66764

Оптимизация минерального питания в семеноводстве различных сортов лука репчатого (Allium cepa L.)

Диссертация

Биология и генетика

В связи с изменением климата а также обновлением сортов лука репчатого требуется разработка систем применения удобрений отвечающих требованиям сорта. В связи с этим можно сделать вывод что выявление сортовых особенностей применения минеральных макро и микроудобрений...

Русский

2014-08-27

6.74 MB

3 чел.

Всероссийский научно-исследовательский институт

селекции и семеноводства овощных культур

На правах рукописи

Князьков Андрей Николаевич

Оптимизация минерального питания в семеноводстве различных сортов лука репчатого (Allium cepa L.)

Специальность: 06.01.05 – селекция и семеноводство

                                                        сельскохозяйственных растений

      06.01.09 – овощеводство

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

                                                                                Научные руководители:

                                                                                доктор биол. наук, профессор,

                                                                                Надежкин С.М.

                                                                        канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр.,

                                                                        Агафонов А.Ф.

МОСКВА – 2014

ВВЕДЕНИЕ

Обеспечение людей продуктами питания остается важнейшей задачей постоянно растущего населения Земли. Научно обоснованная агротехника возделывания культур позволяет выращивать высокие урожаи различных видов и сортов сельскохозяйственных растений, так как при этом наиболее полно и лучше используются почвенные и климатические условия, материально-сырьевые ресурсы (Большаков, 1994; Горячих, 1995; Горбунова, 1996)

Семеноводство – особая отрасль сельского хозяйства, главной задачей которой является обеспечение всех овощных хозяйств чистосортным посевным материалом. В настоящее время в результате селекционной работы создан огромный сортимент сортов и гибридов овощных культур, отвечающих различным требованиям потребительского спроса и основная роль в поддержании  их сортовых и урожайных качеств принадлежит первичному семеноводству. В ходе селекционного процесса, в первичном размножении и далее в процессе производства у ряда овощных культур возникает проблемы, связанные с низкими посевными качествами семян. Для получения высоких урожаев качественных семян необходима разработка эффективных элементов технологии. Это требует с одной стороны совершенствование существующей агротехники выращивания семян, с другой – освоение новых, наиболее эффективных с экономической точки зрения приемов семеноводства (Лудилов, 2005; Болотских, 2008).

Увеличение производства овощных культур возможно только на основе последовательной интенсификации всех отраслей сельского хозяйства, где одним из важнейших факторов является применение удобрений (Лудилов, 2005). С их помощью  можно изменять направленность процессов обмена веществ в желаемую сторону и вызывать накопление в растениях полезных для человека веществ – белков, жиров, сахара, витаминов и т. д. (Литвинов 2003). Удобрения, наряду с погодными условиями, оказывают существенное влияние на семенную продуктивность овощных культур, поэтому установление общих тенденций зависимости урожайности семян от доз, форм удобрений для конкретной почвенно-климатической зоны актуально.

В связи с изменением климата, а также обновлением сортов лука репчатого, требуется разработка систем применения удобрений, отвечающих требованиям сорта. Однако в России в последнее время этому вопросу уделяется мало внимания, а исследования, которые ведутся – направлены, в основном, на повышение урожайности товарных луковиц, а не семенной продуктивности. В связи с этим, можно сделать вывод, что выявление сортовых особенностей применения минеральных макро- и микроудобрений в семеноводстве лука репчатого для конкретной почвенно-климатической зоны остаются актуальными (Агафонов, 2006).

Цель настоящей работы – определение особенностей влияния макро- и микроудобрений на урожайность маточных луковиц и семян, биохимический состав и сохранность маточных луковиц, посевные качества семян лука репчатого.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Выявить влияние минеральных удобрений на динамику содержания элементов питания в почве.

2. Определить сортовую реакцию лука репчатого на условия минерального питания.

3. Выявить влияние макро- и микроудобрений на биохимический состав, лежкость маточных луковиц и посевные качества семян лука репчатого.

4.Установить оптимальное сочетание удобрений для получения максимальной урожайности маточных луковиц и семян различных сортов лука репчатого.

5. Дать оценку экономической эффективности изучаемых приемов.

Научная новизна. Выявлены сортовые отличия в реакции растений разных генераций лука репчатого на внесение минеральных удобрений в зависимости от дозы и погодных условий на дерново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны России. По совокупности  проявляющихся эффектов определены нормы применения минеральных удобрений, стабильно повышающие урожайность маточных луковиц и семян сортов Золотничок, Мячковский 300 и Черный принц. Установлена высокая отзывчивость сорта Золотничок на обработку посадочного материала и опрыскивание растений микроэлементами в форме комплексонатов металлов. Дана сравнительная оценка экономической эффективности применения макро- и микроудобрений на разных генерациях лука репчатого и установлены оптимальные их сочетания, позволяющие повысить рентабельность товарного производства и семеноводства изученных сортов на дерново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны России.

Практическая значимость. На дерново-подзолистой почве в условиях Московской области для получения наибольшего урожая маточных луковиц экономически целесообразно использование P60K60 и P90K90 на фоне N90 на сорте Золотничок при выращивании его на товарные цели и N30P30K30 – для семеноводства; N90P90K90 на сорте Мячковский 300 и N60P30K30 на сорте Черный принц – при выращивании их на как на товарные цели, так и для семеноводства. У сортов Золотничок и Мячковский 300 внесение N60P90K90, обеспечивает повышение урожайности семян на 62-66%, у сорта Черный принц N60P60K60 – на 47%. Замачивание посадочного материала перед посадкой и опрыскивание вегетирующих растений микроэлементами в форме комплексонатов металлов позволяет получить прибавку урожая маточных луковиц на 23%, семян – на 21%.

Основные положения, выносимые на защиту:

- динамика содержания элементов питания в дерново-подзолистой почве при использовании минеральных удобрений в течение вегетации различных генераций лука репчатого;

- особенности сортовой реакции на внесение различных доз минеральных удобрений: урожайность маточных луковиц, биохимический состав, сохранность, урожайность семян, посевные качества семян различных сортов лука репчатого;

- влияние различных форм и способов применения микроудобрений на урожайность маточных луковиц, сохранность, урожайность семян, посевные качества семян лука репчатого сорта Золотничок.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на отчетных сессиях аспирантов ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур в 2010 – 2012 годах. Материалы диссертации были представлены на 47-й Международной научной конференции молодых ученых, специалистов-агрохимиков и экологов «Перспективы применения средств химизации в ресурсосберегающих агротехнологиях» (Москва, 2013), Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 140-летию Г.К. Мейстера «Инновационное развитие АПК в России» (Саратов, 2013).

Публикация результатов исследований. По результатам исследований опубликовано 5 печатных работ, в том числе 2 – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для опубликования основных результатов исследований кандидатских и докторских диссертаций.


1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Значение лука в питании человека

Среди овощей лук репчатый занимает важное место в рационе питания населения. Помимо большого продовольственного значения он ценен и своими лечебными свойствами. Особенно полезен лук по содержанию фитонцидов, которые придают острый вкус и специфический запах, витаминов, биологически активных веществ и эфирных масел. Одно из ведущих мест в мире среди овощных культур по праву занимает лук репчатый, имеющий также во многих странах важное экономическое значение. На приусадебных участках и огородах он встречается повсеместно и выращивается издавна (Пивоваров, 2006; Гинс, 2009; Никульшин, 2010; Леунов, 2011).

Значение лука репчатого в том, что он используется в пищу практически в течение года, так как лук-репка способен сохранятся длительное время. Кроме того лук-репку дополнительно используют для выращивания богатой витаминами зелени, как в открытом, так и закрытом грунте в зимне-весенний период. Это очень важно, так как к весне число продуктов, содержащих витамины, особенно витамина С, в овощах и фруктах резко уменьшается, а также ассортимент овощей и фруктов значительно беднее весной, чем осенью (Старых, 2000; Борисов, 2003; Mitra, 2012).

Лук служит приправой к кушаньям, его употребляют в свежем виде. Обладает способностью растворять отложения извести в организме. Препараты из лука широко применяются в медицине при лечении желудочных заболеваний, органов дыхания и сердечнососудистой системы. А сок шелухи лука используют как краску (Елешев, 2000; Hunter, 2002; Kumar-Sampath, 2010).

1.2. Ботаническая характеристика и биологические особенности

Лук репчатый относится к роду Allium L семейству луковых Alliaceae. Растение многолетнее, но возделывается в двух - трехлетней культуре, которое при посеве семенами в первый год образует луковицу. На второй год из луковицы развиваются листья и цветочная стрелка с соцветиями в виде шаровидного зонтика, на котором формируются плоды – трехгранная коробочка. Цветки лука серовато-белые. Венчик цветков состоит из шести лепестков. Тычинок с желтыми или зеленоватыми пыльниками в цветке тоже шесть, они расположены двумя кругами. Пестик с маленьким рыльцем, завязь верхняя, трехгранная коробочка. Цветонос – зеленая стрелка с восковым налетом, достигает иногда высоты 100 см и более, имеет трубчатое строение, характеризуется наличием вздутия в средней части. Как и лист, стрелка является органом фотосинтеза. После отмирания листьев она активно обеспечивает формирование и налив семян (Харузин, 1930; Введенский, 1935; Ross, 2001).

Семена у лука мелкие морщинистые, трехгранной формы, черного цвета, имеют плотную роговидную оболочку. Масса 1000 семян 2,5-4 г. В семенах лука зародыш цилиндрический спиралеобразный, состоит из одной семядоли, почечки и корешка, которые погружены в питательную ткань (Юрьева,  1992).

Листья у лука репчатого трубчатые, они плотно прилегают друг к другу и образуют ложный стебель, в нижней части которого формируется луковица. Общее количество листьев, образующихся за весь вегетационный период у одного растения, различно и зависит от его продолжительности, условий выращивания и сорта. По мере роста и формирования луковицы листья отмирают, начиная с самых ранних по времени появления, а вместе с ним отмирают и влагалища. Настоящий же стебель, называемый донцем, сильно укорочен и на нем расположена одна или несколько почек, из которых образуются либо цветочные стрелки с соцветиями, либо новые луковицы. Почки окружены мясистыми сочными чешуями, защищающими луковицу от высыхания. Окраска их может быть белая, желтая или красно-фиолетовая (Ross, 2001; Водянова, 2007).

Корневая система лука слабо разветвлена, сосущая сила ее невелика, поэтому особенно важно снабжать растения питательными веществами именно в начальный период жизни. В период формирования луковиц питательные вещества должны находиться в зоне расположения основной массы корней, в легкоусвояемой форме и в достаточном количестве. Необходимость в питательных веществах  в первые 2 месяца после посева семян незначительна, а начиная с июня и до конца вызревания луковиц растения выносят из почвы ¾ общей потребности питательных веществ (De Melo, 2003; Лебедева, Едемская, 2004).

Требования лука к факторам среды. Лук – холодостойкое растение. Прорастание семян начинается при 3-5°С, оптимальной же температурой является 18-20°С, которая обеспечивает дружное появление всходов и рост листьев. Корни интенсивно растут при 10-25°С, луковицы лучше формируются при 22-25°С. Всходы выдерживают понижение температуры от -2 до -3°С, а созревшие луковицы переносят кратковременные заморозки до 10-12°С (Ордынский, 1936; Эдельштейн, 1944).

Лук репчатый – растение длинного дня. Требования лука к интенсивности света в различные периоды жизни неодинаковы. Они невелики в начале вегетации, в период нарастания листового аппарата, и резко увеличиваются во время формирования луковиц. Поэтому при выращивании лука на зеленое перо небольшое затенение растений вполне допустимо. При возделывании же растений на лук-репку затенение задерживает формирование луковиц и снижает урожай (Тараканов, 2002).

Для выращивания лука репчатого необходимо использовать легкие супесчаные и суглинистые, плодородные, с высокой влагоемкостью, влагопроницаемостью, незасоренные почвы. Потребность лука в воде по фазам неодинакова. В фазе прорастания семян для лука необходима влажность почвы, составляющая около 80 % от наименьшей влагоемкости (НВ). После появления всходов оптимальной влажностью почвы является 70-80%. Во время созревания семян и луковицы потребность в воде снижается, в этот период необходимы сухая и жаркая погода (Сапаров, 1992; Попков, 2001; Тараканов, 2002).

Лук репчатый относится к растениям с повышенными требованиями к плодородию почвы. Особенно он чувствителен к кислотности почвы. Для лука хороши почвы с легким механическим составом, слабо- или среднесуглинистые, с глубоким пахотным слоем и достаточно плодородные. Однако следует учитывать, что высокая концентрация почвенного раствора действует на его корневую систему отрицательно. Почвенный раствор должен быть слабокислым или нейтральным (рН 6-7), степень насыщенности основаниями не менее 80%, запас подвижных форм фосфора и калия не менее 20-25 мг на 100г почвы и содержание гумуса 2,5-4,0%. Даже небольшое увеличение кислотности вредит луку, листья становятся мелкими, светло-зелеными, с желтеющими верхушками. В результате урожай резко снижается. Непригодны для лука и засоленные почвы. На пойменных почвах и осушенных торфяниках лук растет хорошо, однако его созревание задерживается. Совершенно непригодны для лука кислые и тяжелые, легко заплывающие глинистые почвы, на которых образуется корка. Наиболее пригодны для лука репчатого почвы, имеющие рН 6,0-7,0, (Алексеева, 1982).

Хорошими предшественника лука являются огурец и другие тыквенные, томат, озимая рожь и пшеница, посеянные по хорошо удобренному чистому пару. Из технических – конопля, т.е. все те культуры, под которые вносят большие дозы органических и минеральных удобрений (Алексеева, 1996; Пивоваров, Ершов, Агафонов, 2001).

При возделывании следует учитывать биологическую особенность лука – способность при наступлении неблагоприятных условий (засуха, недостаток питания или сильная засоренность, загущенные посевы и др.) заканчивать рост и формировать луковицу. В этом случае даже самая высокая агротехника (рыхление с подкормкой, поливы и др.), примененная с опозданием, не может остановить образование луковицы. Эту особенность используют для получения лука севка при искусственном загущении растений. При недостатке питания растения рано заканчивают рост и приступают к формированию луковицы, причем, чем раньше начался этот процесс, тем глубже и длительнее будет период покоя (Ершов, 1978).

1.3. Химический состав лука репчатого

Биохимический состав лука не постоянен и зависит от сорта, района выращивания, системы агротехники, состояния растения – находится ли оно в фазе покоя или роста. В пределах растения различен биохимический состав зеленой части листа, сочных открытых, закрытых и сухих чешуй (Ng, 2000; Sinclair, 2006; Водянова, 2007).

Химический состав наиболее распространенных сортов лука репчатого колеблется в широких приделах. В состав зольных элементов лука репчатого входят около 20 химических элементов. Он  богат витаминами С, В126, В12, РР, каротином и особенно богат солями калия, натрия фосфора, причем в листьях и луковицах содержание их меняется (Белик, 1991; Гусев, 2004). Лук содержит довольно много азотистых веществ – 1,7-2,5%, углеводов – до 16% (Буренин, 1990; Благородова, 2001; Джум, 2001).

Скорость и масштабы отдельных биохимических процессов широко варьируют в зависимости от внешних воздействий, поэтому и количество химических веществ в растениях в различных условиях неодинаково (Боголепова, 1996; Благородова, 2002).

Сухие вещества. Лук ценится за высокое содержание сухого вещества, в том числе сахаров представленных глюкозой, фруктозой, сахарозой и мальтозой. Содержание сухих веществ в луковице распределено неравномерно, наблюдается увеличение от наружных чешуй к внутренним. Например, у лука репчатого в открытых сочных чешуях содержится 8-11% сухого вещества, а в закрытых – 11-21%. В зеленых листьях содержится 7-12% сухих веществ, 1,0-1,3% сахаров, 3,7-4,5% азотистых веществ (Ермаков, 1989; Еременко, 1985).

Лук репчатый по вкусовым качествам разделяется на 3 группы: острый, полуострый, сладкий. Острый лук содержит больше сахаров, чем сладкий (Посявин, 1984; Куприн, 1989). Он имеет острый вкус, который долго сохраняется во рту. Эфирное масло, содержащееся в луке, раздражает слизистую оболочку глаз. Употребляется в пищу лишь после кулинарной обработки. Главной составной частью эфирного масла является дисульфид, полисахарид инулин, фитин, до 2,5% азотистых соединений, флавоноиды, представленные кверцетином и его гликозидами, фитонциды (Джум, 2001; Акулов, 2003; Агафонов, 2005; Mogren, 2006). По данным A.A. Yassen (2009) увеличению эфирных масел при выращивании лука репчатого на песчаных почвах Египта способствует внесение куриного помета.

Полуострый лук по вкусовым особенностям не отличается от острого, но он содержит меньше летучего эфирного масла. Этот лук употребляют как после кулинарной обработки, так и в сыром виде в качестве приправы к мясным, салатным и рыбным блюдам.

Сладкий лук содержит летучих органических кислот в малом количестве, эфирных масел в них немного, что обуславливает их сладкий вкус. Употребляют сладкие луки в сыром виде как приправу. Лук можно использовать в различном возрасте, начиная с прорастания и кончая зрелой луковицей. В начале роста в пищу употребляют листья лука, затем используют листья и молодые луковицы, позднее в пищу идут зрелые луковицы, которые хорошо хранятся и представляют главную цель выращивания лука.

Использование сладких, полуострых и острых сортов лука репчатого, семенной, севочной и рассадной культуры в сочетании с различными способами выращивания и хранения позволяет иметь свежую витаминную продукцию этой культуры круглый год.

Выращивание одного и того же сорта лука в разных географических зонах показывает, что существуют различия в накоплении химических веществ в луковице. Также на химический состав лука оказывает влияние способ его выращивания. Например, содержание сухого вещества в луковице значительно выше при выращивании из севка, чем из семян (Волкинд, 1989; Белик, 1991; Круг, 2000; Барышев, 2002).

Сорта южного подвида отличаются сравнительно невысоким (7,4-12,7%) содержанием сухого вещества и сахара, и только у отдельных сортов они достигают 13-13,8%, а содержание аскорбиновой кислоты в них меньше чем у сортов западного и восточного подвидов. У представителей западного подвида 14-19% сухого вещества и 6,1-13,7% сахара (Ермаков, 1989; Andrejiova, 2011)

Образцы лука южной разновидности – сорта салатного назначения. Для них характерно относительно низкое содержание сухого вещества, сахаров, особенно олигосахаридов, невысокое содержание эфирных масел. Образцы азиатской разновидности в условиях жаркого климата в основном представляют собой острые и полуострые формы и характеризуются высоким содержанием олигосахаридов, а, следовательно, суммы сахаров и сухих веществ. Образцы североамериканской разновидности накапливают значительное количество моносахаров, а содержание общего сахара и сухих веществ у них ниже, чем у азиатской разновидности (Казакова, 1978).

Существенное влияние на химический состав оказывают удобрения, как правило, при избыточных дозах азота или одностороннем азотном питании содержание сахаров и аскорбиновой кислоты уменьшается. Фосфорные и калийные удобрения повышают содержание сахаров и аскорбиновой кислоты (Исагулян, 1998). Накопление сахаров в луковице продолжается до начала ее созревания и сумма их к этому периоду составляет 50-70% от сухого вещества. Накопление последних достигает максимума ко времени полегания листьев (Шифрина, 1965).

На содержание сухих веществ в луке оказывает влияние способ его выращивания. Установлено, что при весенних сроках посева по сравнению с осенними накопление сухого вещества и сахаров увеличивается. А.Л. Фельд-ман (1979) установил, что недостаток влажности в почве вызывает увеличение сахаристости в листьях и луковицах. Так, при выращивании сорта Даниловский местный при 40%-ной влажности почвы от полной ее влагоемкости, в луковицах содержалось 8% сахара, при 90%-ной – только 6,95%, у сорта Каба – соответственно 4,77 и 3,07%. В листьях этих сортов концентрация сахаров была на 10% выше при выращивании на почве 40% - ной влажности.

Продолжительность дня во время роста луковиц сказывается на их химическом составе (Кефели, 1979; Туголуков, 1984; Куприн, 1989). Опыты по изучению влияния длины дня на содержание сахаров и сахарозы в луке сорта Арзамасский показали, что при 12-часовом дне образуется 3,7% сахаров, при естественном – в 3 раза больше (10,8%), а при 24-часовом непрерывном освещении еще больше – 12,3%.

Внесение полного минерального удобрения в соответствующих соотношениях несколько повышает содержание питательных веществ и улучшает пищевые и вкусовые достоинства овощей. При избыточном азотном удобрении, особенно поздних азотных подкормках, ухудшается лежкость лука (Борисов, 2003).

Установлено, что по мере увеличения норм азотных удобрений возрастает содержание нитратов в овощах, но, тем не менее, накопление нитратов также связано с биологическими особенностями культуры, погодными условиями и свойствами почвы. При избыточном азотном удобрении, особенно поздних азотных подкормках, ухудшается лежкость лука (Минеев, 1990; Литвинов, 1998; Борисов, 2003).

В период созревания луковиц происходит превращение веществ из простых в более сложные: у острых сортов постепенно увеличивается содержание сухого вещества; у салатных сортов этот процесс замедлен. Накопление сахаров в луковице продолжается до начала ее созревания, и сумма их к этому периоду составляет 50-70% от сухого вещества. Накопление последних достигает максимума ко времени полегания листьев. Повышенный агрофон способствует повышению сахаристости лука, а сильное увлажнение почвы приводит к ее снижению (Дерюгин, 1988).

В период хранения в луковице репчатого лука происходят биохимические изменения, сопровождающиеся гидролизом, процессы, противоположные тем, которые шли при созревании лука, т.е. накапливаются монозы и уменьшается содержание сахарозы, уменьшается и общее содержание сухого вещества.

Все сорта лука репчатого, отличающиеся более высоким содержанием сухого вещества, обладают повышенной лежкостью, причем существует прямая зависимость между этими признаками (Касьянов, 2001; Алпысбаева, 2002).

Значение химического состава различных групп сортов лука репчатого помогает планомерно вести селекцию сортов на определенные хозяйственно – ценные качества. В большинстве случаев сорта, отличающиеся низким содержанием сухого вещества, имеют сочную, крупную луковицу (Агафонов, 2003).

Углеводы. Из органических соединений, в большей степени углеводы, в том числе моносахара, определяют вкус и питательную ценность листьев лука. Углеводы обычно составляют 60-65 % всех сухих веществ. В состав углеводного комплекса луковицы входят сахара, гемицеллюлозы, клетчатка и пектин. 85-90 % всех углеводов составляют сахара, в состав которых входят моносахариды, олигосахариды и глюкофруктозаны. Содержание и соотношение формы сахаров в луковице зависит от сорта, времени сбора, места произрастания и ряда других условий. В наружных чешуях луковицы сахара меньше, чем во внутренних, а отношение глюкозы к сахарозе больше. Содержание глюкозы от основания к верхушке луковицы не претерпевает сильных изменений. Среди сахаров, входящих в качестве компонентов гликозидов, в листьях лука верхнего радиуса были идентифицированы: рамноза, галактоза, арабиноза, глюкоза и ксилоза. Из сахаров, входящих в состав полисахаридов, растворимых в горячей воде, в листьях всех 3 ярусов обнаружены: галактоза, галактуроновая кислота и арабиноза. Кроме того, из компонентов полисахаридов, растворимых в горячем 50-процентном спирте, найдены следы ксилозы, рамнозы, глюкозы и фруктозы; растворимых  в холодной воде – рамноза и манноза (Кононков, 2009).

Из зеленых листьев, убранных в период созревания, были выделены слизистые вещества, содержащие целлюлозу, гемицеллюлозу, протопектин, водорастворимый пектин и другие полисахариды. В гидролизатах обнаружены: глюкоза, фруктоза, сахароза и олигосахариды, состоящие из фруктозных остатков (Еременко, 1985).

Органические кислоты. Общее количество органических кислот в луковице и листьях лука невелико и составляет от 0,15 до 0,30 % на сырое вещество (Еременко, 1985; Ермаков, 1989).

Детальное изучение локализации кислот в листе показало, что зеленая часть его содержит почти вдвое больше яблочной кислоты, чем средняя и нижняя белая части. В зеленой и белой частях листьев найдены уксусная кислота и нелетучие кислоты, образующие лактон. Все части листьев содержат щавелевую кислоту. В луке преимущественно содержатся соли лимонной и яблочной кислот (Кассандрова, 1979; Ермаков, 1989).

Содержание аскорбиновой кислоты в листьях лука зависит от сорта, условий и времени выращивания, фазы развития лука и может изменяться в широких пределах – от 20 до 70 мг% (Камалеев, 2001).

По данным биохимической лаборатории ВИР, окрашенные в фиолетовый цвет мясистые чешуи луковиц лука репчатого содержат красящее вещество, идентифицированное как цианидин. Неокрашенные луковицы (сорт Стригуновский) цианидин не содержали (Холликвист, 1972; Покровский, 1981; Федюк, 1986).

В луковице сорта Бессоновский обнаружены летучие и нелетучие кислоты: свободных кислот в пересчете на яблочную – 0,15%; общее количество кислот, определенных по эфирному экстракту, составило 0,26%, в луковице найдены янтарная, яблочная и лимонная кислоты в соотношении 34%, 61% и 5% соответственно. Листья лука содержали янтарной кислоты – 42%, яблочной – 50% и лимонной – 8% от суммы кислот (Сокол, 1974; Сухалютюк, 1987).

Белки и аминокислоты. Количество азотистых веществ в луковице составляет от 6,25 до 13,8% от суммы сухих веществ (Пизик, 1985). Содержание собственно белкового азота составляет до 50% от общего азота луковицы. В зрелых луковицах (период полегания пера)  в некоторых сортах лука общего азота приходится от 50 до 70% на белковый. В листьях лука репчатого 70% азота является белковым. В некоторых районах длительные пребывания созревших луковиц в земле ведет к уменьшению в них белкового азота (Ермаков, 1989). На основании данных разных авторов, доля собственного белка в общем содержании сухих веществ в зрелой луковице составляет от 3 до 8 %. По растворимости в различных растворителях азотосодержащие вещества лука представлены в основном солерастворимой фракцией (около 77% от суммы азота в луковице). Количество щелочнорастворимых белков около 15% и растворимых только в спирте, но нерастворимых в слабом растворе щелочи – 6%. В луке найдено 18 аминокислот, среди которых есть глицин, треонин, глутаминовая кислота, аланин, пролин, тирозин, а также соединение по свойствам аналогичное аллиину – специфической аминокислоте, выделенной из чеснока, новый тип природной серосодержащей аминокислоты – циклоаллиин. Последний был найден во всех частях лука репчатого, порея и чеснока  (Колесников, 2001; Гинс, 2009).

Минеральные удобрения не оказывают существенного влияния на содержание белка в луковице. Азотные удобрения увеличивали в луковице лишь содержание небелковых форм азота (Авдонин, 1979).

Ферменты  специфические катализаторы белковой природы, ускоряющие течение определенных химических реакций и играющие важнейшую роль в обмене веществ. По сравнению с неорганическими катализаторами ферменты обладают более сильным действием. Фермент аллиназа, принимающий участие в образовании аллицина чеснока, присутствует также и в луке (Bert E. Verlinden, 2002; Tuan, 2010). В луковице содержатся дыхательные ферменты – цитохром А, Б, С, цитохромксидаза и пероксидаза. При разрезании луковиц на части в них происходит увеличение концентрации аскорбиновой кислоты. Это явление известно как «раневой биосинтез». Гомогенат, полученный из луковиц, обладает способностью превращать изоцитрат в лимонную кислоту и образовывать яблочную из фумаровой (Рыбаков, 1982;).

Витамины. В растениях, кроме ферментов, содержится еще одна группа органических катализаторов, без которых невозможно нормальное течение биохимических процессов. Эту группу катализаторов с относительно низким молекулярным весом называют витаминами. Они тесно связаны с ферментами и очень часто входят в активные группы двухкомпонентных ферментов. Известно свыше 100 различных ферментов, в составе активных групп которых находятся витамины. По сравнению с белками, жирами, углеводами и минеральными солями, витамины необходимы в ничтожно малых количествах (Покровский, 1981).

Луковицы лука репчатого содержат аскорбиновую кислоту, тиамин (В1) рибофлавин (В2), никотиновую (РР) и пантотеновую кислоты. В зеленых листьях лука разных видов содержится аскорбиновая кислота, каротин и рибофлавин, хлорофилл и ксантофилл. В листьях многолетних луков содержится каротин (2,6-4,3 мг на 100 г) (Ермаков, 1989).

1.4. Оценка адаптивной способности и стабильности генотипа

В современном производстве сельскохозяйственной продукции особое значение приобретает использование сортов в соответствии с уровнем энергоемкости применяемых технологий. Это требует информации об адаптивности сорта. При высоком уровне интенсификации сельскохозяйственного производства необходимы сорта, способные в предоставляемых им условиях максимально реализовать потенциал продуктивности. Причем использование фактора интенсификации – удобрений, должно быть максимальным (Добруцкая, 2008).

Для полуинтенсивных технологий необходимы сорта, сочетающие высокую потенциальную продуктивность с экологической устойчивостью. Именно такие генотипы способны из года в год обеспечивать стабильно высокую, хотя и не максимальную урожайность (Добруцкая, 2012).

Показатели адаптивной способности и оценку параметров среды как фона для селекции и семеноводства определяли по методике А.В. Кильчевского и Л.В. Хотылевой (1985). Для обозначения адаптивных форм некоторые исследователи используют термин «экологическая пластичность», понимая под ней способность, стабильно формировать высокую (относительно других сортов) урожайность в разнообразных погодных и агротехнических условиях. В качестве параметра экологической пластичности они используют коэффициент регрессии (Eberhart, 1966).

Коэффициент регрессии применяли как показатель отзывчивости генотипа на воздействие внешних условий, в наших исследованиях – разные дозы минеральных удобрений. Если bi>1, то это форма интенсивного типа, отзывчива на улучшение условий среды, если bi<1, то генотип не отзывчив, он будет лучшим в худших условиях среды. Такие формы обычно высокоадаптивны, сочетают высокую потенциальную продуктивность, общую адаптивную способность (ОАСi) с относительной стабильностью генотипа (низкие значения параметра Sqi), способностью поддерживать, в результате регулярных механизмов, определенный фенотип в различных условиях произрастания. При создании адаптивных форм ориентируются на формирование не потенциальной, а реальной продуктивности.

1.5. Особенности минерального питания лука репчатого

Динамика потребления элементов питания. Максимальным в питании растений является период, когда среднесуточное потребление элемента достигает своего наибольшего значения. Он соответствует наиболее поздним фазам развития растений и в большинстве случаев совпадает с периодом наибольшего накопления сухой биомассы, хотя в этом и не отмечается строго прямой пропорциональности. Так у молодых растений поступление питательных веществ, всегда существенно опережает накопление сухой биомассы. Поэтому в молодом возрасте растения содержат больше азота, фосфора и калия, а также других элементов питания на единицу сухого вещества, чем в более поздние периоды развития (Ягодин, 1982).

Более всего на урожай массы растений и семян лука, из макроэлементов расходуется калия, затем азота, кальция, натрия, магния. Из микроэлементов – марганца и цинка, затем бора и меди. Вынос молибдена и кобальта незначительно, как и их содержание в семенниках (Щукин и др., 1993).

Острые сорта лука потребляют значительно больше азота, а сладкие – калия (Дерюгин, 1988).

Роль макроэлементов в питании лука. Влияние основных элементов питания в жизни растений несравненно велико, их можно наблюдать и по внешнему виду растений. Недостаток азота в растениях лука сопровождается типичными признаками: рост растений тормозится, формируются короткие листья небольшого диаметра, бледно-зеленые, краснеющие с верхушки. При остром дефиците азота в корневой зоне, снижается содержание этого элемента в растении, ограничивается рост и продуктивность лука, тогда как содержание сухого вещества, сахаров и витамина С в луковицах возрастает. Сильно обедненные азотом листья аккумулируют на единицу своей массы больше фосфора и калия, но меньше магния.

Азот, калий и сера – важнейшие питательные элементы, которые играют значительную роль в образовании луковиц, росте, развитии цвета кожицы и остроте лука (Vachhani, 1993; Nasreen, 2007). Для получения максимального урожая необходимо создать высокий уровень концентрации питательных веществ в почве при достаточном количестве влаги (Воробьева, 1980).

Азот среди элементов минерального питания – наиболее мощный регулятор роста лука. Высокий уровень поглощения азота приводит к замедлению процесса образования луковицы, дефицит же его способствует более быстрому завершению стадии образования луковицы. Образование луковицы ускоряется и при высоком отношении калия к азоту (Дерюгин, Кулюкин, 1982).

Наибольшая потребность растений лука в азоте наблюдается на начальных фазах роста и развития. Азот усиливает рост надземной массы и необходим, в первую очередь, для формирования вегетативных органов, а с момента образования луковиц и созревания увеличивается потребность в фосфоре и калии. При достаточной обеспеченности растений азотом дополнительное его внесение не только не ускоряет отток, но и тормозит его. Однако одновременное внесение вместе с азотом фосфора и калия в какой-то степени снимало тормозящее действие азотных удобрений (Tekalign, 2011).

Опасна передозировка азотными удобрениями. Она может привести к ослаблению устойчивости растений, большей их подверженности заболеваниям и ухудшению хранения. Особенно нежелателен избыток азота для лука-матки, предназначенного для семеноводства. Внесение избытка фосфора менее опасна, так как его значительная часть связывается почвой. Калий, как правило, избыточным не бывает (Юрьева, 1992; Hussaini, 2000).

То обстоятельство, что корневая система лука обхватывает очень малый объем почвы при общей низкой скорости роста, делает необходимым обратить особое внимание на фосфорное питание. Ни для одного элемента питания не обнаружено столь обширного и многообразного участия в биохимических процессах растения лука, как для фосфора. Фосфор играет решающую роль в питании лука. Недостаток его в питательной среде не только резко снижает продуктивность растений, но и отрицательно влияет на биологическую полноценность продукта: растения быстро приостанавливают рост, листья, начиная с верхушки, чернеют и отмирают. Также при недостаточном содержании фосфора увеличивается доля луковиц с шейкой, не покрытой чешуями, и происходит преждевременное стрелкование во время хранения (Круг, 2000).

Достаточная обеспеченность фосфором в период вегетации способствует лучшему развитию корневой системы, в результате чего улучшается питание лука, ускоряется развитие и повышается его урожайность (Симонов, Родионов, 1986).

Выполняя важные функции в обмене веществ растительных организмов, калий влияет на процесс образования и передвижения углеводов, увеличивает гидратацию коллоидов, в связи с чем возрастают водоудерживающие силы и повышается засухоустойчивость растений (Shafeek, 2013).

Калий играет важную роль в обмене веществ у лука. Опыты X. Б. Шифриной, проведенные в 1951 – 1955 годах в условиях Молдавии, показали, что под влиянием удобрения сернокислым калием увеличивается размер луковиц, особенно у салатного лука, и уменьшается содержание олигосахаров. При недостатке калия образование углеводов тормозится, а дыхание  повышается, в результате чего продуктивность лука падает (Кальтя, 1961; Шифрина, 1961).

Калий способствует устойчивости растений против вредителей и грибных болезней, накоплению в растениях углеводов, улучшает лежкость продукции (Norman, 1995).

Растения лука потребляют значительное количество калия. Больше всего его содержится в меристематической ткани листьев. В молодых листьях калия всегда больше, чем в старых, поэтому молодые растения всегда богаче этим элементом. Содержание его в листьях и стеблях относительно выровненное (Борисов, 2003). При недостатке калия у растений лука происходят нарушения в процессах обмена веществ. Калийные удобрения способствуют увеличению не связанной, а свободной воды в клетках, что приводит к более интенсивному обмену веществ, реакциям гидролиза и способствует оттоку пластических веществ из листьев в генеративные органы (Козин, 1977). Дефицит его сказывается, прежде всего, на снижении тургора, листья вянут, верхушки их приобретают серовато-желтую окраску.

Калий, при его внесении в подкормку в начале периода формирования луковицы способствует более интенсивному росту органической массы лука, чем при внесении перед посевом или посадкой. Под непосредственным влиянием калия усиливается образование сахаров в листьях и передвижение их в генеративные и запасные органы. Следует отметить, что эффективное действие на накопление сахаров происходит при совместном внесении калия с фосфорными удобрениями. Также установлена положительная биохимическая роль калия в образовании таких сложномолекулярных соединений, как углеводы и белки, повышающие гидрофильность коллоидов (Посявин, 1975).

Роль микроэлементов в питании лука. Наряду с макроэлементами, большое значение для жизнедеятельности лука репчатого играют микроэлементы: марганец, медь, бор, цинк. Эти элементы повышают устойчивость растений к заболеваниям, способствуют более продуктивному использованию влаги (Manna, 2013). Многочисленными исследованиями доказано, что они, являясь регуляторами жизненных процессов, происходящих в растениях, активно влияют на биохимические процессы, а, следовательно, и на урожай и качество получаемой продукции. Растения, получившие микроэлементы с семенами или при некорневой подкормке, сохраняют более высокий уровень фотосинтеза в течение всей вегетации, более интенсивно накапливают сухое вещество. Кроме того, применение микроэлементов значительно задерживает падение интенсивности фотосинтеза, наблюдаемое у растений в осенний период (Борисов, 2003; Надежкин, 2009).

Физиологические особенности влияния микроэлементов на растения заключаются в том, что они не могут заменить основные питательные элементы минеральных удобрений, а лишь дополняют их действие. Вместе с тем, практика сельскохозяйственного производства свидетельствует о том, что ни один из микроэлементов не может быть заменен другим. При достаточном содержании в почве микроэлементов растения значительно эффективнее используют азотные, фосфорные и калийные удобрения. При их недостатке растения подвергаются различным заболеваниям, а сельскохозяйственные культуры дают неполноценный урожай (Ягодин, 1982).

Одной из наиболее важных и сложных проблем в минеральном питании растений является исследование взаимодействия минеральных элементов. Несмотря на необходимость различных микроэлементов, часто между их действием на те или иные процессы метаболизма клетки наблюдается антагонизм: парные или тройные их комбинации во многих случаях оказываются менее эффективными, чем каждый элемент в отдельности. Смагиной В.Н. (1975) отмечена конкуренция между ионами меди и цинка при поглощении их корнями различных культур.

Цинк входит в состав ряда ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных процессах в растительных организмах, способствует биосинтезу витаминов, ускоряет рост и развитие, повышает продуктивность сельскохозяйственных культур. При недостатке Zn в растениях нарушается обмен веществ, уменьшается содержание сахарозы и крахмала, развивается хлороз листьев (листья приобретают желтую окраску), что замедляет образование хлорофилла и снижает активность фотосинтеза (Бурлака, 1967). 

Медь участвует в образовании белков и витаминов, повышает устойчивость растений к грибковым заболеваниям. Медь, наряду с цинком, бором и марганцем предохраняет растения от болезней. (Борисов, 2003).

Марганец входит в состав ферментов и участвует в окислительно-восстановительных процессах растительных организмов, влияет на образование хлорофилла, способствует синтезу белковых веществ. Марганец, стабилизируя системы хромосомных структур, способствует повышению устойчивости растений к болезням (Федюшкин, 1989; Борисов, 2003).

В исследованиях Власюка П.А. и Климовицкой З.М. (1958) отмечено явление синергизма между бором и марганцем, молибденом и бором, положительно влияющее на синтез органических веществ в растениях. Напротив, антагонизм в действии бора и меди, молибдена и марганца отрицательно влияет на синтез углеводов, угнетает рост растений и задерживает цветение.

Жизневская Г.Я. (1961) считает, что характер взаимодействия молибдена и меди не всегда одинаков. В случае недостатка в почве этих микроэлементов при их поступлении в растение проявляется синергизм. Антагонизм между ними проявляется только при внесении больших доз молибдена в почву и при избыточном накоплении его в растениях.

Эффективность применения микроудобрений зависит от выращиваемой культуры и почвенно-климатических условий. В многолетних опытах Лашкевича Г.И. (1981) показано, что на торфяных почвах со слабокислой реакцией среды последействие медного купороса на продуктивность растений проявлялось в течение 21 года, причем в первые 10-14 лет сильнее, а затем постепенно ослабевало. Последействие микроудобрений, содержащих В, Мо, Zn, Мn, Со было более значительным в первые 6-8 лет после их внесения, а в последующие годы оно затухало. Культурные растения, способные лучше использовать содержащиеся в почве микроэлементы, слабее реагировали на их применение. Внесение микроудобрений обеспечило значительную прибавку урожая культур отзывчивых на их применение, на малозольных торфяных почвах, бедных микроэлементами.

Влияние удобрений на урожайность товарной продукции и маточных луковиц. В литературе нет единого мнения об эффективности минеральных, органических и органоминеральных систем удобрений при возделывании лука репчатого. По данным многих авторов значительное преимущество на стороне смешанной системы удобрения, как обеспечивающей наибольший эффект (Dixit, 1997; Rumpel, 1998; Kumar, 2001; Sharma, 2003; Shaheen, 2007; Suresh, 2008).

Получение максимальной урожайности овощных культур, в том числе лука репчатого, предполагает определение оптимальных уровней содержания элементов питания в почве в каждой природно-климатической зоне. При этом особое внимание следует уделять соотношению элементов питания, усваиваемых растениями (Виноградова, 2005; Надежкин, 2010).

В первый период роста лук отзывчив на азотные, а затем и фосфорно-калийные удобрения, которые способствуют синтезу ряда форм углеводов, их взаимопревращению и накоплению в луковицах, что ускоряет их вызревание, обуславливает хорошую лежкость, а в семеноводстве обеспечивает формирование и созревание семян. Для своевременного и равномерного обеспечения растений питательными веществами в течение всего активного роста количество минеральных удобрений делят на две части и вносят в почву в виде основного удобрения и подкормок, сочетая их внесение в процессе обработки почвы (Калиниченко, 1982).

Азотные удобрения при выращивании лука-репки из семян вносят частями: при предпосевной культивации – ¼  от общего количества, в подкормках остальные ¾ удобрений. При выращивании севка все азотные удобрения вносят под культивацию на глубину 10-12 см. При любом способе выращивания лука репчатого ¾ фосфорно-калийных удобрений вносят под зяблевую вспашку, а ¼ под культивацию и боронование во время предпосевной обработки (Ершов, 1978).

В опытах, проведенных Приднестровским НИИСХ Молдовы, была доказана эффективность локального внесения азотных удобрений под лук репчатый. Так при внесении локально N15, N30, N45, средняя прибавка урожая по сравнению с контролем (без удобрений) составила 18%, тогда как при внесении повышенных доз (N30, N60, N90), но разбросным способом прибавка в среднем составила 13% (Гуманюк и др., 2007).

Е. Г. Гринберг (1975) рекомендуют при выращивании лука-севка в условиях среднего Урала вносить полное удобрение в норме N60P120K120 или 20-30т перегноя на 1 га в сочетании с полным удобрением N60P60K60.

В Омском СХИ при испытании различных доз минеральных удобрений на выщелоченном черноземе было установлено, что оптимальной нормой для получения высокой урожайности лука-репки (38-43 ц/га) является N45-90 Р90 К90 (Трубина, 1988).

Исследованиями, проведенными Бритвичем М.Д. и Гончаренко В.Ю. (1986) установлено, что в Северной степи Украины наибольший товарный урожай лука-репки всех изучаемых сортов (Стригуновский носовский, Павлоградский, Октябрьский, Каба Днепропетровский), обеспечивается внесением под зябь минеральных удобрений в дозе N90Р135К90.

Одна из причин прекращения роста урожаев – высокая концентрация почвенного раствора, отрицательно влияющая на растения лука. Совместное применение органических и минеральных удобрений позволяет значительно поднять их эффективность (Гусев, 2004; El-Assi, 2007).

Так, исследованиями, проводимыми в Сумской области Украины, установлено, что при выращивании лука – репки в однолетней и двухлетней культурах без орошения и с орошением на типичных черноземах более эффективно внесение под зяблевую вспашку 30 т/га перегноя и минеральных удобрений из расчета N120-90Р90К90. Прибавка урожайности составляла при однолетней культуре 45-48 ц/га, при двухлетней – 63-68 ц/га (Музика, 1986; Щепак, 1986).

На оподзоленном черноземе для получения высокого урожая лука - репки в однолетней культуре необходимо вносить 20 т/га перегноя и         N197-216P71-77K59-67 под основную вспашку, N10P10K10 при посеве и N20P20K20 в подкормку (Бургарт, 1988).

В опытах Азербайджанского НИИ овощеводства при исследовании влияния различных видов фосфорных удобрения на лук репчатый сорта Гаусановский установлено, что все формы фосфорных удобрений повышали урожайность лука. Наибольшая урожайность получена при внесении двойного суперфосфата и диаммофоса – 110,6 и 103,3 ц/га соответственно (Алиев, 1985). 

На лугово-коричневых почвах Грузии внесение удобрений способствовало повышению выноса и потребления питательных элементов луком. При внесении повышенных доз минеральных удобрений N120P120K90 (навоз 20 т/га  раз в 2 года) на формирование 100 ц товарных луковиц затрачивается 29,4 кг азота, 12,4 кг фосфора и 31,6 кг калия (Чуткерашвили и др., 1988).

По данным Bartholomew B.L. (1986) в штате Квинсленд, Австралия, с урожаем 300 ц/га растения лука репчатого выносят около N80Р18К100. А для получения наибольшего урожая на аллювиальных почвах вносят только азот – от 30 до 130 кг/га. Фосфор и калий вносят на основании результатов анализа почвы.

Во Франции под планируемый урожай 40 т/га требуется внесение основного удобрения N60Р150К150-200. Для подкормки длиннодневных сортов в фазу 3 листьев вносят N80 в форме нитрата аммония, в начале фазы формирования луковиц – К40 и Р140 в форме нитратов. Подкормка короткодневных сортов включает внесение под зиму N40 (нитрат Са), в начале весны – N40 в форме нитрата аммония, в фазе образования луковиц – К40 Р140 в форме нитратов (Laborderie, 1985).

Применение минеральных удобрений на песчаных почвах Египта снижало процент стрелкующихся растений и значительно повышало массу луковиц сорта Гиза 6. Наибольшая урожайность при этом получена при внесении N288Р144К120. А на глинистой почве наибольшее увеличение урожайности сорта Гиза 6 наблюдалось при внесении куриного помета без минеральных удобрений (Mousa, 2009).

На глинистой почве Италии перед посевом семян лука репчатого вносили N150, Р250, К150, S185 в отдельности и в сочетании N+Р, N+К, N+S, N+Р + К+S. Наибольшая урожайность луковиц получена на участках, где вносили N в сочетании с РК и PKS – соответственно, 34,8 и 33,0 т/га при урожае в контроле 17,5 т/га (Lovato, Montanari, 1987).

Данные полевых опытов показали, что сроки внесения суперфосфата под лук в значительной степени влияют на урожайность и качество репки. Чем позже вносится суперфосфат, тем ниже урожайность (Кальтя, 1962).

По данным Кольцова А.Х. (1972) при выращивании лука-севка на дерново-подзолистых почвах наибольшую эффективность дает совместное внесение перегноя (60 т/га) с фосфорно-калийными удобрениями (Р60К60), а также при удвоении нормы перегноя (120 т/га) прибавка урожая достигла 80-110 ц при урожайности по обычному фону (60 т/га перегноя) 150 ц/га.

Давно установлено, что для развития растений требуются и микроэлементы: бор, медь, марганец, молибден, цинк и другие. Ни один из макро- и микроэлементов не может быть заменён каким-либо другим элементом или несколькими другими элементами; при отсутствии или резком недостатке любого из них жизнь растения невозможна (Dake, 2011).

Следовательно, правильное и эффективное использование удобрений, в том числе и микроудобрений, означает не только получение высоких урожаев товарной продукции, но и повышение качества и количества семян (Hänsch, 2009). Так, было установлено, что двукратное опрыскивание растений лука репчатого Cu или В отдельно или в смеси с другими микроэлементами повышало урожайность луковиц, а Fe и Zn усиливали воздействие меди и бора (Smriti, 2002; Alam, 2010; Ballabh, 2013). Применение Zn, Fe и M повышало урожайность лука репчатого сорта Патна Ред до 48% (Mishra, 1990). А внесение Zn совместно с азотными удобрениями было более эффективным, чем его отдельное применение (Khan, 2007).

Многолетние исследования показали, что в условиях центральной части Северного  Кавказа применение микроэлементов при возделывании лука способствует повышению его урожайности на 10,7-56,7%. Наибольшую прибавку дает кобальт, затем марганец. Полученные данные анализов показывают, что в луке увеличивается содержание не только применяемых микроэлементов для удобрения, но и др. элементов (Кешева, 1985).

Опытами, проводимыми в Голландии, установлено, что оптимальной для получения максимального урожая лука репчатого высокого качества является общая доза N (азот почвы + азот, внесенный с удобрением), равная 180 кг/га. Так, в среднем за 1978-1982 годы по всем участкам при общей дозе N50 урожайность составила 30 т/га, при N100 – 57, N150 – 60, N180 – 63, N200 – 60 и N250  – 57 т/га (Kampen J van, 1983).

Применение минеральных удобрений оказывает существенное влияние на рост и развитие семенных растений лука репчатого, повышая при этом посевные качества семян. Показатели числа соцветий лука, количества семян в одном соцветии и массы семян с одного растения увеличиваются с возрастанием доз и соотношений удобрений (Бобоев, 2004).

Последействие минеральных удобрений также оказывает положительное влияние на урожайность и посевные качества семян лука репчатого. Более высокую урожайность обеспечивают повышенные дозы минеральных удобрений без навоза и умеренные дозы с навозом. При этом наблюдаются высокие посевные качества семян.

На маточниках лука удобрения вносят под зяблевую вспашку и дополнительно весной перед посевом семян и высадкой рассады (в зависимости от того каким из существующих способов выращиваются маточники). Удобрения следует тщательно подготовить и равномерно внести в почву. Это важно для получения равномерных по размеру маточников. Подкормку проводят 2-3 раза под дождь или под полив (Казакова, 1978).

В Туркменистане на серо-бурых почвах была изучена эффективность применения органических и минеральных удобрений при выращивании маточников и семян лука. Наибольший урожай маточников был получен при внесении N300P240K180 + навоз 40 т/га – 45,5 т/га, что на 38% больше, чем в контроле (N200P200K80), но при этом выход стандартных маточников был ниже по сравнению с контролем на 7,1%. Наибольший же выход стандартных маточников был при  внесении N120P120K120 + навоз 40 т/га – на 1,1% больше чем в контроле при урожайности 32,7 т/га. Наибольшее количество семян было получено на варианте с внесением N240P240K240 и составило 9,24 ц/га, что на 34% выше контроля (Щукин, 1993).

На сельскохозяйственной исследовательской станции в Бангладеш исследовали влияние азота, калия и серы на урожай и лежкость лука выращиваемого пересадочным способом. Применение N, K и S значительно увеличило урожайность. Максимальные длина листьев, высота луковицы, диаметр, масса одной луковицы, урожай товарной продукции были получены при использовании N125K175S24 кг/га. Однако чрезмерное внесение азота вызывало быструю порчу и потерю веса луковицами в процессе хранения (Mozumder, 2007).

Контроль над качеством лука в процессе хранения осуществляется путем периодического осмотра, проверки состояния, температуры и влажности по всей глубине слоя. Больные и проросшие луковицы удаляют, при обнаружении очага заболевания на этом участке, лук тщательно перебирают. При хранении в закромах с активной вентиляцией, иногда наблюдается увлажнение слоя лука на глубине 20-25 см, из-за плохой вентиляции помещения. В этом случае необходимо усилить продуваемость сухого воздуха через слой лука и снизить влажность помещения путем вентиляции (Еременко, 1985).

В КазНИИОКХ (Казахстан) изучался способ хранения в регулируемой газовой среде с пониженной концентрацией кислорода и углекислого газа. Сохранность лука была 97-98%, продолжительность хранения – 8 месяцев. Оптимальными режимами хранения продовольственного лука является температура от минус 1 до 0°С и относительная влажность 75-80%, лука репки (маточники) – температура от +1 до +50С при относительной влажности воздуха 75-80% (Сокол, 1978; Фельдман, 1979). Известно также, что при медленном оттаивании лук гибнет меньше, чем при быстром. Условия проведения процесса оттаивания пока изучены не достаточно. Поэтому, несмотря на значительную холодостойкость лука и большие преимущества способа хранения в состоянии анабиоза не рекомендуется снижение температуры хранения ниже -40С (Широков, 2000; Шихалиев, 2001).

Известно, что сорта лука репчатого, отличающиеся более высоким содержанием сухого вещества, обладают повышенной лежкостью, причем существует прямая зависимость между этими признаками. Поэтому сорта северной разновидности восточного подвида, а также сорта западного подвида лучше всего использовать в селекции на лежкость (Джум, 2004).

В Ростовской области для длительного хранения рекомендовано выращивать лук сортов Каба и Испанский 313 с одноразовым внесением N60P60K60 весной под культивацию (Самсонова, 1974.)

Также изучалось влияние продолжительности дня на вызревание луковиц и их сохранность. При продвижении с севера на юг у лука сортов Ростовского, Бессоновского, Стригуновского резко удлиняется период вегетации, необходимый для созревания. Для Стригуновского лука в Карелии требуется 85 суток,  а на Северном Кавказе – 165 суток, для Ростовского – соответственно 83 и 121 суток. Но, несмотря на удлинение вегетации, эти сорта лука на юге дают много невызревших и нележкоспособных луковиц. У южных же сортов влияние продолжительности дня проявляется иначе. Если Ростовский лук на Северном Кавказе дает до 50-60% вызревших луковиц, сорт Каба, наоборот, при продвижении на юг дает большой выход вызревших луковиц. Последнее объясняется тем, что в отличие от северных сортов, южные сорта лука реагируют на длину дня. Также было отмечено увеличение потерь при увеличении длительности хранения (Бичж, 1986; Vinod, 2000; Джум, 2004).

Появление болезней, которыми поражается лук процессе вегетации, и особенно такой распространенной, как пероноспороз, может вызвать большие потери при выращивании севка, лука-репки и семян, снижает синтез химических веществ даже при незначительных поражениях и приводит к ухудшению лежкости луковиц (Агафонов, 2003; Dabhi, 2008; Surviliene, 2008).

На основании анализа литературных данных выявлено, что для получения максимальной урожайности товарных луковиц в России минеральные удобрения следует вносить с учетом почвенно-климатических условий зоны выращивания. Так, например, в условиях Урала на 100 ц товарной продукции лука требуется следующее количество основных питательных веществ (в кг): лук репчатый – N70P60K50, лук севок – N80P70K50. На каштановых почвах Волго-Донского междуречья рекомендуется вносить по 70 кг/га д.в. NPK и 40 кг, 50кг и 60 кг/га д.в. азотных удобрений в подкормки. В условиях Западной Сибири на выщелоченном черноземе оптимальными дозами минеральных удобрений под лук репчатый является N45-180 Р45-180 К45-90. Дальнейшее увеличение доз удобрений приводит к снижению урожая (Трубина, 1988).

В то же время вопросы применения минеральных макро- и микроудобрений в семеноводстве лука репчатого остаются малоизученными, особенно для  первичного семеноводства в условиях Нечерноземной Зоны России, что и обусловило направление наших исследований.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Условия и материал для исследования

Полевые опыты проводили на опытных полях ВНИИССОК в 2010 – 2012 годах. Почвы центральной экспериментальной базы ВНИИССОК дерново-подзолистые среднесуглинистые. Агрохимическая характеристика пахотного (0-20 см) слоя почвы была следующей: содержание гумуса по Тюрину составляет 1,9-2,1%, реакция среды от слабокислой до близкой к нейтральной 5,9-6,5, содержание подвижного фосфора 349-433 мг/кг почвы, обменного калия 249-296 мг/кг почвы, гидролитическая кислотность 0,91-1,5 мг-экв/100г почвы.

В качестве исходного материала были использованы сорта лука репчатого селекции ВНИИССОК: Золотничок, Мячковский 300, Черный принц. Все сорта предназначены для выращивания лука-репки посевом семян в грунт рано весной и под зиму (однолетняя культура) и через севок (в двулетней культуре).

Сорт лука репчатого Золотничок включен в Госреестр селекционных достижений Российской Федерации, допущенных к использованию в Волго-Вятском, Центрально-Черноземном, Средне-Волжском, Западно-Сибирс-ком и Восточно-Сибирском регионах России в 1998 году.

Луковицы массой 55-100 г, округлые, индекс формы 0,9-1,1. Окраска сухих наружных чешуи золотистая. Луковица плотная, число зачатков 2-3. Сорт малогнездный, 1-2 луковицы в гнезде. Среднеранний – 79-105 суток, урожайность 40-45 т/га. Луковица полуострого вкуса, содержит 13-14% сухого вещества, 10-12% сахаров, лежкость хорошая. Сорт универсального назначения. Семенное растение обычно имеет 2-3 прямостоячих цветоноса высотой 75-90 см, имеющих вздутия толщиной 2,0-2,5 см. Окраска листьев и цветоносов зеленая со средним восковым налетом. Среднеустойчив к пероноспорозу, пригоден к механизированному возделыванию и уборке урожая.

У сорта лука репчатого Мячковский 300 луковицы характеризуются массой 85-300г, плоские, реже округло-плоские, индекс формы 0,6-0,7. Окраска наружных чешуй желтая, а сочных – белая. Луковица средней плотности, число зачатков 2-3. Сорт малогнездный, 1-2 луковицы в гнезде. Среднеспелый – 90-119 суток. Урожайность 45-50 т/га. Луковица полуострого вкуса, содержит 13-15% сухого вещества, 11-12% сахаров, лежкость средняя. Сорт универсального назначения.

Семенное растение обычно имеет 3-4 прямостоячих цветоноса высотой 75-100 см, имеющих вздутия толщиной 2,0-2,5 см. Окраска листьев и цветоносов темно-зеленая с сильным восковым налетом. Соцветие крупное, 5-8 см в диаметре, высотой 5-6 см. Отличается повышенной устойчивостью к ложной мучнистой росе. Сорт включен в Госреестр в 1985 году.

Сорт лука репчатого Черный принц включен в Госреестр селекционных достижений Российской Федерации, допущенных к использованию в Центральном, Уральском, Волго-Вятском и Западно-Сибирском регионах России в 2007 году.

Луковицы массой 60-100 г, округлые, индекс формы 0,9-1,1. Окраска сухих наружных чешуи темно - фиолетовая. Луковица плотная, число зачатков 2-3. Сорт малогнездный, 1-2 луковицы в гнезде. Среднеспелый – 100-105 суток, урожайность 40-50 т/га. Луковица полуострого вкуса, содержит 13-14% сухого вещества, 8-11% сахаров, лежкость высокая. Сорт универсального назначения.

Семенное растение обычно имеет 2-3 прямостоячих цветоноса высотой 80-100 см, имеющих вздутия толщиной 2,0-2,5 см. Окраска листьев и цветоносов зеленая со слабым восковым налетом.

Отличается повышенным содержанием в луковицах кверцетина (вещества противоопухолевого действия) и селена.

2.2. Характеристика погодных условий  периода проведения опытов

ОПБ ВНИИССОК расположена в Одинцовском районе Московской области, территория входит в состав Нечерноземной зоны Европейской части России и расположена в умеренном широтном поясе, почти в центре обширной Русской равнины. Рельеф области неоднороден, возвышенности чередуются с заболоченными понижениями. Область располагает довольной густой речной сетью (Ока, Москва, Десна, Проня, Цна, Теча и др.). Большая часть территории расположена в подзоне смешанных лесов. Значительная удаленность от океанов и морей обусловливает важнейшее свойство её климата – континентальность, характеризующуюся значительными годовыми и суточными колебаниями температуры воздуха. В умеренном климате Московской области радиационный баланс положителен с марта по октябрь, когда поглощение радиации превосходит излучение. На приход солнечной радиации влияет облачность.

Климат Московской области умеренно континентальный, характеризуется теплым летом, умеренно холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными переходными сезонами. Годовая амплитуда среднемесячной температуры воздуха составляет 28,5 °С. Самый теплый месяц – июль, в отдельные годы летом отмечалось повышение температуры до 36°С. В Московской области период с температурой выше 10°С длится 128-138 суток, с 3 – 10 мая и по 16 – 19 сентября. За это время сумма активных температур более 10 °С составляет 1900-2000 °С. В виду высокой изменчивости сроков перехода среднесуточной температуры воздуха через отметку 10°С как весной, так и осенью, продолжительность данного периода в отдельные годы значительно отклоняется от средних значений (Агроклиматический справочник, 1967; Справочник агронома Нечернозёмной зоны, 1990).

Погодные условия в годы проведения исследований существенно различались как по количеству выпавших осадков, так и температурному режиму. В 2010 году температура воздуха в среднем за период вегетации составила +17,9°С, что на 3,9°С выше среднемноголетнего значения. В июле - августе температура воздуха превышала среднее многолетнее значение на 5,1-5,8°С (прил. 1; рис. 1).

Количество выпавших осадков суммарно за период вегетации составило 201,8 мм, что на 103,1 мм (или на 104,5%) меньше среднемноголетнего значения. Более обеспеченными влагой были май и июнь месяцы. Наибольший дефицит осадков был характерен для июля (выпало всего 14,7 мм) или 1/7 от среднемноголетнего значения.

В 2011 году температура в период вегетации была выше среднемноголетнего значения на 3,9°С. В течение мая - июля температура воздуха превышала среднемноголетнее значение на 4,0-5,7°С. Самым жарким месяцем был июль, где среднемесячная температура воздуха достигла 24,9°С.

Количество осадков, выпавших с апреля по август, не превысило среднемноголетние значения. Май, июнь и август отличались низким количеством выпавших осадков – на 56,4 мм меньше среднемноголетнего значения за эти месяцы.

Средняя температура воздуха за период вегетации лука репчатого была выше среднемноголетнего значения, на 3,9°С. Количество осадков составило 282,5 мм, что немного ниже среднемноголетних значений.

В 2012 году температура воздуха, превышающая среднемноголетнее значение отмечена в течение всего периода вегетации (прил. 1; рис.1). Самым жарким в сравнении со среднемноголетними значениями был май (+4,6°С).

Количество выпавших осадков в апреле было ниже среднемноголетних значений на 7,4 мм. В мае - августе сумма выпавших осадков составила 361,9 мм, что было больше среднемноголетних значений за эти месяцы на 90,6 мм. Самыми дождливыми месяцами были июнь и июль. Осадков выпало за эти месяцы 217,1 мм, что больше среднемноголетнего значения на 79,1 мм. Сумма осадков за вегетацию составила 388,1 мм, что на 83,2 мм больше чем среднемноголетнее значение.

Таким образом, погонные условия в годы проведения исследований были неодинаковыми, что оказало определенное влияние как на рост и развитие, так и на урожайность различных генераций лука репчатого.



2.3. Методы исследований

За период исследований были проведены следующие опыты:

Опыт 1. Влияние оптимизации минерального питания на урожайность и качество лука репчатого.

Схема опыта: 1 – N0P0K0 (контроль); 2.N30P30K30; 3.N60P30K30; 4.N90P30K30; 5.N60P60K60; 6.N60P90K90; 7.N90P60K60; 8.N90P90K60; 9.N90P90K90;     10. N120P20K80 – на планируемую урожайность маточных луковиц 30 т/га  (N100P25K70 – на планируемую урожайность семян 1000 кг/га).

В качестве удобрений использовалась аммиачная селитра, простой суперфосфат, сульфат калия.

Опыт 2. Оптимизация минерального питания лука репчатого сорта Золотничок путем использования микроудобрений при выращивании лука на репку и на семена.

Таблица 1 – Схема применения микроудобрений

Вариант

В минеральной форме

В форме комплексонатов

Луковицы

Вегетирующие растения

Луковицы + вегетирующие растения

Луковицы

Вегетирующие растения

Луковицы + вегетирующие растения

1 (Контроль)

2 (МФ+З)

+

3 (МФ+О)

+

4 (МФ+З+О)

+

5 (ФК+З)

+

6 (ФК+О)

+

7 (ФК+З+О)

+

МФ – микроудобрения в минеральной форме; ФК – микроудобрения в форме комплексонатов; З – замачивание посадочного материала; О – опрыскивание вегетирующих растений.

В качестве удобрений использовались микроудобрения в минеральной форме (0,1% раствор сульфата меди, железа и цинка) и в форме комплексонатов металлов (0,1% раствор комплексного удобрения Акварин «Овощной»). Перед посадкой лука вносились минеральные удобрения (аммиачная селитра, простой суперфосфат, сульфат калия) для создания фона – N60P60K60. Микроудобрения применялись для замачивания севка и маточных луковиц перед посадкой, а также для опрыскивания вегетирующих растений первого и второго годов жизни: первый раз – в фазу массового отрастания листьев; второй и третий – через каждые пятнадцать дней.

Опыты были заложены при выращивании лука на репку и на семена на участке, подготовленном по принятой во ВНИИСОК агротехнике возделывания лука репчатого.

Посадку лука-севка проводили трехстрочно с нормой посадки 300 тыс. шт./га. При выращивании лука на семена посадка проводилась в гребни с междурядьями 70 см, расстояние между луковицами 8-12 см. Густота посадки – 140 тыс. шт./га.

Из гербицидов был применен Стомп (после посадки) в дозе 4 л/га, Гоал двукратно (в период интенсивного роста) в дозе 0,3 л/га для борьбы с однолетними злаковыми и двудольными сорняками. Также были проведены двукратные ручные прополки в периоды наиболее активного роста сорняков.

При закладке и проведении полевых опытов использовали общепринятые методики (Юдин. 1980; Доспехов, 1985; Пискунов, 2004; Литвинов, 2010).

На протяжении вегетации растений в пахотном слое (0-20 см) отбирали образцы почвы для определения агрохимических анализов по соответствующим методикам: подвижный фосфор фотоэлектроколориметрическим методом и обменный калий на пламенном фотометре – по Кирсанову в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207); азот аммонийный – колориметрически с реактивом Несселера (ГОСТ 26107); нитратный азот – потенциометрически. Перед закладкой опытов определяли: рНkcl – по методу ЦИНАО (ГОСТ 26483), содержание гумуса – по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213), гидролитическую кислотность – по Каппену в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212).

Биометрические измерения растений лука репчатого (длина, ширина листа, число листьев, высота цветоноса у семенных растений) – проводили согласно «Методике полевого опыта в овощеводстве и бахчеводстве» (1992).

Биохимический анализ образцов лука репчатого осуществлялся по соответствующим методикам: сухое вещество – методом высушивания до абсолютно сухой массы (Пешков, 1976;); витамин С – йодометрическим методом по Сапожникову (1968); нитраты – с помощью ион-селективно-го электрода с помощью рН-метр-иономера «Экотест-120»; сахара – по модифицированной методике Бьери (1972).

Всхожесть семян определяли согласно методике определения всхожести семян сельскохозяйственных культур (ГОСТ 12038-84), массу 1000 семян – согласно методике определения массы 1000 семян (ГОСТ 12042-80).

Все сорта лука репчатого были заложены на хранение в холодных хранилищах стеллажным способом.

Рентабельность производства определяли по формуле R=ЧД/ПЗ, где R – рентабельность, %; ЧД – чистый доход, руб.; ПЗ – производственные затраты, руб. Показатели уровня рентабельности были рассмотрены исходя из стоимости семян лука репчатого – 1000 руб./кг, маточных луковиц – 20 руб./кг.

Статистическая обработка экспериментальных данных была проведена методами дисперсионного и регрессионного анализа в изложении Б.А. Доспехова (1985) с использованием пакетов прикладных программ Microsoft Office Excel и Statistica 6.0.

3. Результаты исследований

3.1. Динамика элементов питания в течение вегетации лука репчатого различных сортов

Изучение динамики содержания в почве основных макроэлементов проводилось на различных участках поля, отличающихся в годы исследований друг от друга агрохимическими характеристиками исходного фона. Содержание подвижного фосфора в среднем изменялось от 340 до 440 мг/кг почвы, обменного калия  – от 240 до 300 мг/кг почвы, нитратного азота – от 1 до 77 мг/кг почвы, аммонийного азота – от 28 до 120 мг/кг почвы (прил. 2-25).

Не смотря на исходные различия в агрохимических свойствах, применение удобрений оказывало положительное влияние на пищевой режим дерново-подзолистой почвы, в не зависимости от года исследований. При этом динамика содержания изучаемых форм элементов питания на всех изучаемых сортах лука репчатого была однотипна, и максимум приходился на середину вегетации (рис. 2).

Так при выращивании маточных луковиц отмечается увеличение подвижного фосфора к середине вегетации на 2-15 мг/кг почвы, в зависимости от дозы вносимого фосфора (рис. 2; прил. 2-4). К концу вегетации, при внесении фосфора в дозе 20-30 кг/га д.в., содержание его снижалось на 1-2 мг/кг, а при внесении 60-90 кг/га – увеличивалось на 2-11 мг/кг относительно исходного содержания. На неудобреннной почве содержание фосфора снижалось в течение всей вегетации. Тем не менее, содержание подвижного фосфора во всех вариантах на конец периода вегетации было значительно выше оптимального уровня, который был определен в эмпирических моделях почвенного плодородия для дерново-подзолистых почв на уровне 250-300  мг/кг почвы (Кирпичников и др., 2003; Минеев и др., 2009).

Изучение динамики обменного калия (рис.2; прил. 5-7) позволило выявить тенденцию, схожую с динамикой подвижного фосфора: снижение содержания в почве на протяжении всей вегетации на контрольном варианте (на 4-5 мг/кг почвы) и максимальное его содержание, в среднем за вегетацию, в вариантах с внесением повышенных доз калия – на 5-7 мг/кг почвы выше, чем содержание его в начале вегетации.

Содержание минеральных форм азота  подвержено значительным сезонным колебаниям. Использование минеральных удобрений при выращивании маточных луковиц вызывает рост содержания нитратного азота к середине вегетации различных сортов лука репчатого в 2-4 раз по сравнению с исходным содержанием, обменного аммония в среднем на 27 мг/кг почвы. К концу вегетации в результате микробиологических процессов и поглощения растениями содержание нитратного азот снижается в среднем в 11 раз, обменного аммония на 27 мг/кг почвы. Однако в отличие от других элементов питания содержание минеральных форм азота незначительно увеличивалось к середине вегетации растений лука репчатого даже на неудобренном варианте.

Изучение динамики содержания элементов питания в почве при выращивании семенных растений лука репчатого позволило установить сходные закономерности, как и при выращивании на маточные луковицы – к середине вегетации происходит увеличение содержания элементов питания в почве, а к концу – снижение (рис. 3; прил. 14-25).

Однако стоит отметить, что в почве к середине вегетации растений лука репчатого второго года жизни происходит большее накопление элементов питания, чем при выращивании растений первого года жизни, при внесении одинаковых доз минеральных удобрений. Это связано с тем, что в первый период роста семенники лука репчатого используют питательные вещества, находящиеся в луковицах.

Таким образом, содержание элементов питания  в почве на конец вегетации зависит от доз вносимых удобрений, а максимальное накопление их происходит в вариантах с внесением высоких доз минеральных удобрений как при выращивании на маточные луковицы, так и на семена.

3.2. Эффективность доз и соотношений элементов минерального питания для различных сортов лука репчатого

3.2.1. Биометрические показатели растений различных сортов лука репчатого в зависимости от уровня минерального питания

 

В наших исследованиях были выявлены как общие особенности роста, так и сортовые различия по влиянию уровня минерального питания на количественные признаки и биометрические параметры листового аппарата, маточных луковиц  растений всех изучаемых сортов лука репчатого.

Растения лука репчатого первого года жизни. Внесение минеральных удобрений увеличивало число листьев у изучаемых сортов в сравнении с контролем, причем максимальное увеличение у сортов Золотничок и Мячковский 300, на 20 и 31% соответственно, наблюдается при внесении N90P90K60-90, а у сорта Черный принц на 33% – при внесении N60P60K60 (табл. 2). Также следует отметить, что у сорта Черный принц в период интенсивного роста образование листьев идет быстрее по сравнению с другими сортами. У сорта Черный принц в этот период образуется 80-95% общего количества листьев, у сорта Золотничок 61-84%, а у сорта Мячковский 300 – 67-88% (прил. 26-28). 

Таблица 2 Биометрические показатели листьев лука репчатого первого года жизни в период полного формирования луковицы (2010 – 2012 годы)

Вариант

Золотничок

Мячковский 300

Черный принц

ЧЛ

ДЛ

ШЛ

ЧЛ

ДЛ

ШЛ

ЧЛ

ДЛ

ШЛ

1. Контроль

7,0

39

1,1

6,4

30

1,5

6,0

31

1,1

2. N30P30K30

7,7

45

1,4

7,2

36

1,6

6,2

33

1,3

3. N60P30K30

7,4

43

1,3

7,3

36

1,6

7,8

35

1,5

4. N90P30K30

7,4

44

1,4

8,3

37

1,8

7,0

33

1,4

5. N60P60K60 

7,8

43

1,3

7,9

36

1,7

8,0

36

1,6

6. N60P90K90

7,9

43

1,4

7,8

35

1,6

7,3

34

1,4

7. N90P60K60

7,8

46

1,5

7,7

35

1,6

7,3

34

1,5

8. N90P90K60

8,4

47

1,4

8,4

39

1,8

6,9

33

1,4

9. N90P90K90

8,4

47

1,5

8,3

39

1,7

7,3

34

1,5

10. N120P20K80

7,8

47

1,5

7,9

38

1,6

7,4

34

1,5

НСР05

0,3

1,8

0,1

0,5

1,9

0,1

0,5

1,0

0,1

ЧЛ – число листьев, шт.; ДЛ – длина листа, см; ШЛ – ширина листа, см

Признак «длина листьев» также отзывчив на внесение минеральных удобрений. Средние дозы минеральных удобрений были более эффективными у сорта Черный принц, увеличивая длину листьев на 30%, а повышенные дозы у сортов Золотничок и Мячковский 300 – на 21 и 30% соответственно. Сортовые отличия по признаку «длина листьев» проявились уже к периоду массового отрастания листьев. Так, у сорта Золотничок в зависимости от варианта опыта длина листьев была на 5-10% больше, чем у сорта Мячковский 300, и на 10-20% чем у сорта Черный принц. К периоду полного формирования луковицы длина листьев у сорта Мячковский 300 незначительно превышала длину листьев сорта Черный принц, а у сорта Золотничок – на 20-30% больше чем у двух других (прил. 26-28).

Ширина листьев растений лука репчатого также увеличивалась при внесении минеральных удобрений. Однако сортовые отличия по ширине листьев проявились лишь к концу вегетации. Так, у сорта Мячковский 300 листья были на 0,4 см шире, чем у двух других. А максимальная отзывчивость по признаку «ширина листьев на внесение минеральных удобрений наблюдалась у сорта Черный принц – на 46%, а сортов Мячковский 300 и Золотничок – на 20 и 36% (прил. 26-28).

Таким образом, внесение минеральных удобрений способствовало увеличению листового аппарата растений лука репчатого, однако у разных сортов отзывчивость биометрических показателей растений была неодинакова. Так максимальное увеличение числа листьев и ширины листа, относительно контрольного варианта, было у сорта Черный принц, а длины листа – у сорта Золотничок.

Увеличение биометрических показателей растений лука репчатого оказало положительное влияние на общую площадь листовой поверхности всех изучаемых сортов (прил. 29-31). Наибольший эффект от применения минеральных удобрений у сорта Золотничок наблюдался в варианте N90P90K90 – площадь листовой поверхности была на 92% больше, чем в варианте с неудобреннной почвой. У сорта Мячковский 300 этот показатель был максимальным при внесении N90P90K60, Черный принц – N60P60K60 (соответственно на 105% и 125%  больше чем в контроле). То есть, из всех изучаемых сортов по признаку «площадь листовой поверхности» Черный принц оказался наиболее отзывчивым на внесение минеральных удобрений (рис. 4).

Формирование урожая зависит не только от величины площади листьев, но и от времени ее функционирования. Фотосинтетический потенциал объединяет эти показатели. Это величина, характеризующая возможность использования посевами сельскохозяйственных культур солнечной радиации для фотосинтеза в течение вегетации.

В наших исследованиях наибольший фотосинтетический потенциал на разных сортах лука репчатого наблюдался в вариантах с максимальной площадью листовой поверхности. У сортов Мячковский 300 и Золотничок – это варианты с повышенными дозами минеральных удобрений, при этом увеличение относительно контрольного варианта было на 162 и 192%, а у сорта Черный принц со средними (N60P60K60) – на 233%. Что касается продуктивной работы листьев, то наибольшие ее показатели приходятся на вариант без внесения минеральных удобрений. Это свидетельствует о том, что не все факторы среды оптимальны для получения максимальной урожайности (табл. 3).

Таблица 3 – Фотосинтетический потенциал и продуктивная работа листьев растений лука репчатого первого года жизни (2010 – 2012 годы)

Вариант

Золотничок

Мячковский 300

Черный принц

ФП

ПРЛ

ФП

ПРЛ

ФП

ПРЛ

1. Контроль

92,20

144,2

76,13

130,0

51,78

181,5

2. N30P30K30

180,30

87,6

110,78

100,2

86,26

147,2

3. N60P30K30

165,30

88,3

126,00

98,4

156,29

97,9

4. N90P30K30

176,77

84,9

189,20

74,0

99,22

124,0

5. N60P60K60 

167,04

91,6

161,09

80,1

172,53

91,6

6. N60P90K90

193,51

79,1

135,34

92,4

118,19

111,7

7. N90P60K60

214,19

78,9

128,09

97,6

129,95

100,8

8. N90P90K60

209,42

75,9

199,57

72,7

106,50

121,1

9. N90P90K90

269,52

63,4

199,25

74,3

114,65

111,6

10. N120P20K80

222,33

74,2

134,85

97,9

120,55

107,0

ФП – фотосинтетический потенциал, тыс. м2сут./га;

ПРЛ – продуктивная работа листьев, кг/га маточных луковиц на 1000 ед. ФП.

Внесение минеральных удобрений способствовало увеличению морфометрических показателей маточных луковиц всех изучаемых сортов. Максимальное увеличение средней массы луковицы сорта Золотничок отмечено в вариантах с внесением повышенных доз минеральных удобрений от N90P60K60 до N90P90K90, а также в варианте с внесением минеральных удобрений под планируемый урожай маточных луковиц (табл. 4). В этих же вариантах наблюдались наибольшая высота (4,8-5,0 см) и диаметр луковиц (5,3 см).

У сорта Мячковский 300, так же как и у сорта Золотничок, наибольшие морфометрические показатели наблюдались в варианте с внесением N90P90K90. У сорта Черный принц максимальное увеличение массы луковицы происходило при внесении средних доз азотных удобрений совместно с малыми или средними дозами фосфорных и калийных удобрений (N60P30-60K30-60) – 101,6г и 100,5г соответственно.

Таблица 4 – Морфометрические показатели маточных луковиц в зависимости от уровня минерального питания (2010 – 2012 годы)

Варианты

Диаметр, см

Высота, см

Индекс луковицы

Масса, г

Золотничок

1. Контроль

4,7

4,3

0,91

92,1

2. N30P30K30

5,0

4,7

0,94

99,6

3. N60P30K30

4,8

4,4

0,92

96,7

4. N90P30K30

4,8

4,4

0,92

95,5

5. N60P60K60 

5,0

4,5

0,90

97,7

6. N60P90K90

5,1

4,6

0,90

98,9

7. N90P60K60

5,3

4,9

0,92

103,2

8. N90P90K60

5,3

5,0

0,94

103,6

9. N90P90K90

5,3

4,9

0,92

102,5

10. N120P20K80

5,3

4,8

0,91

102,9

НСР05

0,2

0,2

2,8

Мячковский 300

1. Контроль

5,4

3,7

0,67

80,0

2. N30P30K30

5,8

4,0

0,68

87,3

3. N60P30K30

6,0

4,0

0,67

89,7

4. N90P30K30

6,0

4,0

0,67

89,7

5. N60P60K60 

6,0

4,0

0,66

90,0

6. N60P90K90

5,9

4,1

0,69

86,8

7. N90P60K60

6,0

4,0

0,67

88,4

8. N90P90K60

6,1

4,2

0,68

93,7

9. N90P90K90

6,3

4,3

0,68

98,0

10. N120P20K80

6,0

4,0

0,68

89,4

НСР05

0,2

0,1

3,6

Черный принц

1. Контроль

5,1

4,8

0,95

72,8

2. N30P30K30

6,2

6,1

0,99

92,9

3. N60P30K30

6,7

6,4

0,96

101,6

4. N90P30K30

6,2

6,2

0,99

94,3

5. N60P60K60 

6,5

6,5

1,00

100,5

6. N60P90K90

5,9

5,8

0,98

90,8

7. N90P60K60

6,1

6,1

0,99

92,0

8. N90P90K60

6,3

6,0

0,95

94,0

9. N90P90K90

6,3

6,4

1,01

96,1

10. N120P20K80

6,4

6,2

0,97

96,0

НСР05

0,3

0,4

5,7

Таким образом, внесение минеральных удобрений способствовало увеличению средней массы луковицы всех изучаемых сортов, при сохранении индекса луковиц, характерного для конкретного сорта. При этом максимальное увеличение средней массы луковицы у сортов Золотничок (на 11-12%) и Мячковский 300 (на 17-23%) произошло при внесении повышенных доз, а у сорта Черный принц – средних доз минеральных удобрений (на 38-40%).

Растения лука репчатого второго года жизни. По числу листьев значительных различий между вариантами с внесением минеральных удобрений не наблюдалось. Так у сортов Золотничок и Мячковский 300 на контрольном варианте было 22-23 листа и 24-27 штук на вариантах с внесением удобрений. У обоих сортов 27 листьев было в варианте N60P90K90. У сорта Черный принц отмечалось от 24 листьев на контрольном варианте до 29 при внесении N60P30-60K30-60 (табл. 5; прил. 32-34). 

Длина листьев у сорта Черный принц на начальных этапах вегетации была незначительно меньше в сравнении с сортами Золотничок и Мячковский 300. Сочетание 60 кг/га азотных и 30-60 кг фосфорных и калийных удобрений у сорта Черный принц вызвало максимальное увеличение высоты цветоноса. У других сортов этот показатель был максимальным при внесении больших доз фосфорных и калийных удобрений – N60P90K90.

Ширина листьев на семенных растениях лука репчатого увеличилась при внесении минеральных удобрений относительно контрольного варианта. Однако закономерностей изменения ширины листа от доз минеральных удобрений не обнаружено. 

Таблица 5 – Биометрические показатели семенников лука репчатого на конец вегетации (2010 – 2012 годы)

Вариант

Золотничок

Мячковский 300

Черный принц

ЧЛ

ДЛ

ШЛ

ВЦ

ЧЛ

ДЛ

ШЛ

ВЦ

ЧЛ

ДЛ

ШЛ

ВЦ

1. Контроль

22

31

1,6

71

23

33

1,4

57

24

31

1,4

70

2. N30P30K30

26

36

1,9

77

24

35

1,7

65

27

34

1,6

76

3. N60P30K30

25

34

1,9

79

27

36

1,8

73

29

37

1,7

79

4. N90P30K30

25

36

2,0

79

24

35

1,7

67

27

35

1,6

77

5. N60P60K60 

24

35

1,9

76

25

36

1,9

73

29

37

1,7

82

6. N60P90K90

27

39

2,1

84

27

38

2,0

76

25

37

1,6

75

7. N90P60K60

24

35

1,9

78

24

35

1,7

69

25

36

1,7

75

8. N90P90K60

25

35

1,8

80

25

36

1,8

68

25

35

1,7

73

9. N90P90K90

24

35

1,7

78

25

36

1,8

71

26

37

1,6

75

10. N100P25K70

24

33

1,8

78

25

36

1,8

72

24

34

1,6

73

НСР05

1,0

1,5

0,1

2,3

0,9

0,9

0,1

3,8

1,3

1,4

0,1

2,4

ЧЛ – число листьев, шт.; ДЛ – длина листа, см; ШР – ширина листа, см; ВЦ – высота цветоноса, см.

Площадь листовой поверхности также увеличивалась при внесении минеральных удобрений: у сорта Черный принц на 25-75%, а у других сортов на 30-103% в зависимости от дозы (рис. 5; прил. 29-31). 

Максимальное увеличение у сортов Золотничок и Мячковский 300 вызвало внесение N60P90K90, у Черного принца – N60P30-60K30-60. На этих же вариантах наблюдается и наибольший фотосинтетический потенциал – на 104-136% больше чем в контроле (табл. 6). Однако продуктивная работа листьев всех сортов лука репчатого была значительно выше в контрольном варианте.

Таблица 6 – Фотосинтетический потенциал и продуктивная работа листьев растений лука репчатого второго года жизни (2010 – 2012 годы)

Вариант

Золотничок

Мячковский 300

Черный принц

ФП

ПРЛ

ФП

ПРЛ

ФП

ПРЛ

1. Контроль

446,60

1,7

349,94

2,4

419,50

1,4

2. N30P30K30

833,62

1,2

565,49

1,7

640,61

1,2

3. N60P30K30

783,02

1,2

687,20

1,5

812,71

1,0

4. N90P30K30

860,44

1,1

512,06

1,9

703,84

1,1

5. N60P60K60 

745,53

1,3

671,93

1,6

857,09

1,0

6. N60P90K90

1051,92

1,0

773,64

1,5

651,31

1,1

7. N90P60K60

757,85

1,3

547,85

1,8

641,90

1,1

8. N90P90K60

760,20

1,4

592,34

1,7

641,55

1,1

9. N90P90K90

694,48

1,4

642,94

1,6

632,10

1,1

10. N100P25K70

702,16

1,3

565,49

1,8

587,22

1,2

ФП – фотосинтетический потенциал, тыс. м2сут./га;

ПРЛ – продуктивная работа листьев, кг/га семян лука репчатого на 1000 ед. ФП.

Таким образом, внесение минеральных удобрений способствует увеличению биометрических показателей листового аппарата растений лука репчатого, как при выращивании маточных луковиц из севка, так и при выращивании семенных растений. При этом увеличение площади листовой поверхности относительно контрольного варианта варьировало от 40 до 179% и от 34 до 103% при выращивании маточных луковиц и семенных растений соответственно, в зависимости от сорта и нормы внесенных удобрений. 

У всех сортов увеличение площади листовой поверхности и фотосинтетического потенциала проявлялось в меньшей степени у растений второго года жизни. Причем растения сорта Золотничок по этим показателям были более отзывчивы, Черный принц – менее отзывчивы на внесение минеральных удобрений. Максимальное влияние минеральных удобрений на увеличение площади листовой поверхности и фотосинтетического потенциала растений первого года жизни наблюдалось у сорта Черный принц. У сорта Золотничок отмечалось большее увеличение фотосинтетического потенциала и меньшее – площади листовой поверхности в сравнении с сортом Мячковский 300.

3.2.2. Влияние минеральных удобрений на урожайность и  структуру урожая маточных луковиц 

Важнейшим аспектом выращивания лука репчатого в семеноводческих целях является получение максимальной урожайности маточных луковиц, а не общей урожайности. По оптимизации минерального питания лука репчатого приводят различные данные по количеству NPK, необходимого для получения максимального урожая семян и маточных луковиц. По данным Ш.Г. Бексеева (1998) ориентировочные нормы внесения минеральных удобрений для различных типов почв на 1 га следующие: 120-150 кг азота, 90-120 кг фосфора, 150-180 кг калия. Ю. К. Гришанов установил, что на серых лесных почвах Волго-Вятского региона в однолетней культуре под лук репчатый целесообразно внесение азотных удобрений в дозе 60 кг д.в./га при фоновом внесении фосфора и калия по 30 кг д.в./га. В Индии на песчаных почвах Vu Tien Khang для получения максимального урожая лука репчатого рекомендует внесение N100P50K50. В.С. Казаченко и В.В. Бородычев (2011) отмечают, что для гарантированного получения урожая лука репчатого согласно расчетам на каштановых почвах при орошении, необходимо внести N240P120K120. Причем удобрения необходимо вносить дробно, как под основное внесение, так и в виде подкормок на протяжении вегетации.

Сравнивая отзывчивость сорта Золотничок на сочетание различных норм всех элементов питания видно, что максимальная урожайность маточных луковиц была при внесении повышенных доз минеральных удобрений N90P90K90 – 17,1 т/га, что на 28,6% больше по сравнению с контролем (табл. 7). На этом же варианте отмечался и наибольший выход маточных луковиц – более 16 штук/м2.

Таблица 7 – Структура урожая лука репчатого сорта Золотничок                    (2010 – 2012 годы)

Вариант

Общая урожайность, т/га

Урожайность маточных луковиц, т/га

Прибавка урожайности маточных луковиц

Выход

маточных луковиц

т/га

%

шт./м2

% от общей урожайности

1. Контроль

17,5

13,3

-

-

14,4

76,0

2. N30P30K30

20,2

15,8

2,5

18,8

15,8

78,2

3. N60P30K30

18,8

14,6

1,3

9,8

15,2

77,7

4. N90P30K30

19,1

15,0

1,7

12,8

15,8

78,5

5. N60P60K60 

19,1

15,3

2,0

15,0

15,7

80,1

6. N60P90K90

19,6

15,3

2,0

15,0

15,5

78,1

7. N90P60K60

20,8

16,9

3,6

27,1

16,3

81,3

8. N90P90K60

20,0

15,9

2,6

19,5

15,4

79,5

9. N90P90K90

20,7

17,1

3,8

28,6

16,7

82,6

10. N120P20K80

20,5

16,5

3,2

24,1

16,1

80,5

НСР05

0,7

0,8

0,5

Анализ урожайных данных показывает, что различия в погодных условиях оказывают существенное влияние на данный показатель. Так в условиях засушливого 2010 года (ГТК – 0,82) урожайность маточных луковиц сорта Золотничок составляла 11,7-16,0 т/га (прил. 1; табл. 8), в 2011 году (ГТК – 0,95) – 14,4-19,9 т/га, в 2012 году (ГТК – 1,10) – 13,9-16,8. Эффективность применяемых норм удобрений в разные годы также существенно отличалась. Так, в условиях засушливого года максимальную прибавку (+4,3 т/га, или 36,8%) обеспечило внесение N30P30K30, а в благоприятные годы (+20,9…+38,2%) – применение повышенных норм удобрений (N90P60K60 и N90P90K90).

Таблица 8 – Урожайность маточных луковиц сорта Золотничок, т/га

Вариант

2010 год

2011 год

2012 год

Урожайность, т/га

Прибавка, %

Урожайность, т/га

Прибавка, %

Урожайность, т/га

Прибавка, %

1. Контроль

11,7

-

14,4

-

13,9

-

2. N30P30K30

16,0

36,8

16,9

17,4

14,4

3,6

3. N60P30K30

13,6

16,2

15,9

10,4

14,4

3,6

4. N90P30K30

14,1

20,5

15,9

10,4

15,0

7,9

5. N60P60K60

14,0

19,7

16,7

16,0

15,1

8,6

6. N60P90K90

13,8

17,9

16,9

17,4

15,1

8,6

7. N90P60K60

14,5

23,9

19,4

34,7

16,8

20,9

8. N90P90K60

14,4

23,1

17,7

22,9

15,7

12,9

9. N90P90K90

13,9

18,8

19,9

38,2

17,6

26,6

10. N120P20K80

14,7

25,6

18,2

26,4

16,7

20,1

НСР05

0,8

1,2

0,9

Применение минеральных удобрений достоверно повысило урожайность маточных луковиц сорта Мячковский 300 во всех вариантах опыта. Сравнивая между собой эффективность различных норм минеральных удобрений, следует отметить варианты с внесением по 90 кг/га д.в. азотных и фосфорных и 60-90 кг/га д.в. калийных удобрений, на которых урожайность была наибольшей (14,5-14,8 т/га) и превышала контрольный вариант на 41-49%. На этих же вариантах отмечался и максимальный выход маточных луковиц – более 15 штук/м2 (табл. 9).

Таблица 9 – Структура урожая лука репчатого сорта Мячковский 300             (2010 – 2012 годы)

Вариант

Общая урожайность, т/га

Урожайность маточных луковиц, т/га

Прибавка урожайности маточных луковиц

Выход

маточных луковиц

т/га

%

шт./м2

% от общей урожайности

1. Контроль

15,1

9,9

-

-

12,5

65,6

2. N30P30K30

16,3

11,1

1,2

12,1

12,8

68,1

3. N60P30K30

16,9

12,4

2,5

25,3

13,8

73,4

4. N90P30K30

17,1

12,3

2,4

24,2

14,1

71,9

5. N60P60K60 

16,9

12,9

3,0

30,3

14,3

76,3

6. N60P90K90

16,8

12,5

2,6

26,3

13,9

74,4

7. N90P60K60

17,6

12,5

2,6

26,3

13,7

71,0

8. N90P90K60

19,0

14,5

4,6

46,5

15,3

76,3

9. N90P90K90

19,4

14,8

4,9

49,5

15,1

76,3

10. N120P20K80

17,6

13,2

3,3

33,3

13,9

75,0

НСР05

0,9

1,0

0,6

При сравнении урожайности маточных луковиц по годам следует отметить, что погодные условия в период вегетации 2011 года являлись наиболее оптимальными для применения минеральных удобрений при выращивании маточных луковиц сорта Мячковский 300 (табл. 10). При этом увеличение урожайности достигало 71%. А засушливые условия 2010 года и повышенное количество осадков в 2012 году оказали меньшее влияние на действие минеральных удобрений при выращивании маточных луковиц, повышая их урожайность на 32-43% в сравнении с контролем. Наиболее стабильный положительный эффект от применения минеральных удобрений не зависимо от года выращивания наблюдался при внесении N90P90K90 (табл. 10).

Таблица 10 – Урожайность маточных луковиц сорта Мячковский 300, т/га

Вариант

2010 год

2011 год

2012 год

Урожайность, т/га

Прибавка, %

Урожайность, т/га

Прибавка, %

Урожайность, т/га

Прибавка, %

1. Контроль

10,4

-

10,9

-

8,3

-

2. N30P30K30

13,1

26,0

11,9

9,2

8,3

0,0

3. N60P30K30

12,7

22,1

14,7

34,9

9,7

16,9

4. N90P30K30

13,8

32,7

17,7

62,4

10,5

26,5

5. N60P60K60

13,1

26,0

15,4

41,3

10,1

21,7

6. N60P90K90

13,8

32,7

13,7

25,7

9,9

19,3

7. N90P60K60

13,6

30,8

14,1

29,4

9,8

18,1

8. N90P90K60

14,4

38,5

18,2

67,0

10,8

30,1

9. N90P90K90

13,8

32,7

18,7

71,6

11,9

43,4

10. N120P20K80

13,7

31,7

15,9

45,9

9,9

19,3

НСР05

0,8

1,9

0,8

Применение удобрений на луке репчатом сорта Черный принц позволило повысить урожайность маточных луковиц на 31-68% по отношению к контрольному варианту в зависимости от дозы. Наибольшая прибавка (62,8-68,1%) отмечалась при внесении N60P30-60K30-60. Максимальный выход маточных луковиц с 1 м2 был при внесении 60 кг/га азотных и 30-90 кг/га фосфорных и калийных удобрений – 14,5-15,1 штук/м2 (табл. 11).

Таблица 11 – Структура урожая лука репчатого сорта Черный принц              (2010 – 2012 годы)

Вариант

Общая урожайность, т/га

Урожайность маточных луковиц, т/га

Прибавка урожайности маточных луковиц

Выход

маточных луковиц

т/га

%

шт./м2

% от общей урожайности

1. Контроль

12,9

9,4

-

-

12,2

72,9

2. N30P30K30

16,1

12,7

3,3

35,1

13,2

78,9

3. N60P30K30

18,3

15,3

5,9

62,8

14,6

83,6

4. N90P30K30

15,7

12,3

2,9

30,9

12,9

78,3

5. N60P60K60 

18,7

15,8

6,4

68,1

15,1

84,5

6. N60P90K90

17,5

13,2

3,8

40,4

14,5

75,4

7. N90P60K60

16,0

13,1

3,7

39,4

13,9

81,9

8. N90P90K60

16,2

12,9

3,5

37,2

13,2

79,6

9. N90P90K90

16,3

12,8

3,4

36,2

13,1

78,5

10. N120P20K80

16,3

12,9

3,5

37,2

13,2

79,1

НСР05

1,1

1,2

0,6

В связи с различиями погодных условий в годы исследований, значительно отличалась и урожайность маточных луковиц сорта Черный принц. Максимальное влияние на действие минеральных удобрений оказали погодные условия 2010 года, повысив урожайность маточных луковиц на 55-95%, в то время как в 2011 и 2012 годах повышение урожайности было на 24-69%.

Однако, наиболее благоприятными для выращивания маточных луковиц сорта Черный принц, так же как и сорта Мячковский 300 оказались погодные условия 2011 года (табл. 12).

Таблица 12 – Урожайность маточных луковиц сорта Черный принц, т/га

Вариант

2010 год

2011 год

2012 год

Урожайность, т/га

Прибавка, %

Урожайность, т/га

Прибавка, %

Урожайность, т/га

Прибавка, %

1. Контроль

3,8

-

14,2

-

10,1

-

2. N30P30K30

5,9

55,3

17,7

24,6

14,6

44,6

3. N60P30K30

7,4

94,7

23,0

62,0

15,5

53,5

4. N90P30K30

6,6

73,7

17,2

21,1

13,2

30,7

5. N60P60K60

7,3

92,1

24,0

69,0

16,1

59,4

6. N60P90K90

6,8

78,9

18,5

30,3

14,4

42,6

7. N90P60K60

6,3

65,8

19,2

35,2

13,9

37,6

8. N90P90K60

6,2

63,2

19,7

38,7

12,8

26,7

9. N90P90K90

7,2

89,5

18,7

31,7

12,6

24,8

10. N120P20K80

7,4

94,7

18,7

31,7

12,6

24,8

НСР05

0,8

2,0

1,2

Недостаток влаги в 2010 году способствовало более раннему переходу луковиц в стадию покоя, в следствии чего отмечается урожайность маточных луковиц в несколько раз меньше чем в 2011 году. Повышенное количество осадков в 2012 году также отрицательно сказались на урожайности маточных луковиц, снизив ее на 41% по сравнению с 2011 годом.

Таким образом, на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве, с очень высокой обеспеченностью подвижным фосфором, максимальный положительный эффект от применения минеральных удобрений, стабильный в различных погодных условиях, наблюдается при внесении N90P90K90, повышая урожайность маточных луковиц сорта Золотничок и Мячковский 300 на 28,6% и 49,5% соответственно. У сорта Черный принц максимальный эффект наблюдается при внесении N60P30-60K30-60, повышая урожайность на 68,1%

Из этого можно сделать вывод, что среди изучаемых сортов лука репчатого Черный принц является наиболее отзывчивым на внесение минеральных удобрений и более чувствительным на изменение погодных условий, а сорт Золотничок – наиболее стабильным.

Статистическая обработка полученных экспериментальных данных показала, что урожайность маточных луковиц сорта Золотничок находится в прямой зависимости от доз азотных удобрений. Так, при  внесении азота  до 100-120 кг/га д.в. урожайность данного сорта растет быстро, а при дальнейшем повышении доз – рост урожайности замедляется (рис. 6).

Рис. 6 – Влияние азотных удобрений на урожайность маточных луковиц                              сорта Золотничок от (2010 – 2012 годы)

Существенная зависимость роста продуктивности лука репчатого пропорционально увеличению доз вносимых минеральных удобрений была также установлена в опытах А.В. Гуманюка и др. (2007).

Влияние фосфорных и калийных удобрений на урожайность маточных луковиц сорта Золотничок носит нелинейный характер. При их росте до 70-80 кг/га д.в. урожайность увеличивается, а при дальнейшем повышении доз – происходит снижение урожайности (рис. 7).

Рис. 7 – Влияние фосфорных и калийных удобрений на урожайность                                      маточных луковиц сорта Золотничок (2010 – 2012 годы)

Зависимость урожайности маточных луковиц сорта Мячковский 300 от доз азотных удобрений такова, что влияние доз азота до 100-120 кг/га  происходило увеличение урожайности. При последующем повышении доз азотных удобрений происходило незначительное снижение урожайности маточных луковиц. Похожую зависимость урожайности маточных луковиц Мячковский 300 мы наблюдали от норм фосфорных и, особенно калийных удобрений. Однако в отличие от азотных удобрений максимальная урожайность отмечалась под влиянием 70-90 кг/га д.в. калийных и 80-100 кг/га д.в. фосфорных удобрений.

Влияние азотных, фосфорных и калийных удобрений в дозе до 60 кг/га увеличивало урожайность маточных луковиц сорта Черный принц. Дальнейшее повышение доз минеральных удобрений приводило к существенному снижению урожайности.

Статистический анализ взаимосвязи влияния азотных и калийных, а также азотных и фосфорных удобрений позволил выявить оптимальные уровни их применения для получения максимальной урожайности маточных луковиц сорта Золотничок (рис. 8). В среднем за 3 года исследований, наибольшая урожайность получена при использовании максимальных норм азотных, фосфорных и калийных удобрений. При этом коэффициент детерминации для пары N-K составлял 78,3%, а для N-Р – 83,3%.

 

Рис. 8 – Влияние минеральных удобрений на урожайность                                                      маточных луковиц сорта Золотничок (2010 – 2012 годы)

Наибольшая зависимость урожайности маточных луковиц сорта Мячковский 300 от парного взаимодействия факторов (N, P и K) также как и у сорта Золотничок наблюдалась при внесении повышенных доз минеральных удобрений, а у сорта Черный принц – средних.

3.2.3. Биохимические показатели маточных луковиц

Химический состав лука непостоянен и зависит от сорта, величины луковиц, района выращивания, агротехники и системы удобрения. Наибольшие различия наблюдаются в количестве сухих веществ, сахаров и эфирных масел, которые определяют остроту вкуса лука (Пивоваров, 2001). Нерациональное использование средств химизации может приводить к снижению качества и количества получаемой продукции. Исходя из этого, при использовании интенсивных технологий возделывания необходим строгий контроль качества готовой продукции овощных культур (Харина, 2000; Боряева, 2002).

В наших исследованиях различные нормы и сочетания минеральных удобрений неодинаково влияли на биохимический состав лука репчатого (табл.13). Внесение повышенных доз азотных удобрений приводило к уменьшению содержания сухих веществ в маточных луковицах. Так, наибольшее содержание сухого вещества в маточных луковицах сортов Золотничок (17,35-17,81%) и Мячковский 300 (17,35-17,81%) наблюдалось при внесении азота в дозе 0-60 кг/га совместно с фосфором и калием в дозе 0-30 кг/га, а у сорта Черный принц при внесении N60P30-90K30-90 (15,73-16,05). Максимальное содержание аскорбиновой кислоты в маточных луковицах всех сортов наблюдается при внесении средних и повышенных доз азота совместно с малыми и средними дозами фосфора и калия.  При увеличении дозы минеральных удобрений наблюдается тенденция повышение сахаров в луковицах.

У сорта Мячковский 300 максимальное количество сухого вещества наблюдается в вариантах с внесением малых и средних доз минеральных удобрений (табл. 13). На содержание аскорбиновой кислоты и моносахаров в маточных луковицах минеральные удобрения практически не повлияли. В вариантах с внесением повышенных доз минеральных удобрений наблюдается незначительное увеличение суммы сахаров в луковицах.

У сорта Черный принц максимальное накопление сухого вещества, так же как и у сорта Мячковский 300 наблюдалось при внесении малых и средних доз минеральных удобрений (15,48-16,05%). Максимальное количество аскорбиновой кислоты – 7,71% содержалось в луковицах варианта N90P30K30. Сумма сахаров увеличивалась при увеличении дозы вносимых удобрений (табл. 13).

Таблица 13 – Биохимические показатели маточных луковиц (2010 – 2012 годы)

Вариант

Сухое вещество, %

Аскорбиновая кислота, %

Сахара, %

Моносахара

Сумма

Золотничок

1. Контроль

17,49

7,16

0,95

11,15

2. N30P30K30

17,35

6,91

1,01

11,49

3. N60P30K30

17,81

6,99

0,95

11,35

4. N90P30K30

17,42

7,91

1,14

11,12

5. N60P60K60 

16,97

7,95

1,09

11,78

6. N60P90K90

16,67

7,84

1,15

11,33

7. N90P60K60

16,13

7,88

1,32

11,52

8. N90P90K60

16,83

7,88

1,11

11,95

9. N90P90K90

16,31

7,88

1,31

11,84

10. N120P20K80

16,87

8,11

1,06

11,51

НСР05

0,38

0,32

0,09

0,20

Мячковский 300

1. Контроль

18,09

6,67

0,82

11,79

2. N30P30K30

17,95

6,53

0,85

11,52

3. N60P30K30

17,95

6,83

0,84

11,89

4. N90P30K30

17,24

6,83

1,01

11,52

5. N60P60K60 

17,92

6,96

0,97

11,63

6. N60P90K90

17,87

7,00

0,91

11,61

7. N90P60K60

17,13

7,12

1,10

12,14

8. N90P90K60

17,58

6,61

1,01

12,03

9. N90P90K90

17,59

6,79

0,85

12,25

10. N120P20K80

17,81

6,78

0,93

12,05

НСР05

0,23

0,13

0,07

0,19

Черный принц

1. Контроль

15,48

6,53

2,02

10,05

2. N30P30K30

15,60

6,83

1,91

10,33

3. N60P30K30

16,05

7,16

1,91

10,73

4. N90P30K30

14,85

7,71

2,09

10,83

5. N60P60K60 

15,77

7,23

2,23

11,19

6. N60P90K90

15,73

7,51

2,28

10,94

7. N90P60K60

15,41

6,90

2,16

11,01

8. N90P90K60

15,19

7,25

2,14

11,15

9. N90P90K90

14,73

7,41

2,42

11,69

10. N120P20K80

14,87

7,12

2,38

11,14

НСР05

0,33

0,25

0,13

0,33

Таким образом, внесение малых и средних доз минеральных удобрений способствовало большему накоплению сухого вещества в маточных луковицах всех изучаемых сортов лука репчатого. Максимальное содержание сухого вещества, у сорта Мячковский 300 отмечается в контрольном варианте (18,09%), а у сортов Золотничок и Черный принц – при внесении N60P30K30 (17,81 и 16,05%). У сортов Мячковский 300 и Черный принц при внесении повышенных доз минеральных удобрений наблюдается тенденция увеличения суммы сахаров. При сравнении сортов, отмечено, что наибольшее накопление сухих веществ, а также суммы сахаров происходит в луковицах сорта Мячковский 300, наименьшее – сорта Черный принц. Для луковиц сорта Черный принц характерно большее накопление моносахаров, в сравнении с другими сортами.

3.2.4. Сохранность маточных луковиц

Для семеноводства лука репчатого особое значение имеет сохранность маточных луковиц, что является не менее важной и ответственной задачей, чем его выращивание (Джум, 2005). Биохимические показатели заложенных на хранение луковиц влияют на их сохранность. Луковицы с более высоким содержанием сухого вещества хранятся лучше (Алексеева, 1982).

У сорта Золотничок лучшая сохранность маточных луковиц отмечалась на контрольном варианте – 87%, а худшая в варианте с внесением  N90P90K90 – 76%. Увеличение дозы минеральных удобрений приводило к увеличению количества больного и проросшего лука (таб. 14).

Лежкость маточных луковиц сорта Мячковский 300 также как и сорта Золотничок была лучше на контрольном варианте – 94%. Меньше всего маточных луковиц сохранилось при внесении N90P60K60 – 85%. В этом же варианте отмечается наибольшее количество проросших луковиц – 6%. Больных луковиц после хранения больше всего оказалось на варианте N90P30K30 – 10%.

Маточные луковицы сорта Черный принц хуже всего хранились в вариантах с повышенными дозами минеральных удобрений. В то время как наибольшей сохранности способствовало внесение N60P30K30  – 85%.

Таблица 14 – Влияние различных доз минеральных удобрений на                сохранность лука репчатого, % (2010 – 2012 годы)

Вариант

Здоровых

Больных

Проросших

Золотничок

1. Контроль

86,9

9,0

4,1

2. N30P30K30

86,5

9,1

4,4

3. N60P30K30

85,3

11,5

3,2

4. N90P30K30

82,7

11,8

5,5

5. N60P60K60 

76,9

16,3

6,8

6. N60P90K90

76,7

13,4

9,9

7. N90P60K60

77,3

15,5

7,2

8. N90P90K60

76,8

14,3

8,9

9. N90P90K90

75,5

15,6

8,9

10. N120P20K80

76,3

14,9

8,8

НСР05

3,3

2,1

1,5

Мячковский 300

1. Контроль

93,6

4,4

2,0

2. N30P30K30

91,5

5,1

3,4

3. N60P30K30

90,0

6,5

3,5

4. N90P30K30

85,3

9,9

4,8

5. N60P60K60 

89,7

6,3

4,0

6. N60P90K90

88,0

6,6

5,4

7. N90P60K60

85,1

8,9

6,0

8. N90P90K60

86,6

9,4

4,0

9. N90P90K90

87,3

8,8

3,9

10. N120P20K80

87,8

7,5

4,7

НСР05

2,0

1,5

0,8

Черный принц

1. Контроль

79,3

12,6

8,1

2. N30P30K30

83,5

9,0

7,4

3. N60P30K30

84,9

9,0

6,2

4. N90P30K30

73,8

13,9

12,3

5. N60P60K60 

78,2

11,4

10,4

6. N60P90K90

79,1

11,4

9,5

7. N90P60K60

76,9

13,1

10,0

8. N90P90K60

73,7

15,7

10,6

9. N90P90K90

74,9

15,5

9,6

10. N120P20K80

70,9

17,0

12,1

НСР05

3,2

2,0

1,4

В наших исследованиях установлена прямая корреляционная зависимость выхода здоровых луковиц после хранения от содержания сухого вещества – Cr= +0,83…+0,89 и обратная корреляционная зависимость от содержания моносахаров  – Cr= -0,71…-0,78, в зависимости от сорта лука репчатого (прил. 35-37). Количество проросших луковиц находится в прямой зависимости от содержания в них аскорбиновой кислоты (Cr= +0,51…+0,81) и моносахаров (Cr= +0,63…+0,75), а количество больных луковиц зависит как от содержания в них моносахаров (Cr= +0,69…+0,72), так и их суммы (Cr= +0,42…+0,66).

В результатах своих исследований Пиров Т.Т. (2002) также отмечает, что выход товарной продукции после хранения находится в сильной корреляционной зависимости от содержания сухого вещества (Сг= +0,80…+0,94), и в обратной корреляционной зависимости от содержания моносахаров (Сг= -0,77…-0,95). Аналогичные результаты получили и другие исследователи (Агафонов, 2003; Борисов 2003): луковицы с более высоким содержанием сухого вещества хранятся лучше.

Анализ данных, полученных в исследованиях, показывает, что внесение минеральных удобрений под все изучаемые сорта лука репчатого снижает накопление сухих веществ в маточных луковицах и увеличивает содержание в них моносахаров, что в свою очередь отрицательно сказывается на лежкости.

Сохранность маточных луковиц в семеноводстве лука репчатого имеет большое значение, так как даже высокая урожайность может не покрыть расходы, связанные с потерей лука при хранении (табл. 15).

Таблица 15 – Выход маточных луковиц после хранения в зависимости от доз минеральных удобрений и расчетная площадь, требуемая для их высадки (2010 – 2012 годы)

Вариант

Выход маточных луковиц 

после хранения, т/га*

Требуемая площадь для 

их высадки, га**

Золотничок

Мячковский 300

Черный принц

Золотничок

Мячковский 300

Черный принц

1. Контроль

10,7

8,7

6,5

0,89

0,84

0,69

2. N30P30K30

12,6

9,5

9,5

0,98

0,84

0,79

3. N60P30K30

11,6

10,3

11,7

0,93

0,89

0,89

4. N90P30K30

11,6

10,3

8,3

0,93

0,89

0,68

5. N60P60K60 

10,9

10,7

11,0

0,86

0,92

0,84

6. N60P90K90

10,9

9,8

9,6

0,85

0,87

0,82

7. N90P60K60

12,0

9,5

9,1

0,90

0,83

0,76

8. N90P90K60

11,3

11,5

8,5

0,84

0,95

0,69

9. N90P90K90

12,0

12,0

8,7

0,90

0,94

0,70

10. N120P20K80

11,7

10,1

8,3

0,88

0,87

0,67

НСР05

0,4

0,7

1,0

0,03

0,03

0,06

* - с учетом естественной убыли 7,4%;

** - норма высадки маточников – 140 тыс. штук/га.

При плохой сохранности к весне образуется большое количество больных и проросших луковиц, в результате чего сокращается количество посадочного материала. Так, несмотря на то, что у сорта Золотничок максимальная урожайность маточных луковиц была при внесении N90P90K90, наибольший выход пригодных к высадке маточных луковиц после хранения в расчете на количество полученных с 1 га, было в варианте с внесением N30P30K30 – более 12 тонн. При выращивании семенных растений этим количеством маточных луковиц можно занять площадь в 0,98 га (прил. 38).

У сортов Мячковский 300 и Черный принц масса лука после хранения была больше на тех же вариантах, что и максимальная урожайность с 1 га. У сорта Мячковский 300 – в вариантах с внесением по 90 кг/га д.в. азота и фосфора и 60-90 кг/га калия, а у сорта Черный принц – при внесении 60-90 кг/га азота и по 30 кг/га д.в. фосфора и калия. Соответственно сохранившимся луком с этих вариантов можно занять максимальные площади для выращивания семенных растений этих сортов (прил. 39, 40).

3.2.5. Влияние минеральных удобрений на урожайность семян 

Одним из основных условий получения высоких урожаев семян является обеспечение семенных растений основными элементами питания (азот, фосфор, калий).

Анализ результатов исследований показывает, что внесение макроудобрений положительно влияет на структуру урожая семян всех изучаемых сортов. На сорте Золотничок внесение минеральных удобрений позволило повысить стрелкование и получить выход в стрелку всех трех почек с каждой луковицы. При этом внесение N30-60P30-60K30-60 увеличивало массу семян с одного растения на 16-24%, а N60P90K90 – продуктивность одного растения  на 41% (табл. 16). Наибольшая прибавка урожая семян наблюдалась в диапазоне N60P90K90-N90P90K60 и превышала контроль на 34-43%.

Таблица 16 – Структура урожая семян лука репчатого сорта Золотничок (2010 – 2012 годы)

Вариант

Количество соцветий на растении, шт.

Масса семян с 1 соцветия, г

Продуктивность одного растения, г

Урожайность семян, кг/га

1. Контроль

2,6

2,50

6,25

769

2. N30P30K30

2,8

3,05

7,90

994

3. N60P30K30

2,8

3,02

7,86

974

4. N90P30K30

2,7

2,91

7,61

975

5. N60P60K60 

2,7

3,09

7,86

984

6. N60P90K90

3,0

2,87

8,79

1096

7. N90P60K60

2,9

2,81

8,03

1011

8. N90P90K60

2,9

2,94

8,24

1035

9. N90P90K90

2,9

2,71

7,67

943

10. N100P25K70

2,8

2,81

7,49

921

НСР05

0,1

0,10

0,46

61

При анализе влияния погодных условий на урожайность семян сорта Золотничок выявлено, что наиболее оптимальными являлись погодные условия 2012 года – повышенные в период вегетации, в сравнении со среднемноголетними значениями, температура воздуха и количество выпавших осадков (табл. 17). А повышенная температура воздуха и недостаточное количество осадков, которые наблюдались в период вегетации семенных растений в 2010 и 2011 годах, отрицательно повлияли на урожайность семян сорта Золотничок.

Таблица 17 – Урожайность семян лука репчатого сорта Золотничок, кг/га

Вариант

2010 год

2011 год

2012 год

Урожайность, кг/га

Прибавка, %

Урожайность, кг/га

Прибавка, %

Урожайность, кг/га

Прибавка, %

1. Контроль

702

-

574

-

1030

-

2. N30P30K30

892

27,1

893

55,6

1198

16,3

3. N60P30K30

877

24,9

892

55,4

1154

12,0

4. N90P30K30

817

16,4

919

60,1

1190

15,5

5. N60P60K60

818

16,5

838

46,0

1297

25,9

6. N60P90K90

923

31,5

951

65,7

1413

37,2

7. N90P60K60

876

24,8

884

54,0

1274

23,7

8. N90P90K60

916

30,5

887

54,5

1302

26,4

9. N90P90K90

904

28,8

757

31,9

1167

13,3

10. N100P25K70

876

24,8

750

30,7

1137

10,4

НСР05

47

80

77

Также погодные условия оказали неодинаковое влияние на действие минеральных удобрений при выращивании семенных растений сорта Золотничок. Так максимальный эффект от применения минеральных удобрений наблюдался в 2011 году – при погодных условиях, близких к среднемноголетним, повышая урожайность семян на 31-66%. В то время как в 2010 и 2012 годах прибавка урожайности была 10-37%.

Использование минеральных удобрений при возделывании семенников лука репчатого сорта Мячковский 300 позволило повысить количество стрелок на растении до их максимального значения – 3 и увеличить массу семян на соцветии на 11%. При этом внесение N60P60-90K60-90 максимально увеличило продуктивность растения – на 31-34%, а урожайность семян на 30-37% (табл. 18).

Таблица 18 – Структура урожая семян лука репчатого сорта Мячковский 300 (2010 – 2012 годы)

Вариант

Количество соцветий на растении, шт.

Масса семян с 1 соцветия, г

Продуктивность одного растения, г

Урожайность семян, кг/га

1. Контроль

2,4

2,86

6,90

829

2. N30P30K30

3,0

2,86

8,06

949

3. N60P30K30

2,8

3,11

8,65

1060

4. N90P30K30

2,6

3,16

8,18

996

5. N60P60K60 

3,0

3,09

9,03

1077

6. N60P90K90

3,0

3,16

9,22

1135

7. N90P60K60

2,6

3,06

8,07

1000

8. N90P90K60

2,9

2,91

8,19

996

9. N90P90K90

2,8

3,07

8,52

1030

10. N100P25K70

3,0

2,90

8,42

1027

НСР05

0,1

0,09

0,46

58

Влияние погодных условий на урожайность семян сорта Мячковский 300 в годы проведения исследований носило схожий характер с сортом Золотничок. Так, максимальная урожайность отмечалась в 2012, а наибольший эффект от применения минеральных удобрений  в 2011 году (табл. 19). Увеличение урожайности при этом достигало 62%. Максимальное увеличение урожайности семян, стабильное во все годы исследований, наблюдалось при внесении N60P90K90 – на 23-62%.

Таблица 19 – Урожайность семян лука репчатого сорта Мячковский 300, кг/га

Вариант

2010 год

2011 год

2012 год

Урожайность, кг/га

Прибавка, %

Урожайность, кг/га

Прибавка, %

Урожайность, кг/га

Прибавка, %

1. Контроль

753

-

643

-

1092

-

2. N30P30K30

976

29,6

747

16,2

1125

3,0

3. N60P30K30

874

16,1

1003

56,0

1302

19,2

4. N90P30K30

832

10,5

865

34,5

1292

18,3

5. N60P60K60

964

28,0

959

49,1

1307

19,7

6. N60P90K90

930

23,5

1041

61,9

1434

31,3

7. N90P60K60

812

7,8

939

46,0

1250

14,5

8. N90P90K60

742

-1,5

949

47,6

1299

19,0

9. N90P90K90

836

11,0

1010

57,1

1243

13,8

10. N100P25K70

932

23,8

933

45,1

1215

11,3

НСР05

60

90

70

На сорте Черный принц внесение N60P60K60 позволило максимально увеличить количество соцветий на растении и массу семян с соцветия на 22 и 23% соответственно, а продуктивность одного растения и урожайность семян – на 45 и 47% по отношению к контролю (табл. 20).

Таблица 20 – Структура урожая семян лука репчатого                                           сорта Черный принц (2010 – 2012 годы)

Вариант

Количество соцветий на растении, шт.

Масса семян с 1 соцветия, г

Продуктивность одного растения, г

Урожайность семян, кг/га

1. Контроль

2,3

2,22

5,03

603

2. N30P30K30

2,5

2,56

6,31

762

3. N60P30K30

2,6

2,66

6,70

820

4. N90P30K30

2,6

2,53

6,55

793

5. N60P60K60 

2,8

2,72

7,30

889

6. N60P90K90

2,5

2,24

5,67

687

7. N90P60K60

2,6

2,28

5,78

706

8. N90P90K60

2,5

2,26

5,62

690

9. N90P90K90

2,5

2,31

5,70

694

10. N100P25K70

2,5

2,28

5,68

695

НСР05

0,1

0,14

0,48

59

Урожайность семян лука репчатого сорта Черный принц в годы исследований значительно различалась, в связи с различными погодными условиями (табл. 21). Так же как и при выращивании семенников двух других сортов наиболее лучшими для выращивания семян были погодные условия 2012 года, при которых урожайность была выше в 2-2,5 раза, чем в 2010 и 2011 годах. Наибольшее влияние погодных условий на действие минеральных удобрений отмечалось в 2011 году, как и у сортов Золотничок и Мячковский 300, максимально повышая урожайность семян на 84% по сравнению с контрольным вариантом. Внесение минеральных удобрений в дозе N60P60K60 является вариантом, максимально повышающим урожайность семян сорта Черный принц и проявляющим стабильность независимо от погодных условий.

Таблица 21 – Урожайность семян лука репчатого сорта Черный принц, кг/га

Вариант

2010 год

2011 год

2012 год

Урожайность, кг/га

Прибавка, %

Урожайность, кг/га

Прибавка, %

Урожайность, кг/га

Прибавка, %

1. Контроль

382

-

430

-

997

-

2. N30P30K30

426

11,5

722

67,9

1138

14,1

3. N60P30K30

501

31,2

749

74,2

1211

21,5

4. N90P30K30

459

20,2

712

65,6

1210

21,4

5. N60P60K60

591

54,7

790

83,7

1287

29,1

6. N60P90K90

441

15,4

564

31,2

1056

5,9

7. N90P60K60

530

38,7

552

28,4

1038

4,1

8. N90P90K60

447

17,0

557

29,5

1068

7,1

9. N90P90K90

481

25,9

558

29,8

1040

4,3

10. N100P25K70

456

19,4

556

29,3

1073

7,6

НСР05

42

83

68

Таким образом, растения лука репчатого второго года жизни сорта Черный принц являются наиболее чувствительными на внесение минеральных удобрений и на изменение погодных условий, а сорт Мячковский 300 наиболее устойчивым.

Статистическая обработка экспериментальных данных и их графическая интерпретация показывает увеличение урожайности семян сорта Золотничок при повышении азотных удобрений с максимальным значением в дозе 60 кг/га д.в. Дальнейшее повышении доз азота снижает урожайность (рис. 9).

Рис. 9 Влияние азотных удобрений на урожайность семян                                                   лука репчатого сорта Золотничок (2010 – 2012 годы)

Схожий характер зависимости урожайности семян данного сорта наблюдался от калийных или фосфорных удобрений, однако максимальная урожайность приходилась на внесение 70 кг/га д.в. удобрений (рис. 10).

 

Рис. 10 – Влияние фосфорных и калийных удобрений на урожайность семян                            лука репчатого сорта Золотничок (2010 – 2012 годы)

Изучение влияния различных доз минеральных удобрений на урожайность семян лука репчатого сортов Мячковский 300 и Черный принц показало схожий характер зависимости – как у сорта Золотничок. То есть урожайность росла до тех пор, пока элемент питания находился в недостаточном количестве, а максимальное ее значение наблюдалось у сорта Мячковский 300 – при 70-80, а у сорта Черный принц – 50-60 кг/га д.в. Дальнейшее увеличение дозы минеральных удобрений приводило к снижению урожайности семян (рис. 16).

Парное взаимодействие факторов в еще большей степени влияет на урожайность семян. Так у сорта Золотничок мы наблюдаем максимальную урожайность семян при использовании малых доз азотных совместно с высокими дозами калийных или фосфорных удобрений (рис. 11).

 

Рис. 11 – Влияние минеральных удобрений на урожайность семян                                        лука репчатого сорта Золотничок (2010 – 2012 годы)

Аналогичный характер зависимости мы наблюдаем у сорта Мячковский 300. И только у сорта Черный принц максимальная урожайность семян наблюдалась под влиянием средних доз минеральных удобрений.

Таким образом, наибольшее влияние на урожайность семян сортов лука репчатого Золотничок и Мячковский 300, стабильность которого наблюдается во все годы исследований, оказывает внесение N60P90K90, а у сорта Черный принц – N60P60K60. При этом средняя прибавка урожайности за годы исследований составляет 37-47% в зависимости от сорта.

Посевные качества семян. В семеноводстве важное значение имеет не только количество полученного урожая семян, но и их посевные качества.

Анализ средних данных показывает, что внесение минеральных удобрений под семенные растения оказало положительное влияние на посевные качества семян лука репчатого всех изучаемых сортов. При этом максимальная масса семян отмечается при внесении средних и повышенных доз минеральных удобрений: у сорта Золотничок – 2,95-2,98, Мячковский 300 – 2,93-2,95, Черный принц – 2,89-2,92г (табл. 22). Также следует отметить, что внесение минеральных удобрений повышает всхожесть семян всех трех сортов, но значительных различий между вариантами не наблюдается.

Таблица 22 – Посевные качества семян лука репчатого (2010 – 2012 годы)

Варианты

Масса 1000 семян, г

Энергия прорастания, %

Всхожесть, %

З

М

ЧП

З

М

ЧП

З

М

ЧП

1. Контроль

2,83

2,84

2,72

83

83

82

91

94

93

2. N30P30K30

2,91

2,87

2,86

85

87

85

95

95

95

3. N60P30K30

2,92

2,90

2,87

87

91

84

95

96

96

4. N90P30K30

2,98

2,93

2,89

90

85

87

97

96

96

5. N60P60K60 

2,94

2,89

2,92

85

88

86

96

96

96

6. N60P90K90

2,95

2,95

2,85

87

88

87

97

96

95

7. N90P60K60

2,96

2,92

2,90

85

84

87

96

95

96

8. N90P90K60

2,96

2,93

2,87

88

88

86

96

95

95

9. N90P90K90

2,88

2,94

2,92

86

85

86

96

96

96

10. N100P25K70

2,89

2,92

2,91

87

86

87

96

95

96

НСР05

0,03

0,02

0,04

З – Золотничок; М – Мячковский 300; ЧП – Черный принц.

На основании вышеизложенного можно сделать заключение, что в условиях Московской области предпосадочное применение минеральных удобрений на семенниках лука репчатого эффективно не только для повышения урожайности, но и для улучшения качества получаемых семян. Однако при этом необходимо учитывать сортовую реакцию растений лука репчатого. Так, в среднем за три года максимальная урожайность семян у сорта Черный принц была получена так же при внесении N60P60K60 – 889 кг/га. У сортов Золотничок и Мячковский 300 максимальная урожайность была получена от внесения 60 кг/га азота, 90 кг/га калия и 90 кг/га фосфора – на 36-42% по отношению  к варианту без внесения минеральных удобрений.

3.2.6. Оценка адаптивной способности и параметров сред как фона для семеноводства лука репчатого

Анализ параметров адаптивности при выращивании маточных луковиц показал, что сорта Мячковский и Черный принц являются менее адаптивными по сравнению с сортом Золотничок. Различия между ними заключаются в том, что сорт Черный принц является высоко отзывчивым на среду воздействия, Мячковский 300 обладает слабой отзывчивостью. Сорт Золотничок является высокостабильным с высокой потенциальной продуктивностью и значительной стабильностью генотипа, наивысший среди изученных сортов (табл. 23).

Таблица 23 – Параметры адаптивной способности и стабильности сортов лука репчатого (2010 – 2012 годы)

Сорта

Xср.,

т/га

Общая адаптивная

способность,

ОАСi

Относительная стабильность генотипа, Sqi, %

Коэффициент регрессии генотипа на среду, bi

Селекционная ценность генотипа, СЦГi

по урожайности маточных луковиц

Золотничок

15,6

1,78

11,76

0,55

11,97

Мячковский 300

12,8

-1,04

21,64

0,62

7,32

Черный принц

13,1

-0,74

42,8

1,83

2,06

по урожайности семян

Золотничок

970,3

65,5

20,68

0,86

597,39

Мячковский 300

1010,0

105,2

20,2

0,88

630,94

Черный принц

734,1

-170,7

39,85

1,27

190,56

Параметры показателей адаптивности при выращивании семенных растений сортов Золотничок и Мячковский 300 характеризуют их как высокоадаптивные со средней стабильностью генотипа. При этом сорт Мячковский 300 обладает высшим потенциалом продуктивности по урожайности семян. Сорт Черный принц – интенсивного типа с низкой адаптивной способностью и низкой стабильностью генотипа.

При анализе параметров среды как фона для отбора лучшим годом по урожайности маточных луковиц и продуктивности среды оказался 2011 год (+4,74…+5,30). А самые высокие показатели продуктивности среды (dk) наблюдались в 2010 и 2011 годах при внесении N90P90K60-90, а в 2012 при внесении N90P90K90 (прил. 41). Выращивание семенных растений изучаемых сортов позволил установить наибольшую продуктивность среды стабильно во все годы исследований при внесении N90P60-90K60-90 (прил. 42). А наиболее высокие показатели этого параметра отмечаются в 2012 году, в условиях которого была получена наибольшая урожайность семян всех изучаемых сортов лука репчатого.

Генотип - средовые отношения (дифференцирующая способность), выраженные параметром Sek, менялись в зависимости от фона минерального питания и погодных условий. Так при выращивании семенных растений в 2010 году (ГТК=0,82) фон всех вариантов опыта являлся дестабилизирующим. В 2011 году (ГТК=0,95) при внесении малых и средних доз минеральных удобрений фон был стабилизирующим, высоких доз – дестабилизирующим. А в условиях 2012 года (ГТК =1,10) варианты N60P90K90, N90P60K60 и N90P90K60 являлись стабилизирующим фоном, на остальных вариантах опыта формировались условия соответствующие нивелирующему фону. То есть малые и средние дозы минеральных удобрений при ГТК = 0,95 и высокие дозы – при ГТК = 1,10 являются оптимальными для создания стабилизирующего фона при выращивании семенных растений лука репчатого.

В отношении дифференцирующей способности при выращивании маточных луковиц получены неоднозначные данные. Относительно закономерности изменчивости этого параметра исследования следует продолжить.

3.3. Оптимизация минерального питания лука репчатого сорта Золотничок путем использования микроудобрений 

3.3.1. Биометрические показатели растений 

В ряде почвенно-климатических зон страны применение микроудобрений является одним из важных методов повышения урожайности сельскохозяйственных культур, потребность в которых определяется биологическими особенностями культуры и содержанием микроэлементов в почве в доступной для растений форме (Ягодин, 1982).

Для изучения влияния микроудобрений использовался сорт лука репчатого Золотничок как наиболее востребованный в данном регионе России.

Применение микроудобрений оказывает положительное влияние на биометрические показатели растений лука репчатого сорта Золотничок, увеличивая количество листьев на 5-15%, длину на 5-12% у растений первого года жизни и на 4-8% и 3-9% у растений второго года жизни соответственно. На ширину листьев растений первого года жизни микроудобрения значительно не повлияли. Однако у растений второго года жизни произошло увеличение на 6-18% (табл. 24; прил. 43, 44).

Таблица 24 – Биометрические показатели растений лука репчатого сорта Золотничок с применением микроудобрений на конец вегетации (2010 – 2012 годы)

Вариант

Первого года жизни

Второго года жизни

Количество листьев, шт.

Длина листа, см

Ширина листа, см

Количество листьев, шт.

Длина листа, см

Ширина листа, см

Высота цветоноса, см

1 (Контроль)

7,3

42

1,3

24

35

1,7

75

2 (МФ+З)

7,7

45

1,4

24

36

1,7

77

3 (МФ+О)

7,7

44

1,4

24

35

1,8

77

4 (МФ+З+О)

8,3

45

1,4

26

37

1,9

78

5 (ФК+З)

7,9

45

1,4

25

36

1,8

77

6 (ФК+О)

7,7

45

1,4

24

36

1,8

77

7 (ФК+З+О)

8,4

47

1,5

26

38

2,0

79

НСР05

0,4

1

0,1

1

1

0,1

1

МФ – микроудобрения в минеральной форме; ФК – микроудобрения в форме комплексонатов; З – замачивание посадочного материала; О – опрыскивание вегетирующих растений.

Применение микроудобрений позволило увеличить площадь листовой поверхности и фотосинтетический потенциал листового аппарата растений лука репчатого. Наибольшее увеличение площади листовой поверхности к концу вегетации – на 75% при выращивании маточных луковиц и на 61% при выращивании семенных растений, а также фотосинтетического потенциала (на 90 и 65% соответственно) произошло в варианте с обработкой посадочного материала и опрыскиванием растений микроэлементами в форме комплексонатов металлов (ФК+З+О). Максимальные значения продуктивной работы листьев, как при выращивании маточных луковиц, так и семенных растений отмечается в контрольном варианте (табл. 25; прил. 45).

Таблица 25 – Фотосинтетический потенциал и продуктивная работа листьев растений лука репчатого сорта Золотничок  с применением микроудобрений (2010 – 2012 годы)

Вариант

Маточные луковицы

Семена

ФП

ПРЛ

ФП

ПРЛ

1 (Контроль)

137,96

101,5

666,58

1,5

2 (МФ+З)

186,96

81,8

787,85

1,4

3 (МФ+О)

186,49

82,0

779,44

1,5

4 (МФ+З+О)

201,81

75,3

915,45

1,2

5 (ФК+З)

202,02

80,7

886,14

1,3

6 (ФК+О)

186,85

80,8

822,30

1,4

7 (ФК+З+О)

261,63

65,7

1126,42

1,1

ФП – фотосинтетический потенциал, тыс. м2сут/га;

ПРЛ – продуктивная работа листьев, кг/га маточных луковиц (семян) на 1000 ед. ФП.

Морфометрические показатели маточных луковиц также возросли от применения микроудобрений по сравнению с контролем. Наибольший диаметр луковицы отмечался в вариантах (ФК+О) и (ФК+З+О) – 5,4 см (табл. 26).

Таблица 26 – Морфометрические показатели маточных луковиц сорта         Золотничок с применением микроудобрений (2010 – 2012 годы)

Варианты

Диаметр, см

Высота, см

Индекс луковицы

Масса 1000 семян, г

1 (Контроль)

4,9

4,4

0,90

97,0

2 (МФ+З)

5,1

4,6

0,91

99,0

3 (МФ+О)

5,2

4,8

0,92

100,8

4 (МФ+З+О)

5,3

4,9

0,93

101,7

5 (ФК+З)

5,3

4,9

0,94

101,9

6 (ФК+О)

5,4

4,9

0,91

102,6

7 (ФК+З+О)

5,4

5,1

0,94

103,9

НСР05

0,2

0,2

0,01

2,2

Наибольшая высота – 5,0 см и масса луковицы – 103,9 г также были на варианте с обработкой посадочного материала и опрыскиванием растений микроэлементами в форме комплексонатов металлов (ФК+З+О). На контрольном варианте диаметр луковицы и высота были 4,9 и 4,4 см соответственно, а масса луковицы – 97,0 г.

3.3.2. Урожайность и структура урожая маточных луковиц сорта Золотничок  с применением микроудобрений

Товарная урожайность лука репки от применения микроудобрений также увеличилась по сравнению с контролем (табл. 27). Максимальное увеличение урожайности маточных луковиц было отмечено в варианте с обработкой посадочного материала и опрыскиванием растений микроэлементами в форме комплексонатов металлов – на 22,9%.

Таблица 27 – Структура урожая лука репчатого сорта Золотничок                    с применением микроудобрений (2010 – 2012 годы)

Вариант

Выход маточных луковиц, шт./м2

Общая урожайность, т/га

Урожайность маточных луковиц, т/га

Прибавка

т/га

%

1 (Контроль)

14,4