Биология и биохимия некоторых луков в башкирском Предуралье

Биология и биохимия некоторых луков в башкирском Предуралье

Л.А. Тухватуллина, к.б.н, ЛМ Абрамова, д.б.н, профессор, ФГБУН Ботанический сад-институт УНЦ РАН

Род Allium относится к числу крупнейших родов растений земного шара и объединяет 750—800 видов, распространённых в Северном полушарии. Виды рода Allium являются пищевыми, лекарственными, декоративными и кормовыми растениями [1—4]. Многие из них редкие и нуждаются в охране, в связи с этим проблема интродукции некоторых видов является актуальной.

В настоящее время коллекция Ботанического сада-института Уфимского научного центра РАН включает около 100 таксонов рода Allium (14 видов флоры Башкортостана) и в ней представлены все редкие луки республики, а также 25 видов редких луков различных регионов, 2 редких вида из Красной книги РСФСР.

Цель исследования, проводимого по интродукции видов рода Allium, — выявление наиболее устойчивых из них для региона Южного Урала и обладающих ценными хозяйственно полезными свойствами.

Материал и методы исследования. Были проанализированы многолетние сведения по изучению трёх видов лука: A. ascalonicum L., A. altaicum Pall., A. proliferum L. Все они сходны с A. cepa L. (луком репчатым) по морфологическим признакам и составляют таксономическую секцию Cepa (Mill.) Prokh. рода Allium.

Интродукционное исследование проводили на 25—30 растениях каждого вида в Ботаническом саду-институте УНЦ РАН (г. Уфа) (северная лесостепь, среднемноголетние метеорологические данные следующие: сумма осадков 459 мм, температура воздуха +2,6°С, вегетационный период 140 дн., почвы серые лесные).

Изучали особенности биоморфологии, сезонного вида развития, репродуктивной биологии, размножения, биохимического состава каждого вида лука. При изучении сезонного роста и развития использовали методику фенологических наблюдений И.Н. Бейдеман [5], классификацию феноритмотипов И.В. Борисовой [6]. Семенную продуктивность определяли по методике И.В. Вай-нагий [7]. Биохимический состав исследовали по методике В.А. Разумова [8]. При изучении пищевой ценности содержание витамина С в листьях луков определяли в фазе отрастания, остальные компоненты — в фазу стрелкования.

Результаты исследования. A. ascalonicum L. (лук аскалонский, шалот, шарлот, сорокозубка, кущев-ка) — многолетнее короткокорневищное растение.

В природной флоре произрастает на территории Восточной Европы [9]. Встречается очагами в до-

линах крупных рек Большого и Малого Кавказа и Приазовской возвышенности. Своё латинское название он получил от г. Аскалон в Палестине.

По морфологическим и биологическим признакам шалот близок к луку репчатому, но отличается очень сильной ветвистостью, более мелкими луковицами. A. ascalonicum определён К. Линнеем как самостоятельный вид.

Первоначальные сведения о A. ascalonicum относятся к 1261 г. В середине XIII века культура этого лука наравне с A. sativum L. (чеснок) и A. cepa была очень распространена в Нормандии. Выращивается в Индии, Египте, Греции, а также в странах Европы. Данный вид давно и широко распространён на Кавказе, в Казахстане, на Украине, Дальнем Востоке. В последние годы интенсивно выращивается в Сибири [10]. В 1998 г. семена A. ascalonicum L. получены из Ботанического сада Института биологии Коми НЦ (г. Сыктывкар).

Луковицы продолговатые, по нескольку штук прикреплены к короткому корневищу, диаметр — до 2,5—3,0 см. Окраска сухих чешуй красновато-бурая. Листья дудчатые, полые, длиной 20—38 см, шириной 1,5—2,1 см, в числе 3—5 шт. Цветоносы A. ascalonicum почти без вздутий, высотой 40—57 см (в среднем 48,5 см). Соцветие — шаровидный многоцветковый зонтик, диаметром 3—4,5 см. Чехол 3-створчатый, из тонких плёнок, короче зонтика. Лепестки цветков яйцевидно-ланцентные, острые, белые, цветоножки длиннее лепестков.

По многолетним фенологическим наблюдениям лук аскалонский ежегодно проходит полный цикл развития побегов и формирует семена. Фенологический ритм развития устойчивый. Фенорит-мотип длительновегетирующий летнезелёный с вынужденным зимним покоем и летним полупокоем, раннелетнецветущий. Весеннее отрастание происходит в 1-2-й декаде апреля. Цветонос появляется во 2-3-й декаде мая. Цветение наступает в первой или в начале второй декады июня, а на 5-7-й день наблюдается массовое цветение. Фаза цветения особи по годам составляет от 14 до 24 дн. Длительность цветения соцветия — 8—9 дн. Семена созревают во 2-3-й декаде июля. Период от начала отрастания до созревания семян составляет по годам 100-120 дн. После плодоношения листья постепенно отмирают, у растения наступает короткий период покоя. Вскоре во 2-3-й декаде августа вегетация возобновляется за счёт отрастания следующей генерации листьев. Вегетация продолжается до 2-3-й декады октября.

В соцветии у лука аскалонского образуется в среднем 175,3 шт. цветков, 138,3 шт. плодов. Плодоцветение зонта составляет 78,8%. Число семян в плоде равно 3,37 шт. Реальная семенная

продуктивность на один генеративный побег — в среднем 467,1 шт. семян, потенциальная семенная продуктивность — 1051,8 шт. Коэффициент продуктивности зонта — 44,4%. Масса 1000 семян — 2,35 г.

Лук аскалонский хорошо размножается семенами и вегетативно. В течение 2—3 лет от одной луковицы этого вида можно получить гнездо, содержащее до 40 луковиц. Лабораторная всхожесть семян (после 6 мес. хранения в комнатных условиях) составляет 95%.

Биохимический состав A. ascalonicum представлен в таблице 1. Содержание витамина С в его листьях составляет 46 мг%, сухого вещества — 11,07%, протеина — 18,25%, жира — 3,49%, общего сахара — 6,8%, крахмала — 3,24%, общего азота — 2,92%, каротина — 20,8 мг/кг (в воздушно-сухом веществе).

Лук-шалот богат питательными веществами, витаминами Вь В2, РР, макро- и микроэлементами, необходимыми для человеческого организма (табл. 2).

Луковицы шалота морозостойки, они могут замерзать и оттаивать без повреждений, сохраняя способность к отрастанию.

Лук-шалот ценится в основном за прекрасную, сочную, нежную, витаминную зелень — листья и некрупные луковицы. Его выращивают в открытом и защищённом грунте. В защищённом грунте его лучше использовать для весенней выгонки, так как он имеет период покоя.

A. altaicum Pall. (лук алтайский) — многолетнее короткокорневищное растение. Ареал распространения — Западная Сибирь, Восточная Сибирь, Дальний Восток, Средняя Азия [9]. Растёт на скалах, щебнистых осыпях, иногда на галечниках в долинах небольших рек. Предпочитает нейтральные, богатые кальцием субстраты. По экологии мезоксерофит.

Лук алтайский — это ценное пряно-вкусовое и лечебно-профилактическое растение, обладающее сосудорасширяющим действием, он также усиливает перистальтику кишечника, стимулирует процессы пищеварения [4]. Получен в виде семян из ЦСБС (г. Новосибирск) в 1987 г.

Луковицы лука алтайского по одной или по нескольку прикреплены к косому корневищу, продолговато-яйцевидные, диаметром 3,56 см, покрыты красновато-бурыми тонкими кожистыми цельными оболочками. Цветонос дудчатый, посередине слегка вздутый, мощный, высотой от 30 до 93 см (в среднем 71,7 см), толщиной до 3,7 см (в среднем 2,54 см), на 1/3 одетый гладкими влагалищами листьев, к верхушке утончается. Корневая система мощная, сильно развитая, ветвящаяся. Листья в числе 3—4 шт., цилиндрические, дудчатые, шириной 1,6—2,2 см, длиной 18—50 см (в среднем 27,5 см), к верхушке постепенно суженные, сизо-зелёные. Чехол коротко заострённый, почти равный зонтику. Зонтик густой, шаровидный или головчатый, многоцветковый, диаметром 3—5 см (в среднем 3,7 см). Цветки колокольчатые, диаметром 0,5 см, бледно-зелёные или желтоватые.

Феноритмотип лука алтайского длительновеге-тирующий летнезелёный с вынужденным зимним покоем и летним полупокоем, раннелетнецве-тущий. Отрастание лука алтайского приходится на 1—2-ю декады апреля (сразу же после схода снега). Интенсивный рост листьев наблюдается в ранневесенний период. В 1-й декаде мая высота листьев составляет 18,7—34,9 см. Фаза отрастания стрелки происходит в основном в 1-й и начале 2-й декады мая, длится 15—25 дн. Чехлик отдельного зонта раскрывается за 2—3 дн., у особи — примерно за 25 дн. Уже на второй день после разрыва чех-лика начинают раскрываться первые цветки. Фаза цветения начинается в конце мая — начале июня и заканчивается в конце июня — начале июля. Массовое цветение наступает через 10—15 дн. Продолжительность фазы цветения составляет 29—32 дн. По длительности цветения — это сред-нецветущий вид. Семена полностью созревают в конце июля. Период от начала отрастания до созревания семян по годам составляет 81—113 дн. От начала завязывания плодов до их полного осыпания проходит 35—49 дн. В фазе массового цветения у А. аНакит листья начинают желтеть, а в фазе созревания семян почти полностью засыхают. В условиях Башкортостана А. аНакит по

1. Биохимический состав листьев различных видов лука в башкирском Предуралье

Вид Сухое вещество Сахар Протеин Жир Азот Крахмал Каротин, мг/кг Аскорбиновая кислота, мг%

%

A. ascalonicum 11,07 6,8 18,25 3,49 2,92 3,24 20,8 46,0

A. altaicum 10,8 32,0 15,18 4,13 2,43 1,98 41,6 59,7

A. proliferum 9,23 18,4 8,68 4,54 1,38 8,14 27,0 35,6

2. Содержание минеральных веществ в листьях исследованных луков

Вид Ca Mg P K S Fe Cu Zn Mn Co

% мг/кг

A. ascalonicum A. altaicum A. proliferum 1,10 2,16 1,46 0,49 0,74 0,75 0,36 0,49 0,28 2,57 2,46 2,34 0,14 0,19 0,10 70,04 71,04 87,03 5,98 3,75 7,26 44,6 83,10 95,86 29,2 17,9 41,2 0,18 0,21 0,17

длительности вегетации ведёт себя по-разному: примерно у 50%, иногда до 90% растений во 2-й декаде августа наблюдается вторичный рост листьев, и вегетация таких растений продолжается до конца осени, остальные растения заканчивают вегетацию раньше. В дождливое лето и осень процент осенневегетирующих растений становится больше.

В одном соцветии в среднем образуется 195,6 цветка, плодов - 177,8 шт., коэффициент пло-доцветения составляет 90,3%, число семян в коробке - 4,2 шт., при этом семенификация плода составляет 70,4%. Реальная семенная продуктивность на 1 генеративный побег - 784 шт. семян, потенциальная семенная продуктивность - 1173,6, коэффициент продуктивности - 64,8%. Масса 1000 шт. семян равна 2,5 г.

Лук алтайский хорошо размножается семенами и вегетативно. Лабораторная всхожесть семян после 6 мес. хранения в комнатных условиях составляет 50%. Семена можно высевать в грунт весной и осенью. Грунтовая всхожесть семян выше при осеннем посеве. У A. altaicum ветвление побегов начинается уже на втором году жизни, при этом коэффициент размножения составляет в среднем 1,6. Наблюдается также ежегодный обильный самосев.

В фазе массового отрастания в листьях A. altaicum содержится 10,8% сухого вещества, общего азота -2,43%, протеина - 15,18%, общего сахара - 32%, аскорбиновой кислоты - 59,7 мг %, жира - 4,13%, крахмала - 1,98%, каротина - 41,6 мг/кг. Кроме того, в листьях содержатся важные для человеческого организма макро- и микроэлементы (табл. 2).

Весной нежные, рано отрастающие листья A. altaicum - прекрасный источник витаминов и микроэлементов, уже в начале мая зелень бывает готова для срезки.

Лук алтайский в интродукции устойчивый, перспективный вид, как декоративное и пищевое растение.

Allium proliferum ( Moennch) Schrad. ех Wild. (лук многоярусный) - многолетнее короткокорневищное растение. Ареал распространения - Средняя Азия [9].

Лук многоярусный широко выращивается в Канаде, Северной Америке, странах Западной Европы, Китае, Японии, Корее, а также в России. В первый год жизни он очень похож на лук репчатый: сначала нарастает листовая масса, а затем появляется подземная луковица, начиная со второго года он развивает стрелки. У лука многоярусного на стрелках образуются воздушные луковички, которые закладываются в несколько ярусов, поэтому его соцветия называют луковичконосные (bulbillifera). Луковички, развивающиеся в соцветиях, так же как и детки-луковички, образующиеся на подземной луковице, служат для вегетативного размножения, поэтому луки с луковичконосными зонтиками часто называют вивипарными.

Многие исследователи считают A. proliferum естественным межвидовым гибридом A. cepa L.

(лука репчатого) и А. АзШЬзыш Ь. (лука-батуна). Эти виды легко скрещиваются друг с другом, однако гибридное потомство стерильно, т.е. не образует нормально развитых семян и размножается вегетативно. А. ргоИ/втш также не образует семян, кроме того, у него есть много промежуточных признаков в сравнении с луками репчатым и батуном. О гибридном происхождении лука свидетельствуют результаты изучения его хромосом, показывающие, что в кариотипе присутствуют хромосомы, похожие на таковые обоих исходных видов [10].

Лук многоярусный интродуцирован в 1999 г. из дендрария г. Бирска и в 2008 г. из Ботанического сада Института биологии Коми НЦ РАН (г. Сыктывкар) в виде живых растений.

У лука многоярусного форма подземных луковиц округлая или овальная, они слегка вытянуты к донцу, диаметром до 6 см, покрыты несколькими сухими чешуями коричнево-фиолетовой окраски. Цветоносный стебель — дудчатый, у основания выполненный, в середине полый, имеет небольшое вздутие в средней части. Высота стрелки до первого яруса 65—85 см, ширина — 2,2—2,7 см, общая максимальная высота достигает 115 см. На первом ярусе самые крупные луковички (или бульбочки), их обычно немного — 3—5 шт., до 2,5 см в диаметре, на втором ярусе — 5—7 шт., до 1,5 см, на третьем — до 3 шт., до 1 см диаметром. Листья в числе 5—6 шт., дудчатые, длиной 17—35 см, в диаметре 1,2—1,7 см. Феноритмотип лука многоярусного — длительновегетирующий, летне-осеннезелёный с вынужденным зимним покоем. Весной начинает отрастать в 1-й или начале 2-й декады апреля, в целом его вегетация начинается ещё под снегом. Стрелка появляется во 2-3-й декаде мая, раскрытие чехлика соцветия наблюдается в 1-й или начале 2-й декады июня. Обычно воздушные луковички после формирования отрастают сразу же, и длина их листьев достигает 10—15 см. Рост цветоноса продолжается, и через 10—12 дней формируется следующий ярус. Иногда в соцветиях между луковичками появляются цветки (5—25 шт.), но они засыхают, не образуя семян. С появлением ярусов рост листьев первой генерации замедляется, и позже они постепенно отмирают. Созревание бульбочек происходит в 3-й декаде июля. Затем отрастают молодые листья, и их вегетация продолжается до снежного покрова. Период от начала отрастания до созревания бульбочек по годам составляет 115—120 дн.

В качестве посадочного материала можно использовать бульбочки и подземные луковицы. В открытом грунте их лучше высаживать сразу после созревания, так как в этом случае луковички хорошо укореняются, формируют листья, успешно зимуют и следующей весной рано отрастают, образуя сильные растения. В первый год после посадки луковицы бывают крупными — до 5—6 см в диаметре, двулетние подземные луковицы мельче,

так как луковицы интенсивно делятся, образуя гнездо из 2—5 луковиц. В последующие годы из каждой луковицы в свою очередь формируется гнездо. На 3-4-й год жизни гнездо сильно уплотняется, луковицы начинают мельчать и урожай в будущем снижается. Поэтому через каждые 5 лет их следует рассаживать.

Крупные луковички первого яруса и подземные луковицы обычно используют для еды, луковички 2-го и 3-го яруса — для посева. Чтобы получить более крупные бульбочки, следует ограничить рост стрелки, прищипнув её после образования 1-го яруса, и тем самым направить все пластические вещества на формироание уже заложившихся луковиц.

Лук многоярусный с успехом выгоняют в защи-щённом грунте, в осенне-зимние и зимне-весенние периоды, так как он не имеет периода покоя. Его также можно выращивать зимой в комнатных условиях в горшках или ящиках на подоконнике Он менее требователен к условиям освещения, чем репчатый лук.

При изучении пищевой ценности содержание витамина С в листьях А. ртН/втт определялось в разные фазы вегетации, а остальные компоненты — в фазе стелкования. Содержание витамина С в период роста составляет 37,27 мг %; в фазу стрелкования — 32,1; в период отрастания ярусов — 25,4; в период осенней генерации листьев — 44,2 мг%. Содержание протеина в листьях А. ртН/втт составляет 8,68%, общего азота — 1,39%, сухого вещества — 9,23%, жира — 4,54%, общего сахара — 18,4%, крахмала — 8,14%, каротина — 27 мг/кг.

Ценность лука многоярусного заключается в том, что он даёт ранний и поздний урожай зелени. Листья быстро отрастают, после схода снега их можно срезать уже через 20—25 дн., к этому времени они достигают в длину 15—20 см. Затем

листья вновь отрастают за 2—3 недели. При хорошем уходе за растениями в сезон можно получить 3—4 урожая зелени.

Вывод. Высокое содержание витамина С и других биологически активных веществ, макро-и микроэлементов в листьях исследуемых луков свидетельствует о высокой питательной ценности этих видов и возможности их использования в пищу для коррекции дефицита витаминов и макроэлементов с ранней весны и до поздней осени. По оценке интродукционной успешности виды лука A. ascalonicum, A. altaicum, A. proliferum отнесены к очень перспективным видам в культуре (сумма баллов по оценочным методикам, разработанным ГБС-21). Все три вида луков рекомендуются для культивирования в регионе Южного Урала и средней полосы России в целом.

Литература

1. Каталог растений Ботанического сада-института Уфимского научного центра РАН. Изд. 2-е, испр. и дополн. / В.П. Пу-тенихин, Л.М. Абрамова, Р.В. Вафин, О.Ю Жигунов, Л.Н. Миронова, Н.В. Полякова, З.Н. Сулейманова, З.Х. Ши-гапов. Уфа: АН РБ, 2012. С. 147-149.

2. Тухватуллина Л.А. Интродукция, биология и размножение представителей рода Allium L. в лесостепной зоне башкирского Предуралья: дисс. ... канд. биол. наук. Уфа, 2004. 190 с.

3. Тухватуллина Л.А. Коллекция рода Allium L. в ботаническом саду г. Уфы // Биоразнообразие растений на Южном Урале в природе и при интродукции: труды Ботанического сада-института Уфимского НЦ РАН к 75-летию образования. Уфа: Гилем, 2009. С. 152-169.

4. Тухватуллина Л.А., Абрамова Л.М. Интродукция дикорастущих луков в Башкортостане: биология, размножение, агротехника, использование. Уфа: Гилем, 2012. С. 76-77.

5. Бейдеман И.Н. Изучение фенологии растений // Полевая геоботаника. М.-Л., 1960. Т. 2. С. 333-368.

6. Борисова И.В. Сезонная динамика растительного сообщества // Полевая геоботаника. Л., 1972. Т. 4. С. 5-36.

7. Вайнагий И.В. О методике изучения семенной продуктивности растений // Ботанический журнал. 1974. Т. 59. № 6. С. 826-831.

8. Разумов В.А. Массовый анализ кормов. М.: Колос, 1982. С. 30.

9. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СПб., 1995. С. 9-16.

10. Юрьева Н.А., Кокорева В.А. Многообразие луков и их использование. М.: Изд-во МСХА, 1992. 160 с.

Подбор исходных сортов для селекции земляники на высокое содержание в плодах основных химических веществ в условиях Оренбуржья

З.А. Авдеева, к.б.н., Г.Р. Мурсалимова, к.б.н., Ф.К. Джу-раева, н.с, ФГБНУ Оренбургская ОССиВ ВСТИСП

Земляника садовая является ценной и наиболее распространённой ягодной культурой в условиях Оренбуржья. Химический состав плодов обусловливает их питательную, диетическую и лечебную ценность. Благодаря раннему созреванию и гармоничному вкусу она пользуется большим спросом у населения. Рынок земляники в последнее время стал более разнообразным, требования потребителей к качеству плодов новых сортов выросли.

Качество плодов генетически обусловлено, но заметно изменяется под воздействием факторов внешней среды. Поэтому следует изучать сорта в конкретных эколого-географичеких условиях [1, 2]. Такая работа проведена во многих регионах нашей страны. Проводится она и в Оренбуржье.

Цель исследования — на основе сравнительной оценки новых интродуцированных сортов земляники по биохимическому составу и вкусу выделить лучшие образцы по отдельным биохимическим показателям и их комплексу для дальнейшей селекции в условиях Оренбуржья.