Agroecological specifics of leaf lettuce varieties under intensive light culture conditions

Research article
DOI:
https://doi.org/10.60797/JAE.2024.51.2
Issue: № 11 (51), 2024
Submitted :
23.08.2024
Accepted:
11.11.2024
Published:
19.11.2024
63
3
XML
PDF

Abstract

The aim of the work was to select from a collection of leaf lettuce varieties most suitable for growing under light culture conditions. The article presents the results of the study of 18 lettuce varieties of different origin, morphophysiological characteristics, which were grown by low-volume technology on top peat. The varieties Chocolate Leaf, Chocolate Hare, Victoria Verano, which can be recommended for cultivation under full artificial light, were distinguished by biomass value and early maturity. Diaboltin and Chocolate Leaf varieties were distinguished for their vitamin C content. In terms of mineral composition, the variety Lollo Rossa stood out, which significantly exceeded the average values of macro- and microelements concentration indicators of elements in the sample.

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).

Биомасса коллекции сортов салата

Рисунок 1 - Биомасса коллекции сортов салата

Показатели биохимического состава сортов салата, характеризующие качество выращенной продукции не всегда соответствуют наибольшей продуктивности.

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.

Содержание макроэлементов в сортах салата

Рисунок 2 - Содержание макроэлементов в сортах салата

Примечание: цифры на горизонтальной оси соответствуют номерам сортов в табл. 1

По содержанию этого элемента остальные сорта значительно превосходили Danstar, Лайбахер, Фиолетовый, Лолло Росса. Из изученных сортов по минеральному составу выделился сорт Лолло Росса, который существенно превосходил средние значения показателей концентрации макро- и микроэлементов элементов в выборке, а также отличались сорта Грюнетта, Danstar и китайский сорт Без названия -2.

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.

Article metrics

Views:63
Downloads:3
Views
Total:
Views:63