилиндрической формы с круглыми головкой и основанием и на 1/2-3/5 выступают над поверхностью почвы. Эта часть корнеплода имеет светло-зеленую окраску кожицы. Сорта группы Миясиге более скороспелые и формируют товарные корнеплоды через 60-80 дней после посева. Хорошо растут на различных типах почв. Корнеплоды используют в свежем и особенно в вареном виде, а также иногда для приготовления маринадов (Такун-зуке).
В. Группа - Шогоин - дайкон (Shogoin - daicon). Небольшая группа сортов, выведенная в одном из древнейших земледельческих районов Японии недалеко о т г. Киото, на тяжелых глинистых почвах. Это большой круглый, похожий на турнепс дайкон, имеющий диаметр 15-20 см. Корнеплоды лишь на 1/4-1/5 часть заглублены в почву, поэтому их легко убирать. Созревает за 70-100 дней. Цвет корнеплодов белый со светло-зеленой окраской кожицы. Из-за невысокой урожайности в настоящее время мало распространен. Корнеплоды используются главным образом в свежем виде.
Г. Группа - Сироагари - дайкон (Siroagari - daicon). Группа сортов, также хорошо приспособленная для возделывания на тяжелых глинистых почвах, но более раннеспелая (созревает за 55-60 дней) и более урожайная, чем Шогоин. Сорта имеют цилиндрические корнеплоды со слегка закругляющимся окончанием длиной 25-30 см и диаметром 6-7 см, выступающие над поверхностью почвы на 2/3-3/4 длины корнеплода.
Классификация хозяйственных групп дайкона в Японии (в зависимости от сезона выращивания и положения корнеплода в почве)
Растения дайкона не одинаково реагируют на условия внешней среды. Среди них выделяются различные экотипы, которые по разному относятся к теплу, долготе дня и другим факторам. В открытом грунте требования к факторам среды должны быть положены в основу сортовой агротехники. Еще В.И. Эндельштейн (1962), характеризуя взаимосвязь между ростом и развитием растений и условиями среды, указывал на необходимость выявить роль каждого фактора в этом комплексе.
Отношение к теплу. Дайкон. как и редьки других подвидов, относится к группе холодостойких растений. Минимальная температура прорастания семян 5-10 С, оптимальная - 20-25 С. Всходы переносят заморозки до -2...-3 С, а взрослые растения - кратковременное понижение температуры до -4...-5 С (Переверзев Д.С., Вахрушева Т.Е., 1999; Кононков П.Ф. и др., 1988). Выявлена зависимость сроков появления всходов от температуры. Так всходы при 5 С тепла появляются на 9-й день, при 7 С на 7-й, при 9 С на 6-й, при 22-23 Сна 3-й день. Диапазон температур роста листьев более широкий, чем у корнеплода и составляет от 5 до 25 С (оптимум 15-20 С), для корнеплода от 11 до 20 С (оптимум 18-20 С).
Следует учитывать большое разнообразие сортов дайкона, приспособленных для выращивания в различное время года и, естественно, при различных температурных условиях. Так растения летне-осеннего дайкона приспособлены к жарким условиям, хорошо функционируют при сезонном изменении средней температуры воздуха от 25,3 С в августе до 19,3 С в сентябре и до 12,4 С в октябре (Сазонова Л.В., 1974). Сорта южно-японского дайкона приспособлены к осенне-зимней культуре и отличаются холодостойкостью (Сазонова Л.В., 1990). Длительное воздействие пониженных температур приводит к образованию цветушных растений, особенно у японской и китайской редек. В то же время, при температуре 20 С, и, особенно, при недостатке влаги, корнеплоды приобретают острый вкус, становятся грубыми, так как увеличивается образование древесных элементов (Хватыш Г.А., 1970).
Японские фермеры при ранневесенних сроках выращивания дайкона широко используют пленочные тоннели и мульчирование междурядий для повышения дневных температур с целью смягчения воздействия на растения ночных температур. Листья у растений дайкона, как и у европейской редьки, при ночных заморозках прихватываются пониженными температурами раньше, чем корнеплоды, утром растения оттаивают и продолжают расти. Постепенное снижение температуры наносит меньший ущерб растениям, нежели резкое.
В фазу технической спелости корнеплоды европейской редьки более устойчивы к заморозкам, по сравнению с лобой и дайконом, в связи с тем, что корнеплоды европейской редьки почти полностью погружены в почву, которая и предохраняет их от мороза. Отмечается тенденция к росту холодостойкости растений с увеличением высоты над уровнем моря при выращивании дайкона (Овощеводство Китая, 1987).
Отношение к свету. Дайкон, как и другие корнеплодные культуры семейства капустных, является растением длинного дня. При продолжительной долготе дня (15-17 ч и более) ускоряется формирование генеративных органов (цветков и плодов) и сдерживается образование вегетативных органов (корнеплодов). И, наоборот, со второй половины лета, когда длина дня сокращается до 15-13 ч, у растений задерживается переход к репродуктивной фазе развития (цветению и плодоношению) и создаются условия для формирования корнеплодов (Шебалина М.А., 1936; Кононков П.Ф., и др., 1992).
Короткий фотопериод и повышенная освещенность снижают цветушность растений, даже в случае влияния на растение пониженных температур. Гигантские формы японского дайкона (до 16 кг) возделывают в условиях муссонного климата, высокой интенсивности ФАР, относительно низких положительных температур (5-17 С), высокой влажности (сумма осадков за вегетационный период составляет 850 мм) и коротком дне (около 12 ч), благодаря чему дайкон может достигать таких огромных размеров (Синская Е.Н., 1930).
Б.С. Мошков (1955) установил корреляционную зависимость между продуктивностью растений и соотношения мощности лучистого потока и долготы дня. А.А. Ничипорович (1967) выявил зависимость интенсивности фотосинтеза, и как следствие продуктивности растений, от интенсивности света. При недостаточном освещении корнеплоды у растений дайкона не формируются (Сазонова Л.В., 1983). К этому же результату может привести повышенная загущенность посевов, засоренность сорняками, то есть факторы, снижающие освещенность растений. В работе Г.А. Хватыша (1970) отмечается специфичная степень реакции на изменение долготы дня при выращивании и редек различных сортотипов. В исследованиях Л.А. ХоДоренко и И.А. Шульгина (1963) подмечено утолщение листовых пластинок при увеличении долготы дня. Установлено, что на формирование корнеплода оказывает влияние спектральный состав света. И.А. Шульгин и В.М. Мерцалова (1963) считают, что развитие растений зависит в большей степени от спектрального состава радиации, а не от долготы дня.
Некоторые исследователи считают, что механизм фотопериодизма зависит не столько от долготы дня, сколько от качества света. Так, например, Л.А. Бойко (1985) считает, что носителями сигналов фотопериодизма могут выступать лишь различные виды энергии и вещества, а не временные факторы. Таким образом, роль сигнала фотопериодизма может выполнять красный свет, присутствующий в свете восходящего и заходящего солнца.
Условия выполнения экспериментальных исследований
Экспериментальные исследования проводились в 1998-2004гг. во ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур и на кафедре растениеводства Российского университета дружбы народов. Научный консультант старший научный сотрудник Старцев В.И.
ВНИИССОК, расположен в Одинцовском районе Московской области, которая в свою очередь расположена в центре обширной Руссой равнины, между 56 52 северной широты и 35 15 и 40 00 восточной долготы. Ее площадь 47 тыс. км . Рельеф области неоднороден, возвышенности чередуются с заболоченными понижениями. Большая часть Московской области относится к лесной зоне, подзоне смешанных лесов, только самая южная незначительная ее часть (заокские районы) относятся к зоне лесостепи. Область располагает довольно густой речной сетью. Крайняя северная ее часть орошается небольшими притоками р. Волга. Реки остальной территории принадлежат бассейну р. Оки с ее притоками.
Значительная удаленность Московской области от океанов и морей обуславливает важнейшие свойства ее климата - континентальность, которая характеризуется значительными годовыми и суточными колебаниями температуры воздуха. Климат области отличается умеренно теплым летом и сравнительно теплой зимой. Распределение температуры по территории различается в зависимости от времени года. Самым холодным месяцем является январь, среднемесячная температура воздуха которого достигает -10...-И С, а самым теплым месяцем - июль со среднемесячной температурой +17-18С. К неблагоприятным погодным явлениям относятся поздние весенние и ранние осенние заморозки. Весенние заморозки на ровных открытых местностях прекращаются в среднем 10-20 мая, но бывают такие годы, когда заморозки наблюдаются и в первой декаде июня. Осенние заморозки в среднем начинаются 20-25 сентября, но в отдельные годы бывают в конце августа.
Среднегодовое количество осадков по территории области колеблется в пределах 450-600 мм и несколько более, убывая с северо-запада на юго-восток. Относительная влажность воздуха в среднем за год составляет 70%. Необходимо отметить, что в большинстве районов области один раз в 10 лет, а на тяжелых суглинистых почвах 2 раза в течение летнего периода отмечаются неблагоприятные условия для проведения полевых работ из-за переувлажнения. Примерно один раз в 20 лет наблюдается сухое лето. Снежный покров появляется в конце октября - начале ноября. Устойчивый снежный покров образуется во второй-третьей декадах ноября. Среднее число дней со снежным покровом за зиму составляет 140-150. Запас воды в снежном покрове к началу снеготаяния достигает 100-130 мм.
В основу районирования области положены термические ресурсы вегетационного периода и степень обеспеченности его влагой. По термическим условиям вегетационного периода область можно разделить на три агроклиматических района: первый - менее теплый, второй - теплый и третий - более теплый. Второй район охватывает всю центральную часть, а также возвышенную часть юга области. В него входят полностью многие административные районы и, в частности, Одинцовский, территория которого равна 1225 км . Этот район (на его территории расположены опытные поля ВНИИССОК) характеризуется следующими агроклиматическими условиями Сумма положительных температур за период с температурой 10С (активных) составляет 1900-1950. Продолжительность безморозного периода - 120 суток (с 20 мая по 20 сентября), с температурой более 15С - 60-65 дней. Переход среднесуточных температур воздуха через 15С - начало 10 июня, конец - 20 августа; 10С -начало 5 мая, конец 15 сентября; 5С - начало 20 апреля, конец 10 октября. Дата полного оттаивания почвы: ранняя - 22 апреля, средняя - 30 апреля, поздняя - 5 мая. (Агроклим. справочник по Московской области, 1954).
Почвы района дерново-слабоподзолистые, характеризуются отсутствием сплошного подзолистого горизонта, по своему механическому составу относятся к группе легких почв. Суглинистые разновидности встречаются небольшими пятнами. Почвы опытных участков ВНИИССОК дерново-подзолистые, тяжелосуглинистые, содержание гумуса невысокое - 2,5-3,2%. Почвы характеризуются слабокислой и близкой к нейтральной реакцией почвенного раствора, рНсол 5,9-6,9. Содержание подвижных форм фосфора Р205 2,15-6,4 мг на 100 г почвы, калия, К20 20,0 - 37,5 мг на 100 г почвы.
В целом агроклиматические ресурсы Одинцовского района и Московской области позволяют выращивать здесь большинство овощных культур в открытом грунте, в то числе раннеспелые сорта томата, огурца, фасоли. Наибольшее распространение в сельскохозяйственном производстве области получили капуста, столовые корнеплоды (морковь, свекла, редька, репа, редис) и зеленные культуры, так как температурные условия Московской области наиболее полно отвечают их требованиям.
Влияние сроков посева на ростовые процессы и продуктивность растений
Дайкон, как и другие корнеплодные формы Raphanus L., - типичный мезофит, приспособленный в основном к условиям умеренных широт, относится к длиннодневным растениям. Следовательно, более короткий день (12 ч) и умеренная температура (около 15С) способствуют быстрому росту корнеплодов и высокой товарности урожая, замедляют переход растений в репродуктивный период онтогенеза. При интродукции в северные широты (Нечерноземная зона России) растения дайкона быстро переходят к репродуктивным фазам развития и из-за обильной «цветушности» не формируют товарные корнеплоды.
До настоящего времени отсутствовала четко разработанная стратегия интродукции дайкона в северные широты. Это выражалось в недостаточной изученности генотипического разнообразия японского подвида редьки с точки зрения особенностей происхождения и возделывания его сортов и гибридов в различных экологических условиях, а также адаптивного потенциала в целом. Н. И. Вавилов отмечал, что в пределах любого таксона (от семейства до вида) имеются биотипы, различающиеся по степени и знаку фотопериодических реакций. Исходя из закона гомологических рядов в наследственной изменчивости, логично предположить существование таких биотипов и у дайкона. Недавние экспериментальные исследования в условиях низких (Япония) и высоких (Московская область) широт при различных сроках посева сортов и гибридов дайкона различной агроклиматической принадлежности в открытом грунте позволили установить следующие основные закономерности. Для всех агроклиматов дайкона в условиях высокоширотного региона России было характерно снижение доли цветушных форм при посеве с III декады мая по II декаду июля (Бунин М.С. 2002).
По нашим данным использование, различных сроков посева дайкона (с 20.05 по 10.07) в условиях Московской области оказало значительное влияние, как на ростовые процессы, так и продуктивность растений. Так при ранних сроках посева 20.05 и 10.06 цветушность растений составила 100% (табл.8). Однако при высеве 20.06, то есть позднее всего на 10 дней после второго использованного срока, цветушность растений резко сократилась и составила всего 31,5%. При наиболее позднем сроке посева, рассматриваемый показатель, достиг наименьших значений - в среднем за три года исследований 25,4% у сорта Дракон и 35,2 у Клык слона.
В зависимости от сроков посева у растений в значительной степени изменялась продолжительность отдельных межфазных периодов (табл. 9).
Она последовательно снижалась у двух испытанных сортов от раннего срока посева 20.05 до позднего 10.07. Так, например, начало формирования корнеплода при посеве 20.05 у сорта Дракон отмечено на 22-24 день с момента появления всходов, а при посеве 10 июля всего на 16-18 день соответственно. Аналогичная ситуация характерна для продолжительности и других отдельных межфазных периодов.
Указанные изменения определяются воздействием, прежде всего температурного фактора, а не продолжительностью светового дня. Действительно при посеве обоих сортов 20.05 вегетация растений вплоть до начала формирования корнеплода 19.06-20.06 проходит при более низких температурах (приложение табл. 1; рис.1). Напротив, заключительный межфазный период начало формирования корнеплода — уборка проходит в условиях значительно более высоких температур, чем при других испытанных сроках посева. Этим соответственно и объясняется противоположная тенденция последовательного роста продолжительности межфазного периода начало формирования корнеплода - уборка от раннего до позднего срока посева 20.05 и 10.07. Наиболее высоких значений продолжительность указанного межфазного периода достигает при наиболее позднем сроке посева 10.07 53-54 дня у сорта Дракон и 52 дня у Клык слона.
