Дыня

Дыня (Cucumis melo) — бахчевая сельскохозяйственная культура продовольственного значения.

Содержание

Хозяйственное значение

Дыня (Cucumis melo L.) является важной садовой культурой на обширных территориях мира. В роде Cucumis она относится к подроду melo. Плоды используются в качестве десерта, который содержит 0,6% белка, 0,2% жира, 3,5% углеводов (по другим данным, сахара 6-12%), 32 мг кальция, 14 мг фосфора, 1,4 мг железа, 16 мг каротина и 26 мг витамина С на 100 г свежего веса плода (Aykroyd, 1963) (в 3 раза превосходит арбуз), а также витамины B1, B3 PP (фолиевая кислота) и железо.

По усвоению железа из дыни она в 17 раз превосходит молоко и в 2 раза куриное мясо.

Плоды употребляются в пищу в свежем, вяленом и сушеном виде, используются в консервной и кондитерской промышленности для изготовления меда, цукатов, повидла, пастилы, варенья. Мякоть также смешивают с водой и сахаром, а иногда с молоком, и подают в качестве освежающего напитка или делают из нее мороженое. Недозрелые плоды несладких сортов, включая змеиную дыню, используются как свежие, вареные или маринованные овощи; их также фаршируют мясом, рисом, специями и обжаривают в масле. Змеиную дыню часто путают с огурцом и используют как огурец.

Плоды дыни могут использоваться в лекарственных целях при заболевания сердца, печени, почек, малокровии, нервной системы, дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта.

Ядра семян также съедобны, вкусны и питательны, богаты маслами и энергией. Высушенные и измельченные семена дыни широко употребляются в пищу в Африке, где их можно найти в коммерческой торговле между странами. Из семян отжимают масло и используют в лампах для освещения. Народ хауса в Нигерии перемалывает семена в пасту и делает из них ферментированные лепешки. 

Молодые листья иногда употребляют в пищу в качестве травы и в супах. Листовые стебли, а также плоды являются хорошим кормом для всего домашнего скота. На Реюньоне и Маврикии отвар семян и корней используется как мочегонное и глистогонное средство (Robinson and Decker-Walters 1997).

В дополнение к пище, различные части дыни используются в медицинских целях. В Китае плоды и корни принимают в качестве мочегонного средства, корни и цветы — как слабительное, листья и семена — для лечения гематом, а стебли — для лечения дизентерии и гипертонии. Растения дыни содержат различные биологически активные вещества, включая элатерин, стигмастерол, спиностерол и противоопухолевый кукурбитацин B (Duke and Ayensu, 1985).

Существует большое морфологическое разнообразие в характеристиках плодов, таких как размер, форма, цвет и текстура, вкус и состав; поэтому C. melo считается самым разнообразным видом рода Cucumis (Bates and Robinson, 1995). Этот вид включает в себя одичавшие, дикие и культивируемые сорта, последние включают сладкие «десертные» дыни, а также несладкие формы, которые употребляются в сыром, маринованном или приготовленном виде.

История культуры

Дыня, вероятно, возникла в Северной Африке и Азии. Иногда называется Восточная Африка, где дикие популяции до сих пор встречаются, например, в Судане, Эфиопии, Эритрее, Сомали, Уганде и Танзании. Считается, что центром ее развития является Иран. Вторичный центр включает северо-западные провинции Индии, Кашмир, Узбекистан, Персию, Афганистан, Китай и юг России (Chadha and Lal, 1993). В Африке важные вариации встречаются в Судане и Египте. Согласно Robinson и Whitaker (1974) дыня родом из тропической Африки, а точнее из восточного региона, к югу от пустыни Сахара.

На основании цитогенетических исследований 43 диких видов из Южной, Восточной и Западной Африки, состоящих из однолетних и многолетних растений, диплоидов, тетраплоидов и гексаплоидов, Южная Африка считается первичным генным центром рода.

Однако, недавний молекулярно-филогенетический анализ австралийских и южноазиатских видов Cucumis позволяет предположить, что C. melo, вероятно, произошел в Индии от C. trigonus или C. callosus (Sebastian et al., 2010; Endl et al., 2018). Sebastian et al. (2010) также обнаружили, что австралийский вид C. picrocarpus имеет наибольшее сходство последовательностей ДНК с C. melo. Однако самые старые дикие родственники дыни в подроде Melo, включая C. hirsutus, C. humifructus и C. sagittatus, происходят из Африки.

Согласно историческим записям и археологическим находкам, дыня появилась в Египте и Иране во II и III тысячелетиях до нашей эры соответственно. Самым древним упоминанием является египетская иллюстрация погребальных приношений 2400 года до н.э., на которой дыня изображена в виде «фрукта, который некоторые эксперты идентифицировали как дыню, хотя другие в этом не уверены». Дыня распространилась по всему Ближнему Востоку и Азии, став важным овощем в Индии, Египте, Иране и Китае. Иран, Афганистан и Китай считаются вторичными центрами диверсификации дыни. Испания считается третичным центром разнообразия, где ее генетическое разнообразие также велико. 

Дыня была одним из самых важных овощей в древнем Китае, археологические находки там датируются 5000 г. до н.э.

Дыня распространилась в странах Средиземноморья за несколько сотен лет до нашей эры, культивировалась римлянами и, наконец, попали к грекам к 300 году до н.э. Древние римляне, выращивавшие дыню, не ценили этот плод так же, как огурцы, предположительно из-за низкого качества выращиваемых ими разновидностей дыни. В 15 веке дыня была завезена из турецкой Армении в папское поместье Канталуппе, недалеко от Рима, и оттуда распространилась по Западной Европе. Слово «канталупа» — одно из западных названий дыни — происходит из этого источника. Однако маленькая дыня с твердой кожурой, которую выращивали в Италии в те времена, совсем не похожа на современные сорта, известные сегодня как канталупа. Культура, очевидно, распространилась далее из Рима в Испанию. В 17 веке в британских оранжереях выращивались сорта дыни.

Дыня была привезена в Новый Свет Колумбом, где она выращивалась уже в 1535 году. В Калифорнию ее завезли испанцы в 1683 году. Большинство ранних американских сортов имели зеленую мякоть. Сорт ‘Rocky Ford’, селекция зеленоплодного сорта ‘Netted Gem’, стал важным в конце 19 века. Оранжевоплодные сорта, такие как ‘Bender’ и ‘Irondequoit’, были популярны около 1900 года. Улучшенные сорта с оранжевой мякотью, включая ‘Hearts of Gold’ (выведен в 1914 году) и ‘Hales Best’ (1924), были преобладающими в течение многих лет, пока в 1930-х годах их не заменили сорта, устойчивые к мучнистой росе. Хотя первый гибрид дыни F1, ‘Burpee Hybrid’, был выведен в 1955 году, внедрение гибридных сортов дыни продолжалось относительно медленными темпами до 1980-х годов. В настоящее время гибридные сорта, благодаря более высокой производительности и устойчивости к болезням, являются доминирующими.

В России появилась во второй половине XVI в. в Поволжье, с начала XVIII в. также стала выращиваться севернее в теплицах.

Дыня нравится большинству людей, и значение этой культуры еще больше возрастет благодаря лучшей адаптации к жарким и влажным условиям выращивания. Фактором, ограничивающим производство дыни, является множество болезней (в частности, вирусов) и вредителей. Новые методы клеточной (слияние протопластов) и молекулярной (генетическая трансформация, ДНК-маркеры) биологии теперь доступны селекционерам дынь. Это открыло перспективы использования зародышевой плазмы других видов Cucumis для получения устойчивости к болезням и вредителям и других характеристик, недоступных при обычной межвидовой гибридизации.
Змеиная дыня приспособлена к жарким и сухим условиям, что делает ее интересной для дальнейшего распространения в некоторых африканских регионах за пределами Судана. Сбор гермплазмы и селекция требуют большего внимания (Stepansky et al. 1999; Pitrat 2013).

Районы возделывания

В настоящее время дыню выращивают в умеренных и тропических районах по всему миру. Китай производит более чем в два раза больше, чем любая другая страна. В Японии дыни настолько ценятся, что их выращивают в теплицах, и цены на них во много раз выше, чем в других странах. В Японии тепличные дыни часто дарят в качестве подарков. Западная Азия (например, Турция и Иран) и северная Африка (например, Египет и Марокко) также являются важными регионами для производства дынь. Испания, Румыния, Италия и Франция являются крупнейшими европейскими производителями (ФАО, 1995).

Традиционно выращивается несколько несладких видов C. melo. Наиболее важным из них является змеиная дыня, называемая по-арабски «аджур», «факкус» или «катта». Она распространена во многих частях Азии, от Турции до Японии, а также в Европе (Италия) и США. В Африке он, по-видимому, ограничен Суданом и Северной Африкой (Египет, Марокко, Тунис), где он имеет довольно большое значение. В Судане незрелые плоды дыни, известной под местным названием «тибиш», используются так же, как и змеиная дыня. Некоторые другие виды, выращиваемые в Африке, имеют горькую мякоть и выращиваются ради их съедобных семян (Robinson and Decker-Walters 1997; Nonaka and Ezura 2015).

На территории бывшего СССР дыня выращивается в Средней Азии и Закавказье.

Ежегодное мировое производство дыни увеличилось с 9 млн т (700 000 га) в 1992 году до 22 млн. т (1,2 млн. га) в 2002 году. Основные страны-производители: Китай — 400 000 га, Западная Азия (Турция, Иран, Ирак) — 200 000 га, Северная и Южная Америка (США, Мексика, страны Центральной и Южной Америки) — 165 000 га, Северная Африка (Египет, Марокко, Тунис) — 110 000 га, Южная Азия (Индия, Пакистан, Бангладеш) — 100 000 га, Европейский Союз (Испания, Италия, Франция, Греция, Португалия) — 95 000 га, Румыния — 50 000 га, Япония — 13 000 га, Корея — 11 000 га.

В каждой стране выращиваются свои собственные сорта дыни, и большая часть урожая продается на местных рынках. Производство на экспорт развивается в Средиземноморском регионе, США, Мексике, Австралии, Тайване и Японии с использованием гибридных сортов F1 с хорошими характеристиками транспортировки и хранения.

В Африке сладкая дыня является элитной культурой для городских рынков, выращивается в более сухих регионах и на высокогорье. Статистика производства отсутствует для большинства стран, за исключением Камеруна (3500 га) и Судана (1200 га). Сенегал и близлежащие страны экспортируют дыню зимой в Европу. Змеиная дыня имеет большое значение в Судане, где ее выращивают для домашнего использования и на местных рынках. Площадь выращивания составляет около 4000 га с годовым производством 80 000 т. Она не экспортируется (Jones et al. 2001).

Сладкая дыня для использования в салатах может быть заменена огурцом (C. sativus L.). В качестве фрукта сладкая дыня может быть заменена папайей (Wyllie et al. 1995; Falah et al. 2015).

Урожайность

Урожайность зависит от используемых сортов, однако в среднем составляет 15-20 т/га плодов при правильной практике управления, но может варьировать от 5 до 50 т/га.

Урожай семян составляет около 300-500 кг/га для открыто опыляемых и 100-200 кг/га для гибридных сортов.

Урожайность змеиной дыни в Судане составляет в среднем 20 т/га.

Химический состав

Съедобная часть зрелого плода дыни составляет 45%-80%.

Химический состав дыни, на 100 г сырой массы съедобной части Rahman, A.H.M.M. et al., J. Appl. Sci. Res., 4(5), 555, 2008; USDA 2002:

  • вода — 90,2-92,7%;
  • пищевые волокна — 0,5-0,9 г;
  • белки — 0,6-0,8 г;
  • жиры — 0,2 г;
  • углеводы — 5,9-8,2 г;
  • витамины:
    • А — 190-3382 IU;
    • тиамин — 0,04-0,06 мг;
    • рибофлавин — 0,02 мг;
    • никотиновая кислота — 0,4 мг (ниацин — 0,7 мг);
    • C — 35-37 мг;
    • фолат — 21 г;
  • минералы:
    • кальций — 0,17-9 мг;
    • магний — 12 мг;
    • железо — 0.04-0,2 мг;
    • цинк — 0,2 мг;
  • энергетическая ценность — 34-125 ккал.

Питательный состав змеиной дыни на 100 г съедобной части составляет: вода 94,5 г, энергия 75 кДж (18 ккал), белок 0,6 г, жир 0,1 г, углеводы 4,4 г, клетчатка 0,3 г, аскорбиновая кислота 13 мг (Polacchi et al. 1982).

Содержание сахара и аромат являются важными факторами, определяющими качество сладкой дыни. Эстеры, полученные из аминокислот, являются важными компонентами характерного аромата; серосодержащие соединения также играют определенную роль. Несколько C-9 спиртов и альдегидов, включая Z-нон-6-енал, характерны для аромата дыни. Для получения наилучшего аромата плоды следует собирать за 2-3 дня до их полного созревания. Съедобное ядро семян содержит примерно 46% желтого масла и 36% белка (USDA 2014).

Ботаническое описание

Род Cucumis включает в себя почти 40 видов (Whitaker and Davis, 1962).

Дыня — однолетнее травянистое растение, обычно представляющее собой тянущиеся лианы, но были выведены компактные сорта с короткими междоузлиями и боковыми ветвями.

Корневая система развита слабее, чем у арбуза, стержневая, проникает в глубь почвы до 1-4 м, имеет многочисленные боковые ответвления, распространяющиеся в горизонтальном направлении на 2-3 м. Большая часть корней располагается в верхних 30-40 см почвы.

Стебель стелющийся, цилиндрический, полый, сильно ветвится, ребристый, опушение дыни более мягкое, чем у огурца, до 3 м длиной.

Листья очередные, почковидные, округлые, треугольные, пятиугольные или сердцевидные, 3-20 см в диаметре, цельные, менее лопастные, чем у огурца, на длинных черешках 4-10 см длиной. Поверхность волосистая. Площадь меньше, чем у арбуза. Чашелистики отсутствуют.

Цветки пазушные, оранжево-желтого цвета располагаются одиночно в узлах. Бывают обоеполые, раздельнополые, правильные, пятичленные. На 15 женских цветков обычно приходится до 100 мужских. Раздельнополые цветки склонны к перекрестному опылению, обоеполые — к самоопылению. Цветоножка 0,5-3 см длиной; чашелистики линейные, 6-8 мм длиной. Венчик колокольчатый, доли почти округлые, до 2 см длиной, желтые. Мужские цветки в двух-четырехцветковых пучках, с тремя свободными тычинками; женские или обоеполые цветки одиночные, с нижней, эллипсовидной завязью, рыльце трехлопастное.

Плоды — многосеменная тыквина (или ягода), весом 0,4-2,2 кг, гладкая или бороздчатая, кожура от гладкой до шероховатой и сетчатой, мякоть желтая, розовая, оранжевая, зеленая или белая, разнообразной формы (сплюснутая, шаровидная, цилиндрическая) и цвета (от белой или белой до зеленой), что делает дыню самым изменчивым видом в своем роде. Плоды образуются преимущественно на боковых побегах первого и второго порядка. Мякоть рыхлая или плотная, содержание сахара 12%. Цвет, толщина мякоти и размер семенного гнезда — сортовые признаки дыни. На одном растении обычно образуется один или два плода, но у сортов с мелкими плодами их может быть больше. У некоторых сортов плоды имеют сетку на кожуре, тогда как у других — гладкую кожуру. Цвет мякоти может быть оранжевым, розовым, зеленым или белым. У некоторых сортов в месте прикрепления плода к цветоносу образуется слой абсцесса, в результате чего плод отделяется от лозы при созревании. У других сортов цветоносы остаются постоянными.

Семена яйцевидные плоские, эллипсоидные, бело-желтые, 5-12 мм x 2-7 мм x 1-1,5 мм, шириной до 5 мм, толщиной до 2 мм. Содержание масла 25-30%. Масса 1000 семян 35-50 г. Прорастание семян эпигеальное (Robinson and Decker-Walters 1997).

Растения дыни не скрещиваются с растениями огурца, хотя эти виды относятся к одному роду. Ошибочное мнение о том, что огурец и дыня способны скрещиваться, возможно, возникло из-за того, что плохой вкус при уборке недозрелых или выращенных в неблагоприятных условиях дынь, вызван перекрестным опылением с огурцом. Цветки огурца, опыленные пыльцой дыни, начинают развиваться, но зародыш останавливается, прежде чем его удается спасти с помощью методов культуры зародыша. Бессемянные огурцы могут быть получены в результате перекрестного опыления пыльцой дыни, но плоды дыни обычно не развиваются при опылении пыльцой огурца.

Разновидности

Вид C. melo является крупным полиморфным таксоном, включающим большое количество ботанических и садоводческих разновидностей или групп. Дикие и сорные растения часто выделяют как subsp. agrestis (Naudin) Pangalo, имеющие коротко опушенные завязи и сравнительно мелкие цветы и плоды, в то время как культурные растения (subsp. melo) имеют ворсистые завязи и обычно более крупные цветы и плоды.

Вид Дыня представлен достаточно большим количеством разновидностей. В России распространены дыни, мало отличающиеся между собой:

  • с мягкой мякотью плодов:
    • хандаляк — Melo chandalak Pang.;
    • адана, или ки­ликийская, — Melo adana Pang.;
    • кассаба — Melo cassaba Pang;
  • с плот­ной мякотью:
    • чарджоуская — Melo zard Pang.;
    • амери — Melo ameri Pang.;
    • канталупа — Melo cantalypa Pang.

Французский ботаник Шарль Наудин в середине XIX века определил, что несколько видов Cucumis легко скрещиваются друг с другом и с дыней, и в 1859 году разделил культивируемую вид на девять триб и одну дикую форму, и его работа осталась основой для всех последующих исследований.

Киркбрайд (1993) разделил C. melo на основе опушения завязи на два подвида: C. melo subsp. agrestis (с прижатыми волосками на самых молодых плодах) и C. melo subsp. melo (с распространяющимися волосками на самых молодых плодах).

Мунгер и Робинсон (1991) предложили шесть субспецифических групп (Spooner et al. 2003), включающих культурные и дикие виды, которые упростили схему, описанную Уитакером и Дэвисом (1962), которая представляла собой обобщение предыдущих классификаций.

Сегодня, с небольшими изменениями, категории Наудина считаются садоводческими группами, основанными на характеристиках плодов и их использовании, а не ботаническими разновидностями, основанными на филогении (Munger and Robinson, 1991), и не обязательно соответствующими таксономическим правилам номенклатуры (Trehane et al., 1995). Мунгер и Робинсон (1991) предложили еще более упрощенный вариант таксономии Наудина, разделив C. melo на один дикий сорт, C. melo var. agrestis, и шесть культурных сортов:

  1. Группа Cantalupensis (канталупа, мускмелон). Плоды среднего размера с сетчатой, бородавчатой или чешуйчатой поверхностью; мякоть обычно оранжевая, но иногда зеленая; вкус ароматный или мускусный. Плоды отделяются от плодоножки при созревании. Обычно двудомные.
  2. Группа Inodorus (зимняя, или персидская, дыня). Плоды обычно крупнее, созревают позже и имеют более длительный срок хранения, чем плоды группы Cantalupensis. Поверхность кожуры гладкая или морщинистая, но не сетчатая; мякоть обычно белая или зеленая, без мускусного запаха. Плоды при созревании не отделяются от цветоноса. Обычно андромоноэхий.
  3. Группа Flexuosus (змеиная дыня). Плод очень длинный, тонкий и часто ребристый. Используется в незрелом виде как альтернатива огурцу. Моноэхинальный.
  4. Группа Conomon (дыня для маринования). Небольшой плод с гладкой, нежной кожицей, белой мякотью, раннего созревания и, как правило, со сладостью или ароматом. Часто маринуются, а также употребляются в свежем или приготовленном виде. Андромоноэциус.
  5. Группа Dudaim (гранатовая дыня, дыня королевы Анны), включая членов ранее признанной группы Chito (манговая дыня, виноградный персик). Маленькие, круглые или овальные плоды с белой мякотью и тонкой кожурой.
  6. Группа Momordica (фоот, раскалывающаяся дыня). Плод яйцевидной или цилиндрической формы, размером 30-60 х 7-15 см. Мякоть белая или бледно-оранжевая, с низким содержанием сахара, мучнистая, невкусная или скорее кислая. Гладкая поверхность плодов трескается или лопается по мере приближения зрелости, а плоды распадаются, едва созрев. Большинство сортов однолетние.

Эти группы сортов относятся к ssp. melo. Хотя растения вида agrestis (Naud.) Pang. в основном являются дикими стройными лианами с мелкими несъедобными плодами, они иногда культивируются в Азии и встречаются как сорняки во многих тропических районах. Было обнаружено, что C. melo ssp. agrestis обладает некоторыми ценными признаками устойчивости к болезням, которые интрогрессируются в культивируемую дыню.

Схема Мунгера и Робинсона стала использоваться многими бахчеводами после публикации монографии Робинсона и Декера-Уолтерса (1997). Pitrat и др. (2000) предложили схему, состоящую из двух подвидов с 16 группами. Pitrat (2008) уточнил предложение 2000 года и сократил количество групп до 15, 5 в подвиде agrestis и 10 в подвиде melo. В его классификации подвид agrestis включает acidulous, conomon, momordica (несладкие), makuwa и chinensis (сладкие), а подвид melo включает chate, flexuosus, tibish (несладкие), adana (Paris et al., 2012), ameri, cantalupensis, chandalak, reticulatus, inodorus (сладкие) и dudaim (ароматные).

Классификация Pitrat (2008):

  • conomon: плод продолговатой формы с гладкой, тонкой кожицей; мякоть несладкая, неароматная, неклимактерическая, белая, твердая. Плоды едят сырыми в виде салата или маринадов. У него андромоноэциевые лианы с темно-зеленой листвой. Культивируется в восточной Азии (Китай, Корея и Япония);
  • makuwa: листья растения темно-зеленого цвета, цветок — андромоноэцильный, плод — плоский, круглый, или овальный с гладкой тонкой кожицей, которая может быть белой, желтой или светло-зеленой, со швами или без них. Мякоть плода белая и сладкая с легким ароматом. Плоды являются климактерическими, и эта культура выращивается в Восточной Азии. В настоящее время ее культивирование сокращается.
  • chinensis: листья растения темно-зеленого цвета; цветок, как правило, андромоноэциен, но есть несколько были описаны гермафродитные сорта. Плоды имеют грушевидную форму со светло-зеленой или темно-зеленой кожицей с пятнами. Мякоть плода зеленая или оранжевая, средней сладости и почти без аромата. Плоды бывают климактерическими и неклимактерическими. Этот сорт встречается в Китае и Корее.
  • momordica: листья растения светло-зеленого цвета, с моноэцильным половым признаком. Плоды от плоских до круглых удлиненной формы. Кожура плода тонкая, гладкая или ребристая. Характерная особенность плодов — лопание при созревании. Мякоть при созревании мучнистая, белого цвета, со слабым ароматом. Плоды являются климактерическими, и эта группа выращивается только в Индии.
  • acidulus: половая форма моноэцильная. Форма плодов овальная или эллиптическая, гладкая, зеленого или оранжевого цвета. цвет кожицы однородный или с пятнами. Мякоть плода очень твердая и хрустящая, белого цвета, но без сахара и аромата.
  • tibish: одна из самых примитивных форм дыни, имеющая андромоноэцильную половую форму. Форма плода овальная; размер — небольшой (300 г); кожица — темно-зеленая со светлыми или желтыми полосами, без ребер, кожура гладкая. Особенно важна в Судане. Сорт под названием «сейнат» в Судане выращивают ради семян. Мякоть плода твердая, белого цвета, без сахара и аромата. Его едят сырым в салате как огурец. Очень похожий сорт (сейнат) выращивается для семян. Тибиш и сейнат культивируются только в Судане.
  • chate: растение моноэцильное, иногда андромоноэцильное. Форма плодов от круглой до овальной, цвет кожицы от светло- до темно-зеленого с ребристой поверхностью. от светло- до темно-зеленого цвета с ребрышками. Мякоть плода от белого до светло-оранжевого цвета без сахара и аромата. Плод является климактерическим. Используется в качестве салата и собирается до созревания. Культивируется в бассейне Средиземного моря и в западной Азии.
  • flexuosus (змеиная дыня или «змеиный огурец»): плоды очень вытянутые (до 2 м), длина более чем в шесть раз превышает ширину, кожура бледно-зеленая или полосатая бледно- и темно-зеленая, ребристая или морщинистая, мякоть белая. Несладкие, употребляются даже в незрелом виде как огурцы. Они найдены на Ближнем Востоке и Азии, где похожие, менее вытянутые виды, аджур и чате, также были зарегистрированы как древние овощные культуры (Hammer et al., 1986). Обычно они являются моноэцильными в половой форме.
  • cantalupensis: цветение андромоноэцильное. Форма плода от плоской до овальной или шаровидной, от сильно до умеренно ребристой (1,2-1,8 кг), с гладкой кожицей, иногда с бородавками. Кожура гладкая или сетчатая, мякоть обычно оранжевая, но иногда зеленого, сладкая и ароматная. Содержание каротина и сахара высокое, вкус насыщенный, срок хранения короткий, в основном выращивается в юго-западной Европе (например, «Шаранта») и Америке. Плоды климактерические и выращиваются в Европе, Западной Азии, Северной и Южной Америке. Десертные сорта дыни, такие как Ананас, Шаранта, Оген и Прескотт, относятся к этой сортогруппе.
  • reticulatus: половая форма андромоноэцильная (мускмелон = мускатная дыня, сетчатая дыня). Форма плода от круглой до овальной (1-1,8 кг), с типично сетчатой, иногда бороздчатой, кожицей, с ребрами или без них. без ребер, желтовато-зеленая с оранжевой мякотью (итало-американские) или мелко сетчатая до гладкой, желтовато-зеленая с бледно-зеленой мякотью (японские, средиземноморские, например, «Галия»), содержание сахара высокое (13%-15%), ароматная, срок хранения средний. Климаксный сорт, выращивается в Европе, Азии, Северной и Южной Америке. К этой группе сортов относятся Topmark, PMR 45, Galia и др.
  • ameri: тип цветения — андромоноэцильный. Форма плодов удлиненная и овальная. Внешний цвет кожуры от желтого до светло-зеленого, обычно без ребер. Кожура может быть слегка сетчатой. Мякоть плода от белого до светло-оранжевого цвета, сочная, менее ароматная и очень сладкая. Фрукт является климактерическим и выращивается в Западной и Центральной Азии. К этой сортовой группе относятся сорта Алтайская, Хатони и Кзыл урум.
  • inodorus (зимняя дыня): группа очень крупная и имеет андромоноэцильное половое размножение. Форма плодов от круглой до эллиптической (1,5-2,5 кг) и иногда заостренная на конце цветоноса. Кожица плода от белого, желтого до темно-зеленого цвета, однородная или с пятнами, часто морщинистая, с ребрами или без них, или слегка сетчатая. Мякоть белая, сладкая и менее ароматная. Содержание сахара высокое, но мало вкуса, срок хранения длительный. Позднеспелые. Плоды неклимактерические. Их выращивают в Центральной Азии, Средиземноморском бассейне, Северной и Южной Америке. Piel de Sapo, Rochet, Amarillo (Canari), Casaba, Kirkagac, Yuva, Hasan bey, Tendral, Honeydew, Branco, и Baskavas принадлежат к этой сортовой группе. Также выращивается в Иране, Афганистане и Китае, а также в Испании, США и Японии; важные сорта: «Casaba», «Honeydew», «Piel de Sapo», «Jaune Canari» и «Chinese Hami».
  • dudaim: половой тип — андромоноэцильный. Плоды круглые, маленькие (размером с апельсин), желтого цвета с охристыми полосами и бархатистой кожицей. Мякоть очень тонкая, белого цвета, с сильным характерным ароматом, не сладкая. Плоды являются климактерическими, и эта группа культивируется как декоративная или ароматическая в Центральной Азии, от Турции до Афганистана. Карманная дыня королевы Анны, Дастанбу и PI 177362 относятся к этой группе сортов.
  • adana: плоды круглые или овальные, довольно крупные, но с тонкой, довольно сухой, мучнистой мякотью с низким содержанием сахара. Римские круглые дыни, melopepones, названные в честь местности на плодородной равнине в южной Турции, считаются представителями этой сортогруппы.

Наиболее важными в коммерции являются сорта группы Cantalupensis. Выращиваемые на западе США сорта, которые называют канталупами, дают умеренно ребристые, плотно сетчатые плоды, которые хорошо транспортируются и имеют плотную оранжевую мякоть. Сорт ‘PMR 45’ был выведен Министерством сельского хозяйства США и Калифорнийским университетом в 1936 году, и впоследствии селекционерами было создано множество селекций этого сорта. Благодаря устойчивости к мучнистой росе сорт ‘PMR 45’ и его производные доминировали в производстве калифорнийских дынь более полувека. ‘Persian’ и родственные сорта, которые также выращиваются в Калифорнии, похожи на ‘PMR 45’, но имеют более крупные плоды с плотной сеткой. Сорта, выращиваемые на востоке США, также могут давать крупные плоды, но обычно с меньшей сетчатостью и большей ребристостью (например, ‘Iroquois’). Высококачественные дыни сорта Шаранта (например, ‘Charentais’, ‘Charmel’, ‘Alienor’), с тонкой кожурой и редкой сеткой, популярны в Европе и Африке. Зеленоплодные сетчатые дыни, выведенные в Израиле (сорта Галия), также популярны в Европе.

Селекционеры изучили и отобрали различные признаки у сортов группы Cantalupensis. Ведущие американские сорта типа Харпер, такие как ‘Athena’, ‘Caribbean Gold’, ‘Sweet Spring’ и ‘Fiji’, а также восточные сорта ‘Accolade’ и ‘Astound’ устойчивы к условиям окружающей среды, губительным для многих других сортов: их можно выращивать на засоленной почве; они переносят высокую концентрацию атмосферного озона; их можно обрабатывать серой при высокой температуре для борьбы с болезнями без вреда. Также было обнаружено, что сорта дыни различаются по чувствительности к высоким концентрациям бора в почве. Сорта типа Birdsnest из Ирана, которые имеют компактный габитус, уменьшенное апикальное доминирование, хороший набор плодов и концентрацию зрелости, потенциально ценны для однократного сбора урожая (McCollum et al., 1987). ‘Siberian Honey Dew’, культивар группы Инодорус, был использован в качестве родителя для селекции сортов группы Канталупенсис с длительным сроком хранения плодов. За последние 10 лет эта тенденция резко усилилась, и многие коммерческие программы используют зародышевую плазму Inodorus для скрещивания с линиями Cantalupensis, создавая большее разнообразие дынь с низкой выработкой этилена или чувствительных к этилену сетчатых дынь. Многие из этих новых оранжевоплодных сортов, таких как ‘Caribbean Gold’, ‘Fiji’, ‘Karameza’, ‘Infinite Gold’ и ‘Sweet Spring’, отвоевали значительную долю рынка канталупы у традиционных западных и восточных сортов. Чрезвычайно упругая мякоть и низкая выработка этилена могут обеспечить более длительный срок хранения, сокращение затрат на сбор урожая и более стабильное качество для потребителя. Однако, несмотря на высокое содержание сахара (высокий °Brix) и высокий уровень бета-каротина, ароматические летучие вещества, связанные со вкусом, снижены. Текстура также может быть чрезмерно хрустящей или резиновой, в зависимости от генетики и условий производства.

Сорта группы Inodorus называют зимними дынями, поскольку плоды обычно хорошо хранятся. Некоторые из них поставляются на дальние рынки из Испании, Калифорнии и других регионов с длинным теплым вегетационным периодом. ‘Honey Dew’, классический представитель этой группы сортов, был завезен в США из Франции в начале 20-го века. Упругие плоды имеют зеленую, сладкую мякоть. Из-за позднего созревания его обычно выращивают в западных штатах США и других районах с длинным сезоном. Кустовой сорт был скрещен с сортом ‘Honey Dew’ и родственными сортами. ‘Piel de Sapo’ из Испании — еще один важный сорт дыни этой группы. Зимний сорт дыни ‘Casaba’ имеет желтую, бороздчатую кожуру и белую мякоть высокого качества. Он также требует длительного вегетационного периода. Плоды сорта ‘Juan Canary’ желтые, удлиненные, со светло-зеленой мякотью. ‘Crenshaw’ имеет вкусную сочную оранжевую мякоть, но не так хорошо хранится и транспортируется, как ‘Honey Dew’, ‘Casaba’ или ‘Juan Canary’. ‘Honey Gold’ — один из недавно выведенных сортов зимней дыни с оранжевой мякотью. Различные испанские сорта (например, ‘Comun’) группы Inodorus обладают устойчивостью к мучнистой росе (Floris and Alvarez, 1995).

У некоторых дынь группы Flexuosus плоды длинные, например, 150 см у ‘Cooking Queen’. Плоды изящные и свернутые (в меньшей степени при шпалерной посадке), отсюда их общее название «змеиная дыня». Сорт «Армянский огурец», указанный в каталогах семян, — это не огурец, а дыня из этой группы сортов. Змеиная дыня популярна на Ближнем Востоке, где ее собирают в незрелом виде и употребляют как огурцы. Она лучше, чем огурец, завязывает плоды при высоких температурах, часто преобладающих в этих странах.

Сорта огуречной дыни группы Conomon дают мелкие, хрустящие плоды с белой мякотью и часто с низким содержанием сахара. Считается, что эта линия возникла в Китае и Японии более 1000 лет назад. Там эти плоды маринуют, и некоторые считают, что из дынь получаются более качественные соленья, чем из огурцов. Они имеют тонкую нежную кожуру, которая может быть белой (например, ‘Shiro-Uri’) или зеленой с полосками. Такие сорта, как ‘Golden Crispy’, можно есть в свежем виде с нетронутой кожурой, как яблоко. Молодые плоды также готовят, как и кабачок. Устойчивость к CMV была обнаружена у этих сортов, и селекционеры пытаются передать устойчивость членам группы Cantalupensis.

Некоторые сорта группы Dudaim выращивают как декоративные растения из-за их ароматных плодов, но другие лишены этого аромата. Безвкусные плоды едят свежими или маринованными. Мякоть напоминает огурец по цвету и текстуре. Растения этой азиатской группы сортов сбежали из культивации и стали сорняками на юге США и в других странах.

Культивары группы момордики выращивают в Индии и других азиатских странах, где плоды готовят как овощ, употребляют в свежем виде или используют в салатах. Семена жарят и употребляют в пищу в Индии. Интродукционный сорт PI 175111 был полезен в программах селекции дыни благодаря своей устойчивости к тле и вирусам. Он был первоначально собран в Индии у уличного торговца, продававшего семена для жарки, и включал семена как огурца, так и дыни.

Биологические особенности

Дикие растения C. melo встречаются в открытых лесах, особенно вдоль рек, и как сорняк на полях и пустырях, на высоте до 1200 м над уровнем моря.

Дыня сходна с арбузом, но отличается большими требованиями к теплу, менее засухоустойчива, легче переносит выращивание на суглинистых почвах. Для роста и производства дыни требуется теплая и сухая погода с большим количеством солнечного света.

Дыня хорошо растет в теплом климате и не переносит заморозков. Семена начинают прорастать при температуре 15-16 °С, но оптимальная температура для прорастания — 25-28 °C днем и ночная температура не ниже 18 °C.

Оптимальная температура для роста ночью 18-20 °C, днем (24) 25-30 °C, а для созревания 15-25 °C. При температуре ниже 12 °C рост сильно замедляется. Дыня легко переносит несколько часов в день очень высоких температур, до 40 °C. Растения мгновенно погибают от заморозков.

Дыня лучше всего растет и развивает самые высокие вкусовые качества в жарком сухом климате. Сухая погода с ясным солнечным светом во время созревания обеспечивает высокое содержание сахара, лучший вкус и высокий процент товарных плодов.

Не переносит избыточного увлажнения почвы, которое провоцирует загнивание и отмирание корней. Высокая влажность увеличивает частоту заболеваний, особенно тех, которые поражают листья. Продолжительные дожди или пасмурная погода не только замедляют рост растений, но и снижают цветение и завязывание плодов.

Высокая влажность снижает рост, отрицательно влияет на качество плодов и способствует развитию болезней листьев.

Короткая продолжительность дня и низкая температура способствуют появлению идеальных/женских цветков.

Светолюбивое растение. У змеиной дыни было обнаружено, что удлинение стебля при коротких 8-часовых днях больше, чем при 16-часовых. 

Идеальной является хорошо дренированная, с глубоким пахотных слоем, суглинистая почва. Если используются песчаные почвы, их следует дополнить гумусом или компостом. Следует избегать плохо дренированных почв. Легкие почвы, которые быстро прогреваются весной, обычно используются для раннего урожая. На более тяжелых почвах рост плетей сильнее, а созревание плодов задерживается. На песчаных руслах рек, аллювиальные субстраты и подземная влага речных потоков поддерживают рост. В руслах рек длинная стержневая корневая система дыни лучше приспособлена к росту.

Дыня чувствительна к кислым почвам. Эта культура не может успешно выращиваться при pH ниже 5,5. Идеальным является pH почвы между 6,0 и 7,0.

Вегетация

Основная страница: Физиология тыквенных культур

Фазы вегетации:

  • всходы;
  • первый настоящий лист;
  • 5-6 листьев;
  • цветение;
  • съемная спелость плодов.

Семена дыни сохраняют жизнеспособность в течение как минимум 6 лет при хранении в сухом виде (содержание влаги 6%) при температуре ниже 18 °C.

Грунтование может улучшить всхожесть после длительного хранения. Всходы появляются через 2-14 дней после посева. Многочисленные горизонтальные боковые корни быстро развиваются из корневища. Корни растут в основном на глубине 30-40 см. Первый настоящий лист появляется через 5-6 дней после разворачивания котиледонов. Первые две-четыре пазушные почки на главном стебле дают энергичные первичные ветви, которые сдерживают рост главного стебля. У большинства видов первые гроздья мужских цветков появляются на 5-12-м узлах первичных ветвей, а обоеполые или женские цветки появляются на третичных ветвях, формирующихся с 14-го узла первичных ветвей и далее.

Цветки открыты только 1 день, а опыление осуществляют насекомые, в основном пчелы. Плод является тяжелым поглотителем ассимилятов и минералов, и на одном растении обычно развивается только 3-6 плодов из 30-100 женских/бисексуальных цветков. Кривая развития плодов имеет сигмовидную форму с максимальным ростом на 10-40 день после цветения; созревание с небольшим дальнейшим расширением происходит в течение последних 10 дней, когда в мякоти плода накапливаются сахара и развивается сетчатая ткань на поверхности плода.

Плоды созревают через 75 (ранние сорта группы ретикулатус и канталупа) — 120 дней (группа инодорус) после посева. В плодах группы ретикулатус и группы канталупа этилен играет существенную роль в процессе созревания (климакс), например, для размягчения мякоти, пожелтения кожуры и отпадения плодоножки. Срок хранения этих плодов от короткого (<1 недели для сорта «Шаранта») до среднего (2-3 недели для сорта «Галия»). Плоды сортов группы inodorus не вырабатывают этилен во время созревания (неклимактерические) и, следовательно, имеют длительный срок хранения — 3 месяца для «Piel de Sapo»). Процессами созревания, не зависящими от этилена, являются окрашивание мякоти и накопление сахаров и органических кислот (Robinson and Decker-Walters 1997).

Прививка

Основная страница: Прививка тыквенных культур

Технология прививки овощей, первоначально разработанная в Восточной Азии более полувека назад, сегодня практикуется во многих странах мира, особенно в производстве высокоценных пасленовых и бахчевых культур, включая томат (Solanum lycopersicum), баклажан (Solanum melongena), перец (Capsicum annuum), дыню (Cucumis melo), арбуз (Citrullus lanatus) и огурец (Cucumis sativus) (Lee and Oda, 2003; Lee et al. , 2010). Путем соединения сосудистых пучков в месте прививки между привоем и корневищем можно создать новое растение, которое сочетает в себе желательные надземные признаки, обеспечиваемые привоем, и превосходные подземные признаки, обеспечиваемые корневищем. Как эффективный инструмент борьбы с болезнями, передающимися через почву, прививка играет важную роль в поддержании и повышении продуктивности культур в условиях интенсивного земледелия и защищенного грунта, особенно там, где севооборот довольно ограничен и давление болезней может легко нарастать (Guan et al., 2012; Louws et al., 2010). В связи с постепенным отказом от использования бромистого метила и проблемой поиска альтернативных фумигантов для почвы, а также в связи с растущей озабоченностью и нормативными актами, касающимися использования химических веществ в сельскохозяйственных системах, прививка как экологически чистая культурная практика получает все более широкое признание для повышения устойчивости производства овощей.

Помимо борьбы с болезнями с помощью устойчивых/толерантных подвоев, другие основные преимущества прививки овощей включают стимулирование энергичного роста и развития растений, повышение устойчивости культур к абиотическим стрессам, например, засолению, неоптимальной температуре и засухе, а также улучшение поглощения и усвоения питательных веществ и воды. Хотя выбор подвоя и системы производства привитых овощей все еще оптимизируются для повышения эффективности производства и урожайности, использование прививки овощей также ограничено относительно высокой стоимостью привитых овощных саженцев, возможной несовместимостью подвоя и привоя, дисбалансом между вегетативной и репродуктивной фазами, вызванным подвоем, и потенциальным негативным влиянием подвоя на качество плодов.

История

Прослеживание истории прививки дыни помогает выявить, как корнесобственные подвои развивались во временном и географическом отношении, а также как развивались технология прививки и производственные системы. Эта информация может дать глубокое представление о будущем использовании прививки в коммерческом производстве дыни.

Азия

Исследования в области прививки бахчевых были начаты в Японии в 1920-х годах, когда возник большой интерес к прививке арбузов на Cucurbita moschata для борьбы с фузариозным увяданием (Sakata et al., 2007). Крупномасштабная прививка дынь началась только в 1960-х годах. Хотя интерес к коммерческой прививке дынь был меньше, чем к прививке арбузов в ранние годы, оценка подвоев среди видов огурцов с 1930 по 1940 год показала, что виды Cucurbita (C. moschata, C. maxima, C. pepo и C. ficifolia), C. sativus, Lagenaria siceraria, Benincasa hispida, C. lanatus и Luffa cylindrica совместимы с дынями (Imazu, 1949; Matsumoto, 1931). Метод прививки в расщеп, такой же, как и метод прививки деревьев, был ранним методом, используемым в овощеводстве (Sakata et al., 2008).

В начале 1960-х годов восточные дыни (группа макува), привитые на подвои C. moschata и C. maxima x C. moschata, были широко распространены в Японии и Корее, в основном для повышения устойчивости к фузариозному увяданию и холодостойкости (Lee et al., 2010). Анатомические исследования по соединению прививок были проведены для помощи в определении совместимых корневищ в Корее (Pyo and Sung, 1970).

В Японии гибридный сорт дыни между макувой и ‘Charentais’ (var. cantalupensis) стал популярным в 1970-х годах. Прививка гибридных сортов дыни на корневище кабачка показала более энергичный рост растений, однако качество плодов было ухудшено (Sakata и др., 2008). Культурные методы, такие как обрезка и прореживание, не оказали значительного влияния на улучшение качества плодов привитых растений (Matsuda and Honda, 1981). В 1970-х годах в Японии для тепличного производства были выпущены дыни с зеленой мякотью. Некоторые из этих дынь содержали ген устойчивости к фузариозному увяданию Fom-1, которые почти никогда не прививались. Для сортов дыни, восприимчивых к фузариозному увяданию, использовались устойчивые корневища C. melo вместо корневищ кабачка, чтобы уменьшить негативное воздействие прививки на качество плодов дыни (Sakata et al., 2008). В 1980-х годах растущий интерес к прививке огурцов привел к разработке автоматизированной или роботизированной прививки (Suzuki, 1990). Прививочные роботы в значительной степени повысили эффективность прививки, но из-за высокой стоимости и меньшей гибкости по сравнению с ручной прививкой, их применение все еще ограничено. По данным Lee et al. (2010), на привитые дыни приходится около 30% производства дынь в Японии, при этом наиболее часто используемыми подвоями являются C. moschata и C. maxima x C. moschata. Дыни, производимые в Корее, — это в основном восточные дыни, которые чувствительны к низкой температуре почвы. До 90% производства дынь в Корее приходится на привитые растения с корневыми подвоями C. maxima x C. moschata. В Китае на долю привитых растений приходится около 5% площади выращивания дынь, при этом используются в основном корневища C. moschata и C. maxima x C. moschata.

Европа

Прививка огурцов была введена в Европе вскоре после Второй мировой войны для борьбы с фузариозным увяданием огурцов. Впервые этот метод появился в исследованиях, проведенных в Нидерландах для тепличного производства (Groenewegen, 1953). Помимо борьбы с фузариозным увяданием, у привитых огурцов были отмечены устойчивость к холоду, более высокая урожайность и ранний сбор урожая (Groenewegen, 1953). C. ficifolia был рекомендованным корневищем для огурцов. В Нидерландах был разработан метод прививки с язычковой иннервацией (прививка с язычковым подходом) (Davis et al., 2008).
В отличие от прививки огурцов, прививке дыни уделялось меньше внимания до 1950-х годов (Groenewegen, 1953). Одной из проблем была несовместимость прививок между дыней и C. ficifolia (de Stigter, 1956). После прививки дыни на C. ficifolia растения вяли и погибали во время производства. Интересно отметить, что проблему несовместимости можно было предотвратить, оставив на привитых растениях не менее четырех-пяти листьев корневища. Было высказано предположение, что некоторые вещества, необходимые для C. ficifolia, не могут быть обеспечены привоем дыни, что и стало причиной несовместимости (de Stigter, 1956; Wellensiek, 1949). C. pepo var. ovifera был предложен в качестве лучшего подвоя, чем C. ficifolia, так как он дает более сильные привитые растения. Однако дыни, привитые на C. pepo, задерживали развитие плодов и сбор урожая (Groenewegen, 1953; Naaldwijk, 1952).

Полное удаление листвы корневища после прививки было возможно при использовании корневища B. hispida (Benincasa cerifera) (Louvet and Peyriere, 1962). При прививке дынь сорта Шаранта на 30 видов и сортов огурцов, B. hispida показала наиболее перспективные результаты в борьбе с фузариозным увяданием (Louvet and Lemaitre, 1961). Кроме того, привитые растения дыни демонстрировали более длительный период плодоношения и более высокую урожайность (Louvet and Peyriere, 1962). Благодаря желательным характеристикам привитых растений дыни, прививка дыни получила широкое распространение в европейских странах, включая Нидерланды, Францию и Италию. С ростом интереса к тепличной продукции с недавно созданной в то время системой искусственного освещения, была проведена оценка роста привитых дынь при различных условиях освещения (Chavagnat, 1971).

Интерес к прививке дынь для борьбы с фузариозным увяданием снизился после 1970 года, частично из-за появления новых рас Fusarium, которые нарушили устойчивость корневищ, что привело к повторному появлению болезни (Benoit, 1974). Кроме того, дыни, привитые на Benincasa spp., не контролировали болезни, вызванные Phomopsis sclerotioides и Verticillium dahliae. Корневище Cucurbita spp. проявило частичную устойчивость к этим патогенам, но эффективность была непостоянной (Alabouvette et al., 1974). С 1970 года более надежным методом борьбы с почвенными вредителями в тепличном бахчеводстве стал фумигант широкого спектра действия — бромистый метил, что также снизило популярность прививки дыни.
Пагубные последствия использования бромистого метила были широко признаны в конце 1990-х годов. (Ristaino and Thomas, 1997). Из-за опасений за состояние окружающей среды и здоровье человека 168 стран согласились постепенно сократить применение бромистого метила в сельскохозяйственном производстве и в конечном итоге постепенно прекратить его использование в 2005 году, за исключением критического использования (Crino et al., 2007). Исчезновение бромистого метила значительно стимулировало применение прививок в овощеводстве для борьбы с болезнями, передающимися через почву. Аналогичным образом, интерес к прививке овощей для выращивания в открытом грунте появился в США с 2000 года и был направлен на создание устойчивых систем производства овощей.

Внутривидовая прививка, то есть прививка привоя на корневище дыни, в значительной степени устраняет проблемы несовместимости привоя, но в некоторых случаях могут происходить изменения в качестве плодов. Дыня ‘Pinonet Torpedo’, привитая на C. melo ssp. agrestis ‘Pat 81’, корневище с высокой устойчивостью к корневой гнили M. cannon- ballus, показала снижение SSC (Fita et al., 2007). Корневые подвои ‘Energia’ и ‘Sting’ (C. melo) были устойчивы к F. oxysporum f. sp. melonis, но при этом снижали содержание бета-каротина в привое дыни ‘Proteo’ (C. melo var. reticulatus) (Condurso et al., 2012).
Коммерческие гибридные подвои для тыквы (C. maxima x C. moschata) в целом совместимы с привоями дыни. Однако сообщалось о снижении качества плодов в некоторых комбинациях прививок. Прививка дыни ‘Piel de Sapo’ ‘Pinonet Torpedo’ и дыни галия ‘London’ на корневище ‘RS841’ привела к снижению SSC плодов (Balazs, 2010; Fita et al., 2007). Снижение SSC и потребительской оценки сенсорных свойств также наблюдалось у дынь галия ‘Арава’ и ‘Лондон’, привитых на корневище C. maxima x C. moschata (Balazs, 2010; Guan et al., 2015). В ранней японской литературе сообщалось, что некоторые восточные дыни, привитые на межвидовой гибридный подвой, имели предуборочную внутреннюю гниль, внутреннее расщепление, спиртовое брожение, волокнистую мякоть и плохую сетчатость (Rouphael et al., 2010). Из-за проблем с качеством плодов, ‘Shin-tosa’, популярный межвидовой гибридный подвой для тыквы, широко используемый в Японии для прививки арбузов, почти не используется для прививки японских дынь (Davis et al., 2008).

Известный своей устойчивостью к болезням, абиотическим стрессам и мощной корневой системой, межвидовая гибридная тыква является одним из самых ценных корнесобственных подвоев для огурцов во всем мире. К сожалению, учитывая потенциальное негативное влияние на качество плодов дыни, некоторые коммерческие гибридные подвои не рекомендуется использовать для прививки дыни. Чтобы облегчить разработку подвоев для дыни с желательными признаками и минимальным влиянием на качество плодов, важно понять факторы, связанные с ухудшением качества.

Зрелость урожая — один из факторов, который необходимо учитывать. Поскольку привитые и непривитые растения во многих случаях собирали одновременно, разница в качестве плодов может быть отражением зрелости урожая, если привитые растения задержали созревание плодов, как это наблюдалось у арбузов, привитых на гибридные корневища тыквы (Soteriou et al., 2014). С другой стороны, это может быть не так для канталупы и других дынь, которые собирают постоянно, основываясь на развитии зон абсцедирования (Zhao et al., 2011).

Корректировка методов управления сельскохозяйственными культурами, особенно управления водными ресурсами, может помочь потенциально снизить негативные проблемы качества привитых дынь (Balazs, 2010). Гибридные корнесобственные подвои тыквы хорошо известны своей энергичной корневой системой и крупными элементами сосудов. Привитые дынные растения часто демонстрируют повышенную скорость транспирации и увеличенный водный потенциал листьев, проводимость стоматов и количество ксилемных стволов (Agele and Cohen, 2009; Jifon et al., 2010). Учитывая улучшение общего водного статуса привитых растений дыни по сравнению с непривитыми контрольными, снижение SSC плодов в некоторых комбинациях прививок может быть следствием эффекта разбавления воды.

Гормоны растений являются важными эндогенными молекулами, которые регулируют формирование цветов, стеблей и листьев, а также развитие и созревание плодов (Vicente and Plasencia, 2011). Прививка на корнесобственные подвои кабачков изменила уровень гормонов в огурцах (Aloni et al., 2010), что может прямо или косвенно повлиять на качество плодов. Дыня Галия ‘Арава’, привитая на корневище ‘Стронг Тоза’, задержала распускание женских цветков на 8-9 дней по сравнению с непривитыми растениями. Удивительно, но дата первого сбора урожая, ранний и общий урожай привитых растений не пострадали (неопубликованные данные). Поскольку содержание сахара в плодах коррелирует с продолжительностью развития плодов (Burger and Schaffer, 2007), ускоренное развитие плодов привитых дынь может частично объяснить снижение SSC. Известно, что этилен способствует естественному процессу развития, созревания и старения плодов (Saltveit, 1999). Участвует ли этилен в дифференцированном регулировании созревания плодов у привитых и непривитых растений и как он может влиять на качество плодов, остается неизвестным. Привитые растения дыни с гибридными корневищами тыквы начали разрушаться на поздней стадии развития плодов (неопубликованные данные). Экзогенное применение ауксинов увеличило количество разрушившихся растений (Minuto et al., 2010). Предполагается, что ауксины, перенесенные из привоя в чувствительный к ауксинам корневище, вызывают выработку реактивных форм кислорода, что приводит к дегенерации корней у привитых растений (Aloni et al., 2008). Деградация корневой системы может объяснить предыдущее наблюдение, согласно которому фотосинтез растений значительно снижается на поздней стадии развития плодов (Xu et al., 2005). Поэтому снижение скорости фотосинтеза может привести к снижению качества плодов, особенно во время позднего сбора урожая.

Существуют также гипотезы, что компоненты, влияющие на качество плодов, могут транслоцироваться с корневища на привой (Fita et al., 2007). Хотя химическая и биологическая природа компонентов, влияющих на качество плодов, в основном неизвестна, исследования показали, что белки флоэмы и малые РНК могут переноситься через прививку между корневищем и привоем (Golecki et al., 1998; Tiedemann and Carstens-Behrens, 1994).

Не все привои дыни одинаково реагируют на практику прививки, даже с одинаковыми подвоями, что указывает на роль взаимодействия подвоя и привоя в изменении качества плодов после прививки. Дыня Галия ‘Арава’ (группа reticulatus) и дыня медовая ‘Медовая желтая’ (группа inodorus) были привиты как на гибридные подвои, так и на подвои C. metulifer. Хотя на SSC, упругость мякоти и сенсорные свойства ‘Arava’ прививка повлияла отрицательно, качественные характеристики привитых дынь ‘Honey Yellow’ были схожи с плодами непривитых растений (Guan et al., 2015). При изучении влияния подвоев Cucurbita spp. на качество плодов бахчевых культур в группах inodorus и cantalupensis, качество медовой дыни ‘Lefko Amynteou’ (группа inodorus) не пострадало от всех испытанных подвоев Cucurbita spp. (Traka-Mavrona et al., 2000). Интересно отметить, что в исследованиях с использованием подвоев из различных групп дынь, качественные характеристики дынь из групп reticulatus и cantalupensis чаще страдают от прививки, в отличие от дынь медовой росы. Дыни из первых групп — это климактерические плоды, которые более ароматны, чем неклимактерические медовые дыни (Obando-Ulloa et al., 2008). Возможно, что сенсорные свойства дынь, богатых ароматическими соединениями, более чувствительны к практике прививки (Guan et al., 2015). Тем не менее, изменение характера созревания плодов в результате прививки и взаимодействия подвоя и привоя, а также последующее воздействие на качественные характеристики плодов заслуживает более глубокого изучения.

Россия

Техника прививки была введена в России около 1930 года. Эксперименты по прививке пасленовых и огуречных овощей проводились в Воронежской, а затем в Московской областях. Использование холодостойких подвоев C. maxima позволило выращивать теплолюбивые овощи в северных районах (Лебедева, 1937). Привитые растения показали не только улучшенную холодостойкость, но и усиленное цветение, лучшее укоренение, продление жизни растений, более раннее созревание и лучший вкус плодов. Интересно, что плоды были собраны как с корневища, так и с привоя привитых растений. Общий урожай, включая дыни с привоя и тыквы с корневища, значительно увеличился по сравнению с урожаем только дынь с непривитых растений (Лебедева, 1937). Также было установлено, что потомство дыни от привитых растений дает семена лучшего качества, более раннего срока созревания, более высокую урожайность и более выносливые растения (Лебедева, 1937).

Исследования в области прививки дыни, проводимые в России, имели другую направленность, чем в странах Азии и Европы. Вместо того чтобы изучать практическое применение прививки в бахчеводстве, в России активно изучался гибрид прививки. Исследователи полагали, что промежуточные характеристики, полученные от двух видов, очень отличающихся по своей генетической структуре, могут быть достигнуты путем так называемой вегетативной гибридизации через прививку, что может дать решение проблемы несовместимости межвидовых скрещиваний (Weiss, 1940). Предполагалось, что прививка может наследственно влиять на признаки как корневища, так и привоя, а постоянная прививка потомства привоя на тот же корневище (подобно обратному скрещиванию) в конечном итоге приведет к появлению новых растений с комбинированными благоприятными характеристиками как корневища, так и привоя (Лудилов, 1964, 1969; Пархоменко, 1941). Во многих исследованиях, посвященных прививке огурцов, сообщалось, что в результате прививки изменялись различные характеристики растений, как в первом поколении, так и в нескольких последующих (Галун, 1958; Хохлачева, 1955; Мустафин, 1961; Санаев, 1966). Наблюдаемые морфологические изменения объяснялись обменом веществ через трансплантационное соединение (Гаськова, 1944). Для изучения транслокации веществ между корневищем и привоем были использованы радиографические методы, которые подтвердили перенос меченых 14С фотоассимилятов от привоя к корневищу (de Stigter, 1961). Несмотря на улучшение понимания взаимодействия корневища и привоя, ни одно из этих исследований не дало прямых доказательств в поддержку гипотезы о том, что прививка может генетически изменять характеристики растений как корневища, так и привоя.

Методы прививки

В целом, три типа методов прививки дыни в настоящее время приняты в различных производственных масштабах. Эти методы, а именно: вставка отверстия, прививка на одну семядолю (сращивание) и метод язычка (Рисунок), значительно отличаются по процедуре прививки и имеют свои преимущества и недостатки (Davis et al., 2008; Guan and Zhao, 2014; Lee et al., 2010). Хотя прививочные машины и роботы используются на некоторых крупных предприятиях, ручная прививка остается популярной в отрасли в основном из-за управленческих и экономических соображений. Метод одной семядоли может быть легко адаптирован к механизированной трансплантации, в то время как вставка отверстия и подход с язычком в основном ограничены ручной трансплантацией. В целом, вставка отверстия и прививка одной затылочной косточки, скорее всего, будут использоваться коммерческими распространителями и опытными садоводами, в то время как прививка с помощью язычка часто предпочитается неопытными прививальщиками из-за легкости заживления и относительно высокой приживаемости трансплантата.

Хорошо зажившие растения мускатной дыни, привитые на межвидовые гибридные корневища кабачка с использованием различных методов прививки
Хорошо зажившие растения мускатной дыни, привитые на межвидовые гибридные корневища кабачка с использованием различных методов прививки. (a) Прививка с отверстием. (b) Прививка на одну семядолю. (c) Прививка с язычком.

Прививка с подвоем была первоначально разработана в Нидерландах. Для обеспечения наилучшего результата требуются корнесобственные и привойные растения с одинаковым диаметром стебля. Обычно при прививке корневая система привоя и растущая верхушка подвоя остаются неповрежденными. Прививка проводится ниже семядолей корневища, что исключает проблему с подвоем при посадке. Корневище часто срезают вниз на полпути через гипокотиль, а привой — вверх, при этом поверхности срезов выравниваются и поддерживаются прививочным зажимом. Для заживления привоя не требуется строго контролируемая влажная среда. К концу заживления побеги корневища и корни привоя (с нижней частью гипокотиля) полностью удаляются с привитого растения. Несмотря на высокий процент успеха, прививка с язычковым подходом обычно требует больше места и трудозатрат по сравнению с методами вставки в отверстие и одной семядоли.

Прививка в отверстие — самый популярный метод, используемый в Китае для прививки тыквенных культур. Этот метод требует более высокого уровня мастерства прививальщика по сравнению с методами с язычком и одной семядолей. Предпочтительны саженцы с более толстым гипокотилем, так как при удалении ткани апикальной меристемы необходимо сделать прорезь (отверстие) между двумя семядолями корнесобственного растения. Гипокотиль молодого привойного саженца обрезают, чтобы сделать клин или конический конец для вставки в отверстие, сделанное в корневище. Необходимо тщательно контролировать возраст подвоя, поскольку после появления семядолей в гипокотиле может начать развиваться полость центральной сердцевины. Прививочное окно также может быть ограничено возрастом привоя, поскольку маленькие саженцы всегда предпочтительнее. Прививочные зажимы не требуются при использовании метода вставки в отверстие, так как при соединении привоя и подвоя имеется прочный контакт между поверхностями срезов корневища и привоя, а также поддержка, обеспечиваемая подвоем, что повышает эффективность прививки. Основная проблема заключается в том, что поскольку во время прививки часто происходит неполное удаление растущих верхушек корневища, необходимо контролировать и удалять подвои до и после пересадки, что увеличивает затраты труда.

На сегодняшний день прививка на одну семядолю получает все более широкое признание в отрасли благодаря простоте процесса и гибкой адаптации к различным системам производства привитых трансплантатов. Также предполагается, что метод прививки на одну семядолю может привести к более прочному соединению привоя с подвоем, чем метод прививки на язычок, из-за более полного соединения сосудистых пучков между привоем и подвоем. Схожий диаметр стеблей также может способствовать лучшему срастанию поверхностей срезов корневища и привоя. Корневище обычно срезают под углом между двумя семядолями, удаляя одну семядолю и точку роста. Привой срезается под таким же углом под семядолями, причем длина среза должна соответствовать длине среза корневища. Прививочный зажим используется для фиксации прививки, прикрепляя привой к корневищу. Иногда перед прививкой у корнесобственных растений вырезают корни, чтобы приспособиться к автоматизированной прививке и повысить эффективность производства, поскольку новые корневые системы могут быть легко регенерированы из привитых растений. Как и в случае с прививкой в отверстие, могут возникнуть проблемы с отсасыванием подвоя, если при прививке не удается полностью удалить ткань апикальной меристемы подвоя.
Предпочтения в отношении конкретных методов прививки могут различаться в зависимости от географического положения и операций, в основном определяемых дизайном объекта, пространством, рабочей силой и конечной стоимостью производства. Независимо от используемого метода прививки, посев корневища и привоя должен быть тщательно спланирован, чтобы обеспечить подходящие сроки для прививки, в зависимости от типа корневища и сорта привоя. Кроме того, для получения высококачественных привоев с высокой приживаемостью необходимо обеспечить послепрививочное оздоровление. Очень важно поддерживать высокую влажность в течение первых 48-72 ч после прививки, особенно при использовании методов прививки с одной семядолей и с отверстием. Также необходимо обеспечить соответствующую температуру и интенсивность освещения. На заключительном этапе заживления привитые саженцы должны постепенно попадать в нормальные тепличные условия и акклиматизироваться перед посадкой в поле. При пересадке прививочное соединение должно располагаться намного выше линии почвы, чтобы предотвратить укоренение от привоя.

Использование прививок для борьбы с болезнями и повышения урожайности

В настоящее время для производства привитых дынь чаще всего используются подвои, полученные из C. melo, Cucurbita spp. и C. maxima x C. moschata. Эффективность прививки в борьбе с различными почвенными болезнями дынь широко освещена и описана в недавних обзорах (Guan et al., 2012; King et al., 2008; Louws et al., 2010). Основные болезни, с которыми можно успешно бороться, используя устойчивые корневища, включают фузариозное увядание (вызываемое Fusarium oxysporum f. sp. melonis), вертициллезное увядание (вызываемое V. dahliae), корневую гниль и увядание лозы (вызываемые Monosporascus cannonballus) и гуммозную болезнь стеблей (вызываемую Didymella bryoniae). Имеющиеся в продаже подвои не обладают устойчивостью к корневым нематодам (Meloidogyne spp.), еще одному патогену, угрожающему дыням во многих регионах производства. Недавние исследования продемонстрировали потенциал Cucumis metulifer как перспективного корневища дыни для снижения галлинга корней и подавления повреждения нематодами (Guan et al., 2014; Siguenza et al., 2005). Резистентность к хозяевам и нехозяевам широко используется в селекции устойчивых корневищ. Кроме того, изменения в составе микроорганизмов ризосферы и микробном разнообразии, энергичная корневая система с усиленным поглощением питательных веществ и воды, а также системная устойчивость, индуцированная прививкой, могут способствовать улучшению защитной реакции привитых растений на атаку патогенов (Guan et al., 2012). Выявление распространенных разрушительных патогенов в системах земледелия и выбор подходящих подвоев для борьбы с болезнями является ключом к успешному использованию прививок для борьбы с болезнями. Для снижения потери устойчивости к болезням можно рассмотреть вопрос о ротации сортов корнесобственных подвоев. В связи с появлением новых патогенов и новых рас уже существующих патогенов, необходимо постоянно работать над созданием новых подвоев. Корневища с более полным пакетом устойчивости к болезням будут более эффективными, если в течение производственного сезона на поле возникнет несколько болезней. Следует также отметить, что в качестве интегрированной практики борьбы с вредителями прививка должна быть хорошо интегрирована в систему управления, включающую комплекс мер борьбы, таких как севооборот, покровная культура и органические поправки.

Повышение урожайности плодов более выражено в условиях более высокого давления болезней при выращивании привитых дынь. Однако прививка на выбранные подвои может привести к росту и повышению урожайности и при отсутствии биотических стрессов. На поглощение и транслокацию N, P, Mg, Fe и Ca в огурцах могут влиять подвои (Davis et al., 2008), а при выращивании некоторых привитых огурцов предлагается сократить до половины рекомендуемой нормы внесения удобрений (Lee et al., 2010). Потенциал повышения урожайности у привитых дынь варьировался в зависимости от генотипа корневища (Ruiz et al., 1997). При прививке на определенные корневища C. maxima x C. moschata растения дыни демонстрировали улучшенное усвоение азота и более высокую урожайность (Ruiz and Romero, 1999), а также повышенную эффективность использования и поглощения азота (Colla et al., 2010). Повышение урожайности привитых огурцов также объясняется улучшением состояния эндогенных гормонов растений (например, цитокининов) в результате прививки на энергичные подвои (Davis et al., 2008). Кроме того, повышение устойчивости к стрессам окружающей среды, включая засуху, затопление, низкую температуру и засоление, широко наблюдалось у привитых овощей, включая дыни (Davis et al., 2008; Lee et al., 2010; Schwarz et al., 2010). Корневые подвои C. maxima x C. moschata с солеустойчивостью привели к снижению концентрации Na в тканях листьев и улучшению фотосинтетической способности у привитых дынь в условиях засоления (NaCl) (Rouphael et al., 2012). Чтобы полностью использовать потенциал повышения урожайности корневищ C. maxima x C. moschata и решить проблему несовместимости корневища с подвоем у некоторых сортов дыни, была протестирована двойная прививка на энергичное корневище с промежуточным привоем дыни, которая дала положительные результаты в повышении поглощения питательных веществ и урожайности плодов (San Bautista et al., 2011).

Качество плодов и взаимодействие корневища и подвоя

Несмотря на многогранные преимущества привитых дынь, некоторые прививочные комбинации выявили ухудшение качества плодов (Guan et al., 2015; King et al., 2010), что может быть довольно сложным для изучения из-за разнообразия генотипов привоев дынь и сложности характеристик качества плодов. Дыни делятся на 16 групп в рамках двух подвидов (Burger et al., 2010). Сладкие дыни относятся к группам makuwa, cantalupensis, reticulatus и inodorus (Guan et al., 2013). Дыни группы makuwa относятся к подвиду agrestis, который, как полагают, происходит из южной и восточной Азии. Кроме группы makuwa, другие группы сладких дынь относятся к подвиду melo. Они связаны с формами, происходящими из Африки, западной и центральной Азии (Burger et al., 2010), такими как мускмелоны (канталупы) в группе reticulatus, дыни Charentais в группе cantalupensis и медовые дыни в группе inodorus. Дыни из групп reticulatus и cantalupensis ароматные. Во время созревания у них появляются зоны абсцедирования, которые обычно используются в качестве индекса урожая (Шелли и Лестер, 2004). Дыни Inodorus имеют менее ароматный вкус, и они не соскальзывают с лоз во время созревания (Lester and Shellie, 2004).

Большинство культивируемых дынь имеют высокое содержание сахара (Burger et al., 2010). В целом, органические кислоты не играют существенной роли в определении качества плодов дыни. Поэтому вкус и аромат дыни в первую очередь определяется содержанием сахара и ароматом для дынь групп cantalupensis и reticulatus. У дынь с оранжевой мякотью плоды также богаты минеральными питательными веществами, особенно калием, витамином С и бета-каротином (Lester, 1997).

Нежелательная совместимость прививок может привести к снижению качества плодов. Это наиболее заметно, когда в качестве подвоя используется ландрас или генетически далекий вид. Например, сорт ‘Thraki’, привитый на сорт тыквы ‘Kolokitha’, ухудшил вкус плодов. Прививочная комбинация показала высокую изменчивость приживаемости, что может быть показателем плохой совместимости прививок (Koutsika- Sotiriou и Traka-Mavrona, 2002). C. metulifer был перспективным корнесобственным материалом, так как он показал устойчивость к корневым нематодам и фузариозному увяданию. Прививка дыни галия ‘Арава’ на C. metulier снизила упругость мякоти плода и общее содержание растворимых твердых веществ (SSC). Меньший диаметр стебля C. metulifer по сравнению с привоем может означать потенциально неполное соединение прививок между этими двумя видами (Guan et al., 2015).

Перспективы применения

Интегрированное использование прививок в производстве дыни будет существенно различаться в зависимости от страны, региона и сельскохозяйственной деятельности. По сути, экономическая целесообразность использования привитых растений находится в центре долгосрочной оценки устойчивости технологии прививки и производственной системы. В настоящее время исследовательский интерес к прививке овощей в США растет, однако высокая стоимость использования привитых растений остается основной проблемой для более широкого внедрения прививки среди овощеводов с большими производственными площадями. При постоянных усилиях по совершенствованию технологии прививки в первую очередь необходимо учитывать экономический анализ. В случае с прививкой дыни, дальнейшее совершенствование техники прививки и автоматизации может помочь повысить эффективность прививки и снизить стоимость пересадки. Между тем, необходимо провести дополнительные исследования для оптимизации методов управления (например, удобрения и орошения) при выращивании привитых дынь, чтобы максимально использовать преимущества корнесобственных подвоев и их способность противостоять стрессам окружающей среды. Развитие корневых подвоев для борьбы с болезнями по-прежнему будет важным направлением будущих программ по селекции корневых подвоев. Как отмечают Кинг и др. (2010), новые корневища дыни должны обладать устойчивостью к болезням увядания, корневой и стеблевой гнили. Новые подвои должны обладать не только широким диапазоном совместимости с прививками, но и не оказывать негативного влияния на качество плодов. Взаимодействие подвоя и привоя, особенно в отношении их влияния на рост и развитие растений, является интригующей областью исследований в области прививки дыни. Понимание связи между привоем и подвоем и сигнализации на физиологическом, биохимическом и молекулярном уровнях заложит прочную основу для более эффективного и целенаправленного отбора подвоев, способствующего долгосрочной устойчивости привитого производства дыни.

Агротехника возделывания

Общие рекомендации по агротехнике возделывания дыни аналогичны рекомендациям для всех бахчевых культур.

Дыню не следует выращивать на одной и той же почве из года в год из-за проблем с фузариозом и нематодами. 

Подготовка почвы должна обеспечивать рыхлую и ровную почву.

Удобрение

Потребность в удобрениях зависит от урожайности и состояния питательных веществ в почве. Вынос питательных веществ при урожае 20 т/га плодов составляет N 60-120 кг, P 9-18 кг, K 100-120 кг, Ca 70-100 кг и Mg 10-30 кг.

Дыня лучше всего растет на почвах с высоким содержанием органического вещества. Под дыню при глубокой зяблевой обработке почвы вносят 15-30 т/га навоза. Более высокие дозы могут приводить к задержке созревания пло­дов и ухудшению их качества.

Дозы удобрений зависят от питательности почвы, климата и выращиваемого сорта. Анализ почвы перед посадкой должен проводиться не менее чем за 6 месяцев до посадки, так как это является основой для планирования программы удобрений. Эта культура также чувствительна к низкой доступности Mg и микроэлементов Fe, Mo и B. Почву следует анализировать на электропроводность (EC), pH и содержание микроэлементов Na, P, K, Ca, Mg, Zn, S, B и Mo. Дыни достаточно чувствительны к соли, демонстрируя снижение урожая на 50% в диапазоне EC 4-6 (мСм/см при 25 °C).

Вместо осеннего внесения навоза весной перед посевом можно вносить хорошо разложившийся навоз КРС в количестве 20-25 т/га в борозды или ямы, сделанные для посева, и тщательно перемешивают. К нему добавляется половина дозы азота (75-100 кг/га) и по полной дозе P2O5 (60-80 кг/га) и K2O (40-50 кг/га). Оставшийся азот делится на две равные части и вносится во время начала роста плетей и через 10-15 дней или однократно, когда стебли достигнут длины 20-30 см.

Внекорневые опрыскивания бором 25 ppm вместе с мочевиной 1% 2-3 раза, начиная со стадии 2-4 настоящих листьев до начала цветения, увеличивают количество женских цветков и урожайность. Полные дозы удобрений следует вносить до завязывания плодов. Следует избегать чрезмерного внесения азота, так как это приводит к увеличению количества мужских цветков, что отрицательно сказывается на урожайности. При внесении удобрений необходимо следить за тем, чтобы не повредить корни и обеспечить достаточную влажность почвы. Орошение следует проводить сразу после внесения удобрений, чтобы они продвигались к корням.

Полное удобрение следует вносить перед посевом или посадкой,  Дыня особенно чувствительна к дефициту Ca, который вызывает стекловидность или водянистость плодов. Она также чувствительна к дефициту молибдена, возникающему на ферралитных почвах. Дыня очень чувствительна к ряду гербицидов, включая атразин, и даже может быть повреждена остатками гербицидов на предшествующих культурах.

Посев

Оптимальный срок посева семян дыни — при установлении температуры почвы на глубине 10 см 12-14 °С. Всходы при этом появляются через 8-9 дней.

Дыню можно высевать непосредственно в поле или выращивать через рассаду в полибэгах/лотках, которую затем в 4-недельном возрасте пересаживают в поле, стараясь не повреждать корней.

Перед посевом семена должны быть обработаны каптаном или тирамом из расчета 2 г/кг семян. Семена следует замачивать в воде на ночь и держать во влажных мешках в течение 2-3 дней в теплом месте для начала прорастания. Поверхность почвы на момент посева должна быть гладкой, рыхлой, рыхлой, без комков.

Обычно высевают 2-3 пророщенных семени на лунку на глубину 2-2,5 (4) см. После посева семена должны быть покрыты тонким слоем хорошо разложившегося мелкокомковатого навоза со скотного двора (FYM). Во время посева почва должна иметь достаточно влаги для лучшего прорастания, поэтому почву следует поливать за 2 дня до посева семян.

Важные методы посева дыни:

  1. Метод неглубокой ямки или плоской грядки: выкапываются неглубокие ямы размером 45 x 45 x 45 см и оставляются открытыми на 3 недели до посева для частичной соляризации почвы. Каждая яма заполняется смесью почвы и 4-5 кг FYM или компоста, 30-40 г мочевины, 40-50 г однократного суперфосфата и 80-100 г муриата калия. После заполнения ямы делают круглые лунки и высевают по 2-3 семени в каждую на глубину 2-2,5 см и покрывают мелкокомковатой почвой, FYM или компостом.
  2. Метод глубокой ямы или траншеи: метод глубокой ямы широко практикуется для выращивания дыни в руслах рек. При этом методе выкапывают круглые ямы диаметром 60-75 см и глубиной 1,5 м на рекомендуемом расстоянии или делают траншеи шириной около 60 см на расстоянии около 2,5 м по склону до глубины глинистого слоя. Эти ямы или траншеи заполняются смесью из верхнего слоя почвы, хорошо разложившегося FYM и рекомендованного NPK. Пророщенные семена высевают в траншеи на расстоянии 60-90 см друг от друга.
  3. Посев семян на грядах: при этом методе вручную или механически готовят каналы шириной 50-60 см, сохраняя расстояние между двумя каналами 2,0-2,5 м в зависимости от сорта. Семена высеваются на обоих склонах канала с расстоянием между ними около 60-90 см. Как правило, весной-летом высевают два-три проросших семени на лунку и поддерживают достаточную влажность во время появления всходов. Плетям дают возможность распространиться в промежутках между каналами.

Обычно расстояние между растениями в ряду выбирают 50-60 см и 120-200 см между рядами, что дает плотность 8 000-16 000 растений/га. В отечественной практике рекомендуются схемы посева 2,5 х 0,8-1,0 м или 2,1 х 0,8-1,2 м. Глубина посева семян — 4-6 см.

Норма высева — 2-4 кг/га. Вес 1000 семян составляет (8) 25-35 г. По другим рекомендациям, оптимальная норма высева семян составляет 2,0-2,5 кг/га, однако для посева гибридов достаточно одной трети нормы высева. Также, 1,5-2 кг/га при прямом посеве и 0,5 кг/га при рассадном способе. 

Мульчирование

Мульчирование является хорошо зарекомендовавшей себя практикой при выращивании дыни. В субтропических районах черные, прозрачные или окрашенные в серебряный цвет полиэтиленовые пленки обычно используются не только для борьбы с сорняками, но и для повышения или понижения температуры почвы. В тропиках распространенными мульчирующими материалами являются рисовая солома или трава и все чаще пластиковая пленка.

Уход за посевами

Прореживание растений следует проводить через 10-15 дней после посева, оставляя только два здоровых сеянца на лунку.

На ранней стадии роста можно провести два или три рыхления, чтобы сдержать сорняки и сохранить влагу в почве. Первую прополку следует проводить через 30 дней после посева, а последующие — с интервалом в один месяц, после чего следует мотыжение и окучивание. Следует избегать глубокого мотыжения, так как это может привести к разрушению многих тонких корней у поверхности почвы.

Применение гербицидов, таких как флуклоралин или трифлуралин (0,75-1,5 кг/га) в почву перед посевом за две недели до посева и внесение бутахлора (1 кг/га) в послевсходовый период после первой прополки оказалось лучше в борьбе с сорняками. Мульчирование также оказалось эффективным для борьбы с сорняками. Мульчирование поверхности грядки рисовой соломой или листьями сахарного тростника не только сохраняет влагу в почве, предотвращает вымывание питательных веществ и улучшает аэрацию почвы, но и контролирует сорняки и обеспечивает опору для усиков. Эффективно бороться с сорняками можно также с помощью биоразлагаемой пластиковой мульчи. Мульчирование ультрафиолетовой пластиковой мульчей серебристого цвета отталкивает трипсов и тлю, тем самым снижая распространенность вирусных заболеваний.

Чрезмерный рост лозы из-за высокого азотного питания в сочетании с высокой температурой и высокой влажностью почвы способствует образованию тычиночных цветков на плетях, что приводит к низкому набору плодов и низкой урожайности. Лучший способ контролировать рост плетей в разумных пределах — регулировать дозы азотных удобрений и частоту полива.

Обрезка

Удаление вторичных плетей в зависимости от сорта до 3-7 узла, повышает урожайность плодов (Мангал и Пандита, 1979) по сравнению с необрезанным контролем.

В тепличных условиях растения дыни выращивают вертикально таким образом, чтобы главный стебель растения мог подняться к шпалерам на уровне 1,5 м, с помощью полиэтиленового шпагата. Боковые ветви обрезаются до высоты 45-60 см над поверхностью грядки, а затем они обрезаются только после того, как оставлены одна или две плодовые почки (женские цветки), которые будут плодоносить.

Полив

Обычно используется бороздковый или капельный полив, поскольку растения имеют высокую потребность в воде до тех пор, пока плоды не достигнут зрелости. Дыня менее зависима от ежедневного полива, чем огурец или тыква. В сухой сезон можно поливать по 1 л воды на посадочную яму. В Судане укоренившуюся культуру змеиной дыни поливают каждые 10-12 дней в жаркий сезон дождей (март-октябрь) и каждые 14-18 дней в прохладный сезон.

Для получения высокого урожая орошение следует проводить на критических этапах, а именно: в период развития лозы, до цветения, цветения и развития плодов. Когда появляется женский цветок, рекомендуется прекратить подачу воды, чтобы улучшить завязывание плодов. Когда плоды начинают развиваться, необходимо проводить орошение для получения плодов хорошего размера. Во время созревания избыток влаги в почве снижает содержание сахара и отрицательно влияет на развитие вкуса. Поэтому во время созревания плодов полив следует полностью прекратить. Полив по бороздам требует большего количества поливной воды, которая также часто смачивает лозы или вегетативные части и способствует возникновению болезней. Среди систем орошения капельное орошение является наиболее эффективным методом для выращивания дыни. С успехом могут быть использованы одиночные боковые линии (размером 12-16 мм) с капельницами in-line или on-line производительностью 2-4 л/ч. Культуры, высеянные в руслах рек, не нуждаются в поливе, если только почва не слишком сухая.

Посевы следует орошать на следующих трех этапах:

  • Посев до появления всходов: Перед посевом/пересадкой орошайте обычной водой на глубину не менее 1 м до уровня поля. Поддерживайте почвенный профиль на уровне нормы полива до появления всходов или сильного роста корней из модуля рассады.
  • Появление всходов до первого плодоношения: До появления плодов растения следует поливать более обильно и с меньшей частотой. Позвольте растениям получить небольшой стресс, чтобы вызвать рост глубоких корней. Когда в полдень на поле появятся участки со стрессовыми растениями, поливайте их.
  • От первого завязывания плодов до сбора урожая: Во время укрупнения плодов полив должен быть частым и легким. За 7-10 дней до сбора урожая полив следует сократить или прекратить.

Внесезенное выращивание

В соответствующих климатических регионах дыня может выращиваться вне сезона. Это вид овощного форсирования, при котором дыня высевается в декабре-январе под пластиковыми низкими туннелями для получения раннего урожая. Низкие тоннели устанавливаются над рядами посеянной дыня или высаженной рассады. Эти туннели весьма рентабельны для производителей регионах, где ночная температура в зимний период опускается ниже 8 °C в течение 30-40 дней. Низкие туннели дают преимущество в получении урожая на 30-40 дней раньше по сравнению с обычным сезоном выращивания и, в конечном итоге, высокие цены на продукцию.

Сеянцы выращивают в теплице в пластиковых лотках с размером ячеек 4-5 см в беспочвенной среде в течение декабря-января. Рассаду можно выращивать даже в полиэтиленовых пакетах в очень простых и недорогих защищенных конструкциях. Примерно 30-32-дневные сеянцы на стадии четырех настоящих листьев пересаживаются с земляным комком в открытый грунт в январе и накрываются пластиковыми низкими туннелями. Когда рассада пересаживается в конце февраля, нет необходимости накрывать ее пластиковыми низкими туннелями. Пересадку следует проводить в вечерние часы с последующим поливом. Прямой посев семян под пластиковыми низкими туннелями также можно проводить с середины декабря до середины января.

Пересадка или посев производится рядами на рекомендуемом расстоянии с использованием капельной системы орошения. Гибкие обручи закрепляются на расстоянии 2,0-2,5 м. Ширина двух концов обруча составляет 1 м, высота 60-70 см над уровнем земли для покрытия пленкой рядов или грядок для создания низких тоннелей. Для изготовления низких туннелей обычно используется прозрачный биоразлагаемый пластик толщиной 30 мкм, который отражает инфракрасное излучение для поддержания температуры в низких туннелях выше, чем снаружи. Отверстия размером 3-4 см делаются на восточной стороне тоннелей чуть ниже верха на расстоянии 2,5-3,0 м, когда температура в тоннелях повышается в пиковое дневное время. Эти отверстия также способствуют опылению урожая прилетающими пчелами. Укрытие полностью удаляется с растений в феврале-марте, в зависимости от преобладающей ночной температуры в регионе.

Уборка урожая

Плоды дыни обычно созревают в зависимости от сорта и метеоусловий примерно через 90-110 дней. Стадия, на которой собирают плоды, также влияет на качество плодов, поэтому их следует собирать вовремя. О стадии зрелости обычно судят по изменению внешнего цвета плодов, размягчению кожуры, развитию слоя абсцедирования, то есть когда плодоножка начинает отделяться от плода и сильному запаху. Если оставить плоды надолго, плодоножка естественным образом отделится от плода, что называется «полным отрывом». Фрукты на этой стадии следует использовать в течение 36-48 часов, так как они быстро портятся.

Плоды группы inodorus не образуют слоя абсцедирования, и на зрелость указывает изменение цвета, например, с зеленого на желтый. Нежные, незрелые, бледно-зеленые плоды змеиной дыни собирают начиная с 45-60 дня от посева. Собранные плоды длиной около 20 см, диаметром 3 см, весом 90-100 г. Если плоды оставляют на семена, их собирают, когда они полностью созреют.

Уборку дыни проводят в 2-3 приема по мере созревания.

Для лучшего качества дыни следует собирать на стадии «полуслип», когда плодоножка частично отделена от плода. Преждевременный сбор дыни снижает качество урожая, так как содержание сахара не увеличивается после уборки. Вкус дыни может улучшиться после сбора урожая, но это происходит из-за размягчения мякоти.

Дыня — это климактерический фрукт, который дозревает после уборки. Поэтому ее можно убирать до полного созревания, чтобы он попал к потребителю в полностью созревшем состоянии. 

Хранение

Для хранение пригодны неповрежденные плоды.

Плоды дыни для хранения должны быть охлаждены до 10-15 °C сразу после сбора, чтобы замедлить созревание. Хранение в течение 10-15 дней при температуре 3-4°C (90% относительной влажности) возможно, но более низкие температуры могут привести к повреждению от охлаждения. По другим рекомендациям, температура хранения дыни составляет 0-2 °С и максимальной влажности воздуха 75-85%.

Дыня «Honeydew» и другие зимние дыни могут храниться при температуре 10-15°C более длительное время, некоторые сорта до 90 дней. Сильно сетчатые плоды дыни (например, средиземноморская «Галия» и американская «Вестерн Шиппер») относительно устойчивы к обработке и транспортировке.

Плоды змеиной дыни упаковывают в пластиковые или джутовые мешки для транспортировки на близлежащие городские рынки. Их обрабатывают так же, как и плоды огурца (Rubatzky and Yamaguchi 1997; Simsek and Comlekcioglu 2013).

Персидские дыни (Группа Inodorus)

Персидские дыни, также называемые одесскими, причисляются к разновидности C. melo var. inodorus.

Персидские дыни являются одним из наиболее важных видов бахчевых культур в Иране с широким разнообразием сортов. Благодаря своей высокой экономической и пищевой ценности, они выращиваются в большинстве районов выращивания бахчевых культур в Иране и некоторых близлежащих странах. Считается, что одомашнивание дыни началось в Иране. Исторические записи и археологические находки показывают, что местом происхождения дынь являются Египет и Иран (Robinson and Decker-Walters, 1997). Персидские дыни обладают значительной устойчивостью к засухе и засолению и нуждаются в длинном теплом вегетационном периоде (Javanmardi, 1998). Лучшие условия для выращивания персидских дынь находятся в центральной пустыне Ирана, где редко можно выращивать другие растения. Фермеры в этих районах выращивают персидские дыни на протяжении веков. Поскольку персидские дыни являются эндемиком Ирана, опубликованная на международном уровне литература по их исследованию встречается редко, и большая часть информации является местной или основана на многовековом опыте фермеров.

Ботаническое описание

Согласно классификации Наудина 1882 года для дынь, подробно описанной Робинсоном и Декер-Уолтерсом (1997), большинство персидских дынь не соответствуют критериям, описанным для Cucumis melo var. inodorous (Javanmardi, 2010). Определение группы inodorous или зимних дынь заключается в том, что плоды обычно крупнее, созревают позже и хранятся дольше, чем плоды группы cantalupensis. Также они имеют гладкую или морщинистую поверхность кожуры, но не сетчатую, обычно белую или зеленую мякоть и не имеют мускусного запаха, откуда и происходит их название inodorus. Плоды не отделяются от цветоноса при созревании, растения обычно андромоноэцичны (Robinson and Decker-Walters, 1997; Pitrat, 2008). К группе reticulatus относятся плоды от круглой до овальной формы, с типичной сетчатой кожицей, с ребрами или без них. Мякоть обычно оранжевая, ароматная и сладкая (Pitrat, 2008). На самом деле персидские дыни не гладкие, а имеют сетчатую кожуру с ребрами или без них. Цвет кожуры может быть белым, желтым, серым, темно-зеленым и даже черным, однородным или с пятнами. Это круглые, овальные или продолговатые плоды с мускусным запахом. Мякоть обычно от белого до кремового, светло-зеленого или оранжевого цвета. Плоды большинства сортов не отделяются от цветоноса при созревании (Javanmardi, 2010). Согласно определению культигруппы (группы сортов), данному Pitrat (2008), персидские дыни могут быть определены как культигруппа в рамках вышеупомянутых ботанических групп.

Перекрестное опыление между различными сортами персидских дынь может происходить свободно. Поэтому существует большое разнообразие сортов промежуточных типов. Каждый сорт был адаптирован к местным условиям окружающей среды. Они отбираются на местах, культивируются и называются поколениями в соответствии с типом и качеством плодов, устойчивостью к стрессам окружающей среды, вредителям и болезням, а также простотой выращивания. Следует отметить уменьшение числа культурных групп (таких как «Doody Sabz» и «Ghandi Zard») и увеличение количества сортов (таких как «Susky Sabz» и «Susky Zard») в некоторых культурных группах. Некоторые из распространенных в Иране сортов: Abatar, Abbas Shuri, Akbar Abadi, Alam Gargar, Atashin, Bahar Hamedan, Bakharman, Balkhi, Ebrahimkhani, Eivanaki, Garmsari, Ghalamghash, Gorgab, Haj-Mashallahi, Jabbari, Jafar abadi, Jafari, Jarju, Kadkhoda Hosseini, Khaghani или Shakhteh Mashad, Kharcheh Zanjan, Khatuni, Majidi, Marand, Mashhadi, Mohajeran Hamedan, Mohamad Abadi, Rostagh, Sabuni, Shafi Abadi, Shah abadi, Shahsavari, Shirazi, Shomal, Suski Sabz, Susky Zard, Tashkandi, Tokhm Mohamad, Zarand Saveh, Zarcheh Esfahan, Zard Garmsari или Aliabadi, Zard Jalal, и Zard Tabriz. Возможно, что некоторые похожие сорта известны под разными названиями в разных регионах (Javanmardi, 2010).

Описание некоторых сортов

  • Abbas Shuri: Сильнорослый, позднеспелый (120-150 дней), подходит для полузасушливых жарких и сухих и полузасушливых условий, плоды овальной формы (20-45 см в длину, 12-25 см в ширину), зеленая сероватая кожура с мелкой сеткой, упругие и пригодные для транспортировки и хранения, белая зеленоватая мякоть с 10%-15% сахара. Этот сорт широко культивировался в Гармсаре, Варамине, Эйванаки, Тегеране и на северо-западе центральной пустыни Ирана. До появления сортов Суски Сабз и Суски Зард этот сорт лучше всего подходил для сухого земледелия.
  • Khaghani Mashad: Сильнорослый, полуранний урожай (90-130 дней), цилиндрические плоды, зеленая желтоватая тонкая кожура, сетчатая с глубокими гладкими ребрами, мякоть от зеленой до оранжевой, 10%-15% сахара, крупные плоды (40-45 см в длину и 15-18 см в ширину) со средним весом 3,5-4 кг. Это наиболее культивируемый сорт на северо-востоке Ирана, который распространен в других частях Ирана.
  • Zard Karaj: среднеспелый (100-120 дней), овальные плоды (20-30 см L, 17-25 см W), 1,5-2 кг, кожура темно-желтая сетчатая, зеленая беловатая твердая мякоть, 8%-12% сахара.
  • Tashkandi (Dar Gazi): Сильнорослое растение, полуранний урожай (90-100 дней), цилиндрические плоды (20-40 см д, 12-17 см ш), средний вес 4-5 кг, при созревании полностью слипшиеся, кремовые до желтоватых с коричневыми полосами на кожуре, белая и мягкая мякоть с 10%-14% сахара, низкая транспортабельность и хранимость.
  • Jabbari: Сильнорослый, среднеспелый (100-110 дней), плоды овальные, сетчатые с 8-9 ребрами, кожура желто-серая, сахар 11%-14,5%, подходит для полузасушливых регионов и засоленных почв.
  • Khatuni: Сильнорослый, скороспелый (90-100 дней), несколько плодов на растении, овальные плоды, сетчатые с 6-8 желтыми ребрами, желто-зеленоватая кожура, 11%-14,5% сахара, подходит для полузасушливых регионов и засоленных почв (Каши, 2000).

Условия выращивания

Персидские дыни требуют длительного вегетационного периода (90-180 дней) в зависимости от сорта и климатических условий. Они предпочитают солнечный свет и жаркие и сухие климатические условия, чтобы иметь лучшее качество (сахар и вкус). Хотя растение хорошо растет в теплых и влажных регионах, болезни листьев особенно серьезны, а плоды не развиваются до наилучшего качества. В Иране большая часть этой культуры выращивается в засушливых и полузасушливых регионах при орошении, однако в некоторых районах она выращивается в сухом земледелии.

Почвы

Дыни выращивают на многих классах почв — от песков и супесей до иловатых суглинков и глинистых суглинков. Там, где важна скороспелость или короткий вегетационный период, песчаный суглинок считается превосходным. На самом деле, этот класс почвы практически идеален в большинстве регионов выращивания. Любая рыхлая, хорошо дренированная почва является удовлетворительной, если другие условия благоприятны для выращивания дыни. В любой почве органический материал и водоудерживающая способность важны для производства. Для сухого земледелия высокая водоудерживающая способность и структура почвы определяют успех в производстве.

Дыни растут на нейтральных или щелочных почвах, но при выращивании на кислых почвах цветки могут опадать. Почва должна быть хорошо подготовлена, как и для других возделываемых культур. В некоторых районах землю под посадку готовят на грядах или грядках, чтобы обеспечить хороший поверхностный дренаж. Там, где культура выращивается при орошении, землю подготавливают в соответствии с практикой орошения.
Подготовка земли начинается с осени со вспашки на глубину 30 см, чтобы улучшить поглощение осадков, снизить инокуляцию болезней и дать время для перегнивания остатков предыдущих культур. Это важно, особенно если используются тяжелые почвы. В это время рекомендуется внесение навоза и химических фосфорных и калийных удобрений (на основе анализа почвы). Удобрения разбрасываются перед формированием грядок или вносятся в грядки между рядками семян и поливной бороздой, или добавляются в поливную воду. Перед посадкой весной проводится дискование и выравнивание поверхности.

На большинстве орошаемых участков почва формируется в борозды (глубиной 50 см) и гряды (шириной 2-4 м) в зависимости от типа почвы, количества доступной воды и жизнеспособности сорта. Приподнятые грядки улучшают дренаж, изменяют температуру и увеличивают глубину зоны корнеобразования. Это также помогает растениям противостоять корневой, корончатой, стеблевой, листовой и плодовой гнили, вызываемой фитофторой. До того, как лазерное выравнивание земли получило широкое распространение в сельском хозяйстве, фермеры ставили небольшие барьеры (называемые «патех») вдоль борозд через каждые несколько метров, в зависимости от наклона земли и длины борозды, чтобы поднять уровень воды во время полива. Это удерживает воду в бороздах на более длительное время и улучшает инфильтрацию воды в почву боковых гряд, где растут корни растений. Высота патеха определяется таким образом, чтобы вода не переливалась через гребень. Сверху патех обычно покрывают пластиком для предотвращения эрозии.

Первый полив проводится перед посевом семян, чтобы определить окончательный уровень водной отметки и отрегулировать высоту патехов (если это необходимо). В настоящее время время время полива продлевается до тех пор, пока вода не дойдет до места посева семян (Рисунок).

Установка патеха в борозду.
Установка патеха в борозду.

Подготовка земли для сухого земледелия персидских дынь отличается. Обычно в конце зимы выбирается тяжелая глубокая почва с высокой водоудерживающей способностью, и после создания больших бассейнов она обильно орошается. После того как почва достигнет вместимости поля, ее вспахивают, дисковали и тщательно выравнивают. Выравнивание помогает снизить потери воды из-за испарения. Удобрение химикатами не является обычным, так как земля должна быть уже плодородной. Выбор подходящего сорта, адаптированного к сухому земледелию, правильная дата посева семян и методы, снижающие потерю воды во время роста, являются первоначальной необходимостью. В настоящее время, благодаря возможности использования подземных вод для орошения, применяется метод полусухого земледелия с дополнительным орошением на стадии завязывания плодов и их последующего роста. Этот метод очень полезен для увеличения размера плодов и общего урожая, однако содержание сахара и вкус плодов снижаются (Каши, 2000).

Посадка

Растения персидской дыни очень нежные, и семена не прорастают при температуре ниже 15 °C; поэтому посадку в поле следует отложить до тех пор, пока не минует опасность похолодания или заморозков и почва не станет теплой. В центральных районах Ирана неотапливаемые пластиковые туннели стали популярны для коммерческого производства персидских дынь с целью стимулирования ранних сроков созревания. Полиэтиленовый пластик обычно подвешивается с помощью проволочных обручей (через каждые 1,5 м) над грядами, закрывая ряды семян с обеих сторон. Покрытие закрепляется почвой, чтобы удержать его на месте. Туннели повышают температуру в течение дня, защищают молодые растения от ветра и исключают появление вредных насекомых и болезней, передаваемых насекомыми, если они есть, поскольку в это время в поле еще холодно и насекомые не начали свою деятельность. Такое укрытие обеспечивает лишь незначительную защиту от заморозков. В любом случае, укрытия должны быть сняты, как только женские цветки раскроются, иначе цветки не смогут опылиться (Рисунок).

Пленочные укрытия в бороздах
Пленочные укрытия в бороздах

Значительная часть товарной культуры выращивается прямым посевом в поле методом холмистого посева на плоскости, на грядах или на приподнятых грядках. Выбор системы обычно следует местным обычаям, которые сложились в соответствии с используемыми системами орошения и дренажными характеристиками почвы. Хотя использование пересадки не является обычным из-за восприимчивости рассады к шоку при пересадке, можно использовать 3-4-недельную рассаду, если только она была выращена в штекерной системе (Javanmardi, 2009).

Семена перед посадкой обычно замачивают на несколько дней при температуре 20°C-25°C до появления на семенах верхушки радикулы. Традиционно в каждую лунку вручную высевают несколько семян, чтобы помочь им пробиться сквозь почву (Postchi, 1965). Холмики, на которые высеваются семена, обычно находятся на расстоянии 10 см от отметки воды на грядах, чтобы предотвратить отсыревание рассады.

Расстояние между растениями зависит от жизнеспособности сорта, а также от системы орошения. Семена высевают рядами с расстоянием 50-75 см при орошаемом земледелии и 100 см при сухом земледелии. Расстояние между рядами обычно составляет от 1,25 до 2 м. При таком расстоянии между рядами требуется 3-4 кг/га семян. Растения тщательно прореживают до одного-двух, когда они имеют два-три листа и хорошо укоренились. Оставшиеся растения не следует беспокоить во время прореживания. При использовании тоннелей для междурядий для прореживания лишних всходов используется небольшой острый нож с длинной ручкой. Это делается путем прокалывания пластикового покрытия без разрыва (Рисунок).

Срезание лишних всходов с помощью ножа с длинной ручкой с внешней стороны пластикового туннеля.
Срезание лишних всходов с помощью ножа с длинной ручкой с внешней стороны пластикового туннеля.

При использовании пластиковых туннелей необходимо следить за тем, чтобы не повредить растения в теплые солнечные дни. Под пластиком может накапливаться избыточное тепло, и высокая температура может повредить растения, если не обеспечить вентиляцию. Для этого фермеры прорезают пластик по бокам туннеля. Некоторые фермеры просто открывают торцевые стороны туннеля в теплые дни. После того как минует опасность холодной погоды, в течение месяца покрытие постепенно срывают. После этого пластиковые туннели собирают. В это время растения поворачивают к вершине гребней и закрепляют сухой почвой, чтобы предотвратить скручивание ветром и падение в борозды. При этом необходимо следить за тем, чтобы не сломать стебель.

Полив

Хотя персидские дыни приспособлены к сухому и жаркому климату и нуждаются в меньшем количестве воды по сравнению с другими бахчевыми культурами, им требуется большое количество воды из-за высоких температур в течение длительного вегетационного периода.

Ферма орошается сразу после посева. Второй полив откладывается до тех пор, пока рассада не покажет временное увядание. Это помогает рассаде развить корни глубже и более распределенные в подпочве, чем на поверхности почвы, и повысить устойчивость к засухе и суровым условиям. Ранее традиционные фермеры использовали 14-дневный интервал между поливами. Они также намеренно пропускали еще один полив, как правило, после обрезки растений и/или рано сформировавшихся цветков-плодов, чтобы вызвать завязывание плодов. Во время роста плодов и перед сбором урожая интервал между поливами сокращается до 6-8 дней. Избыток воды во время созревания плодов снижает сладость и срок хранения.

Обрезка

Обрезка растений, цветов, боковых ветвей и плодов является важной практикой при выращивании персидской дыни. Обрезка растений проводится после того, как сеянцы достигнут стадии пяти-шести листьев, когда первые боковые ветви достигают длины 5 см. Она заключается в удалении апикальной меристемы главного стебля с сохранением двух боковых ветвей. Эти ветви будут формировать окончательную структуру растения. Основная причина такой обрезки заключается в том, что главный стебель несет мужские цветки и задерживает развитие боковых ветвей, которые несут мужские и женские цветки. При методе сухого земледелия две боковые ветви расходятся в противоположных направлениях, чтобы покрыть землю, уменьшая испарение воды и рост сорняков. При традиционном земледелии две боковые ветви направлены над грядой.

Чем больше растение разветвляется, тем больше женских цветков образуется. Но не каждый цветок дает желанный плод, так как между молодыми плодами существует сильная конкуренция. Поэтому обрезка боковых ветвей и ранних цветков-плодов (местное название «Тараш») проводится, когда боковые ветви вырастают не менее 50 см в длину. Затем удаляют вторичные боковые ветви, все мужские и женские цветки, а также плоды, которые существуют до шестого и после восьмого листа. Плоды на шестом-восьмом листьях сохраняются и составляют конечный урожай. Окончательное количество плодов на растении зависит от его жизнеспособности. Обычно на каждом растении сохраняется два плода. Плоды перед шестым листом и плоды на дистальных концах ветвей у большинства персидских дынь обычно меньше, чем плоды в средней части ветви. На неповрежденных растениях образуются боковые ветви и плоды. Все плоды, особенно те, которые появились раньше, будут мелкими. Фактически, Тараш синхронизирует вегетативное и репродуктивное развитие растений для получения крупных и качественных плодов. Это более важно для сортов с крупными плодами, чем для сортов с мелкими плодами. Тараш для сортов с мелкими плодами не является необходимым (Каши, 2000).

Обрезка цветков — еще одна культурная практика для персидских дынь, которая заключается в выборе, сохранении одного или двух здоровых, свободных от вредителей плодов и удалении всех остальных цветков и плодов. Между тем, существовала местная практика (до широкого использования химических пестицидов) для защиты выбранных плодов от дынной плодовой мухи (Myiopardalis pardalina). Плоды длиной около 2 см заворачивали в лист того же растения и закапывали под землю. Альтернативный метод в небольших хозяйствах заключался в том, что плоды смачивали слюной и засыпали почвой. По мере роста дыни, повторять укрытие почвой до тех пор, пока кожура не станет толще, что не позволит дынной мухе проникнуть яйцекладом в плод и отложить яйца (Amiri-Ardakani and Emadi, 2006).

Переворачивание плодов

Плоды на растении развиваются не одинаково быстро. Во время роста и развития плодов тщательно следят за их ростом, здоровьем, дефектами, инфекциями и т.д. Поворот плодов во время роста производится для того, чтобы предотвратить неравномерную окраску кожуры плода или почвенные инфекции на части плода, соприкасающейся с землей. Тем временем удаляются ненужные боковые ветви, плоды, цветы и сорняки.

Сбор урожая

Персидские дыни следует оставлять на лозе до полного созревания, высокого качества и наибольшего содержания сахара, но они все еще твердые. Если она останется на лозе, сахар не увеличится, но ее мякоть станет мягкой и потеряет свою нежность. Плоды на одном и том же растении созревают не одновременно.

Происходят определенные изменения, которые можно использовать в качестве индекса, но их следует соотносить с внутренним состоянием, включая текстуру, вкус и сладость. По мере приближения плодов к зрелости сетка становится полностью округлой, а ее цвет тускнеет. У незрелых плодов сетчатая оболочка сплюснута и имеет небольшую складку вдоль верхушки. По мере созревания вокруг цветоноса у основания плода появляются небольшие трещины. Цветоносный конец плода в этот момент становится мягким, а его аромат усиливается. У персидских дынь, за исключением некоторых сортов, таких как Ташканди, при созревании не развивается слой абсцедирования, называемый «полным скольжением». Содержание сахара (растворимых сухих веществ) в соке съедобной части является одним из наиболее важных факторов, который определяется с помощью рефрактометра (Javanmardi, 2010). После сбора урожая плоды сортируются по размеру, форме, цвету и общему виду.

Транспортироваие и хранение

Персидские дыни перевозятся на местные и отдаленные рынки обычно на грузовиках. При погрузке в грузовики вокруг плодов обычно кладут немного пшеничной соломы. Это предотвращает ушибы плодов и сохраняет их сухими. Персидские дыни обычно не хранятся, за исключением поздних сортов, которые обычно потребляются в середине зимы. Их можно хранить при температуре 7-10 °C и относительной влажности 85%-90% (Javanmardi, 2010).

Производство семян

Различные группы дынь в составе C. melo совместимы между собой. Они опыляются насекомыми; поэтому минимальное расстояние изоляции для коммерческого производства гибридных семян должно составлять 1000 м, хотя некоторые органы, регулирующие семеноводство, указывают расстояние только в 500 м (Raymond, 2009). Гетерозис не имеет большого значения, когда родители принадлежат к одной культигруппе; однако он четко прослеживается в гибридах F1 между двумя различными родительскими линиями (Pitrat, 2008).

Условия для производства высококачественных семян дыни обычно такие же, как и для производства высококачественных плодов. Хотя наиболее важными критериями отбора для бахчеводов являются размер плодов и качество плодов, включая содержание сахара, аромат, текстуру мякоти и цвет (Javanmardi, 2010), отбор для производства семян осуществляется в ходе производственных процессов, начинающихся до цветения (вегетативный габитус, признаки листвы и неразвитых плодов), после цветения (тип и морфология плодов), во время плодоношения (тип плодов, морфология и внешние признаки) и в период сбора урожая (тип плодов, морфология, внешние признаки, факторы качества плодов) (Raymond, 2009).

В Иране семена дыни обычно извлекают вручную. Полностью созревшие дыни разрезают пополам, а семена с плацентами соскабливают в контейнер. Смесь оставляют на несколько дней для ферментации в воде перед промывкой. Хорошие семена опускаются на дно емкости, а плаценты и пустые семена плавают. Затем семена промывают в проточной воде. Некоторые мелкие производители не соблюдают процесс ферментации. Они промывают смесь в ситах подходящего размера, чтобы извлечь семена. Затем семена обычно сушат на солнце. Хранение сухих семян в темноте при температуре 5 °C и низкой влажности обеспечит их жизнеспособность в течение 10 лет и более.
Помимо использования семян для посадки на следующий год, некоторые семена употребляют в пищу в виде жареных орехов (Javanmardi, 2010), поскольку они богаты липидами и белками, представляющими собой большое количество энергии (Pitrat, 2008).

Раскалывающаяся дыня (Группа Momordica)

Разновидность дыни — раскалывающаяся дыня — родом из Индии. Ее интенсивно выращивали в XIX веке в северной Индии (Duthie, 1905), где она широко известна под названием «phut», что означает «раскалывать/расщеплять». Недозрелые плоды варят или маринуют; зрелые плоды с низким содержанием сахара едят сырыми (Pandit et al., 2005). Спелые плоды обычно раскалываются.

Раскалывающуюся дыню выращивают в небольших масштабах на севере Индии, в основном в Раджастане, Пенджабе, Харьяне, Уттар-Прадеше и Бихаре (Dhillon et al., 2009). Иногда ее выращивают в качестве промежуточной культуры с сорго, кукурузой и хлопком.

Плоды этого растения нежные в молодом возрасте и употребляются в пищу в сыром или вареном виде. Они издают мускатный аромат и употребляются в качестве десерта. Они богаты минералами и витаминами и полезны для снижения уровня сахара в крови. Семена богаты маслом с ореховым привкусом, но их очень трудно использовать из-за маленького размера и волокнистой оболочки. Сообщалось, что местные сорта дыни являются хорошим источником устойчивости к болезням и насекомым (Dhillon et al., 2007).

Хотя раскалывающаяся дыня родом из Индии и также имеет различные важные применения, ее выращивают на очень ограниченных площадях. Основной причиной низкого производства и продуктивности по сравнению с другими овощными культурами является недостаток знаний и использование неопознанных местных сортов/ландрасов с низкими и непостоянными характеристиками. Авторы обнаружили большое количество вариаций в отношении сроков созревания, количества, веса, цвета, формы, размера, вкуса, сладости и устойчивости к болезням у культур, выращенных на их экспериментальной ферме, что открывает широкие возможности для улучшения этой культуры путем применения знаний генетики и селекции растений.

Медицинское применение

Цветы раскалывающейся дыни являются отхаркивающим и слабительным средством. Плоды — желудочное средство. Семена обладают противозудным, пищеварительным, жаропонижающим и глистогонным действием. Целые семена вместе с семенной оболочкой измельчают в мелкую муку, делают эмульсию с водой и употребляют как противоглистное средство. Корень является мочегонным и слабительным средством. Плоды можно использовать в качестве охлаждающего, легкого очищающего или увлажняющего средства для кожи. Они также используются в качестве средства первой помощи при ожогах и ссадинах.

Экология и фенология

Раскалывающаяся дыня требует богатой, хорошо дренированной, влагоемкой почвы и хорошо растет в теплых, солнечных условиях. Будучи морозоустойчивым однолетним растением, она иногда культивируется, особенно в теплом климате, ради съедобных плодов. Плоды имеют желтую гладкую кожуру, пушистую бледно-белую или оранжевую мякоть мучнистого цвета и кисловатый вкус с низким содержанием сахара. При полном созревании плоды трескаются и распадаются.

Полуспелые плоды, которые приобретают желтый цвет, собирают для употребления в пищу в качестве салата. Плоды имеют очень низкое качество хранения и не могут храниться более 2-3 дней после сбора. Плоды потребляются на месте или на близлежащих рынках. Спелые плоды используются для приготовления десерта. Сырые семена богаты маслом с ореховым привкусом, но очень неудобны в использовании из-за своего маленького размера и волокнистой оболочки. Семена содержат масло от 12,5 до 39,1%.

Ботаника

Раскалывающаяся дыня (Cucumis melo var. momordica) — однолетнее растение, вырастающее до 1,5 м.

Растения имеют неглубокую, стержневую корневую систему и мягкий, деревянистый стебель.

Листья простые или несколько пальчато-лопастные, расположены поочередно.

Цветки одиночные. Тычиночные и пестичные цветки образуются на разных узлах (однополые). Тычиночные цветки расположены гроздьями, а пестичные обычно одиночные. Чашечка и венчик тычиночных и пестичных цветков пятилопастные. Цветет с июля по сентябрь, а семена созревают с августа по октябрь. Цветы опыляются насекомыми, растение самобесплодно.

Плоды — настоящий сорт пепо.

Методы селекции и улучшения

Методы селекции для улучшения раскалывающейся дыни такие же, как и для других тыквенных культур, которые опыляются перекрестно, но без депрессии инбридинга, как в самоопыляемых культурах. К широко практикуемым методам селекции относятся отбор по чистой линии, массовый отбор, рекуррентный отбор, метод родословной, беккросс и гетерозисная селекция. Отбор по чистой линии или отбор отдельных растений с инбридингом, применяемый в самоопыляемых культурах, также применим к арбузу, особенно для отбора гетерогенных местных сортов. Улучшенные сорта поддерживаются путем массового отбора. Процедуры массового отбора и повторяющегося отбора эффективны для улучшения популяций и создания инбредных сортов для использования в гетерозисной селекции. Педигри-отбор при сегрегации потомства после гибридизации подходит для получения генотипов, имеющих комбинации желаемых признаков от родителей. Метод беккросса может применяться в селекции арбуза для передачи желаемых генов, особенно устойчивости к болезням, от родителей-доноров.

Классическим примером является создание устойчивых к мучнистой росе линий PMR-45 в мускатной дыни и других в США, включающих гены устойчивости от индийских сортов. Сладость плодов зависит как от генетических, так и от экологических факторов. Поэтому сладость плодов на рынке часто ненадежна из-за естественного перекрестного опыления, происходящего в сладких сортах, выращиваемых фермером. Анализ группировок на основе случайной амплифицированной полиморфной ДНК (RAPD) показал, что индийский арбуз богат генетической вариабельностью, и для получения дополнительных сортов бахчевых по всей Индии следует использовать подход, основанный на регионах и субрегионах. Сравнительный анализ генетической изменчивости и ряда ранее охарактеризованных эталонных образцов дыни из Испании, Израиля, Кореи, Японии, Мальдив, Ирака, Пакистана и Индии с использованием SSRs показал, что зародышевая плазма дыни из Индии содержит высокую степень уникальной генетической изменчивости, которую необходимо сохранить для расширения генетической базы зародышевой плазмы дыни, доступной научному сообществу (Staub et al., 2004; Dhillon et al., 2007). Некоторые улучшенные сорта были выведены в Индии путем отбора из местных сортов, например, следующие:

  • AHS-10: Плоды можно собирать через 65-70 дней после посева; плоды продолговатые, среднего размера (900 г), мякоть беловато-розовая, сладкая на вкус, с 4,5-5,0% TSS. Этот сорт плодоносит 4,0-4,5 плодов на лозу, давая урожай 225-230 ц/га в засушливых условиях.
  • AHS-82: Сбор плодов начинается через 67-70 дней после посева; каждая лоза приносит 4,5-5,0 плодов, давая урожай 245-250 ц/га. Мякоть светло-розовая, сладкая на вкус, с содержанием TSS 4,3%-4,9%.

Технология производства

Эта культура выращивается на широком диапазоне почв. Легкая, супесчаная почва с хорошим содержанием органических веществ идеально подходит для выращивания арбуза. Обычно семена высевают с июня по июль, но в штатах Раджастхан и Бихар на севере Индии посев семян производится с января по март. Семена высевают в холмики или ямки в ряд. Расстояние между рядами составляет 1,5-2,0 м, а холмики в рядах находятся на расстоянии 75-100 см друг от друга. На каждый холмик высевают около 2-3 семян. На 1 га требуется около 2-3 кг семян. Культуру, выращиваемую в сезон дождей, не поливают, если нет длительной засухи. Легкое мотыжение и прополка проводятся на ранних стадиях роста лозы. Плоды собирают на стадии полуспелости. При полном созревании плоды лопаются и не пригодны для продажи на рынке. Средняя урожайность арбуза составляет около 15-20 тонн/га и около 6-8 тонн/га при выращивании в качестве промежуточной культуры.

Устойчивость к стрессу

Было установлено, что зародышевая плазма дыни является очень хорошим источником устойчивости к болезням и насекомым. Калифорнийские селекционеры дынь приехали в Индию в феврале 1929 года, и коллекция дынь, устойчивых к мучнистой росе (Podosphaera xanthii (Castagne) Braun et Shishkoff и Golovinomyces cichoracearum (DC) V.P. Heluta), обозначенная PI 79376, происходящая из региона Катхиавар в Гуджарате, Индия, была представлена им Д.Н. Мехтой, вторым экономическим ботаником, Нагпур, Центральные провинции, Индия (Swarup, 2000). Современные сорта раскалывающейся дыни, устойчивые к расе 2 Podosphaera xanthii и к Golovinomyces cichoracearum, обязаны своим происхождением этому генетическому фонду.

Другой сорт, PI 124111, собранный в Калькутте, Индия, в 1937 году, известен своей устойчивостью к мучнистой росе (Harwood and Markarian, 1968) и ложной мучнистой росе (Pseudoperonospora cubensis [Berk et Curtis] Rostovzev) (Thomas et al., 1988). Впоследствии индийские сорта PI 124112, PI 134192 и PI 414723 проявили устойчивость к различным заболеваниям, таким как фузариозное увядание (Fusarium oxysporum), мучнистая роса, вирус желтой мозаики кабачков (ZYMV), вирус кольцевой пятнистости папайи (PRSV), вирус желтой мозаики огурцов, переносимый тлей (CABYV), и одно насекомое-вредитель Aphis gossypii Glover (Dhiman et al., 1997; Pitrat et al., 2000). Этим воспользовались селекционеры дынь в развитых странах. Недавно было сообщено, что PI 124111F (производные F7 линии арбуза PI 124111), который первоначально был признан устойчивым к пяти патотипам Pseudoperonospora cubensis, оказался устойчивым к вновь открытому патотипу 6 в Израиле (Cohen et al., 2003). В Индии, во время скрининга в естественных эпифитотийных условиях, Мор (2002) наблюдал пять генотипов индийского арбуза, а именно 55-1, 55-2, 77, 113 и 114, устойчивых к мучнистой росе..

Специализированная японская дыня

Севооборот с азотфиксирующими бобовыми культурами является полезным инструментом сельскохозяйственной практики, помогающим растениям японской дыни справляться с кислотным стрессом почвы и дефицитом азота во влажных тропических климатических зонах. Введение японской дыни в качестве нового специализированного сорта в сочетании с адаптацией улучшенного управления севооборотом может быть полезным для прибыльного производства дыни зимой во влажных тропических районах. Полученные результаты имеют значение для улучшения управления культивацией для прибыльного производства этой высокоценной, новой специализированной культуры японской дыни.

Ботаника

В растениеводстве, как правило, высокие температуры и кислотность почвы, перенасыщение водой и затопление являются одними из наиболее важных абиотических факторов стресса, с которыми сталкиваются растения (Simpson and Daft, 1990; Kocsy et al., 2004; Li et al., 2006b, 2007b; Johnson et al., 2010). Стресс растений определяется как внешний фактор, оказывающий неблагоприятное воздействие на растение (Mittler, 2006; Laughlin and Abella, 2007; Li, 2009). Растения проявляют ту или иную степень стресса при воздействии неблагоприятных условий окружающей среды, и эти стрессы могут в совокупности влиять на усвоение питательных веществ растениями и продуктивность культур (Taiz and Zeiger, 2006; Li et al., 2010, 2014a). По оценкам, из-за абиотического стресса ежегодно теряется до 82% потенциального урожая сельскохозяйственных культур (Taiz and Zeiger, 2006).

Влажный тропический климат характеризуется избытком осадков и высокими температурами. В пределах тропиков существуют различные зоны растительности, классифицируемые по наличию воды для роста растений (Peel et al., 2012; Li et al., 2014b). На тропическом острове Хайнань, на юге Китая, климат влажный, тропический муссонный с жарким летом и теплой зимой. Годовая температура составляет в среднем 23,8 °C, а годовое количество осадков — 2430 мм. Градусо-дни для выращивания растений достигают 6200°C. Зимние температуры на этом тропическом острове высокие (18°C ± 6 °C ежедневно), а месячное количество осадков по-прежнему велико (102 ± 23 мм) для выращивания мелких фруктов и овощей (Li, 2015). Высокие температуры могут вызвать интенсивный нагрев поверхности почвы, что может травмировать растения (Li et al., 2008, 2010), а избыток осадков может привести к водонасыщению и затоплению, в результате чего почва теряет питательные вещества (например, NO3) в результате выщелачивания и стока (Li et al., 2003; Taiz and Zeiger, 2006). Кроме того, избыток осадков может усугубить проблему кислотности почвы (Yoo and James, 2003; Li, 2009).

Ионы железа (Fe) и активные ионы H+ являются доминирующими элементами во влажных районах (Kidd and Proctor, 2001; Li et al., 2007a). На рисовых почвах, где выращивают японские дыни во влажной кислой среде острова Хайнань, почвы на глубине залегания корней (0,20 см) кислые (pH 5,51-5,70) и бедные органическим веществом (10,4-11,4 г/кг). Концентрация нитратов особенно низкая и изменчивая (2,04-2,77 мг/кг). Большинство питательных веществ в почве, включая Fe, P, K, Mn, Cu и Zn на трех участках бахчевых полей значительно различаются. Кислотность почвы и дефицит нитратов должны быть вызваны ионами H+, поступающими с большим количеством осадков, которые также вызывают потерю нитратов в результате выщелачивания.

Также был обнаружен избыток Fe в почве (279,2-370,3 мг/кг) на полях японской дыни. Железо является необходимым микроэлементом для роста растений, но избыток Fe, содержащийся в клетках, может быть токсичным для растений (Larbi et al., 2006). Высокие концентрации Fe в почве были связаны с увяданием цитрусовых деревьев в субтропических садах Флориды с влажной кислой средой (Li et al., 2007a) и снижением урожайности фасоли на Хайнане с влажной тропической средой (Li, 2015). Напротив, концентрация Mn в почве низкая по сравнению с уровнями Mn, показанными Эламином и Вилкоксом (2013). Различия в концентрациях Fe и Mn в почве могут быть обусловлены их связью с кислотностью почвы.

Как новые специализированные плодовые культуры, японские дыни, выращиваемые на кислых почвах во влажном тропическом климате, сталкиваются с некоторыми проблемами роста и производства, которые включают плохую всхожесть, раннее повреждение растений, низкую урожайность и неравномерное качество. Эти проблемы связаны с периодической жарой и наводнениями. Поскольку растения дыни восприимчивы к жаре и обильным осадкам, часто наблюдается общее отсутствие энергичного роста растений, что очевидно с момента пересадки, когда зима сменяется жарким, дождливым и паводковым временем. Повреждения могут быстро проявиться на вполне здоровых растениях с начала апреля по конец мая после нескольких дней сильной жары или проливных дождей. Дынные растения могут разрушаться с отмиранием старых листьев, когда растения несут груз плодов. Поскольку уровень Mn в почве низкий, признаки Mn-токсичности не видны на листьях дыни, что отличается от того, что показано в работе Elamin и Wilcox (2013).

Проблемы кислотности почвы и слишком большого содержания ионов Fe в почве можно решить известкованием, чтобы повысить уровень pH почвы и одновременно снизить концентрацию Fe в почве. Известковые материалы относительно менее дороги. Известкование было распространенной сельскохозяйственной практикой для повышения pH почвы и поддержания урожайности культур, связанных с кислотностью почвы (Li et al., 2007b; Elamin and Wilcox, 2013). Хотя органические вещества могут быть использованы для уплотнения почвы, чтобы уменьшить потери питательных веществ NO3 ионов в результате выщелачивания и стока во влажных районах (Li и др., 2004; Kong и др., 2011), химические азотные удобрения также могут применяться для удовлетворения потребностей сельскохозяйственных культур в азоте (Li и др., 2003, 2006a), однако химические азотные удобрения являются дорогостоящими и невозобновляемыми ресурсами. В связи с ростом цен на химические удобрения, связанным с энергетическим кризисом последних лет, дальнейшее использование дорогостоящих химических азотных удобрений не является устойчивым.

Значение севооборота

Снижение доступности азота и низкий уровень органического вещества в почве, являющиеся одними из наиболее важных неблагоприятных стрессовых факторов для растений, таких как высокие температуры, кислотность почвы, перенасыщение водой и наводнения, могут повлиять на физиологическое развитие растений и продуктивность культур (Li et al., 2004, 2006a, 2008, 2011; Kong et al., 2011). Азот является наиболее необходимым первичным макроэлементом для роста растений (Li et al., 2003, 2013; Lea and Azevedo, 2006; Swarbreck et al., 2011; Bloom et al., 2012). Азотное питание — один из ключевых процессов, определяющих развитие сельскохозяйственных культур, который оказывает заметное влияние на продуктивность и качественные компоненты урожая (Hirel et al., 2007; Foyer et al., 2011; Li et al., 2013). Усвоение азота растениями является фундаментальным биологическим процессом, и азот определяет синтез аминокислот и, следовательно, белков и витаминов в растениях (Gastal and Lemaire, 2002; Nestby et al., 2005; Reich et al., 2006; Bloom et al., 2012).

Азот содержится во всех частях растений в значительных количествах, а питательные вещества азота поглощаются в больших количествах, составляя 2%-5% от сухого вещества тканей растений (Li et al., 2003; Taiz and Zeiger, 2006; Dordas, 2012). Во влажных районах эффективность использования азота сельскохозяйственными культурами связана с содержанием воды в почве, доступностью азота и физиологическими аспектами растений (Li et al., 2003, 2013; Hirel et al., 2007). Энергичность растений связана с эффективностью использования воды и питательных веществ (Lawlor and Tezara, 2009; Li and Lascano, 2011). Стресс растений японской дыни от недостатка азота проявился в снижении фотосинтеза листьев, уменьшении удержания макроэлементов NPK в листьях растений и потере урожая (Hong Li).

Севооборот — это инструмент сельскохозяйственной практики, помогающий японским бахчевым культурам справиться с кислотным стрессом почвы, перенасыщением водой, дефицитом азота и избытком Fe в тропических районах острова Хайнань. Это сельскохозяйственная практика выращивания различных видов культур на одних и тех же участках в последовательные сезоны (Андерсон, 2010). Севооборот может улучшить условия почвенной среды, способствуя поглощению растениями макроэлементов, что помогает повысить способность растений справляться с ограниченным поступлением питательных веществ (Li et al., 2014a). Севооборот используется как одна из наиболее эффективных мер для повышения эффективности использования питательных веществ растениями и продуктивности культур (Six et al., 2006; Li et al., 2014a). Эта сельскохозяйственная практика также использовалась для обеспечения здоровья почвы путем балансирования питательных веществ в почве и предотвращения болезней и вредителей с помощью концепции севооборота, то есть различные культуры имеют различные потребности в питательных веществах, а культуры из разных ботанических семейств, как правило, избегают одних и тех же проблем с вредителями и болезнями (Stanger and Lauer, 2008; Murugan and Kumar, 2013). Корни и верхние части предыдущих культур могут вносить питательные вещества и органическое вещество в почву после их обработки (Anderson, 2010; Kong et al., 2011).

Для управления выращиванием японских дынь во влажной кислой среде в экспериментальных опытах использовалась практика севооборота: овощные бобы ярда (V. unguiculata subsp. sesquipedalis), а затем короткосезонная мелкоплодная культура, японская дыня (C. melo L.). Дворовые бобы, энергично вьющиеся однолетние лианы, являются настоящими бобовыми. Растения фасоли могут взаимодействовать с почвенными ризобиальными бактериями, образуя корневые узелки для фиксации азота из атмосферы. Потребность в азоте для культур фасоли ярд-лонг формируется из почвенного азота и симбиотически фиксированного атмосферного азота (Li, 2015). Возвращение в почву богатых азотом узлов, корней и растительных остатков фасоли ярд-лонг может обеспечить 25-34 кг азота на гектар для последующей культуры японской дыни (Hong Li).

Содержание азота в листьях японской дыни увеличилось с 2,2% до 2,9% на основе сухого вещества, а урожайность дыни повысилась с 29 до 38 мг/га, что было связано с увеличением биомассы всего растения фасоли (Hong Li, неопубликованные данные). Этот результат может означать, что остатки бобовых культур предыдущего урожая могут быть полезны для японских дынь. pH почвы также увеличился на 0,3 единицы, вероятно, потому что ионы H+ почвы использовались в процессе N-фиксации растениями фасоли. При выращивании других мелкоплодных культур сообщалось, что различные виды севооборота могут помочь растению земляники справиться с ограниченными запасами основного макроэлемента NPK (Li et al., 2013, 2014a).

Практика севооборота является одной из наиболее полезных мер для обеспечения успешного производства бахчевых культур. Тем не менее, длительный севооборот может потребовать создания более здоровых почв из-за времени, необходимого корням и верхним остаткам предыдущих культур для устранения проблемы кислотности почвы и баланса макро- и микроэлементов в почве во влажных и жарких районах. Было бы полезно понять, как севооборот и другие методы ведения сельского хозяйства (например, внесение органических добавок, график посадки) могут помочь этой новой специализированной культуре справиться со стрессом окружающей среды (например, высокотемпературное излучение, перенасыщение водой и токсические эффекты от избыточной концентрации Fe) путем улучшения почвенных условий или времени посадки для поддержания или даже повышения урожайности дыни.

Абиотические стрессы

Стресс от засухи

Бахчевые культуры особенно чувствительны к засухе. Плоды обычно содержат 85-90% воды и могут пострадать в условиях засухи. Дыня часто производит много листьев большого размера и может пропускать большое количество воды в жаркие летние дни. Сильный стресс от засухи влияет на развитие плодов, что приводит к появлению нетоварной продукции. Плоды становятся мягкими и морщинистыми и не успевают набрать нужный размер. Потеря листьев во время засухи также приводит к солнечным ожогам плодов.

Следует избегать дефицита влаги на критических стадиях роста культуры: на стадиях развития плетей, до начала цветения, цветения и развития плодов. Также рекомендуется защищать культуру от жарких ветров в летний период.

Дефицит магния

Дефицит магния чаще возникает на песчаных почвах с низким pH, особенно в засушливые годы. Песчаные почвы часто имеют низкую емкость катионного обмена и могут не содержать достаточного количества магния. Симптомы дефицита чаще наблюдаются у дыни, чем у других бахчевых. Симптомы сначала проявляются в виде пожелтения между жилками листьев (межжилковый хлороз), начиная с самых старых листьев и медленно распространяясь на новый рост. Пожелтевшие ткани могут стать коричневыми, отмирать и выпадать, придавая листу вид прострела. Дефицит магния обычно проявляется в периоды быстрого роста, когда плоды увеличиваются.

Следует поддерживать pH почвы на уровне 6,5. Потенциальные источники магния перед посадкой включают оксид магния и доломитовую известь. При необходимости можно вносить сульфат магния через систему капельного орошения. Также рекомендуется ограничивать обильное применение удобрений, содержащих конкурирующие катионы (K+, Ca2+, NH42+). Внекорневые опрыскивания обычно неэффективны для устранения значительных недостатков.

Токсичность марганца

Симптомы включают водянистые участки на нижней стороне листьев и желтые или бронзовые пятна на верхней поверхности листьев. Хотя марганец является важным микроэлементом для растений, его высокое содержание может привести к симптомам токсичности у тыквенных культур. Токсичность марганца обычно является результатом низкого pH почвы, что позволяет марганцу поступать в растения в токсичных количествах.

Следует контролировать рН почвы перед посевом и при значении ниже 6,0 осенью проводить известкование и мульчирование почвы.

Дефицит молибдена

Дыня страдает дефицитом молибдена при выращивании на темных тяжелых почвах с pH ниже 6,0. Обильное внесение аммиачной селитры при капельном орошении может снизить pH в корневой зоне растений и способствовать токсичности марганца или дефициту молибдена. Дефицит молибдена обычно проявляется в листьях кроны, когда растения развивают плети. Листья становятся бледно-зелеными или слегка хлоротичными между жилками. По мере развития симптомов края листьев становятся некротическими, и рост растений прекращается.

Следует поддерживать pH почвы в пределах от 6,0 до 6,5; внекорневая обработка молибдатом натрия снижает симптомы и обеспечивает нормальный рост.

Дефицит азота

Недостаток азота обычно проявляется в виде пожелтения старых листьев. Азот является наиболее распространенным питательным веществом в растении и часто самым лимитирующим питательным веществом для роста растений. Хотя тыквенные культуры не являются особенно требовательными к азоту, они могут испытывать дефицит азота в периоды быстрого роста или плодоношения.

Следует вносить 1/3-1/2 от общей потребности в азоте до формирования грядок, оставшуюся часть — в течение всего сезона, если культура выращивается при капельном орошении и пластиковой мульче. Если капельное орошение и черный пластик не используются, оставшийся азот можно внести ленточно в одну или две прикорневые подкормки до образования плодов.

Верхушечная гниль

Обычно верхушечная гниль проявляется в виде общей гнили на месте прикрепления цветка развивающегося плода. Верхушечная гниль обычно является результатом недостаточного или неравномерного полива, высокой влажности или других факторов, которые замедляют движение воды через растение. Поскольку кальций поступает в растение с потоком транспирации (воды), медленное движение воды часто может привести к временному дефициту кальция, что приводит к верхушечной гнили.

Для предотвращения развития следует контролировать полив и достаточное содержание кальция в почве. Не используйте высокие уровни аммиачных удобрений, которые могут усугубить эту проблему. Избегайте травмирования корней.

Плохое опыление

Будучи перекрестноопыляемой культурой, дыня требует опыления для получения плодов. Для обеспечения нормального развития плодов часто требуется несколько посещений опылителей в день раскрытия цветка. При плохом опылении многие плоды выглядят неправильной формы и маленькими. Очень высокие и низкие температуры также могут влиять на жизнеспособность пыльцы, что приводит к плохому опылению. Если используется слишком много азота (что приводит к чрезмерному вегетативному росту) или растения были неправильно размещены, пчелам может быть трудно найти цветки.

Рекомендуется обеспечить посевы дополнительными опылителями, чтобы гарантировать хорошее плодоношение и высокую урожайность. Разместите один или два улья на гектар при нормальных условиях на поле, когда 5-10% растений имеют открытые цветки. Ульи следует размещать группами по периферии поля, с дополнительными ульями внутри больших полей. Не следует распылять инсектициды в утренние часы, когда цветы открыты и насекомые активно опыляют растения.

Повреждения ветром и пыльными бурями

Сильные ветры часто вызывают повреждение стеблей и высыхание растений, особенно на той части стебля, которая обращена к господствующим ветрам. Сильные ветры иссушают листья, вызывая их отмирание от краев к центру. Могут пострадать целые поля, что приведет к значительным потерям.

Рекомендуется создавать ветрозащитные полосы вдоль полей и по возможности избегайте пересадки при сильном ветре.

Болезни

Основная страница: Болезни тыквенных культур

Дыню могут поражать несколько болезней. Гуммозное поражение стеблей (Didymella bryoniae) вызывает рак стеблей и плодоножек, плодовую гниль и увядание растений. Борьба с болезнями в целом осуществляется путем использования семян, свободных от болезней, обеззараживания семян, севооборота, опрыскивания фунгицидами и особенно посадки устойчивых сортов.

Мучнистая роса (Erysiphe cichoracearum и Podosphaera fuliginea). На листьях и зеленом стебле появляются мелкие белые или грязно-серые пятна. Позже эти пятна становятся мучнистыми и разрастаются в пятна. При сильном заражении плоды также могут быть покрыты мучнистой массой. Влажная погода благоприятна для распространения этого заболевания.

Для предотвращения болезни следует использовать устойчивые сорта и опрыскивание культуры Каратаном в концентрации 0,1% 2-3 раза с интервалом 10-15 дней сразу после появления болезни.

Ложная мучнистая роса (Pseudoperonospora cubensis). На верхней поверхности листьев появляются угловатые пятна желтого цвета, часто ограниченные жилками, на нижней поверхности появляются пурпурные разрастания. Пораженные листья быстро погибают.

Для борьбы проводят обработку семян горячей водой перед посевом (55 °C в течение 15 минут). Последующее профилактическое опрыскивание Дитаном М-45 в концентрации 0,2% с интервалом в 15 дней.

Антракноз. (Colletotrichum orbiculare). На пораженных листьях образуются красновато-коричневые пятна, которые становятся угловатыми или круглыми, когда многие пятна разрушаются. Это приводит к сморщиванию листьев, которые впоследствии отмирают.

Контроль: обработка семян препаратами Агросан GN или Бавистин в концентрации 2 г/кг семян. Опрыскивание посевов Дитаном М-45 в концентрации 0,2%, Бавистином в концентрации 0,1% или оксихлоридом меди в концентрации 0,2%, при необходимости повторить с интервалом 7-10 дней.

Плодовая гниль (Pythium aphanidermatum и Pythium butleri). Водянистые поражения опоясывают стебель, позже распространяясь вверх и вниз. Происходит загнивание пораженных тканей, и даже взрослые растения разрушаются. Грибок вызывает гниение плодов, имеющих прямой контакт с почвой.

Борьба: следует избегать полива водой и выращивайте культуру на капельной системе. Обработайте семена Тирамом или Бавистином в дозе 2 г/кг семян. Вносите триходерму в количестве 5 кг/га в почву перед посевом. Опрыскайте посевы Бавистином в концентрации 0,1% или оксихлоридом меди в концентрации 0,2%, при необходимости повторите опрыскивание.

Фузариозное увядание (Fusarium oxysporum f.sp. niveum). Грибок переносится семенами, а также является постоянным обитателем почвы. Поражение рассады высоко при температуре 20-30 °C. Развитию вилта также благоприятствует температура около 27 °C. При температуре ниже 15 °C и выше 35°C заражения не происходит. Растения подвержены атаке на всех стадиях роста. Прорастающие семена также могут загнивать в почве. Пораженные растения желтеют и увядают, а позже все растение погибает. Это заболевание вызывает отсыревание рассады. Маленькие листья теряют свой зеленый цвет и вянут.

Контроль: обработка семян горячей водой (55 °C) в течение 15 минут, чтобы убить инфекцию, передающуюся через семена. Перед посевом обработайте семена каптаном, тирамом или бавистином в концентрации 2 г/кг семян. Протравите почву вокруг корней каптаном или бавистином в 0,2% растворе.

Вирус мозаики. На молодых листьях появляются небольшие зеленовато-желтые участки, которые становятся более прозрачными, чем на остальных частях листа. На листьях и плодах появляется желтая крапчатость. Происходит деформация листьев и отставание в росте зараженных растений. Вирус передается через сап, семена и тлю.

Борьба: использование семян, собранных с растений, свободных от вируса. Удаление зараженных растений с поля при первых признаках болезни. Уничтожение сорняков-резерваторов. Применение Имидаклоприда 17,8 SL (0,5-0,6 мл/л воды), для борьбы с переносчиками.

Наиболее частым вирусом в тропических условиях является передаваемый тлей вирус кольцевой пятнистости папайи (PRSV-W, бывший WMV-1), к которому имеется хорошая устойчивость. Вирус огуречной мозаики (CMV), вирус арбузной мозаики (WMV-2) и вирус желтой мозаики кабачков (ZYMV), передаваемые тлей, особенно Aphis gossypii, поражают дыню и преобладают в субтропических условиях; существуют различные источники устойчивости к этим трем вирусам, а также к переносчику. Другие вирусные заболевания дыни — вирус некротической пятнистости мускмелона (MNSV), передаваемый почвенным грибом Olpidium sp., вирус мозаики зеленой крапчатости огурца (CGMMV), передаваемый почвой и семенами, и вирус курчавости свеклы (BCTV), передаваемый кузнечиками.

Вредители

Основная страница: Вредители тыквенных культур

Красный тыквенный жук (Aulacophora foveicollis). Как личинки, так и взрослые особи нападают на урожай на стадии рассады и проделывают отверстия в зачатках листьев. При сильном нападении урожай полностью уничтожается.

Борьба: опрыскивание посевов Спиносадом 45 SC (0,5-0,7 мл/л воды) или Диметоатом 30 EC (1,5-2 мл/л воды) или Малатионом 50 EC (1,5-2 мл/л воды).

Тля (Aphis gossypii или Myzus persicae). Как нимфы, так и взрослые особи этого крошечного насекомого высасывают клеточный сок из нежных листьев, снижая жизнеспособность растений. В результате листья скручиваются и в конечном итоге вянут. Тля выделяет медовую росу, на которой развивается черная сажистая плесень, препятствующая фотосинтезу. Кроме того, эти тли являются переносчиками многих вирусов. Сильное поражение приходится на март-апрель.

Борьба: распыление экстракта ядра семян Нима (5%), масло Нима (2%) или отвар табака (0,05%). Опрыскивание культуры препаратом Имидаклоприд 17,8 SL в концентрации 0,5-0,6 мл/л воды и при необходимости повторение опрыскивания через 15 дней.

Плодовая муха (Bactrocera cucurbitae). Повреждения наносятся личинками мухи. Взрослая муха прокалывает нежные плоды и откладывает яйца под кожицу плода (эпидермальный слой). Личинки питаются внутри плодов и делают их непригодными для употребления. Жаркая и влажная погода наиболее подходит для ее нападения.

Борьба: установка феромонных ловушек на поле (8 ловушек/га). Применить приманочный спрей, содержащий Malathion 50 EC (0,05%) и ягерин (10%), смешанный в 20 л воды. Распылить Спиносад 45 SC (0,5-0,7 мл/л воды) или Диметоат 30 EC (1,5-2 мл/л воды) или Малатион 50 EC (1,5-2 мл/л воды).

Клещи (Polyphagotarsonemus latus). Как нимфы, так и взрослые особи высасывают сок из молодых листьев и растущих верхушек. Характерными симптомами являются скручивание вниз и сморщивание листьев, придающее им форму перевернутой лодки, замедление роста и удлинение черешка.

Борьба: опрыскивание культуры препаратом Пропаргит, смешанным с 2-3 мл/л воды.

Корневые нематоды (Meloidogyne spp.) могут стать серьезной проблемой при выращивании дынь без надлежащего севооборота; борьба с ними может осуществляться путем соляризации почвы или с помощью фумигантов широкого спектра действия, но последние являются дорогостоящими и опасными для окружающей среды.

Фермеры обычно борются с этими вредителями с помощью инсектицидов. Однако неизбирательное использование инсектицидов только усугубляет проблему вредителей, уничтожая полезных насекомых-паразитов (Nonaka and Ezura 2015).

Генетика и селекция

Высокая урожайность и равномерная форма и размер плодов являются предпосылками для превосходных сортов и гибридов дыни. Ранняя и прочная сетчатая кожица с маленькой или незначительной семенной полостью, мягкий, мускатный вкус и привлекательный внешний цвет являются важными признаками. Будучи десертным фруктом, следует учитывать параметры качества, особенно общее количество растворимых сухих веществ (TSSs), толщину мякоти с хорошей консистенцией, текстуру и цвет. Содержание сахара должно варьироваться от 11% до 13%, но не менее 10%. Сорта и гибриды должны быть устойчивы к болезням (мучнистая роса, пуховая роса, вирус мозаики) и насекомым-вредителям (красный тыквенный жук, плодовая муха).

Генетическая архитектура и характер наследования признаков являются важными факторами для определения наиболее подходящих селекционных процедур, применимых к любой культуре.

Большая часть работ по улучшению сортов дыни основана на массовом и линейном отборе в популяциях с открытым опылением. Однако в настоящее время они быстро уступают место гибридным сортам F1, особенно в Европе, США, Японии и Тайване. Выведение чистых линий у дыни не составляет труда, так как после многократного самоопыления практически отсутствует депрессия инбридинга. С другой стороны, в гибридах между инбредными линиями также мало гибридной силы. Однако основными преимуществами гибридов F1 являются однородность растений и плодов и рекомбинация благоприятных характеристик различных видов дыни в одном генотипе: качество плодов (округлая форма, хороший вкус, высокое содержание сахара, маленькая семенная полость), длительный срок хранения, адаптация к более влажному климату, и особенно устойчивость к болезням и вредителям.

Большинство сортов имеют как мужские, так и обоеполые цветки на одном и том же растении, и для производства гибридных семян F1 требуется эмаскуляция бисексуальных цветков с последующим ручным опылением. Моноэцильные типы растений позволили бы производить гибридные семена с пчелиным опылением, так как женская родительская линия может быть временно побуждена к производству женских цветков только с помощью опрыскивания этрелом. Однако переход к моноэцильным гибридам F1 замедляется тем, что моноэцильность у дыни связана с удлиненной формой и большим размером плодов, в то время как для канталупы и мускмелона целью являются круглые и компактные плоды. Однако в настоящее время все чаще встречаются моноэцильные гибриды F1.

Основными целями селекции змеиной дыни являются устойчивость к болезням и насекомым и улучшение качества плодов. Селекция на устойчивость является первоочередной задачей, поскольку плоды часто употребляются в свежем виде, что делает опасным использование химикатов, особенно там, где не соблюдаются ограничения. Селекция на качество направлена на получение сортов со стройными и нежными плодами для потребления в свежем виде в зеленых салатах.

В ходе недавнего исследования по оценке гермплазмы дыни, собранной в Судане, было обнаружено несколько сортов змеиной дыни, включая растения, устойчивые к некоторым видам фузариозного увядания и S. fuliginea. Скрещивание с обычной дыней происходит легко и спонтанно. Устойчивость к фузариозному увяданию была также обнаружена у некоторых сортов из группы тибиш и диких популяций C. melo, известной в Судане под названием «хумаид». Устойчивость к некоторым вирусным заболеваниям, особенно к ZYMV, также была обнаружена у некоторых сортов «хумаида» (Ezura et al. 2002; Garcia-Mas et al. 2012; Pitrat 2013).

Генетическое разнообразие

Генетическое разнообразие C. melo достаточно хорошо сохранилось в коллекциях зародышевой плазмы. Наиболее обширные коллекции хранятся в США (Северо-Центральная региональная станция интродукции растений, Эймс, штат ИА), Российской Федерации (Всероссийский научно-исследовательский институт растениеводства имени Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург, Россия) и Китае (Институт ресурсов зародышевой плазмы сельскохозяйственных культур [CAAS], Пекин, Китай), но многие другие страны имеют значительные коллекции. В Африке важные коллекции хранятся в Национальном научно-исследовательском институте садоводства, Ибадан, Нигерия, и в Корпорации сельскохозяйственных исследований, Вад Медани, Судан. Коллекции гермплазмы дыни, хранящиеся в Вад Медани, включают около 70 сортов змеиной дыни и 45 сортов местной овощной дыни «тиб-иш». Коллекции зародышевой плазмы могут быть дополнены дальнейшим сбором зародышевой плазмы во вторичных центрах генетического разнообразия в Афганистане, Индии, Китае, Пакистане и Судане. Некоторые группы сортов с мелкими плодами, близкими к диким типам, являются особенно хорошими источниками устойчивости хозяина к основным болезням дыни (Tindall 1983; Andres 2003).

Биотехнологические вмешательства

Генетическое разнообразие и генетическая карта

На большинство морфологических признаков сильно влияют факторы окружающей среды, поэтому оценка генетического разнообразия на основе фенотипа имеет ограничения. В отличие от этого, молекулярные маркеры, основанные на полиморфизме последовательности ДНК, не зависят от условий окружающей среды и демонстрируют более высокий уровень полиморфизма. Это позволит более эффективно использовать признаки растений при выведении подходящих сортов для получения урожая и качества, устойчивости к биотическим и абиотическим стрессам и стабильности. Генетическая карта на основе морфологических маркеров была разработана для C. melo (Garcia et al., 1998; Silberstein et al., 1999). Ранние работы по картированию дыни с использованием классических маркеров, однако, ограничивались сортовыми исследованиями (Esquinas-Alcazar, 1977; Perl-Treves et al., 1985). Первая генетическая карта дыни была построена Pitrat (1991) с использованием 23 маркеров с 8 группами связи для устойчивости к болезням, репродуктивной биологии и вегетативных признаков. Pitrat (2002) предоставил обновленную информацию о картированных генах дыни.

Одних фенотипических маркеров недостаточно для построения насыщенной карты из-за их низкой распространенности в геноме и нестабильной экспрессии. Первая генетическая карта дыни на основе молекулярных маркеров случайной амплифицированной полиморфной ДНК (RAPD) и полиморфизма ограниченной длины фрагментов (RFLP) была построена Baudarcco-Arnas и Pitrat (1996), а вторая карта со 188 маркерами с преобладанием полиморфизма амплифицированных фрагментов (AFLP) была разработана Wang et al. (1997). Oliver et al. (2001) составили карту генома дыни с использованием 400 маркеров. Популяция рекомбинантных инбредных линий (RIL) была использована для создания композитной карты высокой плотности с 12 группами связи (Perin et al., 2002b) с использованием 668 AFLP, межмикросателлитной амплификации и фенотипических маркеров. Еще одна составная карта дыни с использованием маркеров простых последовательностей (SSR) была создана Гонсало и др. (2005). Картографические популяции, используемые для таких исследований, как правило, сегрегатируются по одному или более чем одному гену устойчивости к болезням в дополнение к другим садоводческим признакам.

Сомаклональные вариации и генная инженерия

Генетическое разнообразие в дыне позволяет вводить садоводческие и устойчивые признаки от диких видов/сортов к культурным путем традиционной селекции. Межвидовые скрещивания между C. melo и Cucumis metuliferus были предприняты Нортоном и Гранберри (1980) и Гранберри и Нортоном (1980) без воспроизводимых результатов. Жизнеспособный репродуктивный эмбрион был получен от межвидового скрещивания Cucumis sativus и C. melo, но полной регенерации растения не получилось (Lebeda et al., 1996). Соматическая гибридизация путем слияния протопластов может быть альтернативой для половой гибридизации несовместимых видов огурцов. Соматический гибрид между C. melo и Cucumis myriocarpus был получен путем слияния протопластов мезофилла (Roig et al., 1986). Соматический гибрид между дыней и тыквой был получен путем слияния протопластов, и гибридность была подтверждена с помощью изозимной картины, числа хромосом и формы. Вкус гибрида был похож на дыню, что указывает на то, что гибридность исчезла на последней стадии роста (Yamaguchi и Shiga, 1993). Этот метод очень полезен для введения интересующего гена из дикой (несовместимой со скрещиванием) в культивируемую дыню.

Новые сорта дыни выводятся с помощью традиционной селекции путем гибридизации и отбора после оценки. Интересующие гены, имеющиеся у других видов, не могут быть введены в дыню из-за несовместимости при скрещивании. Генная инженерия — это новый инструмент, который позволяет внедрить специфический ген из дикой природы. Этот специфический ген, интегрированный в трансгенное растение, был регенерирован и проверен на целостность. Экономическая урожайность и качество являются сложными признаками, и улучшение этих признаков требует больше времени. Качественные признаки обычно отрицательно коррелируют с высокой урожайностью. Вирусные заболевания бахчевых культур приводят к большим потерям урожая, а иногда и к полной гибели посевов. Классическая селекция на устойчивость к болезням дыни затруднена из-за отсутствия природных источников устойчивости к некоторым из наиболее разрушительных вирусов и других болезней. Генетическая инженерия успешно используется для манипулирования устойчивостью к вирусам. Полноразмерный белок оболочки вируса желтой мозаики цуккини (ZYMV) был введен в растения дыни, и белки оболочки были обнаружены в трансгенных растениях, выражающих явный иммунитет к инфекции ZYMV (Fang and Grumet, 1993). Гомозиготные трансгенные растения дыни обладали большей устойчивостью по сравнению с гемизиготными трансгенными растениями в полевых условиях, которым были введены гены белков оболочки вируса огуречной мозаики (CMV), ZYMV и WMV-2 (Fuchs et al., 1997). Среди бахчевых культур больше трансгенных испытаний проводится на дыне (54%) для оценки урожайности и риска (Gaba et al., 2004).

Создание молекулярных карт сцепления и маркировка полезных генов

В дыне было картировано большое количество генов устойчивости к болезням и садоводческих признаков. Выявление маркера(ов), тесно связанного(ых) с интересующим геном, известно как маркировка генов. Этот процесс предшествует картированию генов. Картирование генов — это локализация маркера на хромосоме. Идентификация маркеров, связанных с моногенными признаками, основана на знании менделевской сегрегации признака в сочетании со скринингом ограниченного числа образцов с относительно большим числом маркеров. Метод анализа объемных сегрегантов является мощным подходом для выявления сцепленных маркеров (Michelmore et al., 1991). При этом подходе особи из сегрегационной популяции объединяются по признаку фенотипического выражения; затем эти пулы подвергаются фингерпринтингу для получения достаточного количества маркеров как для доминантных, так и для рецессивных моногенных признаков. Исследования были направлены в основном на выявление маркеров, связанных с устойчивостью к болезням и качеством дыни. Fusarium oxys- porum f. sp. melonis является разрушительным заболеванием во всем мире. Wechter et al. (1995) пометили ген Fom-2 для гена устойчивости к болезни Fusarium wilt с помощью молекулярных маркеров RAPD, вызванной F. oxys- porum f. sp. melonis в популяции MR-1 x AY, и фланкирующий маркер 596 был идентифицирован на 2 cM. Позже этот маркер был преобразован в маркер, характеризующийся последовательностью амплифицированной области (SCAR) (Wechter et al., 1998; Wang et al., 2000). Два фланкирующих маркера AAC/CAT1 и ACC/CAT1 были обнаружены на 1,7 и 3,3 сМ для Fom-2 в популяции MR-1 x AY (Wang et al., 2000). Этот же ген был картирован с помощью RAPD-маркера и двух фланкирующих маркеров (E07-1.3 и G17-1.0), выявленных при скрещивании Vedrantais x PI 161375 (Baudarcco-Arnas and Pitrat, 1996). Brotman et al. (2002) картировали ген устойчивости к фузариозному увяданию Fom-1 (расы 0 и 2) и идентифицировали фланкирующие маркеры NBS 47-3 и K-1180 на расстоянии 2,6 и 7,0 сМ друг от друга, соответственно. Молекулярные маркеры также идентифицированы для нескольких генов устойчивости к вирусам у дыни. Morales et al. (2002) картировали ген nsv, который отвечает за вирус некротической пятнистости дыни и идентифицировали фланкирующие маркеры OPD08-0.80 и CTA/ACG115 и CTA/ACG120 на расстоянии 4.4 и 1.5 cM. Два фланкирующих маркера X15L и M29 были идентифицированы на 0,25 и 2,0 cM для гена nsv из популяции PI 161375 x Pinyonet Piel de Sapo для устойчивости к вирусу некротической пятнистости дыни (Morales et al., 2003). Touyama et al. (2000) также картировали этот же ген и идентифицировали маркер C2 на 2,0 cM. Ген Zym-1, обеспечивающий устойчивость к ZYMV, был картирован у дыни с помощью SSR-маркера CMAG36 (Danin-Poleg et al., 2002). Ген (Vat), обеспечивающий устойчивость к дынной тле (Aphis gossypii), был картирован, а RFLP-фланкирующие маркеры NSB 2 и AC 39 идентифицированы на 31 и 6,4 сМ, соответственно (Klingler et al., 2001).

Помимо устойчивости к болезням, у дыни были картированы моногенно наследуемые агрономические признаки. Danin-Poleg et al. (2002) картировали локус pH, определяющий кислотность мякоти, с помощью SSR-маркера и идентифицировали фланкирующий маркер CMAT141 на 1,7 сМ и другой маркер 269-0,9 на 8,7 сМ с другой стороны. Perin et al. (1998) идентифицировали маркер EIU5 на 6 сМ для гена p, который обеспечивает пять карпелей в цветке. Silberstein et al. (2003) картировали ген a, который придает фенотип моноэциуса с цветками без тычинок, в отличие от гермафродитных цветков в гомозиготном рецессивном состоянии, и фланкирующий RFLP-маркер CS-DH 21 идентифицирован на 7 cM. В дыне были картированы другие важные признаки садоводства — отсутствие пожелтения и длительный срок хранения (Touyama et al., 2000) и ms-3 (ген GMS, Park and Crosby, 2004).

Картирование локусов количественных признаков

Ряд агрономических признаков регулируется локусами количественных признаков (QTLs). Анализ фланкирующих молекулярных маркеров для QTLs был проведен для выяснения сложного наследования полигенных признаков в менделевско-подобных факторах, которые помогают в селекции. RILs, или близкие изогенные линии (NILs), или любая сегрегационная популяция широкого скрещивания являются идеальной популяцией для картирования QTL. RILs и NILs близки к гомозиготным, и незначительное влияние окружающей среды помогает увеличить точность обнаружения QTL. Ген, лежащий в основе QTL, может быть клонирован, а идентифицированные маркеры могут быть использованы в программе молекулярной селекции. QTL-контролируемые садоводческие признаки могут быть введены в желаемых родителей с помощью молекулярного отбора с использованием маркеров, как и менделевский наследственный признак. Perin et al. (2002a) картировали QTL для длины плода (fl) и формы плода (fs) и восемь QTL были зарегистрированы для формы плода (fs1.1, fs2.1, fs8.2). Был сделан вывод, что форма плода в целом определяется на ранней стадии развития завязи, так как QTLs для формы плода и завязи косегрегированы. Были картированы QTLs для производства этилена в плодах и обнаружены четыре QTLs (eth1.1, eth2.1, eth3.1 и eth111.1), которые были тесно связаны с геном рецептора этилена ERS1 (Perin et al., 2002b). Monforte et al. (2004) выявили QTL для ранней спелости, TSS, веса плода и формы плода в популяции (PI 161375 x Pinyonet Piel de Sapo). Было зарегистрировано девять QTL для ранней спелости (тесно сцепленные ea1.1, ea9.2), восемь для формы плода (тесно сцепленные fs1.1, fs9.1, fs11.1), шесть для веса плода (тесно сцепленные fw4.1, fw5.2) и пять для TSS (тесно сцепленные ssc4.1, ssc8.1). Singh et al. (2015) сообщили о пяти QTLs для признаков плодов, а именно длины плода, веса плода, количества плодов на растение и содержания аскорбиновой кислоты в внутривидовой картографической популяции дыни. Три НИЛ были выведены из PI 161375 x Pinyonet Piel de Sapo (Eduardo et al., 2004) для проверки влияния аллелей fs1.1, fs9.1 и fs11.1 на форму плода. НИЛ, несущие аллели fs1.1 и fs9.1 (PI 161375), дали более вытянутые плоды, чем НИЛ на фоне Pinyonet Piel de Sapo. Аллели fs1.1 вызывают рост только в продольном направлении по сравнению с fs9.1, который вызывает рост в поперечном направлении. Также были выявлены QTLs, передающие устойчивость к болезням у дыни. Совсем недавно Perchepied и др. (2005) определили QTLs для гена устойчивости к фузариозному увяданию. Они использовали Изабель в качестве устойчивого и Ведрантаис в качестве восприимчивого родителей и картировали ген Fom-1.2 (Fusarium wilt race 1.2), который обеспечивает полигенную частичную устойчивость, и обнаружили девять QTLs в пяти группах сцепления.

Клонирование генов на основе карт и молекулярно-ассистированная селекция

В дыне клонировано несколько генов устойчивости к болезням. Устойчивость к мучнистой росе у дыни регулируется частично доминантными комплементарными генами (At1 и At2), которые были клонированы (Balaas et al., 1992; Taler et al., 2004). Joobeur et al. (2004) клонировали ген Fom-2, обеспечивающий устойчивость дыни к фузариозному увяданию. Колонизация дынной/хлопковой тлей была подавлена Vat, и этот процесс противостоит передаче неродственных CMV и потивирусов. Pauquet et al. (2004) сообщили, что клонированный ген Vat (размером 6 кб с 3 интронами и кодирующий белок из 1473 аминокислот) принадлежит к классу NBS/LRR генов устойчивости растений к болезням. Они также проверили и подтвердили функцию гена Vat, используя восприимчивые сорта дыни. Клонированный ген, придающий устойчивость, может быть введен в восприимчивые линии. Введение генов устойчивости должно осуществляться путем трансформации или традиционной селекции при поддержке MAS. Эффективность MAS может быть повышена путем преобразования их в SCARs или сайты с метками последовательности. Ванг и др. (2000) использовали маркер Fom-2 для скрининга 45 генотипов дыни на устойчивость к фузариозному увяданию. Эти маркеры правильно предсказали фенотипы болезни в популяции. Молекулярно-ассистированная селекция успешно продемонстрирована для фенотипического скрининга по маркерам, сцепленным с геном Fom-2 (устойчивость к заболеванию фузариозным увяданием у дыни) (Wang et al., 2000; Burger et al., 2003).

Геном дыни был сравнен с геномом Arabidopsis thaliana, и было сообщено о микросинтении между ними; поэтому ESTs A. thaliana могут быть легко адаптированы для геномных исследований. Ряд известных генов, ответственных за устойчивость к болезням и садоводческие признаки, нанесен на карту и используется для MAS. Основное внимание следует уделить новым генам для качества плодов и устойчивости к болезням.

Методы селекции

Обычно у дынь не отмечается инбридинговая депрессия, поэтому дыни можно использовать как самоопыляемую культуру для селекционных целей путем разумного применения самоопыления и отбора по желательным признакам.

Племенной метод. Этот метод используется для создания генотипов путем скрещивания родительских линий с взаимодополняющими признаками с последующим отбором желательных типов на одном растении в сегрегационных поколениях F2, F3 и т.д. до 5-6 поколений до достижения гомозиготности. Для признаков с простым наследованием отбор эффективен в первых поколениях (F2 или F3). Для признаков с более сложным наследованием, таких как качество плодов, скороспелость или урожайность, отбор более эффективен, если применяется в более поздних поколениях (F4 или F5).

Метод беккросса. Селекция методом беккросса используется для передачи одного качественного (высоконаследственного) признака, а именно устойчивости к мучнистой росе, устойчивости к мучнистой росе и устойчивости к нематоде, инбредной породе, превосходящей по другим признакам, которая называется рекуррентным родителем. Обратное скрещивание является простым, когда передаваемый признак регулируется одним доминантным геном, но становится сложным в случае одного или нескольких рецессивных генов. Часто требуется шесть поколений отбора и обратного скрещивания с рекуррентным родителем, чтобы восстановить желаемый генотип (рекуррентный родитель с дополнительным признаком) и устранить нежелательные признаки, унаследованные от нерекуррентного (донорского) родителя. Используя этот подход к селекции, были выведены линии, устойчивые к мучнистой росе (Whitaker, 1979).

Селекция на этерозис. Преимуществом дыни является производство большого количества семян в одном скрещивании с меньшей потребностью в семенах для посадки на единицу площади. Мунгер (1942) был первым, кто сообщил о гетерозисе у дыни и наблюдал на 30% более высокую урожайность и однородные плоды. Несмотря на отсутствие инбридинговой депрессии у дыни, различные исследователи отмечали гетерозис по ранней спелости, размеру плодов, массе плодов, толщине мякоти, TSSs, вкусу плодов, транспортабельности и общей урожайности. Гибриды в целом показали гетерозис по урожайности (Gaurav et al., 2000; Choudhary et al., 2003). Значительный и желательный гетерозис по толщине мякоти был отмечен Chadha и Nandpuri (1980), Dhaliwal и Lal (1996) и Choudhary et al. (2003).
Устойчивость к некоторым специфическим заболеваниям также может передаваться гибридам. Фостер (1960) передал устойчивость к парше гибридам F1. Сообщалось, что устойчивость является доминантной (Dhillon и Wehner, 1991), что может быть использовано в селекционной программе. Kesavan и More (1987, 1991) использовали три однояйцевые линии (M1, M2 и M5) в гибридной программе и выявили четыре перспективных гибрида, устойчивых к мучнистой росе и обладающих желательными садоводческими качествами.

Механизмы получения гибридов

Гетерозисная селекция была широко изучена и использована у дыни; будучи перекрестноопыляемой культурой и обладая способностью производить большое количество семян на плод, она облегчает гетерозисную селекцию и делает ее экономически выгодной. Наличие различных механизмов опыления, таких как моноэция, гиноэция и генетическая мужская стерильность, сделало возможным феноменальный прогресс в использовании гибридов F1 (Choudhary and Pandey, 2010).

Использование моноэцильных линий

В целом, дыня андромоноэцильна, но некоторые генотипы имеют моноэциенциальные половые формы. Моноэцильность была оценена для использования в гетерозисной селекции и исключает эмаскуляцию (More et al., 1980; Kesavan and More, 1991). Они также выступали за использование моноэцичных линий в гибридном семеноводстве, что сокращает время, необходимое на 50%, и увеличивает плодоношение на 40%-70% по сравнению с 5-10% у андромоноэцичных родителей. Моноэциус контролируется одной парой рецессивных генов. Учитывая проблемы, связанные с использованием мужского стерильного гена(ов) для производства гибридов дыни (сохранение одного рецессивного гена из-за гетерозиготного состояния и проблема идентификации и отбора 50% мужских фертильных растений из женского ряда во время цветения), а также для преодоления проблем андромоноэцильной половой формы, More et al. (1980) вывели четыре моноэцильные линии (M1, M2, M3 и M4) для коммерческого использования в гетерозисной селекции. Основной проблемой при использовании моноэцичных линий в гетерозисной селекции является нежелательная связь между генами, контролирующими половую форму и форму плода (Risser, 1984). Из-за этого ограничения невозможно получить гибриды F1 с круглыми плодами. Эта проблема также наблюдается у Pusa Rasraj; поэтому этот гибрид не используется в коммерческих целях из-за нежелательной формы плодов и плохого внешнего вида (Sandha and Lal, 1999).

При этом методе мужские бутоны моноэхической родительской линии удаляются до их раскрытия, и на растении оставляют только женские цветки для опыления насекомыми. Производство тычиночных цветков на однополых растениях можно также временно подавить повторным опрыскиванием этефоном (2-CEPA) 250 ppm на стадии двух листьев, четырех листьев и еще раз перед цветением. Мужские и женские родители должны быть посажены (1 мужской/4 женских) бок о бок в соседних рядах в изоляции и предоставлены для свободного опыления медоносными пчелами. Семена F1 извлекаются только из женских родителей.

Использование гиноэцильных линий

Гиноэцичные линии производят только женские цветки и обеспечивают 100% чистое производство гибридных семян. Петерсон и др. (1983) первыми вывели гиноэцильную линию дыни из потомства гиномоноэцильных линий, то есть моноэцильного х гермафродитного скрещивания. Такие линии можно поддерживать путем стимуляции мужских цветков химическими веществами. Соединения серебра, такие как тиосульфат серебра в концентрации 300-400 ppm (More and Seshadri, 1987), были успешно использованы для стимулирования идеальных цветков у гиноэцильных линий для их поддержания. Главное преимущество использования гиноэцичных линий по сравнению с мс линиями в селекции на гетерозис заключается в том, что можно избежать утомительной работы по идентификации и отбору 50% мужских фертильных растений из смешанной популяции. Поэтому Лой и др. (1979) высказались за использование гиноэцизных линий в гибридном семеноводстве. Dhaliwal и Lal (1996) оценили большое количество скрещиваний с моноэцизмом, гиноэцизмом и мужской стерильностью женского родителя. Скрещивание W-321 x N-233 было более чем на 50% более урожайным по сравнению с Пенджабским гибридом (проверка), а также значительно более ранним. Таким образом, гибрид W-321 x N-233 имеет хороший потенциал для коммерческого использования. Было замечено, что гиноэцичные линии имеют низкий уровень TSS, поэтому важно улучшить уровень TSS имеющихся гиноэцичных линий путем отбора для производства гибридов лучшего качества. Нестабильность гиноэцильных линий при высокой температуре также представляет собой проблему для их использования.

Использование генетической мужской стерильности

Использование мужской стерильной линии в качестве женского родителя является экономичным методом производства гибридных семян. Семена мужской стерильной линии высеваются с двойной нормой высева, а 50% мужских фертильных растений выявляются сразу после цветения и удаляются с поля. До сих пор не сообщалось о маркере проростков, связанном с каким-либо геном мужской стерильности, который мог бы облегчить раннюю идентификацию и удаление мужских фертильных растений. У дыни было идентифицировано пять генов мужской стерильности (ms-1, ms-2, ms-3, ms-4 и ms-5), и все они рецессивные и неаллельные. Было замечено, что мужские стерильные растения в потомстве ms-1 и ms-2 трудно идентифицировать, поскольку аберрантные цветки наблюдаются на генетически фертильных братьях и сестрах, и поэтому экспрессия этих генов нестабильна (McCreight, 1984), что может привести к генетической примеси в гибридных семенах F1. В Индии ген мужской стерильности ms-1 был введен в 1978 году и использовался для выведения двух коммерческих сортов Пенджаб Гибрид (Нандпури и др., 1982) и Пенджаб Анмол (Лал и др., 2007). Из-за нестабильности гена ms-1 в субтропических условиях Индии производство семян этих гибридов постоянно вызывало многочисленные проблемы (Dhatt and Gill, 2000). Кумар и Дхиллон (2008) сообщили, что линии ms-1 и ms-2 фено-типически нестабильны, и это снижает генетическую чистоту гибридных семян. Безопаснее использовать гены ms-3, ms-4 и ms-5 для создания генетически чистых гибридов.

Сорта

Сорта: Колхозница 749/753 (1973), Казачка 244, Голянка, Кой-баш, Хандаляк кокча 14, Десертная 5, Лимонно-желтая, Амери 696, Геримус, Самарская, Таврия, Золотистая, Алтайская (1955), Ливадия, Мечта, Илийская, Южанка, Оригинальная (1996).

Литература

Растениеводство/П.П. Вавилов, В.В. Гриценко, В.С. Кузнецов и др.; Под ред. П.П. Вавилова. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1986. — 512 с.: ил. — (Учебник и учеб. пособия для высш. учеб. заведений).

В.В. Коломейченко. Растениеводство/Учебник. — М.: Агробизнесцентр, 2007. — 600 с. ISBN 978-5-902792-11-6.

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

Cucurbits. 2nd Edition. Todd C. Wehner, Rachel P. Naegele, James R. Myers, Narinder P.S. Dhillon, Kevin Crosby. USA. 2020.

Handbook of Cucurbits. Growth,Cultural Practices, and Physiology. Mohammad Pessarakli. The University of Arizona. School of Plant Sciences. Tucson, Arizona, USA. 2016.