Home » Овощеводство » Лук репчатый

Лук репчатый

Содержание

Хозяйственное значение

Лук репчатый — одна из ценнейших овощных сельскохозяйственных культур, возделываемая по всему миру. Ценится за свой специфический вкус, аромат, лекарственные свойства и является практически незаменимым продуктом почти во всех кухнях мира. В основном он используется как вареный овощ, но значительное количество употребляется в сыром виде.

В пищу используются все части растения (луковицы, зеленое перо и даже молодые стрелки). Лук выращивают для различных целей, а именно в виде свежих побегов для зеленого «салатного» лука и в виде луковиц для:

  • отребления в сыром виде;
  • потребления в приготовленном виде;
  • соления;
  • замораживания;
  • использования в фабричных продуктах питания;
  • обезвоживания (в виде хлопьев или порошка);
  • производства семян;
  • производство севка;
  • производство лукового масла (после дистилляции.

Для большинства этих целей были выведены специальные сорта; например, сорта для обезвоживания имеют более высокое содержание сухого вещества в луковице (17-20%), чем обычные 10-12%. Луковицы для потребления в необработанном виде часто сладкие, с мягким вкусом и крупные, с одним центром, подходящим для изготовления луковых «колец». Особый сорт для маринования — маленький, белокожий «серебристый». Специальные сорта обычно используются для производства салатов и севка. С другой стороны, луковицы для маринования, употребления в пищу, на рынке крупных луковиц «джамбо» и для использования в пищевой промышленности могут быть мелкые, средние, крупные и поврежденные луковицы, соответственно, из урожая одного и того же сорта. Обычно, однако, производство луковиц нацелено на один из этих рынков путем контроля размера луковиц за счет изменения плотности посадки культуры.

Размер луковицы, форма, цвет, жгучесть и содержание сухого вещества являются важными маркетинговыми характеристиками и во многом зависят от региональных предпочтений. Другими характеристиками, делающими лук популярным овощем, являются его отличные свойства при переработке в консервированные, маринованные, замороженные, дегидрированные и ароматизированные продукты. Луковицы лука для сушки обычно хорошо провялены, и если они взяты из холодного хранилища, их следует ненадолго подержать при температуре окружающей среды или нагреть до 25-30°C. Это процедура кондиционирования, которая уменьшает обесцвечивание.

Удаленность фермы от завода имеет экономическое значение. Некоторые отличительные местные луковые продукты включают бланшированные ростки лука («кальготы»), производимые в Таррагоне, на северо-востоке Испании, из длиннодневного (LD) и короткодневного сорта ‘Blanca Grande Tardia de Lerida’. Крупные луковицы, собранные в середине июля, хранятся недолго в открытом грунте, а затем пересаживаются в августе-сентябре с интервалом 40 см х 30 см. Когда листья достигают длины 30 см, их высаживают на постоянное место два-три раза с октября по декабрь. Белые, сладкие, гладкие на вкус побеги (около четырех-семи на луковицу) собирают с ноября по март, до удлинения соцветий. Качество продукта, продаваемого под названием «Calgot de Valls. Denominacio de Qualitat», регулируется и сертифицируется (DARP, 1995) и контролируется уполномоченной компанией, которая проводит оценку по стандарту EN45011. Группы из 25-50 побегов, с белой частью 15-25 см, диаметром 1,7-2,5 см на расстоянии 5 см от корней, скрепляются лентой с пронумерованной сертифицированной этикеткой и продаются для приготовления непосредственно в пламени от горящих побегов винограда, и употребляются как основное блюдо со специальным соусом. «Калготы» — ресторанное блюдо в Испании и это лишь один из примеров разнообразной средиземноморской кухни с аллиумами.

Сорт оказывает наибольшее влияние на жгучесть, но температура и тип почвы также имеют определенное влияние. В тропических регионах предпочитают сильную жгучесть, в то время как во многих регионах с умеренным климатом предпочитают меньшую жгучесть.
Растворимые твердые вещества являются важным компонентом для срока хранения и качества переработки лука. Эта характеристика сильно варьируется среди сортов. Сорта, выведенные специально для обезвоживания, имеют высокое содержание растворимых сухих веществ, некоторые из них превышают 18-20%, в то время как другие сорта имеют всего 5%. Низкий уровень растворимых сухих веществ характерен для короткодневных, низкоострых сортов, обычно выращиваемых для потребления в свежем виде. Высокое содержание твердых веществ, как правило, связано с сортами, обладающими высокой жгучестью и способными долго храниться.

Крахмал отсутствует в луке и других видах Alliums. Углеводы представлены в основном сахарозой, глюкозой, фруктозой и фруктозаном, полимером фруктозы. Содержание белков, жиров и клетчатки низкое. Помимо вкусовых качеств, лук вносит значительный вклад в рацион питания человека с точки зрения калорийности энергии и питательных веществ. Зеленые верхушки лука имеют высокое содержание провитамина А и достаточное содержание витамина С. Луку и другим видам Allium приписываются некоторые лекарственные свойства.

Лекарственные свойства лука

Основная страница: Лекарственные свойства лука

История

Большинство ботаников считают, что лук репчатый возник в регионах вокруг Ирана и Западного Пакистана. В диком виде лук не известен, хотя многие аллиумы с лукоподобным вкусом растут в диком виде в умеренных регионах Северного полушария.

История лука восходит, по крайней мере, к 3200-2800 гг. до н.э., судя по находкам в египетских гробницах. В Египта его выращивали во времена Старого царства. Лук изображен в виде резьбы на стенах пирамид и в гробницах времен третьей и четвертой династий (2700 г. до н.э.), что указывает на его важность в ежедневном рационе многих людей. Библейские записи об Исходе (1500 г. до н.э.) также хорошо известны. Из Месопотамии есть свидетельства о выращивании в Шумере в конце третьего тысячелетия до нашей эры. Это, вместе с записями из Египта, указывает на то, что первоначальное окультуривание началось раньше, чем 4000 лет назад.

Вероятно, впервые лук был одомашнен в горных районах Туркменистана и северного Ирана, граничащих с древними развитыми цивилизациями Ближнего Востока (шумерской). Поэтому юго-западная Азия считается основным центром одомашнивания и изменчивости. Другие регионы с большим разнообразием, такие как Средиземноморье, считаются вторичными центрами (Hanelt, 1990; Fritsch and Friesen, 2002). Ближайшим диким родственником в подроде Cepa секции Cepa является A. vavilovii (Klaas and Friesen, 2002), который встречается в горах Коппет-Даг в Туркменистане.

Культура лука распространилась в Индии около 600 года до нашей эры, а греки и римляне писали о луке и чесноке около 400-300 года до нашей эры. Считается, что римляне завезли лук в Северную Европу, и в Средние века лук широко культивировался по всей Европе. В Россию лук, вероятно, был завезен в 12 или 13 веке.

Доисторические останки культурных растений часто оказываются чрезвычайно полезными для реконструкции их эволюции и истории. Это особенно верно для долгоживущих семенных культур, таких как зерновые, но гораздо меньше для таких видов, как луковица лука, у которых мало шансов на длительное сохранение. Поэтому приходится полагаться в основном на письменные источники, резьбу и живопись. Таким образом, картина истории таких видов фрагментарна, по крайней мере, для ранних эпох. Традиционные представления об истории культивирования лука обыкновенного были обобщены Хелмом (1956), Джонсом и Манном (1963), Казаковой (1978) и Хэви (1995) и кратко рассмотрены Ханелтом (1990).

Современная эксплуатация A. pskemense может быть использована в качестве иллюстрации того, как могло начаться раннее культивирование лука. Этот вид потребляется жителями Пскемской и Чаткальской долин, которые часто пересаживают его из дикой природы на свои огороды, где его выращивают и пропалывают (Левичев и Крассовская, 1981). Возможно, тысячи лет назад из-за чрезмерного сбора луковицы предка лука стали дефицитными, что стимулировало их перенос в сады и положило начало одомашниванию (Hanelt, 1986a). Дальнейший человеческий и естественный отбор, вероятно, способствовал изменению аллометрической формы роста в сторону луковиц, сокращению жизненного цикла растений до двухлетнего и адаптации ко многим условиям окружающей среды (Hanelt, 1990).

В Индии сообщения о луке встречаются в письменах, датируемых 6 веком до нашей эры. В Греческой и Римской империях он был культивируемым садовым растением. Были описаны его лекарственные свойства, а также подробности выращивания и распознавания различных сортов. Считается, что римляне, которые выращивали лук в специальных садах (cepinae), завезли лук к северу от Альп, так как все названия лука в западных и центральных европейских языках происходят от латинского. Различные сорта лука перечислены в садоводческих каталогах с 9 века нашей эры, но широкое распространение как культура в Европе лук получил только в средние века и, вероятно, был завезен в Россию в 12 или 13 веке.

Лук был одним из первых культурных растений, завезенных в Америку из Европы, начиная с Колумба в Карибском бассейне. Поселенцы привезли лук из Европы в Северную Америку в начале 1600-х годов. Позже он был завезен несколько раз и в начале 17 века обосновался на территории, которая сегодня является северной частью США. Европейцы завезли этот вид в Восточную Азию в 19 веке. Местные культивируемые виды этого региона, особенно A. fistulosum, все еще более распространены и популярны в кулинарии.

Эта история культивирования относится исключительно к группе лука обыкновенного. Группа Aggregatum плохо документирована в исторических записях. Скорее всего, «аскалонский лук» античных авторов не был луком-шалотом. Первые достоверные сведения относятся к 12-13 векам во Франции и 16-17 векам в Англии и Германии. В гербариях того времени есть хорошие иллюстрации этой группы (Helm, 1956).

Экономическое значение

Хотя производство лука широко распространено, большая его часть сосредоточена в Северном полушарии, причем многие сорта специально адаптированы к различным экологическим средам обитания. Влажные тропики и большая часть Юго-Восточной Азии — это районы, где производство лука ограничено.

Производство лука в Азии составляет более 56% от мирового объема; за ним следует европейское производство — около 18%. На долю основных стран-производителей лука, Китая и Индии, в совокупности приходится более 27% от общего объема производства.

Средняя мировая урожайность лука составляет около 16 т/га, но при отличном росте и управлении можно получить урожайность 50-60 т/га.

В период с 1978 по 2002 год мировое производство сухого лука увеличилось в 2,34 раза, в то время как численность населения выросла в 1,45 раза. Площадь возделывания за этот период увеличилась в 1,9 раза до 2,95 млн. га, а среднемировая урожайность возросла с 14,04 до 17,4 т/га. Экспортные цены на лук выросли только со 191 до 226 долларов США за тонну в период с 1977 года до средней цены 2002-2004 годов, что является падением в реальном выражении с учетом инфляции. Изменения для чеснока более драматичны — производство постоянно увеличивалось в 3,08 раза с 1978 по 2002 год. Площадь возделывания увеличилась в 1,92 раза до 1,12 млн. га, а средняя мировая урожайность выросла в 1,6 раза до 11,2 т/га. Экспортные цены составляли US$ 794/т в 1977 году и US$ 465/т в среднем за 2002-2004 годы.

Репчатый лук выращивают от субарктических районов северной Финляндии до влажных тропиков, хотя лучше всего он приспособлен к производству в субтропических и умеренных районах. Многие густонаселенные развитые страны — например, Германия, Великобритания и Япония, страны Ближнего Востока, экспортирующие нефть — например, Саудовская Аравия — и страны влажных тропиков — например, Малайзия, Шри-Ланка и Кот-д’Ивуар — являются крупными нетто-импортерами сухого лука и чеснока. Важными экспортерами сухого лука являются Индия, Аргентина, Нидерланды, Испания, Мексика, Турция, США, Польша, Австралия, Новая Зеландия и Чили. Индия является крупнейшим в мире экспортером и поставляет острые луковицы в страны Персидского залива и многие влажные тропические страны. Нидерланды производят большое количество долго хранящегося, высеваемого весной, острого лука, который экспортируется с сентября по апрель, в основном в Германию и Великобританию. Нидерланды также выступают в качестве маркетингового посредника, импортируя и реэкспортируя лук. Луковицы из южного полушария, в частности из Чили, Австралии (особенно Тасмании) и Новой Зеландии, имеют важный экспортный рынок в Северной Европе с мая по июль, когда урожай предыдущего года в этом регионе достигает конца срока хранения.

В такой большой стране, как США, рынок может круглогодично снабжаться луком из разных климатических зон. Так, осенние посевы, выращенные в южных и юго-западных штатах Техас, Нью-Мексико, Аризона и Калифорния, дают луковицы для продажи с конца февраля по июнь. На орошаемых минеральных почвах западных штатов Калифорния, Колорадо, Орегон и Айдахо выращивают крупные, сладкие луковицы для продажи с лета до января. Северо-восточные и северные штаты от Нью-Йорка до Миннесоты производят острые, долго хранящиеся луковицы для продажи с сентября по апрель.

Благодаря мировой торговле сухим луком, а также многочисленным методам выращивания и круглогодичного хранения лука в большинстве стран лук-севок доступен круглый год.

Цены на лук колеблются из года в год, и, поскольку существует глобальный рынок луковиц, производители в одном регионе мало что могут сделать для контроля рынка и стабилизации цен. Начинает развиваться более эффективная коммуникация о площадях посадок в производственных зонах, влиянии погоды в режиме реального времени и состоянии рынков по всему миру. Также начинают появляться коммерческие веб-сайты, предоставляющие информацию о ценах на международном уровне. Тем не менее, колебания спроса и предложения из года в год и непредвиденные дефициты на международных рынках, вероятно, останутся частью картины предложения лука (Bosch-Serra and Currah, 2002). В Европе лук, поступающий на рынок, должен соответствовать определенным установленным стандартам качества (Комиссия Европейских сообществ, 1983, 1997).

Тенденции в мировом производстве лука трудно предсказать, они зависят от сложного сочетания технологических и экономических факторов. Например, постоянное совершенствование технологий выращивания, уборки и хранения, обычно основанное на научных исследованиях, наряду с внедрением большей механизации, позволило снизить трудозатраты и повысить качество и экономичность этой культуры в Великобритании (MAFF/ADAS, 1982). В результате в период с 1960 по 1981 год национальное производство выросло в восемь раз. В 1963 году Египет был ведущим мировым экспортером лука-севка, отправив за границу 190 миллионов тонн, в основном в Северную Европу. По стоимости в качестве экспортной культуры луковичный лук уступал только хлопку. Изменения, произошедшие в результате борьбы с разливом Нила, привели к эпидемии болезни белой гнили, и в 1986 году экспорт египетского лука сократился до 21 млн т, хотя с тех пор он восстановился. Таким образом, непредвиденные последствия технологических изменений почти уничтожили экспортную отрасль в стране с самыми древними данными о выращивании лука.

Рынки лука и их предпочтения

Большое разнообразие сортов лука обеспечивает широкий диапазон размеров, форм, вкуса и качества. В северо-западной Европе в основном продается лук среднего размера, шаровидной формы и желто-коричневого цвета, причем в Великобритании предпочитают лук с более темным цветом кожицы. Существуют меньшие сегменты рынка для мягкого, крупного испанского лука, лука-шалота, красного и белого лука, а также постоянно расширяющийся рынок салатного лука, который теперь импортируется в Европу в зимний период. Не весь салатный лук — это A. cepa, так как A. fistulosum предлагает возможность летнего производства при длинных днях без риска образования луковиц. Cv. ‘White Lisbon’ и его селекции являются основным видом салатного лука A. cepa. Существует развивающийся рынок органически произведенного лука, который пока удовлетворяется в основном несколькими странами, такими как Аргентина. В Европе стандарты качества лука высоки и регламентированы (Комиссия Европейских сообществ, 1983, 1997).

В Мексике предпочтение отдается луку с белыми луковицами. В США популярен крупный, очень мягкий, желтый лук, хотя в северо-восточных и центральных штатах выращивают и хранят для зимних поставок большие объемы желтого острого лука, похожего на европейские аналоги, но с несколько более короткой длиной дня. В штатах Скалистых гор США, от Колорадо до Вашингтона, существует крупный производственный район, где летом выращивают крупный сладкий мягкий лук испанского типа и хранят его в контейнерах, а не на зиму.

Сладкий лук типа ‘Grano’/’Granex’ выращивают в Джорджии (район Видалия), а также в южном Техасе и южной Калифорнии (см. Currah, глава 16 настоящего тома). В штате Вашингтон выращивают сорт ‘Walla Walla Sweet’ (ID).

В Японии крупный, сладкий, желтый лук также пользуется спросом, и производители в странах Юго-Восточной Азии конкурируют за его поставку. Японские потребители ценят сладкий, сочный, перезимовавший лук с устойчивостью к полеганию, который был отобран в Японии из североамериканских источников. Более длиннодневный летний японский лук включает в себя cv. ‘Sapporoki’ и гибриды с повышенной устойчивостью к болезням, которые были выведены на его основе.

Начинает развиваться более эффективное информирование о площадях посадок в основных производственных зонах, влиянии погодных условий в реальном времени и состоянии рынков по всему миру. В странах-производителях можно использовать модели для прогнозирования некоторых последствий более открытых рынков для национальных луковых экономик. Влияние либерализации торговли луком между США и Мексикой было проанализировано Фуллером и др. (1996) с помощью модели межвременного равновесия североамериканской экономики сухого лука.

Даже самые лучшие модели не смогут полностью решить проблемы непредвиденных погодных условий и других факторов, влияющих на мировые цены на лук. Колебания спроса и предложения из года в год и непредвиденные дефициты на международных рынках, вероятно, еще некоторое время будут оставаться частью картины предложения лука. Начинают появляться коммерческие веб-сайты, предоставляющие информацию о ценах на международной основе.

Химический состав

Основная страница: Биохимия лука

Химический состав луковиц лука репчатого (Howard et al., 1962):

  • влага — 90%;
  • белок — 1,3%;
  • жиры — 0,2%;
  • углеводы — 4,0%;
  • витамины:
    • A — 330 IU;
    • B1 — 0,06 мг/100 г сырого веса;
    • B2 — 0,05 мг/100 г сырого веса;
    • ниацин — 0,3 мг/100 г сырого веса;
    • С — 32 мг/100 г сырого веса;
  • минеральные вещества:
    • кальций — 62 мг/100 г сырого веса;
    • железо — 0,5 мг/100 г сырого веса;
    • магний — 25 мг/100 г сырого веса;
    • фосфор — 43 мг/100 г сырого веса.

Химический состав листьев лука репчатого (Howard et al., 1962):

  • влага — 92%;
  • белок — 2,0%;
  • жиры — 0,2%;
  • углеводы — 3,4%;
  • витамины:
    • A — 5000 IU;
    • B1 — 0,07 мг/100 г сырого веса;
    • B2 — 0,14 мг/100 г сырого веса;
    • ниацин — 0,2 мг/100 г сырого веса;
    • С — 45 мг/100 г сырого веса;
  • минеральные вещества:
    • кальций — 80 мг/100 г сырого веса;
    • железо — 1,0 мг/100 г сырого веса;
    • магний — 24 мг/100 г сырого веса;
    • фосфор — 30 мг/100 г сырого веса.

Таксономия

Основная страница: Таксономия лука

Ботаническое описание

Основная страница: Морфология лука

Лук репчатый (Allium сера L.) относится к семейству Liliaceae L. (Alliaceae). Это двулетнее травянистое растение обычно выращивается как однолетнее, за исключением производства семян. При посеве семенами в первый год образует луковицу, в которой накапливаются пластические вещества, на второй год из луковицы развивается цветущее растение, дающее семена.

Корневая система

Корневая система лука мочковатая.

Корневая система слабо развита и имеет слабую поглощающую способность, поэтому растения лука предъявляют повышенные требования к пищевому и водному режиму почвы.

Основная масса корней располагается в слое почвы 5-20 (30) см и редко простираются горизонтально более чем на 50 см.

У сеянцев вначале образуется первичный корень, затем все корни являются придаточными диаметром около 1,5 мм.  Корни редко ветвятся, редко имеют корневые волоски и редко увеличиваются в диаметре. По мере роста растения постоянно образуются новые придаточные корни (три-четыре в неделю), которые появляются из стебля у основания листьев и растут вниз через диск стебля; одновременно происходит старение и отмирание старых корней. В начале роста количество активных корней увеличивается; по мере созревания луковицы корни отмирают быстрее, чем образуются новые. Иногда можно увидеть, как поздно развивающиеся корни выходят через основания ранее сформировавшихся листьев.

Стебель

Стебель, от которого отходят корни, очень короткий, его диаметр увеличивается по мере роста, и в зрелом состоянии он выглядит как укороченный перевернутый конус.

Луковица

Луковица лука состоит из сухих чешуй, которые в зависимости от сорта могут быть желтыми, белыми или фиолетовыми; сочных чешуй, открытых и закрытых, и укороченного стебля — донца.

Кожица лука образуется из сухих бумагоподобных наружных чешуй листьев, которые теряют свою мясистость во время роста луковицы. Следующий слой листовых влагалищ называется ложными чешуями и является мясистым с листовыми лопастями. Далее вглубь расположены настоящие чешуи мясистых запасающих листовых влагалищ, которые не имеют лопастей, а в центре луковицы находятся первичные листья точки роста. На поперечном срезе луковицы хорошо видна кольцевидная структура.

При созревании типичная луковица обычно имеет две сухие кожицы, окружающие от трех до пяти утолщенных оболочек из лопастных листьев. Они окружают три-пять утолщенных безлопастных листьев (чешуи), внутри которых заключены четыре-пять лопастных зачатков листьев (ростовые листья). Ветвление происходит, когда боковая почка, имеющаяся в каждой пазухе листа, прорастает и производит листовые чешуйки. В результате образуется многоцентрические луковицы. Из почек новые луковицы или цветоносы-стрелки с соцветиями. В зависимости от количества вегетативных почек луковица может быть мало- или многозачатковой.

Основные признаки луковицы — однородность формы, размера и цвета кожицы. Форма варьируется от шаровидной до почти цилиндрической, есть плоские и конусовидные луковицы. Размер варьируется в значительных пределах, как и цвет кожицы, которая может быть белой, желтой, коричневой, красной или фиолетовой. Важны и другие характеристики, такие как жгучесть и сухое вещество. Каждый из этих признаков определяется генетически, но может изменяться под влиянием условий окружающей среды.

Листья

Листья репчатого лука трубчатые, покрыты восковым налетом, у основания утолщаются и переходят в сочные чешуи, образующие луковицу. Толщина воскового налета может быть разной, поэтому листья лука в зависимости от сорта и условий выращивания могут иметь разную интенсивность зеленой окраски. Восковой налет служит надежным средством защиты растений от лишнего испарения влаги и проникновения болезнетворных бактерий и грибов.

Каждый лист состоит из лопасти и влагалища. Влагалище развивается, окружая точку роста, и образует трубку, которая окружает молодые листья и верхушку побега. Молодые листья растут вверх через центр влагалища предыдущего листа. В совокупности эти влагалища образуют псевдостебель. Листья закладываются поочередно и друг напротив друга. Они возникают из короткого, сжатого, похожего на диск стебля (донца), который продолжает увеличиваться в диаметре и с созреванием напоминает перевернутый конус. Листовые пластинки трубчатые, слегка уплощенные с адаксиальной стороны и, хотя и полые, закрыты на кончике. В месте соединения листовой пластинки и влагалища находится отверстие, через которое выходит следующая листовая пластинка. Каждый последующий лист крупнее предыдущих до тех пор, пока не начнется образование бульбы. В это время вновь образованные листья становятся все более короткими, а затем и вовсе лишаются лопастей.

При созревании луковицы зеленая ассимилирующая часть листа отмирает. Вместе с зелеными листьями отмирают и влагалища, ссыхаясь, они создают плотную тонкую «шейку» луковицы. Хорошо высохшая шейка, смыкаясь, защищает луковицу от проникновения в нее болезнетворных грибов и бактерий, поэтому такие луковицы хорошо хранятся.

Листья образуются из верхушечной меристемы, они пробиваются сквозь псевдостебель, образованный основаниями листьев влагалища более старых листьев.

Соцветие

Цветоносная стрелка трубчатая с ярко выраженным восковым налетом, полая внутри, с характерным вздутием на одну треть ее высоты, заканчивается шаровидным соцветием (зонтик) диаметром от 2 до 15 см. Количество развивающихся побегов зависит от числа проросших боковых почек.

Верхушечное соцветие развивается из кольцевидной апикальной меристемы. Побеги, от одного до нескольких, обычно удлиняются намного выше листьев и варьируют в высоту от 30 до более чем 100 см.

Соцветие представляет собой совокупность множества цветков на различных стадиях развития, обычно насчитывается 200-600 мелких отдельных цветков, но может быть от 50 до более чем 1000.

Цветки лука совершенны, серовато-белые, состоящие из шести лепестков, шести тычинок, расположенных двумя кругами, трехгнездного пестика с маленьким рыльцем. Опыление перекрестное, пыльца тяжелая и липкая, поэтому переносится мухами и пчелами. Протандрия (сбрасывание пыльцы до того, как рыльце станет восприимчивым) способствует перекрестному опылению и зависимости от насекомых-опылителей. Цветки имеют нектарники, привлекающие насекомых-опылителей, обычно медоносных пчел.

Бутоны в соцветии распускаются в три яруса. Продолжительность цветения зонтика — 20-45 и более дней; отдельные цветки плодоносят в течение недели.

В редких случаях на верхушке соцветия образуются бульбочки.

Соцветие появляется после вернализации на второй год.

Плод

Плод лука — сухая трехгранная коробочка. При полном оплодотворении в ней образуется шесть семян. Семена лука созревают примерно через 45 дней после завязи.

Семена мелкие, черного цвета, округло-трехгранной или неправильной формы с плотной роговидной оболочкой, которая хорошо защищает их от неблагоприятных условий. За черный цвет оболочки семена репчатого лука называют «чернушкой».

При обычных условиях хранения их всхожесть сохраняется 2-3 года (не более 2-4 лет при комнатной температуре). Семена быстро теряют жизнеспособность, если их не хранить в оптимальных условиях 0 °C и низкой относительной влажности. При высокой температуре и влажности в тропических условиях жизнеспособность может составлять менее года.

Масса 1000 семян — 2,7-4,0 г.

Биологические особенности

Требования к температуре

Лук репчатый — холодостойкая культура. Всходы лука легко переносят весеннее похолодание, но в фазе «петельки» они погибают при -2 °C. Однако уже при образовании настоящих листьев понижение температуры до -2 °C к гибели растений не приводит. Взрослые акклиматизированные растения могут переносить заморозки до -7 °C.

Семена лука прорастают при температуре 0-35 °C. При температуре 1-2 °C и оптимальной влажности почвы появление всходов растягивается на 30-35 дней и более. При температуре 10 °C период от посева до всходов занимает 14-21 дней, при 18-20 °C — 7-10 дней, при 21-27 °C — всего 3-4 дня .

Оптимальная температура для роста корней 15-25 °C, листьев 12-25 °C; также сообщается об оптимальной температуре 13-24 °C. Оптимальная температура для роста рассады составляет 20-25 °C (также указывается 23-27 °C); рост начинает снижаться при температуре выше 27-30 °C. В условиях низких температур воздуха корневая система развивается быстрее надземной части, поэтому посев следует проводить как можно раньше, чтобы к периоду наступления высоких температур успела сформироваться мощная корневая система.

Для получения высоких урожаев необходима прохладная температура на ранних стадиях роста до начала образования луковиц.

Для цветения необходима вернализация. Цветки и семена в фазе молочной спелости повреждаются даже при краткосрочных осенних заморозках, не превышающих — 1 °С.

Отношение к влаге

Лук репчатый относится к влаголюбивым растениям, несмотря на то, что листья лука отличаются невысокой испаряющей способностью. Однако вследствие того, что корневая система обладает слабой сосущей силой, растения лука довольно отзывчивы на орошение. Поддержание высокой влажности почвы необходимо также из-за высокой обводненности тканей листа лука и роста новых придаточных корней. При это увлажненность почвы должна периодически достигать основания луковицы, чтобы вновь образованные придаточные корни из стебля прорастали в почву. Корни не растут в сухой почве.

От влажности почвы зависит прорастание семян, отрастание севка и маточных луковиц, нарастание листьев, образование луковиц, формирование и созревание семян у семенных растений. Достаточное количество влаги имеет решающее значение для равномерного появления всходов. В то же время лук чувствителен к избытку влаги, так как подвержен вымоканию и выпревапию.

При выращивании лука-репки из семян и севка установлены следующие критические периоды по отношению к почвенной влаге: первые две недели после посева, 2-3 недели после появления всходов и во время активного образования листьев. В период созревания луковиц избыточная влажность почвы вредна, так как отрицательно сказывается па лежкости луковиц. Оптимальная влажность почвы для лука репчатого должна быть в пределах 75-80 % от предельной полевой влагосмкости (ППВ).

При выращивании семенников лука критический период приходится на первые 2-3 недели после высадки маточных луковиц. Достаточно увлажненной должна быть почва и в период налива и созревания семян для образования более полновесных семян.

Почвы с высокой водоудерживающей способностью лучше обеспечивают влагой неглубокую корневую систему, но при этом должны хорошо дренироваться. При низкой влажности почвы рост замедляется, но лук также чувствителен к высокому уровню грунтовых вод или заболачиванию. Равномерное количество влаги, около 400-800 мм (также, 380-760 мм) на культуру, способствует крупному размеру луковиц и высокой урожайности.

Требования к почве

Луковые культуры можно успешно выращивать на большинстве плодородных почв: песчаных (Джорджия, США; Норфолк, Великобритания), тяжелых глинистых (Венесуэла), торфяных органических почвах (США и Канада), и даже вулканических почвах (Чили). 

Обычно рекомендуется pH почвы в диапазоне 6-7 (допустимая — 7,4), но для органических почв подходит и более низкий pH; например, в Онтарио, Канада, луковые культуры хорошо растут на торфяных (навозных) почвах с pH 4. По другим данным, оптимальной считается рН 6,5-8,0 на минеральных почвах и 5,5-5,8 — на торфянистых и органических. В целом, кислые почвы для возделывания лука не рекомендуются, но если возникает необходимость размещать лук на почвах с повышенной кислотностью (pH 5,4-5,5), то их необходимо заблаговременно произвестковать.

На кислых почвах с pH < 6,0 известь вносят за 2-3 месяца до подготовки почвы (непосредственного известкования лук не выносит), чтобы привести pH почвы в диапазон 6,2-6,5 (Kelley and Granberry, 2000). Такое внесение перед посадкой влияет на качество и хранение луковиц лука, повышая упругость луковиц (Randle, 1995).

Оптимальное содержание гумуса — не менее 2,0 %, подвижного фосфора и обменного калия — не менее 150 мг/кг почвы. 

Почва должна быть достаточно хорошо структурирована, чтобы можно было подготовить мелкокомковатое семенное ложе, подходящее для мелкосемянной культуры.

Луковые культуры удовлетворительно выращиваются на песчаных, илистых и торфяных почвах в Великобритании, а также на хорошо структурированных глинах в Нидерландах. Торфяные или песчаные почвы, если есть возможность орошения, являются предпочтительными и часто используются.

Почвы, используемые для выращивания лука, варьируются от легких песков до тяжелых глинистых суглинков. Для выращивания лука необходима однородная, тонкая структура почвы в поверхностном слое. Поэтому наиболее подходящими почвами являются супеси и суглинки с достаточным содержанием органического вещества, хорошей структурой, с высокой влагоемкостью и влагопропицаемостью, не засоренные другими культурными или сорными растениями почвы. Крупнозернистые песчаные и тяжелые глинистые почвы малопригодны для выращивания лука, особенно в однолетней культуре, так как на них часто образуется почвенная корка, препятствующая появлению всходов и нормальному утолщению луковиц. Почвы с крупными камнями или глинистыми комьями затрудняют механическую уборку.

Лук очень чувствителен к засолению и является одной из самых чувствительных культур в этом отношении (Аллен и др., 1998): значительное снижение роста было зафиксировано даже при 1,4 дСм/м раствора (Wannamaker and Pike, 1987). Поэтому по возможности следует избегать засоленных почв. Культивары различаются по устойчивости к засолению во время прорастания или в начале роста (Palaniappan et al., 1999). Тем не менее, в некоторых орошаемых районах, от засушливых до субгумидных, лук выращивают на (суб)засоленных почвах. Это обычно снижает урожайность (Ramfrez and Rodriguez, 1997), даже когда используются методы борьбы с этим явлением — например, посадка рассады на боковой стороне гряд. Засоленность сильнее влияет на урожайность, когда лук выращивается при более высоких температурах и низкой влажности воздуха (Maas, 1990). Шеннон и Грив (2000) считают лук одной из культур, наиболее чувствительных к плохому качеству воды. Необходима адекватная дренажная система для удаления засоленных стоков.

Характеристики почвы могут влиять на хранимость лука. Rossier и др. (1994) оценили 10-летние данные по четырем классам почв в Швейцарии. Лук с почв, содержащих более 5,4 мг натрия (Na) на 100 г почвы, показал самую высокую способность к хранению, развивал меньше ростков, но был меньше, чем лук с почв с меньшим содержанием Na; уровень кальция (Ca) в клеточном соке был связан с прорастанием. Однако во избежание токсичности для растений лука соленость почвы во время роста культуры должна поддерживаться на уровне ниже 370 мг солей на 100 г почвы.

Свойства почвы также являются определяющим фактором для мобильности и устойчивости пестицидов в почве. Во Флориде Баттлер и др. (1998) опубликовали электронное руководство по распространению знаний, чтобы помочь луководам выбрать пестициды в соответствии со свойствами почвы, такими как рейтинг выщелачивания или стока, для защиты источников водоснабжения.

Отношение к свету

Лук — растение длинного дня. При опоздании с посевом время образования луковиц сдвигается на более короткий день, в этих условиях период вегетации лука растягивается, луковицы долго не вызревают или нс образуются совсем. Луковым растениям требуется высокая интенсивность освещения, особенно при выращивании их из семян, так как слабое освещение тормозит формирование луковицы.

Физиология лука

Основная страница: Физиология лука

По мере укоренения и роста сеянцев продолжается образование новой листвы и корней, а также небольшое удлинение и расширение сжатого стебля. Сначала очередные листья, как правило, длиннее и имеют более широкие основания. Листья и корни продолжают образовываться с относительно равномерной скоростью, хотя по мере разрастания рост листьев изменяется таким образом, что листья становятся короче и меньше и меняют форму, становясь безлопастными (рис.). Характер роста листьев также изменяется в результате образования бульбочек.

Развитие листьев лука: молодые листья развиваются в листовых влагалищах более старых листьев, самый молодой лист без лопастей.
Рост последовательных листьев лука на протяжении его развития от появления семян до сухой луковицы; цифры представляют последовательность сформированных листьев.

Образование луковицы

Процесс образования луковицы — это изменение морфологии листьев, начинающееся при превышении критической длины дня, хотя температура оказывает влияние. Каждый сорт имеет критическую длину дня для индукции образования луковицы. Наиболее важна продолжительность светового воздействия, а процесс воздействия является кумулятивным. Кратковременное воздействие стимула соответствующей длины дня не является достаточным для появления луковицы. Если сорта достигают своей критической длины дня до того, как будет достигнут адекватный вегетативный рост, луковицы в результате будут маленькими. Сорта, требующие длинного дня для образования луковиц, не будут образовывать луковицы при выращивании в течение короткого дня.

Лук подразделяется на коротко-, средне- и длиннодневные сорта. У короткодневных сортов луковицы появляются, когда длина дня равна или превышает 11-13 ч. У промежуточных сортов луковицы появляются в ответ на длину дня, равную или превышающую 13-14 ч, а у длиннодневных сортов луковицы появляются в ответ на длину дня 14 ч и более. Эти обозначения положительно коррелируют с географической широтой. Для производства луковиц растения короткого дня обычно выращивают на широте менее 30°, промежуточного между 30° и 38°, а те, что выращивают на широте более 38°, относятся к длиннодневным сортам. Фактически все сорта являются длиннодневными растениями по реакции на образование луковиц, поскольку они образуют луковицы в ответ на увеличение, а не уменьшение длины дня.

Индукция образования луковиц вызывает мобилизацию запасов питательных веществ в основания листьев, что приводит к их увеличению и формированию структуры хранения, то есть самой луковицы. Распределение продуктов фотосинтеза различается на разных фазах роста. Во время развития до образования луковицы рост листовых пластинок превышает рост листовых влагалищ, но в начале образования луковицы рост листовых влагалищ ускоряется по сравнению с ростом листовых пластинок. По мере развития луковицы рост внутренней чешуи или безлопастного листа становится доминирующим.

Например, при коротком световом дне (11 ч) и температуре 21 °C отсутствует образование луковицы и цветочная инициация, ранее сформированные цветковые инициалы не развиваются, тогда как при температуре 10 °C, образование луковицы отсутствует, но инициируется медленное цветение; при длинном световом дне (15 ч) и температуре 21 °C происходит быстрое разрастание луковицы, без цветочной инициации, ранее сформированные цветочные инициалы уничтожаются, тогда как при температуре 10 °C  и при наличии луковички могут появиться цветочные инициалы, а при отсутствии луковички начинается интенсивное цветение (Brewster (1977)).

На рис. представлен пример влияния длины дня (широты), тропической температуры и сроков посадки для коротко-, средне- и длиннодневного лука в зависимости от конкретного участка.

Влияние длины дня и температуры на рост сортов лука
Влияние длины дня и температуры на рост сортов лука на 38° северной широты (Дэвис, Калифорния). Более подробное объяснение примеров I, II, III и IV см. в тексте.

В примере I на рис. короткодневные (12 ч) сорта были высажены первого апреля, мая, июня, июля, августа и сентября. При каждой посадке рассада росла при длине дня 13 ч и более. В этих условиях сеянцы получили стимул длинного дня и преждевременно произвели очень мелкие луковицы. В примере II были высажены короткодневные сорта с появлением всходов примерно в первых числах октября. Сеянцы росли осенью при умеренных температурах и длине дня менее 12 ч. Такие растения обычно вырастают достаточно большими, прежде чем низкие температуры (менее 10 °C) в декабре, январе и начале февраля вызывают вернализацию. После возобновления активного роста при более теплых апрельских температурах стебли семян удлиняются в ущерб развитию луковиц. В примере III рассада короткодневных сортов, посаженная примерно в первых числах ноября, декабря, января или февраля, скорее всего, все еще будет находиться в ювенильной стадии в период, когда наступает вернализация. Поскольку эти растения не будут подвергнуты вернализации, они продолжают расти вегетативно до тех пор, пока длина дня не достигнет 12 часов или более в конце марта, когда происходит образование луковиц. Потенциальный размер зрелой луковицы зависит от размера растения на момент индукции. В примере IV сеянцы короткодневных сортов, появившиеся примерно в первых числах марта, после относительно короткого периода роста получат стимул к образованию луковиц примерно в конце марта. Поскольку до момента достижения критической длины дня вегетативный рост будет незначительным, луковицы будут мелкими. В принципе, реакция сортов лука с промежуточной и длинной длиной дня будет схожей.

Длина дня оказывает наиболее предсказуемое влияние на образование луковиц; влияние температуры меньше и имеет тенденцию к изменению. Поэтому планирование сроков посадки и выбор сортов в значительной степени зависят от длины дня. Однако температура также влияет на процесс образования луковиц. При длинном дне и высокой температуре созревание луковиц происходит раньше и быстрее. Низкая температура не предотвращает, но может задержать образование луковиц. Как только начинается процесс образования луковиц, температура становится очень важной и является основным фактором, влияющим на рост листьев и увеличение луковиц. Бывают ситуации, когда некоторые сорта не дают луковицы при низких температурах при соответствующей длине дня, но дают луковицы при теплых температурах.

В тропиках температура, как правило, имеет такое же значение для образования луковиц, как и длина дня. Например, при высоких температурах реакция луковицы на критическую длину дня сокращается, а при температуре выше 40 °C луковица задерживается.

Урожайность луковиц в значительной степени зависит от площади листьев, развитых до начала образования луковиц. Идеальной ситуацией для получения высокого урожая является ситуация, когда 70-90% сухого веса побега переходит в луковицу. На скорость роста и созревания луковицы также влияют питание, влажность, конкуренция растений, интенсивность и качество света. Крупные и старые растения более отзывчивы на рост луковиц, чем мелкие и молодые, если соблюдены требования к длине дня. Однако при сильном фотопериодическом стимуле даже однолистный сеянец может стать луковицей. Дефицит азота, возникающий вблизи критической длины дня, как правило, ускоряет начало образования бульбочек. С другой стороны, даже при критической длине дня избыток азота может задержать появление луковиц. Стресс от недостатка влаги и конкуренция с растениями или сорняками также могут ускорить реакцию. В условиях индуктивной длины дня высокая интенсивность света усиливает образование луковиц. Дальний красный свет способствует инициации; красный свет предотвращает инициацию или может обратить ее вспять.

Лук, растущий при длине дня меньше критической, продолжает развитие новых листьев, но не дает луковиц. Эта реакция используется при выращивании зеленого лука, так как для этого товара образование луковиц нежелательно. Соответственно, для производства зеленого лука обычно используются длиннодневные сорта, обычно с белой кожицей.

Короткодневные сорта, выращенные в условиях длинного дня, начинают формировать луковицу рано и дают мелкие луковицы из-за недостаточного роста растений до появления луковиц. Сорта короткого дня выращиваются в условиях длинного дня для получения наборов для размножения или для получения мелких луковиц, необходимых для определенных целей и некоторых продуктов переработки.

Во время роста луковицы боковые почки могут дать несколько верхушек внутри луковицы, каждая из которых окружена безлопастными запасающими листьями. Луковицы с одним центром очень желательны, особенно для переработки в виде жареных луковых колец. Тенденция к развитию боковых почек зависит от сорта, но также подвержена влиянию таких факторов, как продолжительность периода роста, расстояние между растениями, уровень питания и даже гербициды. Важными характеристиками луковиц лука являются ранность и однородность размера, формы и цвета. Также важны вкус (жгучесть), сухое вещество и срок хранения. Дополнительные желательные признаки — неповрежденная и привлекательная кожица, толстые листовые чешуи (кольца), одноцентровые луковицы, тонкая шейка, устойчивость к раннему полеганию, болезням и насекомым-вредителям. Каждая из этих характеристик зависит от генетики, но может быть изменена под влиянием окружающей среды и культурных методов.

Цветение

Процесс цветения — это образование семенного стебля и связанного с ним соцветия. Сорта сильно различаются по реакции на низкую температуру и продолжительности воздействия, необходимого для образования завязей. Период воздействия температуры 5-10°C в течение 1-2 месяцев является достаточным для вернализации многих сортов. Для некоторых сортов температура от 10 °C до 15°C является достаточной для стимулирования бутонизации. Возврат к высокой температуре может частично свести на нет кумулятивный индуктивный эффект холода. Быстрое и энергичное образование бульбочек может подавить появление стебля семян, даже если оно уже началось. Однако возможно одновременное развитие луковиц и стеблей семян.

Размер растений имеет важное значение для индукционной реакции. Как только растение выходит за пределы стадии ювенильного проростка, низкие температуры способствуют появлению завязей, и крупные растения реагируют на них сильнее, чем мелкие. Растения с менее чем четырьмя или пятью листьями или диаметром «шейки» менее 6 мм обычно считаются находящимися на ювенильной стадии и не реагируют. Луковицы с диаметром луковицы менее 16 мм также менее отзывчивы.

Растения, выращиваемые для производства семян, должны получить достаточный прирост перед вернализацией, чтобы максимизировать рост растений и размер луковицы и, таким образом, последующее развитие стебля семени. Для получения вегетативного роста, необходимого для высокого урожая семян, посадки производятся в середине и конце лета, чтобы крупные растения развивались до наступления индуктивных температур осенью и зимой. Обычно луковицы лука, предназначенные для производства семян, требуют прохладного периода покоя, во время которого закладываются цветочные примордии. Температура хранения луковиц или наборов может повлиять на восприимчивость к цветению. Хранение при температуре 0 или 25 °C менее благоприятно для образования завязей, чем при температурах между ними. Последующее развитие стебля семян улучшается, если они выращены из крупных растений и луковиц. Количество цветочных стеблей на растении зависит от количества верхушек боковых побегов, а у крупных луковиц их больше. Однако, когда растения выращиваются непосредственно из семян, обычно формируется только один семенной стебель. Недостатком сортов, чувствительных к завязыванию, является то, что потомство, полученное из семян, в некоторых условиях может преждевременно завязываться и, следовательно, быть малопригодным для выращивания лука.

Модели роста целого растения

В 1990-х годах несколько исследовательских групп достигли прогресса в технике моделирования роста лука. Развитие вычислительных технологий и доступ к Интернету позволили моделированию вступить в новую эру, в которой оно стало необходимым для решения и интеграции сложной проблемы роста и развития лука.

Первая модель роста лука на потенциальном уровне производства в полевых условиях была разработана де Виссером (1992, 1994a) в Нидерландах. Его модель ALCEPAS использует концепции, впервые рассмотренные в голландской модели общего моделирования роста сельскохозяйственных культур SUCROS87 (Spitters et al., 1989). Влияние на рост луковиц специфических факторов длины дня, температуры и LAI (отношение площади листьев к площади почвы) было определено с помощью суммы температур, которая была скорректирована на длину дня и LAI, последний — через соотношение красного и дальне-красного света. Модель непосредственно применима к сортам VLD, сравнимым с ‘Rijnsburger Robusta’, и должна быть адаптирована для других сортов. ALCEPAS был дополнительно протестирован (de Visser, 1994b) путем сравнения прогнозируемой и фактической урожайности. Производство сухого вещества луковицы было правильно смоделировано в нестрессовых условиях, но LAI был переоценен, а время 50%-го опадения было недооценено при низкой плотности растений.

В ALCEPAS коэффициент экстинкции света (KDF) был рассчитан при пасмурном небе и получил значение 0,54, что выше, чем в Великобритании (0,47 ± 0,04: Tei et al., 1996a). В Испании, при ясном небе, наилучшим образом переданная фотосинтетически активная радиация (Itrans) соответствовала уравнению полиномиальной регрессии второй степени:

ln (Itrans) = -0,68 LAI + 0,10 (LAI)2;

таким образом, снижение Itrans на единицу прироста LAI уменьшается по мере роста луковой культуры (Bosch Serra и Casanova, 2000).

В полевых условиях дыхание луковиц очень низкое. Это сочетается с равномерным распределением излучения внутри полога и более ранним прекращением роста лопастей, и, следовательно, обеспечивает более высокую эффективность преобразования поглощенной фотосинтетически активной радиации (PAR), чем у салата и красной свеклы (Tei et al., 1996a). На более поздних стадиях роста лука было зарегистрировано 5,08 ± 0,25 г/МДж. Tei и др. (1996b) также обнаружили, что увеличение сухого веса лука лучше всего описывается эксполинейной функцией, и не было обнаружено существенных различий при использовании времени, дневных градусов (DD) (Tbase = 5,9°C) или эффективных дневных градусов (0,136 DD м2/МДж) в качестве независимой переменной.

В Новой Зеландии Ланкастер и др. (1996) попытались упростить прогнозирование размера и зрелости луковиц в нелимитирующих агрономических условиях. Были использованы данные по сортам ‘Pukekohe Longkeeper’ и ‘Early Longkeeper’ (базовая температура 5°C), при 40 растениях на м2. Начало бутонизации (определяемое как отношение луковица : шейка > 1,2) происходило, когда градусо-дней было более 600 и фотопериод > 13,75 ч. Эта двухпороговая зависимость в сочетании с количеством листьев, появившихся после начала бутонизации, и измерениями размера растений в момент бутонизации, была хорошим предсказателем конечного размера луковицы. Количество листьев, появляющихся после начала образования бульбочек, коррелировало со временем до созревания, но это не было подтверждено независимым набором данных. Эти простые взаимосвязи могут быть полезны при определенных условиях выращивания, но их было бы трудно широко применять — например, путем изменения плотности — в более интенсивной системе.

Брюстер (1997a, b) указал, что теоретически несколько существующих моделей роста могут быть объединены в виде модулей, чтобы объяснить реакцию культуры на ключевые факторы окружающей среды, влияющие на лук на протяжении всего жизненного цикла, включая цветение и производство семян. Эти модели включают в себя модели, охватывающие вернализацию, скорость развития стебля семени и время до созревания семян. Этот подход до сих пор применялся в основном к европейскому луку VLD, и его еще предстоит разработать и испытать на луках ID и SD.

Модели могут предсказать рост лука, но неразрушающие измерения в реальном времени дают новые возможности для количественной оценки фактического роста и урожайности. Полевые измерения отражения в спектральных диапазонах 660,9 нм (pr) и 813,2 нм (pir) были использованы для мониторинга надземной биомассы и LAI в период быстрого роста листьев лука: от шести листьев до начала бутонизации (Bosch Serra и Casanova, 2000). Метод подходит для ряда коммерческих плотностей испанского поля (30, 60, 90 растений/м2) при неограничивающих условиях роста, как инструмент для мониторинга реального роста лука на региональном уровне.

Измерение последствий потери листьев

Потеря листьев у лука, вызванная биотическими (вредители, болезни) или абиотическими (например, пескоструй, град) причинами, имеет прямое влияние на снижение урожайности. Наибольшее влияние на общую товарную урожайность и урожайность отдельных товарных классов происходит в начале бутонизации (Bartolo et al., 1994). Потеря листьев может также задержать созревание урожая и подвергнуть растения заражению болезнями, что еще больше сокращает функциональную площадь листьев.
В Наварре, Испания, был изучен эффект различных степеней потери листьев при ручной дефолиации на различных стадиях развития лука, чтобы оценить влияние на конечную урожайность, и были разработаны уравнения регрессии (Muro et al., 1998). Полученные результаты помогают при страховых выплатах в случае повреждения градом или других видов повреждения листьев.

Исследования корней

Bosch Serra и др. (1997) сравнили рост корней двух обезвоженных сортов ‘Staro’ и ‘SWG’ и крупного свежего сорта ‘Valenciana de Grano’ в лабораторных и полевых испытаниях. Частый полив способствовал значительно большему росту корней, чем ранее сообщалось в Великобритании для лука сорта ‘Rijnsburger’ (Greenwood et al., 1982). Длина корня лука (RL) была связана с сухим весом побега (SDW):

ln RL = a + b x ln SDW.

Значение перехвата (a) было выше у сорта Valenciana de Grano, чем у других сортов.

Сорта лука могут иметь различные стратегии, вкладывая больше или меньше энергии в рост корней по сравнению с ростом побегов. Максимальная средняя плотность корней в верхних 20 см почвы в культуре, выращенной при плотности 80 растений/м2, составляла от 8 до 9 см/см3, но 90% корневой системы было сосредоточено в верхних 40 см глубины почвы, и только 2-3% общей длины корней было зарегистрировано ниже 60 см глубины, как было обнаружено Гринвудом и др. (1982). В течение 15 дней до начала выращивания бульбочек длина корней на глубине первых 20 см увеличилась примерно вдвое у сортов ‘Staro’ и ‘SWG’ и втрое у сорта ‘Valenciana de Grano’. ‘Valenciana de Grano’: следовательно, этот период считается критическим для подачи воды, чтобы обеспечить удлинение корней. Эти результаты противоречат общепринятому мнению о росте корней лука, согласно которому образование корней прекращается с началом роста луковицы. Однако удлинение корней может продолжаться быстрыми темпами.

Лук и изменение климата

Исследования влияния повышения температуры и уровня CO2 в атмосфере на рост сортов ‘Hysam’ и ‘Sito’ проводились в Великобритании, в туннелях, покрытых полиэтиленом (Daymond et al., 1997). Средняя температура, превышающая температуру окружающей среды на 2,5 °C, снизила урожайность (на 3,4-4,4 %/°C и 8,7-11,8 %/°C у сортов ‘Hysam’ и ‘Sito’, соответственно), предположительно из-за сокращения продолжительности роста. Обогащение CO2 в концентрации 532 мкмоль (против концентрации в окружающей среде 374 мкмоль) увеличило сухой вес луковицы (на 29,0-37,4% и 35,3-51,0% у сортов ‘Hysam’ и ‘Sito’, соответственно), поскольку оно увеличило скорость разрастания листьев и скорость фотосинтеза до образования луковицы и увеличило продолжительность роста луковицы. На основании сравнения повышения температуры, необходимого для полной компенсации увеличения урожайности каждого сорта в результате повышения CO2 (8,5-10,9 °C и 4,0-5,8 °C для сортов ‘Hysam’ и ‘Sito’, соответственно), был сделан вывод, что будущая концентрация 560 мкмоль/моль CO2, связанная с повышением глобальной температуры на 2,1 °C, должна быть благоприятной для производства лука в Великобритании, особенно для длинносезонных сортов.

Преимущества изменения климата для коммерческого производства лука-батуна (cv. ‘Hysam’) в Великобритании были подтверждены Вурром и др. (1998) в более комплексном эксперименте. Однако Уилер и др. (1998) пришли к выводу, что более теплые температуры при выращивании сельскохозяйственных культур негативно скажутся на качестве послеуборочного лука в Великобритании, поскольку может увеличиться прорастание луковиц при хранении.

В Новой Зеландии, в контексте агротехнических методов выращивания лука и потоков парниковых газов, ван дер Веерден и др. (2000) начали новое направление исследований лука, сосредоточившись на выбросах N2O, и показали, что урожайность лука в среднем составляет 10 т/кг N2O-N.

Питание лука

В садоводческой традиции лук считается требовательной к плодородию почвы культурой и нуждается в высокоплодородной почве для достижения максимального урожая. Это было подтверждено сравнительными испытаниями удобрений на 22 видах овощей умеренного климата, в которых лук-батун и лук-порей, соответственно, заняли четвертое и пятое места по чувствительности к P (Greenwood et al., 1980b), четвертое и девятое — к K (Greenwood et al., 1980a) и восьмое и седьмое — к азоту (N) (Greenwood et al., 1980c). На первый взгляд, это несколько парадоксально, так как лук относится к медленнорастущим видам овощей, и луки при уборке выносят из почвы меньше P и K, чем многие другие овощи, которые достигают максимального урожая при более низких уровнях P и K в почве, например, капуста. Однако из-за низкой плотности корней и отсутствия корневых волосков у аллиумов им требуется высокая концентрация P и K в почвенном растворе для обеспечения диффузии к поверхности корней со скоростью, достаточной для удовлетворения их потребностей в качестве рассады.

На рисунке показано поступление фосфора на единицу длины корня молодых проростков лука вскоре после появления всходов. В самый ранний период скорость поступления почти в три раза выше, чем в поздний. Следовательно, высокая концентрация почвенного раствора необходима для удовлетворения потребностей в питательных веществах для максимальных темпов роста всходов, но более поздний приток может поддерживаться более низкими концентрациями. Потребность в высоком плодородии почвы, вероятно, в значительной степени является отражением этой короткой, но критической стадии развития культуры. Лук и другие овощные культуры, ограниченные недостатком питательных веществ на этой ранней стадии, вероятно, останутся менее урожайными, чем культуры без ограничений, до окончательного сбора урожая (Costigan et al., 1983).

Среднее поступление фосфора (фосфатов) (поглощение на единицу длины) в корни проростков лука на ранних стадиях роста в почти оптимальных условиях в почве с умеренным статусом P
Среднее поступление фосфора (фосфатов) (поглощение на единицу длины) в корни проростков лука на ранних стадиях роста в почти оптимальных условиях в почве с умеренным статусом P (почва C по Brewster et al. (1975) с концентрацией фосфатов в растворе 0,0325 моль/м3).

Схема общего поглощения питательных веществ луковицей лука показана на рис. ниже. Из рис. b видно, что около 70% поглощения N и P и прироста сухой массы приходится на последнюю половину общего периода роста.

Рост и поглощение минеральных питательных веществ луковичной культурой лука сорта "Southport White Globe", выращиваемой в долине Салинас в Калифорнии, США
Рост и поглощение минеральных питательных веществ луковичной культурой лука сорта "Southport White Globe", выращиваемой в долине Салинас в Калифорнии, США. (a) Рост всего растения, свежий и сухой вес (включая корни, г), сухое вещество (%), высота (см) и количество листьев. (b) Поглощение основных минеральных питательных веществ культурой. ●, N; ○, K; △, Ca; ▲, P; □, Mg; ■, Na.

В шведских условиях около 80% поглощения азота происходило в последней трети периода роста. Для достижения высокого урожая важно обеспечить достаточное количество азота для удовлетворения высокого спроса на этом этапе, когда луковицы набухают.

С течение времени процентное содержание минеральных питательных веществ в сухом веществе урожая лука снижается. Процентное содержание минеральных питательных веществ в большинстве культур снижается по мере увеличения веса урожая на единицу площади. Это можно объяснить тем, что концентрация N, P и K выше в метаболически активной ткани, чем в структурной ткани и ткани хранения. Определенная минимальная концентрация (процент от сухого веса) минеральных питательных веществ наблюдается в живых, нерастущих растениях. Выше этого минимума относительная скорость роста (RGR) увеличивается с процентным содержанием питательного вещества в сухом веществе до критического процента, который может быть семи- или восьмикратным по отношению к минимальному уровню, при условии, что другие питательные вещества не являются лимитирующими (Agren, 1988).

Относительная скорость роста увеличивается линейно с процентным содержанием N в этом диапазоне и квадратично с процентным содержанием P (Agren, 2004). По мере увеличения массы урожая на единицу площади увеличивается доля нерастущих структурных и запасающих тканей, поэтому RGR снижается, а концентрация питательных веществ на единицу общей сухой массы, необходимая для поддержания темпов роста на максимальном уровне (так называемая «критическая концентрация питательных веществ»), уменьшается (Greenwood et al., 1991). Взаимосвязь между критическим процентным содержанием N и весом культуры на единицу площади, обнаруженная в опытах по применению азотных удобрений для лука, довольно хорошо описывается уравнением, характерным для многих растений C3, хотя при низком весе данные для лука опускаются ниже этой линии, возможно, потому, что он имеет изначально низкий RGR и, следовательно, более низкую критическую потребность в N, чем более быстрорастущие культуры.

Критическая концентрация K ведет себя аналогично критической концентрации N, и отношение критического процента K:критического процента N составляет 0,595 для лука и 0,902 для порея (Greenwood and Stone, 1998). Критический процент P примерно в восемь-десять раз ниже, чем критический процент N, и также снижается по мере увеличения веса культуры (Greenwood et al., 1980d).

Луковичные луки представляют собой серьезную проблему для обеспечения поглощения питательных веществ на единицу длины корня с достаточно высокой скоростью, чтобы обеспечить максимальный рост проростков, а затем, во время основного периода роста луковиц, обеспечить достаточное количество общего азота из их ограниченной глубины укоренения для достижения максимального урожая луковиц. Были разработаны различные методы внесения питательных веществ, чтобы удовлетворить требование высокого притока на единицу длины корня молодых сеянцев и высокого общего спроса во время роста луковиц, стараясь при этом минимизировать потери питательных веществ и последующее загрязнение окружающей среды.

Были разработаны имитационные модели реакции многих культур, включая лук, на N, P и K удобрения (Greenwood и др., 1996, 2001; Greenwood и Karpinets, 1997). Эти модели используют погодные данные для моделирования роста культур, поглощения питательных веществ, поглощения воды, потерь и поступлений питательных веществ с различной глубины почвы и дают прогноз реакции питательных веществ при различных климатических условиях и применении удобрений. Они учитывают многочисленные взаимодействующие процессы, влияющие на реакцию культур на питательные вещества. Кроме того, что они указывают на целесообразность применения удобрений, они полезны для изучения того, как различные условия могут влиять на реакцию питательных веществ. Модели доступны в Интернете (http://www.qpais.co.uk).

Влияние минеральных веществ на вкус

Влияние минерального питания на вкус лука было рассмотрено Рэндлом и Ланкастером (2002). Доступность сульфатов, вероятно, оказывает наибольшее влияние на интенсивность и качество вкуса из всех факторов окружающей среды. Ограничение количества серы или ее изобилие для растения неизбежно влияет на количество синтезируемых соединений-прекурсоров аромата на основе серы. Freeman и Mossadeghi (1970, 1971) впервые показали, что интенсивность аромата можно варьировать от почти незначительного до высокого уровня, изменяя подачу сульфата к растениям лука и чеснока, растущим в питательных растворах. Их работа показала, что была достигнута точка насыщения, после которой дополнительное количество сульфата приводило к незначительному увеличению жгучести. Однако в полевых экспериментах жгучесть редко реагировала на внесение серы (Hamilton et al., 1998), так как этот элемент уже достаточно обеспечен в большинстве почв, а сульфат часто добавляется при обычном внесении удобрений.

Для многих сортов лука желательна высокая интенсивность вкуса. Однако для производства очень мягкого лука необходимо ограничить поступление сульфата в растение. Для производства мягкого лука содержание сульфатов в почве и воде не должно превышать 50 ppm (Randle and Lancaster, 2002). Сульфат является легко вымываемым анионом, как и нитрат, и легче выщелачивается из легких песчаных почв, чем из тяжелых или высокоорганических почв, поэтому легкие почвы наиболее подходят для выращивания мягкого лука. Поскольку сера является необходимым элементом для нормального роста растений, ограничение сульфатов для производства мягкого лука может привести к снижению урожая луковиц (Randle and Lancaster, 2002).

Содержание сульфатов также влияет на накопление сахара и растворимых твердых веществ в луке. Сорта с потенциалом мягкого вкуса увеличивают содержание сахара при низком содержании сульфатов, в то время как некоторые другие сорта снижают содержание твердых веществ и сахара (Randle and Bussard, 1993). На некоторые сорта лука изменения в доступном сульфате оказывают сильное влияние, в то время как другие проявляют меньшую реакцию. При выращивании лука в условиях высокосульфатного плодородия больше серы сохраняется в листьях во время бутонизации, чем при низком уровне сульфатов. Если листьям дать отсохнуть и высохнуть на луковицах, то в листьях остается очень мало серы, чем в листьях растений, выращенных при низком сульфатном плодородии. По мере увеличения сульфатного плодородия количество общей серы, хранящейся в луковицах в виде сульфата, увеличилось примерно с 10 до почти 50% (Randle et al., 1999).

Острые сорта накапливают меньший процент сульфата в луковице по сравнению с мягкими сортами. Резкие сорта имеют более высокую метаболическую потребность в сере и более эффективно включают серу в этот путь, что приводит к образованию ароматических предшественников, в то время как мягкие сорта могут разделять большую долю поглощенной серы на сульфат, тем самым исключая его из пути ACSO.

Плодородие влияет на накопление органической серы, которая метаболизируется через различные пептиды и предшественники вкусового пути. В условиях высокого плодородия 1-пропенилцистеинсульфоксид накапливается в самых высоких концентрациях. При снижении плодовитости до уровня, близкого к дефициту серы, концентрация метилцистеинсульфоксида увеличивается и он становится доминирующим предшественником (Randle et al., 1995). Пропилцистеинсульфоксид, который обычно является самым низкоконцентрированным предшественником, был обнаружен в более высокой концентрации, чем 1-пропенилцистеинсульфоксид, когда плодородность S приблизилась к уровню дефицита. При таких уровнях 95% всей серы в луковице находилось в виде соединений ароматического пути, тогда как при высокой плодовитости серы в таких соединениях находилось менее 40% серы луковицы.

Селенат, который является химическим аналогом сульфата и конкурирует с ним в поглощении корнями и биохимических реакциях, может вызвать снижение жгучести лука. Подача селената натрия в корни оказала на вкусовые качества такое же влияние, как и низкий уровень плодородия серы, а именно: содержание метилцистеинсульфоксида увеличилось, а уровень 1-пропенилцистеинсульфоксида уменьшился (Kopsell and Randle, 1999). Хлорид, необходимый элемент для лука, поскольку он является противоионом калия в регулировании тургора стоматита, также является конкурентом сульфата в поглощении корнями. Лук, получавший хлорид кальция с высоким содержанием, имел пониженную жгучесть и меньшее накопление серы в луковицах (Randle, 2005).

Севооборот

Производство и агрономия лука были рассмотрены Brewster (1990b), Brewster (1994), Bosch-Serra and Currah (2002), Corgan and Kedar, 1990; Currah and Proctor, 1990; Uzo and Currah, 1990.

Низкая конкурентоспособность растений лука па первых этапах роста требует тщательного подбора предшественников и подготовки почвы.

Лук восприимчив ко многим корневым заболеваниям. Проблемы, связанные с патогенными грибами, становятся серьезными, когда лук выращивается как монокультура или когда садоводы используют одни и те же поля для посева из года в год (Sumner et al., 1997). Севооборот является ключевым аспектом для устойчивых систем сельскохозяйственного производства: он может помочь контролировать вымывание нитратов и минимизировать применение гербицидов и пестицидов.

Согласно рекомендациям Аутко, лучшими предшественниками для лука репчатого являются озимая рожь, однолетние травы на зеленый корм, многолетние бобовые травы после оборота пласта, огурец, кабачок, томат, зеленные овощные культуры. Возвращение на прежнее поле не ранее чем через 3-4 года. Нельзя размещать лук после культур, под которые вносили гербициды, имеющие последействие в следующем году. Это — картофель, кукуруза, горох, подсолнечник.

Порядок севооборота имеет важное значение: культуры с большим объемом растительных остатков, например, кукуруза, могут повлиять на появление лука, а некоторые культуры, такие как люцерна, следует избегать в качестве предшествующей культуры, поскольку они могут вновь появиться как сорняки. Марото Боррего (1995) считает, что такие овощи, как томат, перец, баклажан, дыня, огурец, цветная капуста, салат, фасоль или горох являются хорошими предшествующими культурами: он предложил последовательность севооборота, охватывающую 3 года, из ранней цветной капусты, лука cv. ‘Babosa’, чуфы (Cyperus esculentus), раннего картофеля, салата, артишока и дыни, для центрально-восточного побережья Испании.

На северо-востоке Испании (Пла-д’Уржель, Каталония) севооборот лук-маис-пшеница/люцерна-пшеница является обычной практикой. В Вале (Швейцария) лук выращивают в севообороте, включающем морковь, капусту и, в менее распространенном варианте, томаты и сельдерей (Rossier et al., 1994). В Палампуре (Индия) последовательность из трех культур — баклажана, китайской капусты и лука или окры, редиса и лука — дала более высокую валовую прибыль, чем другие последовательности выращивания лука (Arya и Bakashi, 1999). В штате Нью-Йорк, США, на навозных (органических) почвах было обнаружено улучшение урожайности и качества лука после севооборота с суданской травой (Sorghum sudanensis) на истощенной почве (http ://www.nysipm.cornell.edu/reports/ ann_rpt/AR97/com_veg.html).

Экологические критерии также можно учитывать при планировании севооборота лука. Шок и др. (2000a) в восточном Орегоне обнаружили, что сахарная свекла является хорошим поглотителем остаточного нитрата в почве после лука с мелкими корнями: свекла получает пользу от остатков азота и уменьшает возможность загрязнения нитратами грунтовых вод. В Израиле ущерб, наносимый Sclerotium rolfsii посевам арахиса, томатов и бобов, можно уменьшить, если включить лук в севооборот (Zeidan et al., 1986).

Лук, выращиваемый в качестве промежуточной культуры, может снизить ущерб от вредителей. В Болгарии посевы фасоли с луком значительно снижают плотность вредоносного бобового долгоносика (Acantoscelides obtectus), листовой тли (Aphis spp.) и красного паутинного клеща (Tetranychus urticae) (Матеева и др., 1998). Сюй и др. (1994) перечислили несколько промежуточных культур, выращиваемых с луком в разных частях Китая.

Система удобрения

Требования лука к удобрениям

Под лук репчатый лучше всего вносить хорошо перепревший навоз или перегной. Органические удобрения в виде свежего навоза непосредственно под лук вносить не следует, так как это приводит к затягиванию вызревания луковиц, образованию толстой шейки. Хорошие результаты дает использование в качестве органических удобрений сидеральных культур (люпин, редька и др.), которые заделываются в почву с осени.

При внесении минеральных удобрений под лук учитывают планируемую урожайность, обеспеченность почвы элементами питания, потребности в них растений и коэффициент использования основных элементов.

Показатели потребления питательных веществ луком на 10 т продукции составляют (в кг): N — 42,9, Р2О5 — 17, К2О — 45,7, СаО — 7,5, МgО — 4,3.

Лук отрицательно реагирует на высокую концентрацию солей минеральных удобрений, поэтому фосфор и калий необходимо вносить под зябь, 2/3 азота — в предпосевную подготовку почвы и 1/3 — в виде двух-трех подкормок в течение вегетации. Простые минеральные удобрения можно заменять комплексными, содержащими не только основные питательные элементы (азот, фосфор, калий), но и набор микроэлементов.

Согласно рекомендациям Аутко, в зависимости от обеспеченности почвы питательными элементами:

  • при планируемой урожайности лука-репки 20 т/га рекомендуется вносить 30-90 кг/га азота, 60 кг/га P2O5, и 30-90 кг/га K2O;
  • при планируемой урожайности лука-репки 30 т/га рекомендуется вносить 60-120 кг/га азота, 80-90 кг/га P2O5, и 60-120 кг/га K2O.

Количество P и K, рекомендуемое в Великобритании, колеблется в пределах 26-129 кг/га P и 50-250 кг/га K, в зависимости от существующего уровня P и K в почве. Рекомендации для других стран схожи, и в целом подчеркивают важность анализа почвы на содержание P и K для принятия решения о внесении необходимого количества.

Содержание питательных веществ в луке и вынос минеральных веществ луковицей были всесторонне изучены в 1960-х годах Зинком (1966) на примере обезвоженного сорта ‘SWG’ в Калифорнии. Эти классические исследования стали основой для последующих работ. Финк и др. (1999) опубликовали данные последних исследований, обобщающие содержание N, P, K и магния (Mg) в полевых овощах, включая лук, для использования при расчете потребности в удобрениях и баланса питательных веществ. Второй подход к определению питательного статуса для оптимальной урожайности — это интегрированная система диагностики и рекомендаций (DRIS), которая фокусируется на балансе питательных веществ. Листовые нормы DRIS для лука были разработаны для N, P, K, Mg и меди (Cu) Колдуэллом и др. (1994) на основе данных, полученных с полей лука ‘Granex 33’ на песчаных почвах в США.

Bosch Serra (1999) сообщил, что изменение оросительной системы с бороздовой на капельную улучшило содержание P, железа (Fe) и марганца (Mn) в луке сорта ‘Valenciana de Grano’. Вынос P с поля в сухих луковицах увеличился с 1,8 до 3,3 кг/т при увеличении частоты орошения, а урожайность удвоилась. Содержание Fe и Mn увеличилось в три раза, а содержание цинка (Zn) имело тенденцию к снижению.

Эксперименты по капельному орошению проводились при плотности растений 80 растений/м2, урожайности сухого вещества луковиц около 11-13 т/га и среднем диаметре луковиц 7, 5,6 и 5,7 см у сортов ‘Valenciana de Grano’, ‘Staro’ и ‘SWG’, соответственно. В этих условиях равновесное соотношение N : P : K : Ca : Mg для выноса питательных веществ с луковицами составило 8 : 1 : 9 : 2 : 0,3. Вынос P составлял 35-38 кг/га. С другой стороны, содержание P в растениях поддерживалось постоянным с начала образования луковиц на уровне около 0,3% (± 0,03). Снижение содержания P было заметно только при пограничном орошении, если поступление P было ограничено. Вынос P на тонну съедобного лука при капельном орошении согласуется с результатами Альт и др. (1999), полученными при сборе 19 урожаев в Германии (при условии 10% сухого вещества луковицы), хотя существуют некоторые различия в выносе K и Mg, возможно, из-за различных типов лука в испытаниях или некоторого антагонизма K/Mg на испанских полях. Равновесное соотношение P : K : Mg составляло 1 : 7,75 : 0,44 в немецких урожаях.

В испанских опытах (Bosch Serra, 1999) максимальный вынос азота был близок к 300 кг/га. Также оказалось, что кривая разбавления азота, предложенная Гринвудом и др. (1992), должна быть пересмотрена при фертигации, когда перехват света ниже 60%. Гринвуд и др. (1992) получили зависимость между процентным содержанием органического азота в растении (Nc) и массой растения (W), когда рост был азото-достаточным:

Nc = 1,35 + 4,05-0,26W.

Когда кривая была сравнена с испанскими результатами, полученными в два экспериментальных года, при фертигации и различной плотности (Bosch Serra, 1999), хотя некоторые точки демонстрировали концепцию разбавления, содержание азота всегда было ниже критического при биомассе от 1 до 4 т/га. Этот факт не был связан с недостатком азота, так как в почве его было достаточно. Увеличение биомассы путем повышения плотности, при одинаковой стадии развития и размере растений, изменило точку данных выше кривой критического разбавления N. Максимальные показатели поглощения в день наблюдались в начале бутонизации.

Для улучшения практики внесения удобрений можно рассмотреть динамические подходы: они направлены на снабжение корней питательными веществами для обеспечения оптимальной скорости поглощения в зависимости от фактической стадии роста на протяжении всего развития культуры. Bosch Serra (1999) в системе капельного орошения, описанной выше, объединил оценку характеристик и роста корней лука с показателями поглощения питательных веществ в течение вегетационного периода. Концентрации питательных веществ в почвенном растворе, необходимые для поддержания потоков питательных веществ в корневую систему путем диффузионного переноса, рассчитывались в соответствии с классической моделью Болдуина и других (1973). На алевритовой глинистой суглинистой почве с объемным содержанием почвы 0,32 максимальное извлечение на единицу длины корня было обнаружено на ранних стадиях. Этот факт подчеркивает полезность стартовых удобрений (обсуждавшихся ранее) на ранних стадиях; позже, по мере роста культуры, увеличивается прирост длины корня на единицу роста и снижается критическое содержание питательных веществ. Пиковое значение прогнозируемой разницы концентраций для поддержания притока P в виде ортофосфата (H2PO4) в верхних 20 см почвы составило 33 x 10-6 моль/л.

Азот

Когда речь идет о потребности в азотных удобрениях, лук является одной из самых сложных культур, которую трудно удовлетворить эффективным образом. Для достижения максимального урожая лука необходимо вносить такие нормы удобрений, при которых в почве после уборки остается значительное количество остаточного азота. Как правило, урожайность растет с увеличением внесения азота в диапазоне 0-150 кг/га, а затем выравнивается. Однако даже в том диапазоне, где урожайность резко возрастает с дополнительным внесением азота, количество азота, остающегося в почве после сбора урожая, увеличивается.

Следовательно, восстановление внесенного азота культурой снижается по мере увеличения внесения, и обычно составляет лишь около 37% при нормах внесения, необходимых для получения почти максимальных урожаев. Такая низкая способность использовать азот почвы, вероятно, является следствием неглубокой и редкой корневой системы. Еще одна сложность заключается в том, что лук является одной из наиболее чувствительных культур к засолению почвы, особенно при появлении всходов, и как популяция растений, так и их начальный размер снижаются при первоначальном внесении нитратов, достаточном для достижения максимального конечного урожая, причем степень снижения популяции зависит от концентрации нитратов в почве.

Чтобы преодолеть эту трудность, необходимо разделить внесение азота, обычно внося 60-80 кг/га в почву в качестве основного внесения непосредственно перед посевом, и такое же количество разбрасывается, когда растения достигают высоты около 10 см. Общее количество вносимого азота должно быть скорректировано с учетом нитратов, уже присутствующих в почве до внесения удобрений. Его можно определить с помощью анализа почвы, он образуется из нитратов, оставшихся после внесения удобрений под предыдущую культуру, и минерализации органического вещества. Для весенних посевов лука в Нидерландах рекомендуется, чтобы общее количество доступного азота в верхних 60 см почвы как из внесенных удобрений, так и из ранее существовавших источников было равно 180 кг/га.

Внесение азотных удобрений имеет большое значение для производства лука, но также требует рассмотрения в связи с защитой окружающей среды. Имитационные модели могут быть полезными инструментами для достижения обеих целей. Модели SOIL и SOILN, разработанные в Шведском университете сельскохозяйственных наук, были адаптированы для моделирования роста и динамики азота в луковой культуре (Salo, 1996). Имеется модель моделирования азота, разработанная почвоведами из Horticulture Research International (Уэлсборн, Великобритания). Модель N-ABLE рассчитывает реакцию культур, включая лук, на внесение азота из удобрений (аммиачных и нитратных) и растительных остатков. Преимущество N-ABLE заключается в том, что модель рассчитывает для каждого дня распределение воды и минерального азота по профилю почвы и количество нитратов, выщелоченных под различными глубинами, в дополнение к приросту роста культур и поглощению азота. Большинство алгоритмов модели приведены в Greenwood and Draycott (1989) и Greenwood et al. (1996). Интернет-адрес этой модели (со ссылками на другие модели для K и P): http://www.qpais.co.uk/ nable/nitrogen.htm.

В долине Арканзас в Колорадо Эллс и др. (1993) на почве с 2,5% органического вещества пришли к выводу, что урожайность более 50 т/га может быть получена без азотных удобрений, если в верхних 33 см почвы содержится более 42 ppm NO3-N и применяется до 1120 мм оросительной воды.

Экологические проблемы, связанные с управлением азотом, очень важны. Например, на Хоккайдо, Япония, Hayashi и Hatano (1999) подсчитали, что ежегодно вымываемый азот с лукового поля может соответствовать 58% внесенного азота. Углубленные практические исследования по использованию азота были проведены в Нидерландах de Visser и др. (1995) и de Visser (1998). На основе 26 многоуровневых опытов с азотными удобрениями они искали связь между количеством минерального азота в почве до посева и оптимальным количеством азотных удобрений (de Visser et al., 1995). Эта работа не изменила существующие в Нидерландах рекомендации по внесению фиксированной нормы 100-120 кг N/га. Однако, учитывая очевидную степень восстановления 32% для удобрения в 100 кг/га, риск вымывания азота все еще серьезен. Риск может быть выше, если поглощение азота культурой прекращается раньше времени из-за болезней.

Позже де Виссер (1998) на основании полевых опытов 1991-1994 годов, принимая во внимание кривую поглощения азота во время роста культур и скорость минерализации азота в почве, пришел к выводу, что дробное внесение азота может сэкономить на количестве вносимого азота и что существуют возможности для снижения пороговых норм внесения азота, использовавшихся ранее: нормы от 72 до 110 кг/га могут быть внесены как две или три дробные подкормки. В ходе этих исследований была также получена информация об остатках азота в почве, что в настоящее время в Голландии является очень чувствительным вопросом. Было подсчитано, что около половины внесенного азота вымывается из почвы (0-60 см) до того, как его успевает использовать культура (de Visser, 1998), по сравнению с примерно 36% (0-90 см), подсчитанными Гринвудом и др. (1992) в Великобритании. Результаты де Виссера показали, что азотные подкормки можно разделить без серьезного риска потери урожая. Использование двустороннего разделения на основе примерно 140 кг N/га на стадии четырех листьев дало максимальную урожайность. Было предложено вносить 30-50 кг азота на гектар, а последующие подкормки проводились в соответствии с текущими потребностями культуры.

Bosch Serra (1999) развил эту концепцию дальше. При пограничном орошении применение азотных удобрений ограничено, поскольку более половины азота, имеющегося на глубине первых 20 см, может быть потеряно при первом поливе, когда почва изначально сухая, а затем профиль увлажняется. Таким образом, при этой системе рекомендации, основанные на минеральном азоте почвы перед посевом, не обеспечивают оптимального внесения удобрений. Можно рекомендовать основное удобрение, предложенное де Виссером (1998). Лучший период для получения образцов почвы с целью корректировки количества вносимых удобрений — это период четырех листьев, перед периодом высокой потребности в азоте. Количество вносимого азота между стадией четырех и шести листьев зависит как от содержания азота в растениях, так и от биомассы культуры. Измерения азота на разной глубине в течение всего вегетационного периода позволили предположить, что более поздние рекомендации де Виссера (1998) могут снизить загрязнение азотом окружающей среды во время цикла культуры и после сбора урожая.

В экспериментах, проводившихся в течение двух сезонов, Виденфельд (1986) также показал, что дробное внесение азота (в виде аммиачной селитры) благоприятно сказывается на урожайности лука в один сезон по сравнению с предпосадочным широковещательным внесением медленно высвобождающихся удобрений (в виде метиленмочевины или покрытой серой мочевины), но не в другой. Погодные условия, по-видимому, влияют на реакцию, и дробное внесение удобрений имеет преимущество в климатических условиях, которые увеличивают потери азота, например, в дождливые годы. В сухом климате медленно высвобождающиеся удобрения могут полезно снизить затраты на внесение подкормки. Другой возможностью является использование удобрений на основе аммония, вносимых в почву в виде твердых гранул или в виде дискретных жидких полос: это было успешно применено на других садовых культурах (Bacher и Lenz, 1996).

Что касается эффективного использования азота для выращивания лука, Фенн и др. (1991) обнаружили, что на известковом суглинке, состоящем из алевритовой глины, использование мочевины в сочетании с CaCl2 в 0,25 молярной пропорции Ca2+ : мочевина, внесенной перед посадкой на 10 см ниже глубины посева, и последующая двукратная подкормка увеличили урожайность сорта ‘Yellow Sweet’ на 64% по сравнению с использованием только мочевины. Фенн и др. (1993) продолжили исследования влияния Ca2+ на поглощение NH4+ растениями лука в возрасте 34, 60 и 134 дней. Горшки, заполненные известковой почвой, выращивались с нитратным питательным раствором. Орошение Ca2+ : NH4+ при молярном соотношении от 0 до 2 в течение 30 ч проводилось на желаемой стадии роста.

Молодые проростки лучше всего реагировали на добавление азота в присутствии возрастающих концентраций Ca2+, значительно увеличивая сухой вес надземной части и луковицы. При увеличении молярного соотношения Ca2+ : NH4+ или при добавлении Ca2+ с мочевиной эффективность использования азота растениями повышалась, и при одинаковом количестве азота производилось больше сухого вещества. Следует отметить, что Ca2+ стимулировал поглощение NH4+, что также наблюдалось при их совместном внесении в полосах (Fenn et al., 1991).

Напротив, Gamiely et al. (1991) сообщили, что у 70-дневных растений лука в культуре с раствором NH4+-N в качестве единственного источника азота уменьшилась площадь листьев, сухой вес корней, листьев и луковиц и жгучесть по сравнению с выращиванием с нитратом или в сочетании с NH4+-N. При соотношении форм азота 3 : 1 (NH4-N : NO3-N) поглощение воды уменьшалось без снижения урожая.

Важность ионных форм минерального азота в почве в отношении потребностей лука-растения на разных стадиях роста и роста корней изучали Abbes и др. (1995a). В эксперименте в ростовой камере они обнаружили, что максимальный приток азота (Imax) для аммония был значительно выше, чем Imax для нитрата с 28 по 42 день, они были схожи в течение 42-56 дней, а затем Imax для нитрата значительно превышал таковой для аммония. На ранних стадиях аммонийный азот обеспечивал максимальный рост растений лука. Позже максимальный рост достигался по мере увеличения доли нитрата в питательном растворе. Аммоний снижал поглощение катионов и увеличивал поглощение P, хотя явного дефицита питательных веществ не наблюдалось при любом соотношении NH4+ : NO3.

Чтобы улучшить поглощение азота на ранних стадиях роста лука, Аббес и др. (1995b) изучали влияние различных источников аммония на 84-дневный лук на кислых и химически бедных почвах с различной текстурой в камерах роста. Аммонизированный торф увеличил поглощение луком азота и рост корней по сравнению с сульфатом аммония или торфом, обработанным сульфатом аммония. При нормах, превышающих 266 мг NH4+-N/кг, или раньше на песчаных почвах проявлялась токсичность аммония. В аналогичном эксперименте Abbes et al. (1995c) обнаружили, что ингибитор нитрификации нитрапирин не полностью снижает токсичность аммиака при использовании торфо-аммиачно-минеральных удобрений, но самый большой размер гранул (10 мм) дает лучшие результаты, чем более мелкие (2-4 мм). Результаты, полученные по поглощению азота в экспериментах Abbes et al. (1995a, b), были близки к результатам луковой модели поглощения азота, разработанной Abbes et al. (1996). Механистическая модель описывает одновременное поглощение NO3- и NH4+, поскольку NH4+ высвобождается в системе почва-растение и преобразуется в NO3. Она также может оценить риск токсичности. Лук поглощает нитраты в гораздо больших количествах, чем NH4+, особенно в почвах, где объемное содержание воды (м3 воды в м3 почвы) меньше 0,21. Тем не менее, модель подтверждает вывод о том, что ранняя стадия роста, когда корневая система лука имеет наибольшее сродство к NH4+, а содержание влаги в почве достаточно высокое, чтобы способствовать диффузии NH4+ в почвенный раствор, является периодом, когда аммонийсодержащие удобрения наиболее эффективны.

Улучшение сельскохозяйственной практики выращивания лука с целью снижения загрязнения азотом не заканчивается на уборке урожая. В регионе Долина сокровищ в восточной части штата Орегон, США, также был проведен анализ потенциального загрязнения нитратами свалки (5000-6000 м3), где исторически утилизировался лук (Hutchings et al., 1998).

В Германии и Скандинавии (Stone, 2000b; Gertsson and Bjorklund, 2002) были определены целевые значения содержания минерального азота в верхних 30 см почвы на последовательных стадиях развития лука. Эти целевые значения должны быть достаточными для обеспечения культуры ожидаемым общим урожаем и поглощением азота. Например, в южной Швеции урожайность луковиц составляет 60 т/га при поглощении 120 кг/га (Gertsson and Bjorklund, 2002). Количество минерального азота в почве трудно предсказать, оно меняется из года в год, поскольку на скорость минерализации и вымывания влияют погодные условия. Анализируя почву по мере развития луковых культур, можно регулировать количество азотных удобрений, вносимых на каждом этапе, так чтобы сумма минерализованного и удобренного азота равнялась целевому значению на каждом этапе. Упрощенная система, включающая всего два целевых значения азота в верхних 30 см почвы — 40 кг/га при посеве и 120 кг/га, когда масса урожая составляет около 1 т/га, — является более удобной для земледельцев и почти столь же эффективной. Для достижения максимального потенциального урожая при использовании этих методов баланса азота определенное количество остаточного азота, называемого «азотным буфером», должно оставаться в почве после сбора урожая (Stone, 2000b).

Экологические проблемы побудили исследовать севооборот, в котором большое количество остаточного азота, остающегося в почве после луковых культур, используется более глубоко укореняющейся культурой-преемником, такой как сахарная свекла или кукуруза. В экспериментах в Колорадо, США, орошаемый по бороздам лук восстановил только 15% из внесенных до 224 кг/га азота, что является типичным для коммерческой практики. Кукуруза, посаженная на следующий год без дополнительного удобрения, восстановила 24% внесенного азота, что дает общее восстановление 39% азота из удобрений в системе с двумя культурами (Halvorson et al., 2002).

Калий

Гринвуд и Стоун (1998) утверждают, что в широком спектре C3 культур, выращиваемых в Великобритании, критический процент K (K%) снижается с увеличением массы растений примерно так же, как и критический N%, и что оба эти показателя связаны с фотосинтезом. Кроме того, существует линейная зависимость между снижением критического содержания N% и концентрацией общих катионов. На максимальную и критическую концентрацию K могут влиять факторы, зависящие от конкретного участка. В луке результаты показали некоторые расхождения с прогнозами: это может быть связано с тем, как проводились измерения.

Микроэлементы

Недостаток некоторых микроэлементов, особенно часто проявляется на торфяных (навозных) почвах.

Дефицит меди вызывает скрученные, хлоротичные кончики листьев и луковицы с бледной, тонкой и хрупкой кожицей. Дефицит меди может возникнуть на торфяных или кислых минеральных почвах. Медный купорос, внесенный в почву, или внекорневые опрыскивания 0,25% раствором медного купороса устранили эту проблему. В течение 5 лет в штате Нью-Йорк, США, Эллерброк (1997) коррелировал урожайность лука на органических (т.е. торфяных или навозных) почвах с уровнями Cu в почвенных тестах, чтобы разработать рекомендации по использованию Cu. При измерении доступных уровней Cu с помощью экстракции HCl был сделан вывод, что при уровнях выше 0,3 ppm нет необходимости вносить сульфат меди в качестве удобрения, поскольку это не повлияет на качество и урожайность. Более того, применение меди, когда в этом нет необходимости, приводит к значительному увеличению уровня экстрагируемой меди, что может привести к неблагоприятным последствиям для растений или почвы. В районах, где регулярно используются опрыскивания Cu против бактериальных заболеваний лука, может возникнуть риск накопления Cu до разрушительных уровней.

Дефицит марганца, который вызывает задержку роста и полосатый хлороз внешних листьев, возникает на торфяных почвах с pH > 6,5 и на мелово-глинистых почвах с высоким содержанием фосфатов. Проблему можно устранить внекорневым опрыскиванием 15 кг/га сульфата марганца или внесением большего количества в почву.

Дефицит цинка, устраняемый внекорневыми опрыскиваниями сульфатом цинка, и дефицит молибдена, устраняемой обработкой семян молибденовыми удобрениями, были зарегистрированы на торфяных почвах с высоким и низким уровнем pH соответственно.

В Египте Слиман и др. (1999) обнаружили, что внекорневые опрыскивания питательными веществами Zn, бором (B) и Mn привели к повышению урожайности лука в течение двух сезонов, в то время как опрыскивание Cu не дало никаких улучшений. Zn и Mn применялись в виде сульфатов, а B — в виде буры в растворе. Zn и B обеспечили наилучшее повышение урожайности.

Биоудобрения

Использование легкорастворимых «искусственных» удобрений в настоящее время ставится под сомнение в некоторых частях мира и в некоторых сельскохозяйственных системах. Биоудобрения — термин, используемый для описания живых организмов, которые могут быть внесены в почву для увеличения поглощения питательных веществ, — обеспечивают альтернативный метод снабжения луковой культуры питательными веществами без прямого использования искусственных химических удобрений или могут быть использованы в дополнение к ним. Они представляют особый интерес для систем органического производства. Например, им уделяется серьезное внимание в Индии (Tandon, 1999), где существуют опасения по поводу дальнейшего использования «искусственных» удобрений в качестве единственного источника питательных веществ, а также проблемы стоимости и поставок. Первыми биоудобрениями, получившими широкое распространение, были бактерии Rhizobium, культуры которых использовались с определенными бобовыми культурами. После их появления многие другие, такие как Azotobacter и Azospirillum, стали коммерчески доступными.

Микробные биоудобрения изучались на основных культурах лука в Насике, Индия (Bhonde et al., 1997). В ходе трехлетнего исследования в 1993-1996 годах сравнивались искусственные удобрения и/или навоз с ферм (FYM) в сочетании с различными пропорциями биоудобрения Azotobacter (A). Обработка Azotobacter проводилась путем погружения корней растений в раствор, состоящий из 1500 г Azotobacter в 50 л воды/га в течение 5 минут перед посадкой. Почва была с низким содержанием P, поэтому в нее добавляли различные нормы N до максимального рекомендованного уровня, а также обработку азотобактером. Результаты показали, что как A + 100%, так и 50% рекомендуемого азота дали значительно более высокие товарные урожаи, чем другие виды обработки, и что A + 50% азота были выше по экономической отдаче, обеспечив товарный урожай 23,06 т/га cv. ‘Agrifound Light Red’, по сравнению с 19,4 т/га от обработки FYM + норма азота, используемой в качестве контроля.

Другой тип органической добавки к почве, вермикомпост (компост, изготовленный дождевыми червями из органического мусора), также был опробован в Насике и Карнале (Bhonde, 1997). Компост в количестве 2, 3 или 4 т/га дал значительно меньший урожай, чем 100 : 50 : 50 NPK, но первый дал луковицы с более высоким содержанием сухого вещества и лучшей способностью к хранению. Испытания в Рахури, штат Махараштра, Индия, проведенные Шете и др. (1993) на белом луке сорта ‘Phule Safed’, показали, что 5 т/га вермикомпоста привели к снижению урожайности по сравнению с использованием 20 т/га FYM (29,3 и 36,7 т/га, соответственно) и были эквивалентны обработке без навоза (28,7 т/га). Вермикомпост рассматривается как полезное удобрение для органического производства лука в Индии. Необходимо провести дополнительные испытания для определения оптимальной дозировки органического удобрения в соответствии с его питательным составом для достижения более высоких урожаев.

Недавний отчет из Коннектикута, США, об использовании листового компоста в качестве органического удобрения для лука, вносимого ежегодно в виде мульчи слоем 2 см вместе с искусственными удобрениями, дал некоторые интересные результаты. На песчаной почве компост оказывал буферное действие против сухих или влажных лет и имел тенденцию к стабилизации урожайности лука. Процент луковиц более крупных классов размера также увеличился в два года из трех при использовании листового компоста. Лук, выращенный с использованием листового компоста, также меньше страдал от мягкой гнили (причина не установлена), чем лук, выращенный при традиционной системе (Maynard and Hill, 2000).

Эффект Azospirillum и «фосфобактерий» (не определено) был испытан при выращивании многозачаткового лука, сорт ‘Co-4’, в Мадурае, южная Индия (Thilakavathy и Ramaswamy, 1998). Подкормка K в 30 кг/га была внесена под все виды обработки. Наибольшая урожайность была получена при использовании двух биоудобрений в одинаковых дозах, вместе с удобрениями N и P по 45 кг, что привело к урожайности 18,37 т/га. После обработки биоудобрениями улучшился внешний вид и пуансетия луковиц.

Stribley (1990) всесторонне рассмотрел использование везикулярно-арбускулярной микоризы (VAM) в выращивании лука и убедительно доказал преимущества ее использования. Преимущества с точки зрения поглощения P и засухоустойчивости кажутся привлекательными. Зависимость лука от VAM была подчеркнута Крикуном и др. (1990) на почве, поглощающей P, в северном Негеве Израиля. Они изучали влияние фумигации почвы (60 г/м2 смеси 98% бромистого метила и 2% хлорпикрина) и внесения P удобрений на урожайность лука и содержание P в тканях. При всех нормах внесения P (от 0 до 330 кг P/га) фумигация значительно снижала урожайность и содержание P в тканях растений (Bendavid-Val et al., 1997). Однако в настоящее время использование VAM, похоже, не получило широкого распространения в производстве лука-севка, возможно, потому, что проблемы массового производства инокулята VAM (Sullia, 1991) все еще не решены, или по коммерческим причинам.

В Праге (Чешская Республика) Восатка (1995) получила положительную реакцию роста лука после инокуляции различными арбускулярными микоризными грибами на полевом уровне в стерилизованных, нестерилизованных или фумигированных почвах. Она также обнаружила, что этот положительный эффект может быть получен путем инокуляции субстрата клеточных лотков для выращивания рассады перед посевом. В ее исследовании 20-30 г инокулята на 1 л субстрата модуля было достаточной начальной дозой для преинокуляции растений, причем эта доза может быть еще ниже при применении грибкового штамма Glomus etunicatum S 329. Этот метод может быть более практичным, чем применение полевого инокулята.

В Японии три коммерческих препарата VAM используются производителями японского лука (K. Tawaraya, Япония, 2000, личное сообщение). Эти препараты также производятся в Индии (Tandon, 1999).

Стартовые (рядковые) удобрения

Всходы лука растут относительно медленно. Корни лука мало ветвятся и редко образуют корневые волоски. Поэтому трудно обеспечить всходы достаточным количеством питательных веществ в почве для поддержания оптимальных темпов роста на ранних стадиях роста (если не используется фертигация). Исторически сложилось так, что довольно большое количество гранулированных удобрений вносится в качестве подкормки перед посевом лука. Это расточительно, особенно в отношении азота, поскольку большая часть нитратов, содержащихся в удобрении, а также имеющийся в почве минеральный азот могут быть вымыты до того, как корни лука смогут его использовать.

Более эффективным методом является внесение удобрений (обычно жидких, а не гранулированных) в зону ниже или ближе к начальной корневой зоне: это концепция стартового (рядкового) удобрения. Орудия для внесения стартовых удобрений должны быть сконструированы таким образом, чтобы минимально нарушать прочность семенного ложа: используется тонкий аппликатор, который капает стартовый раствор в землю непосредственно перед семенным сошником.

В Северной Европе (Henriksen, 1987; Stone and Rowse, 1992; S0rensen, 1996; Salo, 1999) использование стартовых удобрений ускоряет рост побегов лука и повышает урожайность. В Великобритании Брюстер и др. (1991) показали, что при использовании фосфат-аммонийных стартовых удобрений (N: 27,4 и P: 35,9 кг/га) дата созревания урожая лука сдвигается на несколько дней, даже если была проведена основная N-P-K подкормка, и культуры обеспечивались достаточным количеством азота и воды в течение всего сезона. Выращивались как ранние (8 марта), так и поздние (19 мая) посевы летнего лука сорта ‘Hyton’, типа Rijnsburger. После обработки стартовыми удобрениями более поздний урожай показал меньший процент позднеспелых луковиц с «толстой шейкой», хотя ни в том, ни в другом случае общий урожай не был значительно увеличен. «Толстые шейки» — это дефект качества, который часто представляет опасность в тропиках, вероятно, из-за пограничной длины дня, а в северных производственных зонах — из-за позднего посева, прохладной или слишком холодной погоды в конце сезона. Стартовые удобрения могут помочь избежать этого состояния.

Stone (1998) проверил влияние ряда сложных удобрений и пришел к выводу, что на почвах с низким уровнем остаточных питательных веществ можно сэкономить много удобрений, если использовать стартовые удобрения, вносимые непосредственно под культуру, а не разбрасывать их в обычно рекомендуемых количествах (P: 65 и K: 230 кг/га, в Великобритании на момент проведения экспериментов). Он продемонстрировал, что внесение на 25 мм ниже семян жидкого стартового удобрения из фосфата аммония плюс фосфат калия, дающего 375, 980 и 920 мг N, P и K, соответственно, на метр ряда (эквивалентно 10, 27 и 25 кг/га N, P и K, соответственно) практически устранило любое влияние плодородия почвы P или K на рост проростков лука. В другом эксперименте стартовое удобрение в сочетании с внесением жидкого NPK, чтобы общее внесение удобрений составило половину рекомендованной нормы для луковиц лука, дало более высокий урожай, чем базовая обработка удобрениями с полной рекомендованной нормой. Подкормка N, P и K вносилась после всходов на глубину 60 мм по бокам растений на расстоянии 150 мм. Таким образом, стартовые удобрения в сочетании с внесением дополнительных удобрений после всходов могут позволить выращивать высокоурожайные луковые культуры при более низком уровне доступного NPK в почве, чем это возможно при использовании обычного разбросного удобрения. Стартовые удобрения в настоящее время широко используются в Великобритании для выращивания луковичных и салатных культур лука и лука-порея.

В Пла-д’Уржель, Каталония, Бош Серра (1996) изучил использование стартовых удобрений на почвах с низким исходным уровнем P и K на сорте ‘Valenciana de Grano’ при раннем посеве (январь) в условиях пограничного орошения (система, в которой длинные, пологие, почти ровные грядки, построенные поперек склона земли, орошаются паводком). Подкормки составляли 74 кг/га N, 138 кг/га P2O5 и 138 кг/га K2O на всех участках, внесенные за 3 недели до посева. Все подкормки проводились в июне. Начальный рост побегов ускорился при использовании раствора фосфорно-аммонийных удобрений (N: 22 и P: 50,4 кг/га), и в начале образования луковицы (июль) побеги были на 58% тяжелее, чем без стартового удобрения. Дата уборки урожая была сдвинута на 2,5 дня. Урожайность луковиц при использовании стартовых удобрений была значительно выше (на 35%) по сравнению с контролем. При такой системе орошения, при которой водный стресс часто возникает в период роста луковиц, первоначальное усиление роста рассады стартовыми удобрениями приводит к различиям в конечной урожайности, несмотря на несколько более короткий вегетационный период. Преимущество стартовых удобрений в зависимости от водоснабжения также было изучено на сорте ‘Hysam’ в Великобритании. Реакция на орошение была выше там, где применялись стартовые растворы (N: 20 и P: 27 кг/га) (Rahn et al., 1996).

Стартовые удобрения обеспечивают доступность достаточного количества P для раннего роста молодым корням, но химический состав имеет большое значение. Фосфат аммония улучшил ранний рост и конечный урожай по сравнению с широко распространенной аммиачной селитрой, но аммиачная селитра с мочевиной (КАС) не показала дополнительных преимуществ (Stone, 2000), что указывает на то, что реакция на стартовые удобрения в основном связана с лучшим доступом проростков к питанию P. Эти эксперименты проводились на луке, посеянном весной на почве, обедненной азотом, в Уэлсборне, Великобритания. Тем не менее, судя по построенным кривым реакции, фосфат аммония в сочетании с разбросным азотом или внесенным КАС позволило достичь сопоставимых урожаев при примерно половине нормы внесения разбросного азота. В присутствии стартового удобрения азот использовался более эффективно, что способствовало предотвращению вымывания нитратов и снижению загрязнения воды.

Улучшенного восстановления минерального азота из почвы можно добиться с помощью жидкого фосфорно-аммонийного стартового удобрения, вносимого на 25 мм ниже семян при посеве (Stone, 2000a). При использовании этой системы почти максимальная урожайность (59 т/га луковиц), которая требовала 130 кг/га разбросного азота, была достигнута при использовании всего 85 кг/га азота, из которых 20 кг/га было в стартовом растворе, а остальные 65 кг/га были внесены и политы, когда урожай составлял около 1 т га (около салатных растений размером с луковицу). Стартовое удобрение обеспечивает высокую концентрацию P непосредственно под корнями проростков, что позволяет обеспечить высокий приток, необходимый на этой стадии, что приводит к значительному усилению роста даже на относительно богатых P почвах.

В результате более крупные растения с большими корневыми системами могут извлекать азот из остального объема почвы более эффективно, чем растения, выращенные без стартового удобрения. Фосфорно-аммонийное удобрение адсорбируется на твердых частицах почвы и поэтому не вызывает разрушительного повышения концентрации почвенного раствора (засоленности) под саженцами. Более того, эксперименты показывают, что лук лучше растет, когда на стадии рассады получает аммоний, а не азот (Abbes et al., 1995). Ускоренный ранний рост может привести к более высокому урожаю луковиц при более низких уровнях азота, чем при внесении только разбросного азота. Восстановление азота увеличилось на коэффициент 1,6 в отзывчивом диапазоне, что, возможно, устраняет необходимость в остаточном «буфере азота», который остается в почве после сбора урожая. Более быстрый ранний рост при использовании стартового удобрения приводит к более раннему достижению высокого индекса площади листьев (LAI), что вызывает более раннее созревание луковиц. Это, как правило, приводит к лучшему качеству урожая и меньшей вероятности недозревания «толстошеих» луковиц.

Стартовые удобрения могут позволить овощным культурам, включая лук, которые нуждаются в почвах с высоким уровнем плодородия P и K, получать хороший урожай и успешно выращиваться на почвах с более низким уровнем P и K, чем ранее. Поддерживающие удобрения в количестве 100-200 кг/га P и K вносятся ежегодно на многих почвах для поддержания высокого уровня доступных для растений P и K, чтобы противодействовать постоянной тенденции к фиксации этих питательных веществ в недоступных формах и стабилизации уровня доступных P и K на более низком уровне (Карпинец и Гринвуд, 2003; Карпинец и др., 2004). Это и расточительное использование удобрений, и потенциальное загрязнение окружающей среды, особенно если почва с высоким содержанием P и K попадает в водные пути, где может способствовать эвтрофикации.

Для получения максимальной пользы от стартового удобрения необходимо дополнительное внесение азота позднее в течение сезона, чтобы рост не был ограничен недостатком азота в то время, когда культура нуждается в нем.

Томпсон и др. (1990) продемонстрировали совместимость составов карбосульфана и хлорфен-винфоса с раствором стартового удобрения фосфата аммония, вносимого под семена редиса при посеве. Их эксперимент предполагает, что существует возможность оптимизировать применение инсектицидов для борьбы с луковой мухой (D. (H.) antiqua).

Система орошения

Некоторые особенности корневой системы съедобных аллиумов важны для определения их реакции на почвенную воду и питательные вещества (de Melo, 2003): они имеют небольшую глубину укоренения, почти все корни находятся в пределах 40 см от поверхности, а отдельные корни сравнительно толстые и малоразветвленные. По мере развития сеянцев придаточные корни, возникающие из основания стебля, вытесняют первичный корень и дают начало большей части корневой системы. Неглубокая, разреженная корневая система означает, что доступен относительно небольшой объем почвенной воды, прежде чем скорость эвапотранспирации станет ограниченной запасом почвенной воды. Среди широко выращиваемых культур только некоторые другие овощи — а именно сельдерей, шпинат, салат и редис — так же ограничены в этом отношении, как лук и чеснок (см. Аллен и др., 1998, Таблица 22). Для поддержания роста этих культур на максимальной потенциальной скорости с эвапотранспирацией — и, следовательно, фотосинтезом и ростом — без контроля со стороны почвенной воды требуется более частый полив, чем для более глубоких и более плотно укорененных культур.

Необходимость частого полива и малая глубина укоренения означает, что питательные вещества — в частности, нитраты, которые существуют исключительно в почвенном растворе — легко вымываются ниже глубины укоренения, если вода попадает в почву, уже имеющую полевую емкость, в результате дождей или неравномерного полива. В настоящее время большое значение придается минимизации таких потерь нитратов, чтобы избежать загрязнения водоносных горизонтов и рек. По этим причинам съедобные аллиумы являются требовательными культурами с точки зрения орошения и управления питательными веществами, необходимыми для достижения максимального урожая при минимальных потерях воды и питательных веществ в результате выщелачивания или стока. В следующих разделах будут изложены основы оптимального управления и некоторые методы, доступные для достижения близких к оптимальным результатов в различных условиях.

Лук репчатый очень отзывчив на оптимальную влажность почвы, особенно в первый период вегетации. Наилучшие условия для роста и развития растений лука создаются при поддержании влажности почвы на уровне 75-80 % от ППВ до формирования луковиц.

Для поддержания такого режима в засушливые годы проводят 3-4 полива, расходуя 250-300 м3/га воды. При выращивании лука в однолетней культуре из семян в период их прорастания применяют малые поливные нормы — 100— 150 м3/га.

С целью экономии воды до полива и через 1-2 часа после проводят рыхление почвы на глубину 5-7 см.

Поливы прекращают к моменту начала полегания пера (для Средней полосы России и Белоруссии — III декада июля — I декада августа).
Наиболее приемлемо для лука капельное орошение, при котором предотвращается смыв воскового налета с листьев.

В последние годы планирование орошения стало более точным методом. Несколько исследовательских групп сообщили об экспериментах по определению потребности лука в воде при различных условиях окружающей среды из Норвегии (Riley, 1989), Иордании (Abu-Awwad, 1994), Индии (Hegde, 1988) и Бразилии (Coelho et al., 1996).

Фундаментальные основы орошения

Принципы, лежащие в основе требований к орошению культур, включая лук и чеснок, описаны Алленом и др. (1998). Транспирация — это, по сути, физический процесс испарения воды с влажной поверхности листьев в атмосферу через стоматы на эпидермисе листа. В полевых условиях также происходит испарение непосредственно из влажной почвы в атмосферу, что особенно важно, когда листья не покрывают большую часть почвы — например, когда урожай небольшой вскоре после появления всходов.

Испарение воды требует большого количества энергии, которая получается из притока солнечной энергии, либо непосредственно в виде лучистой энергии, либо косвенно в виде разумного тепла. Поэтому испарение регулируется энергетическим обменом и ограничивается количеством доступной энергии. Исходя из принципа сохранения энергии, можно предсказать скорость испарения, поскольку энергия, поступающая на поверхность, должна быть равна энергии, покидающей ее за тот же период. Другим методом оценки испарения является метод массопереноса, который учитывает перенос водяного пара и энергии (тепла и импульса) к испаряющимся поверхностям и от них в небольших воздушных потоках, называемых вихрями.

При определенных допущениях испарение может быть рассчитано на основе вертикальных градиентов температуры воздуха и концентрации водяного пара над поверхностью сельскохозяйственных культур. Методы энергетического баланса и массопереноса были объединены для получения уравнения Пенмана-Монтейта, которое может быть использовано для расчета испарения с однородной растительности с использованием параметров, которые могут быть измерены или рассчитаны по метеорологическим данным. Сопротивление испарению в этом уравнении зависит от поведения устьиц и «архитектуры» поверхности культуры, с точки зрения ее высоты и шероховатости поверхности. Чтобы упростить эту ситуацию, сопротивление различных культур было рассчитано относительно испарения со стандартного большого равномерного участка травы высотой 0,12 м, с фиксированным поверхностным сопротивлением 70 с/м и альбедо 0,23.

Эвапотранспирация с этой стандартной эталонной поверхности обозначается как ET0 (мм/день воды). ET0 является функцией чистой дневной радиации на поверхности культуры, дневной плотности теплового потока почвы, среднедневной температуры воздуха и скорости ветра на высоте 2 м, а также среднедневного давления водяного пара в воздухе. Таким образом, ET0 учитывает влияние погодных условий на эвапотранспирацию. Аллен и др. (1998) рекомендуют использовать уравнение Пенмана-Монтейта, поскольку оно позволяет однозначно определить ET0, чтобы получить согласованные значения во всех регионах и климатических условиях, используя легко измеряемые метеорологические данные.

Характеристики, которые отличают конкретный вид культуры от эталонной культуры, интегрируются в «коэффициент культуры», KC. Испарение от свободной от болезней, хорошо удобренной культуры, выращенной на больших полях без водного стресса, ETC, прогнозируется путем умножения ET0 на KC:

ETC = ET0 KC. (1)

Коэффициент культуры можно разделить на два компонента: KCB, «базальный коэффициент культуры» для испарения с листьев культуры и KE для испарения с голой почвы между растениями; таким образом:

KC = KCB + KE. (2)

Коэффициент культуры объединяет влияние четырех основных характеристик, которые отличают культуру от эталонной травы:

  • высота культуры, которая влияет на сопротивление переносу водяного пара из культуры в атмосферу;
  • отражательная способность (альбедо) поверхности почвы с культурой, которая влияет на чистое поглощенное излучение;
  • устойчивость полога культуры к переносу пара, которая зависит от площади листьев и степени контроля устьиц;
  • испарение с почвы.

KC хорошо выращенных культур лука и чеснока при их максимальном листовом покрове довольно близок к единице (см. таблицу 6.3), и, следовательно, испарение культур аллиума, как и других низкорослых овощей, сходно с эталонным испарением травы, ET0.

Параметры сельскохозяйственных культур, влияющие на эвапотранспирацию съедобных аллиумов (из Allen et al., 1998):

  1. лук на репку: высота = 0,4 м, KC (средн.) = 1,05, KC (конечн.) = 0,75, KCB (начал.) = 0,15, KCB (средн.) = 0,95, KCB (конечн.) = 0,65, максимальная глубина укоренения (zr) = 0,3-0,6 м, фракция истощения для RAW (p) = 0,3;
  2. лук на перо: высота = 0,3 м, KC (средн.) = 1,00, KC (конечн.) = 1,00, KCB (начал.) = 0,15, KCB (средн.) = 0,90, KCB (конечн.) = 0,90, максимальная глубина укоренения (zr) = 0,3-0,6 м, фракция истощения для RAW (p) = 0,3;
  3. лук на семена: высота = 1,05 м, KC (средн.) = 1,05, KC (конечн.) = 0,80, KCB (начал.) = 0,15, KCB (средн.) = 1,05, KCB (конечн.) = 0,70, максимальная глубина укоренения (zr) = 0,3-0,6 м, фракция истощения для RAW (p) = 0,35;
  4. чеснок: высота = 0,3 м, KC (средн.) = 1,00, KC (конечн.) = 0,70, KCB (начал.) = 0,15, KCB (средн.) = 0,90, KCB (конечн.) = 0,60, максимальная глубина укоренения (zr) = 0,3-0,5 м, фракция истощения для RAW (p) = 0,3.

Примечание:

  • все значения K относятся к умеренному субвлажному климату с минимальной относительной влажностью 45%, средней относительной влажностью 70% и умеренными скоростями ветра
    в среднем 2 м/с на высоте 2 м;
  • большие значения zr относятся к почвам без ограничений на укоренение и применяются для культур, испытывающих недостаток воды или питающихся дождеванием; меньшие значения
    подходят для планирования орошения;
  • RAW — это доля «легкодоступной воды» в почве при полевой производительности. Когда вода истощается ниже RAW, KCB уменьшается на коэффициент напряжения KS;
  • значения p относятся к среднетекстурированной почве при ET0, приблизительно 5 мм/день.

Аналогичные значения, вероятно, применимы к порею и батуну, учитывая их сходство морфологии корней и побегов. Значения KC и KCB — это значения, ожидаемые при стандартных климатических условиях, определяемых как субвлажные со средней относительной влажностью 70%, минимальной относительной влажностью 45% и умеренной скоростью ветра в среднем 2 м/с. КС в определенной степени зависит от климата, увеличиваясь при увеличении скорости ветра и снижении влажности и уменьшаясь при низкой скорости ветра и высокой влажности, что дает диапазон для лука 0,94-1,22 вокруг значения 1,05 для стандартного климата (см. рис.).

Значения коэффициента культуры для эвапотранспирации, Kc для хорошо удобренных луковичных культур лука, растущих на большом поле без водного стресса
Значения коэффициента культуры для эвапотранспирации, Kc для хорошо удобренных луковичных культур лука, растущих на большом поле без водного стресса. Значения Kc меняются в зависимости от стадии развития культуры и зависят от частоты увлажнения поверхности почвы, особенно в начале роста, а также от климатических условий (диаграмма основана на Allen et al., 1998).

Когда культура небольшая и почти не затеняет почву, КС в значительной степени зависит от испарения почвы, а оно резко уменьшается по мере перехода от влажной к сухой поверхности почвы. КС для влажной почвы может превышать 1,0, но для сухой поверхности почвы КС может составлять всего 0,1. По мере развития культуры KC будет меняться по мере увеличения доли листового покрова по отношению к голой почве. Для целей расчета эвапотранспирации значения KC делятся на четыре фазы:

  • «начальная», от посева до 10% покрытия почвы;
  • «развитие культуры», от 10% покрытия почвы до полного покрытия листьями;
  • «середина сезона», от полного покрытия до начала созревания;
  • «конец сезона», от начала созревания до старения или сбора урожая.

На рисунке выше показано, как изменяется KC для луковичной культуры лука на этих стадиях роста и как значения KC варьируются в зависимости от частоты увлажнения почвы, влажности и скорости ветра. Для лука и порея прямого посева начальная стадия сравнительно длинная из-за медленного прорастания, небольшого веса всходов и низкого RGR по сравнению со многими культурами. Обычно необходимо поддерживать почву влажной до появления всходов, поэтому значения KC, характерные для влажной почвы (т.е. близкие к 1,0), будут иметь место.

Продолжительность начальной фазы и фазы развития культуры можно предсказать с помощью моделей, основанных на дневных градусах или эффективных дневных градусах. Продолжительность фаз середины сезона и конца сезона также зависит от климата и имеет тенденцию быть короче, чем теплее условия.

В уравнении 2 KCB представляет собой отношение испарения культуры к испарению эталонной травы, когда поверхностный слой почвы сухой, но в корневой зоне достаточно воды для максимальной скорости транспирации. В период середины и ели KCB примерно на 0,1 ниже, чем KC для аллиевых культур, что типично для овощных культур, где покрытие почвы листьями может составлять 80% или менее (Allen et al., 1998). Значения KCB могут быть скорректированы с учетом климата по формуле:

KCB = KCBT + [0.04 (u2 – 2) + 0.004 (RHmin – 45)] (h/3)0.3, (3)

где
KCBT = значение KCB для умеренного, субвлажного климата, приведенное в таблице 6.3;
u2 = среднее значение дневной скорости ветра на высоте 2 м над травой (м/с) для 1 < u2 < 6 м/с RHmin = среднее значение дневного минимума относительной влажности воздуха, при условии 20% < RHmin < 80% h = средняя высота растений, м.

До наступления середины сезона КE вносит существенный вклад в КС, зависящий как от частоты увлажнения почвы, так и от количества воды, смачивающей почву, испаряющей способности атмосферы (ET0) и текстуры почвы. Почвы с более тонкой текстурой удерживают больше воды и дольше отдают воду на испарение после увлажнения до уровня полевой производительности. Помимо почвенных и погодных факторов, KC зависит от доли поверхности почвы, которая смачивается при поливе, и от того, покрыта ли эта доля листьями или нет. При капельном орошении (см. ниже) влажная часть поверхности почвы часто затеняется листьями, и KC может оставаться низким даже после полива, тогда как при поливе по бороздам влажная часть почвы, скорее всего, будет частично незатененной, что приведет к увеличению KC после полива. Аллен и др. (1998) описывают, как рассчитать ежедневные значения KC для конкретной культуры с ее уникальной структурой осадков плюс полив, текстурой почвы и ET0, чтобы составить график полива культуры.

Влияние водного стресса на эвапотранспирацию По мере высыхания почвы почвенная вода становится менее свободной для движения и более связанной. Когда почва достигает определенной степени сухости, вода больше не может перемещаться к корням с достаточной скоростью для удовлетворения потенциальной эвапотранспирации (ETC), и культуру называют испытывающей водный стресс. В этих условиях устьица закрываются и ограничивают газообмен, а скорость транспирации падает ниже потенциальной. Влияние водного стресса на эвапотранспирацию может быть описано путем корректировки базального коэффициента культуры на коэффициент водного стресса KS.

ETCadj = (KS KCB + KE) ET0 (4).

Общее количество доступной воды (TAW) для культуры зависит от глубины укоренения и объема воды, удерживаемой между вместимостью поля и точкой завядания на единицу объема почвы. Этот показатель может варьироваться от примерно 0,05 для крупнозернистого песка до 0,20 (м33) для ила или глины. Доля доступной воды, которую культура может извлечь без ограничения скорости транспирации (т.е. без стресса), называется легкодоступной водой (RAW) (уравнение 5).

RAW = p TAW (5).

Таким образом, p — это средняя доля всей доступной воды, которая может быть истощена до наступления стресса от влаги. Глубина укоренения и значения p для аллиумов приведены выше. Эти глубина укоренения и значения p низкие по сравнению с другими видами культур, что является следствием их неглубокого залегания корней и малой длины корней на единицу объема почвы. p зависит от потенциальной скорости эвапотранспирации культуры, ETC. p уменьшается при увеличении ETC и увеличивается при уменьшении ETC.

p = p (см. выше) + 0.04 (5 – ETC) (6).

Текстура почвы также оказывает влияние: значения p на 5-10% ниже для глинистых почв и на 5-10% выше для песчаных почв. Чтобы избежать ограничения урожайности, истощение водных ресурсов не должно быть ниже RAW, и можно видеть, как это требует более частого полива для лука, чем для кукурузы, и на песчаных, а не на иловых почвах.

Ниже RAW — т.е. когда дефицит воды в почве больше p (истощение воды в корневой зоне, Dr > RAW) — можно предположить, что транспирация линейно уменьшается до нуля при постоянном увядании, поскольку KS, коэффициент корректировки стресса, уменьшается от единицы до нуля (см. рис.); следовательно:

KS = (TAW-Dr) / (TAW-RAW) = (TAW-Dr) / [(1-p)TAW] (7).

Dr — истощение воды в корневой зоне мм, оценивается по ежедневному водному балансу почвы;
TAW — общая доступная вода, мм;
KS из уравнения 7 может быть использовано в уравнении 4 для расчета эвапотранспирации с поправкой на водный стресс, ETC adj.

Влияние водного стресса, вызванного истощением почвенной воды и/или засоленностью почвенного раствора, на коэффициент водного стресса
Влияние водного стресса, вызванного истощением почвенной воды и/или засоленностью почвенного раствора, на коэффициент водного стресса KS, который количественно определяет вызванное стрессом снижение эвапотранспирации культуры. (Примечание: этот график и уравнения, на которых он основан, являются лишь приблизительными и вряд ли будут соответствовать действительности, когда засоленность и истощение воды из почвы превышают уровни, необходимые для снижения урожайности на 50%) (на основе Allen et al., 1998)

Для достижения максимальной скорости роста, полив следует проводить до того, как Dr упадет ниже RAW, но количество подаваемой воды не должно превышать Dr, чтобы избежать вымывания питательных веществ из корневой зоны.

Эвапотранспирация и урожай

Урожайность луковиц линейно возрастает с увеличением испарения (см. рис. a). Коэффициент реакции урожая, KY, относительное снижение урожая на единицу относительного дефицита ETC, во время фазы луковицы составляет 1,5 (см. рис. b; Duranbos and Kassan, 1979; Al-Jamal et al., 2000). За весь вегетационный период KY для лука составляет 1,1 (Duranbos and Kassan, 1979). Больший коэффициент реакции урожая в период бутонизации отражает тот факт, что на этом этапе урожай особенно чувствителен к водному стрессу (Bosch-Serra and Currah, 2002).

Взаимосвязь между урожайностью луковиц лука и эвапотранспирацией посевов в фазе роста луковиц на супесчаной почве в Фармингтоне
Взаимосвязь между урожайностью луковиц лука и эвапотранспирацией посевов в фазе роста луковиц на супесчаной почве в Фармингтоне, Нью-Мексико, США. (a) Общий урожай луковиц в зависимости от испарения урожая: (▲), данные 1986 года; (■), данные 1987 года; линия подогнана к результатам обоих лет. (b) Взаимосвязь между относительным снижением урожая и относительным дефицитом эвапотранспирации; коэффициент реакции урожая на эвапотранспирацию культуры, KY, является наклоном этой линии (Al-Jamal и др., 2000).

Критерии орошения

В Ботсване, на песчаной почве, Имтияз и др. (2000) обнаружили, что при дождевальном орошении фиксированное количество оросительной воды 18 мм при кумулятивном испарении (CPE) 11-22 мм привело к получению самого высокого среднего товарного урожая лука, от 49 до 57 т/га, при средней эффективности орошения (свежий урожай/внесенная вода) от 4 до 6 кг/м3.

Де Санта Олалла и др. (1994) изучали водный баланс в селекции ‘Valenciana de Grano’, используя пересадку с плотностью 25 растений/м2. Эвапотранспирация культуры (ETc) была получена из формулы Пенмана, модифицированной Продовольственной и сельскохозяйственной организацией (ФАО) (Doorenbos и Pruitt, 1977), а коэффициенты культуры (kc) были выбраны и скорректированы по формуле Doorenbos и Kassam (1979). Применение воды при 100% ETc (T1) и 120% ETc (T2) дало самые высокие урожаи — 6,4 и 7,7 кг/м2, соответственно. В общей сложности требовалось не менее 355-415 мм воды, и это было обеспечено за 17-20 применений. В режимах Т1 и Т2 было получено 11,2 или 13,8 кг свежих луковиц (влажность 91%) на 1 м3 поливной воды плюс дождевая вода, соответственно. Эти режимы дали луковицы диаметром 6-9 см, что является целевым размером для данного сорта лука. Такое планирование орошения может быть улучшено, если можно предвидеть изменения сезонных значений kc. В этом контексте Аль-Джамал и др. (1999) связали kc лука с количеством вегетационных градусо-дней.

Bosch Serra (1999) проанализировал практику капельного орошения в Pla d’Urgell, Испания, используя лук сорта ‘Valenciana de Grano’ при позднем посеве (март, когда почва сухая) при плотности 80 растений/м2. Высокочастотное орошение обеспечивало полное смачивание поверхности семенного ложа. Орошение поддерживало матричный потенциал воды выше -18 кПа незадолго до подрезания при уборке урожая, когда верхушки опадали, но были еще зелеными. Общая агрономическая эффективность использования воды (WUEag) составила 27,23 кг свежего урожая (91,6% влажности) на м3 поливной воды (616 мм), что соответствует 19,15 кг/м3 общей полученной воды (включая 260 мм сезонных осадков). Эти цифры означают, по крайней мере, двукратное или трехкратное превышение WUE, ранее показанное или оцененное другими авторами (Renault и Wallender, 2000), поскольку плотность выше и лук растет лучше, чем в предыдущих экспериментах, с большими диаметрами, чем раньше при более высокой плотности. Средний диаметр луковицы (7,7 см) и средний вес луковицы (209,7 г) оставались приемлемыми. Преимущества от орошения в конце вегетационного периода согласуются с результатами, полученными Шоком и др. (2000b) в восточном Орегоне. Они обнаружили, используя систему подповерхностного капельного орошения, что потенциал почвенной воды (ППВ) не следует снижать на луке LD ниже -20 кПа на глубине 20 см в конце вегетационного периода лука, поскольку это уменьшает размер луковиц и не оказывает благоприятного воздействия на снижение разложения луковиц при хранении. Гавиола и др. (1998) сравнили время прекращения орошения луковой культуры для обезвоживания, от 5 недель до 1 недели до сбора урожая, и самые высокие общие урожаи были получены, когда орошение сохранялось до 7-8 дней до сбора урожая.

Трехлетние исследования бороздкового орошения (Shock et al., 1998a) в долине Трежер в Орегоне и на юго-западе Айдахо, США, на сорте ‘Great Scott’ (также испанского типа хранения LD) показали, что общий урожай, товарный урожай и прибыль увеличиваются с увеличением порога орошения: в теплых, сухих условиях выращивания рекомендуется порог орошения выше -12,5 кПа, так как оптимальный урожай все еще совместим с лучшими показателями хранения. В более холодных и влажных условиях товарный урожай и прибыль были максимальны при расчетном пороге -27 кПа. При более высоких порогах орошения в этих условиях большее количество лука портилось при хранении. Для поддержания порога орошения выше -12,5 кПа требуется высокоэффективная система орошения, например, капельное орошение.

Заглубленное капельное орошение является возможным, хотя оно может не подойти для грядок с луком шириной 1,5-2 м в овощном севообороте с салатом и переработкой томатов, если не использовать дождевальное орошение для подачи дополнительной воды при появлении всходов и во время роста луковиц (May et al., 1994). Исследования, проведенные в Орегоне Шоком и др. (2000c) на сорте ‘Vision’, показали, что прибыль от лука была наибольшей при расчетном SWP -17 кПа в 1997 году и при самом высоком уровне внесения удобрений -10 кПа в 1998 году, в сезон, когда за сильным градом в июне последовала жаркая засуха. Премиальные цены на колоссальные (диаметром > 102 мм) луковицы в США, естественно, влияют на выводы этих исследований Шока и коллег.

Высокие урожаи связаны с высокой частотой полива, что позволяет избежать любого водного стресса: лук особенно чувствителен в период созревания луковиц (de Lis et al., 1967; Chung, 1989b; Guerber-Cahuzac, 1992). Планирование орошения может быть полезно на основе значений ETc лука, на основе показателей опорной эвапотранспирации культуры (ETo), которые также могут быть получены на основе испарения, с поправкой на типичные коэффициенты лука, установленные Doorenbos и Pruitt (1977) на начальных стадиях и Doorenbos и Kassam (1979) и Allen et al. (1998) по мере увеличения полога культуры. В период созревания/уборки урожая kc может увеличиваться в зависимости от времени сбора урожая. Матричный водный потенциал почвы (т.е. вода, удерживаемая в порах почвы за счет капиллярности) (SWP) представляется хорошим инструментом для улучшения графика орошения для получения высоких урожаев. Однако для каждого набора местных условий потребуется корректировка количества применяемой воды, чтобы учесть местные факторы — например, засоленность; SWP измерялся на глубине 0,2 м. Тем не менее, прямые измерения SWP и использование высоких пороговых значений SWP в качестве критериев орошения можно рекомендовать на луковых полях.

Предполагая высокую частоту полива, можно ожидать, что лучшее планирование увеличит эффективность использования вносимых удобрений, уменьшит выщелачивание и повысит урожайность лука за счет увеличения размера луковиц. Это также способ повысить питательную продуктивность воды — концепция, в которой луковая культура была признана высокопродуктивной (Renault and Wallender, 2000).

Меры по экономии воды в засушливом климате

В засушливых и полузасушливых регионах доступность воды, как правило, является наиболее важным фактором для производства лука, и очень важно оптимизировать эффективность использования воды. В полузасушливой северо-восточной Нигерии Adetunji (1994) сравнил мульчирование почвы прозрачной полиэтиленовой пленкой и органической мульчей (скорлупа арахиса и остатки проса): они поддерживали более высокий режим SWP (от -10 кПа до -30 кПа), чем голые участки (-75 кПа) во время циклов орошения, и значительно увеличили урожай лука на 80, 44 и 50%, соответственно, по сравнению с урожайностью голых участков в 4,5 т/га. Абу-Аввад (1999) в эксперименте с горшками в теплице обнаружил, что покрытие поверхности почвы уменьшило количество необходимой поливной воды на 70% по сравнению с открытой поверхностью почвы; однако урожайность лука при обеих поверхностных обработках становилась сопоставимой по мере увеличения общего количества вносимой воды.

На Лансароте, Канарские острова, выращивание лука в сухом грунте является основным видом сельскохозяйственной деятельности (Niebla Tome и Viera Paramio, 1990). Выращиватели используют естественную мульчу, состоящую из 1-2 см навоза и 8-12 см «лапилли» — частиц вулканической золы диаметром 1-2 мм. Эта техника была разработана в 18 веке, когда извержение вулкана Тиманфайя накрыло наиболее важные сельскохозяйственные районы, и используется для защиты почвы от испарения и сбора воды от «горизонтальных осадков» (конденсация воды из низких облаков) (Acosta Baladon, 1973). Саженцы поливают только во время пересадки. Урожайность (13-15 т/га) намного выше, чем можно ожидать при годовом количестве осадков 140 мм, диапазоне температур 16-24°C и сильных ветрах (23 км/ч). Время сбора урожая в апреле позволяет экспортировать лук. Тем не менее, эта производственная система находится в кризисе из-за низкой урожайности и конкуренции с другими секторами экономики, хотя она считается примером сохранения природной среды поколениями фермеров, которые создали своеобразный и красивый сельскохозяйственный ландшафт.

Водный стресс, вызванный засоленностью

Толерантность культур к солям в почве была охарактеризована с точки зрения электропроводности раствора от экстрактов насыщения почвы, ECe, которая сначала снижает урожай ниже его полного потенциала (ECethreshold) и как наклон (b) снижения урожайности с увеличением засоленности за пределами этого порога (Allen et al., 1998). У лука порог ECe составляет 1,2 дСм/м при 25 °C, а снижение урожая на 1 дСм/м при увеличении электропроводности сверх порога составляет 16%, что делает его, наряду с фасолью, самой чувствительной полевой культурой в этом отношении (Allen et al., 1998).

Поскольку снижение урожая, вызванное водным стрессом, пропорционально снижению транспирации, вызванному водным стрессом (см. выше), Аллен и др. (1998) использовали это соотношение в сочетании с уравнением 7, чтобы вывести коэффициент стресса KS для описания того, как засоление — а также комбинированное засоление и стресс почвенной воды — будет снижать транспирацию.

Если ECe > ECethreshold и Dr < RAW:

KS = [1 – (b/100KY) (ECe – ECethreshold)] (8).

Если ECe > ECethreshold и Dr > RAW:

KS = [1 – (b/100KY) (ECe – ECethreshold)] [(TAW – Dr)/(TAW – RAW)] (9).

KY — коэффициент реакции урожайности (см. рис. b выше).

Эти уравнения являются лишь приблизительными оценками долгосрочного влияния засоления на ETC и вряд ли будут справедливы там, где значения ECe и Dr превышают значения, необходимые для снижения урожайности на 50% (Allen et al., 1998).

Другие факторы, помимо водного стресса и засоления, могут снизить LAI до уровня ниже, чем у хорошо растущей культуры (т.е. < 3 в середине сезона), что приведет к снижению транспирации. Например, повреждение вредителями, болезнями или градом или низкая плотность растений в результате такого повреждения или плохого укоренения рассады могут снизить LAI. Аллен и др. (1998) приводят уравнения для оценки последствий для эвапотранспирации такой нетронутой листвы. Хотя общая транспирация будет меньше, чем у хорошо растущей культуры, при низком LAI увеличивается скорость транспирации на единицу площади листьев из-за более микромасштабной передачи тепла от сухой поверхности почвы к листьям и большей аэродинамической шероховатости.

Меры по борьбе с засолением и другими проблемами ирригации

Низкое качество воды, в основном засоленной, является еще одной потенциальной проблемой: относительная урожайность снижается по мере накопления солей из-за засоленности воды, как описано Абу-Аввадом (1996) в Иордании. Для предотвращения накопления солей в корневой зоне полезным инструментом может быть преднамеренное выщелачивание, хотя в сухом климате, при высоком содержании солей в воде (> 3 дСм/м), для эффективного выщелачивания требуются почвы с высокой проницаемостью, хорошим дренажем и устойчивые к засолению культуры (Ayers and Westcot, 1985). Низкая инфильтрация воды может быть проблемой при традиционных системах полива по бороздам, так как она увеличивает сток воды и эрозию. Чтобы избежать этих проблем в бороздах, уплотненных колесами, а также увеличить боковое движение воды и влажность почвы, солома, внесенная в поливные борозды (630-900 кг/га) после посадки, может значительно улучшить размер луковиц и урожай лука на 74% (Shock et al., 1999). Окончательные преимущества должны быть оценены в зависимости от типа и наклона почвы, нормы внесения соломы и продолжительности орошения. Иногда низкое проникновение воды и образование прудов связано с ухудшением гидравлических свойств почвы в результате орошения водой с низкой электропроводностью (EC) (< 0,5 дСм/м) в сочетании с образованием осадочной корки (из дисперсной глины с преобладанием иллита и частиц ила из слабо известковой почвы), как следствие бороздово-оросительной эрозии. В Венесуэле Рамфрез и др. (1999) обнаружили, что PG, внесенный в количестве 2 т/га на поверхность почвы до начала полива, увеличил концентрацию электролитов в воде и скорость инфильтрации в борозды. Урожайность лука увеличилась на 25% по сравнению с необработанным контролем (18,1 т/га).

Техника ирригации и эксперименты

Луковые культуры выращиваются с использованием бороздкового, дождевального и струйного орошения. Полив по бороздам включает в себя затопление борозд, прилегающих к приподнятым грядкам, на которых посажен лук, с помощью систем каналов и небольших шлюзов. Если соленость является проблемой, лук можно высаживать сбоку от приподнятых грядок, так как соли достигают максимальной концентрации в вершине грядки после того, как они попадают туда в результате испарения.

Для лука используются различные типы дождевальных машин, включая центральные, подвижные порталы или стационарные линии. При прямом посеве лука частое легкое дождевание часто необходимо для обеспечения быстрого и равномерного появления всходов за счет увлажнения семян и проростков и предотвращения образования сухой, непроницаемой корки на поверхности почвы. В районах, подверженных засолению, важно избегать образования соленой «корки» после частого полива, так как это особенно вредно для появляющихся всходов (Miyamoto, 1989).

С начала 1990-х годов для выращивания лука и чеснока стали использовать пластиковые «капельные линии» для подачи воды и, часто, растворенных удобрений (N, а иногда N и K); последний способ называется «фертигация». Особенно в полузасушливых регионах эти методы привели к значительному повышению урожайности. Например, в Долине сокровищ в восточной части штата Орегон, США, урожайность луковиц лука сорта «Сладкий испанский» длительного хранения при капельном фертигации может надежно превышать 115 т/га по сравнению с 70 т/га при поливе по бороздам (Шок и др., 2004).

Вблизи Ллейдды, на северо-востоке Испании, урожайность луковиц достигает 90 т/га (что эквивалентно 11-13 т/га сухого вещества), по сравнению с 50 т/га при дождевальном орошении (Bosch-Serra and Currah, 2002). Урожайность чеснока при капельном орошении в Мексике достигает 30-40 т/га, что в три раза выше прежней урожайности, а достигнутые большие размеры луковиц потребовали переоценки оптимальной плотности и размеров зубчиков для посадки (Castellanos et al., 2004). Луководы, использующие фертигацию, получили ценовую премию за очень крупные луковицы. В Орегоне увеличение размеров отражено в прогрессии суперлативов для названия сортов, продаваемых на рынке: например, диаметр луковицы 76-102 мм, Джамбо, 102-108 мм, Колоссальный, > 108 мм, Суперколоссальный.

Капельные линии могут прокладываться по поверхности или закапываться в почву на глубину 10-15 см. В системе, описанной Шоком и др. (2004), капельные ленты были установлены на глубине 13 см между двойными рядами лука, расположенными на расстоянии 0,56 м друг от друга на грядках шириной 1,1 м. Капельная лента имела эмиттеры, расположенные на расстоянии 30 см друг от друга, со скоростью потока 0,5 л/ч. Удобрения, кроме азота, были внесены в иловато-суглинистую почву перед формированием грядок в количестве, определенном на основе анализа почвы. N-удобрения вносили через капельную ленту в виде карбамидо-аммиачной селитры пять раз с интервалом в 10 дней в течение основного периода роста листьев. Водный потенциал почвы измерялся датчиками на 20 см ниже рядов лука. Среднее значение водного потенциала почвы на датчиках отслеживалось каждые 3 часа, и если оно опускалось ниже -20 кПа, применялся полив 1,5 мм. При использовании этой системы водный потенциал почвы на глубине 20 см поддерживался на уровне -20 кПа, а суммарное количество внесенной воды плюс осадки точно соответствовали испаряемости культуры, рассчитанной по модифицированной формуле Пенмана-Монтейта.

Более раннее испытание (Шок и др., 2000) показало, что дефицит воды -20 кПа на глубине 20 см является оптимальным. Более низкий водный стресс привел к тому, что в некоторые сезоны больше луковиц загнивало в хранилищах, а также к менее эффективному использованию воды, с большим количеством выщелачивания.

В северо-восточной Испании при плотности посадки более 40 растений/м2 серьезной проблемой было образование болтов, что было связано с высоким ранним LAIs посевов с высокой плотностью посадки при фертигации (Bosch-Serra and Currah, 2002). В Польше сообщалось о повышении урожайности лука при капельном орошении (Rumpel et al., 2003), но для сладкого лука сорта «Видалия» в Джорджии, США, не было отмечено никакого улучшения от капельного орошения по сравнению с обычным дождеванием ни в плане урожайности, ни в плане снижения гнили луковиц (Diaz-Perez et al., 2004; Gitaitis et al., 2004).

На песчано-суглинистой почве в Колорадо, США, урожайность при капельном поливе на глубине 8 см в центре четырехрядных грядок шириной 40 см была ниже, чем при дождевальном поливе лука, если только не использовалось большое количество воды, превышающее ETC, для увлажнения почвенного профиля на всю ширину грядок. При отсутствии такого избытка воды почва у корневой пластины внешних рядов лука была слишком сухой для развития придаточных корней (Al-Jamal et al., 2001). Похоже, что текстура почвы и связанная с ней проводимость воды являются фактором, определяющим успех капельных линий и их соответствующую глубину и расстояние между ними.

Результаты экспериментальных исследований реакции луковых культур на орошение различны. С одной стороны, очевидно, что во многих засушливых зонах, где выращивается эта культура, например, в Нью-Мексико, США, практически вся необходимая вода обеспечивается за счет орошения (Corgan and Kedar, 1990). В других регионах количество осадков иногда бывает достаточным, и урожайность может фактически снижаться при орошении — например, если азот вымывается из корневой зоны (Brewster, 1990b).

Эвапотранспирация культур, ETc, рассчитанная с помощью модифицированных уравнений Пенмана-Монтейта (см. Основы ирригации, выше), оказалась надежной основой для планирования поливов. Исследования в целом показали увеличение урожая при увеличении орошения до 100% от ETc (Kruse и др., 1987; Shock и др., 2000; Al-Jamal и др., 2001) или даже 120% от ETc (Martin de Santa Olalla и др., 1994). Чрезмерное орошение приведет к вымыванию и потере нитратов, а также может способствовать развитию болезней гниения при хранении.

Производительность воды в различных исследованиях по орошению:

  • полив по бороздам (Al-Jamal et al., 2001): продуктивность воды для луковиц (сырой вес/ETC) = 4,60 кг/м3; эффективность использования воды для луковиц (сухой вес/ETC) = 0,49 кг/м3;
  • полив по бороздам (Ells et al., 1993): продуктивность воды для луковиц (сырой вес/ETC) = 9,70 кг/м3;
  • дождевание (Al-Jamal et al., 2001): продуктивность воды для луковиц (сырой вес/ETC) = 8,40 кг/м3; эффективность использования воды для луковиц (сухой вес/ETC) = 0,90 кг/м3; плотность 28,4 растений/м2;
  • капельный полив (фертигация, Shock et al., 2004): продуктивность воды для луковиц (сырой вес/ETC) = 12,40 кг/м3; плотность 25 растений/м2;
  • капельный полив (фертигация, Shock et al., 2004): продуктивность воды для луковиц (сырой вес/ETC) = 15,00 кг/м3; плотность 35 растений/м2;
  • капельный полив (фертигация, Bosch-Serra, 1999): продуктивность воды для луковиц (сырой вес/ETC) = 19,15 кг/м3; эффективность использования воды для луковиц (сухой вес/ETC) = 1,61 кг/м3; плотность 80 растений/м2.

Эксперименты проводились в довольно засушливом климате, в основном при довольно низкой плотности растений, поэтому компонент испарения с поверхности почвы ETC будет довольно большим, так как большая часть почвы не будет покрыта листьями даже при полном развитии культуры. В целом, кажется, что капельное орошение более эффективно в использовании воды, чем дождевание или полив по бороздам, и что измерения полива по бороздам на фермерских полях были намного ниже значений экспериментальных участков. При поливе по бороздам, вероятно, имеется наибольшая доля влажной почвы, не затененной листьями, а при заглубленном капельном поливе — наименьшая, и это, вероятно, является основной причиной различий в производительности воды. Высокая продуктивность воды, достигнутая в Бош-Серра, вероятно, является результатом высокой плотности посевов, что приводит к высокой пропорции транспирации к испарению в общем ETC.

Орошение и достаточное количество азота во время роста листьев и ранней луковицы гарантирует, что урожай лука достигнет высокого LAI как можно быстрее. Это будет способствовать быстрому созреванию луковиц и хорошему качеству луковиц для хранения. Орошение и внесение азота в поздние сроки созревания луковиц может задержать созревание и снизить качество луковиц из-за расслоения кожицы и гниения, особенно если они следуют за периодом, когда рост был ограничен из-за недостатка воды или азота. Прекращение орошения примерно за 2 недели до сбора урожая часто рекомендуется как способствующее созреванию луковиц и облегчению уборки (Brewster, 1990b).

Управление и подготовка почвы

Для подготовки поля можно использовать различные орудия (отвальный плуг, подпочвенный плуг, культиватор, ротатор), но при этом следует избегать уплотнения почвы. На песчаных почвах после подготовительных работ на почве можно использовать прикатывание. Приподнятые грядки (высотой 15 см и более) обеспечивают хороший дренаж и могут быть использованы для борьбы с эрозией почвы. Иногда внутри грядок большего размера прокладывают змеевидные борозды, что позволяет одновременно подавать воду на ограниченную площадь.

Для условий Средней полосы России и в Белоруссии рекомендуется после уборки предшественника (особенно зерновых) провести обработку глифосатсодержащими гербицидами в дозе 4-6 л/га. Через 10-12 дней проводят лущение почвы в 2 прохода на глубину 8-10 см. Затем проводят вспашку под зябь (на глубину 25-27 см) или глубокое чизелевание. По мере отрастания сорняков проводят культивацию па глубину 10-12 см. В осенний период обязательно следует провести выравнивание поверхности почвы планировщиком. Тщательно проведенная осенняя подготовка почвы является залогом получения высоких урожаев лука.

В весенний период проход различных агрегатов следует свести к минимуму. Ранней весной проводят закрытие влаги культивацией или боронованием на глубину 5-6 см и вносят 2/3 нормы азотных удобрений.
Предпосевную культивацию или фрезерную обработку почвы на глубину 8-10 см проводят в день посева.

Почвенная корка

Образование корки может препятствовать появлению всходов лука, что иногда делает необходимым второй посев. В северных районах США и Канады лук часто выращивают на органических или торфяных почвах, которые могут поддерживать почвенный слой, предотвращающий образование корки. Защита поверхности от воздействия капель дождя путем мульчирования, внесения органических веществ или высокочастотного, но низкоинтенсивного полива на ранних стадиях роста помогает предотвратить образование корки или смягчить ее последствия.

Опрыскивание поверхности почвы 500 х 10-6 г/мл полиакриламида из расчета 4 л/м2 и фосфогипс (побочный продукт сульфата кальция, образующийся в процессе производства влажного кислого фосфора (P)), внесенный через 24 часа из расчета до 5 т/га перед имитацией ливня, были полезны для предотвращения образования корки и увеличения всходов лука на несодовых, суглинистых почвах; один только фосфогипс был неэффективен (Rapp et al., 2000). Тем не менее, в других почвенных условиях, когда электропроводность воды составляет в среднем 0,65 дСм/м, аналогичное применение фосфогипса оказалось полезным (Ramfrez et al., 1997) в луковых питомниках для улучшения всходов.

Вермикулит также может быть использован в качестве антикоркового средства. Его можно наносить на семенной ряд (1,3 м3/га) и затем покрывать тонким слоем почвы (5 мм), что также предотвращает ветровую и водную эрозию; H3PO4, нанесенная на ряд (57 кг P/га), также эффективна (Hemphill, 1982).

В Корее Джо и др. (1997) обнаружили, что применение эмульгированного пластикового геля на высыхающей, но все еще влажной почве способствовало образованию водоустойчивых почвенных агрегатов. Это уменьшило растрескивание почвы и повысило всхожесть японского лука. В Таиланде используется мульча из рисовой соломы.

Соляризация и мульчирование

Соляризация полезна для эффективной стерилизации почвы перед посевом в климатических условиях, где ее можно эффективно применять (Katan and DeVay, 1991). Влажная почва нагревается (> 40 °C) в течение 4 недель путем мульчирования прозрачным полиэтиленом, убивая патогены и семена сорняков (Rabinowitch et al., 1981). В Египте этот метод был успешно использован для обработки семенных грядок лука и производственных полей (Satour et al., 1989; Abdallah, 1998).

Во Флориде (США) Ваврина и Рока (2000) показали, что пластиковая мульча повышает чистую прибыль от выращивания лука за счет увеличения веса луковицы и товарного урожая.

Использование белой на черной пластиковой мульчи привело к получению самых высоких урожаев лука-джамбо (> 10 см).

Способы посева/посадки

Прямой посев

Прямой посев является доминирующим методом для производства лука-салата, луковиц лука при механизированных системах выращивания во влажном умеренном климате, для переработки лука и там, где последующий полив может быть хорошо управляемым. Посев семян непосредственно в почву, где будет выращиваться культура, потенциально является наиболее экономичным методом выращивания лука, особенно в тех случаях, когда доступность рабочей силы для пересадки ограничена, ее стоимость высока или когда доступность помещений для выращивания рассады ограничена. Однако, как и в случае со многими другими овощными культурами, имеющими мелкие семена и нежную рассаду, для получения удовлетворительного урожая при прямом посеве требуется высокий уровень агротехники.

Согласно рекомендациям Аутко, густота стояния растений на момент появления всходов должна составлять 970-1150 тыс. шт/га (норма высева 2,9-4,6 кг/га). При этой норме посева количество растений лука к уборке составит 570-600 тыс. шт/га. Норму высева корректируют с учетом всхожести семян, и массы 1000 семян.

Для Средней полосы России и Белоруссии оптимальным сроком посева семян для одногодичной культуры лука — 1-2 декада апреля. Глубина заделки семян — не менее 2,5 см (по другим рекомендациям, 6-12 мм). Период от посева до всходов в зависимости от погодных условий — 8-16 дней. На легких супесчаных и суглинистых почвах лук выращивают на ровной поверхности. На более тяжелых почвах, подверженных уплотнению и заплыванию, лук предпочтительно высевать на узкопрофильных грядах.

Семена с высокой всхожестью, часто гранулированные, высевают на желаемую глубину, используя норму высева, учитывающую «фактор поля». Это позволяет использовать местные почвенные условия для изменения проверенного процента всхожести (ISTA, 1985). На суглинистых песчаных и илистых почвах Кречмер (1996) обнаружил хорошую корреляцию между тестом на всхожесть и всходом лука в поле.

Прямой посев семян широко практикуется в США и многих странах с развитой культурой, и хотя для этого требуется определенное оборудование, это может быть наименее затратным методом для производства луковиц и особенно зеленого лука.

Механизм прорастания семян лука совершенно иной, чем у большинства семян овощей. Удлинение основания семядоли выталкивает ось зародышевого корня-побега из семени, но верхушка семядоли остается в семени, продолжая поглощать питательные вещества из эндосперма. Относительно длинная семядоля выглядит как петля (так называемая стадия петельки) при проталкивании вверх через почву. В конце концов петелька выпрямляется, вытягивая конец семядоли вверх и в сторону от почвы, и обычно освобождается от семенной оболочки. Почвенная корка часто является проблемой для всходов лука, особенно если прорастание недостаточно энергично.

Хотя семена прорастают в широком диапазоне температур, 0-32 °C, наиболее быстро прорастание происходит при температуре от 21°C до 27 °C. При таких температурах всходы обычно появляются через 6-8 дней. При низких температурах всходы появляются медленно, иногда на это уходит до месяца. В таких условиях всходы и укоренение часто происходят неравномерно.

Равномерное появление всходов в течение короткого периода времени очень важно для эффективной гербицидной борьбы с сорняками, так как прореживание трудно и нецелесообразно, равно как и заполнение образовавшихся пропусков. Для этого необходимы равномерные условия посевного ложа, определяемые температурой, наличием влаги и аэрацией; равномерная глубина посева, поскольку время до появления всходов увеличивается с глубиной посева; высококачественные семена с врожденной способностью к быстрому прорастанию в течение короткого промежутка времени. Время выпадения осадков или полива может сильно повлиять на процент и распространение всходов. Орошение лучше всего проводить, когда с момента посева накопилось достаточно дневных градусов, чтобы большинство семян достигли стадии, непосредственно предшествующей появлению корешков (приблизительно 90 градусов-дней при > 1,4 °C для лука) (Finch-Savage, 1990). Орошение обычно необходимо для осеннего или позднелетнего посева, но во многих регионах весенний посев зависит от осадков и существующей влажности почвы.

Неравномерная заделка семян влияет на размер растений и урожай луковиц. Если процент всходов пространственно варьируется, то плотность растений, а следовательно, и конечный размер луковиц будут разными. Более того, плотность растений влияет на дату созревания луковиц, при этом высокая плотность достигает зрелости и готова к уборке раньше низкой плотности. Поэтому пространственно различный процент всходов создаст трудности при определении оптимального времени для уборки урожая, а также при определении сроков предуборочного опрыскивания малеиновым гидразидом.

Семена часто сортируют и гранулируют для улучшения равномерности размещения и расстояния между растениями с помощью посадочного оборудования. Для улучшения укоренения растений можно также проводить обработку семян инсектицидами и фунгицидами.

Определение плотности посева зависит от характеристик всхожести сортов и полевых условий. Схема посадки может быть разной; в одних ситуациях производится однорядная посадка, а в других — многорядная. Как правило, широкие междурядья способствуют более энергичному вегетативному росту, что может задержать образование луковиц; узкие междурядья, как правило, уменьшают размер луковиц. Быстрый рост луковиц имеет тенденцию к получению удлиненных форм, в то время как медленный и длительный период роста имеет тенденцию к увеличению диаметра луковицы.

Часто приходится искать компромисс между урожайностью и размером луковицы. Высокая плотность посадки может привести к увеличению общего урожая и раннему созреванию, но при этом образуется много мелких луковиц. И наоборот, низкая плотность может привести к меньшему общему урожаю и позднему созреванию, но с крупными луковицами. Сеялки точного высева делают расстояние между растениями более равномерным. Тем не менее, при использовании менее точных сеялок получаемые растения, по-видимому, достаточно хорошо адаптируются к менее равномерному расстоянию между растениями и конкуренции между растениями. Около 40-80 растений на м2 является целью для большинства луковичных культур; однако, диапазон может варьироваться от 25 до 100 на м2. Плотность посадки растений для сушки или маринования лука составляет от 100 до 200 на м2, а для выращивания зеленого лука — от 200 до 400 на м2. Плотность посадки 1600 на м2 используется для производства мелкого маринованного (коктейльного) лука.

Для салатного лука обычно используется система грядок с несколькими рядами с плотным междурядьем. Для производства луковиц также можно использовать грядки или приспособить технику для других систем — например, гребни и борозды. На плоских участках можно использовать сеялки точного высева или пневматические сеялки. Сеялка ленточного типа Stanhay имела лучшую равномерность посева в целом, но больший процент промахов (15%), чем модель вакуумного типа Carraro (5%) (Bracy and Parish, 1998).

В идеале, почва должна оставаться влажной до появления всходов. Пересыхание на этой стадии может привести к неравномерному появлению всходов, что снижает равномерность развития на протяжении всей жизни культуры. Под семенами необходим хорошо обработанный, но достаточно плотный слой почвы, чтобы вода могла поступать к ним по капиллярности. Семена прикатывают прижимным кругом или катком, так как плотный контакт семян с почвой улучшает поглощение воды, обеспечивает более равномерное прорастание и хорошее развитие первичных корней. Из-за риска образования корки следует избегать плоских профилей; поэтому предпочтительнее вогнутые профили ложа над семенами. Если застой воды является проблемой, рекомендуется использовать выпуклый профиль.

Температура поля и содержание влаги в почве влияют на среднее время появления всходов и окончательное появление всходов (Kretschmer, 1994). Высокая всхожесть 90% и более была достигнута при влажности почвы от 40 до 80% и температуре от 10 до 20 °C. Kretschmer и Strohm (1996) обнаружили в Германии, что, хотя глубина бурения 1-2 см может дать оптимальные всходы, в засушливых условиях можно рассматривать более глубокие глубины посева (до 4-5 см).

Rowse et al. (1999) разработали модель влияния водного стресса на скорость прорастания моркови и лука. Модель предполагает, что рост радикулы (первичного корешка) может начаться, как только разница между водным потенциалом окружающей среды и виртуальным осмотическим потенциалом превысит определенный порог (Ψπν > Ψ — Y, где Y — константа для популяции). Предполагается, что время между началом роста луковых радикул и их фактическим появлением находится в обратной зависимости от водного потенциала (-0,45 Ψπν) после начала роста радикул. Модель может быть использована для прогнозирования некоторых событий, происходящих во время прорастания семян лука, а также событий в почве.

Whalley et al. (1999) показали, что механическое воздействие (вызванное уплотнением почвы) от 0,19 до 0,75 МПа среднего давления пенетрометра снижало скорость и степень развития побегов лука, но влияло на корни меньше, чем на побеги. Водный стресс, вызванный раствором полиэтиленгликоля (осмотический потенциал -0,4 МПа) в песчаных смесях, снизил способность проростков проникать в засоренную почву. Побеги лука лучше, чем побеги моркови, восстанавливались после повреждения почвенного сопротивления и при восстановлении давали скорость удлинения, которая была выше, чем у проростков, не подвергшихся воздействию. Полученные данные позволили разработать дифференциальные уравнения, описывающие среднюю скорость удлинения побегов лука как функцию механического сопротивления, водного стресса, длины побега, температуры и времени.

Для того чтобы избежать этих физических проблем, интерес представляют все методы управления культурой, которые могут способствовать высокой скорости появления всходов и быстрому раннему росту луковой рассады.

Семена высаживаются на глубину 1-3 см из расчета 2-4 кг/га. Семена обычно высевают рядами на расстоянии около 30 см друг от друга на грядках шириной в шесть рядов. Количество семян, необходимое для посева, можно рассчитать с помощью уравнения:

Семена (кг/га) = 1000 X Цель (растений/м2) / [семена (г) х % лабораторной всхожести х фактор поля].

Обычно на 1 г приходится 300-400 семян, и при использовании качественных коммерческих семян лабораторная всхожесть должна превышать 90%. «Полевой коэффициент» зависит от условий посевного поля: для идеальных условий он составляет 0,9, т.е. 90% жизнеспособных семян всходят; для средних условий — 0,7, а для холодной почвы с плохим слоем — 0,5 (MAFF/ADAS, 1982).

Подходят различные типы сеялок, широко используются точные сеялки, которые помещают семена в почву через равные промежутки времени. Опыты, в которых сравнивались посевы лука, тщательно прореженные до равномерного междурядья, с посевами, в которых расстояние между растениями в ряду варьировалось произвольно, не показали никакого улучшения урожайности или равномерности размера луковиц при равномерном междурядье; при обеих схемах общая плотность растений была одинаковой. Таким образом, преимущества предельной точности междурядий для лука сомнительны.

Улучшение всходов и сокращение времени появления всходов, что приводит к повышению урожайности и более равномерному размеру луковиц, было получено при использовании сеялки «диббер«, а не обычной сеялки (Gray et al., 1995). Сеялка dibber вдавливает семена в почву, в то время как они удерживаются всасыванием на конце металлических «пальцев». Она обеспечивает равномерную глубину посева, независимо от волнистости поверхности почвы, и хороший контакт между семенами и почвой. Кроме того, высеянные семена могут быть покрыты гранулами смачиваемого полакриламида, который образует гель над семенами, что, как было установлено, улучшает всходы.

Среди садоводов и огородников бытует мнение, что для лука необходимо прочное семенное ложе. Голландский совет рекомендует готовить грядку так, чтобы семена высевались на влажный, уплотненный подстилающий слой. Опыты показали, что если подготовить почву осенью, а затем обработать ее не глубже 2-3 см перед посевом весной, то при сухой весне всходы можно увеличить в шесть раз. Эта техника позволяет высевать семена на хорошо осевший слой почвы с хорошей капиллярной проводимостью для воды, поднимающейся к прорастающим семенам (Rowse et al., 1985). Хорошая проводимость воды к семенам, вероятно, является главным преимуществом хорошо уплотненного посевного слоя.

После посева время появления всходов зависит от температуры и наличия влаги. Во влажной почве лук достигает стадии 50% жизнеспособных проростков, видимых после 140 градусо-дней при температуре > 1,4 °C (Finch-Savage, 1986). Поскольку всходы лука (и лука-порея) появляются медленно по сравнению с другими культурами, а проростки довольно маленькие, всходы задерживаются из-за более глубокой заделки в почву. Чем дольше время между посевом и появлением всходов, тем больше вероятность того, что сильные дожди вызовут образование почвенной корки, непроницаемой для появляющихся всходов. Для борьбы с этой проблемой после посева можно распылить на посевное ложе «антикорковые» кондиционеры почвы, чтобы стабилизировать структуру почвенных комков от разрушения сильным дождем. Ксантат целлюлозы в некоторых опытах увеличил всходы лука и лука-порея на 40-80% (Page, 1980).

Лук очень чувствителен к засолению, особенно его всходы. Иногда лук высевают частично на наклонной гряде, а в соседние борозды на несколько дней подают поливную воду. Вода всасывается мимо семян, унося избыток солей, чтобы после испарения отложить их на «солевой гряде» в стороне от семян (Jones and Mann, 1963).

Рассадный метод

Несмотря на развитие и совершенствование прямого посева, рассадный метод все еще широко используется как в умеренных, так и в тропических регионах. Прямой посев, вероятно, всегда будет подвержен большему риску не сформировать равномерный урожай при заданной плотности, чем рассадный метод. В прохладных районах с умеренным климатом вегетационный период для лука можно удлинить, выращивая рассаду для пересадки под защитой. Опытные посевы, выращенные из рассады в Линкольншире на востоке Великобритании, постоянно давали урожай луковиц 45 т/га и созревали на 2 недели раньше, чем культура, выращенная прямым посевом, которая давала в среднем 30 т/га. В Онтарио, Канада, можно выращивать крупный, мягкий, «сладкий испанский» сорт лука с помощью пересадки. В тропиках мелкие производители могут поддерживать хорошую борьбу с сорняками, высокий уровень плодородия почвы с использованием органического навоза, хорошо контролируемый полив и, при необходимости, затенение для предотвращения чрезмерной температуры почвы на интенсивно управляемой грядке питомника для пересадки лука, что делает этот способ выращивания наиболее практичным (Currah and Proctor, 1990).

Пересадка может быть полностью ручной или с использованием специализированного оборудования. В районах, где периоды роста слишком коротки, чтобы выращивать лук прямым посевом, для преодоления этого ограничения используются пересадки или севок. Рассадный метод используют весной для ускорения графика посадки, например, когда они следуют вплотную за предыдущими культурами.

Параллельно с развитием прямого посева в последние годы появились и новые методы выращивания из рассады. Лук традиционно пересаживают в виде укорененной рассады, выкопанной из питомника. В последнее время стали использовать многосеменную модульную рассаду. В этом случае шесть-восемь семян лука высевают в небольшую ячейку или почвенный блок подходящей среды для выращивания, а после появления всходов каждый модуль пересаживают, чтобы получить небольшой кластер растений.

Получение рассады на грядках

Этот метод используется там, где ручной труд относительно дешев, и полезен в жарком сухом климате, где можно обеспечить больший уход за сеянцами путем внесения поправок в почву (например, навоза или песка) или стерилизации. Также легче применять мульчу или мобильные теневые укрытия для защиты засеянных участков от проливных дождей или прямого солнечного облучения. Когда сеянцы достигнут стадии трех-четырех листьев или толщины карандаша, их можно пересаживать. Семенные грядки могут быть либо приподняты во влажный сезон, либо заглублены, чтобы обеспечить полив в сухую погоду. Пересадка позволяет использовать поля под другие культуры в течение более длительного периода: это важно в системах, где основная культура должна быть собрана до высадки лука.

Выращивание рассады производится в поле, в теплицах или в защищенных пластиковых туннелях. Наиболее благоприятный рост достигается при дневной и ночной температуре 17 °C и 10 °C, соответственно. Норма высева 80-100 кг/га обеспечивает высокую численность популяции. Рассады обычно готова к пересадке после 8-12 недель роста и/или когда диаметр стеблей составляет 3-4 мм, и чаще всего используется как рассада с оголенными корнями. Что касается графиков посадки, когда культура должна перезимовать, размер рассады является важным фактором. В такой ситуации рассада должна быть достаточно крупной, чтобы пережить зиму, но не слишком крупной, чтобы не быть чувствительной к вернализации. Гербициды являются ценным активом для производства, поскольку они позволяют использовать гораздо более узкие междурядья, чем те, которые можно было бы использовать при механической обработке почвы.

В Онтарио лук на рассаду высевают под стеклом с использованием 4500 семян/м2, либо вразброс, либо рядами на расстоянии около 10 см друг от друга. Дневная температура составляет около 17 °C, а ночная — 10 °C. Цель — получить рассаду с псевдостеблями толщиной 3,5 мм примерно через 11 недель после посева. Перед высадкой растения закаляют, сокращая частоту полива и подвергая их воздействию температуры 4-7 °C в течение недели или около того (Riekels et al., 1976). Во многих тропических регионах лук начинают выращивать путем посева на небольшие грядки с хорошо удобренной почвой и последующим регулярным поливом. Для защиты поверхности почвы от повреждений сильными дождями, сохранения влаги и подавления сорняков часто используют мульчу из сухой травы (Currah and Proctor, 1990).

Меттананда и Фордхам (1999) показали, что время появления луковиц, качество луковиц и урожайность лука могут коррелировать с размером растений при пересадке, при этом зависимость может быть различной в зависимости от условий окружающей среды. Они предполагают, что манипулирование размером растений с помощью различных норм высева или сроков посева (более ранний посев приводит к более крупным пересадкам) в питомнике может быть полезной практикой управления для оптимизации конечного размера луковиц.

Необходимо предотвратить преждевременное образование луковиц при пересадке. Сеянцы, которые начали набирать луковицы при пересадке, могут продолжать развивать маленькие луковицы, прекратить рост и преждевременно впасть в состояние покоя луковиц. Это происходит, когда условия на грядке благоприятствуют образованию луковиц. В регионах с умеренным климатом поздно пересаженные культуры могут попасть в фотопериод, способствующий образованию луковиц, еще на грядке, когда весной дни удлиняются. В тропиках семена, посеянные летом для получения рассады для ранней осенней пересадки, скорее всего, будут испытывать высокие температуры и фотопериоды, провоцирующие образование луковиц. В обеих ситуациях высокая плотность посадки, используемая на грядках, увеличит тенденцию к образованию луковиц. В Норвегии эта проблема предотвращается у поздно пересаживаемых сеянцев путем уменьшения фотопериода до 12 часов в течение последней половины периода выращивания рассады с помощью затемняющих экранов.

Для облегчения работы при пересадке побеги и корни часто обрезают до длины 10-15 см, но эксперименты показали, что это несколько снижает урожайность. При пересадке саженцев с оголенными корнями обычно наблюдается задержка в росте на 2-3 недели по сравнению с рассадой, высаженной прямым посевом. Пересадка дает равномерно засеянное поле без случайных пробелов, в то время как (теоретически) слабые саженцы могут быть отбракованы (преимущество, если выращиваются открыто опыляемые сорта).

Пересадка обычно производится так, чтобы основание саженца было на 2,5 см ниже поверхности почвы. Эксперименты с крупнолуковичными сортами ‘Sweet Spanish’ показали, что более глубокая посадка, на 5 или 10 см, делает луковицы более вытянутыми по форме и уменьшает степень внутреннего удвоения. Это сделало культуру более пригодной для получения неразделенных «луковых колец» при нарезке поперек. Того же эффекта можно добиться, если рыхлить почву вокруг лука по мере его роста (Chipman and Thorpe, 1977).

Существуют полуавтоматические машины для пересадки, но урожайность снижается, если рассада посажена не вертикально. Пересаженные культуры часто выращиваются на довольно широком расстоянии друг от друга, например, 20-40 растений/м2, с расстоянием между рядами около 10 см, либо потому, что они должны давать крупные луковицы, например, сорта «Сладкая испанка» в Северной Америке, либо потому, что расположение гребней и борозд для полива или ограничения плодородия почвы делают более близкие расстояния неприемлемыми.

Пересадка в ячейках или блоках

Рассаду также можно выращивать в виде клеточных модулей или в почвенных блоках под навесами от дождя или в туннелях, где дополнительное тепло обеспечивает быстрый ранний рост рассады. Нарушение корней при посадке минимально, по сравнению с традиционной пересадкой с оголенными корнями. Достижения в технологии производства и обработки рассады внесли большой вклад в механизацию. Хотя это более дорогостоящая процедура, использование контейнеров с несколькими ячейками для пересадки стало более распространенным. В некоторых ситуациях все чаще практикуется многократный посев в отдельные ячейки или блоки почвы для получения большего количества сеянцев на единицу площади.

Лук может дать до семи луковиц из одного модуля, так как луковицы сами по себе образуют кластер. Блочные модули полезны тем, что для их выращивания требуется меньше защищенного пространства, и их можно высаживать механизированным способом. Хотя этот метод примерно в 3,5 раза дороже прямого посева, он дает более высокую отдачу за счет более раннего урожая. Также удается избежать проблем с ранними сорняками.

При использовании рассадного способа для выращивания луковиц, полевая популяция обычно значительно меньше, чем при прямом посеве. Использование рассады для производства лука на перо трудно оправдать из-за более высоких затрат труда и средств, необходимых для получения высокой популяции.

В Австралии Чанг (1989a) получил самый высокий общий урожай луковиц (83-88 т га-1) при пересадке 25-50 модулей/м2 с двумя-пятью растениями на модуль (100-125 растений/м2) при междурядье 20 см. Поскольку четыре растения на модуль (25 модулей/м2) дали в среднем 56% луковиц размером от 50 до 70 мм и были наименее затратными, эта система оказалась наиболее подходящей для экспортного лука. По сравнению с прямым посевом, пересадка позволила задержать подготовку земли примерно на 10 недель (в начале сентября) и минимизировать возможную эрозию почвы в наиболее уязвимый период года в Тасмании, но без изменения периода созревания (середина января).

В Мичигане два растения на ячейку (12 недель; 4,6 см3) оптимизировали урожай луковиц диаметром > 76 мм, не оказывая при этом негативного влияния на форму луковиц (Herison et al., 1993). Лесковар и Ваврина (1999) в Техасе обнаружили, что урожайность выше из ячеек объемом 7,1 см3, в которых растения можно выращивать в течение 10-12 недель, чем из меньших (4 см3), которые необходимо высаживать на 8-10 неделе в декабре, при использовании сорта ‘Texas Grano 1015Y’. В аналогичном эксперименте во Флориде луковицы, собранные с саженцев, пересаженных в октябре и выращенных в ячейках объемом 20 см3, имели значительно больший процент цветушности, чем сеянцы из ячеек объемом 6,5 см3. Очевидно, что выбор размера ячеек и количества растений в каждой ячейке должен определяться в соответствии с размером растений, необходимым для выживания при заморозках, предпочтениями рынка в отношении размера луковиц и контролем за появлением болтеров. В Корее оптимальный период выращивания при пересадке перезимовавшего лука ‘Changnyongdang’ составил 45-55 дней. Пластиковая мульча и ранний посев способствовали удвоению и образованию болтов, а также использование крупных растений с диаметром шейки более 7 мм (Ha et al., 1998).

Эксперименты в Норвегии (Vik, 1974) показали, что удовлетворительные урожаи луковиц получаются, когда группы из трех-семи сеянцев выращиваются в маленьких горшочках и пересаживаются в апреле в виде кластера. Во время роста луковиц растения отталкивались друг от друга, и в результате луковицы не были неправильной формы. Пластиковые лотки, содержащие 9-15 мл рыхлого компоста, широко используются для выращивания рассады овощей и подходят для выращивания групп из пяти-шести луковичных сеянцев для пересадки. В Великобритании урожай луковиц диаметром > 40 мм достигает максимума в 45-55 т/га, когда модули, содержащие пять-шесть сеянцев, пересаживаются из расчета 10 модулей/м2 (Hiron, 1983). В таких условиях 60-70% луковиц имеют диаметр > 60 мм. Использование большего количества саженцев на модуль или посадка модулей с большей плотностью уменьшает средний размер луковицы. Очевидно, что использование таких модулей с несколькими растениями снижает усилия по пересадке, необходимые для достижения определенной плотности растений.

В дополнение к лоткам с рыхлым наполнителем, для выращивания таких растений хорошо подходят «торфяные блоки» — кубические блоки из спрессованного торфа — различных размеров. Блоки, сформированные в виде куба размером 27 мм путем прессования 50 мл компоста на основе торфа, оказались достаточными, а от более крупных торфяных блоков пользы мало.

Для лотков с рыхлым наполнением можно использовать различные компостные среды, при условии, что внимание уделяется требованиям к питательным веществам. Была разработана смесь из мелкоизмельченного сфагнового торфа, смешанного с 10% по объему песка, содержащего измельченный карбонат магния, карбонат кальция, фосфат кальция, нитрат калия и фриттованные микроэлементы (Hiron and Symmons, 1985). Из-за небольшого объема компоста необходимо еженедельное дополнительное жидкое питание нитратом калия, начиная с стадии первого настоящего листа. В качестве альтернативы в компост можно вносить мелкие гранулы медленно высвобождающегося удобрения. Торфяные блоки содержат больше запасов питательных веществ, поэтому жидкая подкормка требуется реже.

Сеянцы на стадии 1-2 настоящих листьев, пригодные для посадки, появляются примерно через 200 градусо-дней при температуре > 6 °C после посева. Последовательность температур, начиная с проращивания при 18-21 °C, понижения до 10 °C и последующего 2-недельного закаливания при температуре окружающей среды, позволяет получить такую рассаду через 6 недель после посева в середине февраля в Великобритании. Если почва или погодные условия не подходят для пересадки, модульные саженцы можно хранить до 2 недель при температуре 0,5 °C и 95% относительной влажности в темноте без потери жизнеспособности. Перед пересадкой такие модули полезно тщательно полить жидкой подкормкой. Орошение после пересадки желательно, хотя и не всегда необходимо. Пересохшие торфяные блоки могут затвердеть и запутать корни рассады. Чтобы избежать этого, верхушки блоков после посадки должны быть покрыты почвой.

Требования к удобрениям и послевсходовым гербицидам аналогичны требованиям для луковичных культур прямого посева, однако следует избегать гербицидных обработок сразу после пересадки, чтобы дать листьям «затвердеть» и сформировать нормальную восковую оболочку. Переменные затраты, понесенные при выращивании культуры таким способом в Великобритании, по расчетам, примерно в 3,5 раза больше, чем при прямом посеве (Senior, 1982). Более высокая урожайность, лучшее качество (например, больший средний размер луковицы), более ранняя уборка и более надежные результаты могут сделать дополнительные затраты оправданными в районах, где вегетационный период для лука-севка короткий.

Севок

Севок — это небольшие, сухие луковицы лука (диаметром менее 25 мм), выращенные специально для посадки в следующем вегетационном сезоне, когда они созревают значительно раньше, чем лук, выращенный из дражированных семян. Благодаря своему размеру, при появлении всходов севок образуют более крепкие растения, чем семена, и не требуют такой тщательной подготовки грядки. Поэтому их легче успешно выращивать, и они широко используются любителями и мелкими садоводами. Севок также имеют более короткий вегетационный период, чем растения из семян, и используются там, где важно быстрое и раннее получение урожая.

Сорта короткого дня обычно выращивают в условиях длинного дня, чтобы получить севок. Основное назначение севка — раннее созревание или приспособление к короткому вегетационному периоду.

После периода покоя севок может начать расти очень быстро, и полученные растения более «готовы к луковице», т.е. их можно побудить к началу образования луковицы более короткой длиной дня, по сравнению с рассадой. Однако крупный севок может быть склонен к цветению, поскольку он близок к критическому порогу для цветения.

Для получения севка посев выбранного сорта планируется таким образом, чтобы соответствующие условия длины дня вызывали раннее образование луковиц. Посадки для производства лука-севка чаще всего начинают весной, а сбор урожая происходит летом. Высокая плотность посадки, 1000-1300 (2000) растений/м2, обеспечивает сильную конкуренцию растений и, таким образом, ограничивает размер луковиц. Урожайность севка может превышать 20 т/га.

Подробности операций, связанных с производством севка в основной европейской стране-производителе, Голландии, были обобщены в Anon. (1998). В северо-западной Европе существует специализированный рынок для лука-севка сортов ‘Штутгартский гигант’, ‘Стурон’ и других. В Израиле осеннее производство сорта ‘Бейт Альфа’ зависит от севка, произведенного ранее весной (Kedar и др., 1975; Corgan и Kedar, 1990). В Зимбабве предпочтение отдается сорту «Пирамида»: его хранят при высокой температуре (около 27 °C) и перед посадкой окунают в фунгицид против белой гнили.

В Нидерландах, основной стране-производителе сеянцев в Европе, семена высевают в начале апреля из расчета около 10-12 г/м2 в ряды на расстоянии 15-20 см друг от друга с помощью сеялок с сошниками (часть сеялки), которые распределяют семена в полосу шириной 7-10 см.
Семена могут передавать болезни и вредителей, поэтому правительство Нидерландов проводит инспекции, чтобы убедиться, что земля, используемая для выращивания семян, свободна от стеблевой и луковичной нематод, Ditylenchus dipsaci и луковой белой гнили, Sclerotium cepivorum.

В идеале диаметр севка составляет от 15 до 20 мм, а вес каждого — 2-3 г. Севок диаметром более 25 мм будет чувствителен к низкотемпературной индукции цветения после возобновления роста.

Высокий уровень питания важен для поддержания адекватного раннего роста во время производства севка, но избыток азота может вызвать избыточный рост листьев, что может привести к толстой шейке, которую труднее высушить и которая подвержена заболеваниям. Уровень азота обычно составляет всего 40 кг/га или меньше — для стимулирования «жесткого роста».

Перед сбором урожая растения лишают влаги. Урожай готов к сбору, когда верхушки листьев высохнут. Верхушки срезают или оставляют целыми, если они маленькие и сухие. Растения подрезают, извлекают из почвы, сушат в поле в течение нескольких дней, защищая от влаги и прямых солнечных лучей. Затем севок собирают и переносят в хранилище для быстрой сушки на сквозняке при температуре 20-25 °C. Важно обеспечить достаточную вентиляцию ненагретым воздухом до полного высыхания.

По сравнению с самой ранней посевной культурой срок сбора урожая может быть сдвинут на 1-2 месяца. Во всем мире для производства севка используются сорта, которые достаточно хорошо хранятся и имеют довольно плоскую форму (Л. Куррах).

Метод обработки почвы также важен для лука, выращенного из севка. В южной Норвегии на суглинистой почве Драгланд (Dragland, 1989) показал, что уплотнение почвы путем многократной обработки колесами трактора снизило урожайность на 6%, в то время как осенняя вспашка с последующим весенним боронованием дала самый высокий урожай.

При оптимальных условиях качественный севок может храниться до 6-8 месяцев. Севок хранят при температуре 0-5 °C и 60% относительной влажности или при 20-30 °C и 60% относительной влажности в вентилируемых ящиках или сетчатых мешках. Температура выше 20 °C сокращает срок хранения и вес. При температуре от 5 до 20 °C и относительной влажности воздуха более 75% возможно прорастание, развитие корней и/или загнивание растений. Поэтому варианты температуры хранения — менее 5 °C или более 20 °C.  Севок можно хранить навалом высотой до 3 м. Севок широко выращиваемых, устойчивых к полеганию сортов ‘Stutgarter’ и ‘Sturon’ хранится всю зиму при температуре 3-4 °C.

Белорусскими учеными приводятся следующие рекомендации по хранению севка: температуру осенью и весной поддерживают на уровне +18-20 °С, а в зимнее время — 1-3 °С. Относительная влажность воздуха должна составлять не более 70 %. При этом способе хранения потери лука-севка от болезней и усушки снижаются до 12-15 %.

Чтобы обеспечить, что севок других, обычно выращиваемых из семян сортов не переходил в фазу цветения после высадки, желательно высокотемпературное хранение при температуре около 28 °C с ноября по март. Крупный севок, > 20 мм в диаметре, может нуждаться в теплом хранении до апреля, чтобы предотвратить цветушность. В целом, чем меньше севок, тем меньше вероятность появления цветоносов. Высокотемпературное хранение также повышает жизнеспособность, задерживает созревание и увеличивает урожай. Относительная влажность 60-70% необходима для предотвращения чрезмерной потери влаги при высокотемпературном хранении, но, несмотря на это, происходит потеря 10-25% веса.

Луковицы диаметром 1,0-1,5 см наименее чувствительны к холоду, а луковицы диаметром более 3 см наиболее чувствительны к холоду. 

Была разработана новая технология производства «мини-сеянцев» диаметром всего 8 мм, которая позволяет использовать избыточные мощности теплиц после сезона пересадки в Великобритании. Семена высевают в начале июня в сотовые лотки, как при пересадке, по пять-шесть сеянцев на модуль и оставляют в теплице для получения мини-сеянцев к августу. После зимнего хранения при температуре 27 °C был получен высокий урожай от весенней посадки. Кроме того, эти севки настолько малы, что их можно высевать обычной сеялкой, приспособленной для крупносемянной культуры, такой как фасоль. Недостатком метода является, то что луковицы часто формируются мелкими, а из-за неправильной ориентации при посадке может пострадать однородность луковиц.

В теплых регионах, таких как Израиль и Пакистан, севок, полученный при весеннем посеве, пересаживают в конце лета, чтобы получить быстро созревающий урожай луковиц для сбора в декабре. В Израиле семена сорта ‘Bet alpha’ высевают в феврале и собирают в виде наборов в апреле. Рассаду высаживают в июле или начале августа, а луковицы собирают в декабре. В течение этого вегетационного периода фотопериод сокращается с 14 до примерно 10 ч. Культивары с более длинным световым днем, чем у ‘Bet alpha’, возвращаются к росту листьев и не могут завершить рост луковиц при выращивании таким способом (Corgan and Kedar, 1990). Здесь также может иметь значение более быстрый переход к цветению по сравнению с сеянцами того же сорта.

В высоких широтах с поздней весной и коротким вегетационным периодом быстрое получение урожая луковиц возможно при использовании севка. В Норвегии севок используются для получения ранних урожаев луковичных (Vik, 1974).

В целом, севок должен быть 1-2 см в диаметре; севок диаметром менее 16 мм редко цветет. Более крупный севок может переходить к цветению, особенно если он подвергается длительному воздействию прохладных температур (7-12 °C) до начала образования луковиц. Крупный севок также имеют большую склонность к образованию раздвоенных, двойных луковиц.

Плотность высадки севка обычно составляет 30-80 растений/м2 , точная плотность зависит от желаемого размера луковиц. В идеале, севок должен быть посажен вертикально и только слегка присыпан почвой. При машинной посадке севок высаживается в неглубокие борозды и не имеют равномерного вертикального положения. Снижение урожая на 10-30% было связано с неправильной посадкой при сравнении машинной посадки с ручной. Уплотнение почвы над посадочными бороздами с помощью прижимного колеса после посадки севка может улучшить всходы и урожайность. Возможно, улучшенное капиллярное движение воды к донца севка в уплотненной почве способствует прорастанию.

Согласно рекомендациям Аутко, для Средней полосы России и Белоруссии норма посадки севка зависит составляет:

  • севок 10-15 мм в диаметре — 600-700 тыс. шт./га (600-800 кг/га);
  • севок 15-22 мм — 300-350 тыс. шт./га (800-1000 кг/га);
  • севок 22-30 мм — 240-280 тыс. шт./га (1100-1400 кг/га).

За 2-3 недели до посадки севок перебирают, удаляют больные луковицы, сортируют по группам на сортировочных машинах (СЛС-7, ОКС-2,0). За 10-15 дней до посадки севок термически обеззараживают в течение 8 часов при температуре 40-42 °С или 10-12 часов в потоке теплого воздуха при температуре 45-47 °С.

Оптимальный срок посадки севка приходится на период, когда температура почвы достигает +10 °С. Глубина посадки севка — 4-6 см (2 см от шейки луковицы до поверхности почвы). Схема посадки — двухстрочная: 20 + 50 см. Для малогнездных сортов межстрочное расстояние сужают до 10-15 см. Для промышленных масштабов целесообразно использовать модуль МПЛС-4. Схема посадки — широкополосная (ширина полосы 10 см при междурядье 70 см).

Выбор полевых стратегий

Выбор стратегии выращивания лука зависит от сезона, наличия воды, типа почвы и ценовой премии, доступной для раннего лука в стране или для луковиц диаметром jumbo (77-101 мм) и colossal (> 102 мм). Необходимо также учитывать рельеф почвы: для определенных схем орошения требуются ровные поля, а наклонные могут не позволить прямое бурение с орошением.

Сроки посева/посадки

Во многих регионах сроки посева ограничены климатическими условиями коротким периодом весной или осенью. Во многих регионах средних широт — например, в Израиле — посев можно проводить в течение осени, зимы и весны, чтобы получить последовательность дат сбора урожая. Осенний посев распространен в регионах низких и средних широт с умеренными зимними температурами, которые позволяют выращивать некоторые культуры. Лук может пережить температуру -6 °C, но погибает при температуре -8…-11 °C, причем молодые, мелкие сеянцы погибают при более высоких температурах. Перезимовка характерна для регионов, известных своим «ранним сезоном» производства лука — например, долина Рио-Гранде в Техасе, США.

В более высоких широтах более длинные и холодные зимы делают осенний посев невозможным, за исключением приморских районов, и культуру приходится выращивать из весеннего посева или посадки. Чем выше широта, тем короче вегетационный период, и, в конечном итоге, может оказаться, что продолжительность сезона недостаточна для того, чтобы мелкосемянная, довольно медленно растущая культура лука успела сформировать достаточную площадь листьев и сформировать луковицы до конца вегетационного периода. В таких регионах луковицы лука можно выращивать из рассады, высеянной в теплицах в конце зимы, тем самым продлевая вегетационный период, или выращивать из севка, произведенных в предыдущем году. При использовании севка с сухим весом около 0,2 г, а не семян с сухим весом 0,003 г, размер растения при появлении всходов соответственно больше, а время, необходимое после появления всходов для формирования достаточной площади листьев для получения крупной луковицы, сокращается.

Время позднего летнего или осеннего посева может иметь решающее значение. В Великобритании посев в начале августа дает много цветушности, в то время как посев после начала сентября дает слишком маленькие растения, чтобы пережить зиму. Тот же принцип можно наблюдать в Нью-Мексико, США, за исключением того, что на этой более низкой широте соответствующий диапазон дат посева является более поздним:

  • начало сентября, дающее высокий уровень образования цветоносов  и низкую урожайность;
  • середина — конец сентября, дающее мало цветоносов и максимальную урожайность;
  • середина октября, не дающее цветоносов, но снижающее урожайность (Corgan and Kedar, 1990).

Оптимальная дата посева несколько варьируется от года к году. В Великобритании, если конец лета и осень теплые, рост может быть быстрым, и растения могут достичь критического размера, необходимого для образования цветков, к концу осени при посеве в середине августа, как это было в 1973 году. Следовательно, такие растения будут полностью вернализованы в течение зимы, и большой процент из них погибнет. В сезон с прохладной осенью, как в 1974 году, этого не произошло, так как растения, посеянные в середине августа, не достигнут критического размера, необходимого для начала вернализации, до весны.

Поскольку очень важно, чтобы посеянные осенью культуры достигли размера, достаточного для того, чтобы выдержать зиму, необходимо обеспечить полив семенного ложа, а также правильно выбрать дату посева. Семена, посеянные в сухую почву, не прорастут до увлажнения, а без полива начало роста будет зависеть от капризов осадков.

Сроки весеннего посева ограничены по разным причинам. Нет смысла сеять, пока температура почвы не прогреется настолько, чтобы обеспечить прорастание и появление всходов. Однако, если посев будет проведен слишком поздно, урожай не достигнет достаточного размера, чтобы завершить формирование бульбочек до того, как температура и продолжительность дня в конце лета снизятся настолько, что луковицы вернутся к росту листовых пластинок, в результате чего появятся «толстошеие» растения.

В Нидерландах опыт показывает, что нет смысла высевать лук раньше начала апреля; в Великобритании посев лучше проводить в конце марта. После прорастания семян лука они начинают терять жизнеспособность, если подвергаются воздействию более 2 дней при температуре < -2 °C (Gray and Steckel, 1983). Вероятность наступления таких повреждающих температур снижается с течением сезона, и в Уэлсборне, Великобритания, она составляет всего три на 100 посевов, сделанных в апреле, тогда как в феврале — 13 на 100. Даже если семена не погибают непосредственно от низких температур, чем ниже температура, тем медленнее всходы и тем больше времени должно пройти до появления всходов. В частности, может образоваться почвенная корка, непроницаемая для проростков лука. Поэтому как прямое, так и косвенное воздействие низкой температуры может снизить процент всходов и сделать ошибочным слишком ранний посев весной.

Выбор времени посева во избежание таких дефектов, как укоренение и удвоение, имеет большое значение там, где лук выращивается в течение длительного прохладного сезона, и в начале вегетационного периода наблюдаются значительные колебания среднемесячных температур от года к году.

Классические эксперименты Робинсона (1971, 1973) в низинах Зимбабве продемонстрировали это, используя ряд южноафриканских сортов. Позже, в Ботсване (Madisa, 1994) и Зимбабве (R.L. Msika, Зимбабве, 1992, неопубликованные данные), эксперименты на больших высотах подтвердили трудности, связанные с тем, чтобы избежать провоцирования высокого процента полегания и при этом наилучшим образом использовать потенциально длинный вегетационный период. Например, посев в феврале в Марондере, Зимбабве, в 1992 году привел к высокому количеству завязей почти у всех сортов, за исключением очень ранних сортов ‘Early Lockyer Brown’ и ‘Early Lockyer White’ (Yates, Австралия) и ‘Ori’ (Hazera, Израиль) (R.L. Msika, Зимбабве, 1992, неопубликованные данные). Теоретически, должно быть возможно контролировать факторы, влияющие на индукцию соцветий, путем корректировки даты посева (Castell, 1974; Abd El-Rehim et al., 1996). Однако на практике невозможно точно предсказать предстоящие ночные температуры: исторические записи могут позволить оценить их как вероятность. Корган и Кедар (1990) предположили, что низкий уровень цветушности (< 10%) у субтропического лука свидетельствует о том, что он был посеян примерно в правильное время для оптимизации урожайности луковиц. В Корее риск увеличения количества болтов и удвоения луковиц при раннем посеве увеличивается при выращивании под прозрачной мульчей из полиэтиленовой пленки (Ha et al., 1998), вероятно, из-за более быстрого начального роста. Японские селекционеры успешно решили проблему цветушности, выведя ряд озимых сортов лука с надежной устойчивостью к цветению (Brewster et al., 1977).

Плотность растений, расстояние между рядами и контроль размера луковиц

Выбор оптимальной численности растений является критическим решением, так как урожайность лука увеличивается, а размер луковиц уменьшается при более высокой численности растений (McGeary, 1985; Galmarini and Della Gaspera, 1995; Stoffella, 1996), а тяжесть заболеваний становится выше (Boff et al., 1998). Рыночные предпочтения в отношении формы и размера луковиц (Грант и Картер, 1997) могут быть окончательным критерием в рекомендации плотности посадки.

Сорта должны быть хорошо адаптированы к фотопериодам и температурам данной местности и вегетационного периода. Если это так, то размер луковиц можно в значительной степени контролировать плотностью посадки. Например, мелкие луковицы (севок), используемые для посадки на следующий год, выращиваются при плотности 1000-2000 растений/м2 , тогда как луковицы диаметром 5-7 см для приготовления пищи должны выращиваться при плотности 50-100 растений/м2. Для получения более крупных луковиц «джамбо» используется плотность посадки 25-50 растений/м2. Урожайность луковиц лука возрастает до асимптоты по мере увеличения плотности посадки, а средний размер луковиц, соответственно, уменьшается (см. рис.).

Влияние плотности растений на урожай луковиц разного диаметра в 1970 году, а также на урожайность всего лука и луковиц диаметром менее 50 мм в два сезона в Новой Зеландии, которые отличались по максимальному достигнутому урожаю
Влияние плотности растений на урожай луковиц разного диаметра в 1970 году, а также на урожайность всего лука и луковиц диаметром менее 50 мм в два сезона в Новой Зеландии, которые отличались по максимальному достигнутому урожаю. Вертикальные линии в каждой полосе гистограммы показывают прогнозируемый вес луковиц в каждом классе размеров, рассчитанный с помощью уравнения 1 со значениями A и B, приведенными для 1970 года, и уравнения 3 (Frappell, 1973).

Максимальный урожай, достигаемый при высокой плотности, зависит от условий выращивания, особенно от плодородия почвы и наличия воды. Самые высокие урожаи достигаются на удобренных орошаемых участках или при фертигации — около 100-120 т/га (около 10 т/га сухого вещества). Хорошие коммерческие урожаи составляют примерно половину этой суммы. В более сухих, бедных и менее плодородных регионах мира урожайность в среднем намного ниже. Из этого следует, что зависимость урожайности от плотности зависит от плодородия и, следовательно, от расстояния между растениями, необходимого для получения определенного среднего веса луковицы. Если урожайность можно спрогнозировать, то уравнение 1 можно использовать для определения плотности растений, необходимой для получения луковиц требуемого веса:

(вес луковицы)-1 = A + B х (плотность растений), (1)

A и B — это параметры, где 1/A соответствует максимальному размеру луковицы, достижимому при очень низкой плотности, а 1/B — максимальной или асимптотической урожайности, достигаемой при высокой плотности. Значение 1/B измеряет «потенциал урожайности» среды. Следующее уравнение может быть использовано для оценки диаметра луковицы (мм) по сырому весу (г) (Rogers, 1978):

log10 (диаметр луковицы) = 1.02 + 0.364 log10 (сырой вес). (2)

Уравнение немного неточно, поскольку отношение длины к диаметру луковиц имеет тенденцию увеличиваться по мере увеличения плотности растений.

Помимо простого среднего веса и диаметра луковицы, как предсказывают уравнения выше, были получены уравнения для прогнозирования распределения урожая луковиц по разным весам и диаметрам (de Visser and van den Berg, 1998). Таким образом:

F(w) = 1/(1 + e((m–d) / b)), (3)

F(w) — доля общего веса луковицы диаметром меньше или равным d;
d — диаметр луковицы, мм;
m — диаметр луковицы при среднем весе (т.е. когда F(w) = 0,5);
b = константа, изменяющаяся в зависимости от диаметра луковицы при среднем весе (b = 0,0991 м);
m связан с кубическим корнем из среднего веса луковицы и может быть найден с помощью уравнения: m = 13,2 wm1/3, где m — в мм, а wm — средний вес луковицы, г.

Уравнение было разработано в Нидерландах на основе данных с участков с плотностью посадки от 52 до 185 растений/м2 довольно шарообразного лука сорта ‘Rijnsburger’. Прогнозируемые распределения размеров по формуле 3 вместе с формулой 1, используя значения A и B для 1970 года, приведенные Фраппеллом (1973), сравниваются с данными, наблюдаемыми для cv. ‘Pukekohe Long Keeper’ в Новой Зеландии на рис. выше. При плотности от 33 до 130 растений/м2, т.е. в диапазоне, типичном для лука-севка, прогнозы хороши, несмотря на разницу в местоположении и сорте. Таким образом, если может быть достигнута целевая средняя урожайность, можно прогнозировать вес и количество луковиц каждого сорта.

Испытания, сравнивающие различную ширину междурядий при одинаковой общей плотности растений, постоянно показывают увеличение урожайности по мере уменьшения ширины междурядий. Например, при переходе от прямоугольности (расстояние между рядами/среднее расстояние между растениями в ряду) от 8 до 1 было отмечено увеличение урожайности луковиц на 10-20%. Междурядья 45-60 см, необходимые для междурядной обработки до того, как гербицидная борьба с сорняками была хорошо налажена, не дают максимального урожая лука-батуна. Гербициды позволили фермерам перейти на «грядковую» систему выращивания овощей и использовать такие расстояния между растениями, которые позволяют культурам полностью использовать световые и почвенные ресурсы и получать высокие урожаи.

Неожиданным результатом стало то, что с увеличением продуктивности за счет плотности посадки увеличился процент цветушности (преждевременного цветения) у испанского сорта ‘Valenciana de Grano’ (Bosch Serra и Domingo Olive, 1999). Пороговая среднесуточная температура для вернализации составляла более 16 °C (были зарегистрированы ночные минимумы, близкие к 10 °C). Одним из факторов, ассоциирующихся с усилением цветушности, был более высокий индекс площади листьев (LAI). Похоже, что прямая конкуренция за питательные вещества, в частности за азот, при высокой плотности растений и достаточном количестве воды, не была главным фактором, но световой фактор может быть частично ответственным, возможно, связанным с изменением качества света при высоком LAI. Такая реакция может быть характерна для сорта ‘Valenciana de Grano’ при выращивании в условиях высокой плотности.

Расстояние между севками или посадками может быть установлено в соответствии с математическими расчетами распределения лука по сортам, основанными на общем урожае и плотности растений с помощью динамической модели роста лука (de Visser and van den Berg, 1998), что позволяет рассчитать оптимальную плотность растений в зависимости от желаемых сортов. Например, в Нидерландах для лука размером более 40 мм смоделированная оптимальная плотность растений составила 101 растение/м2. Этот метод предлагает инструмент для расчета финансово оптимальной плотности посадки, принимая во внимание баланс между урожайностью и ценами для различных размеров лука.

Грунтование семян

Грунтование семян — это процесс, при котором семена напитаны водой в количестве, достаточном для того, чтобы произошли ранние события процесса прорастания, но недостаточном для выхода радикулы (первичного корешка) через семенную оболочку. Это увеличивает скорость и равномерность прорастания после посева и, следовательно, может привести к более быстрому и равномерному выходу из почвы (Bradford, 1986; Khan, 1992), факторам, необходимым для точной агрономии и однородности размеров, необходимых в современном производстве овощей (Finch-Savage, 2005). После грунтования семена можно высушить и сохранить большинство преимуществ грунтования; в этом случае процесс грунтовки служит для того, чтобы привести все семена в партии семян к одинаковой стадии готовности к прорастанию, что улучшает равномерность прорастания. Однако после 6 или 12 месяцев хранения количество аномальных проростков увеличивается (Drew et al., 1997), поэтому грунтование следует проводить только в количествах, достаточных для использования в течение одного сезона..

Высушенные, загрунтованные семена можно высевать обычными сеялками. Семена лука и лука-порея были тщательно изучены в ходе исследований и разработок по грунтованию, и этот метод широко применяется в коммерческих семенах лука-порея для улучшения скорости и равномерности всходов культур прямого посева.

При грунтовании использовались два фундаментальных подхода к контролю гидратации семян. Во-первых, семена суспендируются в среде с водным потенциалом ниже того, который обеспечивает появление радикулы, но позволяет обеспечить достаточную гидратацию для прорастания до этого момента. Во-вторых, водяной пар медленно дозировался на кучки семян, чтобы увлажнить их до того же уровня напрямую. Кислородсодержащие растворы полиэтиленгликоля (ПЭГ) с молекулярной массой (MW) 6000, с концентрацией ПЭГ, отрегулированной для обеспечения осмотического потенциала -1,5 МПа, были использованы в биореакторах для крупномасштабного грунтования семян лука и лука-порея (Bujalski et al., 1989; Nienow et al., 1991). Можно использовать и другие растворители (Gray et al., 1991a).

Альтернативной средой гидратации является гранулированный твердый материал с содержанием воды, отрегулированным для обеспечения водного потенциала -1,5 МПа, в который помещаются семена; это называется грунтованием твердой матрицей (Taylor et al., 1988). В качестве твердого материала использовались различные глины и кремнистые минералы.

Второй подход к гидратации более прямой: холодный водяной пар подается в медленно вращающийся горизонтальный барабан с семенами, чтобы постепенно увлажнить их в течение 24 часов до водного потенциала, подходящего для грунтовки (т.е. -1,5 МПа для порея и лука репчатого) (Rowse, 1996); это называется «барабанная грунтовка». Необходимое количество гидратации сначала определяется путем уравновешивания небольшого количества семян на полупроницаемой мембране, заключенной в раствор ПЭГ с осмотическим потенциалом -1,5 МПа, а затем определяется содержание воды в семенах путем сушки в печи. Преимущество барабанного грунтования для крупномасштабного применения заключается в том, что оно не приводит к образованию большого количества осмотического раствора или твердой матрицы, которые требуют утилизации после использования, а также позволяет контролировать количество воды, добавляемой к семенам по мере их вращения в барабане, так что семена могут впитывать влагу, не становясь по-настоящему влажными. Барабанное грунтование в настоящее время широко используется для коммерческого грунтования семян лука-порея и репчатого лука в Великобритании (Rowse et al., 1999). И осмотическое, и барабанное грунтование дают одинаковое ускорение прорастания семян и появления всходов (Gray et al., 1990a).

Грунтованные семена имеют ускоренное прорастание и меньший разброс всходов по сравнению с естественными семенами. Различия в скорости прорастания и ее изменчивости наиболее очевидны при неоптимальных температурах и водных потенциалах. Finch-Savage и Steckel (1994) описали эксперименты, в которых загрунтованные семена лука-порея, высеянные во влажную грядку, быстро и равномерно всходили независимо от последующего полива, в то время как натуральные семена всходили медленнее и требовали полива либо регулярно, либо в оптимальное время после посева для удовлетворительных всходов. Загрунтованные семена смогли прорасти и появиться до того, как почва высохла достаточно, чтобы предотвратить рост.

Максимальное продвижение семян лука и лука-порея путем грунтования происходит, когда они увлажнены до содержания воды около 45% от свежего веса. Для достижения максимального продвижения семян лука-порея и репчатого лука требуется 7-14 дней при 15 °C при таком содержании влаги. Продвижение меньше для семян, хранившихся при более низкой влажности, и было нулевым при 30% влажности семян (Gray et al., 1990b).

Продвижение (длительность процесса) всходов в результате грунтования больше для медленно прорастающих семян (Drew et al., 1997). Грунтование может увеличить процент нормальных проростков, развивающихся из прорастающих семян лука-порея, при условии, что семена высеваются вскоре после грунтования (Drew et al., 1997).

Грунтованные семена обычно высушивают после обработки для удобства обращения и распространения. Около 1 дня продвижения, полученного в результате грунтовки, теряется, пока высушенные грунтованные семена регидратируются после посева, но большая часть сокращения времени прорастания и уменьшения распространения всходов сохраняется. Высушенные, загрунтованные семена можно хранить в течение некоторого времени, но длительное хранение — например, более 100 дней при 10 °C и 40% относительной влажности — привело к увеличению процента аномальных проростков лука-порея, которые не дали корней (Maude et al., 1994).

Грунтование просто ускоряет прорастание семян — относительная скорость роста после прорастания проростков из грунтованных и негрунтованных семян была показана одинаковой как для лука (Ellis, 1989), так и для лука-порея (Brocklehurst et al., 1984).

Объем и количество клеток в зародыше семени не изменяются во время грунтования семян лука и лука-порея (Gray et al., 1990b). Синтез ДНК, из которого примерно 20% приходится на синтез типа репарации ДНК, происходит во время грунтования семян лука-порея, несмотря на отсутствие деления клеток (Ashraf and Bray, 1993). Во время грунтовки общий уровень ДНК в зародышах семян лука-порея не увеличивается, но уровень РНК возрастает на 50-100% (Bray et al., 1989; Clarke and James, 1991). В загрунтованных семенах лука-порея, проросших при 1 5°C, после первоначального отставания в 6-12 часов синтез ДНК, РНК и белков в зародышах семян увеличивается гораздо быстрее, чем в неогрунтованных семенах. Более того, семена с низкой скоростью биосинтеза по сравнению с более «энергичными» семенами при нормальном прорастании имеют скорость биосинтеза, равную

Покрытие семян

Обычно семена лука перед посевом покрывают фунгицидами, а иногда и инсектицидами, что позволяет снизить количество химикатов, используемых на единицу площади земли. Нанесенное покрытие обычно окрашивается. Гранулирование — это следующий этап, на котором семена покрываются оболочкой для изменения размера и формы, чтобы их было легче высевать с помощью сеялки точного высева. Будущие разработки могут включать обработку против насекомых (таких как трипсы), что обеспечит долгосрочную защиту урожая за счет использования пестицидов нового поколения, таких как фипронил, которые вмешиваются в процессы роста насекомых. Однако широко распространенная практика обработки семян неприемлема для «органических» производителей, и в настоящее время в Европе изучаются методы производства «органических» семян (B.M. Smith, Wellesbourne, UK, 2000, личное сообщение).

Покрытие семян лука инсектицидами было недавно рассмотрено Тейлором и др. (2001), которые описали разработку эффективных покрытий, содержащих циромазин (N — циклопропил-1,3,5-триазин-2,4,6-триамин), продаваемый как Trigard®, плюс фунгициды, для борьбы с луковой личинкой, Delia (Hylemya) antiqua. Новые покрытия или гранулы включают мелкоизмельченный торфяной мох сфагнум для защиты проростков от фитотоксического действия фунгицида. Это позволяет обеспечить относительно высокую норму загрузки циромазина, необходимую для защиты лука в течение всего сезона в северо-восточных регионах производства США.

Уход за посадками

После посадки, появления всходов и удовлетворительного укоренения лука, садовод должен постараться обеспечить быстрый, но равномерный темп роста. При весеннем посеве в высоких широтах продолжительность вегетационного периода ограничена, и любая задержка в росте может снизить урожайность или задержать рост лука до тех пор, пока фотопериод и температура не перестанут быть благоприятными для его завершения, в результате чего растения не созреют и будут толстошеими.

Междурядные обработки на профилированной и ровной поверхностях почвы в зависимости от схем посева проводят культиватором КОУ-4/6 с активными и пассивными рабочими органами. Ширина защитной зоны — 8-10 см. Глубина рыхления — 4-6 см. За вегетационный период проводят 4-6 обработок в зависимости от погодных условий и засоренности посевов.

При неблагоприятных погодных условиях (засуха, повышенная влажность, низкие температуры и т. д.) необходимо проводить некорневые подкормки растений лука. Жидкие минеральные удобрения вносят культиватором КОУ-4/6 или штанговым опрыскивателем.

Сроки подкормок (Аутко):

  • в фазу 4 листьев культуры при выращивании лука в однолетней культуре или в период массового отрастания листьев при выращивании из севка вносят комплексное водорастворимое удобрение. Повторная обработка через 10-14 дней.
  • в начале формирования луковиц.

Некорневые подкормки можно заменять подкормками твердыми минеральными удобрениями, проводя их совместно с междурядными обработками:

  • в фазу 2-3 настоящих листьев при выращивании лука из семян или через 20-25 дней после посадки севка (N20);
  • через 15-20 дней после первой подкормки (N10);
  • в начале образования луковиц фосфорно-калийными удобрениями P15-20K15-20.

У культур, высеваемых осенью, задержка роста действует как задержка даты посева и приводит к уменьшению размера луковиц и снижению урожайности. Это происходит потому, что индексы площади листьев (LAI) будут ниже в то время, когда индуктивный фотопериод приводит к прекращению роста листьев из-за образования луковиц. Неравномерные темпы роста на поздних стадиях развития могут привести к расщеплению кожицы на луковицах, которые возобновляют рост после того, как твердая, сухая внешняя кожица уже начала формироваться. Факторы, частично находящиеся под контролем садовода, включают конкуренцию со стороны сорняков, водообеспечение и азотное питание.

Уборка

Сроки уборки

По мере увеличения луковиц и перехода фотосинтеза из листовых пластинок в запасающие листья, листва стареет. В зависимости от сорта, эта стадия обычно наступает через 80-170 дней после посадки. В преддверии сбора урожая обычно дают почве высохнуть примерно за 2-3 недели до уборки. 

К уборке приступают, когда 50-80% растений имеют мягкие шейки и листва начинает осыпаться (засыхать). В отечественной практике рекомендуется приступать к уборке при полегании 60-80% листьев, когда на каждом растении остается по 3-4 зеленых листа. В этот период возможно применение десикантов (Реглон супер, 15%-ный в. р.). При проведении опрыскивания для более эффективного действия препарата желательно добавлять прилипатель. Не рекомендуется проводить химические обработки до полного вызревания лука. Это может привести к повреждению недозрелых луковиц и к потере урожая.

В условиях тропиков достижение этих условий уборки часто не происходит, так как новые листья продолжают формироваться; луковицы собирают при зеленой надземной части. В ситуациях, когда лук собирают в очень теплую и влажную погоду, задержка с уборкой урожая после 80% опадения верхушек иногда способствует увеличению числа случаев заражения чешуйками, особенно плесенью Aspergillis. При уборке в прохладную погоду такие инфекции встречаются реже. Лук, собранный при полном увядании верхушки, имеет более короткий срок хранения. Таким образом, оптимальное время уборки является компромиссом между увеличением массы луковицы и возможным снижением послеуборочного качества и способности к хранению.

Оптимальная дата сбора урожая была изучена в нескольких исследованиях (Brewster, 1990b). Все эксперименты показывают, что урожай луковиц продолжает расти до тех пор, пока не опадет листва, возможно, пока листья остаются зелеными; обычно это происходит в течение как минимум 2 недель после опадения. Однако большинство исследований показывают, что время до появления всходов максимально, когда растения убирают при 50-80% опадения. Более ранний или более поздний сбор урожая приводит к более раннему появлению всходов в магазине. Кроме того, качество кожицы, проявляющееся в окрашивании и расщеплении, ухудшается, если луковицы убираются на более поздней стадии, особенно если погода влажная. Поэтому дата уборки является компромиссом между максимальным урожаем и максимальным сроком хранения и качеством кожицы. В последнее время в Европе качество кожицы приобрело большое значение, поэтому луковицы обычно убирают на стадии 50-80% опадения листьев. В теплом, сухом климате Калифорнии эксперименты показали максимальный срок хранения и наименьшее загнивание в хранилище, когда луковицы убирали, когда листва полностью завяла, сразу после опадения (Currah and Proctor, 1990). Поэтому в сухом климате оптимальная стадия сбора урожая может быть более поздней, чем в более влажных и прохладных регионах.

В идеале, когда верхушки полностью разрушаются, доля общей биомассы, произведенной и собранной в виде луковиц, составляет около 90%, остальное — высушенные верхушки. Когда лук убирают, пока верхушки прямостоячие и мясистые, урожай луковиц снижается, а вероятность возникновения проблем с послеуборочной обработкой и хранением увеличивается. Такой лук имеет высокое содержание влаги и относительно короткий срок послеуборочной жизни. В случае с более зрелым луком, по мере высыхания листьев, псевдостебель (шейка) сокращается, и при хорошем закрытии луковицы снижается заболеваемость и повышается потенциал хранения.

Методы уборки зависят от погоды во время уборки. В районах, где постоянно стоит теплая и сухая погода, вяление и упаковку урожая можно проводить в поле. В более влажных регионах с умеренным климатом для получения надежного высококачественного лука в больших масштабах необходимы механическая уборка, искусственный обогрев и вентиляция для сушки.

Традиционный метод

Традиционный метод сбора урожая заключается в выдергивании луковиц из почвы или подрезании их, а затем укладывании их рядами (валками) на землю для просушки и вяления. В районах с сильным солнечным светом луковицы необходимо защищать от прямого солнечного излучения, прикрывая их листьями, пока они лежат снаружи, иначе они могут быть повреждены «солнечным ожогом», который убивает внешнюю мягкую ткань чешуи, уродует луковицы и может позволить развиться организмам, вызывающим гниение луковиц. Луковицы можно оставить в таких рядах на 1-2 недели, после чего удалить листву и упаковать в ящики или мешки.

Если лук достаточно зрелый, с мягкими, почти сухими шейками, то в сухом климате листья можно удалить, когда луковицы выдернуты из почвы, а шейки луковиц оставить сушиться в рядах или в штабелях лотков (Jones and Mann, 1963). Если кожица луковицы после сбора урожая увлажнена, особенно если она покрыта гниющими листьями, рост грибков (Botrytis cinerea) может привести к темному окрашиванию кожицы. Кроме того, влага у основания луковицы способствует укоренению, что, в свою очередь, ускоряет прорастание луковицы. Поэтому внешний вид и потенциал хранения высушенных в полевых условиях культур в регионах с умеренным климатом непредсказуем.

В Великобритании и Нидерландах большинство луковиц теперь сушат искусственно.

Зеленый лук подрезают, выдергивают и связывают в пучки после сортировки по размеру и удаления увядших, старых или поврежденных листьев. Корни освобождают от почвы и обрезают; перед упаковкой растения обычно моют.

Механизированная уборка

Сбор урожая вручную все еще используется (см. Gubb and MacTavish), но из-за дороговизны этот процесс постепенно механизировался. Сначала использовались подрезатели с плоским лезвием; позже появились качающиеся лезвия и вращающиеся прутковые подрезатели (Maw and Smittle, 1986). Иногда верхушки срезают перед подрезанием, но такая практика может снизить пригодность к хранению (Fustos et al., 1994), если луковицы нельзя сразу высушить.

Сроки подрезания по отношению ко времени сбора урожая — еще один фактор, который необходимо учитывать для получения максимального урожая, а также для сохранения качества кожицы. Подрезание позволяет ускорить процесс старения. Во многих регионах луковицы собирают вручную, и окончательная обрезка верхушек и корней также выполняется вручную. Лук для обезвоживания или других целей переработки чаще убирают машинным способом, поскольку его удельная стоимость меньше, чем у луковичных культур для свежего рынка, а также потому, что возможные повреждения луковиц лучше переносятся.

Лук для сушки в Нью-Мексико подрезают непосредственно перед уборкой, а сбор урожая не следует откладывать более чем на 15 дней после 80-процентного опадения (Wall and Corgan, 1999), поскольку в сухом климате болезни луковиц, такие как фузариозная базальная гниль (Fusarium oxysporum Schl. f.sp. cepae (Hanz.) Snyder and Hansen), могут стать причиной снижения урожая после подрезания, если уборка задерживается.

Листья скашивают и убирают с помощью кормоуборочного комбайна. Если погода хорошая и сухая, луковицы оставляют на несколько часов, чтобы шейки частично высохли. Луковицы подрезают, пропуская под растениями нож, и поднимают в прицеп. На этом этапе или при погрузке на склады луковиц удаляются все сорняки, камни и комья.

Механические комбайны для уборки лука были впервые адаптированы из картофелеуборочных комбайнов, но во многих случаях они не были успешными из-за характеристик почвы или повреждения луковиц. Любая механическая операция по уборке лука должна сводить повреждение луковиц к минимуму. Это важно, если урожай предназначен для свежего потребления, и еще важнее, если он предназначен для хранения. Герольд и др. (1996, 1998) показали, что многократные механические нагрузки оказывают значительное влияние на скорость дыхания лука, а также приводят к дополнительным потерям массы при хранении. В практических условиях (измерения от подъема до доставки и хранения), слишком большое количество нагрузок во время обработки и чрезмерно высокие пиковые усилия из-за грубой перегрузки были критическими источниками нагрузки.

Для сладкого лука (тип «Granex»-«Grano») Моу и др. (1996) измерили различные физико-механические свойства, такие как нагрузка на раздавливание и сопротивление проколу, чтобы понять факторы, вызывающие механические повреждения. Позже Моу и др. (1998) разработали принципы работы механического комбайна для уборки сладкого лука, который включает захват растений лука за верхушки, поднятие их с земли, отряхивание почвы с корней, обрывание листьев над каждой луковицей, а затем доставку луковиц в контейнер и верхушек на землю. Более подробная информация о вялении и хранении содержится в книге Gubb and MacTavish.

Подвяливание

Цель вяления — высушить шейку луковицы, чтобы она запечаталась и предотвратила проникновение болезнетворных организмов, а также получить сухую, хорошо окрашенную внешнюю кожуру, которая не расслаивается.

Если позволяет погода, луковицы вялят в поле. Для этого собранному луку дают просохнуть на воздухе в валках или открытых ящиках с щелями в поле в течение от нескольких до 12 дней. Высушенные или частично высушенные верхушки обычно срезают. В поле уложенные луковицы защищают от солнца во избежание ожогов (ошпаривания). Это достигается путем укладки зеленых верхушек или других подходящих материалов поверх кучи, но при этом обеспечивается циркуляция воздуха через ворох луковиц. Солнечный ожог может привести к повреждению и потере наружных чешуйчатых листьев, а при сильном воздействии — к повреждению внутренних чешуй. Любая потеря внешних тканей кожицы снижает внешний вид луковиц, их рыночную стоимость и способность в дальнейшем защищать луковицы от травм и высыхания.

Вяление также осуществляется с помощью принудительной циркуляции теплого (30°C) воздуха с низкой влажностью через бункеры или кучи лука, размещенные на реечном полу на 12-24 часа; следует избегать глубоких куч. После этой процедуры температуру снижают, так как продолжение высокотемпературной сушки приводит к темной окраске кожицы луковиц; наилучший цвет кожицы развивается при температуре 24-32 °C. Во время вяления лук может потерять до 5% от первоначального веса урожая.

В Великобритании после уборки лука с поля луковицы укладываются в хранилищах на реечный пол на глубину 3,5-4,0 м. Затем вентиляционный воздух при температуре 25-30 °C и относительной влажности 25-35% продувается через штабель с расходом 425 м3/ч/т для быстрого удаления поверхностной влаги и высушивания шеек, тем самым предотвращая окрашивание кожицы и заражение шейковой гнилью.

Когда лук становится поверхностно сухим, так что кожица шуршит, вентиляционный воздух рециркулирует и подается сухой наружный воздух, достаточный для поддержания относительной влажности ниже 75%. Продолжение медленной сушки при температуре 25-30 °C и относительной влажности 70-75% гарантирует, что шейки полностью высохнут, а кожица луковиц приобретет глубокий медно-коричневый цвет; обычно это занимает 10-15 дней. Воздействие температуры выше 21 °C вызывает потемнение кожицы: чем выше температура выше 21 °C, тем быстрее темнеет кожица.

В Нидерландах луковицы вентилируют воздухом при температуре 20-25 °C во время фазы сушки шейки, так как предпочтительнее более светлые, желто-коричневые шкурки. Было показано, что высокотемпературное вяление, особенно если оно применяется к не полностью созревшим луковицам, может сократить срок хранения. Когда шейки полностью высохнут, температуру штабеля луковиц понижают как можно быстрее с помощью холодного воздуха, поступающего снаружи ночью, и в дальнейшем луковицы поддерживают в хранилище в прохладном состоянии, но выше температуры замерзания. Поскольку необходимо обеспечить равномерную вентиляцию штабеля, важно, чтобы потоку воздуха не препятствовали скопления почвы или сорняков. Такие препятствия могут привести к образованию комков невысушенных, не затвердевших луковиц, которые вскоре начнут гнить и распространять повреждающие, влажные, гнилостные условия на окружающие луковицы.

Допустимая степень повреждения и, следовательно, подходящие и экономичные средства сбора и хранения зависят от типа перерабатываемых луковиц. Значительные усилия были направлены на исследование усовершенствованной механической уборки и хранения мягкого, тонкокожего, дорогого сладкого лука из Джорджии, США (Maw и др., 1998, 2002). Механические комбайны, которые собирают лук за листья после подрезания, а не с помощью элеватора, как это делается для твердых луковиц «складского» типа, были разработаны для этой ценной культуры, которая легко повреждается и подвержена потерям и гниению, и для которой необходимо поддерживать стабильно высокое качество, чтобы оправдать высокие цены.

Отечественная практика

В отечественной практике рассматривают однофазную и двухфазную уборку лука.

При однофазной уборке сначала проводят обрезку пера лука ботвоудалителем БУН-1500 (высота среза 10-15 см от плечиков луковиц). К выкапыванию лука приступают через 2-3 часа после уборки пера. Десикация листьев препаратом Реглон супер, 15%-ный в. р. (2 л/га) проводится за 7-10 дней до уборки.

Извлечение лука из почвы с сепарацией вороха и погрузкой в транспортное средство осуществляют копателем-погрузчиком МУЛС-1,4. Далее ворох лука отправляется на последующую искусственную или естественную досушку.

При двухфазной уборке, как и при однофазной, в начале проводится обрезка или десикация пера лука. Затем осуществляется извлечение лука из почвы и укладка его в валок на поверхность поля копателем-валкоукладчиком КЛ-1,4 для дозревания. Продолжительность просушки лука в поле зависит от погодных условий и составляет от 3 до 15 дней. После указанного срока проводится подбор валка с сепарацией вороха и погрузкой в транспортное средство подборщиком-погрузчиком ПП-1,4 с дальнейшей доставкой лука на сушку.

Послеуборочную доработку вороха лука репки проводят в два этана:

  • отделение почвенных и растительных остатков перед загрузкой на сушку;
  • сушка вороха и его доработка (обрезка листьев, переборка, сортировка) перед закладкой на хранение или перед реализацией.

Сушку вороха лука проводят активным вентилированием, для чего применяют напольные сушилки или склады, навесы и другие хранилища, оборудованные вентиляционно-сушильным агрегатом АВС-300. Температура продуваемого воздуха должна составлять 25-27 °С на протяжении 7-10 дней. Просушивают лук до тех пор, пока при шевелении луковиц не будет слышен специфический шум или шелест (влажность наружных чешуй лука достигнет 14-15 %).

Непосредственно перед реализацией лука проводят отминку листьев на лукоотминочной машине вальцового типа путем ошмыгивания. Лук должен быть хорошо просушен, корневая система не обрезана, так как в процессе отминки она полностью или частично обламывается.
Для лука полуострых и острых сортов, выращенных из семян, послеуборочную доработку следует проводить непосредственно перед реализацией. Это связано с тем, что луковицы этих групп сортов при доработке сильно оголяются, в результате чего плохо хранятся зимой. Доработку проводят на лукоотминочных машинах и специализированных линиях (ЛОСЛ-5).

Небольшие партии лука обрезают вручную перед закладкой на хранение или перед отправкой на реализацию. Листья обрезают на высоте 4-5 см от плечиков луковицы. Корневую систему удаляют полностью, не травмируя донце.

Хранение

Основная страница: Хранение лука

Хранение продлевает доступность луковиц на длительный период. Недостатками хранения являются потери сухого вещества и влаги. Другие возможные потери включают гниение, прорастание и укоренение. Большая часть усушки луковиц происходит из-за дыхания. Во время хранения происходит транслокация углеводов через стеблевую пластинку от наружных сочных набухших чешуй к внутренним чешуям. Внешняя сочная чешуя постепенно высыхает, превращаясь в сухую защитную чешую, которая помогает уменьшить потерю воды из внутренних сочных чешуй. Этот процесс может продолжаться, приводя к увеличению количества сухих наружных чешуй и, в свою очередь, к уменьшению такого же количества сочных чешуй, наряду с сопутствующим уменьшением диаметра луковицы. Интенсивность дыхания лука обычно низкая, но, как и ожидалось, увеличивается при повышении температуры. Дыхательное тепло должно быть удалено с помощью вентиляции или охлаждения. Относительная влажность оказывает большое влияние на срок хранения; иногда ее влияние превышает влияние температуры.
Известно, что атмосфера с повышенным содержанием CO2 и пониженным содержанием O2 продлевает срок хранения лука. Важно тщательно обрабатывать, обрезать, избегать больших и высоких куч, а также прямого контакта с влагой. Глубокие кучи могут оказывать давление, достаточное для уплотнения, чтобы исказить форму луковицы.

Зрелые луковицы лука лучше всего хранятся при температуре или около 0 °C (макс. 7 °C) и относительной влажности 65-70% (по другим рекомендациям 0-1 °C и относительной влажности воздуха — 75-80 %; при постоянном контроле; Аутко). Удивительно, но хранение при температуре от 25 до 35 °C также является удовлетворительным. При более высоких температурах луковицы некоторых сортов могут храниться 3-6 месяцев без прорастания, но после удаления из этих условий хранения тенденция к прорастанию высока. Хуже всего луковицы хранятся при комнатной температуре в диапазоне 15-21 °C. Если влажность воздуха во время хранения поддерживается на уровне 40% или ниже, а температура — на уровне 3 °C, некоторые сорта могут храниться почти год.

Существует общая корреляция между сортами длинного дня с высоким содержанием сухого вещества и длительными характеристиками хранения, тогда как сорта короткого дня с низким содержанием сухого вещества, как правило, имеют короткий срок послеуборочной жизни. В настоящее время ведутся работы по улучшению характеристик послеуборочного срока хранения в тропиках и регионах с высокими температурами.

Зеленый лук следует хранить при температуре 0 °C и 95% относительной влажности воздуха. В таких условиях он может сохраняться в хорошем состоянии в течение 10-20 дней, тогда как при температуре 5 °C срок хранения может быть ограничен 1 неделей.

Способы хранения

Хранение вороха навалом. В хранилищах с искусственной вентиляцией продовольственный лук засыпают слоем 2,5-4 м, не допуская при этом механического травмирования луковиц. Высота падения луковиц при загрузке не более 30 см. Система вентиляции должна обеспечивать подачу воздуха в объеме 100-150 м3/т лука. Контроль показателей при хранении проводят не менее чем в пяти точках на различных уровнях. Вентилирование слоя лука проводят при изменении режимных показателей.

Хранение в контейнерах. В контейнеры закладывают хорошо высушенный лук, прошедший послеуборочную доработку. Вместимость контейнера 350-400 кг. Их размещают в 3-4 яруса при расстоянии между ними нс менее 10 см.

Хранение в пластиковых лотках и ящиках. Для хранения в течение 1-3 месяцев можно использовать лотки или ящики вместимостью 10-25 кг. Высота штабеля — до 2,5 м, расстояние между штабелями — 5-10 см. Для более длительного хранения данная тара нс рекомендуется, так как выход товарной продукции снижается до 80 %.

Хранение в сетчатых мешках. Сетки с луком массой 25-30 кг располагают на деревянных поддонах штабелями высотой 2-4 м и шириной 4-5 м. Расстояние между штабелями должно составлять 5-10 см, от штабеля до боковых стен — не менее 15-20 см.

Продолжительность хранения зависит от сорта, условий выращивания, качества дозаривания и хранения.

Период покоя

При наступлении зрелости луковицы вступают в состояние покоя, который может продолжаться в течение 4-9 недель (в зависимости от сорта). Во время естественного покоя, даже если апикальные меристемы активны или если обеспечить оптимальные условия температуры и влажности для прорастания и роста, луковицы не прорастают и не продолжают визуальный рост из-за ингибиторов, синтезированных в зеленых листьях, которые были перенесены в луковицу. Ингибиторы постепенно разрушаются со временем. Это чрезмерное упрощение физиологии покоя, но важно обеспечить нормальный процесс старения листьев, чтобы улучшить срок хранения и уменьшить раннее прорастание.

Переход от покоя к спячке происходит постепенно и в значительной степени зависит от генотипа сорта. В состоянии покоя и при оптимальной температуре хранения луковицы не прорастают. После перехода в состояние покоя, при благоприятной температуре и влажности, происходит прорастание корней, а затем появляются побеги листьев.

Период, в течение которого луковицы, хранившиеся при неоптимальных для прорастания температурах, не проявляют признаков появления ростков. При повторном перемещении из этих неоптимальных температур сначала появляются корни, а затем листья. Продолжительное удаление вновь образовавшихся корней задерживает прорастание.

Предотвращение прорастания при хранении

Температура оказывает наибольшее влияние на прорастание, которое тормозится при 0 °C и при относительной влажности около 65%, а также при высоких температурах (30 °C). Оптимальная температура для прорастания — 10-15 °C. Хотя это и нецелесообразно, постоянное удаление вновь образовавшихся корней, как правило, задерживает появление ростков.

Для химического ингибирования прорастания применяют малеиновый гидразид (МГ), когда перед уборкой опадает около трети верхушек (не менее пяти фотосинтетически активных листьев). Химикат поглощается оставшимися зелеными тканями и переносится в меристемы, где ингибируется митоз. MH обычно применяется в концентрации 2500 ppm при расходе 500 литров воды на гектар. Это обеспечивает пороговое значение около 20 ppm в центральном побеге луковицы, что является концентрацией, необходимой для подавления прорастания. При слишком раннем применении происходит повреждение листьев, а при слишком позднем — поглощение листьями недостаточно эффективно.

Для улучшения впитываемости препарат применяют, когда большая часть листьев еще зеленая и когда нет росы. Луковицы, предназначенные для размножения с целью получения семян, не следует обрабатывать ингибиторами прорастания. Лук, обработанный MH и хранящийся при температуре от -2 °C до 0 °C и относительной влажности 65-70%, может храниться без прорастания до 6-7 месяцев.

В отечественной практике рекомендуется за 10-14 дней до уборки проводить опрыскивание посадок лука препаратом Фазор 80 ВГ (80 % калиевая соль малеинового гидразида) с нормой расхода 3-4 кг/га с последующим храпением лука не менее 120 дней до использования в пищевых целях.

Гамма-облучение также подавляет укоренение и прорастание луковиц, как и хранение в контролируемой атмосфере при пониженном уровне кислорода.

Борьба с сорняками

Борьба с сорняками особенно важна в период раннего роста рассады из-за медленного появления и роста проростков лука и большинства других видов Allium. Поэтому требуется значительное время, чтобы молодые растения достигли достаточной площади листьев для затенения и конкуренции с сорняками. Эффективно используется несколько гербицидов, и такое использование, вероятно, будет продолжаться. Тем не менее, ручная и механическая обработка почвы и севооборот остаются важными методами борьбы.

Гербициды

Поскольку лук плохо конкурирует с сорняками, использование гербицидов широко распространено, и экономические преимущества их применения были продемонстрированы (Menges, 1987). Рубин (1990) сделал обзор темы борьбы с сорняками и гербицидов, используемых в то время. На основе различных экспериментов по борьбе с сорняками во Франции и Испании были выработаны рекомендации по избирательности гербицидов и времени их применения для повышения эффективности (Vergniaud et al., 1989). Программа гербицидной борьбы с сорняками требует сочетания различных гербицидов с учетом сезона и преобладающей местной флоры сорняков. В довсходовый период широко используются пропаклор, хлорпрофам и хлортал, а в послевсходовый период — пропаклор (гербицид для широколистных и злаковых трав), иоксинил октаноат (гербицид для широколистных трав), оксифлуорфен (гербицид для широколистных и злаковых трав), диклофоп-метил и флуазифоп-бутил (гербициды для злаковых трав), хотя некоторые из них можно смешивать с другими гербицидами. В Испании рекомендации по применению гербицидов основаны на 10-летних опытах с луковыми гербицидами (MAPA, 1993).

Сохранение остатков гербицида в почве и в луковицах лука было недавно оценено для пендиметалина в условиях Средиземноморья (Tsiropoulos and Miliadis, 1998). Некоторые гербициды для лука, применяемые в почве, могут быть перенесены в осадки через стоки или могут попасть в водоносные горизонты через движение в почвенном профиле. Гербициды и другие пестициды из различных культур, включая лук, были обнаружены в грунтовых водах в разных штатах США и в Европе (Goodrich et al., 1991; RIVM/RIZA, 1991; CAST, 1992). Практика управления бороздовым орошением лука с целью снижения и предотвращения загрязнения водоносных горизонтов метаболитами гербицида диметил 2,3,5,6-тетрахлор-1,4-бензендикарбоксилата (DCPA), широко используемого на луковых полях в Орегоне, была изучена Шоком и др. (1998b). Сочетание мульчирования соломой и опоясывания DCPA оказалось эффективной мерой. Солома, используемая вместе с DCPA, уменьшила потери гербицида как в осадке, так и в стоках, а также уменьшила перемещение гербицида в почву, когда DCPA был опоясан.

Некоторые распространенные луковые гербициды плохо контролируют сорняки при низких температурах почвы и высоком содержании органического вещества в почве, как в долине Фрейзер (Канада). В этих почвенных условиях было изучено потенциальное использование нитрата аммония в качестве контактного гербицида на луке (cv. ‘White Lisbon’) (Bitterlich et al., 1996). Растворы аммиачной селитры (7,5, 10, 15 и 20% N) распылялись (800 л/га) в солнечные летние дни примерно через 3-4 недели после посева. Сорняки Capsella bursa-pastoris, Gnaphalium uliginosum и Amaranthus retroflexus были очень чувствительны к аммиачной селитре, в то время как Chenopodium album, Portulaca oleracea и Poa annua были толерантны. На сухой вес лука применение раствора аммиачной селитры не повлияло или увеличилось незначительно.

Математические модели могут быть полезными инструментами в оптимизации применения гербицидов в нужное время и в нужной дозе, а также в оптимизации чистой маржи сельхозпроизводителей. Дунан и др. (1999) в Колорадо, США, опубликовали исследование по разработке экономической модели растительного процесса для принятия решений по борьбе с сорняками в орошаемом луке. Модель имитирует динамику конкуренции за свет между луком испанского типа и пятью видами однолетних сорняков (A. retroflexus, C. album, Echinochloa crus-galli, Helianthus annuus и Panicum miliaceum), предполагая, что нет ограничений по воде или питательным веществам для роста растений. Сравнивая стоимость прополки с экономическими результатами отказа от борьбы с сорняками в определенное время, модель позволяет принимать рациональные решения по луку на протяжении всего вегетационного периода, основываясь на расчетах влияния различной степени конкуренции со стороны сорняков на различные стадии роста луковой культуры.

Нехимических методов

По мере того, как экологические проблемы приобретают все большее значение, начинают появляться научные исследования о влиянии органических методов производства. Бонд и др. (1998a, b, c) в Великобритании описали влияние различных методов борьбы с сорняками на лук и изменения в семенном фонде сорняков в органических и традиционных системах. При выращивании лука-салата сорта ‘White Lisbon’ удаление сорняков через 4 недели после появления 50% всходов позволило избежать вмешательства сорняков в урожай последовательно в обеих системах, хотя оптимальный период был относительно узким. При пересадке лука сорта «Promo» однократная прополка на 5, 6 или 7 неделе после посадки предотвращала снижение урожайности. Таким образом, пересадка обеспечила большую гибкость в выборе времени удаления сорняков. Потеря урожая в основном объяснялась конкуренцией со стороны сорняков до ручной прополки или механическим повреждением культуры, когда удаление сорняков проводилось позже. Однократная прополка, при которой удалялись междурядные сорняки, но оставались внутрирядные, практически не снижала потерю урожая (Bond et al., 1998a). Это является основным ограничивающим фактором в органическом садоводстве, поскольку однократная обработка мотыгой должна проводиться вместе с внутрирядной ручной прополкой. Для того чтобы сделать нехимические методы борьбы с сорняками жизнеспособными, необходимо разработать эффективный метод избирательного удаления сорняков из междурядий. В интегрированной системе земледелия междурядная обработка может сочетаться с селективным применением гербицидов в полосе.

В исследованиях изменений в семенном фонде сорняков в почве после различных методов производства Бонд и др. (1998b, c) обнаружили, что после непрореживания пересаженного лука-луковицы и непрореживания высеянного салатного лука количество семян сорняков в почве увеличилось в 15 раз и от двух до 70 раз соответственно. Количество семян сорняков было ниже после однократной или многократной прополки культуры. Пренебрежение борьбой с сорняками приводит к быстрому увеличению семенного фонда сорняков. При однократной прополке проблемой могут стать поздно прорастающие эфемерные сорняки или сорняки, размножение которых переносится ветром.

Соляризация контролирует большинство однолетних сорняков, таких как Amaranthus spp., P oleracea (Horowitz et al., 1983; Katan and DeVay, 1991), а также Sorghum halepense (Rubin and Benjamin, 1984) в Израиле. В Португалии соляризация также помогла уменьшить количество сорняков при выращивании рассады лука и повысила конечную урожайность сорта ‘Valenciana’ (Silveira et al., 1990/91).

Дальнейшими возможностями являются методы термической борьбы с сорняками с помощью пламени и инфракрасного излучения. Эти методы основаны на нагревании растений (0,1 с, при температуре 70-80 °C) до тех пор, пока клетки не лопнут. Их можно использовать для довсходовой прополки и во время роста культуры. Термические методы избирательны, поскольку луковичные растения более устойчивы к нагреванию, чем многие сорняки. Douzals et al. (1994) разработали прототип термической прополки с использованием пропановых пламенных горелок для лука, который был успешно испытан на всех стадиях органического выращивания лука. Наилучший угол атаки составлял 30-40°. Для защиты опавших листьев лука были добавлены отражатели. Как и при применении гербицидов, успех этого метода связан со знанием стадий сорняков, восприимчивых к теплу. Однако некоторые сорняки, такие как Cirsium arvense, устойчивы к жаре, а другие могут вновь появиться после термической прополки, например, Agropyrum repens. Термическая прополка может быть полезна, особенно для органических фермеров, поскольку она относительно менее трудоемка, чем ручная прополка, и поэтому более выгодна (Rifai et al., 1996).

Новый метод механической внутрирядной прополки был разработан Меландером (1997) в Дании. Он изучал эффективность вертикальной щеточной прополки с вращающейся осью при различных настройках для урожайности лука и борьбы с сорняками на поле. Регулировка направления вращения щетки позволяла фермеру выбирать тип выполняемой работы: либо преимущественно выкорчевывать сорняки, либо преимущественно засыпать их почвой.

В двухлетнем полевом эксперименте Меландер (1998a) изучал взаимодействие между различными нехимическими методами борьбы с луком (cv. ‘Hyton’), выращенным на супесчаной почве. Комбинируя различные стратегии (сжигание и прополка кистями, или боронование и посев в темноте плюс прополка кистями), было достигнуто 80-90% контроля сорняков. Будущая оптимизация этих стратегий или их сочетание с другими методами борьбы с сорняками, такими как мотыжение близко к ряду (Melander and Hartvig, 1997), позволит лучше бороться с сорняками без гербицидов. Экономические аспекты нехимических методов и то, при каких обстоятельствах их выгодно использовать, обсуждались Меландером (1998b).

Интегрированные и оргнические методы выращивания

В 20 веке современное сельское хозяйство достигло больших успехов в сокращении голода и голодающих людей благодаря генетическому улучшению культур и внедрению большего количества энергии (в виде топлива, машин, промышленных пестицидов и фертилизаторов и перекачиваемой воды) в сельскохозяйственные системы. Энергия была широко доступна и интенсивно потреблялась, часто с низкой эффективностью. Отсутствие устойчивости подвергалось серьезной критике, и в настоящее время производители во многих странах переходят на новые системы управления растениеводством. Эти системы предполагают гораздо меньшее применение пестицидов или полное их отсутствие, а также более рациональное использование удобрений, воды и других сельскохозяйственных ресурсов. В настоящее время для лука разрабатываются два подхода к решению этой проблемы.

Можно выделить две важные и взаимосвязанные тенденции. Первая — это количественная оценка аспектов управления, включая планирование орошения, прогнозирование ущерба от сорняков и вредителей и моделирование роста. На примере Испании будет описан конкретный пример повышения продуктивности, ставшего возможным благодаря применению этих новых знаний.

Вторая тенденция — это движение к большей экологической сознательности. Основная проблема сегодня заключается в том, как производить луковичные культуры таким образом, чтобы они были устойчивыми и экологически ответственными и при этом приносили экономическую прибыль производителю.

Современные высокие урожаи были достигнуты благодаря использованию химических средств защиты растений вместо дорогостоящего ручного труда, особенно для борьбы с сорняками. Общее потребление всех пестицидов оценивается в 23 кг/га на культуру в Нидерландах (E. Steenge, Нидерланды, 2000) и 10,5 кг/га активных ингредиентов пестицидов в сезон после посадки в Норвегии (Saethre et al., 1999). В этих системах лук также нуждается в значительных количествах минеральных питательных веществ. Выбросы пестицидов и азота (N) в различных формах с луковых полей могут быть выше, чем при выращивании других культур, как и воздействие на почву и водные организмы (Wijnands and van Asperen, 1999).

Системы интегрированного управления посевами (ICM) — это усовершенствованные и менее расточительные версии традиционных методов производства, с более рациональным использованием ресурсов в ответ только на определенные потребности. ICM допускает осторожное использование пестицидов, но также требует повышения эффективности использования всех внешних ресурсов растениеводства, включая топливо, воду и химикаты.

Даже если этот процесс совершенствования происходит в традиционном производстве, растущий потребительский спрос на «органические» овощи означает, что фермеры, которые переходят на органическое производство в поисках лучшего рынка, должны найти способы обеспечения надлежащего питания культур и борьбы с сорняками, вредителями и болезнями без использования синтетических химикатов.

Традиционные и интегрированные системы

Система ICM позволяет избежать нерационального использования ресурсов, подбирая средства производства в соответствии с фактическими потребностями культуры на разных стадиях, при этом минимизируя рассеивание загрязняющих химикатов. Полная или частичная замена этих материалов уменьшает загрязнение окружающей среды, снижает производственные затраты и риски для здоровья человека. Цели ICM были хорошо определены (El Titi и др., 1993), но стандартных правил не существует, и продукция может быть помечена ярлыками «интегрированная» или «контролируемая», которые далеко не всегда понятны.

Методы ICM могут быть приняты для одной культуры или могут практиковаться на уровне всего хозяйства (Gysi, 1996). Интегрированная борьба с сорняками и вредителями лука (IPM) — это аспект контролируемого производства, который получил наибольшее развитие (например, Anon., 1996; Delahaut and Marcell, 1999; Reiners et al., 2000). Принятие программы IPM может значительно сократить применение синтетических химикатов при минимальном влиянии на качество или урожайность (Hoffmann et al., 1995; см. также Lorbeer et al.).

Органическое производство лука

Такой подход запрещает использование синтезированных химических пестицидов и легкорастворимых минеральных удобрений. Только определенные разрешенные пестициды и «органические» удобрения могут быть применены к урожаю. Генетически модифицированные организмы запрещены, а осадки сточных вод или «серые воды», образующиеся в результате бытового использования, не могут быть использованы в качестве удобрений. Тем не менее, правила органического производства могут разрешать использование некоторых «чистых» химикатов, таких как сера, для борьбы с болезнями.

В наши дни органическое сельское хозяйство может включать в себя достижения в понимании взаимодействия между компонентами сельскохозяйственных систем и технические инновации, которые не ставят под угрозу статус «органического». Многие фермеры в тропиках используют малоинтенсивные методы производства в силу необходимости. В развитых странах, хотя важность устойчивого использования ресурсов и органического вещества в почве была признана еще в 1950-х годах, только в последние годы под давлением групп потребителей, природоохранных организаций и супермаркетов вновь стали использоваться низкопроизводительные системы выращивания. Коммерческие покупатели видят новый способ привлечения клиентов и удовлетворения потребностей людей в здоровье.

Совет Европейских Сообществ (1991) разработал нормативные указания в широком смысле для схем органической сертификации. Некоторые из его положений были внедрены позже или изменены, особенно те, которые касаются импорта. Существует множество органов сертификации Европейского Союза (ЕС), таких как Ecocert во Франции, Soil Association и Федерация органического питания в Великобритании и Naturland в Германии.

В США Федеральный закон о производстве органических продуктов питания 1990 года (http://www.ams. usda.gov/nop/orgact.htm), известный как OFPA, и поправки к нему являются основой стандартов для органически произведенных продуктов, и существует несколько органов по сертификации. Клонски и др. (1994) опубликовали руководство для производителей органических овощей в регионе центрального побережья Калифорнии, а Грир и Кьюпер (1999) опубликовали руководство по производству органических аллиумов. Международная федерация движений за органическое сельское хозяйство (IFOAM) опубликовала основные стандарты IFOAM для органического сельского хозяйства и переработки продуктов питания (http:// www.ifoam.org/letter.html), которые считаются определяющими для органического движения.

Пример органических методов производства лука в Уэльсе, Великобритания

Робертс (1998) производит лук для органического рынка. Ему трудно получить семена без пестицидов без специального заказа. Рассада выращивается в виде модулей, по пять семян на ячейку, высевается в начале-середине февраля, чтобы вырастить летний урожай. Нехватку азота на ранних стадиях трудно решить чисто органическими методами: можно использовать компост с червями или подкормку (органической) сухой кровью, смешанной с мукой из морских водорослей.

Чередование культур помогает сдерживать развитие пуховой росы (Peronospora destructor). Рекомендуется чередовать культуры не менее 5 лет, поскольку покоящиеся споры болезни могут сохраняться в почве так долго. В севообороте лук следует за луком, с легким внесением навоза. Иногда ранние прорастающие сорняки можно удалить с верхушек грядок ротатором перед посадкой модулей. В междурядьях сорняки выкашиваются мотыгой/щеточной прополкой и ручной тяпкой.

Луковицы убирают при 50-процентном опущении верхушек и сушат либо в поле, либо в самодельном обогреваемом туннеле до вызревания.

Органическое производство лука на северо-востоке Испании

В Пла-д’Уржель, Каталония, семейная компания (Каль Вальс, Виланова-де-Бельпуиг, 2000), местные пионеры органического земледелия, производят лук после томатов, выращенных для переработки, как важную часть севооборота. За луком следует вика волосистая (Vicia villosa), которая закапывается и используется в качестве зеленого удобрения для нового урожая томатов. Измельченные остатки томатов разбрасываются по поверхности перед вспашкой. В конце января вносится 1-летний компост, в основном на основе навоза, из расчета 18 т/га, и земля подсыпается. Рассада выращивается в модулях (4,6 см3), по три растения на ячейку. Выращиваются в основном сорта LD ‘Colorada de Figueras’ и ‘Morada de Amposta’, популярные в Каталонии; могут быть включены и другие традиционные сорта, в зависимости от потребительского спроса. Механическая пересадка производится примерно в середине марта, когда у саженцев появляются два-три листа. Прополка механическим культиватором начинается примерно через 15 дней, когда видны молодые сорняки, и повторяется раз в 2-3 недели в зависимости от необходимости, до того момента, когда она может повредить листья лука. После этого при необходимости в междурядьях используют мотыги. С трипсам и, основным вредителем, борются, избегая любого водного стресса для растений, используя дождевальный полив. Иногда случаются нападения луковой мухи, но они не являются серьезными, и обработка не проводится.

В зрелом возрасте, когда лопасти листьев еще вертикальны, луковицы подрезают невибрирующим ножом, чтобы листва защищала луковицы во время сушки и тем самым снижала риск солнечного ожога. После полевого вяления растения подрезают фрезой. Урожайность, собранная вручную в конце июля или начале августа, составляет около 45 т/га.

Экономическая эффективность органического производства

Важным моментом, по которому необходимы данные, является экономическая целесообразность производства лука при различных методах ведения сельского хозяйства: традиционном, интегрированном и органическом. В Финляндии Стенберг (1999) не смог выявить четких различий в затратах на производство лука при разных методах, вероятно, потому, что самой дорогой статьей в финской системе производства лука были луковые наборы, которые составляли около половины затрат. Затраты на пестициды варьировались от 16% от общих затрат при обычном производстве до 2% при органическом земледелии. При органическом производстве затраты в основном зависят от метода посадки растений, борьбы с сорняками и трудозатрат, и они могут сильно варьироваться.

На одном из учебных дней в Италии несколько докладчиков обсуждали компромисс между прибылью и воздействием на окружающую среду, и Д’Эрколе и Чембало (1999) пришли к выводу, что даже без субсидий ЕС цена на 20% выше цены на овощи, произведенные традиционным способом, должна быть достаточной, чтобы сделать органическое производство финансово жизнеспособным. Необходимы более подробные данные, полученные в результате хорошо проведенных сравнений, чтобы фермеры могли принимать обоснованные решения о переходе на «органические» методы выращивания.

Семеноводство

Физиология цветения находит была рассмотрена Питерсом (1990), биология опыления в производстве семян — Куррахом (1990) и производство семян в тропических регионах — Куррахом и Проктором (1990).

Урожайность семян около 500 кг/га является обычной во многих регионах, но в США типичными являются 800-1000 кг/га. В опытах в Калифорнии урожай семян из луковиц, хранившихся при оптимальной температуре перед посадкой, варьировался почти в четыре раза от года к году, с максимальным урожаем 1554 кг/га (Jones and Emsweller, 1939). Урожайность более 3000 кг/га была получена в экспериментах с использованием высокой плотности посадки и орошения в штате Вашингтон, США (Vincent, 1960). В противоположность этому, наилучший урожай семян, полученный в опыте на Филиппинах, составил 111 кг/га (Currah and Proctor, 1990). Таким образом, очевидно, что существуют огромные различия в средней урожайности семян в зависимости от генотипа, местности, сезона и метода производства семян.

Районы для производства семян

Для производства семян лука лучше всего подходят регионы с надежно теплым и сухим летом. Низкая атмосферная влажность снижает риск таких заболеваний, как мучнистая роса и пурпуровая пятнистость. Ясная, светлая, теплая погода во время цветения благоприятствует высокой активности насекомых-опылителей. В США части штатов Айдахо и Орегон хорошо подходят по климатическим условиям для производства семян американских сортов «длинного дня». Короткодневные сорта производятся на юго-западе США, особенно в Имперской долине Калифорнии (Jones and Mann, 1963). В Северной Европе в производстве семян лука доминируют голландские семенные компании, которые работают в Южной Европе — особенно в Италии, Южной Франции и Испании — потому что теплое, сухое лето хорошо подходит для производства семян лука (и лука-порея), не подверженных заболеваниям. Мелкомасштабное производство семян для селекционных целей все еще имеет место в более холодных регионах и может быть весьма удовлетворительным в полиэтиленовых туннелях (Dowker et al., 1985).

Методы производства

Существуют две основные системы производства:

  • метод от «луковицы к семени» — производство луковиц на семена (маточников), при котором сначала выращивается урожай луковиц, а семена производятся из посаженных луковиц;
  • метод «от семени к семени» — производство семян, при котором растущие растения подвергаются вернализации и побуждаются к цветению и производству семян без прохождения стадии луковицы.

Преимущество первой системы заключается в том, что можно отбирать луковицы для поддержания качества семенного фонда и отбраковывать нестандартные сорта, например, двойные луковицы, луковицы неправильной формы или преждевременные завязи (Peters, 1990). С другой стороны, этот метод обычно требует 2 года для получения урожая семян. Первый метод требует посадки зрелых недремлющих (материнских) луковиц, которые хранились достаточно долго при низкой температуре, чтобы вызвать бутонизацию, или были посажены осенью (если позволяют условия) и оставлены расти на зиму, чтобы вызвать цветение. Подвергнуть луковицы индукции бутонизации можно либо в поле, либо во время хранения. Как правило, луковицы сортов длинного дня собирают осенью и хранят при низкой температуре для весенней посадки. Полученный урожай семян собирают в конце лета или в начале осени. Короткодневные сорта выращивают зимой, а луковицы собирают весной. Они хранятся летом, часто в условиях окружающей среды, для пересадки осенью; сбор семян происходит в конце весны или начале лета.

Производство семян через рассаду возможно там, где культура может перезимовать в виде растущих растений. Важно, чтобы вернализации было достаточно для того, чтобы вызвать 100% цветение, иначе этот метод производства приведет к отбору генотипов с легкой цветушностью. Чтобы обеспечить 100%-ное цветение, семена высевают на несколько недель раньше, чем обычно для луковичных культур, и применяют полив для обеспечения быстрого появления всходов и быстрого роста до пост-ювенильного размера, чтобы вернализация началась с наступлением осени (Джонс и Манн, 1963). Тяжелые почвы с высоким содержанием воды создают несколько более прохладный микроклимат, что важно для вернализации в теплых регионах, таких как Императорская долина в Калифорнии.

Преимущество второго метода заключается в том, что он требует меньше труда и затрат, поскольку луковицы не выкапывают и не хранят. Урожайность семян может быть такой же или выше, чем урожайность луковиц. Качество семян, полученных методом «от луковицы к семени», лучше, чем методом «от семени к семени». Это объясняется тем, что перед посадкой для производства семян можно провести дополнительный отбор и проредить луковицы на предмет нарушения цвета и типа. Однако отличное качество можно поддерживать и при производстве семян методом «от луковицы к луковице», при условии, что семена выращиваются из луковиц, которые проходят строгий контроль на генетические и другие качества.

Выращивание материнских луковиц

Первым этапом в методе выращивания луковиц на семена является выращивание материнских луковиц. По сути, это то же самое, что и выращивание обычного урожая луковиц.

Обычно требуются луковицы диаметром 4-6 (7) см. Для выращивания маточных луковиц из севка рекомендуется использовать севок диаметром 1,5-2,2 см. Норма посадки зависит от густоты посадки и составляет 700-1000 кг/га.

Во время роста урожая можно в соответствующее время проводить осмотр надземной части растений для выявления ненормальной листвы, толстой шейки и неравномерного созревания. Перед цветением семенников проводят фито- и сортопрочистки, при которых удаляются больные, слаборазвитые растения.

Апробацию семейных участков проводят, когда завершился рост стрелок и раскрываются соцветия. Основные апробациоппые признаки: число стрелок, их высота, величина соцветия в момент его полного цветения.

На маточный материал отбирают здоровые, крупные, хорошо вызревшие луковицы типичные для сорта по форме, окраске, гнездности. Необходимо браковать нетипичные, плохо вызревшие, больные луковицы с толстой шейкой. На семеноводческих участках па маточный материал отбирают 50-70 % луковиц. В элитном семеноводстве лука напряженность отбора маточников составляет 20-25 %, в суперэлитном — 3-5 %.

Хранение материнских луковиц

Для профилактики пероноспророза перед закладкой на хранение маточные луковицы прогревают теплым воздухом при температуре 40 °C в течение 8 часов, после чего температуру постепенно снижают. Проявившиеся после прогревания больные шейковой гнилью луковицы бракуют и используют на продовольственные цели.

Осенние сорта обычно хранятся при комнатной (часто теплой) температуре после раннего летнего сбора луковиц и высаживаются осенью, после чего они проходят вернализацию при низких температурах в поле. В жарких регионах может потребоваться вернализация луковиц путем холодного хранения перед посадкой: 90 дней при температуре 8-10 °C были оптимальной процедурой для долины Сан-Франциско в Бразилии, где средняя температура самых прохладных месяцев составляет 27 °C (Currah and Proctor, 1990). Если использовать холодное хранение перед посадкой, то можно обеспечить надежное цветение семенных культур в таких регионах, избегая при этом использования генотипов, которые слишком легко закручиваются при выращивании луковиц. Материнские луковицы весенних сортов обычно вернализуются прохладной температурой во время хранения, и их высаживают весной. Температура хранения составляет от 4,5 до 14 °C, оптимальная — около 11 °C.

Влажность воздуха при хранении — 70-80 %.

Весенний отбор и подготовка к высадке материнских луковиц

Весной перед посадкой маточных луковиц проводят повторный, весенний отбор, в процессе которого удаляют все проросшие, заболевшие и деформированные луковицы, оставляя хорошо сохранившийся, с типичными сортовыми признаками. При этом следует учитывать, что луковицы с вытянутой нижней частью (донцем) не являются отклонением от типичных сортовых признаков.

За 2-3 дня до посадки проводится протравливание луковиц против болезней путем однократного их погружения в 3%-ную суспензию ТМТД.

Посадка материнских луковиц

Обработка почвы семеноводческих участков соответствуют ее подготовке при выращивании маточных луковиц и включает в себя: лущение стерни в два следа на глубину 8-10 см; вспашку под зябь на глубину 25-27 см; внесение фосфорно-калийных удобрений; культивацию на глубину 10-12 см.

Весной проводят закрытие влаги боронованием или культивацией на глубину 5-6 см, вспашку на глубину 15-18 см (с культивацией или боронованием), после чего вносят азотные удобрения и проводят культивацию. В день высадки маточников лука формируют узкопрофильные гряды высотой 15-18 см.

Посадку маточников лука проводят в самые ранние сроки, так как семенники начинают отрастать при пониженных температурах. Для механизированной посадки можно использовать машину МВ-2,8. После посадки проводят оправку и заделку высаженных луковиц. Через определенное количество рядов рекомендуется оставлять технологические проходы шириной 2,8 м для проезда опрыскивателей и другой техники.

Луковицы обычно высаживают на глубину 10-15 см (по другим рекомендациям, 5-7 см от плечиков луковицы, Аутко) в ряды на расстоянии 50-100 см друг от друга. Более тесное междурядье может дать более высокий урожай, но при этом повышается риск поражения грибковыми заболеваниями. Чтобы минимизировать этот риск, можно улучшить вентиляцию, ориентируя ряды по направлению преобладающего ветра.

Урожайность семян увеличивается с ростом численности растений. Например, в опытах, проведенных в октябре вблизи Салерно, Италия, при выращивании в рядах шириной 80 см с использованием луковиц средней массой 100 г, урожайность семян линейно увеличилась примерно с 700 до 1200 кг/га при увеличении плотности посадки с четырех до 12 луковиц/м2. Количество пупсов увеличилось с 11 до 35/м2 , но вес семян на пупс снизился с 6,0 до 3,6 г (Cuocolo and Barbieri, 1988).

С увеличением размера материнской луковицы при постоянной плотности посадки урожай семян увеличивается, главным образом потому, что увеличивается количество зонтиков на растении, и это более чем перевешивает небольшое снижение веса семян на соцветие. Например, Куоколо (1989), используя популяцию 12,5 луковиц/м2, обнаружил, что урожай семян линейно увеличивается примерно с 1200 до 1800 г/м2 по мере увеличения среднего веса материнских луковиц с 30 до 190 г, что соответствует увеличению нормы посадки с 3750 до 23 750 кг/га. Среднее количество зонтиков на растении линейно увеличилось с 2,7 до 5,0 в том же диапазоне размеров луковиц, в то время как средний вес семян, произведенных на зонтик, уменьшился с 4,7 до 3,9 г.

Норма посадки маточников лука (Аутко):

  • при диаметре луковиц 6-7 см и массе 70-110 г рекомендуются схемы посадки 70 х 10 см (143 тыс. шт./га или 12,9 т/га), 70 х 15 см (95 тыс. шт./га или 8,6 т/га), 70 х 20 см (71 тыс. шт./га или 6,4 т/га);
  • при диаметре луковиц 8-9 см и массе 110-150 г рекомендуются схемы посадки 70 х 10 см (143 тыс. шт./га или 18,6 т/га), 70 х 15 см (95 тыс. шт./га или 12,4 т/га), 70 х 20 см (71 тыс. шт./га или 9,2 т/га).

Пропорция и расположение посаженных опыляющих и мужских стерильных материнских луковиц важны для производства семян гибридов F1. Используется соотношение фертильных и стерильных луковиц 1:3 или 1:4, часто два ряда опылителей чередуются с восемью мужскими стерильными рядами (Currah, 1981).

Изоляция полей для производства семян

Поскольку лук легко переопыляется насекомыми с соседних полей, важно поддерживать сортовую чистоту путем разделения семенного производства различных сортов. Похожие сорта должны находиться на расстоянии не менее 400 м друг от друга, а семенные поля сортов с существенными различиями — на расстоянии 5 км друг от друга (Джонс и Манн, 1963). Согласно рекомендациям Аутко, на открытой местности расстояние между полями должно быть не менее 2 км, на защищенной — 600 м. Мужские стерильные линии и их сопровождающие должны быть изолированы на расстоянии 5 км или выращиваться в клетках, защищенных от насекомых, чтобы предотвратить заражение пыльцой, восстанавливающей фертильность.

Маточные луковицы высаживают на открытых, хорошо продуваемых, рано освобождающихся от снега участках, не подверженных затоплению. Направление рядков должно соответствовать направлению господствующих ветров. Это профилактическое мероприятие против пероноспороза.

Орошение и удобрения

Для максимизации и стабилизации урожайности в большинстве регионов, производящих семена лука, важно орошение. Так, при 2 поливов общим объемом 125 мм урожайность семян увеличивалась на 20-22% по сравнению с контролем, а при 5 поливах общим объемом 375 мм — на 35-80%.

Обеспеченность растений водой особенно важно в периоды отрастания листьев, начала выхода стрелок и налива семян. За вегетационный период рекомендуется провести 3-4 полива с нормой расхода воды 300-350 м3/га.

Орошение может увеличить риск заболевания листьев при высокой влажности, поэтому для снижения этого риска предпочтительнее использовать бороздковый или капельный полив, чем дождевание.

Полевые исследования цветущих луковичных растений показывают, что самый низкий водный потенциал (наибольший водный дефицит или стресс) наблюдается в отдельных цветках и цветоносах зонтика (Millar et al., 1971). Особенно резкое снижение водного потенциала наблюдается между стеблем семени и зонтиком, что указывает на высокое сопротивление потоку воды в этой области, возможно, потому, что ксилема делится на множество мелких сосудов для снабжения до 1000 цветоносов в зонтике. Снижение водного потенциала от -4 до -15 бар между рассветом и серединой дня было измерено в хорошо орошаемых посевах лука в Висконсине, США. Засуха плюс горячие, сухие ветры, иногда усугубляемые разрушением корней болезнью розового корня (Pyrenochaeta terrestris), могут привести к сморщиванию и гибели развивающихся семян на «молочной» и «тестовой» стадиях развития эндосперма (Harrington, 1974).

Удобрение

Адекватное азотное удобрение необходимо для получения максимального урожая. В Италии, где хорошие урожаи (> 1000 кг/га) постоянно получаются без орошения, было проверено влияние шести уровней азотных удобрений — от 0 до 150 кг/га с шагом 30 кг/га (Cuocolo and Barbieri, 1988). Азот вносился в виде сульфата аммония, одна треть при посадке в середине октября, одна треть в конце января и одна треть в конце марта (семена собирали в июле). Урожайность семян линейно увеличивалась от 830 до 1100 кг/га с увеличением количества азота. Потребности в азоте и воде взаимосвязаны: больше азота необходимо там, где осадки или орошение позволяют получать высокие урожаи.

Вносить органические удобрения в виде навоза под семенники лука нецелесообразно, так как это приводит к более позднему началу цветения, затягиванию созревания семян и засорению посадок сорными растениями. При невысоком плодородии участка можно внести 40-60 т/га перегноя или хорошо подготовленного компоста.

Нормы внесения минеральных удобрений зависят от обеспеченности почвы основными питательными веществами, потребности в них растений и коэффициента использования основных элементов. На дерново-подзолистой почве при среднем уровне плодородия рекомендуется вносить N45-60Р60-75К90-120.

Уход за семенными посадками

Уход за семенными посадками лука заключается в поддержании почвы во влажном рыхлом состоянии, свободной от сорняков. Перед отрастанием маточников проводят окучивание с одновременным внесением гербицида Стомп, 33 % к. э. (3,5-4 л/га).

При появлении сорняков периодически проводятся междурядные обработки с окучиванием растений (КОУ-4/6). Перед началом стрелкования и при высоте стрелок 30-40 см проводят одно- или двухразовое окучивание в целях сохранения устойчивости семенных растений.

Во время цветения для улучшения опыления возле участка устанавливают улья из расчета 3-4 пчелосемьи на гектар. Размещать ульи необходимо так, чтобы наиболее удаленная часть опыляемого участка находилась от ульев с пчелами не далее 500 м. Если длина и ширина ноля превышают указанные размеры, применяют встречное опыление.

В течение вегетационного периода следует проводить некорневые подкормки семейных растений лука жидкими водорастворимыми удобрениями. Обработки проводят КОУ-4/6 или любым штанговым опрыскивателем. При отсутствии жидких комплексных удобрений можно применять твердые минеральные удобрения.

1-я подкормка проводится при отрастании маточных луковиц N20P20K20.
2-я подкормка — в фазу массового стрелкования семенных растений необходимо применять Эколист РК-1 в дозе 9 л/га или минеральные удобрения в количестве Р10К15.

Расход рабочей жидкости при некорневых подкормках — 300-500 л/га. При приготовлении рабочего раствора желательно применять прилипатели.

Синхронизация цветения

При производстве семян гибридов F1 важно, чтобы мужская фертильная и мужская стерильная линии цвели одновременно. Всегда должно быть достаточно пыльцы мужской фертильной линии, пока рыльца мужских стерильных материнских растений восприимчивы, что минимизирует риск заражения пыльцой других линий, переносимой прилетающими насекомыми или случайными мужскими фертильными материнскими растениями. Различные линии гибрида не обязательно зацветают одновременно при одинаковой обработке. Методы преодоления этой проблемы включают:

  • хранение луковиц двух линий при разных температурах до посадки — чем ближе температура во время хранения к оптимальной для развития соцветий (обычно около 10-12 °C), тем раньше появляются соцветия после высадки;
  • разнесение дат посадки двух линий — чем раньше дата посадки, тем раньше появляются соцветия;
  • выращивание одной линии из посеянных осенью семян, а другой — из материнских луковиц.

Осенняя культура, выращенная из семян, обычно зацветает позже, чем та же линия, выращенная из материнских луковиц.

Болезни цветоносов и заражение семян

Грибковые заболевания, которые имеют тенденцию распространяться в условиях высокой влажности при длительных периодах увлажнения поверхности растений потенциально очень серьезны для семенных культур. Развивающийся стебель семян может быть полностью опоясан и уничтожен такими инфекциями. Вероятно, самым серьезным заболеванием в семеноводстве лука является пушистая плесень, Peronospora destructor. В дополнение к использованию фунгицидов, многие культурные приемы выращивания семян лука — например, довольно широкие междурядья и ограниченное осеннее внесение азотных удобрений во избежание чрезмерного роста листьев — направлены на поддержание хорошей вентиляции внутри посевов, что делает условия менее благоприятными для распространения пуховой плесени (Peters, 1990). Пурпурная пятнистость — Alternaria porri, Stemphylium vesicarium и различные Botrytis, особенно B. squamosa, также наносят серьезный ущерб.

Опыление

Эксперименты, в которых луковые зонтики собирали в мешки, показали, что без доступа насекомых происходит очень мало опылений; ветер и сила тяжести не имеют большого значения. Было обнаружено от десятков до сотен различных видов насекомых, посещающих цветущие луковые зонтики, причем количество видов зависит от местности (Currah, 1990). Наиболее важными являются медоносные пчелы, и производители семян нанимают ульи с пчелами и размещают их на луковых полях во время цветения. В США используется от 12 до 37 ульев/га. Ввод ульев осуществляется поэтапно, начиная с того момента, когда примерно на 50% соцветий появляются открытые соцветия. Через несколько дней пчелы могут научиться добывать корм на более привлекательных соседних культурах, поэтому при постепенном введении ульев используется их первоначальное «наивное» поведение, когда они стремятся остаться на цветках лука. Пчелы собирают нектар, а не пыльцу с цветков лука, и они активны при температуре воздуха выше 16 °C. Они чаще перелетают с зонтика на зонтик, когда небо ясное и безоблачное, что повышает вероятность перекрестного опыления в солнечную погоду.

В США пыльца лука, по-видимому, с годами стала менее привлекательной для медоносных пчел. Причины этого изменения до конца не выяснены, но, возможно, они связаны с высоким содержанием калия в нектаре гибридного лука. В нектаре лука может быть очень высокая концентрация сахара (> 50%), что также делает его непривлекательным для пчел. Чтобы привлечь пчел, лук должен производить обильный нектар, и при инбридинге для получения мужских стерильных линий необходимо убедиться, что способность производить нектар не исчезнет; такие линии бесполезны для производства семян.

Фертильность пыльцы зависит от температуры. При 14 °C обилие и жизнеспособность пыльцы низкие, но выше при 23 °C. Мужская стерильность имеет тенденцию разрушаться при высоких температурах, поэтому мужские стерильные линии следует отбирать при высоких температурах. При производстве гибридных семян мужские стерильные линии должны быть обследованы на наличие мужских фертильных линий во время цветения, и они должны быть уничтожены, чтобы предотвратить заражение пыльцой. На рост пыльцевой трубки и закладку семян отрицательно влияют температуры выше 40 °C. Температура на 20 °C выше температуры окружающего воздуха была зарегистрирована в плотно упакованных луковых зонтиках при сильной инсоляции и низкой скорости ветра. Круговой участок с прерванными цветками на инсолированной стороне зонтика, который может возникнуть в таких условиях, в США называют «долларовым пятном». Температура стенок завязи 52 °C приводит к почти 100% аборту семян, и такие чрезмерные температуры иногда являются причиной неурожая семян в США.

Созревание, сбор и хранение семян

Скорость созревания семян увеличивается в зависимости от температуры, и для того, чтобы пройти путь от завязи до стадии, когда созревшие черные семена начинают высыпаться из капсул, требуется около 600 градусо-дней при температуре выше 10 °C. При созревании семян семена достигают своего полного сухого веса, а содержание влаги в семенах и зонтике снижается довольно быстро. Уборка должна быть приурочена к моменту, когда капсулы начнут разрушаться и терять семена (рис.).

Рост, сушка и развитие всхожести семян лука на созревающих зонтиках в связи с осыпанием зонтиков, временем уборки и качеством семян (Steiner and Akintobi, 1986).
Рост, сушка и развитие всхожести семян лука на созревающих зонтиках в связи с осыпанием зонтиков, временем уборки и качеством семян (Steiner and Akintobi, 1986).

Семена собирают вручную, когда в 25-30% зонтиков появляются зрелые семена из-за дегисценции капсул. По другим рекомендациям. к уборке приступают, когда 5-10 % коробочек верхнего яруса начинает растрескиваться, а у остальных семена достигают фазы восковой спелости (Аутко). Нельзя допускать попадания семян под осенние заморозки.

Зонтики срезают, оставляя около 15 см побега. Чтобы избежать потерь семян, механизированную уборку лучше проводить примерно на 10 дней раньше, когда созревшие семена видны только на 2% рылец, а влажность семян составляет 30-40%. После сбора урожая зонтики можно сушить различными способами. В солнечном климате их можно сушить на открытом воздухе на полиэтиленовой пленке слоями толщиной около 20 см. Во избежание гниения и перегрева зонтики следует регулярно поворачивать. В более влажном климате зонтики сушат в контейнерах под тягой теплого воздуха, но во избежание повреждений температура тяги не должна превышать 30-32 °C, пока влажность семян не станет меньше 18%, 38 °C — меньше 10% или 43 °C — меньше 10%. Дозаривание и сушка обычно длится 8-10 дней.

Когда зонтики можно размять в руках, они готовы к механическому обмолоту и очистке. Семена при обмолоте не должны быть слишком сухими, иначе семенная оболочка может растрескаться, что приведет к снижению всхожести. Мусор можно отделить от очищенных семян, погрузив семена лука в воду и всплыв. После этого семена необходимо быстро пересушить центрифугированием и высушить под принудительной тягой до влажности менее 12%.

Низкое содержание влаги, низкая температура хранения и высокая начальная жизнеспособность обеспечивают длительный срок хранения. При высокой температуре и влажности семена лука теряют жизнеспособность быстрее, чем большинство семян овощей, и это является серьезной проблемой в тропических районах. В коммерческих целях семена высушивают до содержания влаги около 6,3% и запечатывают во влагонепроницаемые банки или пакеты из фольги. В таких условиях они могут оставаться полностью жизнеспособными в течение как минимум 3 лет, даже при теплых температурах, и поэтому могут безопасно продаваться в тропических районах. Для долгосрочного сохранения семян в генных банках рекомендуется хранить семена при 5% влажности и температуре — 18 °C, и регенерировать их, когда жизнеспособность семенного материала снижается ниже 85% (Astley, 1990).

Посевные качества семян:

  • 1 класс: всхожесть — не менее 90%, влажность — не более 11,0%, масса 1000 штук — не менее 3,0 г, доля семян культуры — не менее 99,0%, примесь семян других культур — не более 400 шт. на 1 кг семян, сорняков — не более 280 шт. на 1 кг семян;
  • 2 класс: всхожесть — не менее 60%, влажность — не более 11,0%, масса 1000 штук — не менее 2,8 г, доля семян культуры — не менее 95,0%, примесь семян других культур — не более 2000 шт. на 1 кг семян, сорняков — не более 1200 шт. на 1 кг семян.

Прозрачные и кожистые чешуйчатые заболевания луковиц лука

В конце 1970-х и в 1980-х годах из Северной Европы поступали широко распространенные сообщения о луковицах с одной или несколькими чешуями в разрушенном и водянистом состоянии. Это не было связано с причинным патогеном, а увеличение распространенности заболевания совпало с изменением методов сбора урожая, которые стали включать механическую обработку, искусственное вяление и хранение навалом. Новые сорта с прочной, толстой кожицей, пригодной для механизированной уборки и хранения навалом, также могли стать фактором.

Проблема была особенно серьезной в Норвегии, и в ходе исследований там было установлено, что симптомы могут быть вызваны погружением луковиц в воду на 1-2 дня или запечатыванием шейки луковиц вазелином, что ограничивает газообмен и приводит к внутреннему уровню углекислого газа выше 13% (Hoftun, 1993). Высокий уровень внутреннего углекислого газа считается основной причиной водянистого налета, и это было названо «теорией удушья» водянистого налета.

Дальнейшие исследования подробно показали, как могут возникать такие симптомы (Solberg, 1997). Солберг разделил заболевания водянистого налета на кожистые чешуйки (LS), которые выглядят как толстые, темные, влажные чешуйки между сухой внешней кожей и внутренними мясистыми чешуйками, и полупрозрачные чешуйки (TS), которые представляют собой пропитанные водой, но твердые, мясистые чешуйки, возникающие вначале в средней или верхней части внешних мясистых чешуек. После длительного хранения симптомы усиливаются, появляется терпкий запах, серый или ярко-зеленый цвет, симптомы могут распространиться на всю луковицу. Кожистые чешуйки можно увидеть в поле в конце вегетационного периода, а слабые симптомы могут исчезнуть во время вяления на теплом воздухе. Сначала наблюдается незначительное повышение pH до 6,4 по сравнению с нормальными 5,9 в мясистых чешуйках, что связано с токсичностью избытка углекислого газа в растениях. Позже рН снижается до 4,1 и повышается уровень этанола. Электропроводность тканей увеличивается по мере развития нарушения, что характерно для тканей с утечкой и разрушением мембран.

Кислородная проницаемость сухой чешуи и эпидермиса мясистой чешуи составляла 11 x 106 и 6,8 x 106 см/с/атм. соответственно, что ниже проницаемости, необходимой для обеспечения дыхания мясистой чешуи, но проницаемость шейки и основания (10,8 и 1,9 x 104 см/с/атм. соответственно) была намного выше, что указывает на то, что шейка является важным путем для дыхательного газообмена и что радиальный газообмен через кожицу лука и эпидермальные слои в луковицы может быть незначительным. Блокирование шейки зажимом или смачиванием снижало ее кислородную проницаемость в четыре раза.

Механическая обработка, вероятно, имитирующая события во время сбора урожая и вяления, может привести к тому, что углекислый газ внутри луковиц достигнет вредных концентраций. Падение лука на твердую поверхность вызвало повышение содержания углекислого газа в луковице на 4% за счет увеличения скорости дыхания и, следовательно, производства углекислого газа. Давление на шейки при подвязывании ограничивало проницаемость кислорода, что приводило к повышению содержания углекислого газа на 4%. Комбинация этих двух методов лечения привела к внутреннему уровню углекислого газа, способному вызвать повреждение. Давление на шейки лука в корзине со стороны вышележащих луковиц наблюдалось примерно у 5% лука. Это может ограничивать газообмен в таких луковицах и может объяснить, почему у одних луковиц проявляются симптомы, а у других нет.

Полевые эксперименты показали, что поздняя уборка, высокая температура сушки и длительная продолжительность сушки приводят к высокому внутреннему уровню углекислого газа и частому появлению полупрозрачных чешуек. Ю и др. (1997) сообщили о более высоких уровнях внутренней двуокиси углерода в хранящихся луковицах и более низких объемах внутреннего газа при повышении температуры. Они предположили, что более низкие объемы газа в шейке при теплых температурах могут ограничивать газообмен и частично объяснять более высокие внутренние уровни углекислого газа, которые они наблюдали при высоких температурах в ситуациях, когда дыхание не увеличивалось с ростом температуры. В нерезаном луке сразу после сбора урожая высокая температура сушки, вероятно, связана с высокой скоростью дыхания, что приводит к высоким внутренним уровням углекислого газа. Поздний сбор урожая, вероятно, связан с большим количеством влаги на шейках и более разрушенными шейками, что снижает газопроницаемость по сравнению с условиями более раннего сбора урожая. Данные опроса показали, что возникновение этих расстройств было связано с годами с высоким уровнем осадков и влажности во время сбора урожая и вяления.

Рекомендации по предотвращению этих нарушений включают:

  • ранний сбор урожая (не позднее 50-80% опадения листьев);
  • бережное обращение с луком;
  • избегание влажных условий уборки;
  • сушка в ящиках, а не в глубоких кучах, чтобы избежать давления на шейку лука;
  • температура сушки < 25 °C (Solberg, 1997). Температура вяления выше 25 °C (например, 27 °C) рекомендована в тех случаях, когда желательна темная окраска кожицы, и здесь может возникнуть определенный конфликт требований.

Болезни

Основная страница: Болезни лука

Вредители

Основная страница: Вредители лука

Генетика и селекция

Основная страница: Генетика и селекция лука

Сорта

Поскольку лук культивируется давно, а развитие его луковиц и соцветий должно быть тесно адаптировано к температурам и фотопериодам, преобладающим в местах его выращивания, существует огромный ассортимент сортов и сортообразцов, выведенных на протяжении веков для соответствия различным климатическим условиям и пищевым предпочтениям в мире. Особое разнообразие лука наблюдается в странах восточного Средиземноморья, через Туркмению и Таджикистан в Пакистан и северную Индию, поэтому эти регионы являются важными источниками генетического разнообразия (Astley et al., 1982). Современные сорта, продаваемые международными семенными компаниями, в частности гибриды F1, имеющие узкую генетическую базу, вытесняют эти старые сорта, и существует опасность, что эти последние, а значит, и многие потенциально ценные и адаптивные гены, которые они содержат, будут потеряны. Эта проблема, характерная для многих видов сельскохозяйственных культур, называется «генетической эрозией». Следовательно, характеристика и сбор, сохранение и регенерация семян и вегетативных клонов этих старых сортов и ландрас очень важны, и была создана сеть «генных банков», занимающихся этой задачей (Astley, 1990).

В широком смысле, развитие культиваров происходило в несколько этапов. Во-первых, должно было произойти первоначальное одомашнивание дикого луковичного вида, подобно описанному A. pskemense. Затем семена или луковицы лука должны были распространиться в результате путешествий и торговли и постепенно адаптироваться к каждому региону, в который они попадали. Лук был обычным культурным садовым растением в Греции и Римской империи. Считается, что римляне завезли лук в Северную Европу, и в Средние века лук широко культивировался по всей Европе. В Россию лук, вероятно, был завезен в 12 или 13 веке. Европейцы впервые завезли лук на Американский континент, начиная с Колумба. Поселенцы привезли лук из Европы в Северную Америку в начале 1600-х годов. Европейцы завезли луковичный лук в Восточную Азию в 19 веке.

Следующим этапом стало развитие коммерческой торговли семенами с целенаправленным отбором, тестированием и внедрением улучшенных сортов. Магрудер и др. (1941) приводят примеры семеноводов 18-го и 19-го веков, которые вывели сорта лука в США. Разработка новых сортов семенными компаниями продолжается и сегодня. Начиная с 19-го и начала 20-го веков, разработка и селекция лука началась на финансируемых государством сельскохозяйственных экспериментальных станциях во многих частях мира, особенно в некоторых штатах США. Эта работа оказала огромное влияние благодаря созданию гибридных сортов F1, основанных на открытии и использовании генов мужской стерильности Генри Джонсом и его коллегами из Калифорнийского университета в Дэвисе (Jones and Clarke, 1947). При выведении новых сортов в учреждениях, финансируемых государством, систематический обмен и использование генетического материала на глобальной основе были научно задокументированы (например, Corgan, 1988). Голдман и др. (2000) приводят историю финансируемых государством программ селекции лука в США, включая родословные полученных сортов. В последние десятилетия государственное финансирование, координируемое Международным советом по генетическим ресурсам растений (IBPGR), было направлено на сбор, описание, документирование, сохранение и распространение разнообразного мирового наследия сортов лука (Astley, 1990). Это, в свою очередь, способствует всемирному обмену и использованию генетического материала как в государственной, так и в частной селекции лука.

Последовательные этапы развития сортов хорошо иллюстрирует прогресс раннеспелой культуры сладкого лука на крайнем юге США. В конце 19-го и начале 20-го веков в южном Техасе начали выращивать сладкий лук плоской формы с коротким сроком хранения, известный как бермудский сорт. Они были итальянского происхождения (Magruder et al., 1941). В 1925 году из Валенсии в США были импортированы семена короткодневного, раннеспелого, сладкого, коротко хранящегося лука типа Бабоса, выращиваемого в качестве перезимовавшей культуры на средиземноморском побережье Испании. Он был отобран на сельскохозяйственной опытной станции Нью-Мексико для получения сорта с круглой верхушкой, тонкокожего, сладкого сорта с мягким вкусом, который был назван «Ранний Грано». Этот сорт был более урожайным, чем бермудские сорта, и начал вытеснять их после своего появления.

Из этого сорта на Техасской сельскохозяйственной опытной станции в 1944 году был выведен сорт ‘Texas Early Grano’. Устойчивость к переносимому почвой заболеванию — розовому корню — была передана от устойчивых бермудских сортов путем скрещивания и отбора. С тех пор в Техасском университете A&M была выведена целая серия техасского лука типа Грано, немного отличающихся по срокам созревания, так что в долине Рио-Гранде можно получить последовательность сроков созревания между мартом и маем. Они были выведены в результате скрещивания сорта ‘Texas Grano’ с более позднеспелым израильским сортом ‘Ben Shemen’, который сам произошел от калифорнийского сорта ‘Sweet Spanish’ (Pike et al., 1988).

Аналогичным образом, в других частях света с мягкими зимами, таких как Израиль и средиземноморское побережье Испании, различные сезонные группы сортов созревают последовательно с ранней весны до лета, чтобы поддерживать запасы свежих луковиц в течение длительного сезона. В США в середине 1950-х годов Х.А. Джонс вывел гибриды серии Granex, начиная с cv. ‘Yellow Granex’, путем отбора от ‘Texas Grano’ и включения цитоплазматической мужской стерильности. В настоящее время доступны желтые, красные и белые гибриды Гранекса, которые являются одними из наиболее широко выращиваемых сортов, поскольку они дают высокие урожаи в тропических широтах. Однако, вследствие своего происхождения и первоначального предназначения в качестве раннеспелого, не хранящегося лука, они имеют тонкую кожуру, низкое содержание сухого вещества, мягкую мякоть и лишь короткую продолжительность покоя (Currah and Proctor, 1990).

Сорта лука различают и характеризуют по целому ряду признаков. Они были систематизированы IBPGR и включены в их систему классификации коллекций сортов (Astley et al., 1982). Отличительные признаки листьев включают цвет (т.е. глубину зеленого цвета), длину листа и прямостоячесть листа.

Характеристики луковицы включают форму луковицы, однородность формы луковицы и цвет кожицы луковицы. Форма луковицы может быть шаровидной, приплюснутой, иногда с плоской вершиной, веретеновидной или почти цилиндрической. Иногда на луковице имеется высокое «плечо». Цвет кожицы может быть белым, желтым, светло-коричневым, коричневым, темно-коричневым, красным, фиолетовым или зеленым. Характеристики соцветия включают его плодовитость, количество цветков в зонтике, цвет чашелистика и пыльников, наличие или отсутствие бульбочек в соцветии, а также то, действительно ли образуется соцветие или размножение обычно вегетативное.

Вышеперечисленные признаки сильно наследуются и легко определяются на глаз, хотя многие из них подвержены изменчивости под воздействием окружающей среды, как это было показано для формы луковицы, на которую влияет плотность популяции, в которой выращиваются растения (Dowker and Fennell, 1974). В идеале форма луковицы и многие другие свойства, важные для характеристики сорта, должны оцениваться путем сравнения со стандартными сортами, выращенными в одинаковых условиях, что позволяет исключить влияние окружающей среды. Характеристики сорта, характеризуемые в таких испытаниях, включают толщину кожицы луковицы, степень удвоения луковицы (т.е. сколько очевидных «центров» существует, когда луковица разрезана поперек), упругость луковиц, процент сухого вещества в луковицах, сладость и аромат луковиц, потенциальный срок хранения и цвет мякоти луковицы. Цвет мякоти луковицы может быть белым, зеленым с белыми пятнами, желтым, красным или фиолетовым.

О потребности в длине дня для образования луковиц можно судить по месту выращивания сорта и времени года, когда происходит образование луковиц. Кроме того, в опытах на одном участке можно получить представление о реакции на длину дня, сравнивая скорость образования луковиц и созревания различных сортов (например, Magruder et al., 1941). Характеристики цветения, которые характеризуются в сравнительных испытаниях, включают длину побега, время цветения по сравнению со стандартными сортами и требование холода для образования завязей, обычно измеряемое как процент образования завязей по сравнению со стандартным сортом. Характеристики, имеющие большое практическое значение и требующие сравнительного анализа со стандартными сортами, включают восприимчивость к вредителям и болезням и способность переносить почвенные или климатические стрессы. Органы, не выбранные человеком — например, цветок и семенная капсула — были мало затронуты одомашниванием и не демонстрируют больших различий (Fritsch and Friesen, 2002).

В каталогах семенных компаний, торгующих семенами на широкой географической территории, сорта лука часто классифицируются на «короткодневные» (SD), «среднедневные» (ID), «длиннодневные» (LD) и «очень длиннодневные» (VLD) типы длины дня. Это относится к минимальной длине дня (фотопериоду), необходимой для стимулирования развития луковицы. Типы LD характеризуются долгохранящимися сортами с северо-востока США, а типы VLD — типичными североевропейскими долгохранящимися сортами. Внутри этих групп меньшие различия в реакции на длину дня дают ранние, основные и поздние сорта. Очень приблизительно, короткодневный лук может заложить луковицы при длине дня более 11-12 ч, среднедневные типы — при длине дня более 13-14 ч, а длиннодневные типы требуют > 16 ч. Тщательные эксперименты показывают, что эти критерии могут быть значительно уточнены (см. главу 4); однако разделение сортов на эти широкие группы дает общее представление об их пригодности для производства луковиц в различных регионах.

Лук короткого дня может производить луковицы в низких широтах, где фотопериод остается близким к 12 часам в течение всего года, хотя многие сорта, широко используемые в тропиках, были выведены для осеннего посева в качестве ранневесенних культур в более высоких широтах — например, техасские ранние сорта Грано, о которых говорилось выше. Сорта промежуточного дня обычно выращиваются в средних широтах в качестве перезимовавших культур, и весной у них появляются луковицы, готовые к сбору урожая в конце весны и начале лета. Сорта длинного дня обычно высеваются весной в высоких широтах, а луковицы появляются в середине и конце лета. Если сорт имеет неподходящую для данной местности реакцию на длину дня, он бесполезен для выращивания луковиц. Например, сорт с длинным днем, выращиваемый в экваториальных широтах, вообще не даст луковиц, поскольку фотопериод не достигает достаточной длины, чтобы стимулировать этот процесс. С другой стороны, сорт короткого дня, посеянный весной в высоких широтах, будет стимулирован длинным фотопериодом к образованию луковиц почти сразу после появления листьев. Следовательно, луковицы будут развиваться на крошечных растениях и будут очень маленькими.

В настоящее время молекулярные методы применяются для изучения родства сортов лука. Анализ повторов простой последовательности, SSR, в ДНК 35 различных сортов лука разного происхождения позволил составить «семейное дерево», в котором сорта были сгруппированы в четко определенные категории (Jakse et al., 2005). Сорта с LD-хранением из США были тесно связаны с сортами из Японии, что соответствует интродукции этих типов лука в Японию из США. Европейские типы хранения LD образовали другой кластер, более тесно связанный с кластером короткохранящихся сортов SD и ID, чем с американскими и японскими типами хранения LD.

Барк и Хэви (1995) исследовали генетическое разнообразие в 17 открыто опыляемых популяциях лука, луковицы которого хранятся в течение коротких (SD) и длинных (LD) дней, используя полиморфизмы RFLP, зондированные случайной комплементарной ДНК. Сто сорок шесть полиморфных фрагментов ДНК были оценены на наличие или отсутствие, и полученные данные были использованы для расчета степени тесного родства каждой популяции. Популяции не имели четкого разделения в зависимости от длины дня. Популяции SD были генетически более разнообразными, и, похоже, что более однородные популяции LD произошли от них. Лук SD может демонстрировать большее генетическое разнообразие, потому что он поддерживался в качестве сортов и сортов открытого опыления на широкой географической территории, тогда как сорта промежуточного и длиннодневного лука более локализованы (Currah, 2002).

В настоящее время существует опасность потери разнообразия в генофонде SD, поскольку новые гибриды и высокоразвитые, открыто опыляемые сорта от международных семенных компаний заменяют традиционные сорта в тропических районах.

Из-за широкого скрещивания и выведения новых сортов, которое происходит постоянно, нет смысла составлять официальные классификационные схемы для группировки сортов. Каждая страна или регион имеет свои традиционные сорта, поэтому любое обсуждение конкретных сортов неизбежно носит весьма избирательный характер. Здесь будут рассмотрены несколько конкретных сортов, которые сыграли важную роль в селекции или мировой торговле, чтобы проиллюстрировать некоторые важные типы лука и показать историю их развития.

Сорта лука делят на острые, полуострые и сладкие. Первые содержат много эфирных масел, сухого вещества (14-19 %) и сахаров (6-13 %). Сладкие сорта отличаются низким количеством сухого вещества (7-15 %) и сахаров (3-11 %).

В США производятся три широких класса лука для свежего рынка. В самых южных штатах выращивают осенние, ранние, сладкие сорта. В западных горных штатах cv. ‘Sweet Spanish’ и подобные сорта высевают в конце зимы, чтобы получить крупные, мягкие, сладкие луковицы в августе и сентябре. Эти сорта можно хранить в течение нескольких месяцев. На севере и северо-востоке США выращивают длиннодневные сорта, которые отличаются твердостью, жгучестью и длительным хранением. Обезвоженный лук также является важным продуктом в США. ‘Southport White Globe’ и короткодневный сорт. ‘White Creole’ были выведены для получения белой кожицы, белой мякоти и высокого содержания сухого вещества, которые идеально подходят для обезвоживания и переработки для получения луковых хлопьев и порошка (Jones and Mann, 1963). Выведенный в Калифорнии сорт ‘Southport White Globe’ выращивается для переработки во многих других частях света, включая Испанию, Новую Зеландию и Аргентину (Bosch-Serra and Currah, 2002). В США все чаще используются гибридные сорта, но сохраняются и открыто опыляемые негибридные сорта, особенно там, где выращивают трансплантаты, например, в южном Техасе. Очевидные преимущества гибридов для семенных компаний заключаются в том, что они сохраняют контроль над родительскими линиями, и сорта не выводятся из семян, сохраненных фермерами.

В северо-западной Европе доминирующие сорта в основном похожи на старый голландский сорт Rijnsburger и развились из него. Их луковицы имеют шаровидную форму, желтую или коричневую кожуру, упругие, острые и долго хранящиеся. В последние годы гибриды F1 составляют все большую долю лука этого типа. Из сортов весеннего лука, перечисленных Национальным институтом сельскохозяйственной ботаники (NIAB) в Великобритании, в 1982 году пять из 17 были гибридами, а в 1992 году — 19 из 21 (NIAB, 1982, 1992).

Испанский лук давно известен как экспортная культура для Северной Европы. Твердоопушенный, круглый, долго хранящийся лук типа ‘Grano’ собирается в июле и августе и дает высококачественный урожай. Многие сорта, ставшие важными в других частях мира, по крайней мере, частично, происходят от этого типа, включая удивительно долго хранящийся сорт «Pukekohe Long Keeper» из Новой Зеландии (Grant and Carter, 1986) и его австралийскую производную, сорт «Creamgold».

Бош-Серра и Курра (2002) привели таблицу основных сортов лука, пригодных для выращивания в умеренном и средиземноморском климате, по странам каждого континента. В этом списке названы конкретные сорта каждого типа и выделены характеристики, важные для обслуживаемых рынков, например, форма луковицы, цвет, хранимость и т.д. Эти авторы также включают таблицу, основанную на работе Тараканова, в которой описаны аналогичные характеристики сортов, выращиваемых в России и на территории бывшего СССР.

Currah (2002) приводит таблицы с названиями сортов, выращиваемых в странах тропической и субтропической Африки, Азии, Америки и Карибского бассейна. Урожайность и характеристики хранения этих сортов перечислены Currah и Proctor (1990). Сорта лука, выведенные для получения ранневесенних луковиц в южном Техасе и Калифорнии, широко выращиваются в тропических странах, поскольку эти сорта могут давать крупные луковицы при короткой продолжительности дня в экваториальных регионах — например, гибридные сорта ‘Granex 33’ и ‘Granex 429’. Этот лук растет энергично, дает крупные, одноцентровые луковицы, имеет мягкий вкус, сочный вкус, низкое содержание сухого вещества, тонкую кожицу и короткий срок хранения (< 2 месяцев) в тропических условиях. Ряд американских семенных компаний продают сорта этого типа по всему тропическому миру. Совсем недавно селекционеры Израиля и Австралии вывели сорта, пригодные для выращивания в тропиках, которые дольше хранятся и имеют лучшее качество кожицы, путем введения генов для этих свойств от генотипов длинного дня.

Многие местные тропические сорта до сих пор существуют в виде ландрасов из семян, сохраненных фермерами. Они могут демонстрировать значительные различия в размере, форме и цвете в пределах популяции. Селекция на большую однородность стабилизировала некоторые открыто опыляемые названные сорта — например, ‘Poona Red’ (Индия) и ‘Red Creole’ (Луизиана) — и селекция продолжает создавать новые или более высокоразвитые открыто опыляемые сорта. Креольский лук, вероятно, происходит из западного Средиземноморья, но выращивается в Луизиане уже более 150 лет. Они довольно медленно растут, но дают острые луковицы с высоким содержанием сухого вещества и прочной кожицей, которые обычно могут храниться в тропиках в течение 4-5 месяцев (Currah, 2002). Они широко выращиваются во всех тропиках. В конце 1990-х годов голландская компания (Bejo) вывела сорта, отобранные из индийского сорта ‘Bombay Red’, а американская компания (Asgrow) вывела сорта, отобранные из западноафриканского и бразильского материала. Цель этих сортов — обеспечить тропических потребителей улучшенным красным луком среднего размера с острым вкусом (Currah, 2002). Гибридный лук-шалот для выращивания из семян в тропических регионах также был недавно представлен голландской компанией Bejo.

Выбор сорта

Для каждой широтной и высотной географической зоны можно выбрать сорта лука, соответствующие конкретным рынкам и сезонам выращивания. Потребители имеют довольно консервативные предпочтения и часто отказываются от луковиц незнакомого вида, если только лук не является очень дефицитным. Например, в Северную Европу, где распространен желто-коричневый лук, импортируется в основном лук похожего вида, например, из Новой Зеландии и Тасмании.
Там, где зимы мягкие, например, в Израиле или на испанском побережье, выращивают отдельные сезонные группы сортов, чтобы обеспечить поставки в течение большей части года. В других регионах, например, в Скандинавии или России, может быть только один летний сезон производства.

Наиболее распространенный способ классификации сортов лука — по чувствительности к длине дня: короткодневный (SD), промежуточнодневный (ID), LD (как характеризуется лук «длиннодневный» в США) и очень длиннодневный (VLD) (Северная Европа). В рамках основных групп длины дня можно выделить ранние, основные и поздние варианты для каждого основного сезона. Сорта в рамках определенных типов длины дня различаются по форме, размеру, упругости, завязываемости, цвету кожицы и чешуи — белый, светло-желтый, темно-желтый/коричневый, бронзовый, розовый, красный и темно-пурпурно-красный — жгучести, сладости и сочности, а также по потенциалу хранения.

В последнее время во многих странах наблюдается переход от культур лука открытого опыления (ОП) к гибридным сортам, и в настоящее время доступны широкие линейки гибридов (Havey, 1999). Преимущества для семенных компаний очевидны: они сохраняют контроль над родительскими линиями и минимизируют риск пиратства сортов. В Израиле переход на гибриды сопровождался удвоением урожайности с 20-50 до 50-100 т/га в свежем товарном луке и с 8 до 15 т/га сухого вещества в луке для переработки. Это повышение урожайности можно объяснить как улучшенными генотипами и жизнеспособностью гибридов, так и превосходным управлением (Х.Д. Рабинович, Израиль, 2000). Гибриды заняли большую часть северо-западного европейского рынка и разводятся в таких странах, как Голландия и Польша (где до недавнего времени обычно выращивались только улучшенные ОП из сортов ландрас). В США некоторые ОП все еще распространены, особенно в районах, где выращивают трансплантаты (Южный Техас, Южная Калифорния), но в других странах наблюдается общий сдвиг в сторону гибридов. Тем не менее, некоторые ученые оспаривают преимущества гибридов для садоводов (Dowker and Gordon, 1983; van der Meer, 1993).

Для переработки выбор более ограничен, чем для свежего лука. Компания Basic Vegetable Products Company (Калифорния, США) поставляет контрактным фермерам ряд сортов белого лука с высоким содержанием сухого вещества для целей обезвоживания в различных условиях. В Мендозе, Аргентина, был принят сорт ‘Southport White Globe’ (‘SWG’) (Belettieri, 1997); его также выращивают в Новой Зеландии (Rogers, 1989) и Испании (Bosch Serra, 1999). В Новой Зеландии одним из преимуществ сорта ‘SWG’ является его разветвленная корневая система, которая дает ему относительно хорошую устойчивость к розовой корневой гнили. На северо-востоке Испании также рекомендуются такие сорта для дегидратации, как ‘Staro’, ‘Albeno’ и ‘Albion’ (Bosch Serra, 1999).

Лук SD для свежего потребления включает западноафриканский, индийский и креольский лук, а также американские сорта ‘Grano’ и ‘Granex’.

Литература

World vegetables: principles, production, and nutritive values / Vincent E. Rubatzky and Mas Yamaguchi. — 2nd ed. 1997.

Allium crop science: recent advances/edited by H.D. Rabinowitch and L. Currah. США. 2002.

Onions and other vegetable alliums / J.L. Brewster. — 2nd ed. США. 2008.

Современные технологии в овощеводстве/д.с.х.н. А.А. Аутко [и др.]; под редакцией А.А. Аутко. — Нац. акад, наук Беларуси, Ин-т овощеводства. — Минск : Беларус. навука, 2012. — 490 с., [16] л. ил.