Морфобиологические особенности и экологические условия выращивания

Лук репчатый (АШит сера L.) — двух-, трехлетнее, однодольное, перекрестноопыляющееся, травянистое растение семейства луковые (АШасеае L.), образующее семена на второй или третий год жизни и в первый или второй год формирующее новые луковицы. В первый год он образует из семян крупную розетку листьев, луковицу, а на второй год развивает цветоносы (стрелки) с соцветиями, которые цветут и дают семена. Однако если длительность периода вегетации в зоне недостаточна и отсутствует орошение для развития луковицы в один год до степени технической или биологической (маточной) спелости, то лук выращивают через севок в три года. В связи с такими особенностями разработаны и освоены технологии выращивания лука репчатого из семян в один год, выращивания лука-севка и выращивания лука репчатого из севка в двухлетней культуре. Кроме этих трех технологий, имеется технология производства семян.

Морфологические признаки лука репчатого отличаются от других овощных растений. Характерной его особенностью является образование пленчатой симподиальной луковицы, которая имеет донце — видоизмененный, утолщенный, укороченный вегетативный стебель.Луковица — покоящаяся форма растения. Она состоит из донца (стебель), наружных сухих и внутренних сочных чешуи, открытых и закрытых — видоизмененных сильно утолщенных листьев, облегающих почки-зачатки. Сухих чешуи у полуострых сортов 1—2, у острых — 2—4. Чем больше сухих чешуи и чем плотнее они прилегают к луковице, тем меньше усыхает и загнивает лук при хранении. Цвет наружных сухих чешуи лука бывает белый, желтый, коричневый, красный, фиолетово-красный с различными оттенками.

Открытые сочные чешуи размещаются концентрическими слоями. В верхней части они образуют шейку луковицы, а внизу укрывают внутренние замкнутые или закрытые чешуи, которые, в свою очередь, облегают почки-зачатки. Замкнутые чешуи являются разросшимися листовыми влагалищами. Толщина открытых сочных чешуи колеблется от 2,5 до 6,5 мм.

Почки-зачатки располагаются сверху настоящего укороченного и сильно разросшегося со сближенными междоузлиями стебля растения — донца, в нижней наружной части которого находится пятка. Донце бывает простое, несущее на себе только одну луковицу, и ветвящееся с несколькими луковицами. У крупных луковиц высота донца достигает 1,5 см, ширина 4 см. Форма луковиц варьирует от плоской до удлиненной со сбежистостью к шейке или донцу. Наиболее изменчивым признаком является масса луковицы. Она колеблется от 20 г у мелких луковиц до 250 г и больше у крупных и очень крупных (до 800 г).

В луковице образуется от 1 до 5 и больше зачатков, каждый из которых дает листья, а затем цветочный стебель (стрелку). Цветоносный стебель у лука репчатого полый, нежный, со вздутием на различной высоте от основания. Высота цветоносного стебля связана с крупностью маточной луковицы. Она колеблется от 50 до 175 см.

Соцветие лука — простой шаровидный зонтик. В одном соцветии бывает 250—900 цветков. В цветке 6 тычинок и 1 пестик с маленьким рыльцем. Опыление перекрестное при помощи ветра и пчел. Цветет в июле — августе. Завязь верхняя — трех- или шестигнездная. Плод — сухая трехгранная и трехгнездная коробочка с двумя или тремя семенами в гнезде, созревает в августе — сентябре. Семена мелкие (в 1 г 250—350 шт.), 2,5—3,1 мм длины, 1,8—2,1 мм ширины и 1,8 мм толщины, трехгранные, угловатые, черной или желто-коричневой окраски с твердой, морщинистой, роговидной оболочкой (кожурой), состоящей из толстостенных клеток, в середине — белых, мучнистых. Масса 1000 семян — 2,6—5 г.
Корневая система лука репчатого сильно мочковатая, слаборазвитая. Количество корней достигает 4,5 тыс., общая длина составляет 239 м. Корни располагаются на донце луковицы кругами, соответственно расположению листьев, не имеющих боковых разветвлений и проникающих на глубину 40— 50 см. Листья сочные, темно-зеленые с густым восковым налетом, светло-зеленые со слабым восковым налетом или ярко-зеленые, блестящие без воскового налета, трубчатые (полые), в поперечном разрезе круглые, овальные или плоскоовальные, диаметром 0,5—1,5 см и длиной 40—50 см. Листья отходят от ложного стебля под углом 30— 50, 50—70 или 70—90°. Они являются не только органами ассимиляции, но и местом отложения питательных веществ в своем основании — сочных чешуях.

Рост и развитие растений лука репчатого начинается с прорастания семян. Они очень медленно набухают, что является своеобразным приспособлением к существованию в условиях засушливого климата. При севе весной во влажную почву и при теплой погоде семена дают всходы только на 10— 16-е сутки. При низкой температуре и недостатке влаги в почве всходы лука появляются очень поздно — через 20, а иногда и через 30 суток. Лук-севок дает всходы на 7—9-е сутки.

Всходы лука имеют вид петельки, образуемой единственной семядолей и частью подсемядольно-го колена, нижняя часть которого погружена в почву. Семядоля прекращает рост раньше, чем под-семядольное колено, и создаваемое при этом натяжение способствует выходу наружу верхней части семядоли вместе с оболочкой семени. В результате всходы выпрямляются.

Выпрямление всходов наступает через 10—15 суток. Почти одновременно с выпрямлением петельки при основании подсемядольного колена формируется почка, которая дает первый настоящий лист. Этот лист сначала растет внутри подсемядольного колена, а затем выходит через особое отверстие в семядоле. Спустя некоторое время после появления первого настоящего листа семядоля желтеет и отмирает. Каждый последующий новый лист прорастает изнутри предыдущего.

Рост и развитие сеянцев лука в первое время происходит очень медленно. Через месяц после появления всходов лука длина листьев одного растения составляет 11—15 см, масса растения 1,4— 1,5 г, а масса листьев 0,1—0,2 г.
Первый настоящий лист образуется на 7—15-е сутки после появления всходов, последующие — через каждые 5—6 суток. Общее количество листьев, образующихся на одном растении лука, весьма различно; оно может достигать 25 штук и зависит от сорта, длительности вегетационного периода и условий выращивания. Высота последовательно появляющихся листьев увеличивается до момента утолщения базальной части растения и начала формирования луковицы. Перед образованием луковицы и по мере ее формирования длина листьев постепенно уменьшается вплоть до полной редукции у сомкнутых сочных чешуи. Луковица формируется, когда растения достигнут 60—65-суточного возраста. Из севка значительно раньше формируется луковица, чем из семян.

По мере роста и формирования луковицы листья отмирают, начиная с самых ранних по времени появления, а вместе с ними отмирают и влагалища. Постепенно засыхая, они образуют тонкую плотную замкнутую шейку, состоящую из наружных чешуи. Чем раньше подсыхает шейка, тем быстрее и лучше созревает луковица. Прирост сырой массы листьев происходит до оттока питательных веществ в луковицу, а затем начинает падать. Увеличение луковиц в размере и массе продолжается в течение 45—55 суток. За 2—3 недели до уборки увеличение массы растений происходит очень медленно.

Способ выращивания лука влияет на изменение признаков, соответствующих данному сорту. При рассадной культуре луковицы наиболее рыхлые, крупные, удлиненной формы, с малой зачатко-востью, низкой лежкостью, при подзимнем посеве образуются луковицы более короткой, плоской формы, с повышенно-острым вкусом. Наибольшей лежкостью отмечаются маточники, полученные при выращивании лука из севка, несколько менее лежкие — маточники с подзимних посевов.

Начиная от созревания луковицы в течение всего зимнего периода сочные чешуи постепенно отмирают и подсыхают. Питательные вещества из них переводятся растениями внутрь луковицы и расходуются на рост молодых почек-зачатков, находящихся на донце луковицы. По мере расходования питательных веществ верхние сочные чешуи становятся все тоньше и наконец превращаются в сухие чешуи. Зрелая луковица представляет собой живое растение, находящееся в состоянии покоя. Эта способность переходить в состояние покоя при наступлении неблагоприятных внешних условий является ценной природной особенностью лука.

В.И. Эдельштейн при анализе роста и развития лука репчатого из севка выделяет 4 периода в жизни растений. Первый период (первая декада) является периодом роста за счет запасов материнских чешуи луковицы. Второй период (вторая декада) — период приспособления к самостоятельному питанию. Третий период (третья и четвертая декады) — период усиленного роста корней и построения ассимиляционных органов. В это время наблюдается полная мобилизация запасных веществ богатых белками листьев лука. Четвертый период характеризуется формированием новых луковиц. В этот период происходит отложение запасов в расширенных основаниях влагалищ листьев и образование зачатков. Он продолжается в течение двух последующих месяцев (с 4 по 10 декаду). У луковиц, выращенных из севка, донце большое и удлиненное, в виде «рожка» или «пятки», а у луковиц, полученных из семян, — донце плоское.

Во второй или третий год жизни растений при прорастании луковицы вначале отрастают листья, а затем начинается формирование цветоносного стебля. Длительность цветения лука репчатого колеблется от 3 до 4 недель и более. От момента опыления до созревания семян проходит 35—55 суток. Обычно молочная спелость начинается через 20 суток, восковая — через 30 суток, уборочная — через 50 и полная — через 55 суток после оплодотворения. От начала до массового созревания семян проходит 3—7 суток.

Урожай семян повышают созданием условий для опыления. Для этих целей на участок вывозят пчел. По данным Д.В. Гирника, в период массового цветения необходимо 200 одновременно работающих пчел на 100 м² опыляемых семенников (3—5 ульев на 1 кг). Наиболее удаленная часть поля должна находиться не далее 500 м от ульев. При большей длине поля применяют встречное опыление. В США, например, на 1 га посевов лука устанавливают 10—15 пчелосемей.

Растения лука, как и всякий живой организм, характеризуются наличием обмена веществ с внешней средой. Основными факторами внешней среды являются тепло, свет, влага и пища. Эти факторы жизни равноценны и незаменимы.

Лук — холодостойкое растение. Прорастание семени начинается при температуре +2…+5°С, но при более высокой всходы появляются раньше. Оптимальной температурой для прорастания семян является +18…+20°С. Всходы лука чувствительны к заморозкам. Семядоли погибают при -2°С. В фазе 1—2 настоящих листьев лук выдерживает заморозки —2…—3°С. Оптимальная температура для роста лука не должна превышать +25°С. При повышении температуры до +32…+35°С рост растений задерживается и ускоряется переход к формированию луковицы. Луковицы формируются и созревают при температуре +20…+28°С. При температуре +30°С рост их замедляется. Для нормального развития зеленой массы (зелени) и корней необходима температура от +12 до +22°С. Следует отметить, что оптимальная температура почвы для роста корней на 2—3°С ниже, чем для развития листьев. Лучшее формирование и вызревание луковиц происходит тогда, когда от массовых всходов до уборки сумма эффективных температур (выше +10°С) составляет не менее 510—540°С.

Хранение лука при температуре +2…+18°С вызывает последующее стрелкование растений, так как при таких температурах происходит дифференциация почек луковиц и формирование зачатков репродуктивных органов. Чтобы лук-севок не стрелковался на второй год жизни, его хранят при температуре +16…+18°С или при 0…—ГС. После высадки севка растения продолжают расти и образуют крупную луковицу. Слабо происходит дифференциация почек в мелком (диаметр 0,5 см) севке. Лук-матку, которую высаживают весной для получения семян, хранят при температуре +1…+6°С. В этих условиях все зачатки почек луковицы завершают дифференциацию репродуктивных органов и на следующий год формируют стрелки и семена.

Лук репчатый — светотребовательное растение. Он требует высокой интенсивности освещения и плохо переносит затенение. Лук менее требователен к свету, чем томат, огурец, горох, но более требователен, чем корнеплодные растения и капуста белокочанная.

Лук репчатый (сорта северного происхождения) — растение длинного дня. Он хорошо растет и развивается при 15—18-часовом дне. Минимальная длина дня, которая требуется для формирования луковиц южных сортов лука, колеблется от 10 до 14 ч.

Образование луковиц (среднерусских сортов) в условиях длинного дня является исторически сложившимся приспособительным свойством растений к перенесению неблагоприятных условий. При поздних сроках сева и позднем появлении всходов все ростовые процессы у растений лука сдвигаются на период, когда день становится короче, в результате чего растения долго вегетируют, луковицы получаются невызревшими, с толстой шейкой, а иногда и совсем не образуются. То же самое происходит при сильном затенении растений лука сорняками. При этом как бы создаются условия короткого дня.

Лук репчатый относится к достаточно влаготребовательным растениям, несмотря на то что его листья отличаются высокой ксерофитностью. Это обусловлено большой оводненностью протоплазмы клеток растений, небольшим объемом и слабой сосущей силой корневой системы. Наибольшая потребность растений во влаге (80% НВ) наблюдается во время прорастания семян, нарастания листьев и формирования луковиц. При недостатке влаги в фазе нарастания листьев рост их прекращается и начинает формироваться луковица (севок). Этот процесс необратим. В последнюю треть вегетационного периода избыток влаги, обеспечивая сильный рост листьев и задерживая их полегание, замедляет формирование и ухудшает вызреваемость луковиц. Поэтому в этот период влажность почвы должна быть на уровне 70% НВ. Он требует пониженной (60—70%) влажности воздуха.

Лук репчатый отличается повышенной требовательностью к плодородию почвы. По выносу элементов питания из почвы он занимает среднее место среди овощных растений, уступая корнеплодным, капусте, огурцу. Острые сорта лука выносят больше элементов питания, чем сладкие: соответственно азота 53 и 30 кг, фосфора — 16 и 11, калия — 40 и 29 кг на 10 т урожая.

Лук предъявляет особенно большие требования к плодородию почвы при выращивании его из семян. Вначале его необходимо обеспечить азотом. Во второй половине вегетационного периода, начиная с образования луковиц, излишек азота может быть вредным для накопления урожая, так как он задерживает их вызревание. Поэтому азотные удобрения вносят в легкоусвояемых формах перед севом. Высокие урожаи лука получают на легких плодородных супесчаных и суглинистых почвах, имеющих слабокислую или нейтральную реакцию (рН 6—7).

Хорошие урожаи можно получить на низинных торфяных почвах. Однако избыток азота на этих почвах задерживает созревание луковиц, в результате чего они плохо хранятся в зимний период. На кислых почвах лук плохо формирует луковицы и затягивает созревание. Поэтому в данном случае его лучше всего размещать по второму-третьему году после внесения извести, так как непосредственное известкование лук не выносит.

Лук репчатый требователен к повышенной концентрации минеральных солей в почве. Внесение больших доз навоза приводит к сильному росту листьев и задержке вызревания луковиц. Наиболее высокие урожаи лука получают при внесении средних доз минеральных удобрений в сочетании с применением перегноя. На торфяно-болотных почвах хорошо отзывается он на внесение микроэлементов, особенно меди (15—30 г/10 м² медного купороса) вместе с минеральными удобрениями. Плохо отзывается на подкормки. Лучше сразу все удобрения вносить под зяблевую вспашку.

Наличие в луке репчатом горчичных масел, в состав которых входит сера, свидетельствует о его повышенной потребности в этом элементе.

Болезни растений при недостатке отдельных минеральных элементов выглядят так. При недостатке азота растения ослаблены, имеют короткие и тонкие листья светло-зеленой окраски. Иногда листья краснеют, начиная с верхушки. Признаки недостатка фосфора проявляются поздно. Растения при этом угнетаются в росте, верхушки старых листьев увядают, затем чернеют и отмирают. У лука при недостатке калия верхушки листьев серовато-желтого или соломенно-желтого цвета. В дальнейшем листья усыхают. При недостатке меди растения развиваются очень медленно. Чешуи луковиц истончаются, снижается плотность. Недостаток бора вызывает угнетение и искривление растений. Листья приобретают разнообразную окраску (от темно-серой до темно-зеленой), становятся желтыми и ломкими. На молодых листьях развивается желтая или зеленая пятнистость. При недостатке магния около верхушек листьев образуются беловатые пятна неправильной формы. Когда они исчезают, листья надламываются и гибнут.