Экономическое значение
Лук-батун (зап. «японский пучковый лук»), также как раккио и китайский шнитт-лук — культуры, имеющие коммерческое значение в Восточной Азии, в частности, в Японии, Корее и Китае, является основной культурой, используемой в качестве зелени на протяжении веков в Китае, Японии и Корее, где он по-прежнему имеет большое значение.
Растения выращивают либо ради зеленых листьев, либо ради сочных псевдостеблей, которые можно удлинять и обелять при присыпании землей. Они продаются в различных формах: в виде маленьких зеленых пучков лука; в виде зеленых побегов длиной 40-90 см с нежными зелеными листьями и белым псевдостеблем длиной от четверти до трети длины; в виде длинных осветленных псевдостеблей, похожих по внешнему виду на крупный европейский лук-порей. К моменту сбора урожая зеленые листья последнего типа становятся жесткими и отбрасываются. Молодые проростки используются для некоторых специальных рецептов. Перерабатывается сравнительно немного, хотя часть продукции готовится для высушивания. Кроме того, его употреблению приписывают множество лечебных свойств. Вкус лука-батуна похож на вкус репчатого лука. Зеленые ткани листьев обеспечивают хорошее содержание провитамина А и витамина С. Пищевые качества улучшаются при низких температурах, так как увеличивается содержание сахаров и белка.
Ежегодное производство в Японии с 25 000 гектаров составляет почти 600 000 тонн, что составляет примерно половину национального производства лука. Однако цены, получаемые за единицу веса пучкового лука, более чем в два раза превышают цены на лук репчатый, поэтому стоимость этих двух культур в Японии схожа (Rabinowitch and Brewster, 1990a).
Южная Корея ежегодно производит около 430 000 т лука-батуна. Китай произвел 16 010 000 т лука-батуна в 2001 году на 478 000 га, что больше, чем 3 474 600 т на 114 200 га в 1990 году, то есть за период, когда общее производство овощей в Китае примерно удвоилось (Debin et al., 2005). Производство лука-батуна в Китае и превышает производство обычного лука.
Экспорт из Китая охлажденной свежей зелени аллиума и маринованного аллиума в последние годы увеличивается и в 2001 году составил 36 и 115 миллионов долларов США соответственно (Debin et al., 2005).
Лук-батун остается в основном восточноазиатской культурой; в других странах крупномасштабное производство практически отсутствует. На Западе его выращивают реже, в основном ради свежих зеленых листьев, и употребляют в пищу как салатный лук (скаллион).
История
Лук-батун исторически был главным овощем в Китае и Японии, где его культивировали более 2000 лет, и он остается там очень важным. Существуют свидетельства того, что культивирование произошло ранее 300 г. до н.э. в Китае и около 500 г. н.э. в Японии.
Название «welsh onion» приписывается немецкому значению «иностранный лук» и впервые было использовано для идентификации растения, когда оно было завезено в Германию.
Таксономия
Основная страница: Таксономия лука
Культура лука-батуна описана Инденом и Асахирой (1990) и Ларккомом (1991).
Происхождение A. fistulosum неизвестно; в диком состоянии он не встречается. Возможным центром происхождения считается центральный и северо-западный Китай. На эту возможность указывает наличие A. altaicum, который широко распространен в горах северной и центральной Монголии и южной Сибири, несколько восточнее того места, где сосредоточены дикие родственники лука обыкновенного. Allium altaicum образует луковицы с волокнистой, похожей на сеть кожицей, которые собирают для еды. Allium fistulosum, вероятно, был отобран от A. altaicum в северном Китае, недалеко от самой южной границы его природного ареала. Межвидовые гибриды между A. altaicum и A. fistulosum обладают высокой плодовитостью пыльцы и семян.
Происхождение A. fistulosum неизвестно; в диком состоянии он не встречается. Возможным центром происхождения считается центральный и северо-западный Китай. На эту возможность указывает наличие A. altaicum, который встречается и иногда собирается в пищу в Монголии и Сибири. Название «welsh» приписывается немецкому значению «иностранный» и впервые было использовано для идентификации растения, когда оно было завезено в Германию.
Лук-батун был разделен на четыре основных типа: группы ‘Kaga’, ‘Senju’, ‘Kujyo’ и ‘Yagura negi’ (Inden and Asahira, 1990). Первые три из этих групп соответствуют сортам, адаптированным к самым прохладным, промежуточным и теплым регионам Японии, соответственно. Различия между группами, которые делают их пригодными для выращивания в контрастных климатических зонах, заключаются в степени зимней спячки и скорости роста при низкой температуре. Виды группы Kaga, будучи приспособленными к холодным регионам, зимой становятся спящими и растут очень медленно при средней температуре воздуха около 5 °C, в то время как виды групп Senju и Kujyo активно растут в прохладных условиях, причем скорость роста последних выше, чем первых, и они не становятся зимне-спящими. Группа Kaga выращивается для получения толстых псевдостеблей, поскольку они образуют крупные листья и не очень легко ветвятся. Длинным осветленным псевдостеблям способствует многократное присыпание землей по мере роста растений. Группа Senju также выращивается для получения длинных, осветленных псевдостеблей. Их выращивают в центральной части Японии, недалеко от Токио. Группа Kujyo легко ветвится и выращивается в основном ради нежных, зеленых листьев, хотя некоторые сорта используются для получения осветленных псевдостеблей на юге Японии. Yagura negi — это культура для домашнего сада, которая производит множество бульбочек и побегов на цветочном стебле. Он находится в состоянии зимнего покоя и выращивается для получения съедобных зеленых побегов весной и летом. Он легко прорастает и размножается отводками.
Инден и Асахира (1990) разделили сорта A. fistulosum на три экологические группы. Сорта из регионов с холодной зимой («Группа холодных регионов»), таких как Корея, северный Китай и северная Япония, зимой находятся в состоянии покоя, растут довольно медленно при средней температуре около 5 °C и хорошо растут при средней температуре 25 °C и выше. Группа «теплых регионов» из южной Японии, Тайваня и южного Китая не имеет зимней спячки, хорошо растет при средних температурах около 5 °C, но плохо растет при средних летних температурах 25 °C и выше. Группа «промежуточных регионов» не имеет зимней спячки и хорошо растет как при прохладных, так и при теплых температурах, указанных выше. Оптимальный диапазон температур для роста, прорастания и фотосинтеза составляет 15-20 °C.
В Китае, Тайване и Японии существует множество сортов Allium fistulosum, разделенных в основном по вегетационному периоду, характеристикам осветления псевдостебля и степени кущения. Размножение обычно происходит семенами, но есть и сорта, которые имеют меньший рост и размножаются луковицами.
На Востоке луку-батуну уделяется большое внимание, и существует множество сортов для различных широт и климатических ниш, где выращивается эта культура. В Японии выращивается более 100 сортов. Сорта определяются в зависимости от вегетационного периода, зимостойкости, характеристик осветления псевдостебля, степени кущения, а также от того, используются ли псевдостебли или верхушки. Например, основные сорта, Кага и Кудзу, известны тем, что они адаптированы к самым холодным и самым теплым условиям выращивания в Японии. Senju — это сорт с промежуточной адаптацией. Сорта Kaga и Kujou обычно выращиваются для производства псевдостеблей, в то время как сорта Senju служат для использования с окучиванием. Nebuka — это термин, который также обозначает сорта, производящие длинный псевдостебель. Hanegi относится к сортам, обычно выращиваемым для производства с окучиванием.
Ботаническое описание
Лук-батун (Allium fistulosum L.) внешне очень похож на обычный репчатый лук, но он не образует спящих луковиц и имеет полые трубчатые листья, как у Allium cepa.
Длина псевдостеблей варьируется от 15 до 50 см, а ширина — от 1 до 3,5 см. Осветленная часть псевдостебля является важным параметром качества и должна превышать от одной четвертой до одной трети общей длины в зависимости от сорта.
Полая трубкообразная энергичная листовая пластина круглая в поперечном сечении; все листья имеют лопасти. Базальные части влагалищ луковиц являются запасающими тканями, из которых боковые почки производят проростки. Их можно собирать или использовать для размножения. Во время кущения короткие корневища временно соединяют соседние кустящиеся побеги. В конце концов эти побеги отделяются от соседних корневищ и превращаются в отдельные растения.
В отличие от обычного лука, растения не образуют хорошо развитых луковиц. Образование луковиц провоцируется длиной дня более 12 часов и ускоряется при температуре выше 20 °C. Однако луковицы неявные, тонкие, продолговатые и редко превышают 10 см в длину. Боковые луковицы немногочисленны или практически отсутствуют.
Плодоножка круглая, полая, высотой 40-75 см, не имеет типичной выпуклости, характерной для луковых плодоножек. Зонтик диаметром от 3 до 7 см, не шаровидный. Отличительной особенностью является порядок раскрытия бледно-желтых цветков, который начинается с верхушки зонтика и идет к основанию. В этом отличие от большинства других видов Allium, за исключением шнитт-лука.
Лук-батун самосовместим, но цветки обычно скрещиваются между собой. В результате скрещивания A. fistulosum с различными формами шалота A. cepa были получены культурные сорта: Белтсвильская гроздь, Луизианская вечнозеленая, Вакеги и Дельта Гигант. Первые два сорта являются сортами зеленого салатного лука, не образующими луковиц, а два последних — луковицеобразующими.
Биологические особенности
Растения лука-батуна приспособлены к очень широкому климатическому диапазону, их выращивают в высокоширотных холодных регионах северного Китая и Японии и часто перезимовывают. Они также переносят жаркие и влажные условия в регионах Юго-Восточной Азии.
Растения очень восприимчивы к заболачиванию, но при наличии дренажа переносят сильные и частые дожди. Потребление воды довольно высокое, однако растения хорошо переносят низкую влажность.
Потребность в питательных веществах высока; предпочтительный уровень pH почвы — нейтральный, но можно допустить и более высокий уровень pH.
Физиология развития
Цветение (завязывание) нежелательно, поскольку семенные стебли твердые и невкусные (Yamasaki et al., 2003). Цветение вызывается воздействием низких температур, когда растения превышают определенный критический размер. Растение сорта ‘Kaga’ (группа холодного региона) должно иметь 11 или 12 листьев, что соответствует диаметру псевдостебля 5-7 мм, прежде чем оно сможет реагировать на условия, вызывающие цветение. Растения из группы теплого региона (cv. ‘Pei Chang’) реагируют на весенние температуры, когда диаметр псевдостебля составляет всего 4,5 мм (Inden and Asahira, 1990).
Ямасаки с коллегами (Yamasaki and Miura, 1995; Yamasaki et al., 2000a,b,c, 2003) исследовали вернализацию и завязывание цветков у сортов ‘Asagi-kujo’ из группы теплых регионов, ‘Kincho’ из группы промежуточных регионов и ‘Cho-etsu’, который завязывается позже, чем два других, и которому требуется больше времени при прохладной температуре для завязывания цветков. Сравнение ночных температур 3, 7, 11 или 15 °C показало, что 7 °C является оптимальной для вернализации, при дневной температуре 20 °C в течение 8 часов в день. На это указывали самый высокий процент растений, развивающих соцветие, наименьшее количество листьев на начальный цветок соцветия, наиболее развитая стадия начального цветоноса соцветия после 30 или 60 дней прохладной обработки и наиболее быстрая завязь после перевода в минимальную температуру 20 °C. Некоторое цветение произошло при ночной температуре 15 °C в теплом и промежуточном регионе у сортов ‘Asagi-kujo’ и ‘Kincho’, соответственно, но это было слишком тепло для вернализации сорта ‘Cho- etsu’ (Yamasaki et al., 2000a). Дневная температура 26,5, а не 20°C при ночной температуре 7°C сократила цветение у сортов ‘Asagi-kujo’ и ‘Kincho’. Для цв. ‘Cho-etsu’ дневная температура 20°C была менее благоприятной для цветения, чем 13,5°C. Продолжительность вернализации при 20/7°C д/н, необходимая для почти 100% индукции соцветий, составила около 40 дней для cv. ‘Asagi-kujo’, 50-60 дней для cv. ‘Kincho’ и более 75 дней для cv. ‘Cho-etsu’.
Короткий фотопериод (8 ч) ускоряет индукцию соцветий по сравнению с длинным фотопериодом (16 ч) у растений, находящихся в температурном режиме 16 ч при 7°C и 8 ч при 20 °C, а длинный фотопериод (16 ч) перед прохладной обработкой замедляет индукцию (Yamasaki et al., 2000b). Как и в случае с луком, низкий уровень азота способствует инициации цветения и приводит к набуханию листовых влагалищ (Yamasaki and Tanaka, 2005). После того, как соцветия развивались до стадии завязи соцветий, длительный фотопериод ускорял удлинение побега. Температура 35 °C была девернализирующей и подавляла развитие соцветий. Если выращивать растения с середины декабря до середины апреля в пластиковых туннелях, где максимальная дневная температура составляет 35-40 °C, а также продлить фотопериод в туннелях до 16 часов с помощью ламп накаливания, то у сортов ‘Asagi-kujo’ и ‘Kincho’ было предотвращено образование завязей (Yamasaki et al., 2003). Используя этот метод, можно продлить сезон товарности этих двух сортов до июня в Японии.
В целом, требования для цветения A. fistulosum схожи с требованиями лука: существует ювенильная фаза, размер которой увеличивается от сортов теплых регионов к сортам прохладных регионов, оптимальная температура для вернализации 7°C или немного выше (Yamasaki et al., 2000a) и время, необходимое для индукции при оптимальных условиях вернализации, варьирующее от 30 дней до более чем 75, причем для сортов прохладных регионов это время больше. Длительные фотопериоды во время вернализации замедляют развитие соцветий, в отличие от лука, где они могут ускорить этот процесс. Завязывание цветков может происходить при температуре 15 °C у сортов из теплых и промежуточных регионов, но высокие температуры, начиная с 20 °C у сортов из прохладных регионов и 27 °C у сортов из теплых и промежуточных регионов, тормозят развитие цветков.
Для многих сортов цветение чаще всего вызывается температурой ниже 13 °C и коротким днем, но минимальный размер растения также является критическим для вызывания цветения; существует значительная вариативность сортов. В тропиках цветение редкость.
Агрономия
Чтобы приспособиться к различным условиям выращивания, садоводы имеют доступ к многочисленным сортам. Хотя растение многолетнее, его выращивают в основном как однолетник, а иногда и как двулетник ради его зеленых верхушек и осветленных псевдостеблей, похожих на лук-порей, длина некоторых из которых превышает 25 см.
В регионах с умеренным климатом лук-батун обычно выращивается рассадным способом из семян. Некоторые сорта дают луковицы, но они не используются, так как часто дают более мелкие растения, хотя они подходят для производства зеленых листьев. Когда растения высаживаются прямым посевом, они, как правило, предназначены для получения зеленых листьев. В тропических регионах предпочтительным методом размножения являются разделение луковиц; в некоторых ситуациях практикуется размножение ратенами. Рассада больше подходит для получения зеленых листьев, а не псевдостеблей.
Распространена культура на приподнятых грядках, а для псевдостеблевой культуры важна рыхлая почва, поскольку это облегчает присыпание почвы. Псевдостеблевые сорта пересаживают, чтобы сократить длительный период роста и максимально ускорить процесс осветления, поскольку растения можно высаживать глубже в почву, чем семена.
Для производства осветленных псевдостеблей в Японии семена высевают весной для сбора урожая следующей зимой или высевают осенью и пересаживают весной для сбора урожая летом, осенью и зимой. Сеянцы пересаживают в борозды глубиной около 15 см с расстоянием между растениями в ряду около 9 см. Три или четыре раза во время роста землю присыпают вокруг псевдостеблей, чтобы в конечном итоге они росли в приподнятых над землей гребнях. Удобрения вносят три или четыре раза за вегетационный период, обычно внося 200, 150 и 175 кг/га N, P и K, соответственно. Собранные псевдостебли различаются по длине и толщине, но могут достигать 50 см в длину и 3,5 см в ширину.
Осветление псевдостеблей может достигаться путем мульчирования почвы вокруг нижнего основания листьев на высоту 25 см или более.
Плотность посадок различается в зависимости от того, для каких целей выращивается зеленые листья или псевдостебли, и составляет от 400 000 до 500 000 растений на гектар.
Ранний весенний рост часто ускоряется при использовании полиэтиленовых туннелей.
Зеленые побеги можно собирать в любое время от 40 дней до 12 месяцев после посева, в зависимости от размера на момент сбора и времени года. Для сбора осветленных псевдостеблей требуется более длительный период роста. Этот период может составлять от 6 до более чем 9 месяцев.
В Японии используется механизация сбора урожая. Тем не менее, сбор урожая является трудоемким, учитывая необходимость выкорчевывать, обрезать, очищать и связывать в пучки псевдостебли и/или зеленые листья для представления на рынке.
Хранение
Зеленый, листовой лук, нарезанный для использования в свежих салатах, находится на противоположном конце спектра хранимости овощей, чем естественно спящий лук, лук-шалот или луковица чеснока, являясь скоропортящимся товаром, имеющим много общего с другими листовыми салатными овощами. Например, данные Хонга и Кима (2001) показывают, что при 20 °C зеленый A. fistulosum дышал примерно в 20 раз быстрее, чем спящий лук-шалот, тогда как при 10 °C разница была в восемь раз, а при 0 °C — в семь раз.
После сбора урожая зеленый лук подвержен быстрой потере воды, что приводит к потере тургора. У них высокая скорость дыхания, характерная для молодых растущих растений, поэтому внутренние запасы углеводов быстро уменьшаются.
Со временем зеленые листья стареют и желтеют, срезанные концы тканей становятся коричневыми, популяции микроорганизмов на тканях увеличиваются, а питательные качества — с точки зрения содержания сахаров, витаминов и вкуса — снижаются. Такие изменения характерны для всех свежих листовых овощей. Проблемы, характерные для срезанных аллиумов, включают:
- удлинение корней у тех растений, которые обрезаются с корнем, оставляя основание стебля нетронутым;
- геотропическое искривление, если растения укладываются горизонтально;
- если основание стебля обрезается, оставляя только ткань псевдостебля, влагалища листьев после обрезки могут разрастаться, причем внутренние влагалища растут больше, чем внешние, создавая неприглядный эффект, известный как «телескопирование» (Cantwell et al., 2001).
Продукты, обрезанные таким образом или переработанные в большей степени — например, нарезанные на «кольца» длиной 1 см (Fan et al., 2003) или измельченные и смешанные с другими листьями в готовых к употреблению смешанных салатах (Vieira et al., 2003), как для розничной торговли, так и для продажи предприятиям общественного питания — представляют собой расширяющийся рынок продуктов из зеленого лука.
Время, в течение которого такие продукты могут сохранять приемлемую свежесть, можно продлить за счет хранения при низких температурах, высокой влажности (> 95%) и в атмосфере с низкой концентрацией кислорода и высокой концентрацией углекислого газа. Существует целый ряд упаковочных пленок, которые различаются по своей проницаемости для кислорода и углекислого газа. Внутри упаковки, достаточно непроницаемой для этих газов, концентрация углекислого газа сначала увеличивается, а кислорода уменьшается по мере дыхания продукта. В зависимости от относительной проницаемости упаковочной пленки для кислорода и углекислого газа и скорости дыхания продукта, внутри упаковки может быть создана модифицированная атмосфера, которая продлевает срок хранения (Fonseca et al., 2000). Установлению желаемой атмосферы может способствовать первоначальное наполнение упаковки желаемой газовой смесью. В настоящее время зеленые аллиумы упаковываются в пленку, в которой содержится < 1% кислорода и 8-10% углекислого газа (Hong et al., 2000).
Преимущества низких температур хорошо известны, и срок хранения зеленых луковиц аллиума составляет до 4 недель при температуре 0 °C (Hruschka, 1974). Однако очищенную продукцию часто приходится хранить при 4-5 °C, и при этих температурах срок хранения может быть увеличен за счет модифицированной атмосферы. Хонг и др. (2000) сообщили, что обрезанный зеленый гибридный лук (A. cepa X A. fistulosum) имеет срок хранения не более 7 дней при 10 °C, независимо от атмосферы хранения. При температуре 5 °C атмосфера из 0,1-0,2% кислорода с 7,5-9,0% углекислого газа замедляла обесцвечивание листьев, предотвращала геотропическое искривление, продлевала высокое визуальное качество и, в луке с неповрежденной основной пластиной, поддерживала удлинение корней на незначительном уровне в течение 21 дня. Эта обработка уменьшила, но не остановила удлинение внутренних листьев (телескопирование) у обрезанного лука. Очень похожие результаты дал 0,2% кислород, но в 2% кислороде реакция мало отличалась от реакции в обычном воздухе. При использовании модифицированной атмосферы хорошее качество сохранялось более 2 недель при температуре 5 °C. При 0 °C высокое визуальное качество и нулевая кривизна сохранялись в течение 3 недель, но к тому времени дополнительная атмосфера с низким содержанием кислорода в большей степени предотвращала обесцвечивание листьев.
В последующем исследовании удлиняющий рост срезанного лука был уменьшен путем погружения 4 см базального конца в горячую воду при температуре 52,5 или 55 °C на 4 или 2 мин соответственно (Cantwell et al., 2001). Через 10 дней при 5 °C удлинение лука, подвергнутого тепловой обработке, составило менее 5 мм, в то время как не окунутый лук вырос на неприемлемые 10-20 мм. Тепловая обработка увеличила скорость дыхания выше контрольных уровней примерно на 40%, но не снизила визуальное качество или срок хранения.
Чтобы уменьшить популяцию микроорганизмов, минимально обработанные продукты, такие как зеленый лук, моют в хлорированной воде, например, 50 мг/л NaOCl (гипохлорит натрия). Обливание горячей водой также снижает микробную популяцию, а при добавлении гипохлорита натрия в горячую воду в концентрации до 200 мг/л количество аэробных микроорганизмов уменьшилось в 200 раз по сравнению с мытьем в гипохлорите без подогрева (Cantwell et al., 2001).
Микробное загрязнение также можно уменьшить с помощью гамма-излучения. Зеленый лук, нарезанный на кольца длиной 1 см, промытый в 100 мг/л гипохлорита натрия и подвергнутый гамма-облучению при 1 кГр, показал 300-кратное снижение количества микроорганизмов сразу после обработки по сравнению с необлученным материалом и шестикратное снижение через 14 дней при 3 °C, наряду с улучшением визуального качества. Дозы в 2 и 3 кГр вызвали повреждение мембран и привели к потере аромата и визуального качества, хотя количество микроорганизмов было ниже предела обнаружения в течение 14 дней (Fan et al., 2003).
Зеленый A. fistulosum, промытый, обрезанный и разрезанный на отрезки длиной 10 см, показал реакцию скорости дыхания на концентрацию кислорода, которая может быть описана уравнением Михаэлиса-Ментен из кинетики ферментов (Hong and Kim, 2001):
R = Vm [O2] / (KM + [O2]),
где
R — скорость дыхания;
[O2] — концентрация кислорода в атмосфере;
Vm — максимальная скорость дыхания;
KM — [O2] при половине максимальной скорости дыхания (0,5Vm), константа Михаэлиса. KM имела среднее значение 1,67% кислорода.
Максимальная скорость дыхания, Vm, увеличивалась с ростом температуры, примерно в три раза на каждые 10 °C между нулем и 20 °C. При 10 °C она имела среднее значение 30 мл/кг/ч поглощения кислорода или выделения углекислого газа. По другим данным, Vm составляет 43 мл/кг/ч и КМ 1,24 кислорода для зеленого A. fistulosum, а Vm при 10 °C — 49 мл/кг/ч и КМ 0,46% кислорода для зеленого Allium wakegi (Hong and Kim, 2001).
Зависимость между максимальной скоростью дыхания и температурой для зеленого лука соответствовала уравнению Аррениуса в диапазоне 0-20 °C (Hong and Kim, 2001). При 0, 10 и 20 °C дыхательный коэффициент (выделение углекислого газа:поглощение кислорода) оставался неизменным до тех пор, пока концентрация кислорода не снизилась ниже 1%, после чего он начал резко возрастать, что указывает на переход от аэробного к анаэробному дыханию. Это приводит к накоплению этанола и ацетальдегида, которые токсичны для клеток и вызывают неприятный привкус у свежих продуктов. Эти параметры дыхания могут быть полезны для моделирования ожидаемого дыхания и разработки соответствующей упаковки с модифицированной атмосферой для свежесрезанного зеленого лука (Hong and Kim, 2001).
Литература
World vegetables: principles, production, and nutritive values / Vincent E. Rubatzky and Mas Yamaguchi. — 2nd ed. 1997.
Allium crop science: recent advances/edited by H.D. Rabinowitch and L. Currah. США. 2002.
Onions and other vegetable alliums / J.L. Brewster. — 2nd ed. США. 2008.
