Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние изученности проблемы 8
1.1 Распространение луковых культур, их происхождение, внутривидовая классификация и морфогенез 8.
1.2 Селекция и семеноводство луковых культур 25
1.3 Технология выращивания луковых культур 31
2 Условия и методика проведения исследований 37
2.1 Агроклиматические условия 37
2.2 Методика исследований: 45
3 Морфобиологические особенности, повышение продуктивности и качества многолетних видов лука на Среднем Урале 51
3.1 Влияние возраста растений на особенность их онтогенеза 52
3.1.1 Первый год жизни растений 53
3.1.2 Второй год жизни растений 57
3.2 Химический состав растений 69
3.3 Пути повышения продуктивности и качества многолетних видов лука 77
3.3.1 В открытом грунте 77
3.3.2 В защищенном грунте 87
3.3.3 Семенная продуктивность 90
3.4 Исходный материал для селекции многолетних корневищных видов 99
4 Морфобиологические особенности и повышение продуктивности и качества лука шалота на Среднем Урале 112
4.1 Особенности онтогенеза лука шалота 113
4.1.1 Ботаническая характеристика 114
4.1.2 Особенности роста и развития 117
4.2 Исходный материал для селекции лука шалота 120
4.3 Пути повышения продуктивности и качества лука шалота в защищенном грунте 141
5 Морфобиологические особенности и повышение продуктивности и качества чеснока на Среднем Урале 153
5.1 Влияние экологической разнокачественности ярового и озимого чеснока на особенности их онтогенеза 153
5.2 Выведение высокопродуктивных сортов чеснока 158
5.2.1 Селекция ярового чеснока 158
5.2.2 Селекция озимого чеснока 176
5.2.3 Выведение сортов с повышенным содержанием селена 193
5.3 Пути повышения продуктивности и качества чеснока 197
5.3.1 Совершенствование приемов выращивания ярового чеснока 197
5.3.2 Совершенствование приемов выращивания озимого чеснока из воздушных луковичек в беспересадочной культуре 217
6 Эффективность возделывания луковых культур на Среднем Урале 251
6.1 Экономическая эффективность выращивания луков 251
6.2. Биоэнергетическая оценка сортов лука шалота и чеснока 253
Выводы 257
Рекомендации производству 259
Список использованной литературы 261
Приложения
- Распространение луковых культур, их происхождение, внутривидовая классификация и морфогенез
- Агроклиматические условия
- Влияние возраста растений на особенность их онтогенеза
- Особенности онтогенеза лука шалота
Введение к работе
Актуальность темы. Дальнейшее совершенствование структуры выращиваемых и потребляемых овощей, расширение их ассортимента является одной из актуальных задач овощеводства. Использование видового разнообразия луковых растений для пищевых, лечебных, декоративных целей - один из резервов, пополнения ассортимента. Луковые культуры представляют ценность как источник витаминов и антиоксидантов. На Среднем Урале недостаточно изучены многолетние корневищные луки, шалот и чеснок. Достижение высокой продуктивности и качества продукции возможно путем создания сортов и разработка на их основе сортовой, адаптационной технологии товарного производства и семеноводства.
Несомненную ценность для создания новых, адаптированных к местным условиям сортов луковых культур (батуна, слизуна, шалота, чеснока) представляют дикорастущие формы Урала и Сибири, местные стародавние популяции и интродуцированные из других эколого-географических зон в течение длительного времени образцы лука шалота и чеснока.
Население Среднего Урала издавна выращивало лук-репку, используя местные вегетативно-размножаемые формы. Одни из них получены в результате спонтанных мутаций и длительного вегетативного размножения острых сортов репчатого лука, другие - в результате интродукции южных форм шалота. И те, и другие местные формы - ценнейший материал, как для селекционного использования, так и для непосредственного возделывания.
Чеснок резко реагирует на изменение условий выращивания и хранения посадочного материала. Перенесение форм чеснока из одних географических зон в другие, резко отличающиеся по агроклиматическим условиям, приводит к изменению его признаков и даже к полной гибели растений: В связи с этим целесообразно использовать местные сорта.
Таким образом, исследования! по изучению биологических особенностей, урожайности, семенной продуктивности, размножению и
выведению высокопродуктивных сортов луковых культур, разработка их технологии возделывания в условиях Среднего Урала весьма актуальны.
Цель исследований. Научное обоснование и практическая реализация результатов интродукции, селекции, семеноводства и агротехнологии видового разнообразия луковых культур для условий Среднего Урала.
Задачи исследований:
- изучить в культуре особенности морфогенеза в процессе онтогенеза
корневищных видов лука разных видов: батун, шнитт, слизун, ветвистый
(душистый), косой;
обосновать рациональные агротехнические приемы производства высококачественного зеленого лука и семян изученных корневищных видов;
создать, изучить и сохранить уральский генофонд местных форм вегетативно размножаемых видов;
определить уровень изменчивости хозяйственно ценных признаков8 лука шалота и чеснока разного эколого-географического происхождения и выявить связи между признаками;
на базе уральского генофонда создать сорта корневищных видов лука, шалота, чеснока озимого и ярового;
уточнить приемы агротехники новых сортов чеснока;
разработать методы получения посадочного материала вегетативно размножаемых видов лука с учетом сортовых особенностей;
дать экономическую и энергетическую оценку сортов и адаптивных технологий по изучаемым видам.
Научная новизна работы состоит в комплексном подходе к решению селекционных, агротехнических и экономических проблем с целью широкого распространения и многофункционального использования видового разнообразия луковых культур. Впервые в условиях Среднего Урала дана оценка культуры пяти корневищных видов лука, шалота и чеснока по фенологии, морфогенезу, химическому составу, продолжительности использования посевов, морфобиологической изменчивости признаков и свойств в процессе онтогенеза, семенной и товарной продуктивности.
Решается задача сохранения уральского генофонда местных вегетативно размножаемых видов. Разработаны и уточнены элементы агротехники производства товарной продукции, семян и-посадочного материала с учетом видовой и сортовой специфики. Созданные сорта, защищены авторскими свидетельствами и патентами и включены в Государственный реестр селекционных достижений, допущены к использованшо по Российской Федерации (36 сортов).
На защиту выносятся следующие положения:
1'.. Морфобиологические особенности и хозяйственная продуктивность корневищных видов лука, шалота и чеснока.
2. Хозяйственно-биологические особенности сортов и методы ведения семеноводства луковых культур.
3: Способы рационального использования- луковых культур и элементы, их агротехники; в открытом и защищенном грунте на Среднем Урале.
Теоретическая значимость работы: На растениях пяти видов корневищных луков выявлены возрастные закономерности и установлены корреляционные связи формирования вегетативных и генеративных органов; определена динамика листообразования, ветвления, стрелкования, цветения. Применительно к условиям Среднего Урала определены основные закономерности и характер фенотипической и генотипической изменчивости признаков популяций, что явилось основой для эффективного клонового отбора лука шалота и чеснока и создания уральских местных сортов.
Практическая значимость работы. Разработаны способы
рационального использования растений луковых культур. Расширен
ассортимент луковых растений на Среднем Урале. Предложена система
круглогодичного поступления зеленого лука из открытого и защищенного
грунта. Созданы и^ внесены в Государственный реестр РФ сорта:, слизун
Грин; батун: Барон и Уральский семейный; шалот: Спринт, Софокл,
Уральский» 40і Уральский фиолетовый, Крепыш, Гуран, Айрат, Димон,
Горняк, Спрут, Афоня, Сибиряк, Андрейка; яровой чеснок: Самородок,
- , . ' 5
Пермяк, Дегтярский, Шунут, Уралец, Демидовский и Землячок; озимый чеснок: Назус, Бродоколмакский, Памяти Виктора, Комиссар, Вятский, Агат, Аметист, Оникс, Опал, Гранат, Гранит, Лазурный. Семеноводство выведенных сортов ведется на площади: чеснока — 3,5 га, шалота — 3 га, батуна - 0,5 га, слизуна - 0,3 га. Разработаны технологии выращивания луковых культур на Среднем Урале.
Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на Всесоюзных научно-практических конференциях (Москва, 1984, 1986-1989; Киев, 1990; Барнаул, 1992), Всероссийской научно-практической конференции (Екатеринбург, 2008), на Международных научно-практических конференциях (Ульяновск, 2002; Ростов, 2004; Екатеринбург, 2006; Белгород, 2006; Пермь, 2007; Тюмень, 2007, Москва, 2008), на научно-методических семинарах по селекции и семеноводству луковых растений (Волгоград, 1985, 1990; Пятигорск, 1992), на областных научно-практических конференциях, а также на радио и телевидении (Екатеринбург, 1984-2007).
Разработки автора удостоены диплома почета ВВЦ (Москва, 1991), золотых медалей ВВЦ (Москва, 2000) и Уральских выставок (Екатеринбург, 2005), серебряной медали ВДНХ (Москва, 1985), бронзовой медали ВДНХ (Москва, 1983), дипломами выставок (Москва, 1990, 2001; Екатеринбург, 1990-2006 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 112 работ: рекомендации (20), статьи в сборниках научных трудов, материалах научно-практических конференций, научно-производственных журналах, научно-технических бюллетенях, две монографии, 36 авторских свидетельств, 23 патента и 10 статей в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Личный вклад соискателя. Работа является обобщением результатов исследований, выполненных в 1982-2008 годах лично и совместно с сотрудниками СибНИИРС, которые являются соавторами сортов и публикаций. Выведены и включены в Госреестр 36 сортов луковых культур.
Автор выражает искреннюю благодарность и признательность, за совместную творческую работу Е.Г. Гринберг, В.А. Комиссарову, А.Ф.
Агафонову, В.А. Кокоревой, А.В. Юриной, А.Н. Папонову, И.В. Греховой, Г.А. Кунавину
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 299 страницах основного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов, практических рекомендаций, включает 93 таблицы, 43 рисунка, 42 приложения. В работе использовано 457 источников литературы, в том числе 32 на иностранном языке.
Распространение луковых культур, их происхождение, внутривидовая классификация и морфогенез
Род Allium L. большой и полиморфный. По данным P. Wendelbo (1969), он охватывает более 500 видов, распространен очень широко в умеренно-теплых районах земного шара. На севере луковые растения произрастают до 60, на юге до 30 параллели. Это районы Передней Азии, Центральные и горные районы Монголии и Китая, Сибирь, Дальний Восток. Меньше они распространены в субтропиках и тропиках Азии, бассейне Средиземного и Черного морей, северной части Африки и Америки (Комиссаров В.А., 1960; Казакова А.А., 1970, 1975; СинскаяЕ.Н., 1969; Wendelbo Р., 1969).
Происхождение большинства видов лука до сих пор точно" не установлено. Согласно теории центров происхождения культурных растений Н.И. Вавилова, все многообразие луков произошло, в основном, из четырех центров - Среднеазиатского, Переднеазиатского, Китайского, Средиземноморского (Проханов Я.И., 1930;. Вавилов Н.И., 1967). Большинство культивируемых листовых луков - выходцы из Китая и Южной Монголии, где в отсутствии лука репчатого и чеснока сложился своеобразный очаг их культуры, которая известна уже более 3000 лет (Казакова А.А., 1978). Наиболее древней культурой считается лук репчатый (Казакова А.А., 1971). Н.И. Вавилов и Д.Д. Букинич (1929) считали Афганистан и примыкающие к нему страны областью первичного формирования культурных форм лука и чеснока.
Наиболее широкое распространение получили виды лука, введенные человеком в культуру. Из них чаще других встречаются лук репчатый - А. сера L. и чеснок - A. sativum L., затем идут порей - A. porrum L., лук шнитт — A. schoenoprasum L., батун - A. fistulosum Ь., реже лук шалот — A. ascalonicum L., лук душистый (ветвистый) - A. odorum L. и др.
Классификацией рода занимались Баухин, Линней, Турнефор, Галлер, Дон, Кунт, Буассье и т.д., в России Регель (Казакова А.А., 1975), А.И. Введенский (1935), Т.Я. Омельчук (1962), и т.д. За основу классификации брали, главным образом, признаки вегетативных частей растений: строение подземных органов (корневища, луковицы), характер листьев, влагалищ и их расположение, в отдельных случаях учтены особенности околоцветника и завязи. Видовое разнообразие луковых культур подразделяется на две группы: луковичные и корневищные (Тараканов Г.И., 1965).
Многолетние корневищные луки наиболее распространены в зоне умеренного климата, но выращиваются и в северных районах, а лук шнитт даже в Заполярье (Комиссаров В.А., 1960). Внутри ареалов виды лука очень неоднородны, их природные популяции состоят из разного числа экотипов, различающихся по морфологическим признакам растений (Веселовский И.А., ХиребаА., 1972;КотуховЮ.А., 1977; Семенов В.А., 1977).
Листовые луки, представители подрода Rhizirideum (Koch) (Wendelbo, 1996) относятся либо к луковично-корневищным, если хорошо выражена луковица, либо к корневищным растениям. На основании признаков, от которых зависит формирование той или иной жизненной формы, предложена классификация жизненных форм корневищных луков (Черемушкина В.А., 1985; Черемушкина В.А., Днепровский Ю.М., Гранкина В.П., Судобина В.П., 1992). По длине годичного прироста все луки подразделены на коротко- и длиннокорневищные. Коротким считается годичный прирост не более 1-1,5 см. По направлению нарастания выделены формы с вертикальным, косым и горизонтальным нарастанием корневища. По интенсивности ветвления авторы различают рыхлые, плотные и сверхплотные дерновины.
Многолетние луки, наиболее широко используемые населением земного шара в пищу, по форме листьев делят на виды с трубчатыми и плоскими листьями (Казакова А.А., 1971).
К группе многолетних видов лука с трубчатыми листьями относят лук батун (Al. fistulosum L.), многоярусный (Al. fisjtulosum var. viviparum Makino), шнитт-лук (Al. schoenoprasum L.) (Казакова A.A., 1971). В отличие от лука репчатого у этих видов не образуется настоящая луковица, она у них ложная и поэтому при благоприятных условиях вегетации способна непрерывно расти, образуя новые ветви и листья. При неблагоприятных условиях, например, при засухе, виды лука, образующие ненастоящую луковицу, сразу формируют луковицы и переходят в состояние покоя. Многолетние же виды лука не переходят в состояние полного покоя, хотя листья их и отмирают. Вегетационный период не заканчивается с наступлением осени, растение несколько углубляется, листья его отмирают и в таком состоянии оно уходит в зиму.
К многолетним лукам с плоскими листьями относят лук слизун (лук поникающий) (А1. nutans L.), лук ветвистый (лук душистый) (Al. ramosum L.), лук косой (Al. obliquum L.) и др.
Лук батун (Allium Fistulosum L.) - многолетнее травянистое растение, известен более 3500 лет. Существует много синонимов названия этого вида: татарка, песочный, песчаный, дудчатый, каменный, зимний, бутун, бутунец: Более правильным М.А. Панов (1963) считает называть этот лук дудчатым, так как латинское слово fistula в переводе означает дудка. В Англии он известен под названием уэльский, во Франции - страсбургский, Голландии -испанский, Германии - яковский. В Японии он именуется японским пореем, а на пакетах с семенами лука батуна, привезенными из Китая, чаще всего написано лук порей.
Лук батун - один из самых древних культивируемых видов. Культурные его формы произошли от дикорастущего в различных первичных очагах Центральной Азии. М.А. Панов (1963) называет три древних очага: 1) Китай, откуда он проник в Корею и Японию; 2) Монголию, где возникли морозостойкие, скороспелые формы, распространившиеся далеко на север; 3) Западную Сибирь, Алтай, откуда батун проник на Урал и в Башкирию еще в древние времена. Н.И. Вавилов (1967) считал родиной лука батуна Китай.
В культуре лук батун распространен от Полярного круга до тропиков. Он выращивается на территории всей Европы от Англии до Испании,, широко распространен в США и во всех странах Азии, особенно в Китае, Японии, Корее, Северном Вьетнаме. В России его выращивают повсеместно, но на Урале, в Сибири и на Дальнем Востоке больше, чем в других регионах.
Широкое распространение лука батуна связано с его ценными пищевыми и лечебными качествами, значительной экологической и агротехнологической пластичностью, высоким коэффициентом и легкостью размножения.
Лук батун в открытом грунте выращивают для получения зеленых листьевг в ранневесенний и позднеосенний (в год посева семян) период. Молодые зеленые листья лука батуна по вкусовым качествам превосходят листья лука репчатого: они более нежные и содержат больше витамина С. Растения лука батуна имеют непродолжительный период покоя и посадочный материал 2-5-летних растений можно уже в ноябре использовать для выгонки зеленых листьев в защищенном грунте.
Агроклиматические условия
Исследовательская работа с луковыми культурами проводилась в 1982-2008 гг. Полевые опыты в 1982-1987 годах проведены по многолетним лукам на базе совхоза "Ревдинский" Свердловской области. С 1988 года исследования перенесены в г. Дегтярск Свердловской области. Расстояние между местами исследований 15 км. Агроклиматические данные взяты на метеостанции г. Ревда.
Климат Среднего Урала континентальный, с продолжительной холодной зимой и коротким летом (Агроклиматический справочник, 1962). Вторжения холодных воздушных масс с Северного Ледовитого океана обусловливают частый возврат холодов и заморозки весной, в начале лета, а также ранней, осенью. Зима продолжительная (4-5 месяцев), лето короткое, нежаркое, переходные-периоды короткие. Сумма, эффективных температур составляет 1500...1600С, сумма осадков 200-250 мм. Период вегетации по сумме активных температур равен 110-125 сут., безморозный период - 113-120 сут., на почве - 88-105 сут.
Средняя температура зимних месяцев колеблется от -14 до -18,3С, а в отдельные сутки морозы могут достигать до -35...-47С, высота снежного покрова от 38 до 46 см. Почва промерзает на глубину до 138 см.
Весной в первой декаде апреля устанавливается средняя суточная температура выше 0С, а в третьей декаде — выше 5С. Среднесуточная температура колеблется от 0,7 до 3,1 С. Устойчивый снежный покров сходит во второй декаде апреля. Максимальная температура воздуха в апреле нередко достигает 22...27С. Количество осадков в марте и апреле почти одинаковое -15-20 мм.
Май характеризуется возвратами холодов и заморозками. Средняя месячная температура в мае близка к 9С. В отдельные годы в мае случаются морозы до -12 . Май - наиболее сухой месяц года, показатели относительной влажности воздуха обычно находятся в пределах 46-52%, а количество осадков составляет 45-50 мм. При сочетании высоких температур воздуха и незначительных осадков нередко наблюдаются засухи. Это важно учитывать при выращивании овощных культур посевом семян в открытом грунте.
Устойчивое теплое время наступает во второй декаде июня с переходом температуры воздуха через +15С. До этого периода возможны возвраты холодов, при которых температура может опускаться до -4...-6С. Средняя месячная температура в июне 14...15С. Осадков выпадает больше, чем в мае (57-85 мм).
Самый теплый месяц - июль, средняя месячная температура воздуха которого 17С. Осадков.выпадает 60-90 мм, немного больше, чем в июне.
Со второй половины августа ночи становятся прохладными. Средняя месячная температура бывает ниже 15С. В отдельные годы отмечаются первые заморозки, интенсивность которых может достигать -4...-5С. Самый ранний осенний заморозок отмечен 18 августа, самый поздний - 15 октября.
Средняя температура в сентябре равна 9, но к концу месяца может понижаться до -8...-12С. В начале сентября обычно наблюдаются периоды возврата тепла с температурой до 28...32С.
В первой декаде октября среднесуточная температура воздуха переходит через +5С, а в конце месяца - через 0.
В районе г. Ревда климат характеризуется следующими средними показателями: средняя годовая температура воздуха — 0,5С; средняя температура самого теплого месяца (июль) составляет +19,6С, самого холодного (январь) —16,4С; продолжительность летнего периода со среднесуточной температурой выше +10С - 105 суток при сумме осадков 250 мм; число суток в году с устойчивым снежным покровом 175, высота его достигает 52 см; продолжительность безморозного периода 99 суток.
1986 год был холодным и дождливым. Весна началась рано и переход температуры через +5 произошел 21 апреля, но в мае наступило глубокое и резкое похолодание с установлением временного снежного покрова (1, 5, 8 и 11 мая). Общая сумма активных температур была ниже нормы на 202. Первый осенний заморозок отмечен на 13 дней раньше среднемноголетней даты. Осень была холодной, с частыми осадками и ранним установлением временного снежного покрова.
1987 год в отличие от предыдущего был теплым и слабо-засушливым. Сумма активных температур была больше нормы на 181, особенно теплыми были май и июнь. Повышенная температура воздуха отмечалась и в сентябре, что благоприятствовало созреванию семян.
В 1988 год сумма активных температур была больше нормы на 174, особенно теплым был июль. Июнь, август засушливые, в июле и сентябре осадки выше нормы. Похолодание в 1 декаде сентября.
1989 год. Весна поздняя, переход температуры через +5 произошел 7 мая. Погода в-июне и июле жаркая и сухая. Общая сумма активных температур была выше нормы на 410. Первый осенний заморозок отмечен на 8 суток раньше среднемноголетней даты. Осень была теплой с осадками и ранним установлением временного снежного покрова.
1990 год. Прохладная и дождливая погода. По общей сумме эффективных температур за пятиградусный период был близок к норме. Осенью поздние заморозки.
1991 год был теплым с неравномерным выпадением осадков. Переход через +5С произошел значительно раньше обычных сроков - 9 апреля. Продолжительность периода с температурой воздуха выше +5С составила 201 день при норме 163, сумма эффективных температур выше1 5 составила 2680, что на 679 больше нормы. Ливневые дожди отмечались.в июле и августе.
1992 год. Для вегетационного периода характерны недостаток тепла сумма эффективных температур выше +5С была меньше нормы на 111. Июнь был засушливый. В июле и августе - стояла холодная ненастная погода.
1993 год. Весна поздняя, переход температуры через +5С произошел 1 мая. Температура в пределах многолетней. Осадки выше нормы в мае, июле и августе. Первый осенний заморозок отмечен на 8 дней раньше среднемно-голетней даты. Осень была холодной и сухой, раннее установление временного снежного покрова.
Влияние возраста растений на особенность их онтогенеза
Виды рода Allium L. - типичные геофиты, травянистые многолетники, у которых почки возобновления расположены на подземных органах (Василевская В.К., 1939; Серебряков И.Г., 1952; Филимонова З.Н., 1959; Казакова А.А., Жестяникова Л.Л., 1971). Жизненная форма растений -луковичные геофиты - в процессе эволюции связана с климатическими ритмами чередования теплых и влажных периодов с засушливыми и холодными. Их адаптивная способность - накопление запаса питательных веществ в подземных органах, что позволяет быстро возобновлять развитие весной.
Видовое разнообразие луков подразделяется на две группы: луковичные и корневищные. Для луковичных видов, к которым относится лук репчатый, характерно слабовыраженное образование - донце, относительно короткий вегетационный период, резкая и почти одновременная сменяемость корневой системы и надземной части растений, сильное развитие запасающих сочных чешуи луковицы. Приспособление луковичных видов к различным климатическим условиям в значительной степени объясняется углублением в почву меристем, обеспечивающих продолжение развития, что защищает их от холодов и засухи (Серебряков, 1952).
Корневищные виды, представители подрода Rhizirideum, имеют многолетнее корневище - стеблевое образование. Различают виды со слабовыраженным корневищем и относительно развитой луковицей (батун, алтайский, косой, многоярусный) и виды с сильно выраженным корневищем и слаборазвитой луковицей (слизун, шнитт, ветвистый).
Использование многолетнего лука многопланово: пищевое (зеленые листья в течение круглого года), лечебно-профилактическое и диетическое, а также в качестве декоративных и медоносных растений.
Материалом для исследований послужили лучшие образцы, выделенные при изучении генофонда видов культурного и дикорастущего лука в Сибирском НИИ растениеводства и селекции (Новосибирск).
Одновременно с изучением особенностей роста и развития растений по видовой принадлежности получали исходный материал по видам с целью выделения лучших для создания новых сортов.
В условиях Среднего Урала в 1982-2005 гг. исследованы закономерности ростовых процессов пяти видов многолетнего лука. По данным сравнительной характеристики их морфобиологических особенностей выявлены основы хозяйственной продуктивности. Материалом для исследований послужили лучшие образцы, выделенные при изучении генофонда культурных и дикорастущих луков в Сибирском НИИ растениеводства и селекции (Новосибирск): лук слизун селекционный номер 525 (сорт Грин); лук шнитт сибирская разновидность; лук ветвистый (душистый) поздноцветущая форма; лук батун Уральский местный.
В.А. Черемушкина (2004) описала онтоморфогенез корневищных луков разных жизненных форм, изученных в природных условиях. Внутри каждого из 5 типов морфогенеза показано развитие видов с разным способом роста корневища: горизонтальным, косовертикальным и вертикальным. По интенсивности ветвления автор различает рыхлые, плотные и сверхплотные дерновины. Эти материалы использованы нами при определении составляющих продуктивности листовых многолетних луков, выращенных в культуре.
Несмотря на различия жизненных форм видов корневищных луков они имеют ряд общих морфобиологических характеристик. Это касается изученных нами при выращивании в культуре видов: батун, слизун, шнитт, ветвистый, косой. Цикл развития от семени до семени у этих видов корневищных луков проходит за два года. В первый год жизни развиваются вегетативные органы, на второй год формируется цветонос, плоды и семена. Дальнейшая жизнедеятельность материнского растения осуществляется за счет ветвления. Цикл развития каждой ветви повторяется.
У большинства многолетних луков при посеве во влажную почву с температурой не ниже 5 С всходы появляются через 9-15 дней. У мезофитных видов полевая всхожесть семян выше, чем у ксерофитных. По данным О.В. Даевой (1967), семена шнитта всходят на 10-е, слизуна - на 20-е сутки. Фазы прорастания семян, появления всходов и начального развития сеянцев протекают однотипно у всех видов лука. Развитие проростков начинается ростом зародышевого корешка. Семядольный листочек вытягивается в основании, а его верхний конец остается в семени, откуда поглощает питательные вещества эндосперма с помощью специальных гаусториальных клеток, так образуется петелька. Зародышевый корешок растет вглубь почвы, создавая напряжение.
В 1982-1984 гг. изучали влияние сроков посева на продолжительность периода посев-всходы. При ранних сроках посева (третья декада апреля) период от посева до появления всходов был у батуна 29 суток, у остальных видов лука 41-44 суток (табл. 2).
При посеве во второй декаде мая единичные всходы луков отмечены через 16-24 суток, массовые - через 22-40 суток.
Известно, что чем выше температура почвы, тем быстрее прорастают семена. Однако пределы оптимального температурного режима различны для изучаемых видов. Семена лука батуна, шнитта, ветвистого при посеве в 1982 г. 19 мая проросли и дали массовые всходы при сумме положительных температур воздуха за период посева-всходов в среднем 218, при температуре почвы на глубине заделки семян около 10. При посеве апреля в 1983 г. для прохождения этой фазы потребовался больший срок, что связано с невысокой температурой почвы, которая в первые 10 суток составляла 4, затем 8...9С.
Семена лука косого прорастали позднее, и всходы развивались медленнее при посеве в почву, прогретую до 7...16 по сравнению с посевом при более низкой температуре почвы (5...13). Это, по-видимому, объясняется тем, что семена лука косого после их уборки длительное время находятся в глубоком покое и пониженные температуры ускоряют выход их из этого состояния (Старцев В.И., 1990).
Особенности онтогенеза лука шалота
О сущности многих процессов роста и развития чаще всего судят на основании морфологических проявлений этих процессов в онтогенезе, т.е. формирования органов или изменения их под влиянием факторов внешней среды и в зависимости от генотипа. Чтобы оценить уровень изменчивости признаков и свойств, выяснить их сопряженность и взаимозависимость, необходимы сведения о так называемом «нормальном» морфогенезе (Реймерс Ф.Э.,. 1959). При описании общих для культуры морфофизиологических особенностей использованы собственные исследования и литературные источники ( Реймерс Ф.ЭЛ959; Алексеева М.В., 1960; Ершов И.И., Агафонов А.Ф., 1984 Казакова А.А., 1978; Агафонов А.Ф., 1986, Пивоваров В.Ф., Ершов И.И., Агафонов А.Ф., 2001).
Лист. У растений шалота, как и у других луковичных видов, два типа листа: зеленые листья, выполняющие функции ассимиляции, представлены в виде хорошо выраженной листовой пластинки полой цилиндрической формы с листовым влагалищем; низовые бесхлорофильные листья, в виде мясистых сочных чешуи, в которых откладываются запасные питательные вещества, необходимые для начального процесса роста. На конусе нарастания одного побега каждый последующий лист возникает внутри предыдущего. В месте перехода от влагалища к пластинке в предыдущем листе имеется отверстие, окруженное выростом - «воротником», сквозь которое и проходит следующий лист.
Суженная верхушка зеленой пластинки листа может находиться в вертикальном положении, или иметь изгиб слабый, средний, сильный у разных генотипов. Зеленые листовые пластинки шалота тоньше и короче, но число их значительно больше, чем у лука репчатого. В среднем ширина листа в самой широкой его части 0,6-1,4 см; длина зеленой части - 15-54 см; максимальное число листьев от - 30 до 73.
Нижние тонкие влагалища листьев образуют ложный стебель, который поддерживает зеленые листовые пластинки в пространстве. От высоты ложного стебля и его плотности зависит форма розетки листьев, которая может быть прямостоячей или раскидистой. С прекращением нарастания новых зеленых листьев ложный стебель завядает, становится мягким и полегает.
Нижние (первые, краевые) листья по высоте влагалища короче, верхние длиннее. Основания (влагалища) краевых листьев в период формирования луковицы высыхают, образуя сухие чешуи, влагалища внутренних листьев утолщаются, превращаясь в открытые сочные чешуи. Непрорастающие зеленой пластинкой листья растут внутри луковицы, имеют форму колпачка. Это закрытые чешуи, содержащие запас питательных веществ, которые расходуются при отрастании нового побега.
Стебель (донце) - укороченное образование, на котором формируются у лука шалота многочисленные побеги, за счет чего формируется гнездо луковиц. Нижняя, наружная часть донца выступает за пределы луковицы, большая его часть состоит из отмершей ткани, образуя опробковевшую «пятку». Верхняя часть донца находится внутри растения (луковицы). На поверхности донца находятся точки роста (почки). Свойство лука формировать на одном донце определенное число почек называют зачатковостью, а свойство образовывать из этих почек луковицы — гнездностью. Обычно число зачатков больше, чем число луковиц в гнезде.
При посадке луковицы каждая из коротких почек - побегов, расположенных на донце по спирали, растет самостоятельно, формируя ветвь (этот процесс называется ветвлением). Каждая из ветвей имеет свою корневую систему, но они соединены и прикреплены к донцу-стеблю материнской! луковицы, образуя гнездо, которое легко разрывается при созревании новых луковиц. Процесс ветвления и образования новых почек происходит во время роста растений и в период хранения вызревшей луковицы.
Порядок, характер ветвления лука и связь этого процесса с хозяйственными признаками подробно изучены Н.Н. Тимофеевым (1935, 1946, 1947, 1949). Для шалота признак ветвления один из основных, т.к. от него зависит величина луковиц, их число, однородность по форме и размерам в гнезде, коэффициент размножения, скороспелость, вызреваемость, продуктивность при выращивании на луковицу и зеленый лист.
У шалота закладка осей первого порядка начинается после 4-6 листа, тогда как у малозачатковых форм лука репчатого первые боковые оси закладываются после 10-11 листа. Всего возникает от 4 до 12 боковых осей. Внешними признаками ветвления являются: появление из пазухи предыдущего листа не одного, а двух одинаковых по размерам листьев; деформация луковицы, которая больше по размерам с той стороны, где заложились боковые побеги; отчленение дочерней луковицы от материнской. При более ранней закладке боковых осей образуется большее число ветвей и более плоская форма луковицы. Ветвление действует в направлении уменьшения ширины и числа чешуи луковицы. Развитие ветвей-побегов в гнезде происходит относительно независимо друг от друга и, если удалить в период ветвления из гнезда один или несколько побегов, то остальные будут развиваться нормально и с ослаблением конкуренции увеличиваются размеры оставшихся в гнезде луковиц.
Число обособившихся луковиц в гнезде одного генотипа зависит от % размера материнской луковицы, её происхождения, условий выращивания. При загущении, снижении освещенности, засухе, недостатке питательных веществ в почве число луковиц в гнезде уменьшается, хотя зачатковость сохраняется в пределах нормы реакции генотипа. При глубокой посадке луковицы становятся более овальными и вытянутыми, а при разреженной посадке и мелкой заделке -более плоскими и округлыми. По форме луковицы шалота разнообразны. Они могут быть округлыми, плоско-округлыми, плоскими, овальными или продолговато-удлиненными. Окраска сухих чешуи - фиолетовая, желтая, коричневая разных оттенков, сочных чешуи — бледно-фиолетовая и белая.
Корневая система шалота мочковатая, слабо разветвленная. Основная масса деятельных корней расположена в верхнем, пахотном слое почвы, который должен быть рыхлым, содержать достаточное количество легко усвояемых питательных веществ, хорошо увлажненным в период интенсивного роста листьев, чтобы максимально реализовать в урожае потенциальные возможности растений.
Объем корневой системы у шалота значительно меньше, чем у лука репчатого, т.к. корни растут не по всей окружности донца, а занимают только лишь её часть, около половины. Это. связано с образованием пятки (отмершего донца материнской луковицы), местом соединения дочерних луковиц в гнезде. Она занимает почти половину донца, в среднем 46%, поэтому и требования к условиям произрастания у шалота выше.
Цветоносный побег (стрелка) и соцветие. В онтогенезе цветоносный побег выполняет две функции: стеблевого органа, несущего соцветие и самостоятельного ассимилирующего, что имеет большое значение для формирования соцветия и вызревания семян, это особенно важно, когда листья розетки особенно у ранних форм шалота, начинают желтеть и отмирать. \
Цветоносы почти без вздутия, короткие, высотой 50-70 см. У одного растения их может быть 10-15 штук. Соцветия - шаровидный многоцветковый зонтик. Наряду с цветками в соцветии образуются и бульбочки, которые можно использовать для посева. Явление вивипарии у лука шалота встречается и на Среднем Урале. Лепестки цветков белые или розовые. Соцветия и семена меньше, чем у лука репчатого.
