Цветение у всех видов лука, образующих полноценные цветки, начинается с вершины соцветия, постепенно перемещаясь к экваториальной его части; вторая половина соцветия начинает цвести позже и самыми последними открываются цветки нижней части соцветия, в зоне его прикрепления к цветочному стеблю - стрелке. Климатические и погодные условия оказывают влияние и на продолжительность цветения. От момента опыления лука до созревания семян проходит 35-55 дней, в зависимости от видовых и сортовых различий, а также от условий, в которых проходит опыление и созревание семян. Высокая температура и достаточная влажность почвы значительно сокращают период созревания семян. Чрезмерная влажность воздуха (75-85 %) неблагоприятна для созревания семян. Фаза массового созревания считается при наличии 75% зонтиков, имеющих созревшие семена. Число дней от начала созревания до массового является очень важным признаком для оценки сортов; этот признак находится в прямой зависимости от условий выращивания и сортовых различий. При 12-часовом световом дне стрелки удлиняются за счет удлинения цветоножки, становятся более рыхлыми и соцветия; при 14-часовом и еще более продолжительном дне стрелке и соцветия компактнее, а при 8- часовом дне стрелки вообще не развиваются. В условиях высокой температуры и достаточного количества влаги в почве растения лука сильнее вытягиваются в длину, чем при прохладной погоде, в результате стрелки теряют устойчивость и даже при незначительном ветре опускаются на землю и даже обламываются у самого основания. При опылении имеет значение физиологическое состояние пыльцы и рыльца. Физиология пыльцы видов лука не изучена. Однако изучались отдельные вопросы, связанные с жизнедеятельностью пыльцы и ее возрастными особенностями. Было установлено, что пыльца, взятая из пыльника даже крупных бутонов, вообще не прорастает на рыльце пестика. Пыльца же нелопнувшего пыльника раскрывшегося цветка была вполне жизнедеятельна и давала почти 100 %-ное завязывание семян. В первые часы раскрытия пыльников пыльца более жизнедеятельна, чем в более поздние часы того же дня. Лучшей для прорастания пыльцы является температура от 20 до 25°. Цветки изучаемых видов лука относятся к протерандрическому типу: разрыв между созреванием рыльца и созреванием пыльцы довольно значительный. Когда у первых тычинок уже открылись пыльники, пестик достиг лишь 1/3 своей нормальной величины. Только через 14-16 часов после раскрытия цветка пестик становится восприимчивым к пыльце. Развитие цветка и женского гаметофита у распространенных видов лука в основном сходно. В развитии цветка существует 7 фаз. У большинства культурных растений найдена цитоплазматическая мужская стерильность, стерилизация начинается на стадии одноядерной микроспоры. Дегенерирует пыльца лука в 2 этапа. Во-первых, период, когда микроспоры находятся в стадии профазы, хромосомы сильно укорачиваются и утолщаются, претерпевая сильную спирализацию, сопровождающуюся повышенным содержанием ДНК. В дальнейшем ядро дегенерирует и приобретает типичный пикнотический вид. Часто в микроспороцитах в стадии профазы наблюдается цитомиксис - явление, когда содержимое ядра, или части его перемещаются в соседнюю клетку, где хроматин остается бесструктурным. Наблюдается также цитомиксис другого рода, когда каждая хромосома, находящаяся в прометофазе или метафазе, отдельно выходит из клетки. Число и форма хромосом у отдельных видов лука различна. В зависимости от числа хромосом внутри вида меняется и габитус растения [6, 9, 12, 14, 15, 28].

1.4. Отношение лука к факторам среды

Требования к теплу. Все культурные виды лука сравнительно холодостойки. Семена их начинают прорастать при температуре 1-2°С, но появление всходов при этом может затянуться на месяц и более. С повышением температуры процесс прорастания ускоряется. При температуре 14-15°С всходы могут появиться через 2 недели, а при температуре 20-22°С - через 6-8 дней. Всходы лука легко переносят весеннее похолодание (при положительной температуре) и небольшие отрицательные температуры (минус 1, минус 3°С), но при температуре минус 5°С погибают. Наилучшей температурой для роста и развития лука, выращиваемых из семян, является 22-25°С. Наблюдения показали, что более высокая температура, например 30-32°С, вначале ускоряет рост, а затем задерживает его, при длительном воздействии высокой температуры нарастание листовой массы происходит менее интенсивно, чем при температуре 23-25°С. Температура существенно влияет на формирование вегетативных и генеративных почек в период хранения. У репчатого лука низкая температура в период хранения (5-10°С) способствует более полному прохождению всех фаз развития генеративного органа, более высокая температура (12-15°С) задерживает этот процесс. У луковиц, хранящихся при низкой температуре (особенно в начальный период), листья отрастают на 3-5 дней позднее, чем у луковиц, хранящихся при относительно высокой температуре. Кроме того, низкая температура уменьшает диаметр и высоту листьев. У вегетативно размножаемых луков это влияние низкой температуры более заметно, чем у сортов среднерусской или среднеевропейской группы. У репчатого лука с увеличением числа вегетативных ветвей снижается количество застрелковавшихся растений и, наоборот, с уменьшением числа ветвей количество стрелок возрастает. В зависимости от того, что требуется получить из лука, заложенного на хранение,- семена или лук репку,- необходимо создать и определенный температурный режим. Хранение при относительно высокой температуре способствует вегетативному размножению и повышению урожая лука репки. Хранение же при определенной пониженной температуре способствует увеличению урожая семян [1, 18, 20, 30, 34].

Требования к влаге. Лук репчатый относятся к достаточно влаголюбивым растениям, при этом он более требователен к влаге, другие менее нуждаются в ней в определенный период развития. Репчатый лук требует особенно много влаги в первую половину развития. Эта потребность у них значительно сокращается во 2-й период развития, когда идет подсыхание листьев и формируется луковица. Суммарная потребность отдельных культур в воде для сформирования достаточно высокого урожая определяется степенью развития вегетативной массы, климатическими и метеорологическими условиями и продолжительностью периода вегетации растений данного вида или сорта. Известно, что для образования единицы сухого вещества растению необходимо испарить 300-400 единиц воды. В особо благоприятных условиях этот показатель снижается до 130 (при определенных влажности и температуре воздуха, силе ветра, плодородия почвы и пр.). Расход воды на 1 ц урожая лука составляет около 5-7 м3. В процессе эволюции у лука выработалось свойство переносить засуху. Устойчивость лука против заморозков и засухи обусловлена наличием в сочных чешуях большого количества воднорастворимых углеводов. Как правило, в засушливые годы лук накапливает больше сахаров, чем в дождливые годы, благодаря чему лучше переносит засуху и заморозки [13, 15, 22].

Отношение к свету. Лук репчатый - растения длинного дня. Впервые изучение фотопериодизма у лука репчатого было проведено в 1923 г. Выяснилось, что длина дня определяет сроки начала формирования и созревания луковиц. Позднее в 1929 г. было установлено, что при выращивании репчатого лука в теплице зимой на коротком дне луковицы не формировались и даже тогда, когда длину дня искусственно увеличивали до 12 часов. Только при 14-15 часовом дне были получены луковицы. Для формирования наиболее полноценной луковицы репчатого лука необходим комплекс факторов – длинный день, высокая температура и низкая влажность почвы; при коротком дне, оптимальной температуре и высокой влажности почвы усиливается рост листьев и увеличивается продолжительность вегетации без образования луковиц. Способность репчатого лука формировать луковицу при низкой влажности почвы имеет приспособительное значение и связана с условиями вегетации у него на родине - в Иране, Афганистане, где растения заканчивают вегетацию с наступлением засухи. У репчатого лука существует зависимость между числом листьев и величиной луковицы, у чеснока же под давлением короткого дня непрерывно идет процесс нарастания листьев; в конечном счете, луковица не формируется. Из всего сказанного о влиянии дня на рост и развитие луков можно сделать вывод, что короткий день способствует вегетативному росту лука - усиливается ветвление и увеличиваются число и размеры листьев, а также образуется более мощная корневая система. В то же время короткий день тормозит общее развитие лука, о чем свидетельствует задержка стрелкования. Длинный день способствует развитию лука, при этом они растут умеренно [5, 10, 16, 21, 33].

Требование к почве. Лук репчатый в большей или меньшей степени требователен к почве и ее плодородию. Лучшими для лука являются богатые органическими веществами суглинистые и супесчаные почвы, а также не заплывающие черноземы с мелковатой структурой. Почва должна быть достаточно увлажненной, так как на пересыхающих почвах лук не растет. Не терпит лук заболачивания. Отрицательно влияет на лук повышенная кислотность почвы. Оптимальная кислотность для лука колеблется в пределах рН 6.0-7.0, но даже небольшое увеличение кислотности сильно вредит развитию и росту лука: листья становятся мелкими, светло - зелеными с желтеющими верхушками. Такие ослабленные растения в условиях северных зон раньше поражаются пероноспорой и сильнее страдают при заболеваниях, чем лук, произрастающий в условиях оптимальной рН. Одной из причин низких урожаев репчатого лука, является выращивание на кислой недостаточно плодородной почве. Все виды лука очень отзывчивы на удобрения, но при внесении последних необходимо учитывать биологические особенности каждого вида лука. Так, вносить навоз непосредственно под репчатый лук нецелесообразно, ибо он вызывает усиленное нарастание вегетативной массы и задерживает вызревание луковиц. Не меньшее значение имеют и минеральные удобрения. В различные фазы жизни лука минеральные удобрения следует вносить в определенных количествах и соотношениях.

Азот вызывает развитие новых листьев. При достаточном количестве азота листья лука приобретают темно-зеленую окраску и имеют более мощный восковой налет. При избытке азота удлиняется период вегетации, значительно увеличивается вегетативная масса и снижается урожай семян и луковиц, а также содержание сахара; повышается содержание влаги в тканях, отчего они делаются рыхлыми и, как правило, в результате этого урожай снижается. При недостатке азота развиваются слабые растения со светло-зеленой окраской. Лучше всего азот под лук вносить в несколько приемов в сроки, когда растения больше всего в нем нуждаются: под репчатый лук в первую половину вегетации - равномерно в течение всего вегетационного периода, и прекратить внесение за 1-1.5 месяца до наступления значительных осенних холодов.

Фосфор, являясь одной из главных составных частей белка клеток и тканей, ускоряет развитие и созревание растения, повышает устойчивость к грибным заболеваниям, пониженным температурам и заморозкам, способствует быстрому развитию корневой системы, особенно на ранних фазах роста, уравновешивает действие избыточного азота, ускоряет развитие луковиц и вызревание семян. Недостаток фосфора замедляет формирование луковиц и развитие семян, а также вызывает голодание у растений, когда они без фосфора не усваивают азот, которого в почве достаточно. Фосфор хорошо удерживается почвой, а если вымывается, то в небольших количествах.

Калий необходим для фотосинтеза, а также для повышения холодостойкости растений. Некоторый избыток калия в почве не оказывает неблагоприятного действия. Недостаток калия ведет к постепенному отмиранию листьев. Калий способствует транспортировке пластических веществ по проводящим сосудам и луковице. В результате повышается содержание сухого вещества. Больше всего калия растения лук потребляет во второй период развития.

Кальций способствует росту корней, нейтрализует кислотность почвы и улучшает усвоение других элементов - фосфора, серы, бора. При недостатке кальция листья луков отмирают и, в конце концов, растение погибает.

Перечисленные выше основные элементы необходимы всем видам лука; при отсутствии их растения погибают, при недостатке - задерживаются рост и развитие.

Наряду с ними луки нуждаются в микроэлементах и прежде всего в боре. При внесении бора возрастает абсолютный вес семян лука, увеличивается и их всхожесть [2, 3, 26, 32, 39].

1.5. Агротехника возделывания лука репчатого

Однолетняя культура лука ведется двумя способами - путем посева семян непосредственно в грунт (с помощью соответствующей агротехники получают в 1-й же вегетационный год крупные товарные луковицы и даже маточники) или путем предварительного выращивания рассады, которая при высадке в грунт дает также товарный или маточный лук. Для 1-летней культуры лука используют малозачатковые сорта, они различны для северных и южных условий. В условиях юга длинный вегетационный период позволяет выращивать крупнолуковичные сорта сладкого и полуострого лука. В средней полосе для однолетней культуры используются более скороспелые сорта острого и полуострого лука, которые способны вызревать в более короткий, чем на юге, период. В северных районах в 1- летней культуре можно выращивать только относительно скороспелые сорта, которые способны вызревать на поле за 110-130 дней вегетации [4, 8].

Выращивание лука из семян. Преимущество этого способа состоит в том, что он сокращает затраты, связанные с выращиванием, хранением и транспортировкой севка. Для выращивания лука в однолетней культуре, обычно применяемой в Крыму, независимо от географических условий следует выбирать плодородные и чистые от сорняков почвы и проводить посев в возможно более ранние сроки. Это для условий юга Украины особенно важно, ибо тогда почва содержит достаточно влаги, а в более северных условиях это позволяет прежде всего увеличить период вегетации и использования влаги. В северных зонах с устойчивым снеговым покровом на легких почвах посев можно производить осенью (октябрь-ноябрь) с таким расчетом, чтобы до замерзания почвы семена не проросли [15, 27, 31].

Летний посев в южных районах Украины позволит растениям к зиме сформировать значительную корневую систему и 3-4 листа, в таком состоянии растения уходят под зиму, а рано весной трогаются в рост. Гряды и гребни нарезают с помощью трактора ДТ-20 культиватором - окучником навесным КОН-2.8 или комплексным агрегатом ГСД-1.4 на тракторе Т-16. Поверхность гряд и гребней выравнивают и маркируют. Перед посевом семена замачивают в течение суток при температуре 20-25°С. За это время семена хорошо набухают, благодаря чему при посеве их всходы появляются на 4-5 дней раньше, чем при посеве сухих семян во влажную почву. При небольших площадях замачивание проводят в течение двух суток до появления еле заметных корешков, как говорят «до наклевывания» единичных семян. Набухшие или наклюнувшиеся семена слегка подсушивают до сыпучего состояния и сеют. Чтобы ускорить появление всходов, применяют пескование. Пескование семян начинают за 15-18 дней до посева. При этом смешивают семена с 3-4 частями (по объему) влажного чистого песка. Смесь засыпают в ящики для пескования: ширина 25-30 см, высота 20-25 см, длина 50-60 см. Ящики с запескованными семенами выдерживают в помещении при температуре 18-25°С в течение 3-4 дней, чтобы семена набухли, но еще не проросли. Когда у единичных семян покажутся едва заметные ростки, ящики с пескованными семенами переносят в помещение с температурой около 0°С. Здесь семена выдерживают 10-15 дней до высева. Пескованные семена дружно всходят через 7-8 дней после посева, тогда как при посеве сухими семенами, всходы задерживаются и появляются лишь через 12-20 дней. Обычной нормой высева семян лука для однолетнего выращивания репки без применения прореживания является 10-12 кг на 1 га семян нормальной всхожести [7, 25, 41].