Морфобиологические особенности и экологические условия выращивания

Чеснок (Allium sativum L.) — однолетнее (зубками) и многолетнее (воздушными луковицами) вегетативно размножающееся растение семейства луковые. Органами размножения у стрелкующегося чес-нока являются подземные почки-зубки, образовавшиеся на донце материнского растения в пазухах листьев, однозубки и воздушные луковицы. Нестрелкующийся чеснок размножается только зубками. Чеснок при выращивании семян не образует, что связано с нарушением микро- и макроспорогенеза, поэтому зародышевый мешок и пыльцевые зерна не нормальные и оплодотворение не происходит.
Корни растут из стебля у основания листьев. Корневая система мочковатая, слабо развита. У крупных луковиц она проникает на глубину 50—70 см и разрастается в ширину на 40—50 см, однако основная масса корней располагается поверхностно в пахотном 25—30-сантиметровом слое. Количество их у хорошо развитых растений чеснока доходит до 220—240 шт. Наиболее мощную корневую систему развивают растения, выращенные из однозубковых луковиц. Корни начинают отмирать одновременно с усыханием листьев, но при влажной почве они опять отрастают.

Зубок чеснока представляет собой ярко выраженную почку, сформировавшуюся на донце материнского растения в пазухах его листьев, которая имеет в центре маленький побег, состоящий из стебля с конусом нарастания и зачатками корней. Зубки расположены радиально на донце, крупные. Яровой нестрелкующийся чеснок имеет более мелкие зубки. Они окружены сочной закрытой чешуей, содержащей запас питательных веществ, и кожистой кроющей чешуей. Зубки дают начало образованию луковицы.

Стебель выражен в очень слабой степени, в виде короткого, но сравнительно широкого донца луковицы и находится внутри ее в нижней части, диаметром 2—3 см и толщиной 0,5—1 см. У стрелкующихся форм чеснока в центре донца образуется безлистая стрелка (цветонос), которая к зонтику сужается. Она является ассимилирующим органом, направляющим питательные вещества, образующиеся в ее тканях. Стрелка поддерживает при остановившемся росте ложный стебель, который у стрелкующего чеснока не падает. Цветонос вначале бывает кольцевидно скрученный. Позднее, с ростом, стрелка выпрямляется. При созревании луковицы донце и стрелка затвердевают и отмирают. Донце вместе с сухими чешуями служит щитом для зубков, предохраняя их от высыхания и прорастания в зимнее время.

На верхней части донца развиваются сочные листья, налегающие друг на друга. При этом каждый последующий лист прорастает изнутри предыдущего, вследствие чего бывает охвачен при основании его трубчатым влагалищем. В результате такого листорасположения образуется плотный, так называемый ложный стебель. С прекращением развития новых листьев ложный стебель у нестрелку-ющегося чеснока становится полым, так как изнутри он уже не подпирается вновь нарастающим листом. Полый стебель теряет устойчивость, становится дряблым, листья поникают и надламываются, что служит признаком созревания растений.

На одном растении формируется 8— 12 листьев. Внешние листья охватывают всю луковицу чеснока, внутренние — только один зубок, редко два. Листовая пластинка у чеснока плоская, гладкая, линейная, ярко-зеленая или сизая от воскового налета. Снизу листья килеватые, сверху желобчатые.-Основание листьев округлое — трубчатое.

Луковица — продуктовая часть чеснока — является сложной, состоящей из различного числа зубков, расположенных на деревянистом донце (стебле). Разрастаясь за счет развивающихся зубков, она принимает характерную реповидную форму, то есть округлую, округло-плоскую, иногда неправильной формы (вытянутую к донцу или вершине), плоскую, сжатую с двух сторон, массой в среднем 45—50 г. Луковица нестрелкующихся сортов имеет 2—5 сухих кроющих чешуи, которые облегают каждый ряд зубков и всю ее. Стрелкующиеся сорта имеют рыхлую луковицу, которую слабо облегают 3—5 кроющих чешуи. При опоздании с уборкой урожая кроющие чешуи рассыпаются.

У быстро нарастающих форм первые крайние зубки при благоприятных условиях вегетационного периода (влажность и тепло) успевают образовать от себя дополнительные зубки и таким образом становятся сложными зубками, представляя собой молодую дочернюю луковицу, готовую отделиться от материнского растения. Сложный зубок развивает свои листья, которые, появляясь в пазухе материнского, показывают наличие процесса ветвления и роста. Под давлением сложных зубков общие покровные чешуи материнской луковицы разрываются и обозначаются зубки, а она становится деформированной. Медленно развивающиеся позднеспелые формы дают неделящиеся (невет-вящиеся) луковицы.

Расположение зубков (почек) на донце луковицы бывает двоякое: концентрическое, когда в пазухе очередного листа развивается одновременно замкнутое кольцо из 6—8 зубков, и спиральное, когда в пазухах основания листьев последовательно образуется по одному зубку. У подвида стрелкующегося чеснока образуется чаще всего одно кольцо зубков (концентрическое расположение).

Соцветие — простой шаровидный зонтик с длинной остроконечной оболочкой. Цветок у чеснока фиолетовой или белой окраски, цветет в июне. Венчик цветка колокольчатый, беловатый, длиной 5—6 мм. Пыльники — на уровне венчика. В соцветии размещаются, кроме недоразвитых цветков, которые обычно на севере не дают плоды, воздушные луковицы. На юге некоторые формы чеснока образуют немного плодов.

Плод — трехгранная, несколько удлиненная сухая коробочка. Семена стрелкующего чеснока — трехгранные, морщинистые, черные, мельче, чем у лука. Из семян в первый год образуются мелкие (диаметром до 3 мм) однозубки, из которых в дальнейшем вырастают более крупные, а затем много-зубковые луковицы.

В соцветиях наряду с цветками развиваются и воздушные луковицы (бульбочки). Цветки начинают дифференцироваться на конусе нарастания раньше и имеют преимущество в росте и развитии перед воздушными луковицами, которые растут и развиваются вначале очень медленно. К моменту раскрытия обвертки соцветия рост воздушных луковиц усиливается и масса возрастает. Питательные вещества в растении расходуются в основном на быстро растущие в это время воздушные луковицы, цветки угнетаются и усыхают недоразвитыми. Такой период в развитии стрелки от цветков к бульбочкам, как считают ученые, связан с экологическими факторами, основным из которых является интенсивность и качество света.

Размер бульбочек зависит от местоположения в соцветии и равен в среднем 3,5 мм в диаметре и 9 мм в высоту. Количество воздушных луковиц в соцветии чеснока, их величина и окраска являются сортовыми признаками. У сортов с высокими стрелками (до 2 м) бульбочки мелкие (до 100 штук в 1 г). В соцветии образуется 200—450 бульбочек и, кроме того, 120—300 цветков. Форма бульбочек овально-вытянутая, как у овсяного зерна. У сортов чеснока со среднерослой стрелкой (до 1 м) в соцветии образуется 100—150 воздушных луковиц (10—15 штук в 1 г), цветков — 50—100 штук. Сорта с низкими стрелками (несколько сантиметров) имеют бульбочки крупные (14 штуки в 1 г), в соцветии их 5—30, цветков нет или они единичные. Строение бульбочек аналогично строению зубка — конус нарастания, питательная и кожистая чешуя.

При высадке однозубковых луковиц рост и развитие чеснока зависит от величины, сорта, срока высадки и метеорологических условий года. Мелкие однозубки не ветвятся, а образуют более крупные зубки. Растения, выращенные из однозубок, созревают раньше и дают высокий урожай. У растений, выращенных из зубков и однозубок, количество воздушных луковиц почти одинаковое.

Вид чеснока'культивируемого — АШигп sativum L..— делится на 2 подвида: первый — чеснок стрелкующийся-— subsp. sagittatum Kuzn. Представители этого вида отдельными очагами встречаются в средней зоне европейской части СНГ; второй — чеснок обыкновенный — subsp. vulgare Kuzn., не образующий стрелок. Этот подвид широко распространен в СНГ, а также в странах Западной Европы, в США, Северной Африке.

Чеснок в сильной степени реагирует на изменения условий среды в критические периоды роста и развития. При перемещении в другие климатические зоны он резко меняет свои биологические свойства. Иногда гибель высаженных зубков, завезенных из других мест, только по этой причине может составить 40—50%.

Чеснок является холодостойким и морозоустойчивым растением. Корни его могут отрастать при температуре +1…+3°С, быстрее — при +5… + 10°С, оптимальные для отрастания — +8…+10°С, а выше +20°С их рост тормозится. Всходы появляются в интервале температур +5…+10°С.

Листья чеснока начинают развиваться при температуре +2…+5°С; обычные весенние заморозки до —3…—4°С всходы переносят, не повреждаясь. В разные фазы развития чеснок не одинаково относится к температуре. Оптимальная температура для роста и развития в первые фазы +5…+10°С, с момента образования зубков — +15…+20°С, в фазе созревания — +20…+25°С.

Считают, что оптимальная температура для роста и развития чеснока находится в пределах + 15…+20°G, однако и при более высоких температурах (+25…+27°С) происходит нормальный цикл развития, если в почве имеется достаточное количество влаги. Дифференциация почек происходит при температуре +5…+15°С. При такой температуре она продолжается в течение 20—30 суток. Повышение ее в фазе прекращения роста и оттока пластических веществ из листьев в луковицу способствует ускорению этого процесса и вызреванию луковиц. Снижение температуры задерживает физиологические процессы, обеспечивающие формирование луковиц.

Стрелкующиеся сорта более зимостойкие, чем нестрелкующиеся. В зависимости от сроков осенней высадки укоренившиеся зубки по-разному накапливают сахара, от которых, как известно, зависит перезимовка растений. Растения чеснока, которые хорошо укоренились, легко переносят снижение температуры воздуха до -25…-30°С, тогда как не укоренившиеся зубки и однозубки вымерзают при —10…—15°С. К вымерзанию более устойчивы растения чеснока, выращенные из однозубковых луковиц, а наиболее морозостойкие — выращенные из воздушных луковиц. Внесение органических и фосфорных удобрений также благоприятно сказывается на зимостойкости растений.

Синтез хлорофилла, ферментов и витаминов, передвижение пластид в плазме клеток листьев, образование органов, переход к формированию луковицы — все это связано с количеством и качеством света, попадающего на растение. Чеснок — светотребовательное растение. Он не очень требователен к интенсивности света, но и не теневынослив. В условиях частичного затенения (в междурядьях сада, среди высокостебельных растений), а также при большой загущенности и засоренности луковицы не могут нормально развиваться и урожай уменьшается. Исследования показали, что при 24-часовом освещении, в том числе при 8 ч естественного света и 16 — искусственного (лампы синего цвета), у чеснока стрелкующихся форм происходит процесс образования цветков и семян.

Длительность дневного освещения влияет на интенсивность и характер роста и развития растений. Нормальный процесс образования луковиц протекает при длинном дне. Укороченный 9— 10-часовый день стимулирует вегетативный рост, но угнетает формирование луковицы и генеративных органов.

Вода — основной фактор образования урожая. Чеснок использует воды меньше, чем другие луковые растения. Но он требователен к влажности почвы, особенно его озимые формы. Чеснок имеет слабо разветвленную корневую систему и поверхностное ее размещение. Поэтому водообес-печенность играет большую роль в получении высоких урожаев. Установлено, что 93—98% суммарного водопотребления из метрового слоя происходит на глубине 0—40 см. К моменту первого полива корневая система в основном располагается в этом слое и не углубляется в дальнейшем.

В разные фазы роста и развития растений чеснока вода используется неодинаково. Критическими периодами водоснабжения являются: 1 — прорастание зубков, однозубок, воздушных луковиц и начало интенсивного развития корневой системы (первые две недели после высадки); 2 — активное листообразование и нарастание корневой системы (через месяц после появления всходов); 3 — формирование зубков, образование стрелок. Оптимальная влажность почвы для чеснока от всходов до формирования луковиц 80% НВ с постепенным снижением до 70% НВ в период созревания. В зависимости от зоны выращивания за вегетационный период проводят 2—7 поливов. Избыточная влажность задерживает вызревание луковиц. Влажность почвы перед уходом в зиму растений влияет на зимостойкость чеснока. Она должна в осенний период находиться на уровне 70% НВ. При понижении ее уменьшается морозостойкость.

Чеснок — одно из овощных растений, наиболее требовательных к плодородию почвы и уровню грунтовых вод, особенно во время образования луковиц. Хорошо растет на пойменных землях, средне- и легкосуглинистых структурных, влагоемких черноземах, каштановых, серых почвах.

Чеснок при озимой посадке размещают на участках, защищенных от северных и северо-восточных холодных, а также господствующих ветров. Растения не выносят иссушения и длительного переувлажнения почвы. На пониженных участках рельефа он вымокает, а на подверженных ветровой эрозии — вымерзает или выпревает. Для озимой посадки выбирают поля с незамокающими почвами.

Реакция почвенного раствора нейтральная или близкая к ней. На почвах с недостаточно глубоким пахотным слоем и временным избыточным увлажнением чеснок выращивают на грядах. В условиях частичного засоления мульчирование посадок (15—20 кг перегноя на 10 м²) препятствует подъему соли к корнеобитаемому слою.

Чеснок выносит из почвы небольшое количество элементов питания; в первые 1,5—2 месяца медленно поглощает их, преимущественно азот. Для созревания луковиц необходим фосфор и особенно калий; излишек азотного питания задерживает их вызревание, снижает лежкость. Корни чеснока не выносят избыточных доз минеральных удобрений.

Наивысшие урожаи чеснок дает на хорошо удобренных органическими удобрениями низинных легких почвах с высоким уровнем залегания грунтовых вод. Оптимальные дозы органических и минеральных удобрений обеспечивают существенные прибавки урожая.