Введение к работе
Актуальность темы. Лук репчатый является ценной пищевой культурой, которая содержит большое количество витамина С, сахаров и фитонцидов. В РФ производство лука составляет не более 5-6 кг на душу населения в год, в то время как по медицинской норме его необходимо съедать по 10 кг. Данное потребление возможно в настоящее время только с учетом импорта продукции из других стран - Китая, Индии и США, Турции и Нидерландов, которая составляет 45 % от валового производства его в России.
Для повышения производства лука репчатого в России ежегодно включаются в «Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию» от 18 до 34 сортов и гибридов, которые проходят сортоиспытание на ГСУ областей, но оно не позволяет полностью выявить все биологические особенности новых сортов и гибридов при отсутствии действия факторов, способствующих наиболее полной реализации потенциала их урожайности.
Для растений, являющихся открытой биологической системой, самыми чувствительными при воздействии внешних факторов являются процессы фотосинтеза и минерального питания, как две стороны единого процесса питания. Критерием его эффективности является накопление органического вещества, формирование массы растения.
Культура лука отличается тем, что в общей биологической продуктивности велика доля хозяйственной продуктивности. Их величины в значительной степени зависят от адаптированности генотипов к условиям региона возделывания. Поэтому оценка адаптивности лука репчатого к условиям Волго-Вятского региона на серых лесных почвах является актуальной.
Цель исследований - комплексное изучение хозяйственно-биологи-ческих особенностей сортов и гибридов лука репчатого и определение оптимальных факторов, как элементов сортовой агротехники, повышающих урожайность при однолетнем возделывании в условиях Волго-Вятского региона.
Задачи исследований:
- получить количественную характеристику фотосинтетической и энергетической эффективности ассимиляционного аппарата сортов и гибридов лука репчатого, возделываемых в однолетней культуре, и изучить особенности их минерального питания и эффективности использования поглощенных элементов при формировании биологического и хозяйственного урожаев;
- установить характер корреляционной зависимости между фотосинтетической активностью листового аппарата и минеральной продуктивностью корневой системы, а также между величиной фотосинтетического потенциала и биологической продуктивностью сортов и гибридов лука репчатого;
- выделить сорта лука репчатого, наилучшим образом адаптированные к условиям Волго-Вятского региона, и определить их биохимический состав;
- изучить влияние площади питания на рост и развитие растений лука репчатого и определить оптимальную площадь питания для повышения урожайности;
- изучить влияние уровня азотного питания на минеральную продуктивность и развитие листового аппарата, а также установить оптимальную дозу азотных удобрений для реализации потенциала урожайности и рассчитать экономическую эффективность от их внесения;
- предложить элементы технологии возделывания лука репчатого в условиях однолетней культуры с учетом биологической специфики сорта и экономической эффективности.
Научная новизна. Проведен впервые систематический физиологический анализ реакции растений 6 сортов и 6 гибридов лука репчатого на экологический потенциал Волго-Вятского региона, позволивший обосновать выбор лучших адаптированных генотипов, способных давать урожай от 35 до 40 т/га при выращивании в однолетней культуре.
Получены новые данные по фотосинтезу и биологической продуктивности сортов и гибридов, морфометрические характеристики корневой системы изучавшихся сортов и гибридов, определены существенные различия (в 1,9 раза) по ее длине, приходящейся на единицу массы растения и различия по удельной активной поверхности корневой системы.
Оценена минеральная продуктивности корневой системы изучавшихся сортов и гибридов. Показаны корреляции чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) и фотосинтетического потенциала (ФП) с биологической и хозяйственной продуктивностью. Отмечена отрицательная корреляция между величиной корневого потенциала и минеральной продуктивностью корневой системы. Установлена функциональная связь между деятельностью ассимиляционного аппарата и активной части корневой системы, позволившая определить оптимальную площадь питания растения лука в 100-150 см2 для максимальной урожайности. Выявлена реакция растений лука на разные уровни азотного питания от 30 до 120 кг д.в./га и определена оптимальная доза применения азота 60 кг д.в./га при возделывании в однолетней культуре.
Практическая значимость работы. Выявлены гибриды лука репчатого Сафран F1, Манас F1 и Сангро F1, формирующие урожай при возделывании в однолетней культуре от 35 до 40 т/га. Определена оптимальная площадь питания одного растения лука, равная 100-150 см2, показано, что ее увеличение улучшает товарные качества лука, но снижает урожайность. Установлена оптимальная доза азотных удобрений в 60 кг д.в./га при фоновом внесении фосфора и калия в дозах по 30 кг д.в./га на серых лесных почвах в условиях Волго-Вятского региона.
Предложена методика работы с корневой системой лука репчатого для определения абсолютной величины ее активной части и установлена связь работы листового аппарата с минеральной продуктивностью корневой системы.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на заседаниях кафедры плодоовощеводства, селекции и семеноводства Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии (г. Нижний Новгород, 2008-2010 гг.); Международной научно-практической конференции «Научно-инновационные основы повышении эффективности овощеводства», посвященной 85-летию образования РУП «Институт овощеводства» (Республика Беларусь, г. Минск, 2010); Международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Биологические основы садоводства и овощеводства» (г. Мичуринск-Наукоград, 2010); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, соискателей, посвященной 80-летию Вятской ГСХА (г. Киров, 2010); научно-практической конференции, посвященной 100-летию И. М. Коданева (г. Нижний Новгород, 2008); научно-практической конференции Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии, посвященной 75-летию Заслуженного деятеля науки РФ, доктора сельскохозяйственных наук, профессора В. П. Заикина и 80-летию образования академии «Земледелие и его ресурсное обеспечение в современных условиях» (г. Нижний Новгород, 2010).
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 7 работ, в т. ч. 1 в издании, входящем в перечень ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 145 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов и предложений производству. Работа содержит 38 таблиц, 24 рисунка, 1 приложение. Список литературы включает 240 наименований, в том числе 23 на иностранных языках.
