Морфологические и биологические особенности репчатого лука

По ботанической классификации луки относят к классу «Однодольные растения» (Monoctuledones), семейству Луковые (Alliaceae), роду лук (Allium). Родина репчатого лука — Средняя Азия и Афганистан.

Лук репчатый — многолетнее травянистое растение, образующее семена на второй или третий год жизни и ежегодно формирующий новые луковицы.

Семена лука мелкие (длина 2,5−3 мм, ширина 1,8−2 мм), имеют неправильную трехгранную форму и покрыты черной твердой морщинистой оболочкой, состоящая из толстостенных клеток, которая защищает его от неблагоприятных условий. Эндосперм семени зернистый и блестящий благодаря капелькам жира.

Масса 1000 семян 3,4−3,8 г. В 1 кг содержится 230−400 тысяч семян. Цвет семян черный.

В полевых условиях всходы появляются через 2−3 недели после посева в виде петельки, которую образует единственная семядоля [2; 25].

Листья у репчатого лука трубчатые, очередные, сидячие, расположены в виде прикорневой розетки на неразвитом стебле (донце). Листья двух типов: ассимилирующие и неассимилирующие. Ассимилирующий лист трубчатый. В нем различают две части: собственно лист, отходящий от влагалища, и трубчатое основание с влагалищем. Первый лист проходит внутри семядоли, каждый новый — внутри основания предыдущего и выходит из него на определенной высоте, поддерживая созданный влагалищем ложный стебель.

Ассимилирующие листья полые, заостренные в верхнем конце (их неправильно называют «пером»). Количество листьев на побеге и их размеры зависят от площади питания. У однолетней луковицы число листьев колеблется от 3−4 до 15−18, диаметр листа 0,5−2,2 см, длина от 10 до 52 см. У двулетней луковицы на одном побеге 5−8 листьев, число побегов колеблется от 2 до 25. Нижние листья короче, верхние — длиннее. Окраска листьев от светло — до темно-зеленой. Листья покрыты восковым налетом различной интенсивности, но он может и отсутствовать. Восковое покрытие выполняет защитную функцию, предохраняя листья от поражения фитопотагенами и повреждения переносчиками вирусов. Влагалища зелёные у двух-трех наружных листьев; внутренние — белые, тонкие, неупругие. Создаваемый ими ложный стебель поддерживается в вертикальном положении молодыми листьями, нарастающими по центру.

Основания наружных листьев высыхают и плотно прилегают к луковице, образуя сухие чешуи, так называемую рубашку лука. Открытые сочные чешуи отмирают на следующий год при посадке луковицы, когда их вещества используются для роста новых листьев. С началом утолщения открытых сочных чешуй внутри луковицы появляются листья другого типа — закрытые чешуи.

Стебель репчатого лука сильно укорочен и называется донцем. У крупных луковиц высота донца 0,8−1,5 см, ширина 2,4 см. Оно несъедобно. При прорастании семени стебель растет вверх, постоянно расширяясь. Ветвление происходит в процессе роста, образуя побеги первого и второго периодов; их называют осями или ветвями, а процесс — ветвлением.

Побеги заканчиваются почками, которые называются зачатками. Почки в течение лета развиваются в самостоятельные растения — луковицы. После дифференциации почек из них формируются зачатки стрелок растения. От количества почек в луковице зависит зачатковость растения лука, которая является сортовым признаком. Зачатковость зависит также от величины луковицы — чем она крупнее, тем зачатков больше. Зачатковость определяет гнездность лука — важнейшее биологическое свойство лука, она определяет коэффициент вегетативного размножения, урожайность, скороспелость и товарность лука. Чем выше степень ветвления донца (зачатковость), тем больше гнездность. В пределах сорта: чем крупнее посадочная луковица, тем выше гнездность.

Цветоносный стебель — стрелка образуется из центрального конуса, выходит из ложного стебля в пазухе последнего листа, когда нарастание новых листьев закончено, и они начинают отмирать. Цветоносная стрелка зеленая, трубчатая, полая, у основания узкая, в средней трети имеет вздутие, к соцветию суживается, заканчивается полушаровидным цветоложем, на котором образуется соцветие.

Соцветие лука — простой шаровидный многоцветковый зонтик, укрытый пленчатым покрывалом из нескольких сросшихся листьев. При формировании бутонов покрывало разрывается и отмирает. У мелких луковиц диаметр соцветия 4−5 см, у крупных 8−9 см, на юге — до 15 см.

Цветки лука серовато-белые. Венчик цветков состоит из шести лепестков. Тычинок с желтыми или зеленоватыми пыльниками в цветке тоже шесть, расположены двумя кругами. Пестик с маленьким рыльцем, завязь верхняя.

Плод лука — сухая трехгнездная коробочка. Семена расположены попарно. При полном оплодотворении в коробочке шесть семян, чаще не более двух-четырех. Вследствие неодновременного цветения в соцветии могут одновременно наблюдаться коробочки со зрелыми семенами, цветки и бутоны. Количество зрелых семян в коробочке колеблется от 500 до 3000. Для полного формирования семян в большинстве случаев требуется от 40 до 60 дней.

Корневая система репчатого лука, по сравнению с другими овощными растениями, развита слабо. При прорастании семени первичный корень растет вертикально вглубь почвы и за первые 10 дней может достигнуть 7−10 см длины. Продержаться он может несколько недель и затем отмирает вместе с семядолей. С появлением первого настоящего листа образуются вторичные корни. В этот же период начинается их слабое ветвление [13].

Молодые растения в фазе четырех-шести листьев имеют уже свыше 20 корней, которые к этому времени проникают на глубину до 20 см; одновременно часть их распространяется горизонтально на глубину 4−6 см на расстоянии 2−15 см от растения. Струновидные, слабоветвящиеся корни лука покрыты большим количеством нежнейших корневых волосков, которые при откапывании быстро теряют тургор, припадают к поверхности корней и быстро высыхают. Новые придаточные корни, которые образуются кругами у основания листьев, отмирают одновременно с ними. Вначале корни струновидные, затем появляются разветвления второго и третьего периодов. Корни по всей длине имеют толщину в среднем 2 мм с короткими придатками длиной 1−2,5 см, могут достигать до 10 и даже 15 см. Цвет корней белый. Число корней в первый год жизни достигает 35−60. Осенью они отмирают вместе со стеблем, образующим одревесневшую пятку. Весной следующего года на периферии донца появляется 60−80 новых придаточных корней, длина каждого из них достигает 50−70 см. Корневых волосков они почти не имеют.

Всасывающая поверхность корневой системы лука очень мала, она не превышает 0,1−0,2 м. Этим и объясняется высокая потребность его в легко усваиваемых питательных веществах. Основная масса корней репчатого лука, даже в период наибольшего роста растений, размещается в пределах пахотного горизонта в слое 5−30 см. На корнях лука обнаружена микроза. При посадке луковицы корни, как и листья, отрастают пучком. При мелкой заделке и плотной почве луковица может приподняться на корнях и погибнуть. Отрастают корни быстро. Так, при посадке севка на 25-й день общая длина корней достигает 7,4 м. У крупного растения насчитывалось 4,6 тысяч корней, общая длина которых составила 239 м. В период основного роста выдернуть луковицу из земли без подкапывания невозможно — оборвутся листья. При созревании, когда корни естественно отмирают, уборка облегчается. В осенний период на отрастание корней отрицательно влияют сухие чешуи — содержащиеся в них вещества препятствуют росту. К весне в луковице начинаются ростовые процессы, форма ее несколько изменяется, сухие чешуи растрескиваются, что облегчает рост корней. У однолетней луковицы корнями покрыта вся выступающая часть донца. У двулетней луковицы прошлогодняя часть донца затвердевает и остается оголенной от корней, образуется так называемая пятка. По расположению корневых остатков на наружной части донца можно определить, как выращена луковица: однолетняя из семян — без пятки, у двулетней одиночной — пятка в центре, а у выросшей в гнезде — сбоку [11].

Репчатый лук — сравнительно холодостойкое растение. Семена прорастают при температуре 3−5°С. В фазе 1−2 настоящих листьев всходы выдерживают заморозки до -1, -2°С, а в фазе луковицы — до -3, -4°С. Оптимальная температура для роста листьев 15−25°С, они способны противостоять заморозкам до -7°С и жаре — свыше 35 °C.

Всходы имеют вид петельки, которая образована семядолей и подсемядольным коленом. Через 3−4 дня благодаря росту подсемядольного колена и создающемуся при этом натяжению семядольный лист выходит на поверхность почвы вместе с оболочкой семени. В первое время растения развиваются очень медленно. В этот период им необходимо достаточное количество влаги, питательных веществ и света. Первый настоящий лист у растений образуется через 5−7 дней. С появлением первого настоящего листа семядольный лист отмирает, поэтому посевы в данный период выглядят пожелтевшими.

При неблагоприятных условиях (засуха, недостаток питательных веществ в почве, образование корки, зарастание посевов сорняками) рост листьев прекращается и начинается формироваться луковица. Мелкая луковица может образоваться даже при наличии двух-трех настоящих листьев, затем растение впадает в состояние покоя. Если растение прекратило образование листьев, началось формирование луковицы, то остановить этот процесс невозможно никакими агротехническими приемами — он необратим. Поэтому нарушение агротехники, особенно в первые 70−80 дней роста лука, может привести к большим потерям урожая. Для формирования крупной луковицы растение должно иметь определенное количество листьев. На процесс формирования листьев и начало оттока пластических веществ в луковицу большое влияние оказывает свет.

Репчатый лук — растение длинного дня. Луковым растениям требуется и высокая интенсивность освещения, особенно при выращивании их из семян. Слабое освещение тормозит формирование луковицы. Зарастание посевов сорняками замедляет развитие растений. В результате луковицы либо не образуются совсем, либо оказываются невызревшими, с толстой шейкой, непригодными для хранения. На засоренном участке даже при достаточном количестве питательных веществ в почве растения лука теряют способность усваивать их. Размещать лук следует на светлых незатененных участках.

Лук — одно из наиболее требовательных к почвенному питанию овощных растений. Высокие урожаи его получают на легких плодородных почвах, имеющих слабокислую или нейтральную реакцию (рН 6−7). Несмотря на то, что трубчатые листья лука отличаются высокой ксерофитностью (способностью переносить атмосферную засуху), лук нуждается в повышенной влажности почвы.

Когда прекращается рост луковиц, необходима пониженная влажность почвы и воздуха; в этих условиях они лучше вызревают, а также повышается их лежкость.

Глубокое изучение и знание физиологии роста и развития репчатого лука имеет очень важное значение, как с научной, так и практической точки зрения.

Знание физиологии роста и развития репчатого лука помогает безошибочно определять границы между фазами развития лука; установить длительность прохождения фаз развития в конкретных условиях и их зависимость от почвенно-климатических условий, сроков сева, глубины заделки семян, применяемого агрофона; планировать систему мер по химической защите посевов от вредителей и болезней лука; прогнозировать сроки уборки лука на продовольственные и семенные цели.

Фазы роста репчатого лука первого года:

А — семена в почве непосредственно после сева;

В — семена в почве за 2−3 дня до всходов (фаза прорастания и образования первичного корня);

С — всходы в виде петелькообразного колена (через 21/2−4 недели после сева, в зависимости от погодных условий — температуры, влажности почвы);

D — растение в фазе флага к концу пятой недели после сева (образуется первый настоящий лист);

Е — фаза роста первого настоящего листа и начало отмирания семядольного листа (через 51/2−6 недель после сева);

F — растение в фазе первого и половины второго вырастающего листа (через 8−10 недель после сева). В это время семядольный лист постепенно увядает и засыхает;

G — растение в фазе двух листьев и начала вырастания третьего листа, семядольный лист полностью отмирает и отделяется от ложного стебля;

Н — растение в фазе третьего листа и вырастающего четвертого. Происходит утолщение оснований листьев, первый настоящий лист начинает увядать (12−13 недель после сева);

I — растение в фазе четырех выросших листьев и первого отмирающего листа (12−13 недель после сева);

J — растение в фазе пятого, шестого и седьмого листа. Первый лист полностью отмирает и отделяется от ложного стебля. Начинается постепенное отмирание второго листа. Наступает начало образования луковицы (14−15 недель после сева);

К — растение в фазе 8−13 листьев. Период интенсивного роста лука. Растение достигает максимальной величины. Второй и третий лист засыхают (16 недель после сева);

L — растение достигает максимального развития и роста листьев. Наступает постепенное засыхание листьев, которое начинается от четвертого и продолжается до шестого листа. Подсыхают верхушки молодых листьев. Листья начинают сгибаться и ломаться от собственной тяжести. Один, два или больше наиболее коротких листьев остаются в вертикальном положение. Далее начинается образование на луковице сухих чешуй.

M — растение в фазе заламывания пера и ложного стебля. Ткани шейки становятся мягкими, перестают расти новые листья, продолжается заламывания листа, 3−4 листа на растении остаются зелеными, Образуется покровная чешуя луковицы (18−20 недель после сева, в зависимости от сорта и погодных условий). В это время выкапывают лук, подлежащий длительному хранению.

N — фаза полной зрелости лука. Листья полностью заломались и большая их часть засохла. Корни отмирают и усыхают. Покровные чешуи засыхают. Лук вступает в период покоя. В этот период лук убран и готов к реализации [2; 10; 25].