БИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
БИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ
ПЕЧАТНАЯ ВЕРСИЯ
ЭЛЕКТРОННАЯ ВЕРСИЯ
 
КАК ПОДАТЬ РУКОПИСЬ
 
КАРТА САЙТА
НА ГЛАВНУЮ

 

 

 

 

doi: 10.15389/agrobiology.2021.1.103rus

УДК 635.33:581.1:631.588.5

 

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КАПУСТНЫХ ОВОЩНЫХ
КУЛЬТУР ВИДА Brassica rapa L. ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ
В ИНТЕНСИВНОЙ СВЕТОКУЛЬТУРЕ

А.М. АРТЕМЬЕВА1, 2 ✉, Н.Г. СИНЯВИНА2, Г.Г. ПАНОВА2,
Ю.В. ЧЕСНОКОВ2

Одна из основных составляющих успешного производства растительной продукции — выбор культур с высокой реализацией продукционного потенциала в формируемых условиях, в том числе в условиях интенсивной светокультуры. Задача компенсации или ликвидации дефицита зеленных культур в настоящее время в России и мире стоит достаточно остро. Генетическое разнообразие распространенных в использовании в сооружениях защищенного грунта капустных зеленных растений вида репа Brassica rapa L. сложилось в Юго-Восточной Азии и включает многочисленные морфотипы пекинской, китайской, розеточной, пурпурной, японской капусты, листовой репы. В России капустные овощи вида репа используют ограниченно, главным образом в качестве салатных овощей. Основные направления селекции представителей вида B. rapa для светокультуры включают высокую скорость роста (продолжительность одного оборота не более 28-35 сут в зависимости от биологических особенностей культуры), урожайность не менее 3-8 кг/м2 в зависимости от культуры, компактный габитус растения, высокое качество листьев, ценный биохимический состав, устойчивость к раннему стеблеванию, устойчивость к возможной пониженной освещенности и повышенной температуре воздуха, пригодность для выращивания в тонком слое почвенного субстрата или на гидропонике. Биологические особенности разнообразия капустных культур вида репа как источников при селекции для условий светокультуры изучены недостаточно, прежде всего это касается малоизвестных культур (розеточная, пурпурная, японская капусты) и отдельных морфотипов в пределах распространенных культур (пекинская и китайская капусты). В настоящем исследовании мы впервые изучили широкое генетическое разнообразие мировой коллекции культур вида B. rapa Российской Федерации, хранящейся в ВИР, и морфотипов внутри них (72 образца), включая контрастные по морфологическим признакам генотипы, при разной обеспеченности светом с целью развития энергосберегающих агротехнологий в интенсивной светокультуре. Впервые определены поправочные коэффициенты для расчета площади листовой поверхности по легко измеряемым линейным размерам для каждой изученной культуры и типа листьев, что позволит ускорить расчеты фотосинтетических характеристик. Показана различная степень изменчивости размеров и массы растений культур в зависимости от освещенности (наибольшая — у пекинской капусты и листовой репы). Установлено, что интенсивностью светового потока в значительной мере определяется повышение продуктивности растений всех капустных культур вида репа B. rapa, в наиболее значительной степени — пекинской и китайской капусты и листовой репы. Выделены высокоурожайные образцы пекинской и китайской капусты и листовой репы (более 6,3 кг/м2 за 28 сут вегетации). Изученные образцы пурпурной и японской капусты низкоурожайные и имеют более длительный вегетационный период, но представляют интерес в качестве овощей для функционального питания и для декоративных целей. Выявлены полукочанные сортотипы пекинской капусты (Шантунг, Санто, Сяо), представляющие преимущественный интерес для светокультуры. Для загущенного выращивания рекомендованы образцы пекинской капусты вр.к-1375, Бице (вр.к-1376), китайской капусты к-647, для выращивания при малом расстоянии между стеллажами (25 см) — китайской капусты Extra Dwarf Pack Choi (вр.к-1405) и розеточной капусты Xiao Ba Je Ta Cai (к-695). Образцы пекинской капусты Chokurei (к-177), Tokyo Bekana (к-395), Zao Shi № 5 (вр.к-1120), Fun jen F1 (вр.к-1410) показали самые высокие салатные качества листьев. В условиях биополигона нам удалось выделить образцы со стабильным проявлением признаков скороспелости и высокой продуктивности, практически не зависящим от освещенности. Это образцы пекинской капусты Harumaki Shin Santousai (к-270), Tokyo Bekana (к-395), Сяобайкоу (к-74), китайской капусты Kangre 605 (вр.к-1131), Gai Lang Jin Pin 25 F1 (вр.к-1124). Кроме того, показано, что у китайского образца пекинской капусты Zao Shi № 5 (вр.к-1120) и российского сорта листовой репы Селекта (вр.к-1371) повышена активность фотосинтетического аппарата. Полученные данные о культурах в целом и выделившихся образцах B. rapa представляют практический интерес для овощеводства, при разработке элементов сортовой технологии капустных культур в условиях светокультуры и в качестве источников ценных признаков в селекционных программах, в том числе по развитию сити-фермерства.

Ключевые слова: Brassica rapa L., листовые капустные культуры, интенсивная светокультура, ценные признаки, генетические источники.

 

 

BIOLOGICAL FEATURES OF Brassica rapa L. VEGETABLE LEAFY CROPS WHEN GROWING IN AN INTENSIVE LIGHT CULTURE

А.М. Artemyeva1, 2 ✉, N.G. Sinyavina2, G.G. Panova2, Yu.V. Chesnokov2

One of the main components of the successful production of plant products is the choice of crops with a high realization of their production potential under the formed conditions, including in the conditions of intensive light culture. The problem of compensating or eliminating the deficit of green crops is currently quite acute in Russia and in the world. The genetic diversity of the most widespread green brassicas plants of the species Brassica rapa L. for use in protected ground facilities has developed in Southeast Asia and includes numerous morphotypes of Chinese cabbage, pakchoi, tatsoi, wutacai, mizuna, and leafy turnip. In Russia, leafy B. rapa vegetables are used to a limited extent, mainly as salad vegetables. The main areas of B. rapa crops breeding for artificial light culture include a high growth rate (the duration of vegetative period is not more than 28-35 days, depending on the biological characteristics of the crop), the yield is not less than 3-8 kg/m2, depending on crops, a certain compact plant habit, high quality of leaves, valuable biochemical composition, resistance to early bolting, resistance to possible low light and high air temperature, suitability for growing in a thin layer of soil or hydroponics. The biological features of the diversity of B. rapa leafy crops as sources for breeding for intensive light culture conditions have not been sufficiently studied, first of all, this concerns little-known crops (tatsoi, wutacai, mizuna) and certain morphotypes within common crops (Chinese cabbage and pakchoi). In this study, for the first time, we studied the wide genetic diversity from the Russian worldwide B. rapa collection of the Russian Federation, stored in the VIR, and morphotypes within them (72 accessions), including genotypes contrasting in morphological characteristics, under different supply light intensity for the development of energy-saving agro-technologies in intensive light culture. For the first time, correction factors were determined for calculating the leaf surface area from easily measured linear dimensions for each studied crop and type of leaves, which will speed up the calculations of photosynthesis characteristics. A different degree of variation in the variability of the size and weight of plants of various crops, depending on the illumination, is shown, the highest in Chinese cabbage and leafy turnip. It was found that the intensity of the light regime is largely determined the increase in the productivity of plants of all studied crops, mostly of Chinese cabbage and pakchoi and leafy turnip. High-yielding accessions of Chinese cabbage, pakchoi and leafy turnip were identified (more than 6.3 kg/m2 for 28 days of growing season). The studied accessions of wutacai and mizuna are low-yielding and have a longer growing season, but are of interest as vegetables for functional nutrition and for decorative purposes. Semi-cabbage types of Chinese cabbage (Shantung, Santo, Xiao), which are of primary interest for light culture, have been identified. We recommend Chinese cabbage accessions vr.k-1375, Bice (vr.k-1376), and pakchoi k-647 for thickened cultivation,, and pakchoi Extra Dwarf Pack Choi (vr.k-1405 ) and tatsoi Xiao Ba Je Ta Cai (k-695) for growing with a small distance between the shelves of 25 cm. Accessions of Chinese cabbage Chokurei (k-177), Tokyo Bekana (k-395), Zao Shi No. 5 (vr.k-1120), and Fun jen F1 (vr.k-1410) showed the highest salad qualities of the leaves. Under the conditions of a biopolygon, we managed to determine accessions with a stable manifestation of the traits, of early maturity and high productivity, practically independent of light intensity. These are accessions of Chinese cabbage Harumaki Shin Santousai (k-270), Tokyo Bekana (k-395), Xiaobaikou (k-74), pakchoi Kangre 605 (vr.k-1131), Gai Lang Jin Pin 25 F1 (vr.k-1124). In addition, it was shown that the Chinese accession of Chinese cabbage Zao Shi No. 5 (vr.k-1120) and the Russian cultivar of the leafy turnip Selecta (vr.k-1371) have increased the activity of the photosynthetic apparatus. The obtained data on the crops in general and the determined accessions of B. rapa are of interest for the practice of vegetable growing, in the development of elements of cultivar technology of B. rapa crops under conditions of light culture and as sources of valuable traits in breeding programs, including the development of city farming.

Keywords: Brassica rapa L., leafy crops, controlled-environment agriculture, artificial lighting, valuable traits, genetic sources.

 

1ФГБНУ ФИЦ Всероссийский институт
генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова,

190000 Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42-44,
e-mail: kme11@yandex.ru ✉;
2ФГБНУ Агрофизический научно-исследовательский
институт
,
195220 Россия, г. Санкт-Петербург, Гражданский просп., 14,
e-mail: inad@inbox.ru, panova@agrophys.ru, uv_chesnokov@agrophys.ru

Поступила в редакцию
12 мая 2020 года

 

назад в начало

 


СОДЕРЖАНИЕ