Category Archives: Овощеводство
Болезни фасоли
Основные возбудители болезней фасоли
Основные бактериальные возбудители болезней фасоли:
- Corynebacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens;
- Pseudomonas syringae pv. syringae;
- Xanthomonas phaseoli, X. campestris pv. phaseoli;
- Xanthomonas phaseoli pv. fuscans;
- Pseudomonas phaseolicola, P. syringae pv. phaseolicola.
Основные грибковые возбудители болезней фасоли:
- Alternaria spp.;
- Isriopsis griseola;
- Colletotrichum lindemuthianum, другие виды Colletotrichum spp.;
- Ascochyta spp.;
- Cercospora cruenta;
- Phytophthora phaseoli;
- Peronspora viciae;
- Fusarium solani f. sp. phaseoli;
- Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli;
- Botrytis cinerea;
- Phyllosticta phaseolina;
- Diaporthe phaseolorum;
- Erysiphe polygoni;
- Pythium spp., также Aphanomyces, и Thielaviopsis spp.;
- Rhizoctonia solani;
- Uromyces phaseoli, другие виды Uromyces spp.;
- Elsinoe phaseoli;
- Colletotrichum truncatum;
- Verticillium albo-atrum;
- Sclerotinia sclerotiorum.
Вирусы:
- Вирус обыкновенной мозаики фасоли (Bean Common Mosaic Virus, BCMV);
- Вирус золотистой мозаики фасоли (Bean Golden Mosaic Virus, BGMV);
- Вирус крапчатости бобов (Bean Pod Mottle Virus, BPMV);
- Вирус южной мозаики фасоли (Bean Southern Mosaic Virus, BSMV);
- Вирус желтой мозаики фасоли, штамм фасоли (Bean Yellow Mosaic Virus, BYMV);
- Вирус огуречной мозаики, штамм фасоли (Cucumber Mosaic Virus, CMV);
- Вирус курчавости верхушки сахарной свеклы (Sugar Beet Curly Top Virus, SBCTV);
- Вирус завязи арахиса (Peanut Stunt Virus).
Корневые гнили
Корневая гниль Aphanomyces
Корневая гниль Aphanomyces, англ. Aphanomyces root rot, не представляла проблемы для фасоли (Phaseolus) до 1979 года, когда в Висконсине был выявлен штамм Aphanomyces euteiches, вызывающий сильную корневую гниль (Pfender and Hagedorn, 1982). С тех пор она была обнаружена на посевах в нескольких штатах США и Австралии.
Инфекция может начаться в самом начале жизни растения или развиться позже, после того как почва поля на короткое время заболачивается. Грибок поражает кору корневой системы, что приводит к отставанию в росте и пожелтению, после чего растение увядает и погибает. Часто A. euteiches можно встретить вместе с Pythium spp., поскольку последний патоген более распространен, но ему благоприятствуют сходные условия. Спектр хозяев A. euteiches f. sp. phaseoli включает люцерну (люцерну), а также стручковую фасоль и сухие бобы.
В селекционных линиях была обнаружена некоторая устойчивость, но их агрономические характеристики слишком далеки от коммерческих признаков в ближайшем будущем. Обильное орошение связано с инфекцией, поэтому содержание влаги в почве и температура являются ключевыми факторами в борьбе с болезнью при крупномасштабном производстве орошаемых бобов. Использование зеленого удобрения, особенно горчицы, оказалось полезным для подавления A. euteiches и других патогенов (Parke and Rand, 1989). Внесение коричневой горчицы, выращенной в качестве зеленого удобрения, а затем измельченной и прикатанной в почву, оказывает фумигантное действие на патоген. Другие работы показали ценность других зеленых удобрений вместе с комплексным подходом к борьбе с ними, используя устойчивые сорта и правильное управление почвой, для снижения уровня инокулята в почве (Tu, 1991).
Фузариозная корневая гниль
Фузариозная корневая гниль фасоли, англ. Fusarium foot rot, встречается в большинстве районов выращивания фасоли по всему миру. Болезнь обычно наносит наибольший ущерб, когда корни впервые попадают в стрессовую ситуацию, вызванную уплотнением почвы, засухой, заболачиванием или кислородным стрессом. Ранними симптомами являются отставание в росте, хлороз верхних листьев и покраснение или побурение у основания стебля. Корни обычно чернеют, а основание стебля может разрушиться. Иногда симптомы могут проявляться на коротких отрезках растений вдоль ряда, когда почвенные условия вызывают стресс.
Потеря растений из-за инфекции приводит к снижению урожая. В зависимости от очагов инфекции на поле, потери урожая могут быть серьезными. Там, где растения имеют небольшую высоту, эффективность механизированной уборки снижается.
Возбудитель Fusarium solani f. sp. phaseoli остается в почве в виде хламидоспор в течение многих лет. Хламидоспоры прорастают в присутствии корневых экссудатов хозяина и заражают ткани корня. Изоляты бобового фузариоза из Великобритании также оказались патогенными на корнях гороха, но симптомы не такие тяжелые, как на фасоли (Phaseolus).
Сорта фасоли различаются по степени чувствительности к фузариозной корневой гнили, но ни один из них не является полностью устойчивым. Определенный прогресс в развитии устойчивости или толерантности был недавно достигнут благодаря исследованиям признаков роста корней (Roman-Aviles et al., 2004), и это вместе с управлением почвой будет наиболее практичной формой борьбы.
Ризоктониозная корневая гниль
Ризоктониозная корневая гниль, англ. Rhizoctonia root rot, распространена по всему миру и является одним из наиболее экономически важных заболеваний корней и гипокотиля у фасоли. Потери происходят при всех типах возделывания, будь то вспашка и культивация, минимальная обработка почвы или система прямого посева. Часто болезнь возникает в сочетании с фузариозной ножной гнилью, но характерные впалые красновато-краевые поражения у основания стебля обычно являются поражением Rhizoctonia solani. Это заболевание обычно возникает в теплую погоду и не является такой проблемой в Северной Европе, как Fusarium solani.
Устойчивость к этому заболеванию имеется в селекционных линиях, и некоторые умеренные устойчивости присутствуют в коммерческих сортах; однако управление почвой имеет первостепенное значение для минимизации рисков и облегчения стрессов для корней в начале вегетационного периода.
Южная пятнистость (Sclerotinia rolfsii)
Южная пятнистость, англ. Southern blight, серьезна во многих тропических и субтропических регионах мира, где в течение всего вегетационного периода наблюдаются высокие температуры и влажная почва. Возбудитель болезни — грибок Sclerotinia rolfsii, который имеет очень широкий круг хозяев как среди однодольных, так и двудольных растений, включая многие овощи. Ранние симптомы похожи на симптомы его родственника S. sclerotiorum, за исключением того, что большая часть инфекции продолжается чуть выше и чуть ниже земли, где основание стебля обхватывается и растение погибает. Склероции, образующиеся в мицелии, затем служат источником инокулята для других хозяев.
Глубокая культивация с переворачиванием почвы закапывает склероции и ограничивает контакт между склероциями и стеблями фасоли. Имеются некоторые устойчивые сорта, и достигнут определенный прогресс в использовании биоконтрольных агентов, таких как Trichoderma и Gliocladium, для использования в качестве антагонистов гриба.
Белая плесень (Sclerotinia sclerotiorum)
Белая плесень, англ. white mould, встречается в большинстве регионов мира, за исключением тропиков, и поражает широкий спектр культур-хозяев. Также является болезнью гороха, и многое из того, что используется для гороха, применимо и к фасоли.
Возбудитель: Sclerotinia sclerotiorum.
Заражение происходит в периоды влажности листьев и оптимальной температуры; аскоспоры высвобождаются из апотециев, которые в свою очередь образуются из прорастающих склероциев, оставшихся в почве после предыдущей зараженной культуры (Boland and Hall, 1987; Phillips, 1994).
Инфекция приводит к разрушению тканей стебля и образованию плотного белого мицелия, который покрывает стебли и листья и заражает стручки. В инфицированной ткани образуются крупные склероции. Скорость распространения инфекции быстрая, и происходят масштабные потери урожая и качества фасоли. Также может произойти перекрестное заражение от собранных свежих стручков фасоли к здоровым стручкам фасоли в хранилищах или упаковке, что еще больше снижает товарный вид.
В селекционных линиях известны некоторые устойчивые сорта, но иммунных сортов мало, а отбирать сорта на устойчивость сложно, поскольку архитектура растения также может влиять на инфекцию (Schwartz and Singh, 2013). Были использованы агенты биоконтроля, такие как Coniothyrium minitans, которые успешно снижают количество склероциев. Инокулянт требует многократного применения для создания популяций, и часто время между посевами бобов на поле слишком велико, чтобы агент мог выжить.
Стручковая гниль ботритис (Botrytis cinerea)
Стручковая гниль ботритис, или серая плесень, англ. Botrytis pod rot (grey mould), распространена повсеместно и присутствует во всем мире, заражая многие сельскохозяйственные культуры и сорняки в периоды повышенной влажности.
Возбудитель: Botrytis cinerea.
Заражение происходит на стручке, как правило, после первого заражения увядших лепестков, которые либо прилипают к стручку после его завязи, либо попадают на черешок листа, где гриб может затем заразить стебель, вызывая его обхват.
Ботритис также является очень важным послеуборочным заболеванием свежей фасоли. Повреждение стручков приводит к отбраковке урожая стручковой фасоли для свежего рынка или для переработки. В сухих бобах стручки распадаются, и семена могут обнажаться, что приводит к побурению, а если семена также заражены, то бобы рассыпаются.
Для B. cinerea благоприятны влажные условия, и вероятность возникновения проблемы выше, если погода влажная или если полив проводится в избытке во время цветения и завязывания стручков, что позволяет лепесткам оставаться прикрепленными к концам стручков. Можно использовать программу фунгицидов, но во многих случаях грибок выработал устойчивость к обычно используемым активным ингредиентам.
Антракноз (Colletotrichum lindemuthianum)
Антракноз, англ. Anthracnose, распространен по всему миру, но в умеренных и субтропических районах встречается чаще, чем в тропиках. Он встречается в Северной и Южной Америке, а также в Европе, Африке, Австралии и Азии. Это одно из самых важных заболеваний, поскольку оно вызывает значительные потери урожая и ущерб от порчи стручков. Болезнь переносится семенами, а после появления спор в теплых влажных условиях споры очень быстро распространяются брызгами дождя на окружающие растения. Особенно вредоносна болезнь в фазу появления всходов и образования плодов.
Возбудитель: гриб Colletotrichum lindemuthianum (Sace, et Magn.) Br. et Cav.
Симптомы заражения очень характерны: сначала появляются черные или бурые окаймленные поражения листьев, идущие вдоль жилок листа, а также эффект побурения. Пораженная часть ткани часто выпадает, образуя так называемые «прострелы». Позже заражаются стручки, на которых образуются глубокие круглые буровато-красные сливающиеся вдавленные поражения, черные в центре. В углублениях пятен, особенно во влажную погоду, формируются беловатооранжевые или розовые подушечки конидиального спороношения гриба. Конидии бесцветные, продолговато-цилиндрические с закругленными концами. Через створки боба гриб поражает семена, на которых образуются такие же пятна, как и на стручках. На семядолях всходов болезнь проявляется в виде коричнево-красных пятен, в центре — светлые. На стеблях и черешках вначале появляются пятна в виде черточек, бурые, впоследствии переходящие в язвы. Во влажную погоду в центральной части пораженной ткани появляются красноватые подушечки — спороношение гриба.
Сохраняется гриб мицелием в пораженных растительных остатках и зараженных семенах. Болезнь передается от растения к растению каплями дождя. Оптимальная температура для развития антракноза около — 20 °C. Инкубационный период болезни 3-7 дней.
Некоторые сорта устойчивы к большинству рас, но патогенность гриба очень разнообразна. Заражение семенной оболочкой можно контролировать с помощью фунгицидной обработки семян, но, несмотря на возможность применения фунгицидов по листу, наиболее эффективным средством борьбы является профилактика путем использования здоровых семян, произведенных в засушливых условиях.
Источник: commons.wikimedia.org©Howard F. Schwartz, Colorado State University, Bugwood.org (CC BY 3.0)
Ржавчина фасоли (Uromyces appendiculatus)
Ржавчина фасоли, англ. Bean rust, встречается по всему миру, но наиболее распространена в тропических и субтропических районах. В Латинской Америке она наиболее серьезна в Бразилии, Карибском бассейне, Центральной Америке и Мексике, а также в Африке. В засушливом климате она встречается редко, только при орошении. Ржавчина влияет на урожайность и качество стручков как для рынка свежих овощей, так и для производства сухих бобов и может снизить урожайность сушеных бобов до 30% за счет дефолиации или сокращения площади листьев.
Возбудитель: облигатный гриб Uromyces appendiculatus (вероятный син. Uromices phaseoli (Schrot.)).
Когда стручки заражаются, болезнь может вызвать глубокие темные язвы на поверхности, что делает их непригодными для продажи на рынке свежих или перерабатывающих продуктов. Симптомы сначала проявляются в виде небольших круглых пятен цвета ржавчины, окруженных желтым ореолом. Пустулы развиваются и производят оранжево-коричневые споры, которые переносятся на окружающие листья и растения с помощью брызг дождя или верхних дождевальных установок. Позже пятна становятся крупнее, а споры чернеют.
Возбудитель болезни сохраняется в виде телиоспор на растительных остатках. Мицелий на корневищах молочая. Весной телиоспоры прорастают и формируют базидии с базидиоспорами, которые заражают бобы и фасоль. У разнохозяйных грибов базидиоспоры заражают молочай, на котором развивается эцидиальная стадия, а затем эцидиоспоры заражают основного хозяина.
Имеется ряд фунгицидов, которые более эффективны при применении в начале развития болезни. Наиболее эффективным средством борьбы с ржавчиной бобов является сортовая устойчивость. Стабильная устойчивость затруднена, поскольку патогенная изменчивость гриба очень велика. Хотя большинство сортов устойчивы к нескольким расам ржавчины, лишь некоторые из них обладают устойчивостью к большинству местных рас. В фасоли обыкновенной присутствует много генов, устойчивых к ржавчине, и некоторые из них были использованы для создания устойчивой к ржавчине зародышевой плазмы и сортов (Park et al., 2004). Значительный прогресс был достигнут в США в выведении бобов с несколькими генами устойчивости.
Источник: commons.wikimedia.org©Jerzy Opioła (CC BY-SA 4.0)
Бактериальные болезни
Во всех случаях бактериальных заболеваний фасоли первичным источником инфекции является семенной материал, поэтому в районах производства семян фасоли должны проводиться строгие фитосанитарные процедуры. В засушливых районах семенные посевы следует осматривать во время производства и проверять на наличие бактериальных патогенов. В некоторых ситуациях для обеспечения поверхностной стерилизации используется обработка семян стрептомицином, но она доступна не во всех странах.
Галловая пятнистость (Pseudomonas syringae)
Галловая пятнистость, англ. halo blight, — болезнь умеренного климата, является наиболее распространенным из бактериальных заболеваний фасоли, передающихся через семена.
Возбудитель: бактерия Pseudomonas syringae pv. phaseolicola.
Симптомы заболевания на листьях состоят из небольших угловатых некротических жирных пятен, которые окружены хлоротичным участком ткани. Позже на стручках появляются впалые, водянистые жирные пятна, которые углубляются в стенку стручка, пока не заразятся развивающиеся семена. Поскольку болезнь легко распространяется во время дождей или при поливе сверху, эффект на урожай обычно проявляется в виде небольших дискретных пятен, которые быстро распространяются в направлении преобладающего ветра. Потеря урожая вызвана дефолиацией и гибелью растений, а повреждение стручков может привести к отбраковке урожая при сборе свежих бобов.
Источником инфекции являются зараженные семена или остатки урожая, но при нормальном севообороте бактерия не выживает в почве дольше 1 года.
Эффективных средств химической борьбы не существует, поэтому единственным средством предотвращения заболевания является оздоровление семян.
Обыкновенная пятнистость (Xanthomonas campestris)
Обыкновенная бактериальная пятнистость, англ. Common blight, поражает листья и стручки и считается основной проблемой в большинстве тропических и полутропических районов выращивания фасоли.
Возбудитель: Xanthomonas campestris pv. phaseoli.
Симптомы поражения листьев проявляются в виде пропитанных водой пятен, которые расширяются, а окружающая ткань становится некротической и окаймляется участком ткани лимонного цвета. В конечном итоге листья приобретают ошпаренный вид. Поражения стручков впалые и коричневого цвета.
Болезнь может быть очень разрушительной в периоды теплой влажной погоды, когда происходят потери урожая и качества бобов.
Бактериальное увядание (Curtobacterium flaccumfasciens)
Бактериальное увядание приводит к увяданию растений фасоли в периоды дефицита влаги. О нем сообщалось в США, Тунисе, Австралии, Греции, Канаде и Колумбии, а также в других регионах производства.
Возбудитель: Curtobacterium flaccumfasciens.
Вирусы
Шварц и др. (2005) описали ряд вирусных заболеваний, связанных с фасолью Phaseolus, но наиболее распространенными серьезными вирусами являются вирус мозаики фасоли (BCMV), вирус вьющейся верхушки фасоли (BCTV), вирус желтой мозаики фасоли (BYMV) и вирус мозаики огурца (CMV).
Вирус мозаики бобов (BCMV)
Вирус мозаики бобов (Bean common mosaic virus, BCMV) встречается по всему миру, и в районах, где выращиваются восприимчивые сорта, болезнь может привести к серьезным потерям урожая, плохому набору стручков и развитию стручков. Вирус может выживать в сорняках-хозяевах и в небольшой степени в зараженных семенах. Затем вирус передается переносчиками — тлями, включая Acyrthosiphon pisum, Macrosiphon euphorbiaea, Myzus persicae и Aphis fabae. На поверхности трехлистника появляются бледные и темные участки неправильной формы, чаще всего листья скручиваются вниз и могут вырастать длиннее остальных. У некоторых бобов может появиться коричневая окраска на жилках листьев и стеблях. Большинство коммерческих сортов устойчивы к BCMV, но сушеные сорта фасоли могут быть более восприимчивы. Эффективная борьба с тлей и посадка до начала деятельности тли также снизит риск заражения.
Вирус курчавости бобов (BCTV)
Вирус курчавости бобов (Bean curly top virus, BCTV) встречается на западе США и в Британской Колумбии. Всходы развиваются как карликовые растения, с сильным морщинистым и нисходящим скручиванием листьев. Растения сильно карликовые и пучковатые. Листья становятся хрупкими, а цветки могут завянуть. У вируса есть несколько хозяев, которые являются многолетними или зимними однолетними растениями, например, чертополох русский или бурьянистый (Salsola tragu), горчица, а также сахарная свекла. Вирус переносится свекловичным листоедом (Circulifer tenullus), а теплые сухие погодные условия в начале сезона способствуют миграции вируса с зимующих хозяев листоеда на только что появившиеся бобы. Существует ряд устойчивых сортов, так как обработка против листового воронка обычно проводится слишком поздно, чтобы быть эффективной.
Вирус желтой мозаики бобов (BYMV)
Вирус желтой мозаики бобов (Bean yellow mosaic virus, BYMV) развивается в бобах в любое время до цветения. Листья могут быть сморщенными и заостренными с некоторым просветлением жилок. Листья могут поникать, на старых листьях может появиться желтая крапинка, а растения могут отставать в росте. Вирус BYMV широко распространен по всему миру и имеет несколько бобовых и небобовых хозяев. Вирус передается тлей, и заражение может происходить как на отдельных растениях, так и на группах растений. В зависимости от степени поражения, урожайность может быть снижена, а стручки — поврежденными или неполноценными. BYMV также известен как Phaseolus virus 2 и может передаваться семенами некоторых бобовых, включая V. faba. Несколько тлей-переносчиков могут передавать вирус между бобами от зимующих хозяев. Основным переносчиком является Acyrthosiphon pisum, вирус устойчив и имеет широкий круг хозяев, включая горох, клевер, люцерну, гладиолус, фрезию, люпин, сою и дикие бобовые. Существуют некоторые устойчивые сорта сухих бобов, но ранняя борьба с тлей на цветущих культурах является наиболее эффективным средством предотвращения широкомасштабного заражения.
Вирус огуречной мозаики (CMV)
Вирус огуречной мозаики (Cucumber mosaic virus, CMV) встречается во многих странах, в том числе в Европе и на Дальнем Востоке. В США известны случаи поражения целых бобовых полей, но экономические потери зависят от времени заражения. При позднем заражении качество стручков снижается.
Симптомы включают сужение и заострение листьев с мозаикой, развивающейся позже. Другие симптомы включают скручивание листьев, зеленую и хлоротичную крапчатость и темно-зеленую полосатость жилок. Некоторые штаммы CMV могут переноситься семенами фасоли, но болезнь легко передается несколькими переносчиками — тлями. Вирус имеет широкий спектр сорняков-хозяев, включая несколько многолетних видов.
Здоровые семена являются полезным средством профилактики, но более важным является борьба с тлей. Некоторые коммерческие сорта устойчивы к CMV, и в настоящее время ведется работа по выведению новых сортов, устойчивых к этому вирусу.
Литература
Современные технологии в овощеводстве/д.с.х.н. А.А. Аутко [и др.]; под редакцией А.А. Аутко. — Нац. акад, наук Беларуси, Ин-т овощеводства. — Минск : Беларус. навука, 2012. — 490 с., [16] л. ил.
Peas and beans. Crop production science in horticulture / Antony J. Biddle. 2017. UK.
Болезни гороха
Основные возбудители болезней гороха
Возбудители болезней гороха:
- Aphanomyces euteiches;
- Colletotrichum pisi;
- Ascochyta pisi, A. pinodella;
- Mycosphaerella pinodes;
- Pseudomonas syringae pv. pisi;
- Thielaviopsis basicola;
- Botrytis cinerea;
- Peronospora pisi, P. viciae (ложная мучнистая роса);
- Fusarium oxysporum f. pisi, другие расы F. oxysporum;
- Fusarium solani f. sp. pisi;
- Phoma medicaginis var. pinodella;
- Erysiphe polygoni, другие виды Erysiphe spp. (мучнистая роса);
- Pythium ultimum, другие виды Pythium spp.;
- Uromyces pisi, U, fabae, U, trifolii;
- Sclerotinia sclerotiorum;
- Septoria pisi.
Вирусы:
- Вирус сворачивания листьев фасоли (Bean Leaf Roll Virus);
- Вирус желтой мозаики бобов (BYMV), штамм гороха (Bean Yellow Mosaic Virus, BYMV);
- Вирус энатионной мозаики гороха (Pea Enation Mosaic Virus);
- Вирус полосатости гороха (Pea Streak Virus);
- Вирус чахлости гороха (Pea Stunt Virus);
- Вирус переноса семян гороха (Pea Seed Borne Virus);
- Вирус ранней коричневатости гороха (Pea Early Browning Virus);
- Вирус желтой верхушки гороха (Pea Top Yellow Virus);
- Вирус мозаики обыкновенного гороха (Common Pea Mosaic Virus);
- Вирус огуречной мозаики (Cucumber Mosaic Virus, CMV).
Корневые гнили
Корневые гнили, англ. Foot rot diseases, — наиболее вредоносный комплекс почвенных патогенов корневой инфекции включает несколько грибов, которые могут вызвать тяжелую ростковую или корневую гниль гороха практически во всех традиционных районах горохосеяния в мире.
Воздействие на культуру было описано как гороховая корневая гниль (Biddle, 1983). Грибки накапливаются в почве в результате частых посевов, а поскольку скорость распада покоящихся спор медленнее, чем время возврата гороха, почвенная популяция увеличивается до такой степени, что урожай становится сильно зараженным.
В Великобритании в комплекс корневой гнили вовлечены три основных организма, каждый из которых может заражать по отдельности или совместно. Могут присутствовать несколько видов Fusarium, главным из которых является Fusarium solani f. sp. pisi. Сам по себе патоген проникает в корни в начале вегетационного периода; во время его развития корни разрушаются, а сосудистая система блокируется токсинами, вырабатываемыми грибом. Это вызывает преждевременное старение и последующую гибель.
Второй патоген — Didymella pinodella (син. Phoma medicaginis var. pinodella) (Chen and Cai, 2015), аскомицетный гриб, который может передаваться через почву, производя толстостенные хламидоспоры, или через семена, когда инфекция развивается на листьях и стручках. Первоначально инфекция D. pinodella вызывает обхват основания стебля, который чернеет и в конечном итоге разрушается. После первоначального заражения на соседних растениях может появиться пятнистость листьев и стручков, а стручки и семена заражаются в периоды влажной и дождливой погоды.
Третий патоген — Aphanomyces euteiches, который вызывает корневую гниль. Это фикомицетный гриб, который производит зооспоры, подвижные в условиях влажной почвы. После заражения кора корня разрушается и отслаивается от сосудистой оболочки. Ооспоры, образующиеся в коре, могут оставаться в почве в течение многих лет. Для него благоприятны влажные почвенные условия, и он является основным патогеном на легких почвах с более тонкой структурой в Парижском бассейне во Франции, где при частом выращивании гороха на фермах часто происходили крупные потери гороха от корневой гнили.
Универсальных мер борьбы с этими почвенными грибами не существует, и единственное эффективное средство борьбы с ними — избегать возделывания гороха чаще, чем раз в 5 лет (Biddle, 1983). В Великобритании, где в 1970-х годах возникли серьезные проблемы, интервал между посевами гороха был увеличен до 6 или даже 7 лет, чтобы предотвратить развитие повреждающих популяций грибков.
В Великобритании был разработан тест для прогнозирования заболеваний, передающихся через почву, который используется в качестве руководства для выявления полей с высокой популяцией патогенов (Biddle et al., 1988). Во Франции и Скандинавии аналогичный метод используется для отбора полей с высоким уровнем A. euteiches. Ведется большая работа по выведению сортов с устойчивостью к этим патогенам, но из-за сложности проблемы не было выведено ни одного сорта с комбинированной устойчивостью ко всем (Ali et al., 1994), хотя в настоящее время в Европе совместно с исследовательским кооперативом ведется работа по выявлению устойчивости к фузариозу и стрессам засухи.
Фузариозные корневые гнили
Возбудители — несовершенные грибы рода Fusarium spp.
Формы проявления болезни различные: поражения растений от фазы всходов до образования семян. На всходах фузариозные корневые гнили проявляются в виде побурения подсемядольного колена и кончика корня проростка. Всходы желтеют, появляется перетяжка стебля, гниль корешков — и они погибают. В дальнейшем поражаются корни и прикорневая часть стебля, обнаруживается покраснение главного и боковых корней. На подземной части стебля, появляются продольные трещины, вследствие чего корни отмирают.
При фузариозном увядании грибы выделяют токсины и закупоривают сосуды проводящей системы (трахеомикозный тип поражения). По сосудисто- проводящей системе гриб иногда достигает верхних частей растения, вследствие чего наблюдается пожелтение, увядание, засыхание и его гибель. На поперечном срезе пораженных стеблей и корней видны побуревшие сосуды. Во влажных условиях на пораженных участках появляется разовый налет конидиального спороношсния гриба — макро- и микроконидии. Болезнь вредоносна в условиях влажной весны, а также сухого жаркого лета при недостатке влаги в почве. Но особенно сильно проявляется болезнь в период цветения — начала образования плодов. Повышенная кислотность почвы также способствует прогрессированию фузариоза. Источниками инфекции являются пораженные растительные остатки в почве и семена. В случае заражения бобов и семян инфекция может сохранятся в семенном материале.
Аскохитоз (Ascochyta)
Пятнистость листьев и стручков, или аскохитоз (Ascochyta), англ. Leaf and pod spot, — широко распространенное заболевание, поражающее бобовые овощные культуры.
На горохе существует три близкородственных грибка, которые составляют комплекс болезней аскохитовой пятнистости: Ascochyta pisi, Mycosphaerella pinodes и Didymella pinodella (Phoma medicaginis var. pinodella), и все они могут вызывать пятнистость листьев и стручков гороха. Помимо этих возбудителей, на горохе могут проявляются два вида аскохитоза: светлопятнистый (возбудитель — Ascochyta pisi (Lib.)) и темнопятнистый (возбудитель — Ascochyta pinocles (Вег. Et Bl.) Jones). Все они переносятся семенами и могут выживать на растительных остатках; M. pinodes и D. pinodella также переносятся почвой. Симптомы каждого из них различны, но A. pisi вызывает более характерный тип пятнистости листьев и стручков и чаще встречается во всем мире.
Проростки, полученные из семян, зараженных A. pisi, проявляют симптомы вскоре после появления, особенно если погода была влажной. На стебле, листьях или стебельках развиваются коричневые или серые впалые поражения. По мере развития растения в центре поражений образуются пикниды, а высвобождение аскоспор происходит под воздействием дождя или брызг капель воды. Споры затем заражают окружающие растения, в конечном итоге образуя поражения на стручках, а глубоко залегающая инфекция продолжает заражать развивающиеся семена.
Светлопятнистый аскохитоз на листьях, стеблях и бобах проявляется в виде крупных, округлых, желтоватых пятен, окруженных бурой каймой с более светлой серединой и мелкими пикнидами на них. Пораженные листья преждевременно засыхают, стебли переламываются. У пораженных семян поверхность морщинистая, со светло-желтыми пятнами. Такие семена не дают всходов или появляются больные всходы. На семядолях и стебельках аскохитоз проявляется в виде желто-коричневых пятен, при этом часть всходов погибает.
При темнопятнистом аскохитозе на стеблях и бобах образуются темные пятна, почти черные в центре, вдавленные, неправильной формы. В центре пятна наблюдаются бурые немногочисленные пикниды — плодовые тела патогена. Пораженные стебли надламываются, при заражении бобов семена в них щуплые или не образуются вовсе.
Распространение M. pinodes происходит от инфицированных семян, но может также заражаться из почвенных растительных остатков или от хламидоспор, которые заражают основание стебля, что приводит к опоясыванию стебля и последующей пятнистости листьев и стручков с более мелкими, более пурпурного цвета поражениями, которые не такие глубокие, как у A. pisi. D. pinodella чаще всего заражается из почвы, где толстостенные хламидоспоры могут оставаться жизнеспособными в течение нескольких лет. Болезнь в первую очередь вызывает ножную гниль, но пятнистость листьев и стручков может возникнуть позже в сезон, если почва влажная, с частыми дождями и теплыми температурами.
Основным источником первичной инфекции являются семена, и использование здоровых семян — единственный способ избежать заражения A. pisi. Поскольку и M. pinodes, и D. pinodella переносятся почвой, длительный севооборот, в котором горох выращивается не слишком часто, задержит накопление популяций, переносимых почвой. Семенные культуры, выращенные в засушливых районах, менее склонны к заражению, но в других районах с умеренным климатом риск заболевания выше, где летние осадки более непостоянны. Фунгицидная обработка семян эффективна для борьбы с большинством переносимых семенами Ascochyta, но использование сильно зараженных семян, даже с обработкой семян, не всегда приводит к появлению полноценных здоровых проростков.
В настоящее время изучается устойчивость к A. pisi, но из-за наличия целого ряда патотипов трудно вывести сорта с полной устойчивостью (Tivoli и др., 2006; Muehlbauer и Chen, 2007).
Мучнистая роса (Erysiphe pisi)
Мучнистая роса, или настоящая мучнистая роса, или эризифос, англ. Powdery mildew. Возбудитель гриб Erysiphe pisi (син. Erysiphe communis Grev. pisi (Dietrich.)) — очень широко распространенный патоген во всех районах, где выращивается горох. Сильная инфекция снижает массу стручков и урожайность, а семена не могут полностью раскрыть свой потенциал в зараженных стручках.
Болезни благоприятствуют теплые дневные температуры и прохладные влажные ночи. Сильное развитие мучнистой росы наблюдается в сухое лето. Горох позднего посева более восприимчив к инфекции, и именно на этих культурах она проявляется сильнее всего. Инкубационный период при благоприятных условиях составляет 4-5 дней. Споры гриба на сухом воздухе и при ярком освещении лучше вызревают и прорастают, а растение менее устойчиво к болезням.
Основной тип поражения — образование на листьях и стеблях неравномерного белого мучнистого налета, состоящего из грибницы конидиального спороношения. Развитие болезни начинается с нижних листьев и основания стебля, но затем быстро распространяется на все части растения и бобы. К концу вегетации на пораженных тканях формируются плодовые тела — клейстотеции, которые и сохраняются на растительных остатках. Весной клейстотеции раскрываются, и из сумок выбрасываются сумкоспоры, которыми заражаются молодые растения. Грибница, проникая внутрь листа, вызывает отмирание тканей.
Созревание гороха, выращенного для сухого сбора, задерживается, а горох, выращенный для свежего рынка, оказывается испорченным и непригодным для продажи.
Грибок зимует на остатках урожая и альтернативных растениях-хозяевах, таких как ветиверы и другие дикие бобовые.
Устойчивость сортов к мучнистой росе в основном передается тремя рецессивными генами, er-1, er-2 и er-3, причем er-1 наиболее часто используется селекционерами (Fondevilla and Rubiales, 2012). Несколько сортов, имеющихся в продаже, полностью устойчивы к этому заболеванию в полевых условиях, и селекционеры продолжают работу по расширению их числа.
Для борьбы с мучнистой росой имеется очень мало фунгицидов, но регулярное опрыскивание элементарной серой может обеспечить некоторую защиту.
Ложная мучнистая роса (Peronospora viciae)
Ложная мучнистая роса, англ. Pea downy mildew, распространена в странах с умеренным климатом, где выращивают горох, особенно в Северной Европе, Скандинавии, Новой Зеландии, а также на севере и среднем западе США, хотя в более сухих штатах эта болезнь встречается редко.
Возбудитель гриб Peronospora viciae.
Болезнь вызывает значительные потери растений в начале сезона, когда погодные условия более благоприятны для инфекции, поскольку гриб предпочитает влажные, прохладные условия. Позднее инфекция ослабляет растение и снижает количество стручков и семян. Стручки повреждаются и становятся непригодными для продажи на свежем рынке, а горох для переработки часто бывает поврежденным и неполноценным. Ооспоры образуются в зараженной ткани и после возвращения в почву остаются жизнеспособными в течение многих лет. Плотные посевы гороха являются основной причиной сильной инфекции.
Тейлор и др. (1989) сообщили, что в Великобритании существует 11 рас или патотипов P. viciae, и большинство полей с историей болезни содержат их смеси. Поэтому селекция на полную устойчивость не была достигнута, но несколько сортов показывают различные уровни устойчивости в поле к инфекции, и на этом основании сорта в Великобритании классифицируются по их относительной устойчивости. Что касается гороха, то очень немногие сорта демонстрируют хорошую устойчивость, и все они регулярно обрабатываются фунгицидными препаратами для семян. До внедрения ацил-анилиновых фунгицидов, которые активны против Peronospora spp., многие ранние сорта гороха, высеваемые в ранние сроки созревания, были сильно поражены болезнью, и потери урожая значительно снизились, что сделало выращивание ранних сортов практически нежизнеспособным. Напротив, большинство комбинированных сортов гороха, выращиваемых в Великобритании и Европе, имеют хорошую полевую устойчивость и выращиваются без обработки семян.
Белая плесень (Sclerotinia sclerotiorum)
Белая плесень, англ. White mould.
Возбудитель Sclerotinia sclerotiorum имеет очень широкий круг хозяев и может поражать большинство широколиственных (двудольных) культур, включая овощи, картофель, лен (Linum spp.) и масличный рапс в большинстве регионов мира. Инфекция распространена в некоторых районах, где в севообороте присутствуют восприимчивые культуры, и встречается во многих регионах мира, за исключением теплых влажных тропиков.
Болезнь быстро распространяется в теплую влажную погоду и вызывает гниль стебля, листьев, стручков и гороха.
Инфекция характеризуется появлением мокрой гнили, за которой быстро следует образование плотного белого ватообразного мицелия. Зараженные стебли выглядят обесцвеченными, а внутри стеблей и стручков развиваются склероции.
После установления инфекции склероции возвращаются в почву во время сбора урожая, где они могут оставаться жизнеспособными в течение 5 лет и более. При подходящих условиях склероции производят апотеции на поверхности почвы, которые выделяют аскоспоры, прорастающие на свежих зеленых листьях, стеблях или увядших лепестках цветов; затем патоген становится вирулентным и поражает остальные части растения.
Борьба с болезнью основана на севообороте и отказе от выращивания гороха в непосредственной близости или в тесном чередовании с ранее зараженными растениями. Большинство сортов гороха восприимчивы, хотя ранние посевы могут избежать заражения, так как оно обычно происходит в конце сезона, когда температура повышается. Моделирование вспышек инфекции на основе отбора образцов лепестков масличного рапса и местных метеорологических данных было проведено в Великобритании и других странах для масличного рапса, и аналогичное моделирование было проведено для салата (Clarkson et al., 2014). Для гороха время восприимчивости к инфекции очень короткое, и модели, как правило, указывают на широкое окно возможностей для обработки. Использование прогностической модели в качестве системы поддержки принятия решений для гороха было изучено в Великобритании, но горох восприимчив к инфекции только на стадии цветения, которая очень коротка (HDC, 2013).
Источник: commons.wikimedia.org©Rasbak (CC BY-SA 3.0)
Ржавчина гороха (Uromyces pisi)
Ржавчина поражает многие бобовые растения.
Возбудитель: гриб Uromices pisi (Schrot.), поражает также чину, — облигатный паразит, характеризующийся местным типом проявления болезни. Промежуточным хозяином являются вес виды молочая, на которых развивается весенняя (эцидиальная) стадия возбудителя в виде чашевидных вместилищ с нижней стороны листа. Эцидиоспоры переносятся ветром на горох и другие бобовые культуры.
Обычно ржавчина появляется в середине лета. На листьях, стеблях, бобах образуются оранжево-коричневатые выпуклые, уредопустулы, часто порошащие, заражающие таким образом, растения в период вегетации. К концу лета пустулы становятся темными, почти черными, в которых образуются одноклеточные с толстой оболочкой зимние споры (телиоспоры) эллипсоидные или обратнояйцевидные. Пораженные листья желтеют и высыхают.
Возбудитель болезни сохраняется в виде телиоспор на растительных остатках. Мицелий разнохозяйных грибов зимует на корневищах молочая. Весной телиоспоры прорастают и формируют базидии с базидиоспорами, которые заражают бобы и фасоль. У разнохозяйных грибов базидиоспоры заражают молочай, на котором развивается эцидиальная стадия, а затем эцидиоспоры заражают основного хозяина.
Бактериоз (Pseudomonas syringae)
Бактериоз, англ. Pea bacterial blight, может быть важным для культур, высеваемых осенью, или культур, выращиваемых при орошении. В Европе и Новой Зеландии, где в некоторых районах распространен осенний посев, болезнь может быть очень сильной, и потери урожая не являются редкостью. В засушливых условиях болезнь не настолько серьезна, чтобы вызвать потери; на посевах, высеянных весной, значительный ущерб редок, если только не было повреждений от заморозков или града.
Возбудитель: бактерия Pseudomonas syringae pv. pisi (ошибочно «гриб Pseudomonas pisi (Bergey ct all)»; Аутко).
Возбудитель переносится семенами, и симптомы могут проявиться в любое время вегетационного периода, особенно после физического или механического повреждения листьев гороха. Бактерии, проникая в ткани растения через устьица или механические повреждения, распространяются по межклеточным пространствам, разрушая клетки. Инфекция, попадая в сосуды, вызывает увядание листьев и всего растения. На листьях и бобах вначале появляются мелкие темно-зеленые, водянистые пятна, которые затем увеличиваются в размере. По мере высыхания пораженных тканей пятна становятся красновато-коричневыми. Бактерии могут проникать в цветоножки и вызывать гибель цветков. Пораженные бактериозом молодые бобы сморщиваются и засыхают. На сильно пораженных бобах выступает слизистая масса или появляются язвы с «жировыми» пятнами. Заражение семян может происходить во время их созревания.
Основным источником бактериоза являются зараженные семена и послеуборочные растительные остатки.
Существует семь рас бактериального поражения гороха. В Великобритании раса 2 наиболее распространена на яровых сортах, а расы 4 и 6 встречаются на озимом горохе. В США раса 4, по-видимому, наиболее распространена на яровом горохе.
Химических средств борьбы не существует, и использование здоровых семян является наиболее эффективным средством предотвращения заражения. Бактерия не выживает на остатках урожая более 1 года. Нет сортов, устойчивых ко всем семи расам, но несколько сортов устойчивы к расам 2 и 4.
Фузариозное сосудистое увядание (Fusarium oxysporum)
Фузариозное сосудистое увядание, англ. Fusarium vascular wilts.
Несколько рас Fusarium oxysporum f. sp. pisi встречаются во многих странах, где выращивают горох. Болезнь, вызываемая F. oxysporum, часто приводит к сосудистому увяданию на больших площадях во время цветения и завязывания семян.
Первая раса фузариозного увядания характеризуется задержкой роста растений, а также изменением цвета листьев, которые сначала приобретают сероватый оттенок, затем сморщиваются и приводят к гибели растения. Раса 2 известна как близкое увядание, и растения поражаются либо по отдельности, либо разрозненными участками по всему полю. Часто корни отмирают, что приводит к увяданию и преждевременному старению растения. Раса 6 была зарегистрирована в США и Скандинавии и, вероятно, иногда встречается в Европе и Австралазии. Симптомы очень похожи на те, которые вызываются почвенным корневым грибком. Другие расы, включая расу 5, были описаны в США (Kraft, 1994), но симптомы очень похожи на симптомы других рас, причем симптомы расы 5 похожи на симптомы расы 1.
Увядание гороха стало серьезной проблемой в США в начале 20 века, и в большинстве лет в Висконсине было потеряно много урожая. Болезнь была впервые описана Линфордом (1928), но позже выделена как раса 1 F. oxysporum f. sp. pisi в 1935 году. Только когда селекционеры обнаружили устойчивость к увяданию (Wade, 1929), болезнь стала управляемой, и сейчас выведено много сортов с устойчивостью к расе 1, а некоторые также устойчивы к другим расам.
В Великобритании все зарегистрированные новые сорта проверяются на устойчивость к расе 1, и эту информацию можно получить у селекционеров или в рекомендованном списке сортов гороха (PGRO, 2015). Севооборот малоэффективен, когда болезнь присутствует в почве, но севооборот, включающий горох не чаще одного раза в 5 лет, поможет предотвратить развитие болезни.
Вирусы
Из важных вирусов гороха в Европе, США и Австралазии четыре вируса, переносимые тлей, могут вызвать наиболее серьезный ущерб или потерю урожая или качества продукции. Гороховая тля (Acyrthosiphon pisum) является переносчиком ряда вирусов, включая вирус мозаики энации гороха (PEMV), вирус вершинной желтизны гороха (PTYV), вирус мозаики люцерны (гороховая полосатость) и вирус мозаики гороха, переносимый семенами (PSbMV), который также переносится семенами.
Наиболее значительный ущерб от PEMV и PTYV возникает в результате раннего нашествия гороховой тли, которая приносит эти болезни в культуру от перезимовавших хозяев. PEMV имеет круг зимующих хозяев, который включает дикие и культурные бобовые культуры, такие как кормовые бобы (Vicia faba), нут (Cicer arietinum), сладкий (душистый) горошек (Lathyrus oderatus), чечевица (Lens culinaris), Medicago arabica и вика посевная (Vicia sativa).
PTYV также известен как вирус листового валика бобов и имеет диких хозяев, таких как клевер и вьюнок, а также на люцерне (люцерне) и озимой V. faba. PSbMV переносится в основном семенами и передается между соседними горохами только во время перемещения тли в культуру. В некоторых случаях предполагается, что кормовая злаковая тля также может передавать PSbMV от зараженного проростка к остальной части окружающего посева.
Несколько сортов устойчивы к одному или обоим видам PEMV и PTYV, и небольшое количество сортов также выведено для устойчивости к PSbMV. Возможным источником устойчивости является разница в способности вируса проникать в развивающееся семя (Roberts et al., 2003). В целом, чтобы избежать заражения, необходима эффективная борьба с тлей, но в случае с PSbMV только использование здоровых семян гарантирует отсутствие этой болезни. Основным симптомом PSbMV является отставание в росте растений, а на семенниках часто появляются пятна с белой каймой, которые можно сравнить с отметинами на теннисном мяче. Пораженный горох может стать причиной отбраковки урожая переработчиками мороженого гороха, а в Великобритании в середине 1980-х годов семенные запасы сорта petits pois, который широко использовался в Великобритании и Европе, оказались серьезно заражены. В 1987 году была начата программа исследований по выявлению наличия вируса в семенах, которая привела к широкому распространению программы тестирования с использованием теста семян на основе ИФА для выявления запасов семян, несущих инфекцию. Эта программа оказалась эффективной и позволила вывести здоровые семена этого сорта, который остается одним из самых важных сортов petits pois, выращиваемых в Европе и США.
В Европе в некоторые сезоны встречается вирус, передаваемый нематодами, — вирус ранней бурой пятнистости гороха (PEBV). Свободноживущие нематоды, включая переносчика Trichodorus sp., часто встречаются в свободно дренируемой песчаной почве и пасутся на корнях гороха в периоды высокой влажности почвы весной. Вирус развивается в горохе, приводя к характерной мозаике листьев, пурпурным стеблям, задержке роста и некрозу главного побега.
Болезнь также может передаваться через семена. Процедуры оздоровления семян могут быть эффективными для снижения риска заноса вируса в другие районы, где присутствуют триходоридные нематоды. Подробный обзор вируса был написан Boulton (1996).
Литература
Современные технологии в овощеводстве/д.с.х.н. А.А. Аутко [и др.]; под редакцией А.А. Аутко. — Нац. акад, наук Беларуси, Ин-т овощеводства. — Минск : Беларус. навука, 2012. — 490 с., [16] л. ил.
Peas and beans. Crop production science in horticulture / Antony J. Biddle. 2017. UK.
Петрушка
Экономическое значение
Листовая петрушка является высокотоварным листовым овощем, используемым из-за своих ароматных, терпко-сладких на вкус листьев. Употребляемая в сыром или приготовленном виде, петрушка придает аромат многим блюдам. Как правило, ее вкус слишком интенсивен, чтобы употреблять ее как самостоятельное растение. Популярность петрушки также объясняется высоким содержанием в ней β-каротина и витамина С. Содержание каротина в листьях может составлять от 30 до 60 ч./млн.
Помимо пищевого применения, листья петрушки широко используются в качестве гарнира. Общепризнано, что плоские сорта петрушки более ароматны, чем кудрявые, и последние чаще используются для украшения блюд. Высушенная листва готовится в виде хлопьев и широко используется для ароматизации.
Летучее масло петрушки, ответственное за ее уникальный аромат, — апоил.
Гамбургская (корневая) петрушка популярна в основном в Европе. Сваренные увеличенные корни гамбургской петрушки используются в супах и как отварной овощ, и особенно популярны в период отпусков в Восточной Европе, где эта культура известна как «петрушка».
История
Петрушка, древняя культура средиземноморского региона, где, как считается, она зародилась, использовалась на протяжении веков благодаря своим лекарственным и пищевым ароматическим свойствам.
Считается, что листовая петрушка возникла в южных европейских и западных азиатских районах, окружающих бассейн Средиземного моря. Там она возделывался более 2000 лет назад древними греками, римлянами и другими цивилизациями. В 15 и 16 веках ее культура распространилась в Западную Европу, а затем в другие регионы с умеренным климатом по всему миру, и петрушку выращивают даже во многих субтропических районах с высокими горами.
При окультуривании особое внимание уделялось высокому содержанию эфирных масел в листьях для улучшения вкуса и аромата, в то время как ботаническая разновидность P. crispum var. tuberosum (корневая петрушка) была отобран ради крупных, мясистых и гладких корней. Как и листовая петрушка, корневая (гамбургская) петрушка берет свое начало в Средиземноморье и Восточной Азии, и так же была одомашнена в Южной Европе. Одомашнивание гамбургской петрушки было направлено на селекцию крупных, мясистых и гладких корней, в то время как листовая петрушка была выбрана за ее ароматные листья. Гамбургская петрушка имеет определенное значение в Восточной Европе, особенно в определенные праздничные периоды.
Химический состав
Химический состав листьев петрушки:
- вода — 85%;
- протеин — 2,8%;
- жиры — 0,5%;
- углеводы — 8,5%;
- клетчатка — 1,4%;
- зола — 2,0%;
- витамины:
- A — 6050 UI;
- B1 — 0,12 мг/100 г сырой части;
- B2 — 0,23 мг/100 г сырой части;
- ниацин — 1,1 мг/100 г сырой части;
- C — 123 мг/100 г сырой части;
- минеральные вещества:
- кальций — 160 мг/100 г сырой части;
- калий — 508 мг/100 г сырой части;
- железо — 4,3 мг/100 г сырой части;
- магний — 61 мг/100 г сырой части;
- фосфор — 57 мг/100 г сырой части;
- натрий — 90 мг/100 г сырой части.
Химический состав высушенных листьев петрушки:
- вода — 8,5%;
- протеин — 22,4%;
- жиры — 4,2%;
- углеводы — 51,7%;
- клетчатка — 10,0%;
- зола — 12,2%;
- витамины:
- A — 23340 UI;
- B2 — 1,0 мг/100 г сырой части;
- ниацин — 8,0 мг/100 г сырой части;
- C — 120 мг/100 г сырой части;
- минеральные вещества:
- кальций — 1468 мг/100 г сырой части;
- калий — 3805 мг/100 г сырой части;
- железо — 98,0 мг/100 г сырой части;
- магний — 250 мг/100 г сырой части;
- фосфор — 350 мг/100 г сырой части;
- натрий — 437 мг/100 г сырой части.
Химический состав корневой петрушки:
- вода — 88%;
- протеин — 2,8%;
- жиры — 0,6%;
- углеводы — 2,3%;
- зола — 1,6%;
- витамины:
- A — следы;
- B1 — 0,01 мг/100 г сырой части;
- B2 — 0,09 мг/100 г сырой части;
- ниацин — 2,0 мг/100 г сырой части;
- C — 41 мг/100 г сырой части;
- минеральные вещества:
- фосфор — 57 мг/100 г сырой части.
Ботаническое описание
Листовая петрушка, Petroselinum crispum, Mill. Nym. var. crispum (P. hortense, P. sativum) — это двухлетнее или недолговечное многолетнее растение, часто выращиваемое как однолетнее. При выращивании для переработки культуру выращивают как многолетник при условии подавления цветения, что позволяет собирать несколько урожаев.
Два основных типа листьев — простые (итальянские) и скрученные. Каждый из них имеет двойное назначение — для ароматизации и гарнира. Различные типы листьев иногда определяются как ботанические разновидности, при этом P. hortense var. crispum или filicinum обозначает курчавый лист, var. neapolitanum или latifolium — простой лист, а var. tuberosum или fusiformis — корневую петрушку, иногда также известную как гамбургская петрушка.
Листовая петрушка
Обычно в первый год растения листовой петрушки образуют слегка утолщенный ароматный корень и прикорневую розетку листьев, которая обычно вырастает до высоты от 25 до 50 см. Однако соцветие цветущих растений легко достигает высоты 100 см.
Листья темно-зеленые и блестящие, самые нижние — длинночерешковые, двух-трех перистые с яйцевидно-клиновидными или широко линейно-ланцетными зубчатыми листочками. Самые верхние листья тройчатые.
Форма листьев бывает: простой, скрученной (кудрявой) и папоротникообразной, а также промежуточной между ними. Формы скрученных листьев варьируются от слабо до интенсивно скрученных и глубоко разделенных, и иногда получают статус ботанической разновидности как P. crispum var. crispum. Хотя эти формы съедобны, они используются в основном для гарниров и декоративных целей. Плосколистные формы, обозначаемые как P. crispum var. neapolitanum, лучше переносят низкие температуры и считаются более ароматными. Папоротникообразные листья не скручены, но листовая пластинка разделена на множество мелких сегментов.
В начале репродуктивного роста стебель удлиняется, ветвится и образует конечные сложные зонтики с множеством мелких желто-зеленых цветков. Цветочные стебли зеленые и прочные. Цветы самобесплодны, но обычно происходит перекрестное опыление.
Внешний вид семян и другие характеристики схожи с морковью и сельдереем, хотя семена слегка изогнуты, как у тмина. Около 650 семян весят 1 г.
Корневая петрушка
Растения корневой (гамбургской) петрушки (Petroselinum crispum (Mill) Nyman ex A.W. Hill var. tuberosum) (Bernh.) Crov.) сильно напоминают листовую, особенно простые или плосколистные формы.
Увеличение корнеплодов происходит относительно медленно и больше похоже на пастернак, чем на морковь. Корнеплоды имеют светло-коричневую внешнюю поверхность, белую мякоть и аромат. Длина корнеплода колеблется от 10 до 20 см, а ширина — от 2 до 4 см.
Листья обычно полупрямостоячие и не превышает 30 см в высоту. Листья темно-зеленые, блестящие, с тремя перистыми листочками, но сорта демонстрируют разнообразие форм листьев.
Другие характеристики растения схожи с характеристиками близкородственной листовой петрушки.
Экология
Хотя петрушка является культурой прохладного сезона, она широко адаптирована к климату и почве и лучше всего растет при средней температуре от 7 до 16°C. Большинство сортов обладают относительно хорошей морозоустойчивостью; гамбургская петрушка зимостойка.
Выращивание
Выращивание почти всегда осуществляется прямым посевом, так как петрушка плохо переносит пересадку. Семена прорастают очень медленно, требуется от 7 до 20 и более дней. Плохое прорастание может быть вызвано незрелыми зародышами и ингибиторами.
Обычное расстояние между растениями составляет 15 x 60 или 75 см. Для свежего рынка плотность растений часто в два раза больше, чем для переработки, и растения собирают в молодом возрасте.
Удобрения обычно вносят по 100 кг/га N, P и K. Избыток N приводит к образованию очень длинных черешков, что нежелательно.
Уборка
Оптимальная урожайность листовой петрушки обычно достигается примерно через 90 дней после посадки. Производители свежей продукции обычно собирают более ранний урожай с растений, находящихся в стадии неполного развития. Большая часть урожая для свежего рынка представлена в виде связанных вручную пучков. При сборе урожая растения подрезаются немного ниже основания стебля, что позволяет сохранить листву. Несколько растений одинакового размера, отвечающих требованиям по размеру или весу, собираются в пучки (букетный стиль), а черешки связываются вместе. Если растения крупнее, листву также срезают вручную, листья собирают вместе и связывают в пучки. При этом листья часто срезают немного выше точки роста, чтобы обеспечить повторное отрастание и дополнительный урожай.
Значительное количество петрушки производится для переработки на обезвоживание. Для этого обычно используются уборочные машины, и эта процедура полностью механизирована. Режущий механизм машины настраивается таким образом, чтобы срезать листву над верхушкой стебля для обеспечения повторного роста, а также для уменьшения соотношения черешков и листовых пластинок, что является важным параметром для переработчиков на обезвоживание. Характер роста петрушки позволяет собирать несколько урожаев, а в местах, где температура не благоприятствует образованию бутонов, рост урожая продолжается в течение более чем одного вегетационного сезона.
Укрупненный запасающий корень корневой петрушки собирают в конце первого года роста. Период воздействия низкой температуры незадолго до или после сбора урожая позволяет преобразовать крахмал корнеплода в сахар и тем самым усилить сладость и вкус корнеплода.
Послеуборочная обработка
Для петрушки хорошее послеуборочное качество может сохраняться в течение 8-10 недель при температуре 0°C. Высокая относительная влажность воздуха необходима для предотвращения высыхания. Упаковка в перфорированные полиэтиленовые пакеты и использование верхнего льда является полезным, хотя прямой контакт льда с листьями должен быть сведен к минимуму. Аналогичные условия подходят для таких листовых продуктов, как кинза, кервель, японский роголистник и другие, листья которых предназначены для свежего рынка.
Хранение
Корневая петрушка
Растения гамбургской (корневой) петрушки выносливы, их можно хранить в полевых условиях или выкапывать и хранить в хомутах или корневых погребах. После хранения и перед упаковкой корни очищают, часто моют и сортируют по размеру и качеству перед продажей. Гамбургская петрушка может храниться в холодильниках так же, как морковь или пастернак, а с удаленными верхушками может храниться несколько месяцев при температуре 0°C и высокой относительной влажности.
Листовая петрушка
Хорошее послеуборочное качество может сохраняться в течение 8-10 недель при температуре 0°C. Высокая относительная влажность воздуха необходима для предотвращения высыхания. Полезно упаковывать в перфорированные полиэтиленовые пакеты. Послеуборочная жизнь продлевается при хранении в контролируемой атмосфере по сравнению с хранением в нормальной атмосфере. Рекомендуемые условия хранения в контролируемой атмосфере 10% O2 и 10-11% CO2 при 0°C и относительной влажности 95% помогают сохранить зеленый цвет и товарный вид (Apeland, 1971). Однако длительное хранение с соблюдением или без соблюдения условий контролируемой атмосферы редко практикуется.
Болезни
Основная страница: Болезни сельдерейных культур
Петрушка подвержена многим из тех же болезней и вредителей, которые поражают морковь и сельдерей. Листовая пятнистость, Didymaria petroselini (Cercospora petroselini) и стимфилиум (Stemphylium spp.) — наиболее распространенные болезни.
Литература
Carrots and related vegetable Umbelliferae / V.E. Rubatzky, C.F. Quires, and P.W. Simon. USA. 1999.
World vegetables: principles, production, and nutritive values / Vincent E. Rubatzky and Mas Yamaguchi. — 2nd ed. 1997.
Укроп
Укроп пахучий (Anethum graveolens), англ. dill.
Экономическое значение
Укроп ценится из-за высокого содержания в листьях, стеблях и семенах эфирных масел. До фазы начала стеблевания его употребляют как свежую зелень, в период цветения и образования семян — как добавку при переработке овощей.
Листья в свежем и сушеном виде используются в качестве приправы и ароматизатора для салатов, супов, соусов и салатных заправок. Листья и семена укропа также используются для ароматизации солений, мяса, рыбы и хлеба. Листья и семена укропа отличаются по вкусу, потому что их ткани имеют разный состав ароматических соединений. Семена, как правило, имеют более тминный вкус, чем листья. Хотя укроп также является важной семенной культурой приправ, листья имеют более широкое применение, чем семена.
Укроп применяют также в медицине — из семян получают спазмолитический препарат ансит.
Листья индийского укропа широко используются во многих азиатских странах для ароматизации риса и супов, а также имеют схожее применение с листьями и семенами укропа.
История
Укроп (Anethum graveolens L.) родом из Южной Европы и Западной Азии. Укроп имеет древнюю историю использования для ароматизации пищи и в медицине с 3000 года до н.э., где использовались листья и семена. Укроп был хорошо известен в Древнем Египте, в греческой и римской цивилизациях, и культивировался в Европе на протяжении многих веков.
Районы воздулывания
В настоящее время укроп выращивают во многих странах, но основной объем производства, в основном в качестве семенной культуры для приправ, приходится на Индийский субконтинент, Европу и США.
Ботаническое описание
Укроп пахучий (Anethum graveolens L.) — однолетнее (иногда имеет двулетнюю форму) травянистое растение до 70-100 см в высоту.
Корень стержневой, веретеновидный, тонкий, сильноразветвленный, проникает в почву на 25-35 см.
Стебель, длинный, прямостоячий, полый стебель гладкий (голый) и серовато-зеленый.
Листья очередные, сложные, мелкорассеченные, двух-трех перистые, с шиловидными дольками, сине-зеленого цвета, ароматные. Самые нижние листья длинночерешковые и немного шире верхних нитевидных листьев. Зрелые нижние листья могут достигать 50 см в длину и 25 см в ширину. Листочки сильно разделены на нитевидные сегменты.
Соцветие — сложный, уплощенный зонтик, относительно широкий и открытый, многолучевой с длинными цветоносами без прицветников. Цветки обоеполые, мелкие, зеленовато-желтые до бледно-желтых.
Плод — двусемянка широкоэллиптической (овальной) формы, состоит из двух полуплодиков-семян. Плоды сначала зеленые, затем становятся темно-серыми.
Семена легко осыпаются, светло- или темнокоричневые, сплюснутые, плоскоовальные, ребристые, снабжены светлой окаймляющей крылаткой, с сильным ароматом из-за эфирного масла карвона и имеют резкий вкус. Длина 4-5 мм. Масса 1 г составляет около 400-500 семян. Семена сохраняют всхожесть в течение 3-4 лет.
Экология
Температура
Укроп — холодостойкая культура. Листья могут отрастать при температуре 5-8 °С, оптимальная температура для роста 16-17 °С. В начальные фазы роста и развития растения укропа лучше развиваются при умеренной температуре, но для цветения и особенно вызревания семян нужна более высокая температура.
При высокой температуре и недостатке влаги в почве снижается качество продукции, уменьшается сочность стеблей и листьев, растения становятся грубыми.
Свет
Укроп — растение длинного дня. Длинный световой день способствует увеличению зеленой массы растения. В районах с коротким световым днем период вегетации более длительный.
Почвы
Предпочтительно размещать укроп па среднеокультуренных дерново-подзолистых почвах или не заплывающие пойменные земли. Пески и слабоокультуренные супеси, глинистые заплывающие почвы не пригодны для выращивания укропа.
Оптимальные агрохимические показатели почв:
- pH = 6,0-7,0;
- содержание гумуса — не менее 2 %;
- содержание подвижного фосфора 160-190 мг/кг;
- содержание обменного калия — 120-170 мг/кг.
При pH ниже оптимальных значений с осени проводят известкование 1 раз в 3-4 года, из расчета 2-3 т/га извести. Норма доломитовой муки должна быть выше в 1,5 раза.
Севооборот
Хорошими предшественниками для укропа являются ранняя и цветная капуста, огурец, тыква, кабачок, патиссон, столовые корнеплоды, томат, перец.
Удобрения
Минеральные удобрения вносят в разбрасыватели 1РМГ-4, Н РУ-0.5, РУМ-5.
Рекомендуемые нормы внесения минеральных удобрений в зависимости от планируемой урожайности и обеспеченности почв:
- 0,8 т/га — N20-40P15-30K20-60;
- 1,0 т/га — N30-50P30-45K35-60;
- 1,2 т/га — N40-60P30-60K50-90.
Фосфарно-калийные удобрения и 2/3 азотных вносят под предпосевную обработку почвы с помощью АКШ-3,6, оставшуюся часть азота — в подкормку.
При выращивании укропа на семена для получения хорошо выполненных семян целесообразно увеличить норму внесения фосфорно-калийных удобрений.
Выращивание
Основная страница: Выращивание сельдерейных культур
Подготовка семян
Для ускорения прорастания и повышения всхожести семян, их обрабатывают растворами нитрата калия и трехзамещенного фосфата калия (КNО3 + К3РО4). Оптимальная концентрация солей 0,4-0,5 % при равных соотношениях калийных солей между собой. Соотношение объемов семян и раствора солей должен составлять 1:2. Обработку проводят в течение 20-24 часа. По окончании обработки раствор солей сливают, семена промывают чистой водой в течение 1,5-2 часов, аэрируя их кислородом или воздухом. При помощи центрифуги удаляют излишнюю влагу, подсушивают на сушилках в воздушном потоке при температуре теплоносителя 30-35 °С до состояния сыпучести. При необходимости семена можно подсушивать до кондиционной влажности и хранить 2-3 и более месяцев.
В результате предпосевной обработки солями калия, энергия прорастания семян возрастает на 12-15 %, лабораторная всхожесть — на 10-12 %, сроки появления всходов сокращаются на 2-3 дня.
Вместо обработки солями калия можно проводить намачивание семян в воде. Для этого семена перед посевом замачивают в воде в течение трех дней, меняя воду два раза в день, а затем их высушивают до состояния сыпучести. При замачивании массовые всходы появляются на пятый-седьмой день, тогда как без замачивания — через 13-15 дней.
Подготовка почвы
Обработку почвы проводят с осени. Почву дискуют, используя дисковые бороны БДТ-3,0, БДТ-7А. Вспашку проводят плугами ПЛН-4-35 на глубину 20-22 см.
В первой декаде апреля проводят культивацию КПН-4. За 2-3 дня до посева проводят безотвальную обработку почвы АЧУ-2,8 или КЧ-5,1 М. При предпосевной обработке почвы используют комбинированный почвообрабатывающий агрегат АКШ-3,6.
Посев
Укроп плохо переносит пересадку, поэтому его обычно высевают прямым посевом. Обычно применяется схема посева — 45 x 90 см.
При механизированном уходе за растениями укропа лучшая схема посева двухстрочная 62+8 х 17см. При однострочном способе используют схему с междурядьем 70 см и расстоянием в ряду между растениями 8-10 см.
При двухстрочном способе посева густота стояния растений составляет 150-170 тыс. штук на 1 га, а при однострочном соответственно 140 тыс. штук на 1 га. Более плотный посев приводит к увеличению поражаемости болезнями.
Норма высева семян составляет 2-3 кг/га. Возможны многострочные посевы с увеличенной нормой высева 6-8 кг/га.
Глубина заделки семян — 1,0-1,5 см на суглинистых почвах и 1,5-2,5 см — на супесчаных.
Для механизированного посева укропа на узкопрофильных грядах может использоваться комбинированный посевной агрегат КПА-2,8, который одновременно с посевом формирует гряды трапециевидной формы.
Уход за посевами
Уход за посевами заключается в рыхлении па глубину 2-3 см междурядий и проведении поливов.
При недостатке влаги в мае-июне проводят два полива (лучше в вечернее время) из расчета 120-150 м3/га. После полива, когда почва слегка впитает воду и при отсутствии налипания почвы к колесам трактора, поверхность узкопрофильных гряд рыхлят с помощью культиватора КОУ-4/6 с ротационными боронками.
Посевы периодически осматривают на предмет достаточности питания. При недостатке элементов питания проводят некорневые подкормки водорастворимыми комплексными удобрениями. Первую подкормку проводят в фазе 2-3 настоящих листьев укропа, вторую — при высоте растений 10-12 см.
Уборка
К уборке на зелень приступают, когда высота растений достигает 10-20 см и не имеет соцветий (обычно соцветия появляются через 35-40 суток после посева). Если растения оставить дольше, стебель начнет вытягиваться и грубеть. Перед уборкой растения рекомендуется опрыскивать чистой водой, после чего проводить срезку ножницами на уровне 2 см от земли. Корни при этом оставляют в земле, для отрастания новой зелени. Часть растений можно оставить для уборки в фазе молочно-технической спелости и использовать для засолки.
Семеноводство
Борьба с сорняками
Против однолетних двудольных и злаковых сорняков проводят опрыскивание в фазу 1-2 настоящих листьев у укропа гербицидами Гезагард КС или Прометрикс Фло; Прометрин, 500 г/л с нормой расхода препарата 3 л/га на супесчаных дерново-подзолистых почвах, и 45 л/га — па суглинистых.
Вредители
Семенные посевы могут повреждаться зонтичной бабочкой и тминной молью, которые откладывают яйца на бутоны и цветочные обертки зонтиков. Гусеницы появляются в июне-июле, объедают бутоны и цветки, перегрызая цветочники, а также молодые незрелые семена, затягивая зонтики паутиной.
Меры борьбы: уничтожение сорняков, срезка поврежденных зонтиков, своевременная уборка семян, во время которой уничтожаются гусеницы и куколки, обработка Дендробацилином из расчета 0,5-1 кг/га препарата.
Уборка
Перед уборкой семенников укропа удаляют сорняки (куриное просо, щетинник и др.), поскольку семена их трудно отделяются от семян укропа.
Семенники созревают в августе. Срезают их при побурении основной массы зонтиков и пожелтении нижних листьев. Запаздывать с уборкой нельзя, так как семена легко осыпаются. На больших площадях семенники убирают прямым комбайнированием либо раздельным способом в зависимости от дружности созревания и погодных условий.
Литература
Carrots and related vegetable Umbelliferae / V.E. Rubatzky, C.F. Quires, and P.W. Simon. USA. 1999.
World vegetables: principles, production, and nutritive values / Vincent E. Rubatzky and Mas Yamaguchi. — 2nd ed. 1997.
Фенхель
Экономическое значение
Флорентийский фенхель, или фенхель, — это культура, которая очень ценится в некоторых регионах, а именно в Южной Европе, но в других странах пользуется ограниченной популярностью. Все части растения ароматны и съедобны.
Похожие на луковицу черешковые основания используются в свежем виде в салатах благодаря своей хрустящей текстуре и сладкому сильному аромату, напоминающему вкус аниса/лакрицы. Эта культура также популярна в кулинарии и часто готовится в маринованном виде. Мелко нарезанные листья иногда используется в качестве приправы и гарнира. Сильно ароматизированные основания листьев также употребляются в вареном или в маринованном виде.
Основными ароматическими соединениями являются анетол и карвон.
Семена горького и сладкого фенхеля используются для ароматизации печенья, выпечки, сыра, различных мясных и овощных блюд. Семена фенхеля менее жгучие, чем семена укропа. Масло семян фенхеля также используется для производства ароматических отдушек. Семена сладкого и горького фенхеля содержат одинаковое количество анетола, но отличаются тем, что горький фенхель содержит больше фенхона (Betts, 1968). Горький и сладкий фенхель дают больший урожай крупных и более ароматных семян, чем семена фенхеля флорентийского.
Семена другого растения, Ferula communis L., известного как обыкновенный гигантский фенхель, также используются в качестве кулинарной приправы. Это растение редко культивируется и часто является сорняком в тех же европейских и африканских местах, где встречается дикий фенхель.
История
Флорентийский фенхель родом из средиземноморских регионов Южной Европы и Западной Азии. Эта культура остается популярным и универсальным овощем в этих и близлежащих регионах. История его выращивания очень древняя, поскольку известно, что этот овощ ценили еще древнегреческая и римская цивилизации. Усовершенствования, проведенные с того времени, позволили увеличить размер и мясистость съедобных черешковых оснований, а также ароматичность листьев и семян.
Районы возделывания
Основными производителями семян фенхеля являются Индия и Китай, значительное дополнительное производство осуществляется в Испании, Франции, Италии, других европейских странах, Египте, Аргентине, Индонезии, Японии и США.
Химический состав
Химический состав фенхеля:
- вода — 89%;
- протеин — 2,4%;
- жиры — 0,4%;
- углеводы — 6,1%;
- клетчатка — 0,5%;
- зола — 1,7%;
- витамины:
- A — 3500 UI;
- B1 — 0,02 мг/100 г сырой части;
- B2 — 0,01 мг/100 г сырой части;
- ниацин — 0,4 мг/100 г сырой части;
- C — 30 мг/100 г сырой части;
- минеральные вещества:
- кальций — 95 мг/100 г сырой части;
- калий — 390 мг/100 г сырой части;
- железо — 2,2 мг/100 г сырой части;
- магний — 35 мг/100 г сырой части;
- фосфор — 53 мг/100 г сырой части;
- натрий — 85 мг/100 г сырой части.
Таксономия
Фенхель (Foeniculum vulgare Mill.) имеет несколько разновидностей и похожих видов:
- var. vulgare — горький фенхель;
- var. dulce Fiori или var. dulce Batt. & Trab. — сладкий фенхель или сладкий анис;
- var. azoricum Thell. — флорентийский фенхель;
- Ferula communis L. — обыкновенный, или гигантский, фенхель;
- F. vulgare piperitum — итальянский фенхель.
Фенотипически схожие, горький фенхель (Foeniculum vulgare var. vulgare) и сладкий фенхель или сладкий анис (F. vulgare var. dulce) выращиваются для получения ароматических семян.
Дикий фенхель, F. vulgare (F. officinale), хотя и не культивируется, также употребляется в пищу; в некоторых местах он стал устойчивым сорняком-вредителем.
Фенхель (Foeniculum vulgare Mill.) и сладкий фенхель (Foeniculum vulgare Mill. var. dulce Batt. & Trab.) встречаются в диком виде на юго-западе Европы и северо-западе Африки, где они культивируются уже тысячи лет.
Ботаническое описание
Фенхель — многолетнее растение, но обычно выращивается как однолетник, иногда двулетник. Иногда называется сладкий анис, финоккио. Выращивается ради луковицеподобного расширения мясистых перекрывающихся черешковых оснований листьев. Диаметр «луковицы» обычно составляет от 10 до 15 см. Форма варьируется от сильно яйцевидной до круглой; предпочтительна круглая и компактная форма.
Средняя высота вегетирующего растения флорентийского фенхеля составляет 75-90 см.
Корень большой, длинный, мясистый и хорошо разветвленный.
Стебли сильно сжатые, как у сельдерея.
Листья поочередно разветвленные, ярко-зеленые гладкие черешки заканчиваются перьевидными папоротникоподобными листьями. Боковые черешки обычно сидячие с перьевидными листочками, разделенными на светло-зеленые узкие заостренные доли. Основания сочных черешков широкие, плотно облегающие. От нескольких точек роста могут образовываться отростки, которые нежелательны для маркетинговых целей.
Соцветие — большой зонтик с многочисленными мелкими желтыми цветками.
На высоких цветоножках расположены многочисленные мелкие желтые цветки в больших открытых зонтиках. Семена зеленовато-коричневые, ребристые, длиной 5-6 мм; около 200 семян весят 1 г.
Растения горького и сладкого фенхеля, выращиваемые ради получения семян, достигают 1,5 м в высоту. Для производства семян их чаще всего выращивают как однолетние или двулетние растения. Их ароматные листья трех-четырех перистые, разделенные на линейные нитевидные концевые сегменты. Листья могут употребляться в пищу, но обычно не употребляются. Листья чередуются с длинными черешковыми основаниями, которые продолжаются почти до вершины черешка, но они не широкие и не мясистые, как у флорентийского фенхеля. Цилиндрический глазурный голубовато-зеленый суставчатый цветочный стебель цельный. Корневища кремово-белые, сужающиеся, некоторые длиной до 20 см. Зонтики крупные и широкие, с длинными, но относительно немногочисленными лучами, несущими мелкие ярко-желтые цветки. Зрелые продолговатые плоды с заметными гребнями имеют серовато-зеленый цвет и развиваются относительно равномерно в зонтиках. Семена крупнее, чем у фенхеля флорентийского: 6-10 мм длиной, светло-коричневые, овальные, плоские и ребристые.
Другое растение, известное как фенхель обыкновенный (Ferula communis), очень высокое (2-4 м) и дает семена, которые используются так же, как семена горького и сладкого фенхеля.
Экология
Фенхель хорошо растет в регионах с умеренным климатом, температура, наиболее благоприятная для роста, составляет от 15 до 20°C. Теплые температуры уменьшают размер «луковицы».
Длинные дни, а также вернализация являются стимулом для цветения, что приводит к развитию высоких семенных стеблей.
Физиология
Основная страница: Физиология сельдерейных культур
В зависимости от преобладающих температур, период роста от посева до созревания составляет от 100 до 160 дней.
Выращивание
Основная страница: Выращивание сельдерейных культур
Всхожесть семян фенхеля нестабильна, поэтому вместо прямого посева семян часто используют рассадный способ.
Обычно используется схема посадки 20-25 х 75-90 см.
Некоторые сорта фенхеля могут выращиваться в межсезонье в теплицах. Плотность растений выше, чем в поле, а расстояние между растениями часто составляет 25 x 25 см.
Расстояние между растениями влияет на форму луковицы; очень близкое расстояние между растениями приводит к овальной форме. Однако при широком расстоянии между растениями увеличивается сокодвижение и приводит к растрескиванию оснований черешков наружных листьев.
Для некоторых рынков фенхель специально осветляют за неделю или более до сбора урожая.
Уборка
Урожай черешковых оснований листьев, похожих на луковицу, у флорентийского фенхеля обычно собирают примерно через 80 с лишним дней после посадки. Иногда растения выращивают с высокой плотностью, чтобы получить «детки» фенхеля, которые собирают на более ранней стадии роста, обычно примерно через 60 дней. Обычно не стремятся, чтобы растения достигли наибольшего размера.
Иногда практикуется механическая подрезка растений, но обычно корень срезается вручную чуть ниже основания стебля, чтобы растения было легко извлечь из почвы. Тонкие лопасти листьев и большую часть верхней части черешков обрезают перед упаковкой в поле. Длина обрезки черешка значительно варьируется в зависимости от требований рынка, но составляет от 15 до 30 см. Верхние части черешка и мелкие листья иногда используются в качестве горшечной травы, и их можно собирать практически в любое время для свежего использования, хотя и экономно, чтобы не повлиять на развитие увеличивающихся оснований черешка.
Фенхель имеет хорошие качества послеуборочного хранения, если его хранить при температуре 0 °C и высокой относительной влажности. Черешковые основания фенхеля менее склонны к быстрому высыханию и более близки к практике обработки сельдерея. Тем не менее, укроп и другие растения с мелкоразделенной нежной листвой очень восприимчивы к высыханию.
Литература
Carrots and related vegetable Umbelliferae / V.E. Rubatzky, C.F. Quires, and P.W. Simon. USA. 1999.
World vegetables: principles, production, and nutritive values / Vincent E. Rubatzky and Mas Yamaguchi. — 2nd ed. 1997.
Любисток
Экономическое значение
В пищу употребляют стебли с листьями и осветленные нижние части стеблей, которые по вкусу напоминают сельдерей. Семена, листья и корни используются для ароматизации. Экстрагируемые масла из стеблей и корней также имеют разнообразное пищевое применение.
Крупные корни любистока после очистки от кожуры отваривают и используют как овощ. Однако чаще их используют для ароматизации, которую обеспечивают эфирные масла, выделенные из корней, и порошки, приготовленные из измельченных высушенных корней. Они имеют широкий спектр применения в качестве ароматизаторов для пищевых и несъедобных продуктов, таких как духи, мыло и табак. Высушенные корни и экстракты корней также используются в некоторых медицинских целях.
История
Альпийские регионы Италии и Франции определяют происхождение любистока. Растение имеет долгую историю использования и было известно еще древним грекам и римлянам. Со времен Средневековья в Северной и Центральной Европе эта культура была популярной травой, а также ароматизатором и средством народной медицины.
Районы возделывания
Область культивирования любистока для использования в качестве овощной травы относительно ограничена, хотя в ряде европейских стран он продолжает пользоваться определенной популярностью.
Таксономия
Любисток, Levisticum officinale W.D.J. Koch — единственный представитель рода Levisticum.
Иногда любистоком также называют некоторые другие неродственные виды со схожими характеристиками:
- Любисток шотландский (Ligusticum scoticum L.) имеет отдаленное родство с любистоком, но произрастает в прибрежных районах северо-западной Европы и Англии.
- Любисток канадский (Ligusticum canadense).
- Черный любисток (Smyrnium olusatrum L.).
Ботаническое описание
Любисток, Levisticum officinale W.D.J. Koch — многолетнее растение.
Растения вырастают до 1,5 м в высоту, после чего ежегодно отмирают.
Листья тройчато-сложные, темно-зеленые, блестящие, каждый листочек клиновидный, крупнозубчатый у вершины, но цельный у основания. Нижние листья могут достигать 60 см в длину и 45 см в ширину, но к верхушке растения становятся меньше. Листья имеет аромат сельдерея или петрушки.
Крепкие прямостоячие стебли, ветвящиеся в основном на конце, круглые, ребристые, полые, зеленые или фиолетовые.
Коричневые корни разветвленные, толстые, мясистые, сильно суженные и ребристые. Внутренняя мякоть белая, с резким запахом. Крона (ось гипокотиль-корень) может значительно разрастаться, до 30 см в ширину после нескольких вегетационных сезонов.
Соцветие состоит из сложных зонтиков шириной 5-8 см с почти одинаковыми лучами. Цветки мелкие, зеленовато-желтые. Продолговатые плоды сильно ребристые.
Семена длиной около 5-7 мм, желто-коричневые, плоские, продолговато-овальные, слегка крылатые и ребристые. Растения обычно размножают делением из-за плохой всхожести семян.
Черный любисток
Черный любисток (Smyrnium olusatrum L.), англ. Black lovage, также известный как александровская или конская петрушка, который, вероятно, родом из Южной Европы и региона Балканского полуострова. Черный любисток упоминается в древнегреческих и древнеримских сочинениях, а после введения римлянами в культуру был натурализован по всей Европе. Черный любисток в значительной степени был заменен сельдереем, который он напоминает по внешнему виду, использованию и вкусу. Соответственно, его культивирование, как и других разновидностей любистока, минимально.
Черный любисток является двулетним растением. В вегетативном состоянии высота растений составляет около 50 см, а в репродуктивном — цветочные стебли достигают 120 см. Полые стебли несут яйцевидные темно-зеленые листья из трех неравнораздельных сегментов с пильчатыми краями. Базальные листья со стеблеобъемлющими короткими черешками могут достигать длины 40 см. Соцветие состоит из множества зонтиков с большим количеством зеленовато-желтых цветков. Яйцевидные плоды небольшие, около 5 мм в длину, при созревании черные. Съедобные молодые побеги и черешки листьев, используемые в качестве приправы, имеют резкий вкус, напоминающий сельдерей. Стебли часто бланшируют при выращивании для улучшения сочности и съедобности.
Уборка
Любисток имеет много общего с сельдереем, но вместо того, чтобы собирать все растение, отделяют только молодые листья и собирают их в пучки для продажи. Сочные стебли, которые часто осветляют, также собирают для использования в свежем виде. Корни выкапывают осенью или ранней весной, часто во второй или третий сезон роста, когда достигается значительный рост.
Литература
Carrots and related vegetable Umbelliferae / V.E. Rubatzky, C.F. Quires, and P.W. Simon. USA. 1999.
World vegetables: principles, production, and nutritive values / Vincent E. Rubatzky and Mas Yamaguchi. — 2nd ed. 1997.
Пастернак
Экономическое значение
Пастернак ароматен, имеет сладкий вкус.
История
Пастернак (Pastinaca sativa L.) произрастает в регионе между западным Средиземноморьем и Кавказскими горами.
Пастернак имеет долгую историю культивирования. Он был известен ранним греческим и римским цивилизациям, но его распространение в Западной Европе документально не подтверждено. В Северную Америку он был завезен в начале XVII века, а в Вест-Индию — несколько раньше.
Районы возделывания и урожайность
Хотя пастернак отличный корнеплод, его популярность ограничена Великобританией, другими северо-восточными европейскими странами, Канадой и США.
Обычно средняя урожайность корнеплодов меньше, чем у моркови, хотя некоторые производители достигают 40-50 т/га.
Химический состав
Химический состав пастернака:
- вода — 80%;
- протеин — 1,7%;
- жиры — 0,47%;
- углеводы — 17%;
- клетчатка — 2,0%;
- зола — 1,2%;
- витамины:
- A — 190 UI;
- B1 — 0,01 мг/100 г сырой части;
- B2 — 0,01 мг/100 г сырой части;
- ниацин — 0,35 мг/100 г сырой части;
- C — 20 мг/100 г сырой части;
- минеральные вещества:
- кальций — 50 мг/100 г сырой части;
- калий — 400 мг/100 г сырой части;
- железо — 2,0 мг/100 г сырой части;
- магний — 29 мг/100 г сырой части;
- фосфор — 77 мг/100 г сырой части;
- натрий — 11 мг/100 г сырой части.
Ботаническое описание
Пастернак (Pastinaca sativa L.) — двулетнее растение, выращиваемое ради съедобных мясистых корней, которые, как и у моркови, развиваются из тканей корневища и гипокотиля в течение первого года роста.
Длинный сужающийся запасающий корень обычно имеет гладкую поверхность, но иногда образуются боковые корни, которые ухудшают товарный вид. Наиболее распространены запасающие корни конической формы, но некоторые сорта имеют луковицеобразные запасающие корни, которые, как правило, меньше ломаются и предпочитаются переработчиками пищевых продуктов для более полного восстановления сырого продукта. Скорость роста и развития корня пастернака относительно медленная. Селекция улучшила размер корнеплода, мясистость и гладкость.
Апикальная меристема на коротком плотном стебле образует розетку из множества листьев. Листья пастернака перисто-сложные, нижние листочки черешковые, верхние сидячие, а конечные листочки трехлопастные. Листья и сегменты листовой пластинки намного шире и крупнее, чем у моркови. Основания черешков слегка расширенные.
Цветочные стебли сильно разветвленные, бороздчатые, полые и могут достигать высоты 1,5-2 м.
Цветки без чашелистиков собраны в широкие, сложные зонтики. Желто-зеленые цветки эпигинозные, чашелистики рудиментарные, а у основания двух рылец имеется нектарник. В отличие от моркови, соцветие не имеет нектарников. Цветение протандрическое, но опыление внутри зонтика очень распространено.
Мерикарпы имеют два боковых ребра, расширенные в широкие плоские крыловидные придатки или края; семена содержат масляные протоки. Размер семян варьирует от 5 до 8 мм в длину, а около 275 обычно весят 1 г.
Прорастание лучше всего происходит при температуре от 19 до 24°C. Развитие зародыша часто бывает очень медленным и/или неполным, поэтому низкая жизнеспособность часто является причиной медленной и плохой всхожести семян пастернака.
Экология
Предпочтительна глубокая, легкая или средняя по структуре почва с хорошим дренажем.
Рост растений оптимален при средней температуре от 15 до 18°C.
Физиология
Основная страница: Физиология сельдерейных культур
Вегетационный период пастернака составляет 120-150 дней до сбора урожая.
В течение первого года роста у растения развивается запасающий корень. На второй год появляются цветоносы.
Выращивание
Основная страница: Выращивание сельдерейных культур
Пастернак размножается семенами, так как при пересадке возникает тенденция к нежелательному разветвлению корневища.
Пастернак обычно высаживают на расстоянии примерно 10 х 60-75 см при плотности посадки 13-16 растений на 1 м2.
Из-за медленного начального роста пастернак плохо конкурирует с сорняками, поэтому важно обеспечить эффективную борьбу с сорняками на ранней стадии.
Уборка
Уборка корнеплодов пастернака обычно происходит между 100 и 150 днями после посева, когда корнеплоды достигают 25 см длины и 5-8 см в диаметре у плеча.
Уборку часто откладывают до первых заморозков или даже позже, чтобы растения подверглись воздействию холода. Холодное воздействие в поле приводит к преобразованию некоторых углеводов корнеплодов, прежде всего крахмала, в сахара, что проявляется в усилении вкуса и сладости корнеплодов. Если низкие температуры наружного воздуха недостаточны, кратковременное (10-14 дней) выдерживание при низкой температуре, предпочтительно при 0 °C, может повысить сладость корнеплодов.
Пастернак может убираться путем механизированного или ручного выкапывания.
Корнеплоды убирают так же, как и морковь: их подрезают, затем выкапывают и укладывают на почву. Требуется осторожное обращение, чтобы не повредить тонкие поверхностные ткани корнеплода. Ручная обрезка листьев несколько затруднена, поскольку основание стебля опущено ниже плеч корня пастернака, поэтому часто используется метод кронирования. Когда пастернак продается в виде пучков, растения обычно собирают на более ранней стадии роста, несколько корней одинакового размера объединяют в пучок, а листья связывают. Боковые корни, если они есть, отламываются или обрезаются. Сильно сужающаяся узкая нижняя часть корнеплода чаще всего подвержена быстрому высыханию и обычно обрезается.
Послеуборочная обработка
Для пастернака очень важна тщательная послеуборочная обработка, поскольку тонкий поверхностный слой корней быстро обесцвечивается и становится коричневым при повреждении. Также важно избежать высыхания, которое сначала проявляется на кончике корнеплода. Чтобы ограничить засыхание, относительная влажность воздуха должна быть высокой, предпочтительно более 98%. Иногда корни покрывают воском, чтобы ограничить увядание. Однако парафинирование не приводит к заметному снижению потери влаги и может усилить гниение.
Пастернак часто упаковывают в целлофановые пакеты, как и морковь, а также навалом в мешки или коробки из ДВП. При правильном обращении и хранении хорошее качество корнеплодов может сохраняться в течение 4-6 месяцев. Идеальный товарный вид обеспечивают упругие, гладкие, однородные по размеру и форме корнеплоды, правильно обрезанные, без гнили, повреждений, трещин роста и вторичных корней.
Хранение
Пастернак вынослив, и на некоторых производственных полях растения оставляют в поле зимовать до весенней уборки. Корни замерзают при температуре -1,7°C, и повреждение от заморозков проявляется в виде водянистости корневой сердцевины, а ткани в области камбиального слоя становятся красновато-коричневыми. Внешняя поверхность корня также становится темно-коричневой. Чтобы избежать воздействие заморозков, растения мульчируют в поле, обычно соломой, или хранят в поле после сбора урожая в изолированных буртах или наземных ямах. Однако чаще всего практикуется хранение в холодильнике. Хранение в течение 4-6 месяцев возможно при температуре от 0°C до -1°C и относительной влажности (90) 98-100%. Как и в случае с морковью и некоторыми другими культурами, важно избегать воздействия этилена на корнеплоды, который как и в случае с морковью, приводит к появлению горечи во время хранения.
Болезни
Основная страница: Болезни сельдерейных культур
Пастернак подвержен многим болезням, поражающим другие культуры семейства Сельдерейные (Apiaceae).
Некоторые болезни, характерные только для пастернака:
- Pseudomonas marginalis (пятнистость, Blight);
- Itersonilia perplexans (рак и листовая пятнистость, Canker and leaf spot);
- Plasmopara nivea (ложная мучнистая роса, Downy mildew);
- Cercospora pastinacae (церкоспориозная листовая пятнистость, Cercospora leaf spot);
- Cylindrosporium pastinacae (листовая пятнистость цилиндроспориума, Cylindrosporium leaf spot);
- Erysiphe umbelliferarum (мучнистая роса, Powdery mildew);
- Phoma spp. (корневая гниль, Root rot).
Литература
Handbook of Cucurbits. Growth,Cultural Practices, and Physiology. Mohammad Pessarakli. The University of Arizona. School of Plant Sciences. Tucson, Arizona, USA. 2016.
Cucurbits. 2nd Edition. Todd C. Wehner, Rachel P. Naegele, James R. Myers, Narinder P.S. Dhillon, Kevin Crosby. USA. 2020.
Физиология сельдерейных культур
Будучи в основном культурами умеренно-холодного сезона, урожайность и качество сельдерейных овощных культур, выращиваемых для хранения корней, стеблей, листьев или семян, снижаются при средних температурах выше 25°C и/или ниже 10°C. Помимо возможного начала преждевременного созревания, низкие температуры снижают размер и качественные характеристики растений. Заморозки могут убить или повредить рассаду, зрелые листья и открытые корневые кроны, что затруднит дальнейший рост и сбор урожая. Чрезмерно высокие температуры также повреждают растения и могут повлиять на качество, усиливая развитие резких ароматов, снижая сладость и увеличивая волокнистую текстуру. Чрезмерная жара во время цветения также снижает закладку семян.
Прорастание и появления всходов
Для большинства видов сельдерейных культур прорастание семян и рост ранних всходов, как правило, происходит медленно и заметно варьируется в пределах одной партии семян. Нередко появление всходов растягивается на несколько недель. Это в значительной степени связано с типичным для растений семейства Сельдерейные ступенчатым цветением, которое приводит к изменчивому созреванию плодов. Предположительно, это адаптивный механизм, позволяющий ускорить прорастание семян в различных климатических условиях и условиях конкуренции растений. Однако садоводы считают это нежелательным неудобством, поскольку это может снизить однородность до такой степени, что поздно прорастающие семена производят непродуктивную рассаду, которая часто становится сорняком, конкурирующим с ранее появившимися саженцами.
Начальным этапом прорастания является впитывание воды, которое запускает биохимические процессы синтеза и дыхания для того, чтобы зачаточный эмбрион удлинился и начал расти. Другими очевидными факторами, влияющими на прорастание, являются соответствующая температура, стадия физиологической зрелости семян, проницаемость семенной оболочки, отсутствие анаэробных условий, засоленность и спячка семян. Дремлющее состояние — это неспособность прорастать в присутствии обычно благоприятных условий окружающей среды. Для некоторых видов может потребоваться воздействие света или период послеуборочной обработки семян при низкой температуре, прежде чем начнется прорастание. Семена сельдерея содержат ингибирующие соединения, которые препятствуют прорастанию до тех пор, пока они не будут рассеяны или удалены. Сообщается, что семена из первичных и вторичных зонтиков менее неактивны, чем семена из третичных и четвертичных зонтиков (Thomas et al., 1978b). Сельдерейные сорта подвержены термодормации, которая возникает, когда высокая температура во время имбибиции препятствует завершению прорастания. Даже при благоприятных условиях семена овощных сельдерейных культур характерно прорастают средне или относительно медленно, а семена некоторых видов — особенно медленно. Вариации во всхожести высеянных семян первоначально происходят из-за различий в скорости прорастания семян.
Жизнеспособность и процент прорастающих семян являются важными аспектами качества семян. Компоненты, влияющие на жизнеспособность семян, включают генетическую (генотип) конституцию, условия окружающей среды во время развития семян, а также состояние питания и здоровье родительского семенного растения. Стадия зрелости семян при сборе урожая, размер и состав семян, механическая целостность и возможное ухудшение качества в результате старения семян — все это влияет на жизнеспособность. Успешное появление всходов — это процесс, в ходе которого появляется радикула и зародыш развивается в самостоятельный проросток. Скорость и равномерность появления всходов являются другими основными атрибутами качества семян. На эти качества влияют условия окружающей среды. Благоприятная температура, влажность почвы, глубина почвенного покрова и отсутствие засоленности почвы, уплотнения, корки или других препятствий благоприятствуют появлению и раннему развитию всходов. Когда эти факторы благоприятны, вероятность равномерного появления всходов выше.
Бенджамин (1982) сообщил, что на товарную урожайность моркови влияет не только расстояние между растениями, но и время укоренения каждого из них, а также размер всходов при появлении. Грей (1984) сообщил, что семена моркови с высоким процентом всхожести (>90%) были связаны с более коротким средним временем прорастания и узким разбросом времени прорастания, в то время как для семян с более низким процентом всхожести наблюдалась обратная картина. Партии семян с низким процентом всхожести в целом приводили к большей вариабельности веса растений, чем партии с более высоким процентом всхожести. Семена с низкой жизнеспособностью демонстрировали более медленное появление всходов, большее время до появления всходов и большую вариабельность размера растений, чем семена с высокой жизнеспособностью, что может привести к значительным различиям в размере корней при уборке. Грей (1984) пришел к выводу, что пропорциональное увеличение количества высеваемых семян для компенсации различий в начальной жизнеспособности не сможет полностью устранить различия в производительности между источниками семян.
Солтер и др. (1981) показали, что когда разброс во времени появления всходов моркови сокращается, рано появляющиеся растения быстрее и полнее используют питательные ресурсы и поэтому являются более сильными конкурентами, чем поздно появляющиеся растения. Таким образом, когда разброс во времени появления всходов удлиняется, это отрицательно сказывается на урожайности. Вариации в размере или весе проростков моркови могут быть результатом вариаций в весе семян (в основном эндосперма), размере зародыша, скорости прорастания и длительности периода прорастания. Изменение веса корнеплода моркови при уборке связано с изменением веса проростков вскоре после появления всходов.
Качество семян
В дополнение к генетической конституции, многие события во время роста семенного растения влияют на качество семян. Для семян моркови и других ампельных растений положение зонтика на материнском растении и время сбора урожая оказывают сильное влияние на развитие и качество семян. Семена развиваются последовательно через формирование эндосперма и зародыша, расширение, отложение запасов и обезвоживание. Качество семян также развивается последовательно: раньше всего развивается всхожесть, затем устойчивость к десикации, жизнеспособность и срок хранения. Первые сформировавшиеся семена первичных зонтиков, как правило, физиологически более зрелые и обычно крупнее и тяжелее тех, которые развиваются позже (Gray and Steckel, 1980). Семена первичных зонтиков обычно имеют более крупный эндосперм, поэтому соотношение эндосперма и зародыша больше. При сборе в одно и то же время семена из первичных зонтиков имели более высокий процент всхожести, чем семена аналогичного размера, полученные из вторичных и третичных зонтиков (Jacobsohn and Globerson, 1980).
Вариация длины зародыша была ниже у семян из первичных, чем вторичных зонтиков, хотя вариация была меньше у семян, собранных позднее, причем это снижение было больше у семян из вторичных зонтиков. Проростки появлялись реже, а из рано собранных семян и семян вторичного зонтика появлялись позже, чем из поздно собранных и семян первичного зонтика. Поздно собранные семена и семена из первичных зонтиков также дали более крупные проростки, чем рано собранные или семена из вторичных зонтиков, даже с учетом различий в весе семян. Разница в весе проростков уменьшалась с задержкой сбора урожая и была ниже для семян из первичных, чем из вторичных зонтиков, особенно при раннем сборе (Gray and Steckel, 1983a).
Недетерминантный тип цветения усложняет производство высококачественных семян, поскольку семена на разных стадиях развития находятся одновременно, а осыпание часто приводит к потере зрелых семян. Различия в качестве семян, обусловленные положением зонтика, могут быть сведены к минимуму, если сбор семян задерживается, что, по сути, позволяет семенам на более поздних зонтиках получить больше времени для развития. Однако задержка с уборкой увеличивает подверженность более ранних семян стрессу влажности или другим неблагоприятным факторам, которые могут снизить жизнеспособность зрелых семян, а также увеличивает вероятность потери семян из-за осыпания.
Более тяжелые и обычно крупные семена не обязательно означают лучшее качество. Грей и Штекель (1983a) показали, что вариации в весе проростков моркови при появлении всходов более тесно коррелируют с распространением всходов и длиной зародыша, а не с весом семян. Размер зародыша при сборе семян и вариации размера зародыша среди семян напрямую коррелировали с вариациями размеров проростков моркови и с вариациями размера корнеплода при сборе урожая. Изменчивость веса проростков и разброс времени появления всходов были тесно связаны с вариацией длины зародыша, но не с коэффициентом вариации (CV) веса семян. Таким образом, методы управления, направленные на повышение однородности размера зародышей в пределах партии семян, могут непосредственно привести к повышению урожайности товарных корнеплодов моркови. На вариацию веса семян не повлияла дата уборки (Gray and Steckel, 1983b).
Грей и Штекель (1983c) также показали, что задержка с уборкой урожая привела к появлению более длинных эмбрионов и снижению CV длины эмбрионов, разброса времени появления всходов и веса проростков. Их результаты показали, что рост зародыша продолжается после того, как эндосперм и околоплодник достигли своего максимального веса. Поскольку вариации веса семян и длины зародыша менее тесно связаны между собой, полагаться на разделение веса семян для выявления различий в качестве при сортировке семян не имеет смысла.
Конечный вес семян зависит от генотипа, объема завязи на момент оплодотворения, а также скорости и продолжительности периода деления клеток во время развития семян. Грей и др. (1986) показали, что длина зародыша моркови и количество клеток имеют положительную линейную зависимость, на которую не влияли плотность посева семян, дата сбора урожая и положение семенного пучка, но влиял сезон производства. Сезонный эффект, возможно, связан с температурными различиями между годами в период развития семян. Сообщалось, что различия в скорости прорастания и проценте всхожести сильно связаны с длиной зародыша.
Развитие семян
Во время развития семян моркови эндосперм становится клеточным примерно в то время, когда зародыш находится на стадии двух клеток (Borthwick et al., 1931). Грей и др. (1984) сообщили, что период быстрого деления клеток эндосперма вместе с расширением клеток следует после антезиса. Максимальный сухой вес семян моркови и максимальный объем эндосперма был достигнут примерно через 35 дней после начала цветения. В это время эндосперм был еще мягким, околоплодник зеленым, и менее половины семян были жизнеспособными. Полностью физиологически зрелые семена были получены только через 44 дня после антезиса. Семьдесят процентов увеличения объема эндосперма было связано с увеличением числа клеток, которое прекратилось через 35 дней после антезиса. Увеличение объема зародыша происходило медленнее и было связано с увеличением как количества клеток, так и их объема, которое продолжалось примерно до 49 дня после антезиса. Зародыш при созревании был эквивалентен 2-3% объема эндосперма.
Повышение всхожести и развития ростков
В дополнение к преимуществам, связанным с изначально хорошими качественными характеристиками семян, методы и технологии обработки семян, такие как кондиционирование семян и обработка регуляторами роста, используются для повышения скорости и процента прорастания. Эти обработки также повышают равномерность всходов.
Семена растений семейства Сельдерейные обычно не требуют скарификации для облегчения прорастания. Однако старая процедура подготовки семян к посеву — это предварительное проращивание (протравливание) семян перед посевом. В этом случае семенам сначала дают напитаться водой при низкой температуре, чтобы замедлить появление корешков. Обработанные семена обычно высевают до того, как прорастание радикулы станет неизбежным или очевидным, чтобы избежать травм.
Практика предварительного проращивания семян используется и для других сельдерейных культур. Например, семена сельдерея сорта ‘Golden Spartan’ после первоначального проращивания при 18°C в течение 32 часов выдерживались при 1°C в аэрированной воде в течение периодов от 3 до 24 дней, а затем возвращались к 18°C и высевались в торфяные блоки. Низкотемпературная обработка семян в течение 24 дней улучшила равномерность прорастания и привела к 79% всхожести по сравнению с 26% всхожести необработанных семян (Finch-Savage, 1984). Более раннее аналогичное исследование с пастернаком сорта ‘Harris Model’ уменьшило разброс времени прорастания, увеличило процент прорастающих семян и сократило время прорастания (FinchSavage and Cox, 1982b).
Для преодоления покоя семян используются и другие способы обработки семян. Робинсон (1954) показал, что при постоянной температуре 30°C или выше семена сельдерея требуют света для прорастания. Подобное состояние покоя характерно для семейства Сельдерейные (Umbelliferae), и известно, что механизм освобождения от термодорма в сельдерее контролируется обратимой системой фитохромов, реагирующих на красный и дальний свет. Спячка в семенах сельдерея, проросших в темноте, может быть нарушена красным светом, в то время как эффект обращается вспять под действием дальнего красного света. Семена сельдерея, как правило, имеют более сильную спячку и требуют больше света для прорастания, чем семена сельдерея (Pressman et al., 1977). Реакция семян сельдерея на свет и химическую обработку сильно зависит от температуры. При низких температурах прорастание может происходить без света. Обработка холодом при 1°C может привести к частичному изменению баланса гормонов в семенах, чтобы преодолеть вызванную темнотой спячку у некоторых видов (Lewak and Rudnicki, 1977). Цитокинины и гиббереллины были связаны с эффектами холодной обработки (Thomas et al., 1978a; Thomas and O’Toole, 1980).
Потребность в свете может быть преодолена путем замачивания семян при 5°C со смесью гиббереллинов GA4 и GA7 (GA4/7) плюс эфифон, или путем осмотической заливки на свету полиэтиленгликолем (ПЭГ) при 15°C (Brocklehurst et al., 1982). Свет, по-видимому, стимулирует выработку гиббереллинов, необходимых для прорастания семян, и чем выше температура, тем больше потребность в свете. Однако световая стимуляция прорастания может быть сведена на нет ингибиторами биосинтеза гиббереллина (GA) (Thomas, 1989).
Дальнейшее ослабление покоя улучшается, когда GA сочетается с цитокининами или другими соединениями, такими как даминозид и бензимидазольные фунгициды (Thomas et al., 1975). Обработка GA4 и GA7 увеличила максимальный температурный предел для прорастания, но цитокинины повысили его еще больше. Величина этого эффекта зависит от сорта и может быть связана с уровнем естественных ингибиторов в семенах. Кроме того, семена сортов, реагирующих на низкие концентрации GA4/7, содержали меньше естественных ингибиторов, чем те, которые требовали либо высоких концентраций GA4/7, либо цитокинина, либо их комбинации. Эксперименты по выщелачиванию сельдерея показывают, что другие ингибиторы, особенно те, которые препятствуют прорастанию свежесобранных семян, вероятно, находятся во внешних областях семян, поскольку они могут быть выщелочены очень быстро (Thomas et al., 1975).
Грунтование семян — это еще один способ кондиционирования, при котором допускается впитывание воды, достаточное для начала, но не для полного прорастания. Грунтование — это процедура, при которой семена помещают в аэрируемый водный раствор, содержащий определенные концентрации ПЭГ или минеральных солей, таких как K3PO4 или KNO3, и других нетоксичных материалов, которые повышают осмотическую концентрацию раствора (Bradford, 1986). Таким образом, можно контролировать количество воды, поглощаемой семенами. Условия обработки обычно обеспечивают растворы с осмотическим потенциалом от -10 до -12 атм при 10-15 °C в течение 1-3 недель при непрерывной аэрации. Частичная имбибиция водой инициирует процесс прорастания, но дальнейшая имбибиция, необходимая для полного прорастания, ограничивается осмотиком.
Грунтование семян сельдерея в растворе ПЭГ сокращает среднее время прорастания, увеличивает процент появления всходов и повышает верхний температурный предел для прорастания (Brocklehurst and Dearman, 1983). Грунтование также может использоваться в сочетании с регуляторами роста для дальнейшего повышения эффективности семян. Кроме того, утверждается, что во время грунтования происходит некоторое восстановление семян. После грунтования семена можно высушить до первоначальной влажности и высеять или хранить для последующего использования. В других методах грунтования используется твердая матрица, а не жидкость, что позволяет избежать необходимости аэрации. Многие переменные влияют на удовлетворительное хранение после обработки, которое может составлять от нескольких недель до нескольких месяцев.
При условии, что температура соответствует условиям роста, другие меры по облегчению и ускорению появления всходов включают использование мульчи или пластиковой пленки для повышения температуры и влажности почвы. Методы обработки почвы и такие материалы, как фосфорная кислота, используются для предотвращения или облегчения образования почвенной корки. Важен посев на соответствующую и равномерную глубину, хотя в некоторых случаях укрытие почвы не требуется. В некоторых ситуациях неприкрытые семена сельдерея могут сократить время появления всходов, и в результате могут появиться сеянцы с более крупными котиледонами (Finch-Savage, 1986). Легкое прикатывание грядки после посадки — это практика, которая улучшает контакт семян с почвенной влагой. Используя эту процедуру, Финч-Сэвидж и Пилл (1990) сообщили о более высоком проценте всходов моркови, хотя это также привело к снижению веса всходов. После обработки почвы и формирования грядки тяжелые барабанные катки используются для уплотнения разрыхленной торфяной почвы, чтобы облегчить посадку. В результате уплотнения почвы Уайт (1978) обнаружил линейную зависимость между глубиной уплотнения и товарным урожаем; менее компактные грядки имели более высокий товарный урожай. Он показал, что прикатывание грядок после различных методов обработки торфяных почв Флориды привело к значительному увеличению корневых вил по сравнению с аналогичной обработкой без прикатывания грядок. Таким образом, использование методов прикатывания грядок требует осторожности.
Особенности физиологии моркови
Рост корня и гипокотиля
Вскоре после прорастания из промеристемы зародыша развивается отводящий корень, который быстро удлиняется и вместе со своими волокнистыми боковыми корнями образует корневую систему. Запасающие корни моркови и пастернака возникают в результате формирования и деятельности цилиндрического сосудистого камбия в гипокотиле и корневище. Сначала сосудистый камбий состоит из отдельных полосок клеток, образовавшихся в результате деления клеток между первичной ксилемой и первичной флоэмой. Вскоре после этого начинается развитие вторичного камбия с меристематической активности между первичной ксилемой и флоэмой. Он продолжает распространяться вокруг ксилемы, образуя полную камбиальную оболочку вокруг центральной первичной ксилемы. Клетки этого камбия делятся и производят дочерние клетки, которые формируют ткань флоэмы снаружи и ткань ксилемы внутри. Эти клетки расширяются и дифференцируются в сосуды и, в основном, в запасающую паренхиму. Корневые зачатки в первичном корне дают начало корневой шапке и меристематическому стеблю, коре и эпидермису, которые закладываются вблизи промеристемы. Периклинальные камбиальные отделы сначала становятся заметными между ксилемой и флоэмой. На ранней стадии роста запасающего корня камбий и перицикл достаточно активно формируют новые ткани. У моркови зарождение вторичного камбия обычно предшествует развитию облиственных листьев (Esau, 1940).
При дальнейшем развитии ксилема и паренхима флоэмы становятся меристематическими со значительным накоплением углеводов и последующим увеличением. Увеличенный орган хранения развивается в основном за счет вторичного роста из сосудистого камбия. В мясистом запасающем органе моркови преобладают ткани паренхимы, пронизанные сосудистыми тканями.
Во время вторичного развития запасающего корня верхушка корня продолжает увеличивать длину корня, а боковые волокнистые корни развиваются как во вторично утолщенной, так и в первичной областях корня. Для запасающих корней характерно деление и разрастание клеток на протяжении всего развития. Боковые корни, появляющиеся из эндодермы, происходят в основном из клеток перицикла. Волокнистые корни не подвергаются вторичному росту. Масляные протоки в межклеточных пространствах перицикла содержат эфирные масла, которые отвечают за характерный аромат и различные другие вкусовые компоненты моркови (Senalik and Simon, 1987).
Продолжающееся увеличение хранящего корнеплода приводит к раннему отмиранию тканей коры. Поверхность становится покрытой и защищенной перидермой, которая возникает из перицикла. На перидерме появляются горизонтальные бороздки, отмечающие выход каждого бокового корня. Когда такие бороздки незначительны, поверхность корнеплода кажется гладкой. Дикая морковь и примитивные сорта имеют ярко выраженные боковые корни и корневые шрамы.
Увеличение хранящегося корнеплода продолжается до уборки урожая, хотя часто медленнее в конце сезона. В зрелом корнеплоде центральная часть паренхимы представляет собой ксилемную ткань, отделенную от наружной оболочки флоэмной паренхимы узким слоем камбиальных клеток, и вся она окружена перидермальной тканью.
Эти морфологические и анатомические изменения в корневище происходят относительно рано по сравнению с развитием полога побега, хотя рост и развитие побега и запасающего корня происходят вместе. Удлинение корня происходит очень быстро и при благоприятных условиях выращивания часто может достигать значительной длины уже через 3 недели после прорастания (White and Strandberg, 1978; рис. 4.2). Глубина прорастания корня зависит от сорта и может достигать 1 м. Конечная длина корня всегда больше, чем длина увеличенной части запасающего корня, а дистальная часть корня остается значительно тоньше, чем проксимальная или запасающая часть.
Конец накопительной части корня менее ясен у некоторых сортов, таких как ‘Imperator’, но очевиден у других, таких как ‘Nantes’. Обрубленность — это один из нескольких терминов, используемых для определения окончания длины запасающего корня. Хорошая обрубленность означает хорошо закругленный кончик запасающего корня с тонким остатком корня (рис.).
Начало заметного утолщения гипокотиля и укрупнения запасающего корня обычно начинается после 6 недель роста. Гипокотиль увеличивается вместе с верхней частью запасающего корня и в зависимости от сорта составляет 15-20% конечной длины запасающего корня (Esau, 1940). Внешнее различие между гипокотилем и запасающим корнем у молодого проростка постепенно стирается с увеличением диаметра корня и развитием тонких волокнистых боковых корней. Внутренний переход структур корня и стебля также происходит постепенно и нечетко.
Волокнистые корни отсутствуют на верхней гипокотильной части запасающего органа, но из средней и нижней частей запасающей части корня обычно вырастает большое количество тонких, сильно разветвленных боковых волокнистых корней. Эти волокнистые корни обычно сосредоточены в пределах 30 см от поверхности почвы.
Увеличению длины корней на ранних стадиях хранения после появления всходов в значительной степени способствуют постоянные температуры 20 или 24°C по сравнению с 16 или 28°C, причем 28°C является наименее благоприятным фактором (рис.). Обычно длина корней для хранения быстро достигается и окончательно формируется примерно через 50 дней после прорастания. Это развитие происходит значительно быстрее, чем увеличение веса корней. Вначале увеличение веса корня происходит очень медленно, но после первой трети периода роста вес корня начинает стабильно увеличиваться, и увеличение продолжается до уборки урожая. Ближе к периоду сбора урожая скорость увеличения массы корнеплода снижается. Скорость увеличения диаметра корня, измеряемая по плечу, наступает несколько раньше, чем скорость увеличения веса корня. Затем скорость увеличения веса корнеплода параллельна скорости увеличения диаметра корнеплода до момента приближения к уборке, когда скорость увеличения диаметра уменьшается, а вес корнеплода продолжает увеличиваться. Корни для хранения, достигшие стадии сбора урожая или товарного размера, часто называют зрелыми. В истинном физиологическом смысле это не так, поскольку они способны к дальнейшему развитию. Это видно по типичному заполнению и увеличению диаметра корня в нижней части по сравнению с диаметром плеча.
Длина и масса листьев достигают своего полного потенциала примерно в середине периода производства, в то время как потенциал диаметра и массы корней приближается к последнему кварталу роста культуры. Эта закономерность характерна для большинства сортов, хотя для ранних сортов она проявляется в более короткий промежуток времени. Общее содержание твердых веществ (TDS), которое отражает накопление сахара, достаточно близко повторяет модель корнеплода и длины ботвы.
Повышение температуры побегов и корнеплодов моркови с 15 до 25°C увеличило сухой вес побегов более чем в 2,5 раза, а сухой вес корнеплодов — в 1,5 раза по сравнению с поддержанием температуры побегов и корнеплодов на уровне 15°C (Olymbios, 1973). Повышение температуры побегов с 15 до 25°C при температуре корней 15°C увеличило сухой вес побегов (36%) и привело к незначительному (7%) снижению сухого веса корней для хранения. В обратной ситуации, когда температура корней повышалась с 15 до 25°C, а температура побегов оставалась на уровне 15°C, сухой вес корней для хранения значительно уменьшился (47%) при незначительном (13%) увеличении сухого веса побегов.
Постоянные низкие температуры связаны с увеличением длины корней и более тонкими и цилиндрическими корнями. Температура выше 25°C, как правило, ограничивает диаметр длины корня и увеличивает конусность корня (уменьшение цилиндричности). Высокие температуры также могут изменить форму корнеплода, увеличивая наклон плеч корнеплода, и могут слегка приподнять стебель, придавая ему вид шейки, тогда как при благоприятных умеренных температурах плечи корнеплода имеют слегка округлую, почти ровную или квадратную форму (рис.). Предпочтительными условиями выращивания для большинства сортов моркови являются теплые дневные и прохладные ночные температуры, что обычно обеспечивает наилучшее сочетание длины и диаметра корнеплода. В целом, генотип оказывает наибольшее влияние на форму корнеплода.
На более сухих почвах корнеплоды также имеют тенденцию быть длиннее. Частота продольного расщепления корней увеличивается при больших колебаниях влажности почвы. На гладкость корней также влияют неравномерные условия влажности почвы. При недостатке влаги поверхность корня может стать ямочной и выглядеть гофрированной, в то время как при длительном избыточном увлажнении почвы у оснований боковых корней или рубцов могут появиться пробкоподобные наросты. Избыточная влажность почвы может также привести к усиленному образованию боковых корней, так что поверхность корней становится волосатой, а при сборе урожая на корнях часто остается значительное количество почвы.
Корни неправильной формы и вильчатые корни могут быть результатом препятствий для развития корней, вызванных остатками предшествующих культур, или болезнями, нематодами или другими повреждениями тканей. Уплотнение почвы может ограничить длину корней и изменить их форму (рис. 4.6). Плотность растений также влияет на форму корней. Высокая плотность имеет тенденцию к уменьшению конусности корней конической формы и увеличению цилиндричности корней цилиндрической формы. Низкая плотность растений имеет повышенную тенденцию к расщеплению корней.
Более длительные периоды роста также имеют тенденцию к увеличению степени цилиндричности. Сорта, имеющие коническую форму, в начале роста демонстрируют большую скорость увеличения вблизи плеча, но по мере продолжения периода роста диаметр корня постепенно расширяется к кончику, а округление на кончике (обычно известное как «притупление» или «обрубание») увеличивается. Закупорка или заполнение кончика запасающей части корня происходит быстрее у ранних сортов, таких как сорт ‘Nantes’, чем у поздних сортов, таких как ‘Chantenay’, ‘Danvers’ и других сортов конической формы и поздних сортов.
Рост листьев
Хотя первоначально рост листьев был относительно медленным и коротким, они обычно растут вертикально и непрерывно, а новые листья становятся все длиннее до того момента, когда начинается быстрое увеличение запасающего корня. Одновременно с увеличением запасающего корня скорость и длина образования новых листьев снижается. Бутонизация и цветение резко замедляют рост листьев.
Снижение скорости роста листьев и уменьшение образования новых листьев также может быть вызвано неоптимальными условиями выращивания и/или болезнями. Таким образом, размер и объем листовой биомассы не всегда свидетельствует о степени развития запасающих корней. Нередко встречаются ситуации, когда маленькие верхушки сопровождают крупные корни или крупные верхушки сочетаются с мелкими корнями. Это наблюдение может быть обманчивым, поскольку часто не учитывается вклад ранних листьев, которых уже нет, в увеличение размеров корней. Даже при одинаковых условиях выращивания соотношение листовой и корневой биомассы может значительно отличаться у разных сортов.
Температура сильно влияет на длину ранних листьев. Страндберг и Уайт (1978) показали, что рост длины листьев вскоре после появления всходов при постоянной температуре 20 или 24°C был почти в два раза больше, чем у растений, выращенных при 28°C, и примерно в три раза больше, когда растения росли при 16°C (рис.).
Типичная кривая роста для летней культуры моркови показана на рис. ниже. Длина листьев начинается быстро и идет устойчивыми темпами примерно до 60-70 дня, когда достигается максимальная длина листьев. После этого длина новых листьев постепенно уменьшается. Однако самые ранние сформированные листья меньше и весят меньше примерно до 50 дня после появления, когда их размер и вес быстро увеличиваются. Последующие развитые листья тяжелее, но ближе к обычному периоду сбора урожая дальнейший рост листьев становится меньше, и они весят меньше. В целом, длина и вес листьев достигают своей полной скорости роста в середине периода роста растения или немного позже.
Длина листьев, но не обязательно сухой вес, имеет тенденцию к увеличению во время длительного фотопериода и теплых температур, а также в условиях высокого содержания азота и высокой плотности растений. Обогащение углекислым газом увеличило площадь листьев на растение, особенно в период раннего роста корней, в основном в результате увеличения скорости расширения площади листьев, а не увеличения их количества. При сборе урожая, через 137 дней после посева, общая биомасса была на 16% больше при 551 ppm CO2 по сравнению с 348 ppm CO2 (Wheeler et al., 1994). Обогащение CO2 также увеличило урожайность корней. Как правило, больший рост листьев способствует большему увеличению корней, хотя высокие температуры могут увеличить дыхание, что может снизить развитие накопительных корней. Когда питание, влажность почвы и температура достаточны, цвет листьев будет темнее, чем в ситуациях, когда азота и влажности почвы мало, а температура высокая.
Накопление углеводов
Вегетативный побег моркови является источником продуктов фотосинтеза, а также конкурирует с запасающим корнеплодом в качестве поглотителя фотоассимилятов. Перенос накопленных ассимилятов во время бутонизации и цветения на образование новых тканей приводит к снижению сухого веса и концентрации сахаров в корнеплодах. Таким образом, в ботаническом смысле основная функция запасающего корнеплода моркови — это временный резерв фотосинтатов до их использования для развития цветочного стебля и соцветия.
Распределение фотоассимилятов в моркови недавно было подробно рассмотрено Холе (1996). Бенджамин и Рен (1980) сообщили, что волокнистые корни регулируют общий рост и распределение метаболитов в первую очередь в проростках. Удаление волокнистых корней у молодой моркови вызвало значительное снижение скорости роста всего и относительного побега. После начала развития вторичных корней, примерно через 10-21 день после прорастания, движение ассимиляции углерода было пропорционально размеру и активности поглотителя (Warren-Wilson, 1972; Wareing and Partick, 1975). Запасающий корень, волокнистые корни и листья более или менее одинаково конкурируют за один пул ассимилятов с относительно небольшим влиянием таких факторов, как конкуренция за свет, обусловленная изменчивостью плотности растений. Соотношение сухого веса, напротив, значительно зависит от плотности растений (Hole et al., 1983), хотя распределение фотоассимилятов между запасающим корнем и листьями, по-видимому, не требует значительного обмена сигналами между этими поглотителями.
Сорта моркови значительно различаются по размеру и форме корнеплодов, а также по размеру и архитектуре побегов. Интересно, что соотношение веса побега и корня на ранней стадии развития, примерно через 27-48 дней после прорастания, предсказывает распределение ассимилятов при созревании растения (Hole et al., 1987). При более высокой интенсивности света вес побега был меньше по отношению к весу запасающего корня, чем при более низкой интенсивности, но не из-за прямого изменения в разделении ассимилятов (Hole and Sutherland, 1990). Интенсивность света не оказывала существенного влияния на относительную активность поглотителей у моркови (Hole and Dearman, 1993). Различная длина фотопериода (8 и 15 ч) не изменила соотношение массы побега и запасающего корня, хотя общее сухое вещество растений увеличилось у растений с большей длиной дня (Olymbios, 1973).
На основании оценки скорости дыхания и фотосинтеза, а также распределения углерода, поглотительная активность волокнистых корней на ранней стадии развития (20 дней после посадки) крупнокорневых сортов моркови превышала активность мелкокорневых сортов (Hole and Dearman, 1991), в то время как скорость дыхания и фотосинтеза была одинаковой. Фотосинтетический прирост и дыхательные потери во время инициации хранящего корня (14-28 дней) были изучены относительно развития сортов ‘Kingston’ и ‘Super Sprite’, которые имеют высокое и низкое соотношение побегов к хранящему корню при созревании, соответственно (Steingrover, 1981; Hole and Dearman, 1991). Потери корневого дыхания в каждом исследовании были одинаковыми для каждого сорта, около 17% от дневного фотосинтеза. Доля ассимилятов, выделяемых на побег (64%) и весь корень (36%), также была сходной для двух сортов. Интересно, что доля ассимилятов, выделяемых очень рано на молодой запасающий корень, была в 1,6 раза больше у сорта ‘Super Sprite’. Хоул (1996) предполагает, что различия между сортами могут быть обусловлены первоначальным распределением в корневой системе, а не между побегом и общим корнем. Обрезка стержневого и волокнистого корней показала, что любое из этих изменений размера раковины оказывает некоторое влияние на распределение ассимилятов, но связь была не очень сильной (Benjamin and Wren, 1980).
Транспорт фотоассимилята из листьев в корни, анализ компартментов в поглотителях моркови и общий поток ассимилятов не были подробно изучены у моркови, и выяснение этих процессов затруднено сложностью тканей, переплетением источников-поглотителей и первичных-вторичных тканей, а также сложностью инициации цветения в конце роста.
Экзогенное применение регулятора роста, такого как гибберелловая кислота (GA), увеличивает соотношение распределения сухого вещества между листвой моркови и корнеплодом, что позволяет предположить, что эндогенные гормоны регулируют распределение сухого вещества. Применение хлормеквата хлорида, анти-GA соединения, уменьшает это соотношение (McKee и Morris, 1986).
Накопление глюкозы и фруктозы преобладает на ранних стадиях развития хранящего корнеплода, когда активность инвертазы наиболее высока, в то время как накопление сахарозы преобладает на более поздних стадиях развития. Однако способность паренхимы корнеплода моркови накапливать сахарозу развивается в течение нескольких дней после его образования, и концентрация сахарозы увеличивается со временем. Около двух третей общего количества сахаров зрелого корнеплода составляет сахароза, но в зависимости от стадии развития растения, сорта и разницы в окружающей среде ее уровень может варьироваться (Phan and Hsu, 1973). Сорта моркови значительно отличаются по своей способности накапливать сахара в корнеплодах. Те из них, которые обладают способностью к высокому выходу сахара, имеют более высокие показатели чистой ассимиляции (Lester et al., 1982). В целом, паренхима флоэмы имеет более высокую концентрацию общего сахара на единицу свежего веса, чем паренхима ксилемы, а соотношение сахарозы и гексозы также выше в ткани флоэмы, чем в ткани ксилемы (Phan and Hsu, 1973).
Будущие исследования, изучающие взаимодействие между активацией генов, активностью ферментов, окружающей средой, питательными веществами и регуляторами роста, должны расширить наше понимание разделения фотоассимилятов и хранения углеводов в моркови для использования в целях улучшения качества и урожайности.
Особенности физиологии сельдерея
Рост листьев
Состоящий из короткого корончатого стебля и розеточных листьев, урожай стеблевого сельдерея максимизируется за счет образования большого количества листьев с длинными и толстыми черешками. Скорость развития листьев зависит от температуры, и как низкие, так и высокие температуры замедляют формирование листьев. Длинные дни или ночные перерывы также вызывают снижение образования листьев (Roelofse et al., 1990).
Длинные дни, продленные искусственно или с помощью ночных перерывов, вызывали уменьшение количества листьев, но листья были удлиненными. В условиях короткого дня листья были короче (Roelofse et al., 1990). На удлинение листьев также влияет высокая температура; сельдерей, выращенный при высокой температуре, имеет более короткие черешки. Влияние высокой температуры и короткого дня может быть отменено обработкой гибберелловой кислотой (Pressman and Negbi, 1987).
Накопление углеводов
В отличие от других растений C3, основными продуктами фиксации CO2 путем фотосинтеза у сельдерея являются сахароза и сахарный спирт маннит. По оценкам, маннит составляет до 50% фотоассимилята, переносимого по флоэме. Остальная часть фотоассимилята — это в основном сахароза. Сахароза производится и используется в листьях всех возрастов, тогда как маннит в основном синтезируется в зрелых листьях, используется в молодых и хранится во всех листьях. Оба эти углевода производятся в мезофилле и транспортируются по флоэме листьев. В черешках в основном хранятся маннит, глюкоза и фруктоза, но очень мало сахарозы.
Маннит образуется из маннозы под действием NADPH-зависимого фермента, маннозо-6-фосфат редуктазы. Маннит хранится в основном в вакуолях клеток паренхимы черешков и расщепляется до CO2 только в активно растущих тканях. Скорость фотосинтеза у сельдерея исключительно высока для C3-растения и составляет примерно 60 г CO2/дм2 в час. Отчасти это может быть связано с использованием избыточного редуктанта, образующегося фотохимическим путем при синтезе маннита, но, скорее всего, высокая скорость фотосинтеза — это дивиденды, полученные растениями, образующими маннит в качестве фотоассимилята. Преимущество маннита перед сахарозой в основном энергетическое, поскольку, будучи спиртом, он легче восстанавливается, чем сахароза. Поэтому при полном окислении маннита выделяется больше энергии на моль, чем сахарозы. Было обнаружено, что полиолы, такие как маннит, накапливаются в растениях в ответ на стресс окружающей среды, включая засоление. Поскольку сельдерей устойчив к соли, маннит может быть ответственен за это свойство, выступая в качестве осмопротектора. Выращивание растений сельдерея в присутствии NaCl приводит к высокому накоплению маннита в тканях, вероятно, для ослабления стресса у растений (Pharr et al., 1995).
Еще один необычный сахар, встречающийся в сельдерейных растениях, — апиоза. Находясь в клеточной стенке петрушки, апиоза обнаруживается в экстрактах теплой воды. Ее роль в качестве петрушки не изучалась.
Пастернак накапливает крахмал в качестве углевода для хранения. Метаболизм крахмала в пастернаке не изучался. Обычно обнаруживается, что сладость пастернака увеличивается в конце сезона, особенно после заморозков, что объясняется преобразованием крахмала в сахара.
Накопление каротиноидов
Каротиноиды — широко распространенные и важные природные пигменты, встречающиеся в высших растениях, водорослях, грибах и бактериях. Каротиноиды содержатся в хромопластах, а также в хлоропластах и незеленых пластидах. В корнеплодах моркови хромопласты развиваются непосредственно из пропластид. Хромопласты являются кристаллосодержащим типом; кристаллы каротина образуются при достижении критической концентрации. Основные каротиноиды, обнаруженные в корнеплодах и листьях моркови, включают: β-, α-, γ- и ζ-каротин; некоторые другие присутствуют в незначительном количестве (Simon and Wolff, 1987).
Одна из важнейших физиологических функций каротиноидов — выступать в качестве предшественников витамина А в животных организмах. Известно, что около 40 каротиноидов являются предшественниками витамина А. β-каротин, присутствующий почти во всех овощах, является наиболее распространенным провитамином каротиноида А. Альфа- и β-каротин являются основными пигментами, ответственными за оранжевый и желтый цвет корнеплодов моркови. β-каротин часто может составлять 50% и более от общего содержания каротиноидов и обычно вдвое превышает содержание а-каротина. Ликопин является преобладающим каротиноидным пигментом, отвечающим за красный цвет, а антоцианин — основной пигмент корнеплодов пурпурного цвета. Пигмент антоцианин образуется в результате другого метаболического пути и не является каротиноидом. Ксантофиллы являются кислородными производными каротиноидов и представляют собой вспомогательные пигменты, присутствующие в небольшом количестве в оранжевой моркови; они гораздо более заметны в желтой моркови. У белой моркови пигментация не развивается.
Каротиноиды неравномерно развиты или распределены в корнеплоде. Синтез каротина более развит в более зрелых тканях, поэтому эти ткани обычно содержат больше каротина, чем более недавно сформированные ткани, и поэтому концентрация пигмента уменьшается в продольном направлении от верхней части корнеплода к его кончику. Также типично, что ткани флоэмы имеют более высокую концентрацию, чем ткани ксилемы.
С увеличением возраста и размера растения происходит накопление каротина и изменение цвета корня. По мере роста и синтеза каротина цвет корня усиливается, а градиент цвета между тканями и по длине корня также становится менее выраженным.
Синтез каротина вначале идет очень медленно примерно до середины периода роста и становится более быстрым в течение среднего и последнего периода роста растения. Скорость развития и накопления каротина более быстрая у рано развивающихся сортов, чем у тех, которым требуется более длительный период роста для развития. Развитие и накопление каротина продолжается во время роста, и в большинстве производственных ситуаций достигает максимума или близка к нему к моменту сбора урожая. Примерно в это время синтез каротина обычно выравнивается или может начать незначительно снижаться (Pepkowitz et al., 1944). Однако, если благоприятная температура и влажность позволяют продолжить рост, синтез каротина также может продолжаться, хотя и с меньшей скоростью. Производители моркови иногда задерживают уборку урожая, чтобы добиться усиления цвета корнеплодов.
Содержание и скорость изменения каротина зависят от сортов моркови и факторов окружающей среды (Buishhand and Gabelman, 1979; Simon et al., 1982). Simon и Wolff (1987) также показали, что сорта различаются по индивидуальному и общему содержанию каротиноидов в зависимости от генотипа, местоположения и сезона. Хотя различия в уровнях каротина имели место, когда одни и те же сорта выращивались в разных местах и на разных типах почв, генотип в целом был основным фактором, определяющим максимальное достижимое содержание каротина в запасающей части корней. Для улучшения содержания каротина в корнеплодах моркови были проведены обширные исследования по наследованию цвета корнеплодов (Buishhand and Gabelman, 1979). Программа селекции моркови Министерства сельского хозяйства США (USDA) в 1970 году инициировала отбор на темно-оранжевые корнеплоды, что привело к значительному увеличению содержания каротина во многих сортах и селекционном материале (Simon, 1987). Селекционная селекция увеличила общее содержание каротина в выращиваемых в США сортах с 50-70 ppm до 1970 года, до 70-120 ppm в конце 1970-х и начале 1980-х годов, а в настоящее время многие сорта содержат около 150 ppm. Селекционные популяции с 200-300 ppm каротиноидов являются относительно распространенными, и было создано несколько популяций с 400-600 ppm (Simon et al., 1990). Как уже упоминалось ранее, условия выращивания влияют на содержание каротина, поэтому для обеспечения максимального генетического потенциала необходимы относительно зрелые корни.
Условия окружающей среды, влияющие на развитие и накопление каротина, включают высокую влажность почвы, которая, как правило, снижает содержание каротина в корнях. Плодородие, если оно не является дефицитным, обычно оказывает незначительное влияние, хотя Эверс (1989b), работая с морковью в Финляндии, сообщил, что различные методы внесения удобрений могут обеспечить более высокое содержание каротина, хотя полученная прибавка была относительно небольшой. Морковь, выращенная на навозных почвах, которые были немного более кислыми, имела высокий уровень каротина (Simon et al., 1982). Морковь, выращенная на песчаных почвах, часто имеет несколько более высокий уровень каротина. Как высокие, так и низкие температуры, более 30°C и менее 5°C, соответственно, значительно снижают синтез каротина, оптимум которого находится между 15 и 21°C. Режим прохладных ночных и теплых дневных температур благоприятствует хорошему развитию цвета.
В некоторых ситуациях первоначальное содержание каротина в корнеплодах для хранения может снижаться в начале хранения. В некоторых хороших условиях хранения содержание каротина сохраняется и/или немного увеличивается до момента появления всходов. Биосинтез каротина, очевидно, происходит даже во время хранения, так как наблюдалось увеличение содержания каротина в течение 20 недель хранения при температуре от 0 до 4°C (Lee, 1986). Потеря влаги корнями может объяснить часть наблюдаемого увеличения.
Бутонизация и цветение
Особенности цветения моркови
В начале цветочного развития моркови точка роста семенного стебля изменяется от слегка выпуклой и становится более конусообразной по мере удлинения главной оси семенного стебля (Borthwick, 1931). По мере роста и удлинениz, верхушка цветоноса начинает уплощаться. По ее периферии появляются примордии прицветников инволюцеля в виде небольших выступов. По мере их увеличения в размерах за ними центростремительно следуют примордии зонтика, и вся верхушка стебля покрывается этими примордиями, но на разных стадиях развития. Примордии чашелистика, лепестка и тычинки появляются почти одновременно. Примордии тычинок находятся выше примордий чашелистиков. Лепестковые примордии вскоре превышают по размеру чашелистики и тычиночные примордии. Примордии карпеля развиваются последними. В каждом карпеле полость завязи делится на две локулы. В начале роста растения, еще до появления значительного роста верхней листвы, примордии зонтика и зонтиков хорошо дифференцированы.
Цветки раскрываются неравномерно. В нераскрытом цветке нити закручены внутрь, а во время антезиса лепестки слегка расходятся, пыльники освобождаются, а нити распрямляются. Пыльца осыпается, и большинство тычинок опадает до того, как рыльца становятся восприимчивыми. Удлинение стилета и раскрытие цветка происходят примерно в одно и то же время, но оплодотворение происходит после разделения стилетов и непосредственно перед опадением лепестков.
Влияние низкой температуры, вызывающее инициацию цветочного стебля, известно как вернализация. Стадия роста, когда проростки моркови не реагируют на низкотемпературную вернализацию, известна как ювенильность. Это состояние обычно заканчивается, когда растения моркови пускают 8-12 листьев, а корнеплоды становятся больше 4-8 мм в диаметре. Уровень реакции зависит от сорта. Атертон и др. (1990) сообщили, что тепловое время, необходимое от посева до завершения ювенильности для cv. ‘Chantenay Red Cored’ составило 756°C дней. Последующее минимальное требование для вернализации составило 126°C дней. Сорта моркови в умеренном регионе обычно подвергаются вернализации путем воздействия в течение 2-8 недель при постоянной температуре от 0 до 10°C (Диксон и Петерсон, 1958).
Охлаждение в течение 11-12 недель при 5°C, применяемое к растениям моркови (cv. ‘Chantenay Red Cored’), содержащимся в темноте или при фотопериоде менее 12 часов, привело к более быстрому и обильному цветению, чем охлаждение при более длительном фотопериоде (Craigon et al., 1990). Скорость появления цветочных почек и скорость удлинения междоузлий стебля были линейно связаны с температурой. Они также сообщили, что время, прошедшее с момента окончания вернализации до начала видимого бутонизации и цветения, уменьшалось с увеличением температурного периода вернализации. При повышении температуры от -1°C до оптимальной около 6°C скорость удлинения увеличивалась, но при повышении температуры до максимальной около 16°C скорость уменьшалась.
Площадь листьев, свежий и сухой вес были больше после охлаждения у растений, которые получили длинный фотопериод. Охлажденные растения, возвращенные к длинному фотопериоду (16 ч) в теплой оранжерее (не ниже 16°C), зацвели, тогда как растения, возвращенные к короткому фотопериоду (8 ч) в аналогичных условиях, оставались вегетирующими (Atherton et al., 1984). Также было показано, что фотопериод до или во время охлаждения оказывает значительное влияние на реакцию цветения на охлаждение. Короткий фотопериод (12 ч) или темнота во время охлаждения оказывали более раннее и более стимулирующее влияние на цветение, чем длинный фотопериод (16 ч). Длинные дни после вернализации стимулировали цветение (Atherton et al., 1984). После вернализации цветение может быть подавлено непрерывным низким освещением.
Эти результаты с молодыми растениями моркови противоречат более ранним данным Диксона и Петерсона (1958) о том, что морковь нейтральна к дню после охлаждения. Атертон и др. (1990) пришли к выводу, что морковь является «растением короткого-длинного дня» с требованием охлаждения для цветения, аналогичным сельдерею.
В дополнение к стимулированию цветения, короткий фотопериод или темнота снижали рост листьев во время охлаждения, что может быть связано с индукцией цветения как причина или следствие. Скорость образования бутонов и цветения для cv. ‘Chantenay Red Cored’ линейно увеличивалась при температуре от -1 до 5°C, и линейно уменьшалась при температуре от 7 до 16°C. Эта зависимость позволила определить базовую, оптимальную и максимальную температуры для вернализации этого сорта как -1, 6,5 и 16°C, соответственно (Atherton et al., 1990).
Результаты экспериментов Atherton et al. (1984) и Craigon et al. (1990) позволили им разработать модель, которая точно предсказывала реакцию моркови (cv. ‘Chantenay Red Cored’) на бутонизацию и цветение после накопления различных температурных режимов вернализации в контролируемой среде и различных полевых условиях.
Физиологические изменения происходят во время вернализации до того, как становятся очевидными какие-либо морфологические изменения. Уровень эндогенной гибберелловой кислоты (GA) повышается в ответ на обработку холодом, что стимулирует процесс цветения. Экзогенное применение гиббереллинов успешно индуцировало цветение моркови, хотя этот метод не получил широкого распространения.
Растения, которые были индуцированы к цветению, но еще не начали удлинять стебли, могут быть девернализованы несколькими днями высокой температуры (28-35°C). Это иногда происходит, когда вернализованные корни высаживают в теплую оранжерею. Девернализация может быть обращена вспять при дальнейшей обработке холодом. Как только растения становятся репродуктивными, скорость их роста увеличивается при температурах от 14 до 26°C. Такие растения созревают быстрее при более высокой температуре, в результате чего конечный размер растений при более высокой температуре ниже. Одновременно с изменениями надземной части растений во время бутонизации, физиология корнеплодов моркови также значительно изменяется. Хотя это не очень хорошо охарактеризовано, явные изменения в углеводном обмене происходят во время завязывания, поскольку ксилема быстро становится очень лигнифицированной до того, как цветочный стебель удлиняется. Это текстурное изменение делает ткани корнеплода несъедобными.
Особенности цветения сельдерея
Бутонизация и цветение сельдерея зависят от соотношения генотипа и условий окружающей среды, которые включают температуру, фотопериод и качество света. Созревание и цветение — это независимые, но тесно связанные стадии развития, которые часто происходят одновременно. Болтание — это предварительная стадия перехода от вегетативного к репродуктивному росту у двухлетних растений розеточного типа. Удлинение стебля происходит только у вернализованных растений сельдерея, верхушки которых дифференцировались в цветочные примордии (Pressman and Negbi, 1980). Болтинг, вызванный низкой температурой, можно заменить обработкой экзогенным GA, но цветение после такой обработки происходит редко (Pressman and Negbi, 1987).
Zeevaart (1978) предположил, что развивающаяся цветочная меристема является источником эндогенных гиббереллинов, которые контролируют удлинение стебля, а не играют непосредственную роль в индукции, и что повышение уровня GA-подобных веществ после вернализации является результатом, а не причиной образования цветка. Растения в вегетативной фазе роста имеют почти плоскую, относительно большую верхушку диаметром около 0,4-0,5 мм. Когда растения переходят в репродуктивную фазу, верхушка становится заостренной по мере роста и уменьшается в диаметре. Основным признаком завязывания является удлинение стебля соцветия, которое можно отследить путем измерения изменения диаметра верхушки стебля.
Растения сельдерея обычно не завязываются в первый год роста, если сохраняются неиндуктивные температуры. Хронологический возраст не является надежным показателем реакции растений на индукцию вернализации. Скорее физиологический возраст и соответствующая температура определяют реакцию на индукцию вернализации; физиологический возраст различается у разных сортов. Некоторые сорта легче вызывают завязь, чем другие, и это различие хорошо известно производителям сельдерея. Однако продолжительность ювенильного периода у некоторых растений может длиться до 17 и более листьев. Наблюдение бутонизации при наступлении высоких температур иногда приводит к ошибочному выводу, что высокие температуры вызывают бутонизацию, тогда как на самом деле высокие температуры просто ускоряют и усиливают проявление уже инициированного процесса бутонизации.
В целом, удовлетворительными являются температуры 5-10°C, хотя для некоторых сортов температура до 14°C может быть достаточной для термоиндукции (Roelofse et al., 1990). Продолжительность температуры охлаждения является кумулятивной, и для полной индукции обычно требуется несколько недель. Чем ниже температура и чем дольше период воздействия холода, тем раньше и быстрее происходит завязывание цветков и появление завязей после удаления из холодного режима. Влияние низких температур на цветение и завязь более выражено у более старых растений.
Сакс и Рыски (1980) сообщили, что предварительная девернализация выращенных в питомнике растений сельдерея путем воздействия высоких температур (25-35°C) в течение короткого периода времени перед пересадкой в поле вызвала значительную задержку в скорости образования завязей. Удлинение периода воздействия высокой температуры еще больше отсрочило наступление бутонизации.
Охлаждение проклюнувшихся семян сельдерея cv. ‘New Dwarf White’ в течение 6 и 8 недель при температуре 5°C вызвало цветение примерно у половины растений по сравнению с необработанными семенами при последующем выращивании при минимальной температуре 15°C. 8-недельная обработка холодом вызвала цветение при меньшем количестве листьев, чем 6-недельная обработка. Хотя охлаждение во время прорастания имело положительный эффект вернализации для cv. ‘New Dwarf White’, эффективность зависела от обработки после охлаждения (Ramin and Atherton, 1991a). Растения из охлажденных семян, впоследствии выращенные при 20°C, оставались полностью вегетативными, что указывает на то, что рост при 20°C оказывает де-вернализационный эффект. Охлажденные имбибированные семена другого сорта, ‘Celebrity’, не проявили никакой реакции на вернализацию.
Охлаждение материнских семенных растений на разных стадиях развития семян не повлияло на цветение или завязывание потомства семян, полученных из охлажденных семенных растений, по сравнению с необработанными семенными растениями. Осмотр верхушек побегов обработанных и необработанных растений показал, что все они были вегетативными (Ramin and Atherton, 1991a).
Условия фотопериода и уровня освещенности, преобладающие до, во время и после охлаждения при вернализации, могут влиять на цветение и последующее удлинение побегов.
Перед понижением температуры
Выдерживание растений в темноте в течение 4-8 дней при 20°C непосредственно перед охлаждением приводило к значительной задержке появления всходов и снижению количества цветущих растений. В целом, по мере увеличения продолжительности темноты у растений, содержащихся в темноте, уменьшалось количество листьев, площадь листьев и масса побега. Более короткий период темноты не имел такого эффекта.
Во время охлаждения
Pressman и Negbi (1980) обнаружили, что длинные фотопериоды во время вернализации ингибируют завязывание цветков и завязь у сельдерея, в то время как после вернализации длинные фотопериоды способствуют тому и другому. Таким образом, по их мнению, сельдерей является количественным растением короткого и длинного дня с требованием к весеннему периоду. Короткий фотопериод во время охлаждения обычно ускоряет закладку цветка и завязывание бутонов. Полная темнота во время охлаждения даже после 9 недель при 5°C полностью предотвратила последующую реакцию на вернализацию в виде бутонизации или цветения, что противоречит вернализации моркови, где темнота во время охлаждения усилила последующую бутонизацию и цветение (Ramin и Atherton, 1994). Снижение уровня освещенности во время охлаждения не повлияло на реакцию на вернализацию, за исключением того, что очень низкий уровень освещенности немного увеличил время до появления всходов и значительно снизил процент как всходов, так и цветения растений. Важность света во время вернализации может зависеть от уровня накопленных углеводов в побеге. Растения с высоким уровнем углеводов в побеге могут быть более чувствительны к свету во время охлаждения, а растения с низким уровнем запасов — нет (Ramin and Atherton, 1994).
Ночные перерывы
Режимы длинных фотопериодов с перерывами в освещении (ночные перерывы) во время вернализации снижали бутонизацию и цветение сельдерея и уменьшали длину стеблей. Сильный тормозящий эффект ночных перерывов на цветение и завязь наблюдался при 10°C. Поскольку все растения, индуцированные при этой температуре, цвели, очевидно, что фотопериод короткого дня во время вернализации является лишь количественным (Roelofse et al., 1990). Поскольку цветение задерживалось, когда во время вернализации давали либо длинные дни, либо длинные ночи, прерываемые ночными перерывами, освещение с ночными перерывами может быть полезной процедурой для ограничения бутонизации у ранних культур сельдерея, выращиваемых при прохладной температуре под стеклом (Roelofse et al., 1990).
После охлаждения
После 9 недель охлаждения при 5°C длинные фотопериоды способствовали увеличению, а короткие фотопериоды уменьшали долю как завязывающихся, так и цветущих растений. После охлаждения не наблюдалось значительного усиления бутонизации и цветения при увеличении облученности (Ramin and Atherton, 1994).
Цветение, мейоз и опыление происходят в течение 1-3 месяцев роста растений после вернализации. Скорость развития цветочных структур и семян определяется в основном температурой, но генетические факторы также играют значительную роль. Для селекционных программ желательно, чтобы селекционные подвои производили семена в как можно более короткие сроки после посадки вернализованных подвоев. Поэтому селекционеры отбирают подвои, которые не цветут преждевременно, но цветут и закладывают семена в достаточные сроки, чтобы культура производства семян находилась в пределах годового цикла.
Литература
Carrots and related vegetable Umbelliferae / V.E. Rubatzky, C.F. Quires, and P.W. Simon. USA. 1999.
Сельдерей
Экономическое значение
Черешковый, или стеблевой, сельдерей — листовой овощ, имеющий множество пищевых применений. Его сочные черешки едят сырыми, в виде палочек и ломтиков в салатах, а также в приготовленном виде. Сельдерей также широко используется для придания вкуса супам, рагу и другим блюдам. Основное потребление сельдерея приходится на Северную Америку и страны Европы с умеренным климатом.
Некоторые сорта черешкового и листового сельдерея, известные как «кулинарный сельдерей», используются специально из-за их очень интенсивных вкусовых качеств.
Характерный аромат черешков и семян сельдерея обусловлен наличием фталидов и терпенов. Апиин, (апигенин 7-апиозилглюкозид) является основным ароматическим гликозидом листьев и корней сельдерея. Другие соединения, содержащиеся в сельдерее и некоторых других зонтичных, — это линейные фуранокумарины, такие как псорален, ксантотоксин, бергаптен и изопимпинеллин в листьях. Первые три соединения являются фототоксичными, вызывая дерматит у людей и животных после контакта с кожей или попадания внутрь и последующего воздействия солнечного света. Некоторые люди проявляют гораздо большую чувствительность к псораленам, чем другие. Обычно концентрация этих соединений в сельдерее, петрушке и некоторых других растениях семейства зонтичных не представляет угрозы для здоровья при употреблении в пищу или для работников, обрабатывающих эти растения. Было обнаружено, что концентрация этих соединений увеличивается в ответ на загрязняющие вещества, низкую температуру, грибковые инфекции, механические повреждения и ультрафиолетовый спектр солнечного света.
Черешковый сельдерей перерабатывается путем консервирования, соления, обезвоживания и получения сока. Как правило, для получения конечного продукта сок комбинируют с другими овощными соками. Сок и масло семян также используются для ароматизации поваренной соли, некоторых безалкогольных напитков и в качестве ингредиента в парфюмерной продукции.
Объем сельдерея, перерабатываемого путем замораживания, ограничен, поскольку хрустящие текстурные характеристики ухудшаются при размораживании продукта. Однако это допустимо, когда сельдерей является ингредиентом овощных смесей или других пищевых продуктов.
Семена сельдерея являются распространенной и часто используемой приправой, так же как и высушенные листья в виде хлопьев и порошка. Семена используются непосредственно, а масла из семян также широко применяются во многих вкусовых практиках. Большой объем семян сельдерея фактически производится из листового сельдерея. Горечь в свежем и хранящемся сельдерее не была так хорошо охарактеризована, как в моркови, но она связана с присутствием нефлавоноидного глюкозида (Pan, 1961). Из масла семян также получают лекарственные препараты.
В основном корневой сельдерей используется в северной и восточной Европе и в тех регионах, где стеблевой сельдерей не адаптирован. Чаще всего сельдерей готовят, но его также едят сырым в салатах. Очищенные сегменты часто добавляют в тушеные блюда и супы для густоты и аромата. Значительный объем перерабатывается путем консервирования, маринования и соления. Хотя листья сельдерея съедобны, они слишком грубые и обычно не используются в пищу, но находят применение в качестве ароматического букета.
Листовой сельдерей, у которого существует множество разновидностей, образует много тонких листовых черешков, которые обычно используются для ароматизации и гарнира. В целом, производство и использование листового (дикого) сельдерея значительно превосходит производство и использование черешкового сельдерея. Широкая климатическая адаптация позволяет выращивать листовой сельдерей во многих регионах. Соответственно, он является очень важным свежим и приготовленным овощем для салатов, солянок и приправ к пище в Азии, Средиземноморье и других странах. Значительные объемы перерабатываются путем высушивания.
История
Древняя литература свидетельствует о том, что сельдерей или сходное растение культивировалось до 850 года до н.э.
Семена дикого сельдерея использовались в медицинских целях в Древнем Египте. Похоже, что сельдерей впервые начали культивировать около 400 года до н.э. как лекарственное растение в этой части света и в Римской империи для борьбы с различными недугами, включая пьянство.
В древней литературе упоминается использование семян и масла семян для различных медицинских целей. Иранцы использовали пары масла семян для лечения головной боли. Утверждалось, что напитки, содержащие экстракты семян, являются противоглистными, мочегонными, укрепляющими нервы и афродизиаками.
Греки производили вино из сельдерея под названием «селиниты». Победные короны из листьев сельдерея вручались на атлетических играх на Коринфском перешейке, а венки из петрушки — на Панэллинских играх Греции. Очевидно, что ароматная листва этих растений высоко ценилась.
Первое кулинарное использование сельдерея произошло в Европе, Египте и Китае в качестве приправы, приправы и гарнира. Скорее всего, для этих целей использовались листовые виды с узкими не суккулентными черешками, типичные для сухопутных рас Средиземноморского региона, и, вероятно, в основном они напоминали современный листовой сельдерей.
Впервые о выращивании сельдерея было сообщено во Франции около 1623 года, а в качестве культуры для ароматических целей в Англии — около 1776 года. Считается, что сельдерей был одомашнен в 16 веке как овощ в Италии и Франции, когда появились более мягкие на вкус формы. В США культивирование стеблевого сельдерея впервые произошло в Мичигане около 1874 года и во Флориде около 1897 года.
Сельдерей имеет долгую историю культивирования в Китае, начиная примерно с 6-го века, и его одомашнивание, очевидно, также происходило в Азии.
Районы возделывания
Производство сельдерея в основном сосредоточено в умеренных регионах Северной Америки и Европы, за их пределами эта культура имеет ограниченное распространение, за исключением листового сельдерея, который популярен в странах Азии. Корневой сельдерей чаще всего выращивается в Северной и Восточной Европе в районах, где стеблевой сельдерей не адаптирован.
Урожайность корневого сельдерея достигает у хороших производителей 35-40 т/га, черешкового — около 60-70 т/га.
Химический состав
Химический состав корневого сельдерея:
- вода — 88%;
- протеин — 1,7%;
- жиры — 0,32%;
- углеводы — 8,4%;
- клетчатка — 1,28%;
- зола — 1,0%;
- витамины:
- A — 16 UI;
- B1 — 0,04 мг/100 г сырой части;
- B2 — 0,07 мг/100 г сырой части;
- ниацин — 0,8 мг/100 г сырой части;
- C — 8 мг/100 г сырой части;
- минеральные вещества:
- кальций — 50 мг/100 г сырой части;
- калий — 305 мг/100 г сырой части;
- железо — 0,6 мг/100 г сырой части;
- магний — 15 мг/100 г сырой части;
- фосфор — 107 мг/100 г сырой части;
- натрий — 94 мг/100 г сырой части.
Химический состав черешкового осветленного сельдерея:
- вода — 93%;
- протеин — 0,85%;
- жиры — 0,15%;
- углеводы — 3,8%;
- клетчатка — 0,70%;
- зола — 1,1%;
- витамины:
- A — 90 UI;
- B1 — 0,04 мг/100 г сырой части;
- B2 — 0,05 мг/100 г сырой части;
- ниацин — 0,6 мг/100 г сырой части;
- C — 8 мг/100 г сырой части;
- минеральные вещества:
- кальций — 35 мг/100 г сырой части;
- калий — 308 мг/100 г сырой части;
- железо — 0,5 мг/100 г сырой части;
- магний — 14 мг/100 г сырой части;
- фосфор — 34 мг/100 г сырой части;
- натрий — 116 мг/100 г сырой части.
Химический состав черешкового сельдерея:
- вода — 94%;
- протеин — 0,8%;
- жиры — 0,15%;
- углеводы — 3,8%;
- клетчатка — 0,65%;
- зола — 0,9%;
- витамины:
- A — 184 UI;
- B1 — 0,04 мг/100 г сырой части;
- B2 — 0,04 мг/100 г сырой части;
- ниацин — 0,6 мг/100 г сырой части;
- C — 8 мг/100 г сырой части;
- минеральные вещества:
- кальций — 45 мг/100 г сырой части;
- калий — 320 мг/100 г сырой части;
- железо — 0,4 мг/100 г сырой части;
- магний — 17 мг/100 г сырой части;
- фосфор — 30 мг/100 г сырой части;
- натрий — 115 мг/100 г сырой части.
Химический состав листового сельдерея:
- вода — 91%;
- протеин — 2,2%;
- жиры — 0,6%;
- углеводы — 4,6%;
- клетчатка — 1,4%;
- зола — 1,7%;
- витамины:
- A — 2685 UI;
- B1 — 0,08 мг/100 г сырой части;
- B2 — 0,12 мг/100 г сырой части;
- ниацин — 0,6 мг/100 г сырой части;
- C — 49 мг/100 г сырой части;
- минеральные вещества:
- кальций — 326 мг/100 г сырой части;
- калий — 318 мг/100 г сырой части;
- железо — 1,5 мг/100 г сырой части;
- фосфор — 51 мг/100 г сырой части;
- натрий — 151 мг/100 г сырой части.
Таксономия
Вид сельдерей (Apium graveolens) включает три культивируемые разновидности:
- Apium graveolens L. var. rapaceum (Mill.) Gaudin — корневой сельдерей (англ. Celeriac);
- Apium graveolens L. var. dulce (Mill.) Pwea. (син. Apium graveolens var. graveolens) — черешковый, или стеблевой, сельдерей (англ. Celery);
- Apium graveolens L. var. secalinum Alef. — листовой, или малый, или дикий, сельдерей (англ. Leaf celery или Smallage).
var. dulce выращиваемый ради твердых сочных черешков, var. rapaceum — ради увеличенной оси гипокотиль-корень и var. secalinum — ради тонких черешков, листьев и семян.
Черешковый сельдерей и родственные ему корневой и листовой сельдереи относятся к одному виду, имеют перекрестную совместимость и поэтому имеют много общих черт.
Из всех ботанических разновидностей Apium graveolens, листовой сельдерей имеет самую широкую климатическую адаптацию, что в значительной степени обуславливает его широкое распространение и обширное культивирование в Азии и многих других местах.
Происхождение и эволюция
Происхождение сельдерея и его родственных разновидностей точно неясно. Хотя восточное Средиземноморье кажется наиболее логичным центром одомашнивания (и часто указывается утвердительно), распространение диких видов вызывает некоторые сомнения. Дикие формы сельдерея можно встретить в болотистых районах по всей умеренной Европе и Западной Азии, а около 14 видов Apium распространены по всему миру от Австралии и Новой Зеландии до Южной Америки, а также в Южной Африке и в бассейне Средиземного моря.
Самая ранняя форма растения, вероятно, больше всего напоминала листовой сельдерей, а первое использование, характерное для некоторых других Сельдерейных (Apiaceae), было лекарственным. Ранние формы стеблевого сельдерея имели склонность к образованию полых стеблей и черешков, что является адаптацией к его болотистому происхождению. В процессе одомашнивания отбор изменил эту наследственную характеристику и уменьшил связанные с ней горький и сильный вкус. Осветление, обычная культурная практика прошлых лет, было направлено на уменьшение горечи и повышение нежности.
Селекция и одомашнивание изменили морфологический облик сельдерея по сравнению с его родственниками. Вместо развития утолщенных и сочных черешков и листьев, у корневого сельдерея съедобным продуктом является увеличенный гипокотиль и верхний корень растения.
Род Apium (Сельдерей)
Apium graveolens — единственный культивируемый вид в роду Apium.
Большинство видов Apium произрастает в Аргентине и Чили, где по крайней мере шесть видов являются эндемиками. Механизм распространения и колонизации видов Apium на разных континентах остается неясным. Однако тот факт, что некоторые виды Apium процветают в прибрежных районах, болотах и реках, позволяет предположить, что океанические течения могли сыграть определенную роль в их распространении по всему миру.
Большинство диких видов Apium не очень хорошо представлены в коллекциях зародышевой плазмы, и многие из них встречаются только в виде гербарных образцов (Constance, 1995). Их таксогенетические связи с культурным сельдереем в значительной степени не определены. Более того, некоторые из них, такие как A. fernandizianum, возможно, вымерли. Несмотря на то, что сельдерей занимает относительно небольшое место среди мировых овощей, необходимость сбора зародышевой плазмы очевидна.
Перечень видов рода Apium и их распространение (L. Constance, 1995):
- Apium annuum — Австралия и Новая Зеландия;
- Apium australe — Аргентина;
- Apium chilense — Чили;
- Apium commersonii — Аргентина;
- Apium fernandizianum — Чили (эндемик);
- Apium graveolens — Средиземноморский бассейн;
- Apium insulare — Южная Африка;
- Apium inundatum — Южная Африка;
- Apium nodiflorum — Европа, Чили, Южная Африка;
- Apium panul — Чили;
- Apium prostratum — Аргентина, Австралия, Новая Зеландия, Южная Африка;
- Apium repens — не известно;
- Apium sellowanium — Аргентина;
- Apium uruguayense — Уругвай.
Филогенетическое дерево на основе RFLP-маркеров ядерного генома и хлоропластов, построенное Huestis (1992), представлено на рис. Все культивируемые виды сгруппированы вместе. Дикие виды выделены во второй основной кластер.
Коллекции гермплазмы других видов Сельдерейных относительно ограничены, а когда они присутствуют, то обычно хранятся вместе с коллекциями Daucus и/или Apium.
Цитогенетика
Геном сельдерея, описанный Муратой и Ортоном (1984), состоит из 11 крупных хромосом: девяти субметацентрических, одной метацентрической и одной телоцентрической. Размер генома сельдерея довольно большой по сравнению с морковью, приблизительно 3,5 пг ДНК на 1С ядро или 3 x 109 bp на гаплоидное ядро (E. Earle, 1995, личное сообщение). Цитологически одна пара хромосом в геноме организует нуклеолу, содержащую семейство генов 18S-25S rДНК. Он образован единицей тандемного повтора размером 9,3 kbp, которая неизменна у всех трех культивируемых видов A. graveolens. Однако у протестированных диких видов Apium наблюдаются различия в размере единицы и сайтах рестрикции. Локус для второй единицы транскрипции генов rДНК, которую образует семейство генов 5S РНК, расположен на другой хромосоме. Вариации для этих генов основаны на дифференциальном метилировании цитозина у некоторых сортов сельдерея (Yang and Quiros, 1994).
Помимо генов 18S-25S и 5S rРНК, после картирования полиморфизма длины рестрикционных фрагментов (RFLP) на основе клонов библиотеки cДНК сельдерея было обнаружено несколько повторяющихся кодирующих последовательностей (Huestis et al., 1993). Доля однокопийных кодирующих последовательностей в сельдерее, по оценкам, составляет от 59% до 78%. Это наблюдение убедительно свидетельствует о том, что сельдерей является истинно диплоидным видом, геном которого не подвергался обширным дупликациям. Количество общей повторяющейся ДНК в геноме сельдерея не было определено, но ожидается, что оно будет таким же или выше, чем у моркови.
Уровень полиморфизма у A. graveolens относительно низок. Клоны cДНК, протестированные у сельдерея и сельдерея на пять ферментов рестрикции, дали только 23% полиморфных локусов. Аналогичный уровень полиморфизма был обнаружен для маркеров ДНК со случайной амплификацией (RAPD) (Yang and Quiros, 1993). Наиболее вероятный механизм изменения RFLP у сельдерея, по-видимому, связан с делецией и вставкой оснований, а не с заменой оснований.
Ботаническое описание
Хотя разновидности сельдерея выращиваются как однолетние, обычно они являются двулетними растениями. Однако, если растения подвергнуть ранней вернализации, они могут завершить жизненный цикл в течение одного года.
Корневая система всех разновидностей сельдерея развивает значительную массу тонких, хорошо разветвленных корней, которые формируются в относительно небольшом радиусе от мощного мясистого, почти клубневого корня. За исключением главного корня, корни расположены относительно неглубоко, большинство из них находится на глубине 30 см под поверхностью земли.
Стебель черешкового и листового сельдерея короткий, сильно сжатый и мясистый, а когда растение становится репродуктивным, он удлиняется и становится волокнистым.
Листья растут в розетке, перисто-сложные, с пятью или семью листочками, и прикреплены к стеблю длинными мясистыми черешками. Листочки тройчатосложные и далее многократно разделены. Черешки листьев прямостоячие и широкие, с ножничными или шиловидными основаниями; последующие внутренние черешки становятся все более нежными.
Зрелое растение сельдерея имеет 7-15 четко различимых черешков; дополнительные черешки, развивающиеся на верхушечной меристеме, скрыты внешними крупными черешками. Листья становятся все меньше и самообесцвечиваются из-за отсутствия света. Эта группа маленьких, нежных, внутренних листьев называется «сердцевиной».
Черешки голые, серповидные в поперечном сечении, с заметной ребристостью на абаксиальной поверхности и гладкой адаксиальной поверхностью. Ребристость является результатом отдельных пучков колленхимы на абаксиальной стороне. Ткань колленхимы прочная, в четыре раза прочнее сосудистой ткани. Сосудистые пучки обеспечивают прочность черешка, а также его волокнистую структуру. Сосудистые пучки и нити колленхимы в совокупности делают черешки сельдерея жилистыми. Паренхимная ткань составляет основную часть черешка. Пазушные стебли дают пасынки, которые из-за позднего развития вносят незначительный вклад в стебель и обычно обрезаются при уборке урожая.
В зависимости от сорта, листья сельдерея от желтовато-зеленого до темно-зеленого цвета; листья сельдерея обычно темно-зеленые, чем у большинства сортов сельдерея.
Цветки мелкие, зеленовато-белые, собраны в сложные зонтики. Протандрическое цветение ограничивает естественное самоопыление, и, хотя цветки самобесплодны, они в основном опыляются насекомыми. Плод — очень маленький (1 мм) шизокарп, который при созревании распадается на два односемянных мерикарпа. Овальные семена очень мелкие; около 2500 весят 1 г. Растения сельдерея являются плодовитыми производителями семян.
Корневой сельдерей
Корневой сельдерей обычно относят к корнеплодам. Съедобная часть состоит частично из мясистого основания стебля, увеличенного гипокотиля и увеличенного корня. Листья развиваются в виде розетки с длинными черешками. Черешки листьев отличаются от черешков стеблевого сельдерея тем, что они более тонкие, менее цельные и часто полые.
Рост листьев, как правило, короче, менее прямостоячий и более открытый, чем у черешкового сельдерея, а стебель обычно менее плотный. Большая часть запасающего органа развивается над поверхностью почвы. Из средней и дистальной части корневища развивается множество хорошо развитых боковых корней и обильная масса мочковатых корней. Этот орган, часто известный как булавовидный или реповидный корень сельдерея, обычно имеет шаровидную форму, светло-коричневую или загорелую внешнюю поверхность и белую хрустящую мясистую внутреннюю часть.
Во время репродуктивного состояния, удлинения стебля и роста соцветий достигает высоты 90-150 см.
Соцветия корневого сельдерея, цветочные и семенные характеристики схожи с черешковым и листовым сельдереем.
Черешковый сельдерей
Сельдерей обычно выращивается как однолетнее растение, хотя большинство сортов являются двулетними. После прорастания семян у молодого проростка развивается мощный веретенообразный мясистый корень, который продолжает увеличиваться в процессе роста. Корневая система, состоящая из стержневого корня и мочковатых боковых корней, может распространяться на глубину более 60 см. Когда корень повреждается или уничтожается, что часто происходит при пересадке, от оставшегося корня отходит хорошо развитая система мочковатых, относительно неглубоких боковых корней. Они обильно проникают в почву с поверхности, обычно на глубину 20-30 см, а некоторые и глубже.
Растение сельдерея характеризуется розеткой в основном прямостоячих, сочных, относительно толстых и твердых черешков, которые тесно связаны друг с другом и образуют то, что иногда называют головкой или стеблем. Черешки длинные, широкие, голые, серповидные в поперечном сечении, с расширенными ножнами и шиловидными основаниями. Плотно сросшиеся черешки прикреплены к уплощенному сжатому стеблю. Эти мясистые черешки развиваются во время вегетативного и первого цикла роста, в это время стебель остается сжатым в виде мясистой кроны (Hayward, 1938).
Черешки состоят в основном из крупной тонкостенной паренхимной ткани и нитей колленхимы, связанных с сосудистыми пучками под эпидермисом (рис.). Ребристость на абаксиальной (выпуклой) поверхности заметна из-за близости тканей колленхимы, тогда как адаксиальная (вогнутая) поверхность гладкая. Сосудистые пучки и нити колленхимы делают черешки сельдерея жилистыми.
Зрелые растения имеют от семи до 15 легко идентифицируемых крупных черешков с дополнительными постепенно уменьшающимися черешками, обычно скрытыми крупными внешними черешками, развивающимися из верхушечной меристемы. Эти внутренние черешки, из-за отсутствия света, имеют светлую окраску и очень нежные. В совокупности их часто называют «сердцем» сельдерея.
Голые листовые пластинки на длинных черешках являются перистыми или двулопастными с верхушечными шипиками, имеющими три сидячих листочка. Форма листочков несколько ромбовидная или почти треугольная, основания клиновидные, вершина острая, края зубчатые или надрезанные. Многие сорта сельдерея имеют блестящую темно-зеленую листву, в то время как у самоопыляющихся сортов листья светло-зеленые или желтовато-зеленые. Листья некоторых сортов сельдерея имеют антоциановую пигментацию, как и у некоторых сортов сельдерея и мелкоплодного.
Во время репродуктивного цикла роста апикальная меристема побега удлиняется, образуя семяножку (рис. b), которая разветвленная, голая, сильно ребристая и лигнифицированная. Во время такого роста большая часть верхней части конечного стебля может стать полой. Мелкие белые или зеленовато-белые цветки сельдерея, сельдерея и мелкоплодника расположены в крупных сложных зонтиках. Соцветие отличается от моркови тем, что эвольвента и эвольвенты либо отсутствуют, либо очень малы. Зонтики меньше и менее компактны. Цветение протандрозное, пыльца обычно высвобождается за 3-6 дней до восприимчивости рыльца. Завязь увенчана нектарным диском и стилоподием, поддерживающим два коротких стилета. Нижняя завязь имеет две локулы с одной яйцеклеткой в каждой камере.
Плод, очень маленький сплюснутый шизокарп, при созревании распадается на два односемянных мерикарпа, но часто остается прикрепленным нитью, называемой карпофором. Мерикарпы имеют пять первичных пробковых ребер, в основном овальной формы и очень маленькие; около 2500 семян весят 1 г. Семена имеют обильный эндосперм, маленький зародыш и эфиромасличные каналы, называемые виттами (Hayward, 1938).
Листовой сельдерей
Растения листового сельдерея похожи на черешковый, хотя листья меньше, корни не такие крупные и мясистые, как у сельдерея, а волокнистая корневая система также меньше. Черешки обычно короче, менее мясистые и часто полые. Лопасти листьев обычно меньше, чем у черешкового сельдерея. Количество листьев примерно соответствует черешковому сельдерею.
Листья обычно темно-зеленая, но некоторые сорта содержат антоцианин. Другие характеристики растения схожи с черешковым и корневым сельдереем, хотя период роста листового растения значительно короче.
Экология
Сельдерей — экологически требовательная культура. Для получения высокого качества и урожая его необходимо выращивать в строгих климатических условиях. Оптимальное производство происходит, когда средняя температура колеблется между 16 и 21°C. Селекционеры вывели сорта, которые расширяют верхний температурный диапазон. С такими сортами сельдерей можно выращивать в некоторых субтропических регионах.
Температура 10°C и ниже способствует преждевременному формированию стебля семян. Черешковый сельдерей чувствителен к заморозкам; корневой и листовой сельдерей — чуть менее чувствительны. При акклиматизации сельдерей может переносить легкие заморозки (-1 или -2°C) в течение короткого времени с минимальным ущербом. Листовой сельдерей более устойчив к жаре, чем сельдерей или стеблевой сельдерей.
Черешковый и корневой сельдерей требуют почвы с хорошими водоудерживающими и дренажными свойствами; торфяные и глинистые суглинистые почвы обычно хорошо подходят для выращивания. Сельдерей умеренно чувствителен к засолению, и pH почвы около 5,8 является удовлетворительным для торфяных почв и около 6,7 — оптимальным для минеральных почв.
Черешковый и корневой сельдерей требуют наличия и регулярного пополнения воды, чтобы избежать стресса, особенно в последний период развития, когда рост очень быстрый. Поэтому в большинстве регионов, где выращивают сельдерей, при недостаточном количестве осадков необходимо обеспечить полив. Для выращивания большинства культур сельдерея используется около 50 мм в неделю или 750-900 мм воды на культуру. Корневой и листовой сельдерей требуют меньше влаги, чем черешковый сельдерей.
При выращивании сельдерея следует избегать чрезмерного дренажа ниже корневой зоны из-за вымывания NO3— и стока других питательных веществ в грунтовые воды. Это представляет собой экологическую проблему из-за потенциальной токсичности нитратов для человека. Капельное орошение является одним из средств эффективного и более низкого использования воды и может повысить эффективность использования азота.
Физиология
Вегетационный период корневого сельдерея обычно составляет 4-5 месяцев после посадки.
Удобрения
Потребности сельдерея в питательных веществах высоки, особенно в азоте, который необходим для получения большой биомассы. Соответственно, для производства обычно используются почвы с высоким уровнем плодородия. Дополнительное внесение питательных веществ составляет в среднем 300 кг N, 75 кг P и 250 кг K на гектар на минеральных почвах; на органических почвах можно использовать меньше азота. Быстрый рост растений часто увеличивает дефицит мелких элементов, поэтому часто практикуется добавление мелких питательных веществ к вносимым удобрениям. Дефицит бора приводит к растрескиванию стебля и появлению симптомов коричневой пятнистости; дефицит кальция вызывает черную сердцевину, а недостаток магния приводит к хлорозу листьев. Эти второстепенные питательные вещества можно вносить в виде опрыскиваний для быстрого реагирования, хотя предпочтительным и более эффективным является внесение удобрений в почву до посадки.
Сельдерей производит большое количество свежей биомассы (до 150 т/га), и поэтому является одним из наиболее интенсивно удобряемых овощей. В течение первого месяца роста сельдерей производит очень мало биомассы, что также характерно для моркови, сельдерея и пастернака. Следовательно, во время ранней фазы роста поглощается мало азота. Цинк (1963) показал, что рост сельдерея увеличивается экспоненциально по мере продвижения культуры к стадии сбора урожая (рис.). Соответственно, он рекомендовал относительно низкое начальное внесение удобрений с увеличением количества и частоты по мере роста культуры. Резкое увеличение накопления азота и других питательных веществ происходит в течение 5-6-недельного периода перед созреванием урожая, когда производится около 50% свежего веса.
Guzman (1969), исследуя эффективность широковещательного и полосного внесения удобрений для сельдерея, обнаружил сопоставимую урожайность и качество при наличии соответствующего количества питательных веществ для роста растений. Эспиноза и др. (1993) сообщили, что ленточное внесение фосфора на 5 см ниже и на 5 см сбоку от каждого ряда сельдерея не является жизнеспособной стратегией для повышения эффективности использования фосфора. Однако в условиях избыточного количества осадков или орошения внесение полос может быть более эффективным.
Обычный диапазон внесения удобрений под сельдерей составляет от 20 до 30 т/га, и гораздо меньше для других овощей семейства Сельдерейные. Хотя для выращивания сельдерея используется более 60 т/га навоза, такое количество не является обычным. Объемные характеристики навоза, если он не находится в жидкой форме, не позволяют вносить его иначе, чем путем разбрасывания.
Растворимые соли, входящие в состав навоза, лучше переносятся сельдереем, чем морковью. Франсуа и Вест (1982) сообщили, что сельдерей умеренно чувствителен к засолению, при этом относительный урожай снижается на 6,2% на каждую единицу увеличения засоленности почвы свыше 1,8 дСм/м (при 25°C). Хотя это больше не практикуется, в прежние времена соль (NaCl) применялась как в качестве питательного вещества, так и для борьбы с сорняками при выращивании сельдерея.
Demyttenaere et al. (1990) сообщили, что многие практики производства сельдерея и сельдерея неоправданно полагаются на высокую доступность нитратов. Широко признано, что поглощение питательных веществ культурами значительно ниже, чем при внесении удобрений. Кроме того, сельдерей не является эффективным потребителем питательных веществ для растений. Поэтому часто используются высокие нормы удобрений, чтобы дополнить его относительно мелкую неэффективную корневую систему и поддержать высокую потребность растения. В некоторых регионах количество азотных удобрений в 600 кг/га значительно превышало потребность растений, в результате чего содержание нитратов в некоторых собранных культурах достигало 11 500 мг/кг сырого веса. Высокая влажность, характерная для сельдерея, приводит к вымыванию удобрений, в основном азота, из корневой зоны. Старк и др. (1983) предположили, что улучшение практики орошения при удобрении сельдерея может уменьшить глубокую перколяцию, не обязательно приводя к снижению урожая, а также минимизировать беспокойство по поводу повышения концентрации NO3 в поверхностных и грунтовых водах.
Ранее McNeal и Pratt (1978) сообщили, что эффективность поглощения азота сельдереем значительно выравнивается при высоких нормах. При внесении 385 и 1663 кг N/га эффективность поглощения азота составляла 32 и 14% соответственно. Старк и др. (1982), изучая взаимосвязь между ростом и внесением азотных удобрений, обнаружили, что товарная урожайность сельдерея, сухой вес и общее поглощение азота значительно увеличились при боковом внесении азота, но существенных различий между уровнями внесения 100 и 300 кг/га не наблюдалось. Однако увеличение количества азота повысило скорость роста и зрелость в начале сезона.
В том же исследовании удобренные растения сельдерея удалили 49,3, 47,0 и 49,5% азота, фосфора и калия, соответственно, в собранных порциях. Урожайность сельдерея составила 45,1 т/га, а 45,3% общего сухого вещества растений пришлось на хозяйственный урожай.
Hamilton и Bernier (1975) сообщили, что концентрация нитратов у сельдерея была выше в черешках, чем в корнях, 10,3 против 4,9 мг/г сухой массы, и что концентрация нитратов в черешках была ниже, чем в листовых частях, 10,3 против 14,4 мг/г сухой массы. Интересно, что концентрация нитратов в съедобной части сельдерея была почти в десять раз выше, чем в съедобной части моркови (10,3 против 1,1 мг/г сухого веса).
Сельдерей сильнее реагирует на внесение калийных удобрений, чем фосфорных, что неудивительно, поскольку сельдерей может накапливать до 600 кг K/га за вегетационный период по сравнению с примерно 40 кг P/га за тот же период (Zink, 1963; рис.).
Пастернак, по-видимому, имеет несколько меньшую общую потребность в удобрениях, чем морковь. Arold (1987) обнаружил, что урожайность пастернака была схожей при внесении 80, 160 или 240 кг азота на гектар и не сильно отличалась от обработки без азота. Все обработки были первоначально обеспечены 110 кг/га P2O5 и 320 кг/га K2O. Оптимальным было внесение от 80 до 160 кг азота на 1 га, хотя для песчаных почв более подходящим может быть уровень 240 кг на 1 га.
Контроль
Рекомендуется контролировать доступность питательных веществ в почве, чтобы учесть потребности растений для продуктивного роста.
Анализ сырой ткани полностью удлиненного листа в середине роста сельдерея при достаточном и недостаточном содержании азота, фосфора и калия:
- азот (NO3-N) — при достатке 7000 ppm, при дефиците — 5000 ppm;
- фосфор (PO4-P) — при достатке 3000 ppm, при дефиците — 2500 ppm;
- калий — при достатке 7%, при дефиците — 4%.
Анализ сырой ткани черешка полностью удлиненного листа сельдерея в период созревания урожая при достаточном и недостаточном содержании азота, фосфора и калия:
- азот (NO3-N) — при достатке 6000 ppm, при дефиците — 4000 ppm;
- фосфор (PO4-P) — при достатке 3000 ppm, при дефиците — 2000 ppm;
- калий — при достатке 5%, при дефиците — 3%.
Диапазон достаточности содержания минеральных питательных веществ в сухом веществе листовых тканей сельдерея, отобранных в разные периоды развития растений:
- азот — через 60 дней после посева 1,5-1,7%, к моменту созревания — 1,5-1,7%;
- фосфор — через 60 дней после посева 0,3-0,6%, к моменту созревания — 0,3-0,6%;
- калий — через 60 дней после посева 6,0-8,0%, к моменту созревания — 5,0-7,0%;
- кальций — через 60 дней после посева 1,3-2,0%, к моменту созревания — 1,3-2,0%;
- магний — через 60 дней после посева 0,3-0,6%, к моменту созревания — 0,3-0,6%;
- железо — через 60 дней после посева 20-30 ppm, к моменту созревания — 20-30 ppm;
- марганец — через 60 дней после посева 5-10 ppm, к моменту созревания — 5-10 ppm;
- цинк — через 60 дней после посева 20-40 ppm, к моменту созревания — 20-40 ppm;
- бор — через 60 дней после посева 15-25 ppm, к моменту созревания — 20-40 ppm;
- медь — через 60 дней после посева 4-6 ppm, к моменту созревания — 1-3 ppm.
Выращивание
Прорастание семян и появление всходов этих культур происходит медленно, даже при благоприятных условиях. Для прорастания при температуре 10°C требуется более 15 дней, а при температуре 5°C — 30 дней и более. При оптимальной температуре от 15°C до 20°C для прорастания требуется 7-12 дней. При 25°C прорастание происходит гораздо медленнее, а из-за термодормальности при температуре выше 30°C прорастание не происходит. Некоторые сорта проявляют термодормальность даже при 25°C. Замачивание семян при 10°C с использованием регуляторов роста, GA4/7 и этефона в концентрации 1000 ppm может преодолеть этот период покоя.
Существуют значительные различия между сортами в этих реакциях. Семена более чувствительны к теплу при проращивании в темноте. При повышении температуры требуется больше света. Присутствие света, периоды чередования низких температур и регуляторы роста помогают ослабить термодормальность. Дальний красный свет или солнечное облучение повышают процент прорастания. Обработка GA также преодолевает потребность в свете. Семена высевают неглубоко, чтобы усилить воздействие света.
Помимо прямого влияния температуры, другие причины плохой всхожести включают в себя различное качество семян и послеуборочную спячку семян. Как и в случае с морковью, семена сельдерея имеют различную степень зрелости, поскольку они являются продуктом последовательно формирующихся зонтиков, которые развиваются в течение довольно длительного периода. Только что собранные семена находятся в состоянии покоя из-за водорастворимого ингибитора прорастания, который удаляется путем замачивания семян для вымывания ингибитора, старения или использования регуляторов роста. Обычно эта неактивность не вызывает беспокойства, если не высаживать свежесобранные семена.
Из-за своего небольшого размера семена сельдерея часто гранулируют, чтобы облегчить точное размещение семян для пересадки или прямого посева в поле. Для ускорения появления всходов иногда высевают предварительно пророщенные семена в гелевых или жидких носителях. Посеянные прямым посевом культуры созревают через 160-180 дней; пересаженные поля обычно убирают через 90-125 дней.
Грунтование семян позволяет частично прорасти и начальные процессы прорастания, но появление радикулы ингибируется осмотическим раствором. При этой процедуре семена доводят до однородной стадии прорастания, извлекают из раствора, сушат и затем высаживают. Грунтованные семена прорастают и всходят более равномерно, чем негрунтованные. Из-за трудностей, связанных с формированием древостоя, лишь ограниченное количество сельдерея производится прямым посевом, а большинство — пересадкой.
Основным недостатком пересадки сельдерея является его высокая стоимость, частично обусловленная медленным развитием рассады. Для получения рассады, пригодной для пересадки, требуется период роста около 2 месяцев. Однако это частично компенсируется тем, что пересадка сокращает период роста в поле. Пересадка обеспечивает полноценную посадку и равномерное расстояние между растениями, а также сокращает некоторые культурные затраты, такие как удобрение, орошение, борьба с вредителями и сорняками.
Пересадка хорошего качества имеет решающее значение для успешного урожая. Производство трансплантатов стало узкоспециализированной процедурой. Поскольку выращенные в контейнерах или модульных лотках растения быстро приживаются на поле и дают равномерный рост, использование укорененных растений сократилось. Несмотря на более высокую стоимость производства, выращенные в контейнерах растения отличаются высоким качеством и лучше адаптируются к механическому пересадочному оборудованию, некоторые из которых полностью автоматизированы. Механическая пересадка обеспечивает более равномерную глубину посадки и расстояние между растениями, чем ручная пересадка. Расстояние между растениями обычно составляет от 12 до 20 см в ряду и от 50 до 75 см между рядами. Типичное полевое поголовье сельдерея составляет от 50 до 80 тысяч на гектар.
Чаще всего корневой сельдерей высевают прямым посевом, поскольку пересадка приводит к чрезмерному боковому укоренению и грубости увеличенного шаровидного корня. Расстояние между растениями корневого сельдерея колеблется от 30 х 50 до 40 х 60 см, при этом полевая популяция составляет от 40 до 50 тысяч на гектар. Мелкий сельдерей, будучи более мелким растением, высаживается ближе, и полевая популяция составляет около 100 тысяч на гектар.
Ранний рост рассады сельдерея медленный. Скорость роста неуклонно увеличивается, так что большая часть накопления биомассы происходит в течение 3-4 недель до сбора урожая. Гибберелловая кислота используется для ускорения роста растений и получения ранних всходов с некоторым успехом. Однако применение этой кислоты иногда приводит к появлению длинных, тонких и светлоокрашенных черешков.
Хрусткость и нежность являются основными качественными характеристиками черешкового сельдерея, который не имеет особой ценности, если он увядший, ямчатый или чрезмерно волокнистый. При очень быстром росте черешки становятся восприимчивыми к ямчатости. Однако основной причиной является возраст черешка. Ворсинчатость — это размягчение и деградация тканей паренхимы, приводящие к потере плотности. В тяжелых случаях на черешках образуются пустоты, может пострадать и стеблевая пластинка. Недостаток влаги или заморозки могут вызвать аналогичные симптомы. Аналогичным образом вызывается пустотность корня корневищного сельдерея.
При постоянном выращивании при температуре 15°C или выше растения сельдерея остаются вегетативными. Проростки, имеющие менее четырех или пяти настоящих листьев, считаются находящимися в ювенильной стадии и нечувствительными к вернализации, но как только они выходят за пределы ювенильной стадии, растения становятся восприимчивыми. Завязывание начинается, когда чувствительные растения подвергаются воздействию низких температур, обычно менее 10°C. Сорта различаются по порогу чувствительности к температуре и продолжительности. Некоторые лучше переносят низкие температуры и длительное воздействие, другие чувствительны даже при температуре 13°C или 14°C. Индуктивная реакция более острая у старых растений и при более низких температурах. При более теплых температурах, следующих за холодовой индукцией, удлинение стебля семян ускоряется. Стресс растений также может увеличить предрасположенность к вернализации. Наличие семенного стебля снижает качество и товарность.
Культивары с медленным развитием стебля редко выращивают из-за их менее желательных рыночных и качественных характеристик. Во избежание образования болта, посадки в поле следует планировать таким образом, чтобы свести к минимуму воздействие низких температур. Аналогичным образом, следует избегать воздействия температуры ниже 15°C в питомниках для пересадки. Было показано, что акклиматизация рассады в питомнике при температуре от 25°C до 30°C в течение 10-20 дней снижает чувствительность рассады к низким полевым температурам.
В некоторых регионах осветление является культурной практикой при выращивании сельдерея для уменьшения резкого вкуса и волокна черешка, а также для увеличения сочности. Применение газа этилена к сельдерею после сбора урожая является случайной альтернативой осветлению в полевых условиях. Осветление проводят за несколько недель до сбора урожая, помещая почву, доски, бумагу или другие непрозрачные материалы на черешки, но не закрывая лопасти листьев. Торфяная почва предпочтительнее, так как ее легче перемещать по черешкам. Чтобы облегчить осветление почвой, рассаду первоначально пересаживают в неглубокие борозды, которые засыпают в течение периода роста. Осветление почвой также обеспечивает небольшую степень защиты от заморозков.
Основными причинами отказа от осветления были трудовые и материальные затраты, а также наличие почвы внутри собранного растения, которая требовала тщательной промывки. Промежуточным этапом между осветленным (белым) и неосветленным (зеленым) сельдереем стало появление «самоосветляющихся» сортов, которые не требовали почвы или других укрытий. Эти сорта похожи на бланшированный сельдерей тем, что имеют светлые желтовато-зеленые листья и светлый цвет черешка. В настоящее время большинство выращиваемых сортов сельдерея не бланшируются, а листья и черешки имеют темно-зеленый цвет.
Плотность посева
Определение расстояния между растениями сельдерея также зависит от условий выращивания и рыночных предпочтений, а также от необходимости совместимости с процедурами и оборудованием для выращивания, опрыскивания и сбора урожая. По мере уменьшения междурядий увеличивается масса необрезанных и обрезанных стеблей отдельных растений. Обычно расстояние между растениями варьируется от 12 до 25 см в ряду и от 30 до 75 см между рядами. Междурядье обычно оказывает большее влияние на урожайность, чем междурядье. Плотность посадки растений обычно не превышает 15 на 1 м2. Если сельдерей будет бланшироваться, необходимо увеличить расстояние между растениями, чтобы можно было засыпать почву против растений или использовать другие светонепроницаемые материалы, защищающие растения от солнечного света. Практика осветления может снизить численность до половины от численности неосветленного сельдерея. Альтернативой осветлению являются посадки на близком расстоянии друг от друга, которые вызывают самоосветление, или выращивание светлоокрашенных (самоосветляющихся) сортов. Хотя высокая плотность благоприятствует осветлению, она также может способствовать распространению болезней и вредителей.
Производство сельдерея в защищенном грунте
Целесообразность укрывного производства сельдерея заключается в удовлетворении потребительского спроса в периоды, когда поставки сельдерея, выращенного в полевых условиях, низки, что обычно происходит в самый холодный период года (зимой) и весной до того, как полевые культуры становятся доступными. Существует некоторое летнее производство, но основная часть приходится на более холодные периоды года. В целом такое производство довольно невелико, но может иметь местное значение.
Для производства сельдерея предпочтительнее использовать теплицы, а не полиэтиленовые туннели, в то время как дома с пластиковым покрытием занимают промежуточное положение. Однако многие производители способны производить высококачественный сельдерей в туннельной культуре, избегая при этом высоких капитальных затрат на теплицы.
Конкуренция со стороны отечественного, а также импортного сельдерея, выращиваемого в полевых условиях, может быть серьезной для производителей защищенного сельдерея. Кроме того, довольно длительный срок хранения сельдерея может продлить доступность продукции, выращенной в полевых условиях, что еще больше усиливает конкуренцию за производство защищенного сельдерея.
Чтобы быть прибыльными, сельхозпроизводители должны быть успешными в эффективном производстве урожая, а также в его сбыте. Планирование периодов выращивания, местоположение и климат, использование пересадки, выбор сортов и прорастание семян являются важными факторами при производстве сельдерея в укрытии.
Покрытые и иногда обработанные семена используются для получения рассады для пересадки в торфяные блоки или, чаще, в многоячейковые лотки для выращивания.
Как только у сеянцев появятся один или два настоящих листа, температуру можно постепенно снизить до 10°C, чтобы закалить их для высадки в грунт. Следует избегать дальнейшего понижения температуры в этот период или вскоре после пересадки, так как это увеличивает вероятность появления завязей. Температура до 24°C может быть допустимой без ущерба для урожая. Высококачественные крепкие растения вырастают при температуре 16-18°C. Температура выше 18-20°C приводит к появлению мягких растений, как и избыток азотных удобрений.
Искусственное освещение в дополнение к естественному свету позволяет получить растения лучшего качества за более короткое время, чем это было бы возможно. Это следует учитывать при определении графика производства. Интенсивность и продолжительность освещения определяются стоимостью энергии. Дополнительное освещение, будучи очень дорогим, используется разумно. Его основная польза заключается в ускорении раннего роста рассады до ее пересадки. Растения могут быть тесно сгруппированы, что позволяет максимально использовать преимущества дополнительного освещения.
Иногда используется обогащение атмосферы CO2, но если нет достаточного освещения, преимущества обогащения роста ограничены. Его стимулирующие рост преимущества могут быть более полезными и эффективными при выращивании рассады, чем при выращивании основной культуры.
Важно максимально использовать дорогостоящую защищенную площадь для выращивания. Поэтому плотность растений выше, чем обычно при полевом выращивании. Тропинки и аллеи сведены к минимуму. Для хорошего товарного вида предпочтительны крупные стебли, что лучше всего достигается при 16 растениях м2, особенно если растения выращиваются при низких температурах и/или без тепла. При наличии хорошего освещения и CO2 плотность может быть увеличена до 20 растений м2.
Для достижения высокой биомассы сельдерей требует постоянного снабжения водой. Даже короткий период недостатка воды приведет к заметному увяданию стеблей сельдерея. Сельдерей также нуждается в достаточном и постоянном источнике минеральных питательных веществ для оптимизации роста и качества. В дополнение к основному удобрению, вносимому в почву, во время роста дополнительно вносится азот. Равномерное внесение эффективно достигается, когда азот вносится с поливной водой. Хорошие результаты дает внесение около 150 ч./млн. нитратного азота при каждом или через каждый полив. При местном применении удобрения следует смывать с листьев. Постоянный мониторинг должен быстро выявить проблемы с вредителями и болезнями и позволить быстро исправить ситуацию.
Приемлемый вес стеблей сельдерея, выращенных в теплицах, обычно составляет 500-600 г. Иногда вес растений, выращенных в зимний период, особенно в теплицах с минимальным отоплением или без отопления, может не превышать 400-450 г. Они могут быть включены в маркетинговую цепочку при благоприятной ситуации с поставками и качеством.
Уборка черешкового сельдерея
Условия выращивания оказывают сильное влияние на время и темпы развития, так же как и выбор сорта. Большинство сортов сельдерея убирают примерно через 75-100 дней после пересадки, хотя плохие условия выращивания могут продлить период роста. Некоторым сортам обычно требуется более длительный период роста, прежде чем они станут пригодными для сбора урожая. Тем не менее, характерно, что суточная скорость роста растений сельдерея очень быстро увеличивается вблизи оптимальной стадии развития перед уборкой. Урожай свежего веса обрезанных стеблей может составлять от 60 до 90 т/га, а в некоторых производственных ситуациях наблюдалось, что урожай сельдерея составлял 2-3 т свежего веса в день на га. Соответственно, быстро достигается и перезрелость, сопровождающаяся быстрой потерей качества.
Планирование сбора урожая становится важным управленческим решением для получения как высокой урожайности, так и высокого качества, поскольку подходящий период сбора урожая относительно короткий и не такой гибкий, как в случае с морковью. С наступлением зрелости внешние черешки сельдерея начинают увядать, теряют упругость и поэтому часто удаляются при обрезке, что при удалении приводит к значительным потерям товарного урожая. Обычная обрезка для получения товарного вида сельдерея снижает вес стебля от 5 до 20%. Однако при необходимости удаления поврежденных или больных внешних черешков такая обрезка может составлять от 20% до 40% от общего веса стебля. Кроме того, из-за своей суккулентности растения сельдерея очень восприимчивы к травмам, и повреждения усугубляют необходимость дополнительной обрезки.
Хотя для сбора сельдерея для переработки иногда используются машины, большая часть сельдерея собирается ручным трудом. Корни срезаются ниже поверхности почвы и ниже основания стебля. Отрезанный стебель подбирают и уменьшают его общую длину, обрезая ножом большую часть верхних листовых пластинок, а также удаляют поврежденные или непригодные для продажи черешки. Часто небольшая часть верхнего корня и нижнего стебля сохраняется, чтобы помочь уменьшить увядание во время послеуборочной обработки и хранения. Это также позволяет дополнительно обрезать основание стебля, чтобы придать ему свежий вид. Собранные стебли собираются и помещаются в ящики, контейнеры для сыпучих продуктов или прицепы для транспортировки на упаковочные предприятия или упаковываются на поле.
Было изучено множество подходов для механизации уборки свежего товарного сельдерея. Частичная механизация обеспечивается путем машинного скашивания верхних листовых пластинок, чтобы уменьшить необходимость ручной обрезки, а также путем подрезания растений для облегчения их удаления из почвы. В свое время большие машины, называемые «поездами мулов», использовались в поле для помощи рабочим при уборке сельдерея и как мобильная замена стационарному упаковочному сараю. Некоторые версии этих машин были самоходными и использовались для скашивания верхушек листьев, подъема и транспортировки стеблей к рабочим, которые мыли, обрезали и упаковывали сельдерей. Контейнеры также изготавливались на машине. На этих машинах работало до 50 человек. Использование этих машин было прекращено, так как их большие размеры делали их громоздкими и тяжелыми, а их вес уплотнял почву, особенно когда они перевозили воду для мытья. Их размеры затрудняли их перемещение с поля на поле или на отдаленные производственные участки, и их использование было неэффективным, если поля не были большими. Кроме того, поломки или любые другие остановки заставляли многих работников простаивать, пока работа не возобновится.
Использование небольших уборочных машин для срезания и подъема сельдерея имело серьезный недостаток — они давали беспорядочное нагромождение дезориентированных и поврежденных стеблей, что только усложняло работу по обрезке и упаковке. По сравнению с ручной уборкой и обработкой, эти машины не экономили ни труда, ни средств.
Значительное количество сельдерея для консервирования или обезвоживания убирается полностью машинами. Комбайны, по сути, простые косилки, настраиваются таким образом, чтобы срезать растение немного выше уровня земли и подавать сельдерей в бункеры для сыпучих продуктов или прицепы для транспортировки на перерабатывающее предприятие. Хотя многие отдельные черешки отделяются от стебля и перепутываются в контейнерах для сбора урожая, это является меньшей проблемой для переработки, чем для использования в свежем виде на рынке.
Послеуборочная обработка черешкового селдерея
После уборки урожай сельдерея, если он не упакован в поле, транспортируется в упаковочные сараи. В упаковочном цехе сельдерей разгружают для мытья, дополнительной обрезки и упаковки в деревянные ящики или влагостойкие контейнеры из ДВП. Как правило, во время распределения или хранения в холодильной камере в упаковку добавляется лед. Двумя важными целями упаковочных цехов были мойка и охлаждение с использованием гидроохлаждения, льда или вакуумного охлаждения. Мойка была необходима при производстве бланшированного сельдерея, чтобы удалить почву с внутренней части стеблей. Таким образом, упаковочные сараи отвечали этому требованию. До более широкого использования холодильного оборудования лед был основным методом охлаждения, и помещения упаковочных сараев были лучше всего приспособлены для обеспечения льдом и его применения. Полевая упаковка зеленого сельдерея исключает мойку и глазирование, которые выполнялись в упаковочных сараях. Обледенение пакетов было эффективно заменено гидроохлаждением, вакуумным и механическим охлаждением.
Упаковка в полевых условиях стала обычной процедурой для сельдерея, фенхеля и некоторых других культур и производится почти исключительно в США. Переход от упаковки в сарае к упаковке на поле стал ответом на более высокую стоимость операций в сарае по сравнению с упаковкой на поле. В качестве полевых упаковочных станций используются небольшие передвижные платформы на колесах. В некоторых операциях используются конвейеры для облегчения обработки и доставки срезанных стеблей к упаковщикам.
Подготовка срезанных стеблей к упаковке включает обрезку стеблей до длины, которую может вместить упаковочный контейнер; обычно это от 35 до 45 см. При дополнительной обрезке удаляются нетоварные и поврежденные внешние черешки, а также присоски. Стебли укладываются на землю или в кучи, чтобы другие рабочие упаковывали их в соответствии с размером (диаметр стебля) в деревянные, проволочные или водостойкие ящики из гофрированного картона. Сорта по размеру определяются субъективно, и опытные рабочие производят относительно однородный продукт. Отдельные стебли одинакового размера укладываются в контейнеры параллельно друг другу чередующимися слоями. В упакованном виде контейнеры для сельдерея имеют одинаковый вес, но могут отличаться по размеру и количеству содержащихся стеблей. Так, упаковка с 24 большими стеблями будет иметь вес, эквивалентный весу аналогичной упаковки, которая может содержать 48 маленьких стеблей. Для того чтобы упакованные контейнеры с сельдереем выдерживали контакт с водой, используются влагостойкие коробки из ДВП. В упакованном виде коробки весят от 25 до 30 кг, в то время как раньше при упаковке в деревянные ящики контейнеры часто весили более 40 кг, особенно если в них добавлялся лед. В отрасли наблюдается тенденция к использованию упаковок меньшего веса.
На некоторых рынках отдельные стебли помещают в полиэтиленовые пакеты, похожие на рукава, чтобы задержать потерю влаги и улучшить товарный вид. Сердечки» — термин, используемый для стеблей недостаточного размера или тех, которые стали маленькими из-за чрезмерной обрезки, — упаковываются в виде двух или трех стеблей в пленочный пакет. Эти стебли, состоящие из очень нежных черешков, иногда продаются по более высокой цене.
Послеуборочное охлаждение
Сельдерей обычно охлаждают вскоре после упаковки. На эффективность охлаждения влияет упаковочная тара, а также метод охлаждения. Начальная температура продукта в полевых условиях влияет на продолжительность охлаждения. Скорость и равномерность охлаждения зависят от условий и методов охлаждения.
Охлаждение в холодильной камере является наименее затратным методом, но требует больше времени. Однако он полезен для хранения уже хорошо охлажденного продукта. Принудительное воздушное охлаждение является более быстрым и требует постоянного поддержания высокой влажности
во время охлаждения. Гидроохлаждение чистой водой, предпочтительно водой с температурой 1°C, очень эффективно, и хотя время погружения в воду может быть разным, процесс происходит довольно быстро. Гидроохлаждение также может освежить слегка увядшие стебли. Гидровакуумное охлаждение является наиболее эффективной и быстрой, но и самой дорогой процедурой.
Гидровакуумное охлаждение минимизирует потери веса и влаги, характерные для обычного вакуумного охлаждения, поскольку влага для процесса испарительного охлаждения вводится во время цикла охлаждения. Таким образом, из охлаждаемого продукта удаляется меньше воды, тогда как при обычной вакуумной процедуре источником испаряющейся воды является продукт. Потеря влаги в 5% приведет к заметному увяданию стеблей сельдерея. Будучи менее эффективным и добавляя значительный вес и неудобства при транспортировке, глазирование используется редко.
Хранение
В США сельдерей редко хранится дольше нескольких недель, поскольку производство в разных районах обеспечивает большинство рынков относительно непрерывным предложением. В других странах сельдерей хранят для того, чтобы продлить сроки реализации или разместить излишки продукции. Хранение замедляет высыхание и порчу сельдерея, хотя длительное хранение приводит к некоторой потере качества. При раннем первоначальном охлаждении и дальнейшем хранении при температуре 0°C и относительной влажности 95-99% сельдерей будет сохранять приемлемый товарный вид в течение 2-3 месяцев. Чтобы ограничить увядание, полезно упаковывать сельдерей в проветриваемые упаковки или рукава. Поскольку сельдерей при хранении может впитывать запахи, важно избегать совместного хранения с несовместимыми продуктами, выделяющими запахи.
Сельдерей может «расти» при хранении, что проявляется в удлинении внутренних черешков. Однако удлинение происходит за счет тургора внешнего черешка и потери качества. Черешки также проявляют антигеотропную реакцию, если их уложить горизонтально, поэтому стебли следует располагать вертикально. Длительное хранение приведет к некоторой потере зеленого цвета, что является меньшей проблемой для бланшированного сельдерея. Сельдерей, предназначенный для хранения, обычно не моют, а лишь слегка обрезают до подготовки к продаже. Окончательная обрезка, а иногда и мойка, производится после снятия с хранения. После снятия с хранения срок годности имеет тенденцию к быстрому сокращению.
В ходе исследований по хранению Парсонс (1960) обнаружил, что уровень O2 менее 5% незначительно замедляет пожелтение сельдерея, а CO2 может быть вредным, поэтому необходимо использовать адекватную вентиляцию, чтобы избежать накопления опасных уровней CO2 или снижения O2 ниже 1%. По данным ван ден Берга (1981), хранение в контролируемой атмосфере при 3% O2 и 5% CO2 уменьшало гниение и потерю зеленого цвета при температуре 0°C и высокой относительной влажности. Хороший внешний вид сельдерея сохранялся дольше, когда этилен (C2H4) удалялся из атмосферы хранения. Райалл и Липтон (1972) указали, что нет особых преимуществ для хранения сельдерея в условиях контролируемой атмосферы во время транспортировки, но если урожай будет храниться в течение месяца, то уровень CO2 до 9% может быть выдержан без вреда. Смит и Рейес (1988) сообщили о потерях веса менее 10% для сельдерея, хранившегося в течение 10 недель при 0°C в контролируемой атмосфере с 1 или 2% O2 с 2 или 4% CO2 и с очисткой C2H4. По сравнению с хранением в обычной атмосфере, наблюдалась меньшая потеря цвета и вкуса, а также уменьшилась потеря микроорганизмов. Несмотря на то, что в ряде других исследовательских отчетов указываются некоторые преимущества хранения в контролируемой атмосфере, эта процедура не является общепринятой.
Поскольку срок хранения без холодильника относительно короткий, продукт в основном продается рядом с производственными площадями. Чистые, однородные, хорошо подстриженные растения улучшают маркетинговые характеристики.
Уборка корневого сельдерея
Задержка с уборкой может привести
Урожай корневого сельдерея обычно убирают, когда большинство растений достигает товарной стадии, но при этом неизбежны некоторые различия в размерах. Задержка может привести к тому, что некоторые растения станут грубыми или произойдет размягчение тканей увеличенного органа, иногда и к образованию пустоты в верхней части корнеплода под стеблем. Ранняя уборка приводит к уменьшению количества крупных стеблей.
Уборка урожая осуществляется преимущественно ручным трудом. Вместо того чтобы выборочно собирать растения на одной и той же стадии развития, собирают все растения, а затем сортируют их по размеру в зависимости от диаметра. Важными характеристиками сельдерея являются вес, ширина и высота растений, а также толщина и количество черешков. Листовой сельдерей имеет более короткий вегетационный период, и можно собрать несколько урожаев, если срезать листья достаточно высоко над землей, чтобы обеспечить отрастание новой листвы.
Растения сельдерея подрезают для удаления корней, выдергивают и обрезают боковые корни и отростки. Дальнейшая обрезка удаляет часть листовых пластинок и верхних черешков до длины, соответствующей требованиям упаковки. Необрезанные листовые пластинки склонны к увяданию. Обрезка и упаковка производятся непосредственно в поле или в передвижных или стационарных упаковочных станциях.
Машины обычно используются для выкапывания корневищного сельдерея, а также для обрезки и мытья шаровидного продукта. Машинная уборка сельдерея включает подрезание и выпахивание или подъем растения. В небольших хозяйствах или домашнем производстве растения просто выкапывают вручную. Верхушки можно скосить перед подъемом или использовать для подъема культуры из почвы.
Подготовка сельдерея к продаже включает в себя значительную обрезку листьев и многочисленных переплетенных боковых корней, которая выполняется вручную или с помощью машин. Механическая обрезка производится во вращающемся барабане, который перемещает сельдерей по абразивным поверхностям, отшлифовывающим множество мелких боковых корней, части прикрепленных оснований черешков и некоторые рубцы базальных листьев, чтобы получить относительно гладкий шаровидный продукт. Мытье перед обрезкой лишь частично удаляет постоянно прилипающую почву, поэтому обычно требуется тщательное мытье после обрезки или во время кувыркания при механической обрезке.
Собранный сельдерей часто подвергается гидроохлаждению после упаковки, хотя также используется вакуумное и принудительное воздушное охлаждение. В вакуумное оборудование вводится вода, чтобы ограничить потерю влаги из продукта, поскольку даже незначительная потеря воды приводит к заметному увяданию.
Хранение
Сельдерей хранится очень хорошо, и при температуре 0-1°C и относительной влажности воздуха более 95% его качество может сохраняться в течение нескольких месяцев.
Хранение сельдерея в контролируемой атмосфере при низком уровне кислорода не способствовало снижению потерь урожая, а высокий уровень CO2 (5-7%) усиливал гниение (Weichmann, 1977). Для сохранения товарного качества в течение относительно длительного периода времени можно использовать контролируемое атмосферное хранение при температуре 0°C и высокой относительной влажности в атмосфере 1-2% O2, 4% CO2 и с удалением этилена.
Натирание воском обрезанного сельдерея редко дает какие-либо преимущества для сохранения качества, но часто может усилить гниение. Для благоприятного представления на рынке сельдерей должен быть чистым, хорошо обрезанным, упругим, около 10-15 см в диаметре, весом 600-700 г.
Хотя сейчас это редкость, для зимнего хранения все еще используются некоторые полевые хранилища в траншеях, покрытых пластиком и утепленных соломой.
Уборка листового сельдерея
Листовой, или дикий, сельдерей похож на черешковый сельдерей, за исключением того, что период его роста короче, примерно 75-90 дней после посадки. Растения меньше, а черешки менее утолщенные, хотя при высокой плотности посадки и благоприятных условиях выращивания можно получить урожай, сравнимый с урожаем стеблевого сельдерея. Урожай собирают вручную, как и черешкового сельдерея. Корень срезается чуть ниже стебля, и, за исключением удаления непригодных черешков, растение обычно оставляют нетронутым. Если продлить период роста, растения становятся крупнее, но при этом страдает качество съедобных листьев. Поскольку листовой сельдерей меньше, чем черешковый, несколько растений обычно связывают вместе, чтобы облегчить послеуборочную обработку.
При другом способе сбора урожая листья срезают над точкой роста, чтобы обеспечить повторное отрастание листьев и дополнительный урожай. Мелкие производители также проводят многократную уборку урожая, удаляя несколько самых крупных внешних черешков и позволяя оставшимся черешкам развиваться дальше для последующего сбора урожая. Из-за практики сбыта и обработки, обычной для мелкоплодных культур, механизация сбора урожая дает незначительное сокращение трудозатрат. Кроме того, производство мелкосемянной продукции на свежем рынке в мелких хозяйствах не оправдывает инвестиций в уборочную технику. Однако при выращивании для переработки эта культура хорошо подходит для машинной уборки.
Послеуборочная обработка
С листовым сельдереем следует обращаться так же, как с черешковым сельдереем, хотя во многих частях мира, где он является важным овощем, этому не уделяется должного внимания после сбора урожая.
Болезни и вредители
Болезни сельдерея, вызываемые бактериями:
- Pseudomonas syringae pv apii (Bacterial leaf spot);
- Erwinia carotovora var. carotovora (Bacterial soft rot);
- Pseudomonas cichorii (Brown/Southern bacterial blight);
- Pseudomonas apii (Northern bacterial blight).
Болезни сельдерея, вызываемые грибками:
- Cephalosporium apii (Cephalosporium brown spot);
- Centrospora acerina (Centrospora storage rot);
- Cercospora apii (Cercospora blight);
- Rhizoctonia, Sclerotinia, Pythium и Fusarium spp. (Damping off);
- Fusarium oxysporum f. sp. apii (Fusarium yellows);
- Didymaria petroselini (Parsley leaf spot);
- Phoma apiicola (Phoma root rot/crown rot);
- Rhizoctonia solani (Rhizoctonia crater и Petiole rot);
- Sclerotinia sclerotiorum (Sclerotinia pink rot);
- Septoria apiicola (Septoria blight);
- Septoria petroselini (Septoria leaf spot, parsley).
В США, крупнейшей стране-производителе сельдерея, сорта, используемые для осветления, были восприимчивы к расе Fusarium oxysporum. Устойчивость растений была обнаружена у темно-зеленых неосветленных сортов (тип Tall-Utah), которые вскоре заменили бланшированные сорта. Эти сорта теперь восприимчивы к другой расе F. oxysporum и заменяются новыми устойчивыми сортами.
Вирусы и фитоплазмы (микоплазмы), поражающие сельдерей:
- Celery latent virus;
- Celery mosaic virus;
- Celery spotted wilt virus;
- Celery yellow net virus;
- Celery yellow spot virus;
- Celery yellow vein virus;
- Cucumber mosaic virus (CMV);
- Poison hemlock ringspot virus;
- Strap leaf of celery;
- Western celery mosaic virus;
- Celery aster yellow, фитоплазма.
Вредители сельдерея:
- Spodoptera spp. (Armyworm);
- Agrostis ipsilon (Black cutworm);
- Trichoplusia ni (Cabbage looper);
- Phlyctaenia rubigalis, Oeobia rubigalis (Celery leaf tier);
- Autograph falcifera (Celery looper);
- Melanotus communis (Corn wireworm);
- Platysentor sutor (Green celery worm);
- Liriomyza spp. (Leafminers);
- Aphis gossypii (Melon/cotton aphid);
- Papilo zelicaon (Parsley caterpillar);
- Conoderus falli (Potato wireworm);
- Lygus pratensis (Tarnish bug);
- Cavariella aegopodii (Willow aphid);
- Aculus eurynotus (Celery rust mite);
- Tetranychus spp. (Red spider mite).
Нематоды, поражающие сельдерей:
- Meloidogyne hapla, M. incognita (сельдерейная галловая нематода, Celery root knot);
- Pratylenchus spp. (Pin and Root lesion);
- Belonolaimus gracilis (Sting);
- Trichodorus spp. (Stubby root).
Оперативная и эффективная борьба с сорняками является обязательной для сельдерея прямого посева из-за очень медленного роста всходов и ранней неспособности конкурировать с сорняками. Широко используются химические гербициды, которые часто дополняются ручным мотыжением.
Семеноводство
Семена сельдерея выращиваются в регионах с мягкой зимой. Чаще всего семенная культура сначала создается с помощью пересадки рассады в осенний период, что позволяет обеспечить значительный рост растений до наступления зимних температур, которые обеспечивают достаточную вернализацию в поле для индукции стебля семян. Весной, с потеплением температуры и возобновлением более быстрого роста, стебли семян удлиняются, появляются цветы и семена, которые можно собирать летом или осенью. Пересадка используется для сокращения периода выращивания в поле по сравнению с более длительным периодом пребывания в поле, который требуется в программе «семена в поле».
Альтернативная практика сбора молодых растений сельдерея, подобно сбору морковных стеблей для хранения в холодном хранилище и вернализации в период хранения, применяется редко, за исключением производства семян и программ селекции. В этом случае растения снимают с поля и обрывают листву, оставляя черешок длиной 8-10 см и достаточное количество корней, обычно минимум 5-8 см. Оптимальными условиями хранения для индукции стебля семян являются температура 6-8°C в течение 5-6 недель при высокой относительной влажности. Полезно использовать флуоресцентные лампы, обеспечивающие 12-часовой фотопериод. Если растения необходимо хранить в течение более длительного периода, температуру понижают, а условия высокой относительной влажности сохраняют.
На второй год после вернализации растения пересаживают на расстоянии 0,8-1 м друг от друга, чтобы обеспечить репродуктивный цикл роста для удлинения стебля семени, цветения и развития семян. Эта процедура более длительная, поскольку первый год занят выращиванием, оценкой и отбором растений, которые будут выращиваться на семена. В целом, другие полевые культурные процедуры для производства семян сельдерея аналогичны тем, которые используются для моркови. Иногда, для небольшого увеличения объема, растения выращивают в теплице. В дополнение к индукции низкой температуры, искусственное освещение для обеспечения фотопериода длинного дня ускоряет созревание растений.
При выращивании в полевых условиях к цветам привлекается большое разнообразие мух, пчел и ос, которые являются эффективными опылителями. Пополнение популяции насекомых-опылителей с помощью пчелиных ульев является полезным. Изоляционные расстояния во избежание загрязнения пыльцой должны составлять не менее 3 км с учетом дальности полета насекомых-опылителей. При выращивании растений в теплице или других помещениях необходимо обеспечить опылителей, обычно комнатных мух.
Семена достигают полного размера примерно через 5-6 недель после опыления и становятся полностью зрелыми через 8-10 недель. Определение и практика сбора урожая совпадают с таковыми для семенной культуры моркови. При работе с ограниченным количеством растений селекционеры часто срезают зонтики, оставляя 30-45 см стебля. Несколько стеблей связывают в пучки и подвешивают пучками вверх ногами, чтобы дать возможность просохнуть и семенам позднего созревания полностью развиться. Пучки помещают в хорошо проветриваемое место, защищенное от света и ветра. После достаточного периода сушки семена обмолачивают и очищают. Семена доводят до влажности около 8-9% и хранят при температуре 4°C и относительной влажности 60%. Жизнеспособность семян, как правило, очень хорошая, в некоторых случаях до 10 лет.
Другие культуры, такие как сельдерей, мелкоплодник, петрушка и пастернак, обрабатываются аналогичным образом, с небольшими различиями в практике сбора, обработки и хранения семян. Уборка большинства семенных сельдерейных культур открытого опыления относительно проста, если они выращиваются в чистых насаждениях и все растения убираются. В небольших хозяйствах семенная культура иногда выращивается в смешанных популяциях с другими овощами или зерновыми. В таких ситуациях методы сбора урожая могут потребовать некоторых изменений.
Генетические ресурсы и селекция
Ресурсы зародышевой плазмы
Зародышевая плазма, доступная для селекции сельдерея, ограничена. Согласно недавнему отчету Международного института генетических ресурсов растений (IPGRI), во всем мире насчитывается 1270 образцов.
Коллекции гермплазмы Apium graveolens и других видов Apium находятся в Нью-Дели, Индия; Гатерслебен, Германия; Бари, Италия; Прага, Чешская Республика; и Женева, Нью-Йорк, США (Toll and van Sloten, 1982). Северо-восточная региональная станция интродукции растений Министерства сельского хозяйства США (NE-9) в Женеве, штат Нью-Йорк, содержит коллекцию из примерно 150 образцов, в основном культивируемых видов и наземных рас A. graveolens. В этом банке зародышевой плазмы представлено очень мало диких видов. В дополнение к этим коллекциям, факультет овощных культур Калифорнийского университета в Дэвисе, Калифорния, поддерживает один из крупнейших рабочих запасов зародышевой плазмы апиума, состоящий из приблизительно 300 образцов. Она включает многие культивируемые виды A. graveolens и некоторые дикие виды, такие как A. chilense, A. panul, A. prostratum, A. annuum и A. nodiflorum.
Системы селекции и процедуры гибридизации
Сельдерей, как и морковь, является аллогамовой двулетней культурой. Его высокая степень ауткроссинга достигается за счет насекомых и ветрового опыления. Опылители, посещающие цветки сельдерея, включают большое количество видов ос, пчел и мух.
Сельдерей подвержен депрессии инбридинга, которая, по-видимому, зависит от генотипа, поскольку некоторые линии способны выдерживать непрерывное самоопыление в течение трех или четырех поколений. В результате скрещивания инбредных линий получаются гетеротические гибриды, которые отличаются энергичностью и более высоким ростом, чем сибсы или инбредные линии.
Цветки сельдерея протандрические, пыльца высвобождается за 3-6 дней до восприимчивости рыльца. К моменту восприимчивости рыльца тычинки опадают, а две рыльца разворачиваются в вертикальное положение (Honma, 1959a). Степень протандии варьирует, что затрудняет проведение надежной гибридизации из-за возможности случайного самоопыления.
Наследственность
У сельдерея определено наследование многих фенотипических признаков. Они включают несколько морфологических признаков и некоторые гены устойчивости к болезням. Эти признаки имеют важное агрономическое и экономическое значение. Ниже приводится описание их наследования.
Полые черешки
Этот признак сегрегируется как доминантный моногенный признак. Quiros (1993) предложил Ho в качестве символа для этого гена. Полые черешки широко распространены у сельдерея и у некоторых мелкоплодных сортов. Сплошные стебли и черешки, скорее всего, были отобраны и закреплены во время одомашнивания стеблевого сельдерея.
Поведение во время цветения
Однолетний габитус является частично доминантным моногенным признаком, определяемым геном Hb. Этот локус образует группу сцепления с двумя локусами изозимов и геном A, кодирующим антоциановую пигментацию растения (Quiros et al., 1987). Bouwkamp и Honma (1970) сообщили, что ранняя завязь доминирует над медленной завязью и определяется одним геном, обозначенным как Vr. Возможно, что Hb и Vr являются аллельными. В отличие от простого генетического определения однолетнего или двулетнего габитуса, устойчивость к полеганию у двулетних сортов является сложным признаком, скорее всего, полигенным и подверженным влиянию окружающей среды.
Устойчивость к фузариозу
Устойчивость к фузариозной желтизне (Fusarium oxysporum f.sp. apii race 2) является частично доминантной и определяется двумя локусами (Orton et al., 1984a, 1984b). Устойчивость, основанная на этих двух генах, имеет аддитивный характер, где частично доминантный аллель Fu1 из сельдерея вносит наибольший эффект. Частично доминантный аллель Fu2, вносящий меньший вклад в устойчивость по второму локусу, обнаружен у устойчивых сортов сельдерея (Quiros, 1987).
Для достижения максимальной устойчивости селекционеры должны стремиться фиксировать оба локуса в гомозиготном доминантном состоянии, когда это возможно.
Мужская стерильность
До недавнего времени у сельдерея была зарегистрирована только одна генетическая мужская стерильность. Этот признак является рецессивным и определяется одним геном под названием ms-1 (Quiros, et al., 1986). Он был обнаружен как спонтанный мутант в сорном иранском сорте. Поэтому для переноса его в полезные генетические фоны потребуется значительная селекционная работа. Мужская стерильность обусловлена дегенерацией тапетального аппарата в пыльниках. Производство нектара у мужских стерильных мутантов не нарушено, поэтому цветы по-прежнему привлекают опылителей. Недавно о цитоплазматической мужской стерильности сообщил Доусон (1993), обнаружив этот признак у неопознанных диких растений сельдерея, произрастающих в Великобритании.
Цвет стебля
Антоциановая пигментация определяется одним доминантным геном, обозначаемым A (Quiros et al., 1987). Было установлено, что этот ген тесно связан (на расстоянии около 2 сМ) с изозимным локусом Aco-1, кодирующим фермент аконитазу. Желтый сельдерей, обозначенный как y, является рецессивным по отношению к зеленому и определяется одним геном (Townsend et al., 1946). Этот признак часто использовался в качестве маркера для идентификации гибридов.
Форма листьев
Bouwkamp и Honma (1970) сообщили, что глубоко зубчатый лист является рецессивным и определяется геном dt.
Кроме основных хромосомных номеров и некоторых указаний на системы CMS, мало что известно о наследовании признаков у других овощных умбеллиферовых.
Межвидовая и межродовая гибридизация
Из-за отсутствия диких видов сельдерея было предпринято относительно мало попыток межвидовой гибридизации. Очоа и Кирос (1989) добились успеха в гибридизации сельдерея с A. chilense и A. panul. Гибридизация между этими тремя видами может быть достигнута независимо от того, какой вид используется в качестве женского. A. chilense устойчив к поздней пятнистости сельдерея и используется для выведения линий сельдерея, устойчивых к этому заболеванию.
Гибриды F1 сельдерея x A. panul и сельдерея x A. chilense очень энергичны, но демонстрируют фертильность пыльцы в диапазоне от 0 до 20%. Стерильность, по-видимому, обусловлена хромосомными структурными изменениями. Стерильность гибридов не позволяет получить потомство F2, хотя потомство от беккросса с сельдереем получается легко. После двух беккроссов черешковые характеристики сельдерея частично восстанавливаются. С другой стороны, гибриды F1 A. chilense x A. panul полностью фертильны и не имеют признаков хромосомных перестроек. Это указывает на то, что два диких вида имеют одинаковую хромосомную конституцию и являются близкородственными.
Quiros (1990) сообщил об успешной гибридизации сельдерея с A. prostratum, видом, устойчивым к листовому минеру Lyriomiza trifolii (Trumble and Quiros, 1988), свекловичному червю Spodoptera exigua (Diawara et al., 1994; рис. 6.17b) и вирусу мозаики сельдерея. Этот вид используется для выведения устойчивых к насекомым и вирусам линий сельдерея. Гибриды F1 устойчивы к этому вредителю, довольно энергичны, но фертильность пыльцы составляет всего 25%. Нет никаких доказательств мейотических аномалий или аномального хромосомного поведения у гибридов. Apium nodiflorum, вид, устойчивый к Septoria и листовым минерам, был гибридизирован с сельдереем Пинком и др. (1983). Информация о характеристиках полученных гибридов отсутствует.
Возможные отношения скрещивания между сельдереем и тремя дикими видами показаны ниже соединительными линиями.
О способности к скрещиванию между A. graveolens L. var. dulce и A. graveolens L. var. rapaceum сообщили Munger и Newhall (1952). Лампрехт (1961) сообщил о спонтанном скрещивании сельдерея и петрушки. Маджарова и Бубарова (1978) сообщили об успешном скрещивании растений петрушки сорта ‘Lister’ и сельдерея сорта ‘Pioneer’ для получения петрушкоподобного сорта под названием ‘Festival 68’. Взаимное скрещивание трех сортов сельдерея и двух сортов петрушки позволило получить несколько форм листового сельдерея, каждая из которых демонстрировала значительные различия по типу и составу витамина С, каротина, эфирного масла и содержания аминокислот.
Honma и Lacy (1980), с целью передачи устойчивости к позднему увяданию (Septoria appicola) от петрушки к сельдерею, скрестили культивар сельдерея ‘Golden Spartan’ с интродуцентом петрушки (PI 357330). Для обнаружения гибридов в эксперименте по скрещиванию в качестве маркера использовали зеленый цвет стеблей петрушки, который доминирует над желтым цветом стеблей, обычно присутствующим у родительского сельдерея. Три зеленых проростка, указывающих на гибридизацию, были обнаружены среди 1000 желтых проростков, проросших из семян, собранных от насекомоопыляемых родителей сельдерея. Однако сегрегация по устойчивости произошла в популяциях F2, а уровень устойчивости в гибридных производных был слабым.
Процедуры опыления
Цветки сельдерея очень мелкие, что существенно препятствует легкому удалению отдельных пыльников. Кроме того, различные стадии развития цветков в зонтиках затрудняют возможность избежать неконтролируемого опыления. Стандартная техника гибридизации сельдерея заключается в отборе цветочных бутонов одинакового размера и удалении более старых и более молодых цветков. Затем бутоны накрывают бумажными пакетами с глицином на 5-10 дней, в течение которых рыльца становятся восприимчивыми. В то время, когда цветки становятся восприимчивыми, имеющаяся пыльца или пыльца, осыпающаяся с выбранных мужских родителей, втирается в рыльца женских родителей. Усовершенствование этого метода заключается в том, что пыльца и пыльники открытых, невосприимчивых цветков смываются струей воды, они накрываются бумажными пакетами и опыляются через 5-6 дней, когда рыльца становятся восприимчивыми. Преимуществом этого метода является более низкий процент случайного самоопыления, которое, возможно, вызвано неспособностью некоторых пыльников абсцинировать (Ochoa et al., 1986).
Для сбора пыльцы пыльники в период антезиса высушивают при 30-35°C в течение 14 ч, раздавливают вручную и пропускают через сито (США № 100) с отверстиями 150 нм. Пыльцу собирают и помещают в желатиновые капсулы для хранения (D’Antonio and Quiros, 1987).
Мужская стерильность была описана, но до сих пор мало использовалась в сельдерее, хотя цитоплазматическая мужская стерильность была использована для выведения нескольких гибридных сортов сельдерея F1.
Интересным свойством растений сельдерея, которое помогает ускорить контролируемое скрещивание, является способность срезанных стеблей семян легко укореняться в емкости с водой. Это позволяет собирать зонтики с отобранных растений в поле для скрещивания в теплице или в других условиях изоляции. Альтернативой является высадка отобранных растений в поле на вегетативной стадии, обрезка большей части верхушки и высадка в горшок в теплице для продолжения роста. Выживаемость растений обычно довольно высокая.
Растениям требуется период вернализации в вегетативной фазе, чтобы вызвать развитие стебля семян. Обычно достаточно 6-10 недель при температуре 5-8°C (Honma, 1959a). Однако, если растения не вышли из ювенильного состояния или не достигли возраста минимум 4 недель, они могут быть не восприимчивы к вернализации. Из-за широкого диапазона реакции на обработку холодом часто трудно синхронизировать скрещивание, поскольку растения будут цвести в разное время. Однако пыльцу можно хранить в течение 6-8 месяцев при -10°C в присутствии силикагеля или хлорида кальция, при этом снижение жизнеспособности составляет всего 20-40%, что позволяет проводить скрещивания в течение более длительного времени.
Для самоопыления растение или отобранные зонтики помещают в тканевые мешки. Их встряхивают несколько раз в течение дня, чтобы стимулировать выделение пыльцы. Для опыления в мешочки еженедельно вносят мух-журчалок (Musca domestica).
Выведение культурных сортов
Селекция сельдерея проводилась исключительно на диплоидном уровне. Полиплоидия и анеуплоидия не использовались в селекции и генетике сельдерея. В отличие от моркови, почти все сорта сельдерея являются открыто опыляемыми. В настоящее время коммерческих гибридов сельдерея мало, и они не вытеснили существующие открытоопыляемые сорта.
В основном, существует два типа сортов сельдерея: самоопыляющийся, или желтый, и зеленый, или паскальский. В Северной Америке в коммерческих целях выращиваются почти исключительно зеленые сорта сельдерея, в то время как в Европе и во многих других частях мира преобладают самоопыляющиеся сорта. Согласно Vilmorin (1950), французские сорта ‘Paris Golden Self-Blanching’ и ‘Pascal Celery’, линия зеленого сельдерея, отобранная из первого, были представлены в Северной Америке в 1887 году под названием ‘White Plume’ для самоцветущего типа и ‘Giant Pascal’ для зеленого типа. Эти два интродуцента стали основными родоначальниками многих современных сортов, с незначительным генетическим вкладом от образцов другого происхождения (Quiros, 1993).
Три культивируемых вида A. graveolens (сельдерей, сельдерей и мелкоплодник) занимают независимые ветви. Однако они имеют 68% общих молекулярных маркеров, что предполагает значительную гомологию между ними. Исследованные 21 сорт сельдерея объединены в три кластера: А, В и С. Группа А — самая большая, в нее входят десять сортов. В этот кластер попадает устойчивая к фузариозу линия UC1, выведенная путем многократного беккросса с сортом ‘Tall Utah 52-70R’. Группа B с тремя сортами ‘Tendercrisp’, ‘Bishop’ и ‘Matador’ находится между группами A и C, которые менее родственны друг другу. Группа C состоит из четырех сортов: ‘Summit’, ‘Tall Utah 52-75’, ‘Conquistador’ и ‘Starlet’. Четыре сорта: ‘Golden Self-Blanching’, ‘Ventura’, ‘Tall Golden Self-Blanching’ и ‘Florimart’ не удалось отнести ни к одной группе, причем ‘Florimart’ и ‘Tall Golden Self-Blanching’ являются двумя наиболее удаленными сортами на филогенетическом дереве.
В отличие от сельдерея, существует, по сути, только один отличительный сорт сельдерея, хотя в Европе существует множество сортов сельдерея. Такие сорта, как ‘Alabaster’, ‘Alba’, ‘Ceva’, ‘Excelsior’, ‘Marble Ball’, ‘Mars’, ‘Monarch’, ‘Proger Riesen’, ‘Tropa’, ‘Venlo Giant’ и ‘Zwijudnechtse Zwindra’ представляют лишь некоторые из них.
Методы отбора и влияние окружающей среды
Методы отбора и влияние окружающей среды для сельдерея аналогичны методам отбора и влиянию окружающей среды для моркови. Для получения качественного товарного продукта необходимо избегать таких условий окружающей среды, как воздействие низких температур на стадии рассады, которые могут вызвать раннее полегание. Сельдерей также подвержен инбридинговой депрессии, поэтому самоопыление следует избегать или свести к минимуму.
Селекция на определенные характеристики
Цели разведения сельдерея зависят от зоны производства, вида рынка, зелени или самобранки (белой) и предполагаемого использования. Практически все выращиваемые сорта сельдерея являются открытоопыляемыми сортами. Однако в последние годы в производство поступило несколько гибридных сортов F1. Некоторые из них выращиваются в Австралии, особенно для переработки, из-за их жизнеспособности и большой биомассы. В целом, основными целями селекции, независимо от типа, являются однородность, качество, медленное полегание и устойчивость к болезням.
Важные признаки полевого отбора для генетического улучшения продуктивности сельдерея. Этим признакам уделяется разное внимание в разных регионах производства и на разных рынках:
- цветение: низкая склонность к цветушности и медленное развитие цветения;
- надземная часть:
- высокая, вертикальный рост листьев;
- хорошо сросшееся и сформированная черешки;
- широкое основание стебля;
- однородные, гладкие и толстые черешки;
- низкая ребристость и/или жилистость черешков;
- отсутствие растрескивания черешка и его нежнность;
- однородный цвет для данного типа растений;
- корни:
- глубоко проникающая обширная корневая система;
- самостоятельное побеление или зеленый цвет;
- устойчивость к болезням:
- фузариозная желтизна;
- Phytophthora infestans;
- Alternaria solani;
- западный вирус желтизны;
- устойчивость к вредителям:
- листовые минеры;
- моли;
- клещи.
В целом, селекционеры пытаются вывести сорта, которые создают однородную популяцию по многим важным признакам. Хотя наследование признаков, приводящих к приемлемой однородности, не определено, скорее всего, они являются полигенными. Селекционеры обычно отбирают растения из сегрегационных потомств по размеру стебля и черешка и закрепляют эти признаки последующими циклами самоопыления и отбора на однородность потомства.
Качество включает в себя множество признаков, а именно: однородные растения, симметричные и цилиндрические по форме с толстыми мясистыми черешками соответствующего размера. Дополнительными признаками являются отсутствие мякоти, минимальная жилистость, ребристость, склонность к растрескиванию черешков и высокий уровень желательных вкусовых компонентов. Характер наследования большинства признаков качества практически неизвестен.
Кроме того, окружающая среда, по-видимому, играет важную роль в проявлении качества. Например, Кертис (1938) сообщил, что высокая влажность почвы увеличивает жилистость сельдерея из-за образования более прочных нитей колленхимы. Однако степень жилистости варьирует у разных сортов, что указывает на наличие генетического компонента. Очень мало известно о генетической детерминации и влиянии окружающей среды на другие признаки, такие как хрусткость, вкус, форма и ребристость. Хотя растрескивание стеблей было связано с дефицитом бора, существуют различия между сортами по восприимчивости к этому заболеванию.
Признаны два типа изреженности. Один, как правило, возникает, когда растения приближаются к зрелости, и симптомы появляются сначала на внешних черешках. Этот тип, для которого наблюдаются различия между сортами, также связан с высокими температурами и недостаточной влажностью почвы. Другой тип изнеженности поражает все растение и часто проявляется в виде полых черешков. Лучше всего оценить пустотность, осмотрев поперечные срезы черешков непосредственно под узлом прикрепления листовой пластинки.
Преждевременная завязь, вызванная периодом воздействия на растения низкой температуры, приводит к быстрому разрушению черешков, которые начинают стареть и становятся нетоварными, что часто приводит к значительным потерям урожая сельдерея. Реакция на вернализацию у сельдерея сильно варьирует. Хонма (1959b) сообщил, что продолжительность времени и уровень воздействия низкой температуры на растение являются основными факторами, определяющими индукцию стебля семян у сельдерея. Эффективный диапазон температур обычно составляет от 0 до 10°C, хотя для некоторых сортов температура до 14 или 15°C провоцирует завязывание. Однако длина фотопериода во время и после вернализации также влияет на реакцию на завязывание (Pressman and Negbi, 1980). Несмотря на трудности, связанные с селекцией на устойчивость к бутонизации, путем селекции и отбора были выведены линии с медленной бутонизацией, которые выдерживают воздействие низкой температуры в течение 6 недель (Bouwkamp and Honma, 1970).
Фузариозная желтизна — важное заболевание, поражающее сельдерей во многих регионах производства, и ограничивающий фактор для производства сельдерея в Калифорнии. Это почвенное заболевание вызывается патогеном Fusarium oxysporum f.s. apii, раса 2. Хотя фумигация бромистым метилом может быть эффективной для дезинфекции почвы, она не является экономически или экологически обоснованной практикой. Поэтому лучшей альтернативой для садоводов в настоящее время являются устойчивые сорта. Большинство сортов сельдерея устойчивы к этому сосудистому заболеванию, поэтому они были использованы для успешного создания устойчивых селекционных линий (Orton et al., 1984b) и сортов. Скрещивание сельдерея с сельдереем не создает проблем со стерильностью, поскольку это внутривидовое скрещивание. Однако для восстановления типа сельдерея требуется три-четыре беккросса.
Поздней болезни, вызываемой Septoria apiicola, благоприятствует прохладная и влажная погода. Хотя существуют различия между сортами в реакции на болезнь, наблюдаемый уровень устойчивости недостаточен для селекции. Предыдущие попытки вывести устойчивость у петрушки и у дикого вида Apium nodiflorum не увенчались успехом. Ochoa и Quiros (1989) выделили два диких вида, A. panul и A. chilense, характеризующихся высоким уровнем устойчивости к этому заболеванию. Было обнаружено, что устойчивость частично доминирует в гибриде F1 и сегрегирована в полученных беккроссированных потомствах. Хотя высокий уровень устойчивости, наблюдаемый у дикого вида, не был восстановлен, устойчивость полученных линий значительно выше, чем у A. graveolens. Однако неизвестно, достаточен ли этот уровень для снижения количества применений фунгицидов, обычно используемых для борьбы. Возможно, что в устойчивость вовлечены дополнительные гены с количественными эффектами.
Развитию ранней пятнистости, вызываемой Cercospora apii, благоприятствуют теплые и влажные условия. Таунсенд и др. (1946) вывели устойчивые линии F2 и F3 из устойчивых турецких сортов сельдерея. Они обнаружили, что зеленые растения сельдерея в целом более устойчивы, чем самоопыляющиеся. Похоже, что устойчивость частично доминирует и определяется более чем одним геном.
Об устойчивости хозяина к передаваемому тлей западному вирусу мозаичной болезни сельдерея известно мало, хотя различия между сортами существуют. Установление периодов без сельдерея, направленных на нарушение жизненного цикла переносчиков, эффективно контролирует эту болезнь в Калифорнии и в некоторых других регионах производства сельдерея.
Биотехнологические применения
В сельдерее также развивается ряд областей исследований с большим потенциалом, которые включают биохимические и молекулярные маркеры, культуру тканей и трансгены. В дополнение к нескольким фенотипическим маркерам, описанным ранее в этой главе, у сельдерея имеются четыре класса биохимических/молекулярных маркеров. Это изозимы, коронные белки, RFLPs и RAPDs (Yang and Quiros, 1994).
Большинство этих маркеров были использованы для создания карты сцепления в потомстве F2, полученном в результате скрещивания сельдерея с сельдереем. Настоящая карта, разработанная Yang и Quiros (1994), содержит 135 локусов (33 RFLPs, 128 RAPDs, пять изозимов, ген устойчивости к фузариозу Fu1 и ген однолетнего габитуса Hb на 11 основных группах сцепления (A1-A11) плюс девять малых групп сцепления (A12-A20). Общее покрытие данной карты составляет 803 сМ, а среднее расстояние между двумя маркерами — 6,4 сМ. Два важных признака, устойчивость к фузариозу Fu1 и однолетний габитус Hb, расположены в группах A2 и A7, соответственно. Ближайшим маркером к Fu1 является RAPD-маркер 07-900/800 с расстоянием 12,6 сМ, которое слишком велико, чтобы использовать его в качестве метки для устойчивости к фузариозу. Существование нескольких несвязанных маркеров и более 11 групп сцепления указывает на то, что текущая карта все еще малонаселенная, учитывая большой размер генома сельдерея.
Изозимы, белки хранения короны и RAPD-маркеры были полезны для идентификации сортов, а также для отслеживания их родословной и происхождения. Эти маркеры также оказались полезными для определения ауткроссинга (Arus and Orton, 1984) и для идентификации гибридов после внутри- и межвидовых скрещиваний.
Сельдерей также поддается культивированию в тканях и клетках. Он обладает высокой эмбрио-генной способностью и может быть регенерирован из протопластов, клеток в суспензии и тканевых эксплантов. Обширный обзор этой области, включая оптимальные среды для культуры in vitro, был опубликован Брауэрсом и Ортоном (1986). Эти методы могут применяться для микроразмножения и массового вегетативного размножения родительских линий для производства семян гибридов F1. Другой пример — использование сомаклональной изменчивости для селекции растений, устойчивых к фузариозу (Heath-Pagliuso et al., 1988). Попытки получить гаплоиды с помощью культуры пыльников не увенчались успехом у сельдерея, а также у моркови. В культуре пыльников были получены начальные стадии деления микроспор, в результате чего образовались 8- и 16-клеточные эмбриоидоподобные структуры. Однако эти структуры не смогли развиться в растения.
Сельдерей был успешно трансформирован с помощью Agrobacterium tumefaciens, что привело к получению стабильных трансгенных растений (Catlin et al., 1988). Трансген, придающий устойчивость к канамицину в качестве селективного маркера, вел себя как моногенный доминантный признак, сегрегация 3:1 в самоопыленных потомках трансгенных растений; трансгенные растения сельдерея не проходили полевых испытаний.
Эти достижения в области биотехнологии ставят сельдерей на тот же уровень развития, что и некоторые другие садовые культуры. Непосредственное улучшение сельдерея, скорее всего, будет продолжаться в направлении устойчивости к болезням, в основном к Fusarium, Septoria, вирусам и устойчивости к насекомым, особенно к листоедам. Наличие хорошо разработанной карты связей сделает возможным использование отбора на основе маркеров для устойчивости к болезням. Аналогичным образом, методы трансформации открывают возможность создания растений, устойчивых к вирусам. Другим направлением исследовательской деятельности будет использование диких видов в качестве источников полезных признаков и их интрогрессия в сельдерей с помощью селекции на основе маркеров. Разработка мужских стерильных линий для производства гибридных семян F1, приводящая к синтезу доминантных аллелей для множества устойчивых к болезням сортов, несомненно, будет оставаться активным направлением исследований.
Литература
Carrots and related vegetable Umbelliferae / V.E. Rubatzky, C.F. Quires, and P.W. Simon. USA. 1999.
World vegetables: principles, production, and nutritive values / Vincent E. Rubatzky and Mas Yamaguchi. — 2nd ed. 1997.
Выращивание сельдерейных культур
Биологические требования
| Культура | Температура, °C, диапазон/оптимум | Почвы | Влага | рН | Свет | Питательный режим |
| Дудник (Angelica) | 5-20/15 | Суглинок, тяжелый суглинок | Достаточно увлажненная | 6,0 | Светолюбив, допускает полутень | Умеренный или хорошо обеспеченный |
| Анис (Anise) | 8-25/20 | Суглинок, супесь | Хорошо дренированная | 6,5 | Светолюбив | Умеренный |
| Арракача (Arracacha) | 10-25/18 | Суглинок, супесь | Хорошо дренированная | 5,5 | Светолюбив | Хорошо обеспеченный |
| Тмин (Caraway) | 6-25/18 | Суглинок, супесь | Хорошо дренированная | 6,4 | Светолюбив | Умеренный |
| Морковь (Carrot) | 5-35/18 | Суглинок, супесь | Достаточно увлажненная, хорошо дренированная | 6,0 | Светолюбив | Умеренный или хорошо обеспеченный |
| Сельдерей (Celery, Celeriac, Smallage) | 10-30/18 | Суглинок, супесь | Достаточно увлажненная, хорошо дренированная | 6,0 | Светолюбив | Хорошо обеспеченный |
| Кервель (Chervil) | 7-21/15 | Суглинок | Достаточно увлажненная, хорошо дренированная | 6,5 | Полутень | Умеренный |
| Кориандр (Coriander) | 7-27/20 | Суглинок, супесь | Хорошо дренированная | 6,6 | Светолюбив | Умеренный или хорошо обеспеченный |
| Кумин (Cumin) | 9-26/17 | Супесь | Хорошо дренированная | 6,0 | Светолюбив | Умеренный |
| Укроп (Dill) | 6-26/20 | Суглинок | Достаточно увлажненная, хорошо дренированная | 6,0 | Светолюбив | Умеренный или хорошо обеспеченный |
| Фенхель (Fennel) | 4-27/20 | Суглинок, но не требователен | Достаточно увлажненная, хорошо дренированная | 6,5 | Светолюбив, допускает полутень | Умеренный или хорошо обеспеченный |
| Любисток (Lovage) | 6-18/15 | Суглинок | Достаточно увлажненная, хорошо дренированная | 6,5 | Светолюбив, допускает полутень | Умеренный или хорошо обеспеченный |
| Петрушка (Parsley) | 5-26/20 | Суглинок | Достаточно увлажненная, хорошо дренированная | 6,0 | Светолюбив | Умеренный или хорошо обеспеченный |
| Пастернак (Parsnip) | 10-35/18 | Суглинок, супесь | Достаточно увлажненная, хорошо дренированная | 6,0 | Светолюбив | Умеренный или хорошо обеспеченный |
| Роголистник японский (Cryptotaenia japonica, Japanese hornwort) | 10-20/15 | Суглинок | Достаточно увлажненная | 6,5 | Полутень | Хорошо обеспеченный |
Климат
Климат оказывает наибольшее общее влияние на производство сельскохозяйственных культур, и температура является его наиболее важным компонентом. Большинство сельдерейных овощных культур относятся к категории культур прохладного сезона и поэтому обычно выращиваются в умеренном климате. Если они выращиваются в регионах с низкими широтами, то, как правило, их выращивают на возвышенностях, чтобы получить преимущество умеренных и прохладных температур. Оптимальные средние температуры выращивания для большинства сельдерейных довольно схожи и обычно находятся в диапазоне от 15 до 21°C. Средняя температура менее 10°C или более 25°C, как правило, ограничивает рост и ухудшает пищевые качества, особенно у тех сельдерейных культур, которые выращиваются специально для получения листьев. Качественные характеристики большинства съедобных корнеплодов для хранения также выигрывают от немного более прохладных условий (10-15°C). Суточные колебания температуры, обеспечивающие умеренные дневные и относительно низкие ночные температуры, улучшают накопление углеводов в корнеплодах для хранения. При температурах, значительно превышающих 25°C, повышенная скорость дыхания растений ограничивает урожайность корнеплодов.
К культурам с более высокой адаптацией к более теплым температурам в диапазоне 21-25°C относятся фенхель и кориандр. Умеренные температуры (15-21°C) наиболее благоприятны для моркови, сельдерея, петрушки, пастернака и кервеля. Нижняя часть этого температурного диапазона предпочтительна для роста любистока, японского роголистника (Cryptotaenia japonica) и Oenanthe crocata. Пастернак, петрушка и морковь достаточно устойчивы к низким температурам и обладают некоторой морозоустойчивостью. Петрушка — выносливая культура, которая хорошо зимует и может переносить короткие периоды довольно низких или высоких температур. Период низких температур и даже легкие заморозки перед уборкой урожая фактически улучшают пищевые качества корнеплодов пастернака, поскольку крахмал в корнеплодах превращается в сахар. Большинство других умбеллиферных культур, в частности сельдерей и арракача, чувствительны к заморозкам. Длительные периоды ниже 10°C могут вызвать вернализацию и преждевременное полегание растений сельдерея, сельдерея, моркови, пастернака и петрушки. С другой стороны, однолетние пупавки могут преждевременно завязываться при воздействии периодов высокой температуры.
Поскольку морковь обладает широкой температурной устойчивостью, в некоторых районах ее можно выращивать круглый год. Среднедневные температуры от 15 до 21°C считаются благоприятными для роста корнеплодов и верхушки моркови, при этих температурах цвет и форма корнеплодов также оптимальны.
Продолжительные средние температуры выше 25°C или ниже 15°C ограничивают развитие цвета моркови. Корнеплоды, выращенные при прохладных ночах (7°C), чередующихся с умеренными днями (15°C), развивают больше каротина, чем корнеплоды, содержащиеся при постоянной температуре 7°C. Simon и Wolff (1987) сообщили о значительных различиях в содержании каротина между сортами моркови в их чувствительности к температурам выращивания и местоположению. При температуре выше 25°C рост верхушки усиливается преимущественно перед ростом корнеплода. Температура выше 30°C ограничивает рост верхушки, а при длительном воздействии приводит к нежелательным изменениям цвета, вкуса и текстуры корнеплода. Однако «тропические» сорта моркови хорошо переносят средние температуры от 25 до 30°C и могут быть продуктивными, но при этом более чувствительны к низким температурам и подвержены раннему полеганию.
Температура также влияет на длину и диаметр корнеплода моркови. При средней температуре 12-13°C корнеплоды растут относительно длинными и тонкими, тогда как при постоянной температуре 24°C корнеплоды короче и толще. Чередование низких ночных (7°C) и умеренных дневных (18°C) температур также приводит к образованию длинных и тонких корнеплодов по сравнению с теми, которые выращиваются при постоянной температуре 18°C или выше. Листва и корнеплоды моркови обычно переносят периоды низких температур или легкие заморозки практически без видимых повреждений.
Сельдерей и сельдерей часто выращивают как осеннюю или весеннюю культуру там, где летние температуры высокие, и как зимнюю культуру в регионах с теплыми или умеренными температурами. При прямом посеве урожай собирают примерно через 5-6 месяцев роста. При выращивании из рассады урожай собирают через 3-4 месяца. Умеренно теплые и длинные солнечные дни идеально подходят для высокого качества и урожайности. Температура выше 25°C отрицательно влияет на качество, а температура ниже 10°C подавляет рост и может стимулировать полегание.
Зонтичные культуры отличаются по своей чувствительности к интенсивности, качеству и продолжительности освещения. Некоторые из них более продуктивны при полном освещении, в то время как другие лучше растут при частичном затенении. Световая среда также может влиять на качество урожая, особенно в отношении состава эфирного масла и содержания вкусовых и ароматических соединений, вырабатываемых в тканях листьев, корней и семян. Семена сельдерея, сельдерея, кервеля, петрушки, пастернака и моркови обычно прорастают с большей скоростью и быстрее на свету, чем в темноте, особенно при более высоких температурах. Однако ежедневное чередование температур во время прорастания сельдерея может заменить потребность в свете (Pressman et al., 1977). Обработка гиббереллином и цитокинином также эффективно заменяет потребность в свете при прорастании сельдерея (Thomas et al., 1975). Tanne и Cantliffe (1989) улучшили процент прорастания и скорость роста сельдерея cv. ‘Earlybelle’ через 20 дней после обработки при 15 или 25°C, когда семена предварительно обрабатывались полиэтиленгликолем (ПЭГ) в течение 14 дней при -12,5 бар. Всхожесть также повышалась при добавлении регуляторов роста, особенно цитокинина, в грунтовочный раствор. Они также сообщили, что наблюдались различия в реакции сортов.
Преобладающий климат находится вне контроля производителей. Тем не менее, производители изобретательны в достижении определенной степени изменения климата с помощью ориентации полей, орошения, мульчирования, затенения и ветрозащиты.
Почвы
Расположение поля и почвенные условия играют важную роль в успешном производстве овощей, и производители овощей стремятся использовать наиболее продуктивные почвы, чтобы получить высокое качество и урожай. Предпочтительны ровные поля с хорошим дренажем, поскольку они требуют меньше ухода и меньше подвержены эрозии. Наклонные поля могут быть удовлетворительно обработаны, хотя может потребоваться обработка контуров или террас. В некоторых ситуациях может потребоваться выравнивание поверхности поля для полива по бороздам или по пахоте. Другой пример — выравнивание торфяных почв для периодического затопления полей с целью уничтожения болезней и вредителей и замедления потери торфа в результате окисления.
Большинство овощных зонтичных могут удовлетворительно расти в широком диапазоне почв. В идеале почвы должны быть глубокими, рыхлыми, плодородными и с относительно высоким содержанием органического вещества. Желательными характеристиками являются однородные почвы, в хорошем физическом состоянии, со структурой почвенных частиц, обеспечивающей хорошую питательную и водоудерживающую способность, и без уплотненных слоев. Хорошие дренажные характеристики и отсутствие засоленности — другие очевидные признаки.
Песчаные и легкие супесчаные почвы желательны там, где важны ранние посевы. Такие почвы обычно лучше дренируются и аэрируются, быстро прогреваются и могут быть обработаны относительно скоро после дождя или полива с меньшим уплотнением и повреждением структуры почвы. Однако почвы с легкой текстурой обычно плохо удерживают влагу, часто имеют низкое содержание питательных веществ для растений и легче выщелачиваются. Соответственно, для получения высоких урожаев они требуют дополнительных удобрений и влаги. Почвы с легкой текстурой предпочтительны для свежей товарной моркови, чтобы облегчить сбор урожая и получить гладкую поверхность корнеплодов.
Суглинистые и иловато-суглинистые почвы, хотя и менее благоприятны для раннего выращивания овощной капусты, обычно более плодородны и имеют больший потенциал для получения высоких урожаев. Эти почвы обычно обладают хорошими влагоудерживающими свойствами, меньше подвержены выщелачиванию и, следовательно, лучше удерживают питательные вещества для растений.
Мелкозернистые глинистые почвы обычно менее приспособлены для интенсивного выращивания овощных культур из-за возможных ограничений аэрации и дренажа, которые могут ограничивать поступление питательных веществ и развитие корней. Их склонность удерживать влагу может затруднить обработку почвы и подготовку семенного ложа. Глинистые почвы медленнее прогреваются и меньше подходят для выращивания в ранний сезон. Хотя мелкозернистые почвы могут требовать более тщательной обработки, их типично высокое содержание питательных веществ может быть преимуществом, оправдывающим их использование.
Хорошо дренированные органические почвы высоко ценятся для выращивания моркови, пастернака и сельдерея. Такие почвы обеспечивают отличную подготовку семенного ложа на ранних стадиях, а также быстрое укоренение сельдерея или других пересаженных культур. Высокое содержание органического вещества обеспечивает хорошую влагоудерживающую способность, а благодаря минерализации они могут выделять достаточное количество азота для роста культур. Однако торфяные почвы подвержены потерям от окисления и ветровой эрозии, особенно когда поля находятся под паром или до установления навеса для культур. Сильные ветры иногда разрушают недавно посаженные и даже укоренившиеся саженцы. На навозных почвах иногда высаживают сопутствующие культуры, такие как овес или ячмень, в качестве барьеров для содействия укоренению медленно растущих растений. Когда овощная культура укоренится, сопутствующие культуры уничтожаются гербицидами или удаляются с помощью культивации.
Производители сельдерея предпочитают органические почвы, поскольку их легко перемещать по черешкам сельдерея, чтобы вызвать осветление — трудоемкую практику, которая в основном исчезла, но все еще остается важной для некоторых рынков. Осветление включает в себя покрытие черешков сельдерея, но не лопастей листьев, почвой или другими материалами, которые не пропускают свет.
На недавно рекультивированных торфяных почвах некоторые производители избегают первоначального выращивания сельдерея и других овощей. Вместо этого один или несколько посевов зерновых предшествуют посадкам овощей, чтобы помочь в начальном разложении свежих органических веществ, улучшить насыпную плотность и, возможно, повысить содержание минеральных питательных веществ (Guzman et al., 1973).
Засоленность почвы препятствует прорастанию семян и мешает росту культур, ограничивая поступление влаги и питательных веществ. Однако при правильном управлении некоторые засоленные почвы способны давать высокие урожаи. Большинство овощных культур умеренно устойчивы к засоленным почвам.
Физические характеристики почвы существенно влияют на выбор культур. Для моркови, пастернака и других корнеплодов важно, чтобы почва была рыхлой и глубокой, чтобы не препятствовать увеличению длины, роста и формы корнеплодов, что является преимуществом органических почв. На минеральных почвах глубокая обработка может разрыхлить почву и нарушить уплотнение, которое может ограничить рост.
Реакция почвы (pH)
Важность pH почвы заключается в ее влиянии на доступность питательных веществ. Для большинства сельдерейных культур предпочтительный pH для многих минеральных почв составляет около 6,5, а для органических почв — около 5,8. Морковь переносит относительно широкий диапазон pH почвы, так что удовлетворительный рост может происходить на почвах с уровнем pH от 5,0 до 8,0. Однако на органических почвах предпочтительнее уровень pH от 5,5 до 6,5, а на минеральных почвах — от 6,0 до 6,8. Тем не менее, в некоторых районах Великобритании, США, Канады и других стран морковь успешно выращивают на почвах с уровнем pH намного выше нейтрального.
Влажность почвы
Наличие необходимой влаги в течение всего вегетационного периода является одним из важнейших производственных требований. Правильное поддержание влажности почвы очень важно. Требования к влажности почвы у овощных зонтичных культур значительно различаются. Сельдерей с относительно неглубокой корневой системой требует частого и обильного снабжения почвы водой. Другие растения имеют менее высокие требования к влажности, но ни одно из них нельзя считать засухоустойчивым. Такие культуры, как водяника, выращиваются в полуводных условиях.
Низкий уровень влажности в начале сезона задерживает рост и снижает урожайность. Дефицит влаги на более поздних стадиях роста может снизить качество. Листовые овощи чувствительны к недостатку влаги на всех стадиях роста. Те, что выращиваются как семенные культуры, наиболее чувствительны во время завязывания и созревания плодов, а корнеплоды наиболее чувствительны во время быстрого увеличения корнеплодов при хранении. Корнеплоды для хранения, такие как морковь, пастернак и арракача, нетерпимы к заболачиванию.
Чрезмерная влажность почвы насыщает поровое пространство почвы и тем самым ограничивает доступ кислорода. Такое состояние ограничивает поглощение питательных веществ и воды, усиливает процесс нитрификации в почве и является благоприятным для нападения почвенных патогенов. Периоды избыточной влажности почвы во время роста уменьшают цвет, длину и форму корнеплодов моркови, а также увеличивают количество и размер тонких волокнистых корней (Bradley et al., 1967). Частота расщепления корнеплодов моркови увеличивается при быстром изменении содержания влаги в почве, вызванном дождем или поливом, особенно в период сбора урожая. Расщепление часто преобладает, когда влага внезапно становится доступной после периода недостаточного снабжения. Равномерное и достаточное обеспечение влагой во время роста важно для достижения желаемой конформации корнеплодов и гладкости их поверхности.
Влажность почвы должна быть близка к влагоемкости поля в течение всего периода роста. Желательный уровень влагоудерживающей способности многих почв составляет около 125 мм м-1 глубины почвы с уровнем грунтовых вод не менее 75-90 см ниже поверхности, чтобы не препятствовать аэрации почвы. Там, где дренаж недостаточен, его можно улучшить с помощью канав или подповерхностных дрен. Подповерхностные системы предпочтительнее, поскольку они меньше мешают культурным операциям, чем открытые дренажные канавы.
Для мелкосемянных культур, таких как морковь, сельдерей и, по сути, большинство зонтичных, очень важна правильная предпосевная влажность для равномерного прорастания семян и появления всходов, а также для быстрого укоренения рассады после пересадки.
Севооборот
Как правило, сельдерейные культуры не должны следовать за другими культурами этого же семейства, а корнеплоды не должны следовать за корнеплодами. Существуют исключения, когда морковь и другие культуры неоднократно выращивались на одной и той же почве в течение многих лет подряд. Однако такие ситуации зависят от практики фумигации почвы, которая является дорогостоящей и не всегда желательной.
Обработка почвы
Обработка почвы выполняет несколько функций, включая заделку растительных остатков, борьбу с сорняками, уменьшение уплотнения почвы, улучшение аэрации и влажности почвы. В зависимости от условий поля, подготовка почвы может включать такие методы обработки, как: глубокое долбление для уменьшения плужных валов или непроницаемых слоев, отвальная или дисковая вспашка, дискование, выравнивание поверхности и нивелирование. Отвальная вспашка может быть полезна в районах, где случаются заморозки, так как она уменьшает размер комков и улучшает агрегацию почвы. Может потребоваться глубокая вспашка на глубину 40-50 см, особенно для корневых мотыльковых растений, чтобы устранить подповерхностное уплотнение. После внесения отходов предшествующей культуры должно пройти достаточно времени для тщательного разложения органического вещества. Наличие растительных отходов перед посадкой, особенно при выращивании корнеплодов, может помешать росту, форме и гладкости корней.
Для дальнейшего уменьшения размера комков при подготовке приемлемого поверхностного слоя и для укрепления поверхности посевного ложа используются дискование, ротационная обработка почвы или боронование с последующим применением поплавков, катков или волокуш. Однако чрезмерная обработка почвы для удаления всех комков не нужна, поскольку это увеличивает производственные затраты, негативно влияет на структуру почвы и может увеличить склонность к образованию почвенной корки. Применение почвенных кондиционеров для стабилизации поверхности посевного ложа обычно улучшает всходы в ситуациях, когда после посева идет сильный дождь или происходит образование почвенной корки. Фосфорная кислота (H3PO4) является одним из нескольких материалов, которые могут быть использованы в качестве кондиционера почвы.
Хорошо подготовленные грядки, как приподнятые, так и плоские, улучшают равномерность глубины посева, последующее появление и развитие всходов. Приподнятые грядки улучшают дренаж и аэрацию почвы, облегчают полив по бороздам, культивацию и другие культурные операции. Приподнятые грядки в более холодном климате могут также способствовать незначительному повышению температуры почвы, что в некоторых ситуациях может сократить вегетационный период на несколько дней до 1-2 недель. Равномерно ровная поверхность поля и/или равномерно сформированные приподнятые грядки имеют решающее значение для машинного посева, чтобы обеспечить эффективное размещение семян, хороший контакт семян с почвой и равномерное появление всходов.
Методы подготовки почвы, отличные от традиционной обработки, включают в себя no-till или минимальную обработку. Эти методы позволяют сократить некоторые усилия и затраты на подготовку почвы и, как правило, наносят меньший ущерб структуре почвы. Однако применение минимальной обработки почвы зависит от хорошего контроля сорняков, особенно потому, что всходы умбеллиферы — плохие конкуренты. Полосовая обработка почвы — это вариант сокращенной обработки почвы, при которой обрабатывается только узкая полоса почвы, на которой размещаются семена или растения. Также иногда используется живая мульча, когда растительные остатки мелко измельчаются, но остаются на поверхности, чтобы заглушить появляющиеся сорняки и сохранить влагу. Мульча перемещается в сторону от участка, на котором размещаются семена или пересаживаются растения. Преимущества no-till или минимальной обработки почвы часто не компенсируются неудобствами, связанными с этой практикой, и поэтому они не получили широкого распространения для большинства овощных культур. В интенсивном овощеводстве промежуточные посевы практикуются нечасто, но если они применяются, то выбранные культуры должны быть совместимыми.
Фумигация почвы
Фумигация почвы широко практикуется при выращивании моркови и в меньшей степени других корнеплодов, в основном для борьбы с нематодами, хотя при этом достигается определенный эффект от борьбы с болезнями и другими вредителями. Тем не менее, разумно проверить наличие нематод до посадки и таким образом определить целесообразность обработки почвы. Если фумигационная обработка невозможна, следует избегать почв с высокой численностью нематод или с серьезными историями болезней и вредителей. Обычно используются следующие химические фумиганты: бромистый метил, хлорпикрин, Telone®, Vapam® и Nemacur®. При правильном применении эти продукты эффективны, хотя они дороги и экологически нежелательны. Регистрационный статус некоторых из них изменился, а допустимое использование других, вероятно, будет еще более ограничено. Поскольку бромистый метил связан с разрушением атмосферного озона, его использование в США должно было быть прекращено в 2001 году, но разрешенное применение было продлено до 2005 года. Другие страны также, вероятно, прекратят или ограничат использование бромистого метила. В настоящее время проводится оценка альтернативных материалов, таких как йодистый метил, и ряда других химических и биологических материалов и процедур борьбы.
Одной из альтернатив химической фумигации является соляризация. Этот пассивный гипертермический процесс дезинфекции почвы использует солнечное излучение, задерживаемое под мульчей из прозрачной пластиковой пленки, для нагрева почвы до температуры, смертельной для переносимых почвой патогенов, вредителей и сорняков. Для того чтобы соляризация была эффективной, для достижения достаточно высоких температур почвы необходимо мульчирование в течение 6 или более недель в периоды высокой солнечной радиации. Пленка наносится в течение лета, чтобы после ее снятия наступила зима. Эта процедура успешно применяется там, где имеются необходимые условия. В настоящее время эта практика применяется в ограниченных масштабах, но ожидается, что она будет расширяться.
Экстракты ноготков (Tagetes spp.), другие растительные продукты, кизельгур и хитин, хотя и не нашли широкого применения, показали определенную эффективность в борьбе с нематодой. Чередование культур с неродственными культурами и залужение земли будет способствовать некоторому подавлению, а иногда и уничтожению нематод, болезней и других вредителей.
Размножение
Практика размножения различных овощных сельдерейных культур различна. Большинство из них размножается семенами, и многие виды регулярно высеваются непосредственно в поле, в то время как другие обычно пересаживаются как рассада. Прямой посев таких корнеплодов, как морковь и пастернак, является обязательным, поскольку пересадка рассады вызывает повреждение корневой системы, что приводит к появлению разветвленных и неправильной формы корней для хранения. Для получения ранней продукции и по другим соображениям садоводы пересаживают сельдерей, несмотря на то, что при пересадке увеличивается количество боковых корней и разветвляется орган хранения. Однако боковые корни сельдерея обрезаются после сбора урожая, что нецелесообразно для моркови или пастернака.
Поскольку прорастание в полевых условиях обычно медленное и непостоянное, такие культуры, как сельдерей, фенхель, миррис и анис, обычно пересаживают. Их характерные черты — период покоя семян, низкая жизнеспособность и очень медленный рост рассады — являются еще одной причиной, по которой пересадку предпочитают полевому посеву. Листовую петрушку пересаживают редко, поскольку всходы после пересадки приживаются плохо, а обычно высокая численность растений, используемая в коммерческом производстве петрушки, также делает пересадку менее целесообразной. Высокая численность растений и относительно короткий период выращивания кинзы и кервеля также исключают пересадку. Арракача, из-за качества и сложности производства семян, обычно размножается отводками. Другие культуры, такие как дягиль, любка и водяника, хотя и дают жизнеспособные семена, также обычно размножаются вегетативно.
Подготовка семян
Современные технологии подготовки семян и посадки значительно улучшили укоренение в поле моркови и других мелкосемянных сельдерейных культур, высеваемых прямым посевом. Хотя их легко высевать простыми сеялками, обычно мелкие и неправильной формы семена видов семейства Сельдерейные не очень хорошо подходят для использования с некоторыми сеялками точного высева. Чтобы лучше адаптировать семена для точного посева, такие материалы, как кизельгур или мелкая глина, используются для создания равномерной оболочки вокруг отдельных семян. Полученные гранулы, имеющие одинаковый размер, форму и вес, значительно повышают эффективность точного высева.
Грунтование семян
Такие приемы, как протравливание семян и грунтование влажных семян, используются для повышения эффективности работы семенного поля. Однако очевидными недостатками являются необходимость высевать влажные или мокрые семена без значительной задержки и избегать повреждения семян при обработке и посадке. Процедуры обработки и механической посадки предварительно пророщенных или загрунтованных семян подверглись значительному исследованию.
Неравномерная всхожесть семян является характерной чертой большинства сельдерейных растений из-за переменной зрелости семян, которая сопровождается длительным развитием цветочного развития. Грунтование семян — это процедура, применяемая для преодоления этой проблемы. При посеве обработанные грунтом семена прорастают быстро и равномерно. Другими преимуществами грунтования являются улучшенные характеристики в стрессовых полевых условиях, таких как холод или засоленные почвы. Кроме того, грунтовка уменьшает вызванную высокой температурой замирание, как это происходит с сельдереем.
Недостатком грунтования является то, что семена подвергаются ускоренному старению. Кроме того, процесс занимает много времени, является дорогостоящим и может быть технически сложным. Соответственно, эта процедура обычно выполняется для садовода, а не садоводом. Протокол обработки грунтом варьируется для разных видов и даже сортов в отношении осмотизаторов, уровней концентрации, температур и времени обработки. Дополнительной переменной является процедура сушки. В целом, большинство процедур грунтования заключают семена с осмотикантом в жидкую или твердую матрицу. В процедуру вносятся коррективы в зависимости от качества и состояния семян-кандидатов. В некоторых случаях грунтование дает возможность дополнительной обработки (например, регуляторами роста) для дальнейшего улучшения характеристик семян. Некоторые конкретные технологии грунтования и повышения эффективности являются запатентованными.
Калибровка семян
Общепринятым мнением многих производителей является то, что крупные семена более продуктивны, чем мелкие. Однако сам по себе атрибут размера может ввести в заблуждение без дополнительных знаний о зрелости семян и других качествах. Есть много указаний на то, что крупные семена, поскольку они содержат большие запасы эндосперма, как правило, дают более крупные всходы с ранней и более высокой урожайностью, хотя разница в урожайности часто имеет тенденцию уменьшаться при увеличении периода роста. С другой стороны, отличные показатели могут наблюдаться и при использовании мелких семян.
Бенджамин (1982) обнаружил, что вариации сухого веса корнеплода моркови, полученного из популяции семян смешанного размера, были не больше, чем вариации, полученные из популяции сортированных крупных или мелких семян. Грэй и Уорд (1985) показали, что развитие зародыша моркови и размер зародыша являются более важным фактором производительности, чем общий размер семян или запасы продовольствия. Они сообщили, что вес семян моркови и объем эндосперма были тесно и линейно связаны с количеством клеток эндосперма, и эта связь объясняла большую часть дисперсии веса семян и объема эндосперма. Взаимосвязь была аналогичной для семян двух исследованных сортов («Chantenay» и «Amsterdam»), а также для семян из первичных и вторичных зонтиков, хотя на различия в объеме клеток влиял сезон производства семян. Механическое определение размера и генетическая селекция мало способствовали снижению изменчивости раннего развития проростков, и инновационные методы обхода этой проблемы ждут своего развития.
Растущее признание того, что размер семян не является единственным определяющим фактором для производительности, увеличило практику продажи семян по количеству, а не по весу. Тем не менее, сортировка по размеру обычно проводится для улучшения производительности сеялок.
Состояние покоя семян
Послеуборочный период покоя семян — это состояние, которое вызывает неустойчивое прорастание семян и вариации в появлении и развитии проростков. Чтобы обойти эту ситуацию, семена сельдерея часто хранят в течение года или более после сбора урожая, чтобы дать время для естественной потери покоя. Ингибиторы прорастания также могут быть удалены путем выщелачивания (Thomas et al., 1975). Сельдерей, в частности, и семена кервеля, петрушки, пастернака и моркови обычно прорастают в большем проценте и быстрее на свету при низких температурах, чем в темноте при высоких температурах. Прорастание семян сельдерея становится термоингибированным во время инкубации в темноте, особенно при высоких температурах. Это состояние покоя может быть нарушено светом и обработкой гиббереллином. Ежедневное чередование температур также может облегчить или заменить потребность в свете (Pressman и др., 1977; Tanne и Cantliffe, 1989). Уровень реакции зависит от сорта, а также от положения семени в соцветии (Thomas et al., 1979). Интересно, что Томас (1994) сообщил, что несколько сортов фенхеля лучше прорастали в темноте при температуре от 20 до 25°C, чем при тех же температурах на свету, хотя прорастание еще больше улучшалось при обработке GA4/7.
Другие виды обработки семян
Дополнительная обработка семян включает обработку горячей водой, использование отбеливателя и фунгицидов для уничтожения болезней, переносимых семенами, таких как поражение сельдерея (Septoria apiicola), поражение моркови (Alternaria dauci, A. radicina) и бактериальное поражение (Xanthomonas campestris pv. carotae). Для защиты от вредителей всходов семена также обрабатывают инсектицидами. Обработка семян может повысить производительность, но нельзя ожидать, что семена низкого качества превратятся в семена хорошего качества. Поэтому для достижения наилучших результатов следует использовать семена самого высокого качества.
Посев
Прямой посев является наименее дорогостоящим методом размножения, прежде всего потому, что при этом затрачивается меньше труда, а современные сеялки точного высева позволяют эффективно проводить успешные посадки. Сеялки точного высева стали жизненно важным компонентом производства моркови и других высокоценных культур, особенно там, где важна однородность популяций высокой плотности. Для культур с высокой плотностью растений, таких как морковь, петрушка и пастернак, где прореживание не практикуется или нецелесообразно, важно добиться правильного формирования древостоя. Для этого необходимо, чтобы качество семян, состояние посевного ложа и точность посадки были очень высокими. Широкое использование селективных гербицидов и эффективное механическое прореживание некоторых культур также значительно поддерживает практику прямого посева.
Недостатком прямого посева является риск неадекватного или неравномерного заселения поля. Этот риск гораздо выше при попытке посева в конечный древостой, который не потребует прореживания. Чтобы минимизировать риск недостаточной популяции, высевают избыточное количество семян, а излишки всходов прореживают, чтобы установить конечное расстояние между полями и популяцию. Преимущество посева до конечного количества семян заключается в отсутствии необходимости прореживания и использовании меньшего количества семян. Однако условия посадки и качество семян должны быть идеальными, если рассматривать эту практику. Другим недостатком прямого посева является то, что культура занимает поле в течение более длительного периода, что требует более длительного периода управления культурой.
Семена многих умбеллиферных культур обычно высевают неглубоко, чтобы ускорить появление всходов и минимизировать препятствие почвы для хрупких сеянцев (Finch-Savage, 1986). Морковь, петрушку и сельдерей часто высевают на глубину от 3 до 5 мм, а иногда на поверхность и без почвенного покрова. Глубина посева более 10 мм для мелкосеменных зонтичных не допускается, если только температура поверхности почвы не высокая, а влажность почвы низкая. Более крупные семена, такие как пастернак и донник, высаживаются на глубину от 5 до 10 мм. Возможная ветровая эрозия, которая может вскрыть и удалить семена, представляет риск для прямого посева в торфяные почвы. Кроме того, высокие температуры вызывают повреждение молодых саженцев, растущих на торфяных почвах, из-за тепла, поглощаемого темной почвой. Чтобы исправить ситуацию, быстрорастущие растения-компаньоны, такие как ячмень или репа, высевают вдоль ряда культуры для затенения и защиты от ветра. Позднее растения-компаньоны удаляются. Кустовой или штекерный посев, когда несколько семян тесно сгруппированы, редко практикуется для умбеллиферных культур из-за неблагоприятного влияния ранней конкуренции между растениями.
Расчет нормы высева обычно основывается на проценте всхожести семян, жизнеспособности семян и «факторе поля». Фактор поля — это термин, который учитывает несеменные компоненты при определении нормы высева. К ним относится предполагаемое влияние условий посевного ложа и окружающей среды, а именно температуры, влажности и характеристик почвы. Он используется для определения того, сколько жизнеспособных семян необходимо высеять, чтобы получить запланированную популяцию на поле. Такие расчеты особенно важны для таких культур, как морковь или петрушка, которые высаживаются с очень высокой плотностью и для которых корректировка численности трудновыполнима или нецелесообразна. Посев обычно откладывается до тех пор, пока температура почвы не станет благоприятной для прорастания. Хотя семена моркови прорастают в диапазоне от 10 до 35°C, быстрое появление всходов происходит при температуре от 20 до 30°C. Для многих других умбеллиферных овощей температура 25°C обычно близка к оптимальной.
Сеялки
Производительность сеялок имеет решающее значение для эффективности посева овощных зонтичных культур, поскольку эти машины влияют на равномерность расстояния между семенами, глубину посева, контакт семян с почвой и почвенный покров. Такие машины варьируются от простых распределителей случайных семян до тех, которые быстро и точно высевают отдельные семена. Технологии покрытия семян оболочкой, которые превращают мелкие и неправильной формы семена в гранулы одинакового размера и формы, значительно улучшили практику посадки и эффективность сеялок. В дополнение к соответствующему посадочному оборудованию, хорошо подготовленное семенное ложе и достаточная влажность почвы повышают вероятность успешного появления всходов.
Посев пророщенных семян
Альтернативной практикой обработки семян и посева является посев предварительно пророщенных семян. Исследователи, особенно на бывшей Национальной овощной исследовательской станции (NVRS), ныне Horticulture Research International (HRI) в Уэлсборне, Великобритания, широко изучили практику высева предварительно пророщенных семян. Их основной целью было повышение надежности всходов, особенно в связи с изменением влажности семенного ложа во время посева, чтобы получить раннее и равномерное появление всходов в течение короткого промежутка времени после посева. Для этого сначала была создана контролируемая среда, благоприятная для начала прорастания семян. В момент или немного раньше появления прорастания радикулы семена смешиваются с гелевой средой. Гель, содержащий взвешенные семена, подается из специально разработанной сеялки и выдавливается в почву в виде лентообразной жидкости. Эти исследования привели к практике, которая стала коммерческой реальностью, известной как жидкостное бурение. Гелеобразная среда служит для транспортировки семян, защищает семена, подверженные травмам, и обеспечивает остаточную влажность для поддержки появляющихся всходов после посева. Однако невозможность легко отделить семена для точного определения расстояния между семенами, короткая способность прорастающих семян удерживать семена, чтобы приспособиться к задержкам посадки, и требование специализированного оборудования для обработки и жидкостного посева ограничили более широкое использование этой процедуры.
Рассадный способ
Пересадка включает в себя размножение, соответствующую обработку и укоренение рассады в полевых условиях и обычно является методом размножения сельдерея и некоторых других сельдерейных овощей. Преимущества включают: более раннее производство, когда полевые условия не позволяют провести раннюю подготовку почвы и прямой посев; полную популяцию равномерно расположенных растений; отказ от прореживания; и меньшее общее использование семян. Кроме того, сокращается время пребывания культуры на поле, что может позволить выращивать более одной культуры за сезон на одном и том же участке. Другие преимущества включают снижение затрат на удобрения и орошение из-за сокращения периода роста полей, а также больше возможностей для удаления сорняков перед пересадкой. Кроме того, широко распространено мнение, что пересадка обычно повышает однородность посевов и урожайность. Основными недостатками являются более высокие инвестиции труда и капитала по сравнению с практикой прямого посева.
Два метода выращивания растений с пересадкой — это выращивание в открытом грунте и в защищенном питомнике. Традиционный метод выращивания рассады в открытом грунте для последующего производства овощей в полевых условиях значительно сократился. Тем не менее, такое производство продолжается, особенно в регионах, где полевые условия и наличие рабочей силы позволяют это сделать. Рассаду выращивают в специально подготовленных грядках рядом с полем или в почве в защищенных грядках. После достижения подходящей стадии роста растения поднимают для пересадки в качестве «голой» рассады. Контроль условий выращивания менее точен, и высокий уровень изменчивости растений является обычным явлением по сравнению с растениями, произведенными в большинстве защищенных питомников. Поскольку это менее затратный и более простой метод по сравнению с питомниками открытого грунта, производство рассады в открытом грунте получило большее распространение. Однако современные системы в защищенном грунте, хотя и не являются простыми, часто способны производить рассаду с меньшими затратами на единицу продукции, чем производство в поле. Даже если себестоимость не ниже, более высокий уровень однородности и качества обычно оправдывает дополнительные производственные затраты.
Пересадка растений, выращенных в поле
Если болезни, вредители или сорняки представляют угрозу для роста растений, подготовка семенного ложа для пересадки в поле может включать фумигацию. Также, при необходимости, семена перед посевом можно обработать горячей водой, чтобы уничтожить переносимые семенами болезни, такие как Septoria и Xanthamonas. Во избежание возможной дремоты семян обычно используют хранящиеся, а не свежие семена сельдерея. Для облегчения точного механического высева семена сортируются по размеру и покрываются равномерными гранулами.
Для получения высокой численности растений семена сельдерея высевают тесно расположенными рядами на относительно широких грядках; предпочтительнее использовать приподнятые грядки. Ряды обычно высаживают на расстоянии 10-12 см друг от друга с нормой высева 80-100 семян на 1 м рядка, что обеспечивает плотность от 650 до 900 растений на 1 м2. Хотя семена можно разбрасывать, рядовая посадка дает более крепкие растения и лучшую однородность. Глубина посева небольшая, редко превышает 5 мм, иногда семена оставляют незакрытыми, чтобы стимулировать быстрое прорастание и появление всходов.
Чтобы избежать преждевременного увядания, вызванного низкими температурами, посевы в поле планируются таким образом, чтобы избежать длительного воздействия холода на восприимчивые растения, такие как сельдерей. Некоторые производители используют междурядья для ускорения роста рассады. В других ситуациях междурядья используются для затенения и/или защиты от насекомых-вредителей.
Выращивание рассады в защищенном грунте
Выращивание рассады в защищенном грунте предпочтительнее, чем в поле, поскольку более эффективное управление температурой и другими факторами роста позволяет производить рассаду в любое время года. Другими преимуществами являются более широкие возможности для физического перемещения и перемещения растений, которые могут потребоваться во время роста. В большинстве защищенных производственных систем растения, выращенные в питомниках, могут быть доставлены в поле с прикрепленным корневым шариком, в то время как растения, выращенные в поле, обычно не имеют корней. Корневой шарик служит в качестве резервуара влаги для поддержания растения во время обработки или хранения перед пересадкой. Он также минимизирует травмирование корней и способствует быстрому восстановлению роста пересаженных растений.
Использование теплых рам или аналогичных конструкций для размножения пересадки в значительной степени исчезло, поскольку они обеспечивают ограниченные возможности управления температурой, высокие трудозатраты и относительно неэффективное использование ирригации и вентиляции. Существующие в настоящее время сооружения для выращивания трансплантатов различаются по стоимости и сложности и варьируются от низких туннелей, покрытых пластиковой пленкой, до более крупных конструкций, облицованных пластиком, стекловолокном или стеклом. Оранжереи дороже, но предпочтительнее, поскольку позволяют лучше управлять средой роста.
Рассада сельдерейных овощных культур, выращенная в защитных укрытиях, развивается быстрее, имеет более равномерную структуру и лучшее качество, чем выращенная в поле. Тем не менее, предпочтение отдается теплицам, а не оранжереям, поэтому расширение производства пересадочных растений по-прежнему происходит в менее дорогостоящих конструкциях с пластиковым покрытием.
С развитием технологии выращивания растений был разработан широкий спектр систем выращивания, которые заменили большую часть производства полевого сельдерея, а также других обычно пересаживаемых овощей. Они включают в себя выращивание растений в почве и торфяных блоках, а также выращивание растений в отдельных или объединенных (bandoleer) бумажных горшках или различных контейнерах из других разлагаемых материалов или многоразовых пластиковых контейнеров. Хотя принципы производства схожи с принципами производства в системах открытого грунта, некоторые защищенные системы выращивания отличаются, в частности, использованием контейнеров для выращивания.
Система Speedling®, появившаяся в середине и конце 1970-х годов и использующая формованные полистироловые модульные контейнеры для сотовых лотков, оказала огромное влияние на производство модульных трансплантатов. Эта и другие ранние инновации привели к появлению множества других систем, в большинстве которых использовались различные конструкции жестких пластиковых ячеистых лотков.
Поначалу производственные затраты при использовании этих модульных систем были выше, чем при выращивании трансплантатов в полевых условиях, особенно из-за их первоначальной капитализации. Однако с развитием тенденции к уменьшению размеров модулей, количество и стоимость среды роста уменьшились, и, кроме того, производственная площадь вмещала более высокую плотность растений. Эти системы обеспечивают высокую плотность растений и быстрый оборот, что позволяет максимально использовать пространство для выращивания. Более того, поскольку растения находятся в лотках, их легче обрабатывать и эффективно перемещать на всех этапах выращивания растений, что значительно повышает эффективность обработки большого количества растений на протяжении всего производственного цикла (рис. a). В совокупности эти особенности позволили неуклонно снижать стоимость модульно выращенных растений.
Лотки с несколькими клетками из формованного пластика или полистирола стали обычным явлением. Большинство из них прямоугольной формы, примерно 40 x 70 см, содержат от 200 до более чем 400 клеток для пересадки сельдерея. Площадь поверхности отдельных клеток составляет от 4 до 8 см2 , а их глубина — от 5 до 8 см. Выбор оптимального размера ячеек обычно является компромиссом между количеством растений и их качеством. Саженцы более высокого качества, обычно называемые более крупными растениями, выращенными за более короткий период времени, производятся при меньшей плотности, но с большей стоимостью на единицу продукции. Лотки могут располагаться вплотную друг к другу для максимального использования площади выращивания. Популяция растений сельдерея в обычно используемых системах производства с несколькими лотками колеблется между 1000 и 1600 растениями на м-2 производственной площади.
Конструкция модульных лотков обеспечивает равномерное расстояние между отдельными ячейками и создает компактный, клиновидный корнеплод, который позволяет легко извлекать растения без запутывания корней (рис. b выше). Некоторые конструкции имеют полностью открытые днища, что позволяет выталкивать растения.
В большинстве лотков форма отдельных ячеек сужается (перевернутая пирамида) по направлению к основанию с отверстием в основании для дренажа. Отверстие также позволяет корням выходить наружу, что, если позволить им продолжать рост, может помешать извлечению растений. Для устранения таких помех корни подрезаются воздухом. Воздушная обрезка осуществляется путем установки лотков, обычно на узких перилах над землей, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха под лотками для иссушения корней. Обрезка, как правило, стимулирует развитие придаточных корней для лучшего связывания и удержания среды роста вместе.
Прогресс в технологии производства основывался на расширении знаний о средах роста, питании и других методах выращивания растений. Усовершенствованные технологии питомников позволили сократить время выращивания растений, пригодных для пересадки, а также повысить качество пересадки. Повышению эффективности выращивания растений способствовало использование искусственных (беспочвенных) сред, а также прогресс в адаптации трудосберегающего оборудования для многих процедур, таких как заполнение контейнеров средой роста, посев семян, полив, внесение удобрений и пестицидов. Некоторые крупные компании по производству трансплантатов рассматривают возможность использования робототехники.
Для пересадки растений в питомнике используется множество вариантов питательной среды, заменяющей почву, большинство из которых состоит из торфа и негрунтовых продуктов, таких как вермикулит и перлит. Основными характеристиками среды для выращивания являются однородность, хорошая влагоудерживающая способность, аэрация и дренаж. Некоторые ингредиенты среды стерильны или их легко сделать стерильными, и поэтому они могут быть свободны от болезней, вредителей и сорняков. Кроме того, среда для выращивания должна быть легкодоступной и по разумной цене. Требования к среде также включают структурную стабильность при обработке, чтобы физически поддерживать растение и сохранять неповрежденный корневой шар. Некоторые виды компоста обеспечивают быстрый и обширный рост корней, которые связывают среду и улучшают обработку корневого шара. Многие производители пересадочного материала готовят питательную среду на месте, хотя окончательный состав может отличаться в зависимости от индивидуальных предпочтений. Другие производители приобретают готовые к использованию продукты.
Благодаря своим отличным физическим характеристикам торф является наиболее предпочтительной средой для пересадки растений. Однако использование торфа имеет много критиков, поскольку они обеспокоены истощением торфяных болот. Стоимость и доступность источников торфа изменили степень использования торфа в растениеводстве. В настоящее время ведутся интенсивные исследования в поисках методов дальнейшего сокращения объема и поиска подходящих альтернатив для превосходных свойств, которые обеспечивает торф. Точный состав альтернативных сред для выращивания растений будет варьироваться в зависимости от предпочтений пользователей, стоимости и доступности.
С сокращением использования почвы добавление питательных веществ для растений становится гораздо более тщательно контролируемой частью производственного процесса. Питательные вещества могут быть предварительно смешаны со средой для выращивания или добавлены в жидком виде вместе с поливом. Правильное регулирование подачи питательных веществ помогает получить коренастые растения, лучше подходящие для пересадки.
Засеянные лотки инкубируются при температуре и влажности, благоприятных для быстрого прорастания. Семена сельдерея, который довольно показателен для других овощных умбеллиферов, демонстрируют медленное прорастание и появление всходов даже при благоприятных условиях. Для прорастания при 10°C требуется более 15 дней, а при 5°C — 30 дней и более. При температуре от 15 до 20°C прорастание происходит за 7-12 дней. При температуре 30°C и выше прорастание не происходит или происходит очень плохо, в основном из-за термодормальности; некоторые сорта проявляют термодормальность даже при 25°C. Иногда всхожесть улучшается, если семена слегка прикрыты или не прикрыты.
После появления всходов лотки перемещают в зону выращивания. Во время последующего роста производители регулируют температуру, относительную влажность, вентиляцию, контролируют и регулируют потребности в питании и воде, чтобы добиться быстрого, но не буйного роста. После появления всходов температура поддерживается на уровне 18-19°C до появления первого настоящего листа. После этого температуру можно понизить до 15°C, что обеспечит устойчивый, но не буйный рост. Более теплые температуры ускоряют рост, но могут привести к появлению высоких веретенообразных растений, в то время как при низких температурах растения короткие и крепкие, но растут медленно. Температуры ниже 10°C следует избегать. Относительная влажность воздуха во время роста должна быть высокой, а поверхность среды выращивания — влажной, но не водонасыщенной. Дополнительное освещение иногда используется для улучшения роста рассады. В других ситуациях на ранних стадиях роста может потребоваться затенение. При необходимости применяются методы борьбы с вредителями.
При выращивании в условиях высокой плотности рассада сельдерея склонна к образованию суккулентов, поэтому перед пересадкой растения лучше закалить. Закаливание повышает устойчивость к шоку при пересадке и обычно достигается путем снижения температуры. Однако для сельдерея это не рекомендуется, поскольку это может привести к преждевременному появлению завязей. Отказ от влаги и питательных веществ также снижает скорость роста, уменьшает сочность тканей и «закаляет» рассаду, улучшая ее адаптацию к полевым условиям.
Обрезку листьев можно рассматривать как процесс закаливания. Обрезка листьев может быть полезна, когда растения становятся слишком высокими во время роста или непосредственно перед выдергиванием. Обрезка также используется для сдерживания роста рассады, когда пересадка задерживается. Обрезка уменьшает спутывание листьев и повреждение близко расположенных растений и облегчает работу с отдельными растениями. Обрезка может способствовать росту растений, улучшая аэрацию, обеспечивая больший доступ света к базальным частям растений и улучшая покрытие при опрыскивании, когда необходимо применение пестицидов. Растения обрезают на высоту 12-15 см. Несколько легких обрезков предпочтительнее, чем затянувшаяся, обычно сильная, одиночная обрезка. Обрезка корней для закаливания растений не рекомендуется, так как она не уменьшает шок при пересадке и снижает размер, однородность и урожайность растений.
Выращенный в поле сельдерей обычно пересаживают после 8-9 недель роста. Растения подрезают и выдергивают с грядки в виде оголенных корней. Высокая влажность почвы во время выдергивания улучшает тургор растений и уменьшает травмирование корней. По мере удаления растений они отбираются для однородности и упаковываются в небольшие контейнеры для доставки на производственное поле. Их можно увлажнить, чтобы минимизировать увядание.
После достижения достаточного роста в защищенном питомнике лотки убирают из зоны выращивания. Обычно требуется от семи до девяти недель, чтобы растения сельдерея стали пригодными для пересадки. В условиях медленного роста этот срок может достигать 12 недель. Оптимальной считается пересадка растений равномерного размера высотой около 15 см с 3-6 настоящими листьями. Растения извлекаются из лотков и упаковываются в небольшие контейнеры или могут перевозиться на производственное поле, оставаясь в лотках, пока не будут извлечены во время пересадки. Для транспортировки пересаженных растений используются контейнеры с полками, способные вместить большое количество отдельно стоящих лотков. Растения обычно тщательно поливают непосредственно перед удалением для поддержания тургора.
Хотя в большинстве коммерческих операций используется механизированное оборудование для пересадки, ручная посадка все еще проводится, когда почвенные условия не позволяют использовать машины или когда масштаб производства не оправдывает использование машин. Совок или аналогичный ручной инструмент используется для создания углубления, в которое помещается саженец, или же с помощью шипованного катка делаются метки с равным расстоянием, чтобы направлять рабочих.
Используется множество вариантов пересадочных машин. Большинство из них работают с использованием рабочей силы, требуя разного уровня ручного управления, но некоторые из них высоко автоматизированы. Механические принципы работы машин для пересадки схожи в том, что отдельные растения отдельно обрабатываются и доставляются к месту, где они вставляются в почву на равномерную глубину и с одинаковым интервалом.
Основная операция этих машин заключается в создании углубления или неглубокой борозды соответствующей глубины, в которую помещается трансплантат. Важно, чтобы пересаженные растения сельдерея были размещены на одинаковой глубине для достижения равномерного укоренения и роста. Одновременно с пересадкой в углубление почва перемещается к основанию растения и уплотняется. Во время этой операции также может подаваться вода и/или питательный раствор. В машинах используются различные варианты захватных и передаточных устройств, которые захватывают растения за корневище, стебель или листья и перемещают их в почву. Повышение скорости, точности и автоматизации пересадки — это цели, которые находятся в постоянном развитии. Однако даже при использовании самых лучших машин нередко один или несколько членов бригады следуют за пересадочной машиной, чтобы заполнить пробелы ручной посадкой.
Некоторые пересадочные машины разработаны для совместимости с определенными системами выращивания в лотках и манипуляциями с лотками. Выталкивание растений из контейнеров и другие функции пересадки могут быть полностью автоматизированы. Поскольку контейнерные лотки являются неотъемлемой частью этих систем, они транспортируются на поле. Многие виды контейнерных лотков, доставляемых на поле, долговечны и могут быть возвращены для очистки и повторного использования.
Сроки выращивания культур
В определении времени и продолжительности периодов возделывания сельскохозяйственных культур участвует несколько факторов. Благоприятная температура выращивания является основным фактором, определяющим, когда можно начинать выращивание и как долго оно может продолжаться. Посадки, подвергающие посевы заморозкам или вымерзанию, несут ущерб или потери. Качество урожая также теряется из-за преждевременного увядания, когда такие растения, как сельдерей или морковь, подвергаются воздействию низких температур. Пересадка часто используется для достижения ранней посадки и увеличения общей продолжительности вегетационного периода. Устойчивое обобщение заключается в том, что поздние посадки и урожаи обычно дают больше урожая, чем ранние. Культурные изменения, такие как мульчирование или укрытие рядков, могут изменить температуру и тем самым увеличить сроки посадки.
Накопление углеводов зависит от температуры, и если температура слишком высокая или слишком низкая, это отрицательно сказывается на растворимых и общих сухих веществах корнеплода, а также на синтезе каротина и, следовательно, на интенсивности цвета корнеплодов моркови (Bradley and Smittle, 1965). График посадки также зависит от наличия влаги в почве, угрозы или наличия болезней, насекомых, других вредителей, наличия рабочей силы, рынка и многих других условий. Избегание периодов прогнозируемого высокого заражения морковной корневой мухой является одним из примеров конкретного планирования посадок моркови (Ellis et al., 1987). Другой пример — поздний посев пастернака, чтобы избежать высокого распространения спор раковой болезни, которая обычно чаще встречается при раннем посеве (Ryan, 1973).
Расстояние между растениями и плотность посадки
Максимальная товарная урожайность лучше всего достигается при расстоянии между растениями и плотности посадки, определенной для оптимизации роста культуры конкретного сорта в соответствии с ожидаемыми условиями выращивания и требованиями рынка. Соответствующее расстояние между растениями может улучшить равномерность качества урожая, конкуренцию с сорняками, эффективность обработки почвы, борьбу с болезнями и вредителями, а также процедуры уборки урожая. Однако, когда всходы появляются не синхронно или пересадка происходит неравномерно, преимущества равномерного распределения посевов уменьшаются.
Обычный способ размножения культуры, глубина посева и расстояние между растениями для некоторых сельдерейных овощных культур:
- Аджован — посев семенами, глубина 5-8 см, расстояние в ряду 45 см, между рядами 60 см;
- Анис — посев семенами, глубина 10 см, расстояние в ряду 10-15 см, между рядами 60-75 см;
- Арракача — размножается делением, расстояние в ряду 75-90 см, между рядами 100-120 см;
- Ферула — посев семенами, глубина 10-15 см, расстояние в ряду 75-90 см, между рядами 100-120 см;
- Центелла азиатская — посев семенами, размножение черенками, глубина посева 5-10 см, расстояние в ряду 20-25 см, между рядами 75 см;
- Бедренец камнеломковый (Pimpinella saxifraga) — посев семенами, глубина 5 см, расстояние в ряду 50 см, между рядами 75 см;
- Тмин — посев семенами, глубина 8-12 см, расстояние в ряду 10 см, между рядами 50-60 см;
- Сельдерей корневищный — посев семенами или рассадой, глубина 3-8 см, расстояние в ряду 12-20 см, между рядами 50-75 см;
- Сельдерей листовой/черешковый — посев семенами или рассадой, глубина 0-8 см, расстояние в ряду 12-20 см, между рядами 50-75 см;
- Кервель листовой — посев семенами, глубина 5-10 см, расстояние в ряду 10-15 см, между рядами 40-60 см;
- Кервель (корень) — посев семенами, глубина 5-10 см, расстояние в ряду 10 см, между рядами 60-75 см;
- Кинза — посев семенами, глубина 5-12 см, расстояние в ряду 5-10 см, между рядами 30-50 см;
- Кориандр — посев семенами, глубина 5-12 см, расстояние в ряду 10-15 см, между рядами 50-60 см;
- Синеголовник пахучий — посев семенами, глубина 5-10 см, расстояние в ряду 5-15 см, между рядами 40-60 см;
- Кумин — посев семенами, глубина 10-12 см, расстояние в ряду 5-10 см, между рядами 60-70 см;
- Укроп — посев семенами, глубина 5-10 см, расстояние в ряду 10-20 см, между рядами 60-75 см (плотность растений выше при выращивании на зелень, ниже — при выращивании на семена);
- Фенхель — посев семенами, глубина 10-15 см, расстояние в ряду 15-25 см, между рядами 90-120 см;
- Флорентийский фенхель — посев семенами, глубина 8-12 см, расстояние в ряду 12-15 см, между рядами 75-100 см;
- Дягиль лекарственный — посев семенами, размножение делением, глубина 10-15 см, расстояние в ряду 50 см, между рядами 90 см;
- Роголистник японский (Cryptotaenia japonica) — размножение делением корневища, посев семенами, 5-10 см, расстояние в ряду 15 см, между рядами 50-75 см;
- Hydrocotyle sibthorpioides — посев семенами, размножение черенками, глубина 5-10 см, расстояние в ряду 10 см, между рядами 50 см;
- Любисток — посев семенами, размножение делением, глубина 8-12 см, расстояние в ряду 40 см, между рядами 75-90 см;
- Петрушка — посев семенами, глубина 3-8 см, расстояние в ряду 10-15 см, между рядами 30-50 см (плотность растений ниже при выращивании на зелень);
- Пастернак — посев семенами, глубина 10 см, расстояние в ряду 5-10 см, между рядами 50-60 см (часто высаживается полосой, с примерно 40 корнеплодами на погонный метр);
- Sium sisarum — посев семенами, глубина 5-8 см, расстояние в ряду 15 см, между рядами 60-75 см;
- Сельдерей дикий — посев семенами или рассадой, глубина 3-8 см, расстояние в ряду 8-10 см, между рядами 50-60 см;
- Миррис — посев семенами, размножается делением, глубина 15 см, расстояние в ряду 30 см, между рядами 75 см;
- Омежник (Oenanthe crocata) — размножается черенками, глубина 10-15 см, расстояние в ряду 20-25 см, между рядами 60-75 см.
Удобрения
Доступ к плодородным почвам с высоким содержанием органического вещества и отсутствием засоления или токсичных элементов, как ожидается, обеспечит удовлетворительный рост, но этот уровень роста может быть недостаточным для оптимального урожая. При интенсивном коммерческом производстве овощей производители не могут полагаться на то, что почвы полностью удовлетворят потребности растений в питательных веществах для получения высоких урожаев. Поэтому в дополнение к питательным веществам почвы вносятся дополнительные удобрения, чтобы обеспечить достаточный уровень питательных веществ для продуктивного роста растений. Цель внесения удобрений — обеспечить сбалансированный и легкодоступный источник питательных веществ на всех фазах роста.
Основные периоды времени, не обязательно критические, когда вносятся удобрения: перед посадкой, во время посадки и во время роста. Часто первые приращения питательных веществ поступают из остатков удобрений и остатков предшествующих культур. Органические источники, такие как навоз и компост, обычно разбрасываются по полю и вносятся до подготовки семенного ложа. Внесение этих удобрений должно быть запланировано заблаговременно, чтобы дать возможность органическим веществам разложиться. Химические удобрения также вносятся разбрасыванием, но поскольку питательные вещества становятся доступными для растений раньше, они имеют большую гибкость в отношении сроков внесения. Как правило, все или большая часть фосфорного и калийного компонентов удобрений вносится до посадки, поскольку эти минералы, будучи менее подвижными, меньше подвержены вымыванию. Поскольку многие источники азота достаточно подвижны и подвержены вымыванию, первоначально вносится только часть общего количества азота, предназначенного для растениеводства. Оставшаяся часть вносится в виде одной или нескольких добавок во время роста культуры.
Альтернативой разбрасыванию является внесение удобрений в виде полосы или полос, расположенных близко к ряду растений, а иногда так, что они располагаются под семенами или растениями. Внесение удобрений слишком близко к семенам или растениям не допускается, поскольку чувствительность к высокой концентрации солей удобрений может привести к травмам.
Удобрения, вносимые в поверхностную, дождевальную или капельную оросительную воду, являются другими способами внесения удобрений при боковом поливе. Практика периодического внесения питательных веществ для культур через ирригационные системы известна как «фертигация» и широко применяется для выращивания овощных культур.
При дождевальном внесении удобрений внесение удобрений прекращается ближе к концу периода полива, чтобы вымыть соли удобрений из листьев во избежание повреждения тканей. Низкие концентрации азотных удобрений иногда вносятся точечно во время полива незадолго до сбора урожая для усиления зеленого цвета листвы. Внесение удобрений под листву также эффективно используется для устранения незначительного дефицита питательных веществ.
Фертигация, особенно с помощью капельного орошения, позволяет очень хорошо управлять частотой и размещением удобрений. Непрерывное внесение азотных удобрений через капельный полив показало большее поглощение азота растениями по сравнению с внесением азота в почву перед посадкой. Однако высокая скорость капельного орошения может привести к чрезмерному вымыванию. Относительно высокая потребность таких культур, как сельдерей, в почвенной влаге, к сожалению, способствует вымыванию азота. Тщательное управление поливом и выбор источников азота могут минимизировать потери от вымывания.
Выщелачивание нитратного азота и удобрений сульфата аммония больше, чем потери от удобрений мочевины. Урожайность часто выше при использовании мочевины, чем при использовании более легкорастворимых нитратных источников. Однако начальная реакция роста обычно быстрее при использовании нитратных удобрений.
Практика внесения высокого базового уровня азота значительно изменилась из-за признания того, что молодые растения не могут эффективно использовать высокие уровни азота, а вымывание азота нежелательно с точки зрения производства и окружающей среды. На торфяных почвах обычно используется меньшее количество азота при первоначальном внесении удобрений. Для минимизации потерь нитратов рекомендуются методы внесения удобрений, учитывающие общее влияние остатков предшествующих культур, эффективность поглощения питательных веществ культурами, потери при выщелачивании и минерализации.
На некоторых почвах, особенно в засушливых регионах юго-запада США, фосфор быстро и прочно связывается (фиксируется) с почвенными минералами, поэтому его доступность очень низка. В таких ситуациях рекомендуется использовать свежевнесенный фосфор. McPharlin и др. (1994) показали, что урожайность моркови значительно выше на свежевнесенный фосфор, чем на остаточный фосфор, за исключением очень высоких норм (320 кг P/га). В другой ситуации Санчес и др. (1990) показали на гистосолях (аналог торфяных почв) Флориды, что рекомендации по внесению фосфора под сельдерей могут быть снижены из-за замены более ранней процедуры анализа, которая рекомендовала более высокие, чем необходимо, нормы. С другой стороны, для недавно рекультивированных торфяных почв может потребоваться двукратное увеличение фосфора и калия. Таким образом, рекомендуется проводить анализ почвы, чтобы избежать чрезмерного внесения фосфора для минимизации выщелачивания в водные системы, что может привести к эвтрофикации.
Почвы в засушливых регионах часто имеют высокое содержание собственного калия, поэтому реакция культур на внесение калия часто бывает незначительной. Тем не менее, необходимо проводить анализы почвы, чтобы убедиться в наличии соответствующих уровней. На засоленных почвах следует избегать удобрений, содержащих натрий. На кислых почвах может быть желательно известкование для достижения благоприятного уровня pH почвы, чтобы повысить доступность питательных веществ.
Отчеты о многочисленных практиках применения удобрений и отчеты о тестировании довольно разнообразны, и трудно дать точные рекомендации, если они не зависят от конкретного участка. Тем не менее, эти отчеты предоставляют информацию, полезную для начального руководства. Когда точные рекомендации ограничены, обычно предлагается базовый уровень удобрения, достаточно высокий для обеспечения достаточности. На основе наблюдаемых результатов и опыта программа внесения удобрений может быть адаптирована к различным производственным ситуациям.
К сожалению, когда удобрения составляют относительно небольшую часть общих производственных затрат, практика применения высоких уровней удобрений для обеспечения того, чтобы питание не было фактором, ограничивающим рост, была и во многих областях остается довольно распространенной. Чрезмерное внесение удобрений может фактически снизить урожайность и качество сельскохозяйственных культур. Чрезмерное азотное питание приводит к пышному росту, который может увеличить восприимчивость растений к травмам и болезням. Особые обстоятельства, при которых могут потребоваться высокие уровни конкретных питательных веществ, как правило, встречаются редко.
Более того, перемещение питательных веществ из растений в грунтовые воды и другие водные объекты требует более эффективного управления питательными веществами для улучшения использования удобрений и минимизации потерь питательных веществ, особенно нитратов. Можно с уверенностью сказать, что обязательные правила управления объемом, источниками и графиком внесения удобрений дополнят те, которые уже действуют в отношении пестицидов и орошения в некоторых производственных зонах.
Функции основных питательных веществ для сельскохозяйственных культур и симптомы дефицита
Дефицит основных питательных веществ является результатом недостаточного содержания питательных веществ в почве или факторов окружающей среды, которые ограничивают их доступность для растений. И наоборот, токсичность питательных веществ возникает, когда растения поглощают чрезмерное их количество. Чтобы избежать любого из этих состояний, необходимо уделять внимание таким факторам почвы, как текстура, уровень pH и влажности, а также поддерживать баланс этих питательных веществ, уже присутствующих в почве или поступающих с удобрениями. Полезная информация в отношении критических уровней питательных веществ и корректирующих методов доступна для культур с большим объемом производства, таких как морковь и сельдерей, а также для некоторых других культур семейства Сельдерейные. Хотя по овощам с ограниченным объемом производства и менее известным культурам имеется меньше информации, большая часть информации по основным культурам может быть перенесена.
Азот участвует в синтезе аминокислот и белков, а также является компонентом хлорофилла. Дефицит азота вызывает медленный и ограниченный рост растений, корни маленькие, стебли тонкие, прямостоячие и жесткие, а созревание задерживается. Листья меньше нормальных, бледно-зеленые, а при сильном дефиците теряют зеленый цвет. В первую очередь страдают нижние листья. Старые листья моркови могут приобретать краевой красный оттенок, в то время как листочки сельдерея с сильным дефицитом становятся желтовато-белыми. Листья пастернака демонстрируют вялый веретенообразный рост. Избыток азота способствует росту сочной листвы, часто предпочтительнее, чем органов хранения и развивающихся семян. Крупнозернистые почвы, низкое содержание органического вещества, низкие температуры и анаэробные условия снижают доступность азота. Сильное выщелачивание водорастворимого нитратного азота может привести к низким и, возможно, дефицитным уровням. Высокие уровни аммонийного азота, особенно в непосредственной близости от корней, могут вызвать повреждения.
Фосфор играет важную роль в фотосинтезе, дыхании и других метаболических процессах. Достаточное фосфорное питание связано с увеличением корнеобразования и ранней зрелостью. Дефицит приводит к медленному и замедленному росту тонких, коротких стеблей и задержке созревания. Листья некоторых умбеллиферов приобретают пурпурную окраску, обычно сначала на нижней стороне. Стебли и черешки также приобретают фиолетовый цвет. Молодые растения моркови приобретают пурпурный цвет по краям старых листьев, в то время как листья сельдерея желтеют и рано отмирают. Урожайность корнеплодов и семян растений с дефицитом снижается. Дефицит чаще возникает на кислых почвах, особенно при холодной и влажной погоде, но высокая щелочность также может снижать доступность фосфора. Чрезмерное поглощение фосфора наблюдается редко из-за фиксирующих свойств многих почв, что снижает его доступность для растений.
Калий участвует в транспирации, росте меристематических тканей, образовании сахара и крахмала, синтезе белка, а также регулирует функции других минеральных питательных веществ. Дефицит калия приводит к снижению урожая, при этом симптомы на листьях обычно проявляются в виде пестрой окраски или пятнистости, сопровождающейся краевым скручиванием листьев и/или ожогами. Старые листья приобретают загорелые или серые пятна по краям, а по всей поверхности листьев могут появляться хлоротичные участки. Начиная с краев листьев, старые листья моркови становятся опаленными и разрушаются. Черешки пораженных листьев намокают, высыхают и отмирают. Листья сельдерея скручиваются, становятся блестящими зелеными с краевыми и межвековыми некротическими пятнами; симптомы пастернака аналогичны. Стебли, как правило, слабые, а корневая система плохо развита. Растения могут поглощать большое количество калия с минимальным эффектом. Однако избыток калия повышает засоленность почвы. Чрезмерное выщелачивание может увеличить частоту возникновения дефицита калия.
Минеральные элементы Ca, Mg, Mn, B, S, Fe, Zn, Mo, Cu и Cl, называемые микро- или минорными питательными веществами, также необходимы для роста и развития растений. Их доступность в почве тесно связана с pH почвы, а также во взаимодействии с другими минералами.
Кальций играет важную роль в формировании клеточной стенки, росте и делении, а также в усвоении азота. Дефицит ограничивает рост, а в тяжелых случаях вызывает гибель листьев, черешков и верхушечного роста и, таким образом, подавляет удлинение стебля. Гибель точки роста и прилегающих тканей приводит к черной сердцевине сельдерея. У пастернака и моркови дефицит вызывает коллапс тканей листочков в районе соединения черешков; пропитанные водой ткани высыхают и отмирают. В корнеплоде моркови также может произойти подрумянивание основных тканей. Рост корней также ограничивается, а кончики корней отмирают. Доступность кальция низка в кислых и груботекстурных почвах. Высокий уровень калия в почве и засуха также ограничивают поглощение кальция, а дожди с вымыванием могут еще больше снизить уровень кальция в почве.
Магний также необходим для образования хлорофилла, а также для образования некоторых аминокислот и витаминов. При недостатке магния старые листья проявляют его дефицит в виде межжилкового пожелтения и хлороза, начинающегося сначала по краям. Края листьев могут приобретать красный оттенок. Продолжительный или сильный дефицит вызывает симптомы на молодых листьях, напоминающие дефицит азота. Листья сельдерея и пастернака проявляют сходный хлороз, хотя у пастернака хлороз может начинаться как по краям, так и в центре листа. Дефицит чаще возникает на кислых почвах, почвах с высоким содержанием калия и сильно выщелоченных почвах. Доступность также снижается на сильнощелочных почвах. Для уменьшения дефицита используют внекорневые опрыскивания сульфатом магния.
Марганец, как Fe и Mg, также участвует в синтезе хлорофилла и является компонентом некоторых коферментов. При недостатке марганца на самых молодых листьях моркови появляются желтые крапинки, которые не отличаются энергичностью и имеют равномерный бледно-желтовато-зеленый цвет. На более старых листьях сельдерея наблюдается межжилковый хлороз. У пастернака на большинстве листьев наблюдается краевой и межжилковый оливково-зеленый хлороз. Дефицит чаще возникает, когда уровень pH почвы выше 6,8. Большинство сельдерейных имеют умеренную потребность в марганце. Опрыскивание листьев сульфатом марганца помогает устранить дефицит.
Бор участвует в азотном обмене и водных отношениях. При дефиците бора рост молодых листочков моркови сильно снижается или погибает. Гибель верхушечного роста является распространенным симптомом дефицита. Старые листья хлоротичны, скручены или деформированы; иногда происходит расщепление черешка. Стебли короткие и жесткие, а листья деформированы. Корнеплоды моркови имеют тусклый цвет, склонны к расщеплению, а в сердцевине могут быть пустоты. Сельдерей очень чувствителен к дефициту бора, который проявляется в виде скручивания черешков, деформации молодых листьев и/или боковых трещин на черешках. Появляются пазушные побеги, но они не развиваются, так как верхушечная ткань погибает. Новые листья сельдерея имеют глянцевую поверхность, старые листья бледные и могут иметь красные края. Рост корней сельдерея ограничен, а кончики корней могут погибнуть. Светло-коричневое обесцвечивание происходит вокруг ксилемы корня и внутри боковых корней. Бор становится менее доступным в почвах с грубой текстурой и щелочных почвах. Сельдерей имеет более высокую потребность в боре, чем морковь. Сорта сельдерея значительно различаются по потребности в боре. Опрыскивание боратом натрия может уменьшить симптомы дефицита.
Сера является незаменимым компонентом некоторых аминокислот и витаминов. Симптомы дефицита серы схожи с симптомами дефицита азота. Общий рост снижается, а стебли становятся слабыми. Доступность серы низка в кислых почвах.
Железо участвует в синтезе хлорофилла и является компонентом многих ферментов. Симптомы дефицита проявляются в виде отчетливых желтых или белых участков между жилками на самых молодых листьях. Доступность железа низка на щелочных почвах. Зонтичные культуры обычно хорошо переносят низкий уровень содержания железа в почве.
Цинк играет роль в образовании хлоропластов, крахмала и ауксина. Первые симптомы дефицита проявляются в виде межжилкового пожелтения молодых листьев умбеллиферы, за которым следует снижение роста побегов. Дефицит чаще встречается на кислых, выщелоченных и груботекстурных почвах, а также на почвах с изначально низким содержанием Zn. Почвы с высоким содержанием органического вещества и высокие уровни фосфорных удобрений увеличивают вероятность дефицита. Большинство сельдерейные имеют довольно низкую потребность в цинке.
Молибден необходим для синтеза белка и некоторых ферментных систем. Дефицит вызывает бледное деформированное развитие очень узких листьев с некоторым межжилковым пожелтением старых листьев моркови и сельдерея. Дефициту способствуют очень кислые почвы и большое количество осадков.
Медь необходима для синтеза ферментов и хлорофилла, дыхания, углеводного и белкового обмена. При дефиците самые молодые листья моркови темно-зеленые и не разворачиваются. Более старые листья выглядят увядшими, также часто наблюдается пожелтение листьев. Дефицит меди чаще возникает в органических почвах. Высокая щелочность снижает доступность меди. Сельдерей, как правило, чувствителен к низким уровням меди, морковь — в меньшей степени.
Хлор важен для роста корней и побегов. Хотя дефицит хлора встречается нечасто, его недостаток у овощных зонтичных приводит к замедлению роста корней, бронзовости листьев, увяданию, хлоротичным, а иногда и некротичным листьям.
Потребности в минеральных питательных веществах значительно различаются у разных культур. В частности, сельдерей имеет высокую потребность в кальции, магнии и боре, умеренную — в марганце и меди, от умеренной до низкой — в цинке, и относительно низкую — в сере, железе и молибдене. Морковь имеет высокую потребность в кальции и хлоре, умеренную — в меди, марганце, боре, магнии, умеренную или низкую — в цинке, относительно низкую — в молибдене, сере и железе. Хотя сельдерей и морковь не являются незаменимыми элементами, они обычно имеют относительно высокое поглощение натрия.
Элементная токсичность умбеллиферов необычна, хотя сообщалось, что морковь довольно восприимчива к токсичности хлора, а сельдерей — к токсичности алюминия.
Полив
В процессе роста сельскохозяйственные культуры выигрывают от равномерного распределения и достаточного количества влаги, и эффективное управление влажностью является необходимым условием успешного производства. Культуры, выращиваемые для получения съедобной листвы, обычно требуют равномерного увлажнения на протяжении всего периода развития. Культуры, выращиваемые на семена, особенно чувствительны к высокой влажности во время цветения и дефициту влаги во время созревания плодов. Дефицит влаги во время предзимья может снизить опыление и увеличить количество цветочных абортов.
Наиболее критическая потребность во влаге для корнеплодов возникает во время увеличения тканей хранения и накопления фотосинтата. Прабхакер и др. (1991) сообщили, что урожайность корнеплодов моркови, общее сухое вещество, индекс площади листьев, поглощение азота и эффективность использования воды увеличивались с увеличением нормы замещающего полива от 25 до 100% испарительных потерь, а самые высокие урожаи были получены при 100% замещении. Морковь при выращивании в широком диапазоне концентраций воды в почве обычно дает товарные корнеплоды. Однако высокая концентрация воды снижает урожайность больше, чем низкая (White, 1992). Уайт и Страндберг (1979) сообщили, что ранний рост корней в органических почвах может быть сильно снижен в течение всего лишь 12 часов воздействия насыщенной водой почвенной среды.
Практика полива перед посадкой обеспечивает благоприятную среду для прорастания семян и раннего роста Сельдерейных, а также улучшает состояние влажности на нижних уровнях корневой зоны. Дополнительными преимуществами являются вымывание растворимых солей и возможность уничтожить прорастающие семена сорняков и ранний рост сорняков, инициированный поливом.
После прямого посева почва должна быть доведена до уровня полевой влажности, чтобы начать прорастание. Достаточная влажность почвы является критическим требованием во время прорастания семян. Для некоторых культур, особенно сельдерея, даже кратковременное прекращение подачи влаги может задержать или прервать прорастание. Если поверхность почвы высыхает, повторное внесение влаги не должно быть отложено. Орошение, превышающее способность почвы к инфильтрации, является распространенным предвестником образования почвенной корки. При возникновении корки полезен полив, предпочтительно дождевание в течение коротких периодов в течение нескольких дней подряд, для размягчения корки. При поверхностном поливе может потребоваться поддержание воды в бороздах, чтобы почва оставалась влажной до появления всходов. Последняя практика, скорее всего, приведет к заболачиванию почвы, что нежелательно и должно быть сведено к минимуму, насколько это возможно.
Пересаженную рассаду следует поливать как можно скорее после пересадки, предпочтительно с помощью дождевальных установок. Пересаженные растения часто тщательно смачивают перед высадкой в поле, чтобы уменьшить возможное высыхание. При поливе по бороздам почва в непосредственной близости от пересаженных растений должна быть доведена до нормы.
Некоторые производители моркови на юго-западе США часто используют для проращивания культуры переносные дождевальные установки. После появления всходов спринклерная система убирается, и дальнейший полив переходит на бороздовое орошение. Другие производители оставляют оросительную систему на поле («solid-set») в течение всего вегетационного периода вплоть до сбора урожая. Инвестиции в ирригационное оборудование частично компенсируются за счет сокращения трудозатрат. При использовании всех дождевальных систем, которых существует множество видов, предпочтительно, чтобы разгрузочные форсунки располагались относительно близко к поверхности, чтобы улучшить равномерность полива, минимизировать унос и уменьшить повреждение от удара воды мелких растений и поверхности почвы.
Количество и частота полива зависят от стадии развития культуры и сезонных условий. В осенне-весенний период выращивания моркови в пустынных долинах юго-запада США для получения урожая обычно требуется около 60-90 см воды. Обычно эта вода вносится за 10-12 поливов с интервалом 7-10 дней. В некоторых других районах производства моркови достаточно 40 см воды, распределенной за четыре-пять поливов, а в некоторых случаях потребности во влаге удовлетворяются дождями. Рекомендуется, чтобы в другие периоды, кроме полива, уровень грунтовых вод находился не ниже 75-90 см от поверхности почвы.
Уход за посевами
Культивация
Культивация обычно рассматривается как работа с почвой в период между посадкой и сбором урожая, в то время как обработка почвы относится к практике подготовки земли к посадке. Основным основанием для культивации является борьба с сорняками. Другими преимуществами являются улучшение инфильтрации воды, аэрация почвы и удаление почвенной корки и уплотнения. Мульчирующее действие культивации позволяет сохранить влагу в почве, но также может быть использовано для снижения влажности поверхности почвы. Мнения о степени и частоте применения методов культивации сильно различаются. При выращивании некоторых высокоплотных культур, таких как морковь, и особенно на поздних стадиях роста, культивация может быть невозможна или в лучшем случае ограничена.
В то время как некоторые культуры обрабатываются минимально, другие, вероятно, обрабатываются больше, чем необходимо, что, помимо возможного повреждения корней, увеличивает производственные затраты.
Чтобы культивация была наиболее эффективной, ее следует планировать, когда почва не влажная и не сухая, поскольку любое из этих условий снижает ее эффективность. В дополнение к механическим мотыгам и другим орудиям культивации, значительная часть культивации включает в себя ручное мотыжение и ручное удаление сорняков. Ручную культивацию на ранних стадиях роста всходов некоторых культур можно сочетать с прореживанием растений.
В большинстве случаев для уничтожения сорняков и легкой аэрации поверхности почвы используются небольшие лопаты или метелки. Обработка почвы должна быть неглубокой, чтобы минимизировать травмирование корней. Иногда, во время роста моркови и пастернака, между рядами растений или рядом с ними протаскивают узкую стамеску для разрушения непроницаемых слоев, аэрации и рыхления почвы, чтобы улучшить длину и форму корней. Результаты противоречивы в отношении того, приносит ли эта практика, известная как «шипование», пользу. Во время выращивания моркови, пастернака и сельдерея можно слегка присыпать почвой основания стеблей и верхние поверхности корней, чтобы предотвратить позеленение плечиков.
Управление после посадки
После прорастания большинство сеянцев умбеллиферы относительно малы, медленно растут и уязвимы к образованию почвенной корки. В дополнение к практике орошения иногда используются материалы для кондиционирования почвы и мульчирование, чтобы уменьшить ограничивающее рост влияние почвенной корки.
Иногда мульчирование проводится после посадки, чтобы ускорить прорастание и рост при низких температурах почвы. Нетканые, пористые тканевые покрытия, известные как «плавающие чехлы», применяются вскоре после посева. Такие укрытия способны ускорить созревание моркови от нескольких дней до 2 недель. Узкие полоски тонкой, обычно перфорированной пластиковой пленки, уложенные поверх высеянных семян, также используются для повышения температуры почвы (Finch-Savage, 1986).
Также важно удалять мульчу из междурядий на соответствующей стадии роста культуры. Если убрать его слишком рано, пользы будет мало; если слишком поздно, растения становятся сочными и более восприимчивыми к травмам. Количество перфорации определяет способность укрытия к вентиляции, чтобы избежать перегрева в случае повышения температуры. Обычно эти материалы имеют достаточно мелкие поры, чтобы не пропускать большинство насекомых, и достаточно крупные, чтобы обеспечить проникновение воды или пестицидных спреев. Важно, чтобы гербицидная обработка проводилась до укладки укрытий, поскольку укрытия также ускоряют рост сорняков, которые будут конкурировать с культурными растениями.
Послеуборочная обработка
Минимальная и осторожная обработка во время и после сбора урожая уменьшает физические повреждения собранного продукта. Быстрое послеуборочное охлаждение корнеплодов и листовых культур и поддержание соответствующей относительной влажности сводят к минимуму потери качества. Собранные продукты очищают, обрезают, моют и/или сортируют по мере необходимости и упаковывают в контейнеры, которые облегчают охлаждение и обработку, а также защищают продукт от повреждений.
Поскольку они подвержены высыханию, особенно важно быстро охладить листья и стебли сельдерейных культур после сбора урожая. Пониженные температуры уменьшают дыхание и высыхание продукта и, следовательно, потерю веса. Корнеплоды пупавки несколько менее восприимчивы к быстрому высыханию, но низкие температуры также важны для минимизации дыхания тканей, чтобы избежать потери веса и увядания.
Для петрушки хорошее послеуборочное качество может сохраняться в течение 8-10 недель при температуре 0°C. Высокая относительная влажность воздуха необходима для предотвращения высыхания. Упаковка в перфорированные полиэтиленовые пакеты и использование верхнего льда является полезным, хотя прямой контакт льда с листьями должен быть сведен к минимуму. Аналогичные условия подходят для таких листовых продуктов, как кинза, кервель, японский роголистник и другие, листья которых предназначены для свежего рынка.
Низкая температура и высокая относительная влажность являются необходимыми условиями для сохранения послеуборочного качества всех корнеплодов. Как и пастернак, восковая обработка обрезанного сельдерея дает мало пользы для сохранения качества и увеличивает вероятность гниения. Петрушка гамбургская, кервель репчатый и скиррета имеют такие же послеуборочные требования, как и другие корнеплоды умбеллифера. Важно, чтобы собранные корнеплоды были быстро охлаждены и в идеале поддерживались при температуре от 1 до -1°C при относительной влажности более 95%. Гидроохлаждение очень эффективно для первоначального охлаждения. В дальнейшем для поддержания низкой температуры продукта полезно использовать дробленый лед и охлаждение в холодильнике. Срок хранения этих культур увеличивается, если удалить листву. Корни арракача очень восприимчивы к физическим повреждениям и высыханию, и даже при самых лучших послеуборочных условиях срок хранения относительно короткий. Низкие температуры около 5°C останавливают процесс порчи. Корни дягиля и полыни после выкапывания моют, сушат на воздухе и хранят при низкой температуре в плотно закрытых контейнерах, чтобы минимизировать потерю ароматических соединений.
Высыхание не является проблемой для собранных семян, но ненадлежащая послеуборочная обработка, температура и относительная влажность повлияют на жизнеспособность и качество. Послеуборочная обработка семян умбеллиферы часто включает период сушки для облегчения обработки и продления срока хранения. Затем следует очистка для отделения семян от растительного мусора, в основном частей зонтика, и удаление других загрязняющих веществ. Во время очистки мерикарпы отделяются друг от друга. При сопутствующих операциях удаляют корешки, сортируют по размеру и сушат семена до влажности, соответствующей каждому виду. Семена, которые будут использоваться для размножения, могут пройти дополнительные процедуры обработки для улучшения характеристик и хранения. Семена, произведенные для целей приправы, после очистки и сушки хранятся в сухих и прохладных условиях, предпочтительно при низкой и контролируемой относительной влажности. Такие семена часто хранят в герметичных контейнерах, чтобы минимизировать потерю ароматических и других вкусовых соединений.
Чистота, сухие и прохладные условия и хорошо закрытые контейнеры являются наиболее подходящими для послеуборочной обработки семян как для размножения, так и для использования в качестве приправы. Приправы из сухих листьев и корней любистока, дягиля и других сельдерейных культур лучше всего использовать при прохладной температуре, избегая прямого контакта с влагой.
Хранение листовых культур
Практически ни одна из листовых сельдерейных культур не получает значительного периода хранения, поскольку тонкие, часто папоротникообразные листья кинзы, кервеля, японского рогоза, укропа и подобных листовых культур очень восприимчивы к быстрому высыханию. Даже при обработке при низкой температуре и высокой относительной влажности срок хранения редко может быть удовлетворительно продлен более чем на 10-14 дней. Флорентийский фенхель является исключением, если обрезать большую часть мелкоразделенных листьев. Мясистые части черешка при соответствующих условиях низкой температуры и высокой относительной влажности могут иметь удовлетворительный срок хранения более месяца.
Хранение семенных культур
Хранение семян сельдерейных культур зависит от конечного использования семян, будь то для размножения или для пищевых целей и приправ. При условии, что семена хорошо обработаны, очищены и высушены до влажности, соответствующей данному виду, семена большинства видов могут удовлетворительно храниться в течение нескольких лет при тщательном соблюдении температурного режима и относительной влажности. Есть и некоторые исключения: пастернак, пожалуй, наиболее примечателен своим относительно коротким периодом жизнеспособности.
Очевидно, что семенам, предназначенным для размножения, уделяется больше внимания для сохранения жизнеспособности. Соответственно, в некоторых ситуациях используется хранение в контролируемой атмосфере, а семена могут храниться во влагостойких или герметично закрытых контейнерах. Однако важно минимизировать возможную потерю ароматических и других вкусовых соединений из семян, предназначенных для использования в пищу и приправах. Поэтому такие продукты также часто хранят в герметичных контейнерах, избегая контакта с влагой или высокими температурами.
Борьба с сорняками
Характерной особенностью проростков моркови и многих других овощных культур является медленное появление всходов и медленный рост ранних листьев. Следовательно, они плохо конкурируют со многими сорняками. Первые несколько недель роста проростков являются критическими, поскольку в этот период растения наиболее уязвимы к конкуренции со стороны сорняков.
Это критическое состояние можно определить как максимальный период, в течение которого можно терпеть сорняки, не влияя на конечные показатели урожая. До тех пор, пока урожай не пострадает, присутствие сорняков не обязательно означает конкуренцию. Концепция критического периода заключается в том, что некоторые культуры могут терпеть конкуренцию сорняков в течение более длительного периода, прежде чем произойдет невосполнимая потеря урожая или другого показателя эффективности, в то время как для других культур терпимый период гораздо короче.
Влияние различных уровней конкуренции на урожайность моркови изучали Шадболт и Холм (1956). Они обнаружили, что через 4,5 недели после всходов, даже при численности сорняков 15% от контрольной обработки (220 растений/м2), свежий вес корнеплодов, диаметр, площадь листьев и общий свежий вес растений были снижены по сравнению с контролем без сорняков в конце сезона. Эта тенденция была тем более выраженной, чем дольше присутствовали сорняки и чем выше была плотность сорняков.
Они показали, что критический период наступает в начале первой трети вегетационного периода, и что морковь обладает способностью восстанавливаться после конкуренции при раннем удалении сорняков.
Вредное воздействие сорняков обычно прямо пропорционально плотности сорняков. По мере увеличения плотности вред, как правило, возрастает, пока не будет достигнута «насыщающая популяция». После этого дальнейшее увеличение плотности изменяет реакцию культур очень незначительно. С другой стороны, при отсутствии конкуренции в течение различных периодов в начале сезона, любое снижение конкуренции сорняков позволяет культуре приблизиться к ее продуктивному потенциалу.
Конкуренция растений моркови с сорняками за свет затруднена медленным ростом листьев и низким индексом площади листьев. Уже через 3,5 недели после всходов, даже при низкой численности сорняков, менее половины доступного света попадало на растения моркови, а при самом высоком уровне конкуренции уровень освещенности составлял всего 15%.
Развитие корнеплодов задерживается в большей степени, чем листьев, из-за конкуренции в начале сезона. Возможно, конкуренция за свет привела к тому, что фотосинтат в большей степени направлялся на листья, а не на корни. Следует признать, что другая популяция видов сорняков может изменить результаты, хотя принципы конкуренции не меняются.
В зависимости от конкретной сельдерейной культуры и вида сорняков, методы борьбы с сорняками могут значительно отличаться. Популяции сорняков, которые являются однолетними, многолетними, зимними, летними сорняками или даже добровольными культурными растениями, будут влиять на то, какие методы управления будут наиболее подходящими. Аналогичным образом, другие характеристики видов сорняков, такие как высота, расположение и площадь листьев, будут влиять на решения по управлению борьбой.
Типичные сорняки овощных сельдерейных культур:
- Poa annua (мятлик однолетний);
- Echinochloa crus-galli (ежовник обыкновенный);
- Cynodon dactylon (свинорой пальчатый);
- Convolvulus arvensis (вьюнок полевой) и другие виды рода Convolvulus;
- Solanum nigrum (паслён чёрный);
- Cirsium arvense (бодяк полевой);
- Phalaris canariensis;
- Mollugo verticillata;
- Bromus secalinus (костёр ржаной);
- Stellaria media (звездчатка средняя);
- Xanthium strumarium (дурнишник обыкновенный);
- Cirsium vulgare (бодяк обыкновенный);
- Digitaria spp. (росичка);
- Rumex spp. (щавель);
- Panicum dichotomiflorum;
- Amsinckia intermedia и другие виды рода Amsinckia;
- Erodium spp. (аистник);
- Conyza bonariensis;
- Erigeron annuus (мелколепестник однолетний);
- Setaria viridis (щетинник зелёный) и другие виды рода Setaria;
- Galinsoga parviflora (галинзога мелкоцветковая) и другие виды рода Galinsoga;
- Chenopodium murale (марь постенная);
- Eleusine indica;
- Physalis spp. (физалис);
- Senecio vulgaris (крестовник обыкновенный);
- Solanum sarrachoides;
- Torilis nodosa;
- Lamium amplexicaule (яснотка стеблеобъемлющая);
- Conyza canadensis (мелколепестник канадский);
- Sorghum halepense (сорго алеппское);
- Koeleria cristata;
- Polygonum spp. (горец);
- Kochia scoparia (бассия веничная);
- Chenopodium album (марь белая);
- Euphorbia esula (молочай острый);
- Sisymbrium irio;
- Eragrostis barrelieri и другие виды рода Eragrostis;
- Malva neglecta (мальва незамеченная), M. parviflora (мальва мелкоцветковая), M. pusilla (мальва приземистая);
- Asclepias syriaca (ваточник сирийский);
- Ipomoea purpurea (ипомея пурпурная) и другие виды рода Ipomoea;
- Brassica spp. (капуста);
- Urtica urens (крапива жгучая);
- Amaranthus retroflexus (амарант запрокинутый), и другие виды рода Amaranthus;
- Matricaria maticarioides (ромашка пахучая);
- Lactuca serriola (латук дикий);
- Tribulus terrestris (якорцы стелющиеся);
- Cyperus rotundus (сыть круглая);
- Portulaca oleracea (портулак огородный);
- Elytrigia repens (пырей ползучий);
- Ambrosia artemisiifolia (амброзия полыннолистная);
- Salsola iberica;
- Lolium multiflorum (плевел многоцветковый), и другие виды рода Lolium;
- Capsella bursa-pastoris (пастушья сумка обыкновенная);
- Sonchus oleraceus (осот огородный);
- Bidens bipinnata;
- Helianthus annuus (подсолнечник однолетний);
- Hordeum spp. (ячмень);
- Daucus carota (морковь дикая);
- Avena fatua (овсюг);
- Raphanus raphanistrum (редька полевая);
- Cyperus esculentus (сыть съедобная).
Это наиболее представительные виды, известные как вредители в Северной Америке и Европе. Очевидно, что дополнительные виды являются вредными сорняками в различных производственных зонах.
В некоторых ситуациях, когда на полях встречаются большие популяции многолетних сорняков, таких как орехоплодные (Cyperus spp.) или вяжущие (Convolvulus spp.), может быть разумным избегать выращивания моркови или других сельдерейных, пока эти сорняки не будут удалены. С другой стороны, полное уничтожение сорняков для получения чистых полей, свободных от сорняков, редко бывает целесообразным или экономически оправданным. Например, фумигация почвы бромистым метилом является очень эффективным методом борьбы с сорняками. Однако такая фумигация является дорогостоящей процедурой и часто экономически не оправдана. Большинство коммерческих производителей стремятся к экономичному уровню контроля, а не к абсолютному избавлению от сорняков.
Хорошо выполненное ручное удаление и мотыжение являются эффективными методами борьбы с сорняками, хотя и не столь эффективными с точки зрения использования рабочей силы по сравнению с другими методами борьбы. Использование ручного труда распространено в районах, где стоимость рабочей силы низкая, а доступ к механическим или химическим средствам борьбы с сорняками ограничен. Тем не менее, ручное удаление и мотыжение по-прежнему используется во многих ситуациях даже в регионах с высокими производственными технологиями.
Механическая обработка почвы, иногда в сочетании с предпосадочным орошением, мульчированием, севооборотом и соляризацией, также в той или иной степени используется для борьбы с сорняками в посевах умбеллифер.
Разработка селективных химических гербицидов стала огромным преимуществом для производителей овощных культур и в значительной степени зависит от них. Во многих ситуациях они являются основной мерой борьбы с сорняками, а механическая обработка почвы дополняет химический контроль. Селективность гербицидов относительна, но это не означает, что они безвредны для применяемой культуры. Неправильное применение может привести к значительному повреждению посевов. Еще одна проблема связана с остатками гербицидов в текущей и последующих культурах. И в этом случае важны соответствующие знания и использование гербицидных продуктов.
Производители сельдерейных культур имеют относительно обширный арсенал селективных гербицидов, доступных для моркови, сельдерея, пастернака, петрушки и укропа. Однако гербициды, используемые для этих культур, как правило, не зарегистрированы для использования с мелкосемянными культурами, и в целом одобренные гербициды для производства многих мелкосемянных культур просто отсутствуют. Кроме того, допустимое использование настоящей продукции может быть изменено либо из-за расширения нормативных ограничений, либо из-за прекращения производства из-за низкого потенциала возмещения затрат на разработку и высокого потенциала ответственности. Из-за потенциального воздействия на здоровье человека регулирование пестицидных продуктов, включающих гербициды, находится в стадии интенсивного изучения. Пересмотр и перерегистрация, находящиеся в процессе или ожидающие своей очереди, создадут значительные проблемы для производителей овощных умбеллиферов. Разработка новых продуктов продолжается, но тестирование, одобрение регулирующими органами и внедрение занимает значительное время, прежде чем можно будет рекомендовать их использование. Поэтому важно найти альтернативы для подходящего и приемлемого управления сорняками, которые минимизируют негативное воздействие на человека и окружающую среду.
Гербициды, используемые в производстве сельдерейных культур и подавляющие рост меристемы и проростков, включают: бенсулид, трифлуралин, флуазифоп бутил и сетоксидим. К ингибиторам фотосинтеза относятся: линурон, прометрин и метрибузин, а такие препараты, как глифосат и паракват, убивают растения путем разрушения клеточных мембран и иссушения. Новые продукты для химической борьбы с сорняками будут основываться на новых химикатах и новых способах действия.
Общие характеристики, касающиеся применения и целей борьбы с сорняками некоторых используемых в настоящее время гербицидов для умбеллиферных культур, следующие:
- Бенсулид — почвенное внесение, довсходовое или послевсходовое, широколистные и злаковые растения.
- Трифлуралин — почвенное внесение, довсходовое внесение, широколистные и злаковые травы.
- Флуазифоп бутил — внекорневая обработка, ранний послевсходовый период, травы.
- Сетоксидим — внекорневая подкормка, послевсходовая обработка, травы.
- Линурон — листовая подкормка, до- и послевсходовая, широколистные и злаковые травы.
- Прометрин — внекорневое, послевсходовое применение, широколистные и злаковые травы.
- Метрибузин — внекорневое, послевсходовое применение, широколистные сорняки.
- Глифосат и паракват — полезные неселективные гербициды для внекорневого применения.
Эти примеры иллюстрируют некоторые продукты и способы их применения. Важно, чтобы перед использованием соблюдалась вся информация на этикетке продукта.
Биологические методы борьбы с сорняками быстро развиваются. Трансгенное внедрение устойчивости к гербицидам было достигнуто в кукурузе, сое, хлопке и каноле. Хотя культуры семейства зонтичных еще не использовали этот подход для борьбы с сорняками, потенциал для создания дополнительных средств борьбы с сорняками обнадеживает. Расширенное использование болезней и насекомых, поражающих сорняки, — это другие пути биологического контроля. По мере внедрения новых технологий расширяются возможности для альтернативных вариантов управления.
Литература
Carrots and related vegetable Umbelliferae / V.E. Rubatzky, C.F. Quires, and P.W. Simon. USA. 1999.