Агроэкологические особенности сортов листового салата при выращивании в условиях интенсивной светокультуры
Агроэкологические особенности сортов листового салата при выращивании в условиях интенсивной светокультуры
Аннотация
Целью работы было выделение из коллекции сортов листового салата наиболее пригодных для выращивания в условиях светокультуры. В статье представлены результаты изучения 18 сортов листового салата различного происхождения, морфофизиологическим характеристикам, которые выращивали по методу малообъемной технологии на верховом торфе. По величине биомассы и скороспелости выделились сорта Шоколадный лист, Шоколадный заяц, Victoria Verano, которые можно рекомендовать для выращивания при полном искусственном освещении. По содержанию витамина С отличились сорта Диаболтин и Шоколадный лист. По минеральному составу выделился сорт Лолло Росса, который существенно превосходил средние значения показателей концентрации макро- и микроэлементов элементов в выборке.
1. Введение
Регулярное употребление свежих овощей, в том числе салата, в научно-обоснованных количествах является одним из элементов рациона здорового питания всех групп населения . В условиях умеренного и холодного климата большей части территории нашей страны круглогодичное и внесезонное обеспечение населения свежими овощами с учетом ситуации с импортозамещением является важной задачей. По данным Ивановой М.И., в РФ производство салата-латука не покрывает потребности рынка и увеличению производства листовых овощей будет способствовать растущий спрос на экологически безопасные органические продукты для правильного и здорового питания
. Большую роль в этом играет рациональное и экономически выгодное использование защищенного грунта, который при использовании искусственного освещения позволяет получать до 12 урожаев в год с единицы площади . Салат (Lactuca sativa L.) является поливитаминным, скороспелым растением, успешно выращиваемым как в открытом, так и в защищенном грунте. Листья салата богаты биологически активными веществами: витаминами, пигментами, органическими кислотами, фенолами, макро- и микроэлементами, легко усваиваются организмом. Различные исследования предоставили научные доказательства фармакологического потенциала салата, включая противомикробный, антиоксидантный, нейропротекторный и снотворный эффект Поскольку салат-латук обычно употребляют в сыром виде, в нем сохраняется больше питательных веществ по сравнению с другими приготовленными или переработанными овощами, или картофелем Для этой культуры характерно наличие разнообразных по морфологии сортотипов (листовые, полукочанные и кочанные), способных удовлетворить любые потребительские запросы. Селекция салата ведется как для открытого так и для защищенного грунта по следующим направлениям: устойчивость к болезням и вредителям, увеличение урожайности и однородности, повышение содержания питательных веществ, низкое накопление нитратов, устойчивость к цветушности, пригодность для выращивания во всех световых зонах, селекция на качество (консистенция, цвет, форма листа), транспортабельность . В производственных условиях проточной гидропоники к достоинствам сортов относят скороспелость, устойчивость к стеблеванию и краевому ожогу, технологичность и низкий процент отхода .Несмотря на большое разнообразие сортов Lactuca sativa L., в Реестре селекционных достижений России, допущенных к использованию, в настоящее время отсутствуют сорта, пригодные и адаптированные к выращиванию в условиях полного искусственного освещения
.Целью исследования являлось подбор наиболее перспективных сортов листового салата для условий интенсивной светокультуры.
2. Методы и принципы исследования
Исследования проводили с сортообразцами из коллекции ВИР им. Н.И. Вавилова, а также АО ССПП «Сортсемовощ», отличающимися географическому происхождению и по морфологическим признакам (табл.1).
Таблица 1 - Список изученных образцов листового салата
Вариант | Источник | Название | Происхождение |
1 | Вр.-к -3220* | Диаболтин | Нидерланды |
2 | Вр.-к -3295* | Solos F1 | Нидерланды |
3 | Вр.-к -3357* | Без названия -1 | Китай |
4 | Вр.-к -3364* | Без названия -2 | Китай |
5 | Вр.-к -3366* | Без названия -3 | Китай |
6 | АО ССПП «Сортсемовощ» | Меркурий | Россия |
7 | АО ССПП «Сортсемовощ» | Шоколадный заяц | Россия |
8 | Вр.-к -3383* | Sadawi | Нидерланды |
9 | Вр.-к -3391* | Danstar | Нидерланды |
10 | К-2129* | Анапчанин | Россия |
11 | К-2345* | Victoria Verona | Испания |
12 | К-2315* | Лайбахер | Россия |
13 | АО ССПП «Сортсемовощ» | Шоколадный лист | Россия |
14 | АО ССПП «Сортсемовощ» | Фиолетовый | Россия |
15 | АО ССПП «Сортсемовощ» | Вишневая дымка | Россия |
16 | АО ССПП «Сортсемовощ» | Грюнетта | Россия |
17 | АО ССПП «Сортсемовощ» | Лолло Росса | Россия |
18 | АО ССПП «Сортсемовощ» | Вьюга | Россия |
Растения выращивали в условиях Агробиополигона ФБГНУ АФИ на светоустановках при регулируемом искусственном освещении, используя в качестве источника света хорошо зарекомендовавшие себя облучатели на основе натриевых ламп высокого давления ДнаЗ-400 (ООО Рефлакс, РФ)
. Продолжительность светового периода составляла 14 часов в сутки, относительная влажность воздуха – 65-70%, температура воздуха в дневное время – 20-22оС, ночью – 18-20оС. Посев растений предварительно пророщенными семенами проводили в пластиковые четырехугольные горшки, которые вмещали 95 г сухого торфа фирмы Агробалт С, имеющего следующие показатели: азот общий -120 мг/л, фосфор -80 мг/л, калий – 140 мг/л, магний – 30 мг/л, кальций – 170 мг/л, медь 9 мг/кг, марганец – 40 мг/кг, цинк – 9 мг/кг, кобальт 0,001 мг/кг и содержание органического вещества не менее 80 %. Каждый изучаемый сортообразец имел 6-кратную повторность. После прореживания в каждом горшочке оставляли по 3 растения. Посев проводили 18 марта, уборку – 16 марта, то есть растения выращивали 29 дней. Полив проводили по мере необходимости.При уборке салата, после учета биомассы и определения биометрических показателей, определяли микро- и макроэлементный состав растений и биохимические показатели. Сухое вещество определяли высушиванием до постоянной массы при 105оС, витамин С по методу Мурри, нитраты — потенциометрическим методом. Микроэлементы анализировали методом атомно-абсорбционной спектрометрии после микроволновой обработки, макроэлементы — после мокрого озоления. Площадь листьев определяли методом высечек.
Статистическую обработку данных проводили с применением программ Еxcel 2016 и Origin Lab 7.5. Достоверность различий между вариантами оценивалась при помощи методов параметрической статистики (t-критерий Стьюдента). Различия между вариантами считались достоверными при р≤0,05.
3. Результаты и обсуждение
Сорта значительно отличались по форме и цвету листовых пластин – от слабо до сильно гофрированных, от зеленой до пурпурной и светло-коричневой окраски. К моменту уборки растения имели от 6 до 8 листьев, высоту – от 13 до 27 см. Наибольшее количество листьев было у сортов Шоколадный заяц и Sadawi (8-9 шт.) Площаль листьев одного растения изменялась от 32,8 дм2 (Sadawi) до 9,5 дм2 (Danstar).
Ранжирование растений по биомассе при уборке показало, что сорта салата неодинаково относились к условиям выращивания при полном искусственном освещении, различия составляли 2,2 раза. Минимальное значение биомассы было у Вишневой дымки — 21,2 г, максимальное – у Шоколадного листа — 47,0, в среднем по опыту составило 34,1±6,8 г. Биомассу выше среднего образовали сорта Анапчанин, Solos, Вьюга, Шоколадный заяц, Victoria Verano (рис.1).
Рисунок 1 - Биомасса коллекции сортов салата
Биохимический анализ образцов показал значительную амплитуду изменчивости содержания сухого вещества – от 4,99 до 13,45% (в среднем 13,45±2,5%), сырой золы – от 6,75 до 11,98% (в среднем 9,25±1,49%), витамина С – от 4,62 до 22,0 мг 100г (в среднем 13,79±3,95), (табл. 2.)
По содержанию сухого вещества выделились сорта Шоколадный заяц, Диаболтин и Шоколадный лист, а по содержанию сырой золы — Диаболтин, Danstar, Лолла Росса (табл. 2).
Таблица 2 - Биохимические показатели качества салата
Название сорта | Сухое вещество, % | Сырая зола, % | Витамин С, мг 100 г | Нитраты, мг/кг |
Диаболтин | 10,29 | 10,67 | 22,0 | 110,0 |
Solos F1 | 7,20 | 9,1 | 14,74 | 22,0 |
Без названия -1 | 6,11 | 10,21 | 14,75 | 11,5 |
Без названия -2 | 9,20 | 8,83 | 13,42 | 62,1 |
Без названия -3 | 8,87 | 7,66 | 17,16 | 130 |
Меркурий | 8,88 | 8,90 | 16,06 | 54,1 |
Шоколадный заяц | 13,45 | 7,70 | 11,88 | 81,9 |
Sadawi | 9,13 | 8,68 | 14,74 | 13,8 |
Danstar | 5,4 | 11,77 | 4,62 | 636,0 |
Анапчанин | 13,42 | 6,75 | 13,20 | 32,6 |
Victoria Verona | 6,18 | 8,23 | 12,10 | 16,3 |
Лайбахер | 6,42 | 10,66 | 8,80 | 341,0 |
Шоколадный лист | 12,32 | 7,36 | 20,02 | 34,1 |
Фиолетовый | 8,01 | 10,42 | 15,84 | 877,0 |
Вишневая дымка | 9,66 | 9,49 | 13,86 | 277,0 |
Грюнетта | 7,74 | 9,79 | 13,20 | 37,4 |
Лолло Росса | 4,99 | 11,98 | 9,9 | 985,0 |
Вьюга | 8,46 | 8,23 | 11,88 | 20,0 |
Среднее, стандартное отклонение | 8,65±0,59 | 9,25±0,35 | 13,8±0,93 | 207,9±75,9 |
Витамины являются важными компонентами питания, необходимыми для нормального обмена веществ. Survase S.A. и др., указывают, что витамины играют роль пищевых добавок и лечебно-терапевтических агентов. В салате обычно встречаются витамины: фолиевая кислота, витамины С и Е
.Употребление витамина С необходимо для поддержания иммунной и антиоксидантной функции
. Несмотря на то, что содержание витамина С в салате ниже по сравнению со шпинатом и капустой, он может обеспечить до 22% суточной нормы . В нашем опыте больше других сортов витамин С накапливали Диаболтин и Шоколадный лист (22,0 и 20,0 мг/100 г соответственно). Также выше среднего витамин С содержался в листьях сортов Меркурий, Без названия — 3 и др. Содержание нитратов в овощной продукции может являться фактором, препятствующим ее реализации в случае превышения установленных ПДК. В нашем эксперименте нитраты в салате при уборке не превышали 985 мг/кг, что значительно ниже ПДК (2000 мг/кг). Однако у некоторых сортов оно было очень низким, но уровне предела аналитического определения (Solos F1, Sadawi, Victoria Verona, Вьюга и др.). Возможно это связано с более интенсивным использованием азота этими сортами в процессах биосинтеза белка и имевшийся уровень азотного питания к моменту уборки для них стал недостаточным. Эти же сорта образовывали биомассу выше среднего значения по выборке. Подобная закономерность наблюдалась нами ранее в микрополевых опытах с полукочанными и кочанными сортами салата.Статистический анализ показал, что в пределах полученных в эксперименте значений биомасса растений находилась в отрицательной зависимости с минеральным составом. Это объясняется известным в биологии «эффектом разбавления массой». Содержание сырой золы находилось в тесной положительной корреляционной зависимости с азотом, фосфором и калием (r=0,77-0,93, n=18), а также железом, марганцем, цинком и медью (r=0,48-0,77, n=18). Такая же тенденция отмечалась для содержания нитратов, а количество витамина С находилось в отрицательной несущественной корреляции с концентрацией макро- и микроэлементов.
Анализ биомассы всех сортов показал следующие концентрации макроэлементов, в среднем: азот – 2,1±0,46; фосфор – 0,54±0,1; калий – 3,08±1,07; кальций – 1,09±0,14; магний 0,31±0,05 (табл.3).
Таблица 3 - Описательная статистика элементного химического состава сортов салата
Показатель | среднее | min | max | ctd.dev. |
Азот, % | 2,1 | 1,15 | 2,95 | 0,46 |
Фосфор, % | 0,54 | 0,36 | 0,79 | 0,10 |
Калий, % | 3,08 | 1,51 | 5,62 | 1,07 |
Кальций, % | 1,09 | 0,93 | 1,53 | 0,15 |
Магний, % | 0,31 | 0,24 | 0,403 | 0,052 |
Железо, мг/кг | 69,19 | 45,1 | 111,7 | 15,78 |
Марганец, мг/кг | 115,15 | 95,2 | 162,8 | 18,48 |
Цинк, мг/кг | 49,86 | 28,0 | 75,9 | 11,38 |
Медь, мг/кг | 1,98 | 0,86 | 3,1 | 0,64 |
По макроэлементам можно составить следующий ряд по возрастанию: K>N>Ca>Mg, по микроэлементам: Mn>Fe>Zn>Cu Kim M. J. и др. указывают, что салат не отличается высоким содержанием калия, кальция, фосфора, магния, железа и цинка по сравнению с другими овощами и не может расцениваться как источник этих элементов в нашем рационе
. Из табл. 3 и рис. 2. видно, что в химическом составе листьев салата наибольшие различия между сортами были по содержанию в биомассе калия.Рисунок 2 - Содержание макроэлементов в сортах салата
Примечание: цифры на горизонтальной оси соответствуют номерам сортов в табл. 1
4. Заключение
Таким образом, при выращивании в условиях регулируемой светокультуры выделились две группы сортов – формирующие большую биомассу, но с содержанием биохимических показателей и минеральных элементов ниже среднего по выборке и вторая группа – с небольшой биомассой, но более богатым минеральным составом. По величине биомассы и скороспелости выделились сорта Шоколадный лист, Шоколадный заяц, Victoria Verano, которые можно рекомендовать для выращивания при полном искусственном освещении. По содержанию макро- и микроэлементов в листьях отличились сорта Лолло Росса, Грюнетта, Danstar. Больше других сортов витамин С накапливали Диаболтин и Шоколадный лист. По концентрации нитратов превышения ПДК не наблюдалось. Очевидно, что невозможно подобрать универсальный сорт и выбор будет зависеть от цели выращивания.