The purpose of research is to study the biological and morphological features of the Dutch onion grown from seeds: phenology, morphology, reproductive performance, yield, biochemical composition; assess the sustainability and prospects of cultivation in culture. The plants were grown from seeds, the pregenerative period was 5 years. According to the type of phenological rhythm of development, A. hollandicum belongs to the group of short-vegetating ephemeroids, with spring-early summer flowering. It grows in the I–II decade of April. It blooms in late May – early June, an average of 20 days. Seeds ripen in July–August. Dutch onion grows 3–3.5 months. Average data: height – 108.4 ± 11.09 cm, inflorescence diameter – 8.2 ± 0.42 cm, number of flowers of an individual umbrella – 91.4 ± 11.49 pcs., number of fruits – 75.1 ± 12, 10 pcs., seed production – 178.5 ± 42.10 pcs., number of seeds in the fruit – 2.4 ± 0.23 pcs. Productivity coefficient – 31.7 %. Reproduction – seed and vegetative. Weight 1000 pcs. seeds – 6.6 g. The yield of above-ground mass (15 bushes – from 1 m2) of A. hollandicum on April 20 was 0.335 kg/m2, on April 30 – 1.113 kg/m2, on May 10 – 3.570 kg/m2. The leaves revealed ascorbic acid 132.0 mg%; carotene – 1.48 mg / 100 g; dry matter – 7.2 %; sugars – 8.5; protein – 2.13; fat – 0.39; nitrogen – 0.34; potassium – 0.16; phosphorus – 0.05; sulfur – 0.01; calcium – 0.007 %; zinc – 5.27 mg/kg; manganese – 1.80; copper – 1.00; cobalt – 0.04 mg/kg (based on wet weight). Under the conditions of the Bashkir Cis-Urals, A. hollandicum proved to be a winter-hardy, stable, and promising plant (the total score was 18).
A. hollandicum, phenology, morphology, reproductive parameters, biochemistry, evaluation of prospects
Введение. Allium hollandicum R.M. Fritsch (лук голландский) – луковичное травянистое растение, относится к группе анзур. Анзур – это группа горных эфемероидных луков, имеющих общие биологические признаки: A. stipitatum, A. gigantheum, aflatunensе и др. Они растут в самых разных фитоценозах, преимущественно на склонах восточной, западной и северной экспозиции на высоте от 800 до 1500 м над уровнем моря. Лук голландский представляет значительный интерес как ранняя витаминная зелень и как ранне-летнецветущее декоративное растение [1].
Цель исследования – изучить биологические и морфологические особенности лука голландского, выращенного из семян: фенологию, морфологию, репродуктивные показатели, урожайность, биохимический состав; оценить устойчивость и перспективность возделывания в культуре.
Объекты и методы. Работа по интродукции A. hollandicum проводилась на коллекционном участке луков. Интродукционному изучению подвергались растения, выращенные из семян, полученных по делектусному обмену из Челябинска (2013 г.).
При ботанических исследованиях использованы методики [2–6]. Анализы по определению химического состава выполнены в Центре агрохимической службы «Башкирский» по общепринятым методикам [7, 8].
Метеорологические условия годов выращивания A. hollandicum в Уфе АМС (агрометеостанции) представлены в таблице 1.
Таблица 1
Метеорологические условия годов выращивания A. hollandicum в Уфе АМС*
|
Параметр |
2019 |
2020 |
2021 |
2022 |
|
Средние годовые температуры воздуха, °С |
4,7 |
5,5 |
5,2 |
4,5 |
|
Средние годовые суммы выпавших осадков, мм |
553 |
589 |
405 |
669 |
*URL: http://www.pogodaiklimat.ru/history/28722_2.htm.
Результаты и их обсуждение. Краткое описание вида из собственных наблюдений: луковица плотная, широкоовальная в бумагообразной оболочке, диаметром до 5,5 см. Ремневидные темно-зеленые листья в количестве до 6 шт. длиной до 57 см, шириной до 9 см. Стебель в нижней части слабо ребристый, высотой до 1,55 м. Зонтик плотный, многоцветковый, диаметром до 11 см. Звездчатые цветки шириной до 1,8 см, темно-фиолетовые, лепестки очень узкие, шириной до 2 мм, после цветения вогнутые.
Семена лука голландского были посеяны в 2013 г. под зиму (в октябре), в количестве 45 шт. в открытый грунт. Всходы появились на следующий год весной во второй половине апреля (20.04) в количестве 29 растений. В анализ включено 15 особей. Прегенеративный период развития составил 5 лет. Растения зацвели на 6-й год жизни (в 2019 г.).
По типу фенологического ритма развития A. hollandicum принадлежит к группе коротковегетирующих эфемероидов, с весенне-раннелетним цветением.
Весеннее появление луков, а также сроки наступления фазы их бутонизации, цветения и плодоношения, обычно зависят от метеоусловий вегетационного сезона. Весной лук A. hollandicum отрастает в первой или в начале второй декады апреля (табл. 2). Ростовые процессы эфемероидных луков начинаются еще под снегом при температуре воздуха 2–5 °C [9–11].
Таблица 2
Фенологические данные A. hollandicum (2019–2022 гг.)
|
Фенофаза |
2019 |
2020 |
2021 |
2022 |
|
Начало весеннего отрастания |
08.04 |
10.04 |
13.04 |
12.04 |
|
Начало отрастания цветоноса |
09.05 |
10.05 |
05.05 |
10.05 |
|
Начало раскрытия чехлика |
23.05 |
26.05 |
17.05 |
31.05 |
|
Начало цветения |
02.06 |
29.05 |
22.05 |
11.06 |
|
Конец цветения |
20.06 |
18.06 |
06 .06 |
30.06 |
|
Начало созревания семян |
15.07 |
17.07 |
06.07 |
26.07 |
|
Конец созревания семян |
25.07 |
27.07 |
12.07 |
05.08 |
|
Период от отрастания до созревания плодов, дней |
109 |
109 |
91 |
115 |
|
Продолжительность цветения, дней |
19 |
21 |
22 |
20 |
|
Период от отрастания до цветения, дней |
56 |
50 |
40 |
61 |
Примерно через месяц начинает появляться цветонос, самое раннее его появление отмечено в 2021 г. (ранняя, жаркая и засушливая весна и лето). Раскрытие зонтичного чехлика – в основном в третьей декаде мая. В 2021 г. было самое раннее раскрытие зонтичного чехлика (17.05), а самое позднее (31.05) – в 2022 г. (холодная, дождливая весна и начало лета). Фаза цветения лука голландского начинается в конце мая или в начале июня, массово цветут на 4–5-й день. Лук голландский раньше зацвел (22.05) также в 2021 г., позже – в 2022 (11.06). Цветет в среднем 20 дней. Созревание плодов дружное (за 10 дней), происходит в июле–августе, раннее созревание (12.07) отмечено в 2021 г., позднее (05.08) – в 2022 г. Лук голландский после отрастания цвести начинает в среднем через 52 дня (в 2021 г. – 40 дней, в 2022 г. – 61 день), а плоды после отрастания созревают через 106 дней (в 2021 г. – 91 день, в 2022 г. – 115 дней). Лук голландский вегетирует 3–3,5 мес.
В таблице 3 представлены средние морфометрические измерения.
Таблица 3
Морфометрические параметры A. hollandicum (2019–2022 гг.)
|
Параметр, см |
2019 |
2020 |
2021 |
2022 |
Средние |
|
|
М±m |
||||||
|
Высота генеративного побега |
77,7±2,60 |
117,0±1,62 |
109,8±4,36 |
129,8±6,76 |
108,4±11,09 |
|
|
Толщина генеративного побега |
0,7±0,06 |
1,0±0,04 |
1,0±0,08 |
1,1±0,09 |
0,9±0,09 |
|
|
Длина листа |
37,1±0,71 |
46,2±1,49 |
43,3±1,28 |
54,0±1,06 |
45,2±3,51 |
|
|
Ширина листа |
3,5±0,29 |
4,6±0,27 |
4,2±0,35 |
6,4±0,59 |
4,7±0,62 |
|
|
Диаметр соцветия |
7,3±0,30 |
9,2±0,37 |
8,8±0,40 |
8,0±0,21 |
8,3±0,42 |
|
|
Высота соцветия |
7,2±0,33 |
7,7±0,55 |
7,5±0,36 |
6,7±0,42 |
7,3±0,22 |
|
|
Диаметр цветка |
1,5±0,01 |
1,5±0,09 |
1,5±0,02 |
1,5±0,04 |
1,5±0,03 |
|
Здесь и далее: М – среднее значение параметра; m – ошибка среднего.
В 2019 г. (первый год цветения) у лука голландского почти все морфометрические параметры низкие в сравнении со средними данными: высота стрелки (77,7 ± 2,60) короче на 30,7 см, длина листовой пластинки (37,1 ± 0,71) – на 8,1 см, ширина его (3,5 ± 0,29) – на 1,2 см, диаметр зонтика (7,3 ± 0,30) – на 1,0 см. В 2020 г. в сравнении с предыдущем годом (2019 г.) высота стрелки (117,0 ± 1,62 см) увеличивается в 2 раза, длина листа (46,2 ± 1,49) – на 9,1 см, ширина листа (4,6 ± 0,27) – на 1,1 см, диаметр зонтика (9,2 ± 0,37) – на 1,9 см. В 2021 г. (засушливый год) при сравнении с 2020 г. высота стрелки (109,8 ± 4,3) короче на 7,2 см, длина листа (43,3 ± 1,28) короче на 3,0 см, остальные показатели сильно не отличаются. В 2022 г. размеры растений становится значительно крупнее при сравнении со средними данными: генеративный побег его (129,8 ± 6,76) выше на 21,4 см, листья (54,0 ± 1,06) длиннее на 8,8 см, ширина их (6,4 ± 0,59) больше на 1,7 см. Репродуктивность растений (количество цветков, завязываемость семян и др.) также зависит от метеоусловий вегетационного сезона (табл. 4).
Таблица 4
Репродуктивные показатели A. hollandicum (2019–2022 гг.)
|
Продуктивность 1 соцветия |
2019 |
2020 |
2021 |
2022 |
Средние |
|
М±m |
|||||
|
Число цветков, шт. |
69,3±10,48 |
112,4±7,89 |
110,0±12,45 |
73,8±10,33 |
91,4±11,49 |
|
Число плодов, шт. |
52,3±12,47 |
106,6±8,59 |
74,6±7,08 |
59,0±9,48 |
73,1±12,10 |
|
Плодообразование, % |
73,7 |
94,3 |
69,4 |
37,9 |
68,8 |
|
Семяпродуктивность, шт. |
109,3±28,67 |
301,1±15,4 |
148,0±18,4 |
155,7±24,3 |
178,5±42,10 |
|
Число семян в плоде, шт. |
2,1±0,05 |
2,9±0,16 |
1,9± 0,22 |
2,6±0,10 |
2,4±0,23 |
|
Семенификация плода, % |
34,4 |
47,9 |
31,8 |
44,0 |
39,5 |
|
Потенциальная семенная продуктивность, шт. |
416,0±62,86 |
674,6±47,31 |
655,7±86,13 |
442,5±61,99 |
547,2±68,42 |
|
Коэффициент продуктивности, % |
25,5 |
45,2 |
21,2 |
34,9 |
31,7 |
В 2019 г. (1-й год генерации) репродуктивные показатели лука голландского значительно низкие в сравнении со средними данными: цветков насчитывается (69,3 ± 10,48) меньше на 22,1 шт., плодов (52,3 ± 12, 47) – на 20,8 шт., семяпродуктивность (109,3 ± 28,67) – меньше на 69,2 шт., семенификация плода (34,4) – на 5,1 %, коэффициент продуктивности (25,5) – на 6,2 %. В 2020 г. (2-й год генерации) у лука голландского отмечены наибольшие репродуктивные показатели: в сравнительном аспекте с предыдущим годом (2019 г.) цветки (112,4 ± 7,89) увеличиваются в 1,6 раза, плоды (106,6 ± 8,59) – в 2,1 раз, семяпродуктивность (301,1 ±15,4) – в 2,8 раза, семенификация плода (47,9 %) – на 13,5 %, коэффициент продуктивности (45,2 %) – в 1,8 раза. В 2021 засушливом году все показатели снижаются при сравнении с 2020 г.: число плодов (74,6 ± 7,08) уменьшается на 32 шт., плодообразавние – на 25 %, семенификация плода (31,8 %) – на 16,1 %, семяпродуктивность (148,0 ± 18,4) – в 2 раза, коэффициент продуктивности (21,2 %) – в 2,1 раз. В 2022 г. (дождливая весна) в сравнении с 2021 г. прослеживается снижение число цветков (73,8 ± 10,33) на 36,2 шт., плодов (59,0 ± 9,48) – на 15,6 шт., плодообразование (37,9 %) – на 31,5 %; увеличивается семяпродуктивность (155,7 ± 24,3) на 7,7 шт., семенификация плода (44,0 %) – на 12,2 % и коэффициент продуктивности (34,9 %) – на 13,7 %.
Продуктивность семян лука голландского за годы изучения удовлетворительная. Хорошо размножается вегетативно и семенами: образует 1–3 деток-луковичек, также материнская луковица делится на 2–3 части. Грунтовая всхожесть – до 80 %. Вес 1000 семян – 6,6 г. За годы изучения лук голландский показал себя устойчивым, морозостойким, перспективным растением. Оценка интродукционной устойчивости – 18 баллов [12].
В условиях Башкирии из интродуцированных луков самую раннюю зелень дают луки-анзуры [13].
В фазу весеннего отрастания нами определялась продуктивность надземной фитомассы A. hollandicum (на 1 м2 было высажено 15 особей вида) (табл. 5).
Таблица 5
Биометрические показатели и урожайность зеленой массы A. hollandicum (2022 г.)
|
Показатель |
20.04 |
30.04 |
10.05 |
|
Высота побега, см |
20,1±0,45 |
47,5±1,36 |
58,3±1,21 |
|
Число листьев, шт. |
4–5 |
5–6 |
5–6 |
|
Длина листа, см |
18,5 ±0,60 |
44,8±0,73 |
54,3±1,26 |
|
Ширина листа, см |
2,7±0,18 |
5,2±0,36 |
6,5±0,34 |
|
Диаметр ложного стебля, см |
1,5±0,05 |
1,9±0,06 |
2,9±0,05 |
|
Вес зеленой массы, г |
22,3±0,68 |
74,2±8,04 |
238,0±9,68 |
|
Урожайность, кг/м2 (15 шт. кустов) |
0,335 |
1,113 |
3,570 |
Уборку зеленой массы производили 20, 30 апреля и 10 мая. Урожайность зеленой массы по срокам изменяется. Средняя масса надземной части одного растения 20 апреля составила 22,3 ± 0,68 г; 30 апреля – 74,2 ± 8,04; 10 мая – 238,0 ± 9,68 г. Урожайность надземной массы (с 15 кустов растений) A. hollandicum 20 апреля составила 0,335 кг/м2; 30 апреля – 1,113; 10 мая – 3,570 кг/м2. В целом в условиях Башкирии урожайность зеленой массы лука голландского (с 20.04 по 10.05.2022 г.) была 0,335–3,570 кг/м2.
Важнейший показатель пищевой ценности зеленных растений – содержание аскорбиновой кислоты. В период активного роста в листьях лука обнаружено наибольшее количество витаминов [14–16].
В надземной части A. hollandicum в фазу отрастания аскорбиновой кислоты выявлено 132,0 мг% (у многих зеленных культур и лука репчатого намного ниже); каротина – 1,48 мг/100 г; сухого вещества – 7,2 %; сахаров – 8,5; протеина – 2,13; жира – 0,39; азота – 0,34 %. Из минеральных веществ: калия – 0,16 %; фосфора – 0,05; серы – 0,01; кальция – 0,007 %; цинка – 5,27 мг/кг; марганца – 1,80; меди – 1,00; кобальта – 0,04 мг/кг (в расчете на сырое вещество).
Листья лука голландского можно использовать для приготовления салатов и добавления в различные блюда.
Заключение. Лук голландский, выращенный из семян, в условиях Башкирского Предуралья чувствует себя отлично: хорошо размножается семенами (вес 1000 семян – 6,6 г, грунтовой всхожестью до 80 %) и вегетативно (деток-луковичек 1–3 шт., также цветоносная луковица делится на 2–3 части). Плодообразование – 69 %, семяпродуктивность зонта – 178,5 ± 42,10 шт. семян, продуктивный коэффициент – 32 %. Лук голландский представляет значительный интерес как ранняя витаминная зелень и как ранне-летнецветущее декоративное растение. Листья лука голландского в пищу можно использовать уже во второй половине апреля. В целом в условиях Башкирии урожайность зеленой массы лука голландского в 2022 г. (с 20.04 по 10.05) – в пределах 0,335–3,570 кг/м2. По оценке интродукционной устойчивости лук голландский относится к группе перспективных растений (сумма баллов 18).
1. Yur'eva N.A., Kokoreva V.A. Mnogoobrazie lukov i ih ispol'zovanie. M.: Izd-vo MSHA, 1992. 160 s.
2. Beydeman I.N. Metodika izucheniya fenologii rasteniy i rastitel'nyh soobschestv. Novosibirsk: Nauka. Sib. otd-nie, 1974. S. 40–46.
3. Vaynagiy I.V. O metodike izucheniya semennoy produktivnosti rasteniy // Botan. zhurn. 1974. T. 59, № 6. S. 826–831.
4. Golubev V.N. Osnovy biomorfologii travyanistyh rasteniy central'noy lesostepi. Voronezh: Izd-vo Voronezh. un-ta, 1962. 511 s.
5. Trulevich N.V. Ekologo-fitocenoticheskie osnovy introdukcii rasteniy. M.: Nauka, 1991. S. 109–113.
6. Zaycev G.N. Matematika v eksperimental'noy botanike. M.: Nauka, 1990. 256 s.
7. Metody biohimicheskogo issledovaniya rasteniy / A.I. Ermakov [i dr.]. M.; L.: Sel'hozizdat, 1972. 456 s.
8. Razumov V.A. Massovyy analiz kormov. M.: Kolos, 1982. 176 s.
9. Tuhvatullina L.A. Biologicheskie osobennosti Allium suworowii v kul'ture v Bashkirskom Predural'e // Vestnik KrasGAU. 2021. № 6 (183). S. 30–35.
10. Tuhvatullina L.A., Abramova L.M. Biologicheskie osobennosti redkogo vida Allium grande Lipsky v Bashkirskom Predural'e // Byulleten' Gosudarstvennogo Nikitskogo botanicheskogo sada. 2020. № 134. S. 23–28.
11. Tuhvatullina L.A., Abramova L.M. Biologicheskie osobennosti redkogo vida Sredney Azii Allium rosenbachianum Rgl. pri introdukcii v Yuzhno-Ural'skom botanicheskom sadu // Izvestiya Ufimskogo nauchnogo centra Rossiyskoy akademii nauk. 2019. № 1. S. 47–51.
12. Bylov V.N., Karpisonova R.A. Principy sozdaniya i izucheniya kollekcii malorasprostranennyh dekorativnyh mnogoletnikov // Byul. Gl. botan. sada AN SSSR. 1978. Vyp. 107. S. 77–82.
13. Vidy luka gruppy «anzur» – istochniki ranney zeleni / M.I. Ivanova [i dr.] // Vestnik Chuvashskoy GSHA. 20018. № 1. S. 10–15.
14. Tuhvatullina L.A., Abramova L.M. Biohimicheskiy sostav list'ev u dikorastuschih lukov v Respublike Bashkortostan // Sel'skohozyaystvennaya biologiya. 2012. № 3. S. 109–113.
15. 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.
16. Bioraznoobrazie lukovyh kul'tur: luk aflatunskiy (Allium aflatunense B. Fedtsch.), elementnyy sostav / T.M. Seredin [i dr.] // Himiya rastitel'nogo syr'ya. 2015. № 2 (31). S. 72–73.
