Влияние азотного стресса на аккумуляцию нитратов и урожайность сортов салата
Автор: Волкова Елена Николаевна
Журнал: Овощи России @vegetables
Рубрика: Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры
Статья в выпуске: 1 (69), 2023 года.
Бесплатный доступ
Актуальность. Многие авторы, отмечают существование значительных генотипических отличий в усвоении азота и накопления нитратов салатом, указывают на аддитивно-доминантный характер наследования признака. Целью работы было выполнить оценку реакции салата различных сортотипов на стресс минерального питания, создаваемый на дефицитном по азоту фоне (No) и при внесении повышенной дозы азота (N200). Материал и методы. В микрополевом опыте на хорошо окультуренной дерновоподзолистой почве изучали коллекцию сортов салата, относящихся к основным культивируемым сортотипам. Сорта отличались по географическому происхождению, скороспелости и морфологическим признакам. Результаты. Различия по урожайности между сортами на фоне N200 составляли 4,5 раз, а на фоне N0 - 5,7 раз. На повышенном фоне азотного питания самый высокий урожай - 2,22-2,64 кг/м2 формировали сорта: All the Year, Quedlinburger Dickkopf, Берлинский желтый, Great lakes. На дефицитном по азоту фоне по урожайности выделились сорта Азарт и Одесский кучерявец, которые лучше других усваивали почвенный азот. Содержание нитратов в растениях салата разных сортов сильнее варьировало при выращивании на фоне N200 и составляло от 10,7 до 13,6 раз, (в среднем за 2 года - в 11,2 раза), на контроле No - 3,3 раза. Выявлены сорта, накапливающие максимум NO3 в условиях избытка азотного питания Невысоким содержанием NO3 отличался салат - Ромэн (Lactuca romana) - 353 мг/кг и White paris cus (198 мг/кг). Периоду максимального увеличения биомассы соответствовало и максимальное снижение NO3 в растениях. Для оценки скорости изменения биомассы и содержания NO3 были рассчитаны уравнения степенной функции. Результаты показывают, что могут существовать некоторые возможности для снижения содержания NO3 в салате за счет выбора сорта или селекции.
Нитраты, азотное питание, урожайность, сортоспецифичность, салат, степенная функция
Короткий адрес: https://sciup.org/140297776
IDR: 140297776 | DOI: 10.18619/2072-9146-2023-1-44-49
Текст научной статьи Влияние азотного стресса на аккумуляцию нитратов и урожайность сортов салата
Forcitations: Volkova E.N. Influence of nitrogen stress on nitrate accumulation and yield of lettuce varieties. Vegetable crops of Russia. 2023;(1):44-49. (In Russ.)
Relevance. Many authors note the existence of significant genotypic differences in the assimilation of nitrogen and the accumulation of nitrates by lettuce, point to the additive-dominant nature of the inheritance of the trait. The aim of the work was to evaluate the response of lettuce of various cultivars to mineral nutrition stress created against a nitrogen-deficient background (N 0 ) and with an increased dose of nitrogen (N 200 ).
Material and Methods. In a microfield experiment on well-cultivated soddy-podzolic soil, a collection of lettuce varieties belonging to the main cultivated variety types was studied. The varieties differed in geographical origin, early maturity and morphological characteristics.
Results. Differences in yield between varieties against the background of N 200 were 4.5 times, and against the background of N 0 – 5.7 times. Against an increased background of nitrogen nutrition, the highest yield – 2.22-2.64 kg/m2 was formed by the following varieties: All the Year, Quedlinburger Dickkopf, Berlin Yellow, Great lakes. Against a nitrogen-deficient background, Azart and Odessa Kucheryavets varieties stood out in terms of yield, which absorbed soil nitrogen better than others. The content of nitrates in lettuce plants of different varieties varied more strongly when grown on the background of N 200 and ranged from 10.7 to 13.6 times (on average over 2 years – 11,2 times), on the control of N 0 – 33 times. Varieties accumulating maximum NO 3 under conditions of excess nitrogen nutrition were revealed. Lettuce Romaine ( Lactuca romana ) – 353 mg/kg and White paris cus (198 mg/kg) had a low content of NO 3 . The period of the maximum increase in biomass also corresponded to the maximum decrease in NO 3 in plants. Power function equations were calculated to estimate the rate of change in biomass and NO 3 content. The results indicate that there may be some scope for NO 3 reduction in lettuce through cultivar selection or breeding.
В современном овощеводстве система удобрений для любой культуры строится не всегда с учетом генотипической специфики минерального питания растений. Одна из причин – постоянное сортообновление и большое количество новых сортов. В результате затраты,вложенные в минеральные удобрения зачастую не окупаются соответствующим повышением урожая хозяйственно ценной части продукции и его качеством.В отечественной и зарубежной научной литературе существует много работ,показывающих границы естественного меж-и внутривидового полиморфизма по отзывчивости на суб-и супероптимальные дозы азотных удобрений, а также разнообразие сочетания элементов питания в субстрате [1,2].
Способность резкого повышения коэффициента использо-ванияудобрений (КИУ) принадлежит эффекту сорта, специфика корневого питания которого генетически контролируется [3]. Различные сорта в силу генетически жестко зависимых особенностей функционирования ферментативных систем, поглощающих и фотосинтезирующих органов, неодинаково относятся к формам и дозам удобрений, к кислой реакции среды и т.д. Проблема избыточного нитратонакопления в зеленных культурах, несмотря на многочисленные исследования, остается актуальной [4,5,6,7]. Фактор сорта может играть существенную роль в снижении содержания нитратов в хозяйственно ценной части продукции нитрофильных растений, к которым относится салат.Сорта значительно различаются по морфологическим признакам,по активности нитратредукта-зы, принимающей участие в азотном цикле растений, которая обуславливается генетическими особенностями сорта, различиями в реакции на условия окружающей среды и освещенности [8], на режим минерального питания, имеют разную продолжительность периода вегетации [9,10,11, 12,13]. Влияние сорта на аккумулирование нитратов может быть настолько велико, что его нельзя уменьшить путем регулирования внешних факторов [14,15].Например, в защищенном грунте чаще всего накопление нитратов ограничивают за счет снижения обеспеченности азотом и изменений условий освещенности, что требует дополнительного оборудования и трудозатрат [12].
Существуют данные,что повышенные дозы азотных удобрений при выращивании высокоурожайных сортов интенсивного типа не приводят к накоплению нитратов в овощах [15].
В настоящее время уже определены гены ассимиляции нитрата у высших растений: это ген апопротеин NR или ген Мo-co. Выделены гены, отвечающие за ассимиляцию NO3 у табака, петунии и гороха [16].
Nes M. и др.,считают,что добиться снижения содержания нитратов в салате агротехническими методами невозможно, поэтому основные усилия должны быть сосредоточены на селекции оптимальных по нитратонакоплению сортов.При изучении свыше 1000 сортов кочанного салата в условиях гидропоники, среднее содержание в них нитратов составляло (2000-4500 мг/кг), высокое (3500-4500 мг/кг),а 16 сортов накапливали минимум NO 3 [17].
В ряде работ Reinink K. и др.,показали,что наследование содержания нитратов в салате следует аддитивно-доминантной модели [18,19,20,]. При изучении сортов салата: Виталия (сортотип Баттерхед), Великие озера (сортотип Айсберг), салата – ромэн, выяснилось, что гены LsNRT1 и LsNRT2 кодируют транспорт нитратов с низким и высоким содержанием нитратов [21].
В ряде экспериментов в разных странах было показано, что минимальное стабильное содержание нитратов обнаружено у сортов салата: Викор [22], Орфей [23], Валькирия [24], Великие озера [25], Атлет, Хрустящий витамин [26],cалат-ромэн [27], Red Grenoble,Bloody Warrior [28], Metalia [29], Corentine,Limeria [30].Перечисленные сорта рекомендуют использовать в селекции для получения сортов салата с низким содержанием нитратов в продукции.
Имеющиеся литературные данные зачастую противоречивы, иногда касаются ограниченного набора или случайно взятых сортов,не всегда указывается фон минерального питания идругиеусловия. За рубежом используют отличную от российской классификацию сортотипов салата, изучают другие сорта, что затрудняет сравнение опытных данных. В России подобные исследования немногочисленны. Кроме того, в связи с развитием технологий органического овощеводства возникает необходимость в поиске сортов,дающихудовлетво-рительный урожай хорошего качества при отказе от применения азотных минеральных удобрений.
Цель работы – оценка сортоспецифичности реакции салата различных сортотипов на стресс минерального питания, создаваемый на дефицитном по азоту фоне и при внесении повышенной дозы азота в условиях открытого грунта.
Методика
Мелкоделяночные полевые опыты проводили на опытном поле СПбГАУ в 2018-19 годах. Посев салата проводили 5-17 мая,после прореживания на делянке оставляли 20 растений. Площадь опытной делянки – 3 м2,, повторность трехкратная. Агрохимические показатели хорошо окультуренной дерновоподзолистой тяжелосуглинистой почвы: рН(KCl) –6,2, Hг– 2,12 мг.экв/100 г (по Каппену), S-17,5 мг.экв/100 г, P 2 O 5 и К 2 О (по Кирсанову) – соответственно 37,4 и 16,9 мг/100 г, гумус - 3,5% (по Тюрину), N-NO 3 – 10,9 мг/кг,N-NH 4 – 2,3 мг/кг.
В опыте изучали 12 сортов из коллекции ВИРа и 8 сортов фирмы АО ССПП «Сортсемовощ»,куда входили: сорт салата – эндивия Endive Green Curled, сорт салата–ромэн Lactuga romana и сортообразцы, относящиеся к трем разновидностям Lactuca sativa : var. longifolia – сортотип Парижский (Paris Island Cos, Paris White Cos), var. crispa – сортотип рубиновый (Ruby loosehead) и var.capitata.В свою очередь,последняя кочанная разновидность салата была представлена группами маслянолистных и хрустящелистных сортов. В первую группу входили следующие сортотипы:
-
• Сортотип Бибб - растения с округлыми темно-зелеными листьями, кочаны рыхлые, округлой формы. Период вегетации-40-51 день (сорт Бибб);
-
• Сортотип Каменная головка - округлой формы, мелкие плотные кочаны. Период вегетации – 51-56 дней (сорт Golden Queen Forcing);
-
• Сортотип Беттнера - листья округлые,светло-зеленые, кочаны рыхлые округлой формы (сорт Беттнера);
-
• Сортотип Майский - листья светло-зеленые с розовой пигментацией по краю, кочан округло-овальный (сорт - Reine de Mai);
-
• Сортотип Берлинский - листья светло-зеленые сжелтова-тым оттенком, поверхность – сильно-пузырчатая. Период вегетации – 55-70 дней.(Сорт Берлинский желтый);
-
• Сортотип Упрямец - листья зеленые со светло-коричневой пигментацией, ткань листа крупнопузырчато-вздутая. Кочан овальный,плотный.Период вегетации – 55-59 дней (сорт Maravilla de las quarte estaciohes);
Также к этой группе кочанной разновидности относились сорта нидерландской селекции -Valdor,All the Yearи сорт Клавир.
Вторую группу сортов представляли два сортотипа:
-
• Сортотип Ледяная гора – листья веерообразные, светло-зеленые,кочан округлый, плотный. Хозяйственная годность наступает на 66-96 день.Листья имеют хрустящую консистенцию. Сорта: Ijublianska ledenka, Азарт,Одесский кучерявец.
-
• Сортотип Грейт Лейкс – кочан округлый, плотный. Хозяйственная годность наступает на 76-87 день (сорт Great lakes, Burpee’s Green Ice).
Все сорта изучали на двух фонах минерального питания: N 0 P 120 K 120 (дефицит азота) и N 200 P 120 K 120 (повышенная доза азота).Удобрения в видеаммиачной селитры,двойного суперфосфата и хлористого калия вносили вручную равномерно на всю делянку с последующей заделкой граблями в почву на глубину 5-7 см.В процессе выращивания при необходимости делали поливы и рыхление.
Биохимический анализ растений проводили сразу в свежих образцах, после определения биомассы. Нитраты в салате и почве определяли потенциометрически с использованием ионоселективных электродов, сухое вещество — высушиванием при t=105оС в сушильном шкафу. Обработку эксперимен-тальныхданных проводили методом вариационной статистики с использованием программы MicrosoftExel. В таблицах и на рисунках приведены средние арифметические значения (M) и стандартные ошибки средних (±SEM).Достоверность различий определяли по t-критерию Стьюдента при Р = 0,95.
Результаты и их обсуждение
Салат относится к овощным растениям, требовательным к азотному режиму почвы.Концентрация нитратного азота в почве через неделю после посева и внесения удобрений составляла в среднем 11,5 мг/кг в вариантах без внесения азота и 105,0 мг/кг в вариантах с внесением N 200 .Анализ этого показателя после уборки растений не показал существенных различий между сортами.
С перечисленными морфологическими особенностями, скороспелостью и происхождением сортов были связаны их урожайность и качество.Так как растения были хорошо обеспечены фосфорно-калийным питанием, то лимитирующим фактором роста являлся азот. Различия по урожайности между сортами на фоне N200 составляли 4,5 раз,а на фоне N0 – 5,7 раз. В среднем за два года на повышенном фоне азотного питания самый высокий урожай – 2,22-2,64 кг/м2 формировали сорта: All the Year,Quedlinburger Dickkopf,Берлинский желтый,Great lakes, (табл.1). На безазотном фоне по урожайности выделились сорта Азарт и Одесский кучерявец, которые лучше других использовали почвенный азот. Судя по величине биомассы, cорт Quedlinburger Dickkopf одинаково хорошо усваивал и азот удобрения и азот почвы. То есть имеет место сортовая реакция салата на источник азотного питания. На рисунке 1 показано,что ряд сортов выделился по скороспелости (Беттнера, Reine de Mai, White Paris, Paris Island), максимальный урожай они формировали на 48-50 день после появления всходов. А такие сорта, как Endive Green Ice, Ruby loosehead, Burpee’s Green Ice, Allthe Year и дальше продолжали активно потреблять азот и наращивать биомассу.
Содержание сухого вещества в растениях при высокой обеспеченности азотом было ниже по сравнению с дефицитным по азоту фоном. Это связано с тем, что азотные удобрения способствуют большему поглощению воды. Выделялись сорта с повышенным содержанием сухого вещества – Bibb, Lactuca romana , Азарт. Между содержанием сухого вещества и нитратов в салате при уборке была существенная средняя отрицательная корреляционная зависимость, r=-0,46 (n=36, P=0,95), что согласуется с данными I.Burns и др. [30, 31].
Нитраты в растениях используются в качестве концевого электронного рецептора в дыхательной цепи хлоропластов, необходимы в процессе осмоса, участвуют в биосинтезе аминокислот [32]. Неиспользованные в процессе роста нитраты накапливаются в вакуолях, как запасной источник азота, не проявляя фитотоксичности. Наиболее активно NO 3 - накапливался в биомассе в начале вегетации, затем его содержание в растениях постепенно понижалось во всех вариантах, так как они использовались в процессе биосинтеза.
Содержание NO3- в растениях салата больше варьировало при выращивании на фоне N200 (от 10,7 до 13,6 раз, в среднем за 2 года - в 11,2 раза), чем N 0 (3,3 раза) (табл.2).
Таблица 1. Урожайность сортов салата при уборке (среднее за 2 года) М±σ Table 1. Yield of lettuce varieties at harvest (average for 2 years), М±σ
Название |
Происхождение |
Урожайность, кг/м2 |
|
N 0 |
N 200 |
||
1. Bibb |
Канада |
0,91 |
1,1 |
2. Golden Queen Forcing |
Дания |
0,38 |
2,1 |
3. Беттнера |
Россия |
0,37 |
1,32 |
4. Reine de Mai |
Франция |
0,53 |
1,74 |
5.Берлинский желтый |
Россия |
0,34 |
2,58 |
6.Quedlinburger Dickkopf |
Германия |
1,02 |
2,55 |
7.Maravilla de las quarte |
Аргентина |
0,59 |
1,99 |
8. Ijublianska ledenka |
Югославия |
0,53 |
1,41 |
9. Great lakes |
США |
0,31 |
2,34 |
10. Lactuga romana |
Италия |
0,46 |
0,71 |
11.White paris cus |
Италия |
0,39 |
0,59 |
12.Parris Island |
США |
0,64 |
1,89 |
13.Одесский кучерявец |
Россия |
1,28 |
2,03 |
14.Endive Green Curled |
США |
0,48 |
2,09 |
15.Ruby loosehead |
США |
0,53 |
2,22 |
16.Burpee’s Green Ice |
США |
0,53 |
1,27 |
17.Клавир |
Россия |
0,41 |
1,81 |
18.Valdor |
Нидерланды |
0,42 |
1,32 |
19.All the Year |
Нидерланды |
0,60 |
2,64 |
20.Азарт |
Россия |
1,31 |
1,87 |
НСР 05 |
0,18 |
0,4 |
Таблица 2. Показатели качества сортов салата при уборке (среднее за 2 года) , М±σ Table 2. Quality indicators of lettuce varieties at harvest (average for 2 years), М±σ
Название |
Нитраты, мг/кг |
Сухое вещество, % |
||
N 0 |
N 200 |
N 0 |
N 200 |
|
1. Bibb |
179±12 |
1141±31 |
9,04±0,21 |
6,48±0,12 |
2. Golden Queen Forcing |
496±23 |
1013±27 |
6,19±0,09 |
5,45±0,09 |
3. Беттнера |
174±15 |
1594±38 |
8,69±0,11 |
5,23±0,72 |
4. Reine de Mai |
107±8 |
1691±39 |
4,59±0,09 |
5,59±0,66 |
5. Берлинский желтый |
157±11 |
565±22 |
6,12±0,21 |
5,35±0,32 |
6. Quedlinburger Dickkopf |
150±9 |
1443±41 |
4,21±0,09 |
3,14±0,08 |
7. Maravilla de las quarte |
106±9 |
557±22 |
7,73±0,14 |
4,02±0,07 |
8. Ijublianska ledenka |
340±15 |
1164±33 |
6, 11±0,14 |
5,81±0,07 |
9. Great lakes |
164±12 |
1900±47 |
5,16±0,12 |
4,89±0,19 |
10. Lactuga romana |
139±11 |
353±18 |
6,79±0,08 |
6,21±0,20 |
11.White paris cus |
84±5 |
198±17 |
8,08±0,08 |
5,40±0,12 |
12. Parris Island |
104±6 |
2205±61 |
6,70±0,09 |
5,18±0,12 |
13. Одесский кучерявец |
87±6 |
652±23 |
6,81±0,13 |
4,25±0,11 |
14. Endive Green Curled |
153±9 |
1483±51 |
8,19±0,12 |
4,81±0.08 |
15. Ruby loosehead |
87±4 |
1627±49 |
7,52±0,11 |
5,15±0,06 |
16. Burpee’s Green Ice |
150±5 |
598±21 |
6,73±0,21 |
5,07±0,10 |
17. Клавир |
86±5 |
473±19 |
6,27±0,15 |
5,98±0,10 |
18. Valdor |
101±7 |
2132±42 |
7,16±0,15 |
5,54±0,34 |
19. All the Year |
64±4 |
1933±39 |
7,63±0,16 |
5,46±0,15 |
20. Азарт |
208±16 |
474±23 |
5,63±0,11 |
6,50±0,09 |
НСР 05 |
12 |
24 |
0.08 |
0,069 |

-e-w —♦— wo
Рис 1. Динамика формирования биомассы сортов салата в условиях азотного стресса. Отборы образцов: 1-33 ,2-42,3-48, 4-54, 5-56 дней после посева. Обозначения сортов: А -Беттнера ,Б - Rein de Mai,В - White Paris,Г - Paris Island,Д - Endive,Е -Ruby,Ж - Burpees Green Ice, З - All the Year
Fig 1. Dynamics oflettuce varieties biomass formation undernitrogen stress. Sampling: 1-33,2-42,3-48,4-54,5-56 days aftersowing.
Variety designations: А - Беттнера ,Б - Rein de Mai,В -White Paris,Г -Paris Island,Д - Endive,Е -Ruby,Ж - Burpees Green Ice, З -Allthe Year
Таблица 3. Зависимость между урожайностью (Y 1 , кг/м2), содержанием нитратов (Y 2 , мг/кг) и продолжительностью периода вегетации (x, дни) различных сортов салата Table 3. Relationship between yield (Y 1 , kg/m2), nitrate content (Y 2 , mg/kg) and length of vegetation period (x, days) of different lettuce varieties
Нячпяымр гпптя |
Уровень азотного питания |
азваниесорта |
N 0 N 200 |
Paris Island |
Y 1 =0.271x 0.677 R 2 =0.765* |
Y2=208,52x-1,575 R 2 =0,848 |
Y 1 =0.346x 1.291 R 2 =0.909 |
Y2=1574,9x-0,024 R 2 =0,994 |
Endive Green Curled |
Y 1 =0.1486x 0,923 R 2 =0,878 |
Y2=435,68x-2,043 R 2 =0,838 |
Y 1 =0.275x1,642 R 2 =0,885 |
Y2=1516,9x-1,399 R 2 =0,995 |
Ruby loosehead |
Y 1 =0.109x1.456 R 2 =0.930 |
Y2=869,5x-1,661 R 2 =0,854 |
Y 1 =0,198x 1.944 R 2 =0.99 |
Y2=2052,1x-1,337 R 2 =0,995 |
All the Year |
Y 1 =0,2411x 0,606 R 2 =0,816 |
Y2=253,81x-1,15 R 2 =0,772 |
Y 1 =0.236x1,858 R 2 =0,924 |
Y2=1610,5x-1,78 R 2 =0,923 |
Reine de Mai |
Y 1 =0,0917x 1,584 R 2 =0,994 |
Y2=429,41x-1,56 R 2 =0,989 |
Y 1 =0,3718x1,239 R 2 =0,924 |
Y2=1580,5x-1,11 R 2 =0,514 |
Беттнера |
Y 1 =0,3439x 0,663 R 2 =0,721 |
Y2=429,41x-1,56 R 2 =0,989 |
Y 1 =0,357x0,614 R 2 =0,611 |
Y2=1580,5x-1,11 R 2 =0,514 |
White paris |
Y 1 =0,1146x 0,591 R 2 =0,634 |
Y2=447,3x-2,587 R 2 =0,961 |
Y 1 =0.2161x0,937 R 2 =0,894 |
Y2=2334,1x-3,404 R 2 =0,788 |
Burpee`s Green Ice |
Y 1 =0,1249x 0,797 R 2 =0,832 |
Y2=366,49x-2,54 R 2 =0,999 |
Y 1 =0.2222x1,472 R 2 =0,982 |
Y2=2334,1x-3,404 R 2 =0,788 |
Примечание: *коэффициенты детерминации существенны при P=0,95
У многих овощных культур, например, столовой свеклы или белокочанной капусты нитратонакоплением отличаются скороспелые сорта и гибриды [14, 33, 34]. У салата максимальное содержание NO3 при уборке определили у сортов интенсивного типа нидерландской селекции Valdor и All the year, а также Parris Island (США), хотя эти сорта не были самыми скороспелыми. Однако и скороспелые маслянолистные сорта, такие как Reine de Mai, Берлинский желтый накапливали довольно много NO 3 – 1691 и 1594 мг/кг соответственно (ПДК NO 3 – 2000 мг/кг). Хрустящелистные сорта (такие как Азарт, Одесский кучерявец), накапливали меньше нитратного азота по сравнению с маслянолистными. Невысоким содержанием нитратов отличался салат – Ромэн – 353 мг/кг ( Lactuca romana ) и White paris cus (198 мг/кг). По данным I.G. Burns и др. [30] генотипический эффект на накопление NO 3 - в большей степени был обусловлен различиями в поглощении нитратов, чем различиями в ассимиляции. Без внесения азота все сорта салата накапливали небольшие количества NO 3 – от 64 до 495 мг/кг, однако и урожайность была невысокой. Вероятно это количество непосредственно связано с мине-рализационной и нитрификационной способностью почвы, которая зависит от многих абиотических факторов в процессе вегетации и образующиеся в результате нитраты почвы при уборке салата составляли в нитратном пуле растений от 3,3 до 48,9%.
Биологической особенностью салата является высокая скорость роста растений.Со скоростью роста тесно связано поглощение растениями азота и аккумуляция в них NO 3 . [35]. На рисунке 1 показано,как изменялось накопление биомассы у салата у 8 сортов на разных уровнях азотного питания вдина-мике. Почти у всех сортов в первой половине вегетации образование зеленой массы происходило одинаковыми темпами на обоих фонах, а затем растения на фоне N 200 стали значительно опережать в росте растения на фоне N 0 ,где вероятно растения стали испытывать дефицит этого элемента. Периоду максимального увеличения биомассы соответствовало и максимальное снижение нитратов в салате, которые при созданных благоприятных условиях выращивания необходимы растениям для активного вовлечения в процессы биосинтеза белка.
Следовательно, для каждого сорта существует возможность нахождения оптимального соотношения этих процессов для получения высокого(оптимального) урожая с низким содержанием нитратов.Для аппроксимации полученных данных удовлетворительно подходили уравнения степенной функции (Y=a xb), где а – начальное значение показателя, а b – характеризует относительную скорость роста органов в онтогенезе или скорость изменения других показателей (табл.3). Из таблицы 3 следует, что прирост биомассы у наиболее урожайных сортов на фоне N 200 составлял 1,29-1,94 кг/м2 в сутки, а фоне N 0 – 0,67-1,46кг/м2 в сутки. В то же время содержание NO 3 с возрастом растений уменьшалось (отрицательные значения «b» в уравнениях),в среднем со скоростью – 0,0242,043 мг/кг в сутки. Коэффициент детерминации указывает на то, что доля влияния аммиачной селитры на урожайность и накопление нитратов различными сортами салата была неодинаковой и выше у более отзывчивых на азот. Полученные уравнения могут быть использованы в прогностических целях величины урожая и содержания NO 3 в салате.
Выводы
Салат является нитрофильной культурой, но высокая аккумуляция нитратов в биомассе, возникающая при избыточном азотном минеральном питании ограничивает использование этой продукции в свежем виде. В то же время выращивание этой культуры в условиях дефицита азота не позволяет полностью раскрыть биологический потенциал растений и получить высокий урожай. Следовательно, необходим поиск компромисса между достижением максимальной урожайности и содержанием нитратов у различных сортов салата, так как в процессе вегетации накопление NO 3 - и формирование биомассы являются взаимосвязанными процессами при благоприятных условиях выращивания. Результаты показывают, что могут существовать некоторые возможности для снижения содержания нитратов в салате за счет выбора сорта или селекции ( Lactuga romana, White paris cus. Сорта, хорошо использующие азот почвы для формирования биомассы, могут быть включены в технологии органического овощеводства (Quedlinburger Dickkopf, Одесский кучерявец, Азарт).
Об авторе:
Aboutthe Author:
Elena N.Volkova – Leading Researcher, Department 210 of Plant Light Physiology and Bioproductivity of Agroecosystems, , Corresponding Author,
-
• References (In Russ.)
-
9. Agayev V.A., Semenov V.M., Sokolov O.A. Agroecological factors of nitrate accumulation by plants. Agrochemistry. 1989; 8):124-136. (In Russ)
-
10. Semenov V.M., Knop K., Agayev V.A. et al. Application of nitrogen fertilizers and regulation of nitrate content in plants. Agrochemistry. 1985;(9):17-27. (In Russ)
-
13. Korchemnaya N.A., Temirbekova S.K., Dobrutskaya E.G. Characteristics of samples of table carrots from the gene pool of VIR on the adaptability and stability of biochemical composition indicators. Biology of Agriculture. 2007;(3):57-62.
-
14. Prugar Y., Prugarova A. Excess nitrogen in vegetables. M., 1990. 128 p. (In Russ)
-
15. Nabatova T.A. Regulation of nitrate content in vegetables of open ground. Agriculture Abroad. 1983;(4):10-15. (In Russ)
-
16. Genetic approach to plant biochemistry/ed. by E.E. Khavkin and Z.B. Shamina. M.,1990.329 с. (In Russ)
-
23. Skorina V.V., Bobkova O.A. Selection evaluation of lettuce varieties. Bulletin of the Belarusian Agricultural Academy. 2015;(3):51-55. (In Russ)
-
24. Skorina V.V., Bobkova O.N. Selection evaluation of cabbage lettuce varieties by the main economically useful features. Bulletin of the Belarusian Agricultural Academy. 2016;(4):47-49. (In Russ)
-
26. Malkhasyan A.B. Quality and yield of varieties of leaf lettuce in the conditions of the Pskov region. Izvestiya Velikolukskoy GSA. 2017;(2):57-62. (In Russ)
-
33. Volkova E.N. Regulation of nitrogen nutrition of beets. Potatoes and vegetables. 2002;(5):26-27.
-
34. Volkova E.N. Varieties and quality of beets and carrots. Potatoes and vegetables. 2002;(2):8.
Список литературы Влияние азотного стресса на аккумуляцию нитратов и урожайность сортов салата
- Saric M.R. Theoretical approaches to the genetic specifity of mineral nutrition of plants. Plant and soil.1983;50(2/3):137-148. https://doi.org/10.1007/978-94-0096836-3_1.
- Mou B. Nutritional quality of lettuce. Current nutrition and food science. 2012;8(3):177-187. https://doi.org/10.2174/157340112802651121.
- Климашевский Э.Л. Генетический аспект минерального питания растений. М, 1991. 414 с.
- Hmelak A., Cencic A. Nitrate in vegetsbles and their impact on human health. A review. Acta Alimentaria. 2013;42(2):158-172. https://doi.org/10.1556/aalim.42.2013.2.4.
- Bian Z., Wang I., Zhang X., Li T., Greendy S., Yang Q., Cheng R. A rewiew of environment effects on nitrate accumulation in leafy vegetables grown in controlled environments. Foods. 2020;9 (6):732. https://doi.org/10.3390/foods9060732.
- Xu Y., Fan X., Miller A.J. Plant nitrogen assimilation and use efficiency. Annu. Rev. Plant Biol. 2012;(63):153-182. https://doi.org/10.1146/annurev-arplant042811-105532.
- Colla Y., Kim H.Y., Kyriacon M.C., Rouphael I. Nitrate in fruits and vegetable. Scientia Horticulture. 2018;(237):221-238. https://doi.org/10.1016/J.Scienta.2018.04.016.
- Bian Z. N., Cheng R.F., Yang Q.C., Wong J., Lu C.C. Continuous light from red, blue fnd green light-emitting diodes reduces nitrate concentration and enhances phytochemical concentrations and antioxidant capacity in lettuce. J. Am. Soc. Hortic. Sci. 2016;141(2):186-195. https://doi.org/10.21273/JASHS.141.2.186.
- Агаев В.А., Семенов В.М., Соколов О.А. Агроэкологические факторы накопления нитратов растениями. Агрохимия.1989;(8):124-136.
- Семенов В.М., Кноп К., Агаев В.А. и др. Применение азотных удобрений и регулирование содержания нитратов в растениях. Агрохимия. 1985;(9):17-27.
- Escobar-Iuterrez A.J., Burns I.G., Lee A., Edmondson R. N. Screening lettuce cultivars for low nitrate content during summer and production. J. Hortic. Sci.Biotechnol. 2002;(77):232-237. https://doi.org/10.1080/14620316.2002.11511485.
- Guo Y. Reducing the nitrate in hydroponically grown lettuce. Nat. Food. 2021;(2):555. https://doi.org/10.1038/s43016-021-00357-y.
- Корчемная Н.А., Темирбекова С.К., Добруцкая Е.Г. Характеристика образцов моркови столовой из генофонда ВИР по адаптивности и стабильности показателей биохимического состава. Сельскохозяйственная биология. 2007;(3):57-62.
- Пругар Я., Пругарова А. Избыточный азот в овощах, М., 1990;128 с.
- Набатова Т.А. Регулирование содержания нитратов в овощах открытого грунта. Сельское хозяйство за рубежом.1983;(4):10-15.
- Генетический подход к биохимии растений/под ред.Э.Е.Хавкина и З.Б. Шаминой. М.,1990. 329 с.
- Nes M., Groenwold R. Grote verschillen in genetich material. Groenten Fruit.1988. Р.44-45.
- Reinink K., Genetic of nitrate content of lettuce. 1. Analysis of generation means. Euphytica. 1991;(54):83-92. https://doi.org/10.1007/BF 00145634.
- Reinink K., Groenwold R. The inheritance of nitrate content in lettuce (Lactuca sativa L.). Euphytica.1987; (36):733-744. https://doi.org/10.1007/BF00024530.
- Reinink K. Improving quality of lettuce by breeding for low nirtate content. Acta Hortic. 1988;(222):121-128. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.1988.222.14.
- Razgallah N., Chikh-Rouhou H., Abid Y., M’hamdi M. Identification of differentially expressed putative nitrate transporter genes in lettuce. Intern. J. of vegetable science.2017;23(5):390-399. https://doi.org/10.1080/19315260.2016.1227891.
- Reinink K., van Nes M., Groenwold R. Genetic variation for nitrate content between cultivars of endive (Cichorium endive L.). Euphytica.1994;(75):41-48. https://doi.org/10.1007/BF00024530.
- Скорина В.В., Бобкова О.Н. Селекционная оценка сортов салата. Вестник Белорусской с.х. академии. 2015;(3):51-55.
- Скорина В.В., Бобкова О.Н. Селекционная оценка сортов салата кочанного по основным хозяйственно полезным признакам. Вестник Белорусской СХА. 2016;(4):47-49.
- Razgallah N., Abid G., Chikn-Rouhou H., Hassen A. Nitrate content and expression of putative nitrate transporter genes in lettuce fertilizered with nitrogen fertilizers. Intern. J. of vegetable science. 2017;23(3):173-184. https://doi.org/10.1080/19315260.2016.1227891.
- Малхасян А.Б. Качество и урожайность сортов листового салата в условиях Псковской области. Известия Великолукской ГСХА. 2017;(2):57-62.
- Afton W.D., Fontenot K.K., Kuehny J.S. Evalution of yield, marketability and nitrate levels of lettuce cultivars produced in Southern Louisiana. Hort. Technology. 2020;30(5):6. https://doi.org/10.21273/Horttech04642-20.
- Burns I.G., Zhang K., Turner M.K., Lynn J., McClement S., Hand P., Pink D. Genotype and environmental effects on nitrate accumulation in a diversity set of lettuce accessions at commercial maturity: the influence uptake and assimilation, osmotic interactions and shoot weight and development. J. Sci. Food Agric. 2011;(91):2217-2233. https://doi.org/10.1002/jsfa.4442.
- Karrel N., Boros J.F., Ravelombola F.S., Sipos L. ES sensitivy of hydroponically-grown lettuce (Lactuca sativa L.) types in terms of nitrate accumulation. Agriculture. 2021;(11(4):315. https://doi.org/10.3390/agriculture11040315.
- Burns I.G., Durnford J., Lynn J., McClement S., Hand P., Pink D. The influence of genetic variation and nitrogen sourse on nitrate accumulation and iso-osmotic regulation by lettuce. Plant and soil. 2012;(352):321-339. https://doi.org/10.1007/S11104-011-0999-0.
- Burns I.G., Zhang K., Turner M.K., Meacham M., Al-Redniman K., Lynn J., Broadley M. R., Hand P., Pink D. Screening for genotype and environment effects on nitrate accumulation in 24 species of young lettuce. J. of the Science of Food and Agriculture. 2011;91(3):553-562. https://doi.org/10.1002/jsfa.422.
- Kerbiriou P.J., Maliepaard C.A., Stomph T.J., Koper N. and so on Genetic control of water and nitrate capture and their use efficiency in lettuce (Lactuca sativa L.). Front.Plant Sci. 2016;(3):1-14. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00343.
- Волкова Е.Н. Регулирование азотного питания свеклы. Картофель и овощи. 2002;(5):26-27.
- Волкова Е.Н. Сорта и качество свеклы и моркови. Картофель и овощи. 2002;(2):8.
- Harrison J., Hirel B., Limani A.M. Variation in nitrate uptake and assimilation between two ecotypes of Lotus japonicus and their recombinant inbredeines. Physiol. Plantarum. 2004;(120):124-131. https://doi.org/10.1111/j.00319317.2004.0221.x