The paper presents the results of an introductory test of Altai onion: seasonal development, reproduction at different generative ages (young, middle-aged, old generative) and biochemical composition were studied. Seasonal development – in the 1st half of April. Blooms in late May-early June for an average of 27 days. Seeds ripen in July. Vegetates 180–190 days. At a young generative age, flowers in an umbrella are from 86 to 177 pcs. (135.33±13.36), fruits – from 70 to 161 pcs. (123.83±13.24), seeds in an umbrella – from 160 to 567 pcs. (435.0±71.2 pcs.), seeds in a box – from 2.2 to 4.2 pcs. (3.63±0.37 pcs.), productivity ratio – 55.5 %; in medium-generative plants, flowers – from 192 to 496 pcs. (321.0±43.58), fruits – from 180 to 468 pcs. (292.9±41.43), seeds in an umbrella – from 720 to 1823 pcs. (1223.5±170.23), seeds in the fruit – from 3.7 to 4.8 pcs. (4.2±0.15), productivity ratio – 59.5 %; in old plants, flowers – from 67 to 187 pcs. (122.11±14.24), fruits – from 45 to 135 pcs. (92.56 ± 9.44), seeds in an umbrella – from 103 to 406 pcs. (245.88±31.69), seeds in the fruit – from 1.7 to 3.3 pcs. (2.57±0.22), productivity factor – 34.6 %. Weight 1000 pcs. seeds – 2.5 g. The dynamics of vitamin C accumulation during the growing season: in the regrowth phase – 60.0 mg/%, in the budding phase – 43.56, in the flowering phase – 34.24, in the autumn regrowth phase – 46, 90 mg/%. In the shooting phase, the accumulation of sugar – 32.0 %, nitrogen – 2.43, dry mat¬ter – 10.85, protein - 15.18, fat – 4.13, starch – 1.98 %, carotene – 41.6 mg/kg. The species is promising for cultivation in the forest-steppe zone of the Bashkir Cis-Urals.
genus Allium L., Allium altaicum Pall., introduction, phenology, fruiting, inflorescence, morphology, seed productivity
Введение. Лук алтайский (Allium altaicum Pall.) – многолетний летнезеленый травянистый луковичный поликарпик [1]. Ценное пряно-вкусовое и лечебно-профилактическое, медоносное растение.
Его называют также лук каменный, дикий батун, согоно, санчин. Лук алтайский очень близок к луку-батуну. По мнению некоторых ботаников, луки батун и алтайский имели общего предка, центром происхождения которого, по-видимому, была территория Китая. Луки батун и алтайский скрещиваются между собой, однако гибриды первого поколения (F1) четко различаются в зависимости от того, какой вид был использован в качестве материнского растения, уклоняясь в материнскую форму [2].
В отличие от батуна лук алтайский образует довольно крупные луковицы, размер которых зависит от условий произрастания. По наблюдениям Г.В. Деловой (1959) и Ю.А. Катухова (1979), размер и масса лука связаны с высотой местообитания над уровнем моря: на большей высоте растения крупнее. Г.В. Делова рассматривает эту особенность как приспособление к неблагоприятным условиям. Продуктивность зеленой массы, количество биологически активных веществ с высотой увеличиваются, но уменьшается способность к размножению, семена становятся более мелкими [3, 4].
Лук алтайский – типичный представитель каменистых и скальных обнажений Горного Алтая. Распространен в субальпийском поясе гор (над уровнем моря до 3,5 тыс. м), не спускается в сухие степи и не проникает в тундровые сообщества. Ю.А. Котухов отмечал, что типичные местообитания л. алтайского расположены на высоте 1800–2000 м над уровнем моря. Предпочитает нейтральные, богатые кальцием почвы. Распространен небольшими популяциями, встречается и одиночными экземплярами [4].
Ботаники выделяют две формы лука алтайского, приуроченные к определенным местам обитания. На высотах 2000 м над уровнем моря на скальных уступах и осыпях произрастают неветвящиеся однопобеговые растения с крупной одиночной округлой луковицей, крупными шаровидными соцветиями с количеством цветков более 100 (104–127 шт.). На мелкощебнистых осыпях встречаются многопобеговые (многогнездные) особи, образующие в клоне до 15 побегов с более мелкими соцветиями, у которых в соцветии 70–80 шт. цветков. По мере увеличения возраста растений число побегов, листьев, цветоносов возрастает, увеличивается соответственно и урожай. Между этими основными формами встречаются и переходные [5].
Алтайский лук интродуцирован во многих ботанических садах России, интродукторы отмечают, что вид легко адаптируется при введении в культуру, успешно развивается и дает самосев. Большинство исследователей относят л. алтайский к ранним видам. Однако, как и другие виды луков, он полиморфен. Причем культивируемые формы значительно отличаются от дикорастущих. В более благоприятных условиях (плодородные почвы, наличие влаги, уход) растения лучше растут, становятся мощными, сильнее ветвятся, образуют большее количество луковиц, увеличивается их масса, изменяется химический состав. Содержание каротина в условиях культуры возрастает в 3–4 раза по сравнению с дикорастущими. В культуре семяпродуктивность повышается. Полевая всхожесть семян при подзимнем посеве (62–78 %) выше, чем при весеннем (29–40 %). Лук алтайский морозостоек и прекрасно зимует. Луковица при промерзании и постепенном оттаивании не повреждается и может продолжать свой рост. Этим свойством пользуется местное население и хранит луковицы в замороженном виде. При весеннем возврате холодов молодые листья не повреждаются при температуре до -10 °C [6, 7].
Алтайский лук богат сахарами. Максимальное содержание сахара накапливается в листьях и луковицах к концу вегетации, причем в листьях преобладают редуцированные сахара, а в луковицах почти весь сахар представлен сахарозой [8, 9].
Цель исследования – изучить в условиях интродукции лук алтайский: особенности фенологии, морфологии, семяпродуктивности, биохимического состава, размножения, устойчивости и перспективности в культуре.
Объекты и методы. Интродукционная работа проводилась в ботаническом саду на коллекционном участке луков в 2000–2021 гг. Семена лука алтайского были получены в 1987 г. из Центрально-Сибирского ботанического сада СО РАН (природное происхождение – Телецкое озеро). Использовались общепринятые методики интродукционных и биологических [10–12], а также биохимических [13] исследований.
Результаты и их обсуждение. По внутриродовой классификации системы Allium L. Wendelbo лук алтайский относится к секции Phyllodolon Prokh. (к корневищно-луковичным видам).
Сезонное развитие лука алтайского начинается в 1-й половине апреля (табл. 1).
Таблица 1
Фенологические показания A. altaicum
|
Показатель |
2015 |
2016 |
2017 |
2018 |
2019 |
2020 |
2021 |
|
Начало весеннего отрастания |
11.04 |
05.04 |
20.04 |
22.04 |
06.04 |
06.04 |
11.04 |
|
Начало отрастания цветоноса |
11.05 |
23.04 |
16.05 |
14.05 |
10.05 |
09.05 |
05.05 |
|
Начало раскрытия чехлика соцветия |
27.05 |
16.05 |
03.06 |
29.05 |
25.05 |
26.05 |
22.05 |
|
Начало цветения |
01.06 |
24.05 |
12.06 |
05.06 |
03.06 |
04.06 |
27.05 |
|
Конец цветения |
25.06 |
20.06 |
05.07 |
06.07 |
30.06 |
27.06 |
25.06 |
|
Начало созревания семян |
07.07 |
30.06 |
22.07 |
22.07 |
17.07 |
15.07 |
01.07 |
|
Конец созревания семян |
27.07 |
22.07 |
13.08 |
10.08 |
30.07 |
26.07 |
15.07 |
|
Длительность цветения, дней |
25 |
28 |
24 |
31 |
27 |
24 |
30 |
|
Период от отрастания до плодоношения, дней |
88–108 |
87–109 |
94–115 |
93–112 |
103–116 |
101–112 |
82–96 |
Листья весенней генерации максимальную высоту достигают к концу мая, их длина составляет до 40–50 см. Появление цветоноса наблюдается в основном во 2-й декаде мая. Цветки раскрываются в конце мая–начале июня. Цветет лук от 24 до 31 дня. В фазу плодоношения лук постепенно теряет листья и погружается в короткий период покоя. Семена созревают в июле. В середине августа возобновляется летне-осенняя генерация листьев, в сентябре их длина достигает до 28 см, в октябре – до 35 см. Лук алтайский вегетирует 180–190 дней.
Высота стрелки л. алтайского у средневозрастных растений – 65–90 см (77±3,64), толщина – 2,3–3,7 (2,8±0,17), длина листа – 20–50 (33,4±3,4), ширина – 1,7–2,5 (2,02±0,11), ширина зонта – 3,8–5,0 (4,23±0,19), длина луковицы – 4,1–5,3 (4,41±0,16), ширина – 3,0–3,6 см (3,19±0,09).
Изучение семяпродуктивности л. алтайского имеет значение в связи с введением его в культуру как декоративного и витаминного растения.
Имеющиеся сведения о семяпродуктивности л. алтайского в условиях природного ареала и в культуре дают возможность судить о репродуктивности вида в целом, но не характеризует полностью его продуктивность в связи с возрастными особенностями [14–16].
В молодом генеративном возрасте лук алтайский имеет от 86 до 177 шт. цветков (135,33± 13,36), плодов – от 70 до 161 (123,83±13,24), число семян в зонте – от 160 до 567 (435,0±71,2 шт.), число семян в коробке – от 2,2 до 4,2 шт. (3,63±0,37 шт.), коэффициент продуктивности – 55,5 % (табл. 2).
Количество побегов в клонах в молодом половозрелом возрасте достигает до 4–7 шт.
Таблица 2
Репродуктивные показатели A. altaicum
|
Продуктивность 1 соцветия |
Молодой генеративный возраст |
Средний генеративный возраст |
Старый генеративный возраст |
|||
|
M±m |
Сv, % |
M±m |
Сv, % |
M±m |
Сv, % |
|
|
Число цветков, шт. |
135,33±13,36 |
24,1 |
321,0±43,58 |
35,9 |
122,1±14,24 |
34,9 |
|
Число плодов, шт. |
123,83±13,24 |
26,2 |
292,9±41,43 |
37,4 |
92,56±9,44 |
30,6 |
|
Плодоцветение, % |
90,96±2,49 |
6,1 |
91,2±1,45 |
4,5 |
78,83±5,06 |
18,16 |
|
Реальная семенная продуктивность, шт. |
435,0±71,2 |
36,6 |
1223,5±170,23 |
34,0 |
245,88±31,69 |
36,45 |
|
Число семян в плоде, шт. |
3,63±0,37 |
22,6 |
4,2±0,15 |
3,3 |
2,57±0,22 |
24,66 |
|
Семенификация плода, % |
60,46±6,13 |
22,6 |
70,0±2,56 |
1,8 |
42,83±3,73 |
24,6 |
|
Потенциальная семенная продуктивность, шт. |
762,0±76,70 |
22,5 |
2055,0±269,0 |
32,0 |
753,75±93,6 |
35,1 |
|
Коэффициент продуктивности, % |
55,53±6,55 |
26,36 |
59,5±1,08 |
4,5 |
34,69±4,59 |
37,5 |
У среднегенеративных растений лука алтайского все репродуктивные показатели повышаются: число цветков (321,0±43,58) и плодов (292,9±41,43) у них по сравнению с молодыми растениями возрастают в 2,4 раза, число семян в зонте – 2,8 раза (1223,5±170,23), семян в плоде – 1,2 раза (4,2±0,15), коэффициент продуктивности – больше на 4,0 % (59,5 %). В среднем возрасте число побегов в клоне составляет от 8 до 19 шт.
У старых растений кусты имеют только 1–2 цветоносных побега, как правило, репродуктивность снижается. Ниже приводим количественные репродуктивные показатели в сравнительном аспекте с молодыми и средневозрастными растениями: количество цветков уменьшается в 1,1 (на 13,2 шт.) и в 2,6 раза (на 199 шт.); плодов – в 1,3 (на 31,3 шт.) и в 3,2 раза (на 200 шт.); семян в зонтике – в 1,8 (на 189 шт.) и в 5 раз (на 978 шт.) коэффициент продуктивности – на 20,8 и 24,8 % (с молодыми и средневозрастными растениями соответственно).
В наших условиях размножение алтайского лука хорошее, также ежегодно отмечается самосев. Полноценные 1000 шт. семян имеют вес 2,5 г. Семена имеют длину 3,5 мм и ширину 2,3 мм.
Лук алтайский – прекрасный источник витаминов. Для выявления динамики накопления витамина С анализировали листья лука алтайского, собранные в течение вегетационного сезона: в фазе отрастания содержание витамина С – 60,0 мг/%, в фазе бутонизации – 43,56, в фазе цветения – 34,24, в фазе осеннего отрастания – 46,90 мг/%. В фазе отрастания цветоноса в составе листьев сахара обнаружено 32,0 %, азота – 2,43, сухого вещества – 10,85, протеина – 15,18, жира – 4,13, крахмала – 1,98 %, каротина – 41,6 мг/кг.
Заключение. Интродукционное испытание лука алтайского в Южно-Уральском ботаническом саду показывает высокую перспективность данного вида лука для выращивания в лесостепной зоне Предуралья как декоративной и пищевой культуры. Лук алтайский можно использовать как источник витаминов в ранневесенний и осенний период. Феноритм и размножение лука устойчивые, семяпродуктивность высокая, но уменьшается со старением растений, хотя остается в удовлетворительном количестве. Отмечен ежегодный самосев.
1. Bezdelev A.B., Bezdeleva T.A. Zhiznennye formy semennyh rasteniy Rossiyskogo Dal'nego Vostoka. Vladivostok: Dal'nauka. 2006. S. 275–276.
2. Kokareva V.A. Osobennosti mezhvidovoy gibridizacii luka repchatogo s dikorastuschimi vidami: avtoref. dis…kand. s.-h. nauk. M.,1982. 20 s.
3. Delova G.V. Sravnitel'noe izuchenie nekotoryh dikorastuschih lukov Altaya s cel'yu vvedeniya ih v kul'turu // Tr. Botan. in-ta AN SSSR. Ser. 6. L.: Nauka. Leningr. otd-nie, 1959 b. Vyp. 7. S. 138–141.
4. Kotuhov Yu.A. Vnutrividovoe raznoobrazie Allium altaicum Pall. v Kazahstanskom Altae // Rastitel'nye resursy. 1979. T. 15. Vyp. 2. S. 253–259.
5. Kotuhov Yu.A. Ritm razvitiya luka altayskogo razlichnogo ekologo-geograficheskogo proishozhdeniya pri introdukcii // Racional'noe ispol'zovanie rastitel'nyh resursov Kazahstana. Alma-Ata: Nauka, 1986. S. 266–269.
6. Grankina V.P., Frizen I.V., Hanminchun V.M. i dr. Luk altayskiy, kamennyy, dikiy batun – Allium altaicum Pallas // Biologicheskie osobennosti rasteniy Sibiri, nuzhdayuschihsya v ohrane. Novosibirsk: Nauka. Sib. otd-nie, 1986. S. 121–141.
7. Danilova A.N. Biologicheskie osobennosti Allium altaicum Pall., vyraschivaemogo v Altayskom botanicheskom sadu // Rastitel'nye resursy. 1992. T. 28. Vyp. 2. S. 77–82.
8. Yur'eva N.A., Kokareva V.A. Mnogoobrazie lukov i ih ispol'zovanie. M.: Izd-vo MSHA, 1992. 160 s.
9. Fomina T.I., Kukushkina T.A. Soderzhanie biologicheski aktivnyh veschestv v nadzemnoy chasti nekotoryh vidov luka (Allium L.) // Himiya rastitel'nogo syr'ya. 2019. № 3. S. 177–184.
10. Trulevich N.V. Ekologo-fitocenoticheskie osnovy introdukcii rasteniy. M.: Nauka, 1991. S. 109–113.
11. Beydeman I.N. Metodika izucheniya fenologii rasteniy i rastitel'nyh soobschestv. Novosibirsk: Nauka, Sib. otd-nie, 1974. 154 s.
12. Vaynagiy I.V. O metodike izucheniya semennoy produktivnosti rasteniy // Botan. zhurn. 1974. T. 59. № 6. S. 826–831.
13. Metody biohimicheskogo issledovaniya rasteniy / A.I. Ermakov [i dr.]. M.; L.: Sel'hozizdat, 1972. S. 308–315.
14. Tuhvatullina L.A., Abramova L.M. K biologii i biohimii Allium obliquum L. v Bashkirskom Predural'e // Vestnik KrasGAU. 2021. № 8. S. 19–26.
15. Tuhvatullina L.A., Zhigunov O.Yu. K biologii raznyh obrazcov luka cheremshi v usloviyah Bashkirskogo Predural'ya // Agrarnyy vestnik Urala. 2021. № 3(206). S. 67–73.
16. Tuhvatullina L.A., Zhigunov O.Yu. Biologicheskie osobennosti obrazcov Allium nutans L. v Bashkirskom Predural'e pri introdukcii // Agrarnyy vestnik Urala. 2021. № 8(211). S. 51–59.
