Лук
В развитии растений отдельных видов лука из семян есть много общего, хотя существует и определенная специфика. Рассмотрим основные фазы индивидуального развития растения лука на примере лука репчатого.
Прорастание семян и появление всходов
После посева семена при достаточной влажности и температуре почвы набухают и начинают прорастать. Всходы появляются в виде петелек. Это объясняется тем, что зародышевый (семядольный) листочек вытягивается в основании, а его верхний конец остается в семени, поглощая питательные вещества из запасающей ткани — эндосперма. Так образуется петелька, острый коленообразный изгиб которой пробивается через слой почвы. Достигнув поверхности почвы, зародышевый листочек становится зеленым. Вскоре он распрямляется, вынося на поверхность оболочку семени. С появлением первого настоящего листа зародышевый лист отмирает; посевы в это время желтеют. Это явление естественное, и не стоит его пугаться. В дальнейшем листья появляются по одному с интервалом примерно в одну неделю. Всего за вегетацию на растении формируется до 15 листьев.
Развивается и корневая система. При прорастании семени лука первичный зародышевый корешок растет вертикально вниз, в глубь почвы, закрепляя в ней растение. Через семь—десять дней после появления входов начинается развитие придаточных корней. В возрасте 25…30 дней сеянцы имеют по три—пять придаточных корней первого порядка. В этот же период начинается слабое ветвление первичного и вторичных корней.
Вначале рост и развитие лука идут медленно. Обычно для появления всходов требуется 10… 12 дней от посева. При неблагоприятных условиях (мало влаги или низкая температура) этот период может затянуться до месяца. В таком случае всходы получаются изреженными и слабыми. При слишком глубокой заделке семян в почву или сильном ее уплотнении (образование корки) всходы истощаются еще до появления над поверхностью почвы. В этом случае всходы погибнут.
Фаза прорастания семян и всходов протекает однотипно у всех видов лука. В дальнейшем характер и темпы роста и развития определяются видовыми особенностями и местом обитания. У всех видов вторая фаза развития — нарастание листьев, ее длительность и число образующихся листьев варьируют в широких пределах.
Развитие листьев
У лука репчатого эта фаза занимает всю первую половину вегетации — от прорастания семени до начала формирования луковицы. Первые листья развиваются медленно, бывают небольшими и довольно быстро отмирают. Через месяц после появления всходов площадь листовой поверхности одного растения составляет лишь несколько квадратных сантиметров. После появления четвертого-пятого листа рост активизируется, а листья становятся крупнее.
Стебель — будущее донце луковицы — также медленно растет, расширяется, приобретая форму полусферы, на поверхности которой в самом центре, находится образовательная ткань. Каждый новый лист закладывается в этом центре как бы внутри предыдущего. Нижние части листьев — влагалища оказываются вложенными друг в друга. Влагалища образуют ложный стебель, который поддерживается в вертикальном положении нарастающими изнутри молодыми листьями. Листовые пластинки отходят от ложного стебля поочередно под углом 180° одна от другой, в результате листья располагаются в два ряда в одной плоскости.
Одновременно с нарастанием листовой массы развивается корневая система. Корни лука мало увеличиваются в диаметре с момента образования, но их бывает много. Новые придаточные корни появляются в основном на молодых частях стебля по периферии донца. К этому периоду развития необходимо приурочить подкормки и поливы. Особенно необходим растениям азот, который вносят в подкормках. Предпочтительны жидкие органические удобрения, содержащие наиболее полный набор питательных, в том числе и микроэлементов.
Образование и созревание луковицы
Во второй половине вегетации у репчатого лука обычно формируется луковица. При этом нарастание новых листьев сильно замедляется и начинается постепенный отток питательных веществ к основаниям листьев, за счет утолщения которых будет образовываться луковица. Из утолщенных оснований листьев образуются открытые сочные чешуи — основная часть вызревшей луковицы. На донце в пазухах листьев образуются почки — зачатки будущих цветоносных побегов или дочерних луковиц.
Листья, израсходовав питательные вещества и влагу, подсыхают и отмирают, а из их влагалищ образуется шейка луковицы. Тонкая плотная шейка препятствует проникновению к сочным чешуям влаги и болезнетворных организмов. Луковица с такой шейкой хорошо созревает и может храниться. Во время хранения масса луковицы немного уменьшается, так как питательные вещества расходуются на дыхание и развитие зачатков.
В природе образование луковицы служит приспособлением к перенесению неблагоприятных условий (засухи, высоких или низких температур и пр.). Это вынужденная задержка в развитии растения. Процессы роста и жизнедеятельности в луковице замедляются, но при этом она сохраняет способность к их возобновлению. В покоящейся луковице без внешних проявлений идет дифференциация зачатков листьев и цветковых почек. При определенных условиях луки могут миновать эту фазу развития. Не у всех видов лука образуется настоящая, способная к глубокому покою луковица, но запас питательных веществ имеют все. Запасные питательные вещества откладываются в ложных луковицах и корневищах.
У лука репчатого образованием вызревшей луковицы заканчивается первый год жизни растения. При образовании луковицы существенную роль играют возраст и размеры растений. У крупных форм луковицы быстрее развиваются и созревают. Однако у многих видов маленькие растения с одним—тремя листьями формируют мелкие луковички, которые хорошо хранятся.
Дальнейшее развитие луковицы зависит от условий хранения. Для перехода к цветению и плодоношению растение должно пройти яровизацию. Обычно процессы яровизации и образования зачатков цветковых органов происходят во время хранения лука или в зеленых растениях в поле.
Растения яровизируют после накопления определенного количества питательных веществ при низких положительных температурах. Так, зеленое растение для перехода к генеративному развитию должно иметь не менее пяти-шести листьев, а луковицы — диаметр более 2 см. Оптимальная температура для яровизации лука репчатого 3…10 °С. Однако возможна как более низкая, так и более высокая температура, но это задерживает процесс. Мелкие луковички (севок диаметром менее 1,5 см) или зеленые растения с двумя-тремя листьями не способны пройти яровизацию.
У южных сортов репчатого лука яровизация проходит в более короткие сроки и при большем диапазоне температур, чем у северных. У сортов Стригуновский и Ростовский Репчатый она длится от 160 до 200 дней; у сорта Бессоновский — 140…160; у сорта Каба — около 120 дней. После яровизации в луковице образуются зачатки цветоносов, соцветий и цветков.
Если условий для прохождения яровизации не было, на донце закладываются вегетативные почки и продолжается вегетативное развитие. При этом образуются листья, а вместо цветоносов формируется гнездо дочерних луковиц. Это характерно для северных вегетативно размножаемых сортов репчатого лука, которые хранят при комнатной температуре.
Отрастание листьев после возобновления вегетации, развитие цветоноса, цветение
Из высаженных весной в поле яровизированных луковиц отрастают листья. Одновременно развивается цветонос. Когда цветочная стрелка достигает в высоту 10…12 см, в соцветии, которое еще находится под обверткой, происходит дифференциация органов цветка: формируются околоцветник, тычинки, пестик, а затем пыльца и семяпочки.
Цветонос достигает полной длины, . характерной для сорта, в конкретных условиях. Соцветие еще покрыто обверткой, но растение уже подготовилось к цветению. Листья, выполнив свою функцию, постепенно отмирают, их роль берет на себя способный к фотосинтезу цветонос. Наконец, чехол, защищающий соцветие, разрывается и засыхает. Подрастающие цветоножки и зонтик приобретают характерную для вида и сорта форму. Цветки распускаются в основном в дневное время. Во время цветения происходит опыление и оплодотворение, в результате чего образуются семена.
Самоопылению цветков лука препятствует то, что пыльца созревает раньше, чем пестик становится восприимчив к опылению. Рыльце пестика обычно может воспринимать пыльцу лишь после того, как она на данном цветке уже высыпалась из пыльников и потеряла жизнеспособность. Благодаря этому самоопыление в пределах одного цветка у луков практически исключено. Это очень важное свойство, поскольку в результате перекрестного опыления получается более жизнеспособное потомство.
Формирование плодов и созревание семян
Формирование плодов и семян начинается сразу после оплодотворения, когда образуются эндосперм (запасающая ткань) и зародыш семени. Ко времени молочной спелости семян их содержимое имеет полужидкую консистенцию. Средняя продолжительность этой фазы у лука репчатого 20…25 дней.
Затем накопленные растением питательные вещества начинают превращаться в запасные вещества семени. При этом происходит обезвоживание растений и наступает восковая спелость семян. Семенники обычно убирают в это время, а потом дозаррвают. От условий этого периода зависит степень выполненности семян. Физиологическое созревание идет после остановки роста семян при превращении их содержимого в твердое состояние. Полная физиологическая спелость семян наступает уже при дозаривании.
Созреванием семян заканчивается цикл развития лукового растения — от семени до семени, но само растение не погибает, а продолжает развиваться за счет образования новых побегов. Почти у всех видов лука формируются боковые ветви, которые закладываются как почки в основаниях листьев. Почки закладываются по одной в пазухе листа, но у чеснока, лука виноградного и некоторых других видов несколько почек могут появиться рядом в основании одного листа. После плодоношения развитие главного побега прекращается, но продолжается рост и развитие пристрелочных луковиц и боковых ветвей, которые в будущем могут дать луковицу или цветонос.