Земляника. Ботаническое описание и биологические особенности
Рост и развитие
Земляника является многолетним вечнозеленым травянистым растением с ясно выраженным корневищем, в верхней части которого находятся рожки с розетками прикорневых листьев. Она занимает переходное положение между травянистыми и кустарниковыми формами. С ягодными кустарниками ее сближает значительное долголетие растений - 10 лет и более. В отличие от кустарников земляника имеет весьма укороченную, менее одревесневшую и сильно разветвленную надземную часть, расположенную у поверхности почвы. Она состоит из трех типов побегов и листьев. Побеги резко отличаются по своим морфологическим признакам и биологическим функциям. К первому типу относят укороченные одногодичные приросты длиной 1-1,5 см, которые обычно называют рожками. Каждый вполне сформировавшийся рожок имеет верхушечную (терминальную) почку, розетку из 3-7 листьев, боковые пазушные почки и у основания прироста - придаточные корни. По способности растений образовывать большее или меньшее количество рожков сорта земляники делят на слабо-, средне- и сильноветвящиеся.
При загущенных схемах посадки значительно снижается степень ветвления у всех сортов. В год роста укороченного однолетнего побега-рожка, помимо верхушечной, в пазухах всех листьев закладываются боковые или пазушные, почки. Из верхушечной и пазушных почек верхних листьев (чаще из первой, реже из второй) на следующий год образуются цветоносы. После плодоношения цветонос отмирает, и на этом заканчивается поступательный рост данного рожка. Пазушные почки нижних листьев рожка являются вегетативными. Дальнейший рост надземной части происходит за счет пазушных почек, из которых образуются как рожки, так и усы.
Образование рожков на растении земляники происходит в такой последовательности: розетка в момент укоренения имеет всего один рожок. К осени молодое растение при благоприятных условиях может иметь 2-3 рожка, двухлетнее растение - 5-9, трехлетнее - 8-16 и т.д. Наиболее интенсивное увеличение числа рожков происходит в первые 3 года жизни земляники. В дальнейшем нарастание новых рожков происходит медленнее в связи со старением растений.
Второй тип побегов - усы. Они образуются из вегетативных почек. Усы, или длинные шнуровидные побеги, в массе появляются после плодоношения земляники. На маточных и молодых промышленных плантациях они образуются раньше, чем на плодоносящих насаждениях. Удаление цветоносов стимулирует раннее усообразование. Стелющиеся побеги земляники развиваются из пазушных почек нижних листьев рожка. Как правило, на четном междоузлии любого порядка ветвления развиваются дочерние растения-розетки, а на нечетном междоузлии плети образуются боковые ответвления. Из пазух первого нижнего листа розетки (при условии хорошего питания) развивается в свою очередь ус, на котором появляются розетки и разветвления в том же порядке, как и для основной плети. Каждое маточное растение земляники может образовать от 10 до 30 плетей-усов.
Укоренившаяся розетка имеет укороченную стеблевую часть, на которой спирально расположены от 3 до 7 листьев. Длина укороченного побега обычно не превышает 10 мм. От нижней ее части отходят мочковатые корни. Вегетативное размножение земляники зависит от побегопроизводительной способности и образования на усах дочерних растений-розеток (табл. 3).
Третьим типом побегов земляники являются цветоносы, которые развиваются из верхушечной и околоверхушечной пазушных почек. Цветоносы имеют неодинаковую высоту, степень ветвления и разное количество цветков. Неодновременность распускания цветков и формирования их на разных порядках ветвления цветоноса приводит к разновременности созревания ягод и уменьшению их величины в последних сборах. После того как закончится плодоношение и цветонос отмирает, рост рожка прекращается. Новые укороченные рожки развиваются из вегетативных пазушных почек средней части рожка. После того как рожок отплодоносит и из нижних пазушных почек разовьются шнуровидные побеги-усы, а из боковых почек средних листьев - новые рожки, он, потеряв все листья, постепенно превращается в часть корневища. Симподиальный характер роста укороченных побегов-рожков земляники (т.е. когда побег заканчивается цветковой почкой) приводит к тому, что приросты каждый последующий год возникают ниже и сбоку верхушечной почки, а корневище и находящиеся на нем побеги-рожки располагаются не вертикально, а под углом, что облегчает его окучивание почвой.
Все 3 типа побегов несут определенное число листьев. На одном рожке формируется 5-6 длинночерешковых тройчатых листьев. На рожках и розетках они имеют сближенное расположение, на цветоносах размещаются одиночно и менее развиты. Начальную ассимиляцию ранней весной осуществляют перезимовавшие листья. Формирование новых и отмирание старых листьев происходит в течение всего периода вегетации. За период вегетации у земляники в Нечерноземной зоне страны образуется 2-3 генерации листьев, которые в среднем живут 60-70 дней. Первая волна роста листьев наблюдается до начала цветения, вторая - после сбора урожая. Рост осенних листьев прекращается, когда температура воздуха опускается ниже 5 С. При благоприятных условиях они зимуют под снегом и затем продолжают расти до середины весны. Продолжительность жизни этих листьев может достигать 240 дней. Массовое отмирание летних листьев в осенний период способствует образованию слоя органической мульчи вдоль рядов земляники, что в известной мере предохраняет ее корневую систему от повреждений морозами в позднеосенний и ранневесенний периоды. Не случайно отмершие осенние листья удаляют лишь весной следующего года.
Величина листьев и длина их черешков в основном определяют такой важный хозяйственно-биологический признак, как высота растений земляники того или иного сорта (это единственный случай, когда высота ягодного растения почти целиком зависит от величины его листьев).
Корневая система
Несмотря на многочисленные исследования, среди плодоводов нет единого взгляда на морфологию многолетних частей земляники.
Проф. П. Г. Шитт и его ученики считают, что земляника, занимая промежуточное положение между травянистыми и деревянистыми растениями, имеет многолетние надземные укороченные стебли, которые могут достигать 20 см длины и жить до 5 лет. Эти стеблевые образования складываются из ежегодных боковых приростов (рожков) и не имеют единой стеблевой оси.
Более глубокое изучение морфологических и анатомических признаков многолетних образований у земляники позволили Ю. К. Катинской, Н. Г. Жучкову и другим прийти к выводу о наличии у земляники многолетнего корневища, которое располагается по преимуществу в верхних слоях почвы.
Корневище земляники имеет все характерные признаки этого органа: оно покрыто неопадающими прилистниками-чешуйками. чего нет на стеблях ни у одного другого ягодного растения. Являясь видоизмененным стеблем, корневище земляники выполняет также функции вместилища запасных питательных веществ. Стеблевое происхождение корневища подтверждается его анатомическим строением, в частности наличием годичных колец. На жизнедеятельной части корневища земляники возникают стеблевые образования - рожки и придаточные корни.
Известно, что со 2-3-го года после посадки земляники нижняя часть корневища начинает отмирать. Исследования. проведенные нами на многолетних земляничных плантациях, позволили установить, как оно протекает.
Земляника обладает свойством образовывать на границе годичных приростов корневища перетяжку и некоторое смещение прироста в сторону как следствие симподиального характера ветвления и различия в условиях формирования рожков. Выделив в кусте основную ось корневища, имеющую материнские корни, и считая перетяжки и ярусы корней, можно определить его возраст.
Наши раскопки корневой системы земляники сорта Коралка, проведенные на 40-летней плантации, расположенной на песчаных почвах Рижского взморья, показали следующее. Длина живой части корневища в среднем составляла 13-15 см при диаметре около 1 см (рис. 1). Кроме того, под каждым из 14 раскопанных кустов было найдено много полусгнивших корневищ длиной 5-6 см и совершенно разложившихся, точную длину которых установить не представилось возможным.
Подсчет перетяжек корневища и ярусов придаточных корней живой и мертвой его частей позволил с известной точностью установить не менее 16-18 перетяжек и ярусов корней, что свидетельствовало минимум о 15-летнем возрасте исследованных кустов. У корневища хорошо заметна центральная, наиболее старая часть его, от которой отходят многочисленные разветвления.
Процесс разложения старых корневищ даже на легких, хорошо аэрируемых почвах происходит очень медленно. Бесспорно, что со старением корневища придаточные корни рожков попадают в худшие условия роста.
До сих пор не было достаточно ясно, каким образом при ежегодном росте рожков и образовании на них многочисленных придаточных корней на плантациях, как правило „отсутствует оголение корней. Оставался невыясненным и вопрос, каким образом постепенно разрастающееся корневище вместе с первоначальными корнями розетки оказывалось на значительной глубине в почве. Попытки объяснить это явление окучиванием рожков недостаточно убедительны, так как заглубление корневища наблюдается не только в узкополосных, но и широкополосных насаждениях, где растения, расположенные дальше от краев ряда, никогда не подвергаются окучиванию.
Для выяснения данного вопроса нами совместно с Н. Г. Соколовой был поставлен следующий опыт. Для посадки была отобрана сильная рассада земляники сортов Красавица Загорья, Фестивальная и клубника сорта Миланская с одной терминальной почкой и хорошо развитыми корнями. Для фиксации положения первоначальных корней рассады земляники короткую стеблевую часть (укороченное корневище) отмечали кольцом синтетической изоляционной ленты.
Подготовленная таким образом рассада была посажена на хорошо обработанной, удобренной и тщательно выровненной площадке с суглинистой почвой в саду Ленинградского сельскохозяйственного института в мае 1967 г. Посадка была проведена так, как это рекомендуется агроправилами, в результате чего нижний конец молодого корневища был помещен в почву на глубину 1-1,5 см.
Особенность ухода за опытными растениями состояла в том, что после любой агротехнической операции почва опытного участка оставалась совершенно ровной, какие-либо окучивания земляники не проводились совершенно.
Весной 1971 г. четырехлетние растения земляники были выкопаны и подвергнуты изучению. Ниже приводятся некоторые данные, характеризующие кусты земляники Красавица Загорья (аналогичные материалы получены и по другим сортам, которые были в опыте). Четырехлетний куст земляники в среднем имел 9 рожков со средней длиной 3 см. Общая длина корневой системы достигала 30-35 см, при этом длина центрального корневища была 8-9 см и толщина 1-1,5 см.
Конец корневища, отмеченный при посадке пластмассовой цветной пленкой, находился в почве уже на глубине 8-9 см, т.е. примерно на таком же расстоянии от верхнего яруса придаточных корней рожков (рис. 2). Таким образом, опыт подтвердил, что растения земляники обладают свойством постоянно «втягивать» корневище в глубь почвы.
В целом это явление может быть объяснено следующими физиологическими процессами. Ежегодно образующиеся мощные придаточные корни, пронизывающие верхний пахотный горизонт почвы, сначала имеют первичное строение, при котором клетки характеризуются менее утолщенными стенками и большей насыщенностью водой. При образовании вторичного строения стенки клеток корней утолщаются, в них уменьшается количество влаги и усиливается механическая ткань. Происходит сокращение объема корней, за счет которого создаются силы, перемещающие корневища в глубь почвы.
Следует заметить, что подобное явление давно известно у клевера, тюльпанов и других растений. Очевидно, погружение корневой шейки бобовых трав или корневища у земляники является приспособлением к неблагоприятным условиям зимовки и летней засухе.
Описанное свойство земляники следует принимать во внимание и создавать путем обработки и внесения органических удобрений глубокий рыхлый слой глубиной 30-35 см с тем, чтобы облегчить естественный процесс заглубления корневой системы и повысить устойчивость растений к неблагоприятным условиям внешней среды.
Кроме корневища, подземная часть растения земляники имеет многочисленные придаточные, очень сильно разветвленные (мочковатые) корни. Всасывающие и проводящие корни земляники густо пронизывают верхний (глубиной до 20-25 см), наиболее плодородный слой почвы. Здесь располагается около 90% всех корней. Лишь отдельные вертикальные корни земляники по ходам дождевых червей и трещинам почвы проникают на глубину 40-50 см. В стороны корни располагаются главным образом в полосе, покрываемой листовой поверхностью растений земляники, и лишь небольшая их часть выходит на 10-15 см за проекцию куста.
Корни земляники растут в течение всего периода вегетации. В период покоя при достаточно глубоком снежном покрове хорошо сохраняются корни не только вторичного, но и первичного строения.
Весной активный рост корней у земляники начинается при температуре корнеобитаемого слоя 7-8 °С и протекает волнообразно. Первая волна охватывает период от начала вегетации и до цветения. В период плодоношения рост корней несколько ослабевает. Вторая волна роста наступает после плодоношения, когда начинают образовываться новые однолетние побеги-рожки, у основания которых развиваются многочисленные придаточные корни. Наибольшее увеличение корневой системы наблюдается на 2-й год существования плантации.
Корневой коэффициент, т.е. отношение общей длины к количеству корней, у земляники непостоянен. Для проводящих корней он 4,8-5,8, для поглощающих - 1,9-2,4 в зависимости от сорта (А. Л. Попович).
Земляника из всех ягодных культур имеет наиболее длинные (около 1000 мкм) корневые волоски (И. А. Муромцев). Продолжительность жизни корневых волосков составляет от 18 до 320 суток, что определяется периодом их появления (весна или осень). Рост корней прекращается глубокой осенью, когда температура почвы понизится до 7-8 С.
Характер роста корневой системы, связанный с массовым образованием придаточных корней у основания однолетних приростов (рожков), обусловливает их расположение в верхней части корневища, создавая характерную картину постоянного нарастания корневой системы земляники в верхних слоях почвы.
Поверхностное расположение корневой системы у земляники предопределяет выбор участка, почвы и агротехнику, обеспечивающих оптимальные условия жизнедеятельности корней.
Цветение и плодоношение
Верхушечная почка любого рожка при благоприятных условиях почти всегда формируется как цветковая. Это наблюдается и у первых розеток, не отделенных от маточного куста или рано высаженных на плантацию. При ранней посадке рассады (август) растения земляники способны уже на следующий год начать плодоношение.
Цветоносы у земляники закладываются в летне-осенний период (август-сентябрь). Решающее значение на их закладку оказывают такие факторы внешней среды, как температура, свет и влажность. Некоторые сорта в условиях пониженной влажности не закладывают или резко сокращают закладку цветоносов (Поздняя из Загорья, Идун, Мысовка и др.). Закладка соцветий происходит, когда длина дня сократится до 12-10 ч, а температура ночью снижается до 5-8 °С. Закладка дополнительных соцветий возможна и в ранневесенний период при выращивании земляники под пленочным укрытием. После таяния снега и установления погоды с температурой выше 5°С рост земляники возобновляется, и в среднем через 2 недели появляются цветоносы. Как правило, у высокоурожайных сортов количество цветоносов на куст больше, чем у менее урожайных. Так, сорт Фестивальная в среднем на куст имеет 10 цветоносов, а Мысовка - только 6. Многоцветковыми соцветиями характеризуются сорта Фестивальная, Ранняя Махерауха (в среднем 7-8 цветков), значительно меньше у сортов Мысовка и Коралка.
Примерно через 15 дней от появления цветоносов начинается цветение. Продолжительность цветения одного цветка от 1 до 4 дней. Последовательность распускания цветков на цветоносе зависит от порядка его ветвления и обусловливает разновременность созревания ягод земляники. Цветение земляники начинается при следующей сумме температур выше 5°С: для сортов раннего срока созревания 180-235°, среднего 223-276° и для сортов позднего срока созревания 255-353° (Ю. К. Катинская). Цветению земляники благоприятствует погода с температурой 15-20 С. Период цветения по сортам колеблется от 20 до 30 дней. С момента опыления до созревания ягод проходит примерно 30 дней. Абсолютное большинство промышленных сортов земляники (кроме сорта Комсомолка) высокосамоплодны и высаживаются на промышленные плантации односортными кварталами. Период плодоношения зависит от биологических особенностей сорта и погодных условий и составляет в среднем 20-30 дней. В настоящее время ведется большая работа по выведению сортов с коротким периодом созревания основной массы ягод, пригодных для механизированной уборки.
Зимостойкость
Земляника не отличается зимостойкостью - она хорошо зимует лишь под снежным покровом. Снижение температуры в позднеосенний период до -10 С и в начале весны до -7°С при отсутствии снежного покрова вызывает подмерзание растений, а при понижении до -15 С - их гибель. Вымерзание растений возможно в течение всего зимнего периода при холодной малоснежной зиме, а на северо-западе Нечерноземной зоны - в период резких колебаний температуры, когда в оттепели тает снег. Земляника хорошо выдерживает кратковременные морозы до -35-39 °С при снежном покрове толщиной 25-35 см и более. Надежность перезимовки земляники возрастает при правильном выборе участков, создании защитных насаждений и кулис, а также выращивании более устойчивых сортов (Фестивальная, Заря и др.).
Засухоустойчивость
Хотя земляника относится к влаголюбивым растениям, однако избыток влаги, особенно в микрозападинах, всегда вызывает выпадение растений. Засушливые условия также отрицательно сказываются на каждом периоде развития земляники. Так, недостаток влаги в почве приводит во время цветения к плохому завязыванию ягод; во время плодоношения - к измельчанию ягод и резкому снижению урожая; в осенний период - к резкому ослаблению закладки цветковых почек. По данным Всесоюзного научно-исследовательского института садоводства им. И. В. Мичурина, оптимальной для земляники является следующая влажность почвы: в фазу весеннего роста - не ниже 70%; в фазу цветения - 75 %; в фазу налива ягод и созревания - 80 % и выше; после сбора урожая - до 75% ПВП (полной влагоемкости почвогрунта).
Режим устойчивого и довольно высокого увлажнения почвы, необходимого для земляники, трудно поддерживать при естественном выпадении осадков даже з зоне избыточного увлажнения. Как правило, на северо-западе Нечерноземной зоны часто наблюдается относительно засушливая погода в первой половине периода вегетации, когда земляника цветет и завязывает ягоды. Существует прямая зависимость между урожаем земляники и достаточной влажностью почвы. Поэтому в крупных садоводческих хозяйствах Нечерноземной зоны необходимо орошение земляничных плантаций. Полив дождеванием земляники применяют, например, в Ленинградской области совхозы «Скреблово», «Тайцы» и др. Результативность орошения земляники в Нечерноземной зоне видна на примере совхоза им. Ленина Московской области, где без орошения урожай земляники составлял 4,1 т/га, при орошении - 7,3 т/га. С учетом влажности почвы в Нечерноземной зоне землянику поливают 1-3 раза.
Требования к свету
Земляника принадлежит к растениям, характеризующимся определенной степенью выносливости к затенению. Это подтверждается тем, что растения способны сохранять жизнедеятельные листья под снегом в течение всего зимнего периода. Об этом же свидетельствует практика ее выращивания в междурядьях молодого плодового сада. По данным, полученным в опытах кафедры плодоводства Ленинградского сельскохозяйственного института, при сильном загущении растений в узко- и широкополосных посадках величина ягод земляники остается характерной для сорта. Даже при снижении освещенности земляники на 15-20%, которое наблюдается в непосредственной близости от кулисных растений, урожай земляники практически не уменьшается. Однако наиболее высокие урожаи земляники получают на крупных промышленных. плантациях с хорошим солнечным освещением, что свидетельствует о ее больших приспособительных особенностях.
Урожайность
Получение высоких и стабильных урожаев земляники в решающей степени зависит от выращивания наиболее продуктивных сортов в условиях высокой агротехники. Среди огромного сортимента, насчитывающего более двух тысяч сортов, для Нечерноземной зоны едва ли имеется более десяти сортов, отвечающих требованиям крупных специализированных хозяйств. Как правило, высокой урожайностью отличаются сорта, которые на рожке образуют не один, а в среднем два цветоноса (Красавица Загорья, Идун и др.), или сорта с крупными выравненными ягодами и высокой фертильностью цветков (Фестивальная).
О биологической неравноценности сортов и способности обеспечивать определенный уровень урожаев дает представление материал, приведенный в табл. 4.
В условиях Нечерноземной зоны наиболее урожайными из районированных сортов являются Фестивальная, Заря, Зенга Зенгана. Довольно высокие урожаи земляники сорта Фестивальная получают в ряде плодопитомнических совхозах Ленинградской области. Так, в совхозе «Щеглово» в 1980 г. был получен урожай 4,6 т/га, а в 1981 г. - 7,2 т/га; в совхозе «Тайцы» в 1980 г. -6,0 т/га, а в 1981 г. - 8,0 т/га (площадь 31 га).
В процессе испытания сортов земляники отчетливо прослеживается закономерность давать наивысший урожай на 2-й год и значительно снижать его на 4-й год плодоношения. Такая особенность объясняется не столько биологией земляники, сколько ухудшением условий роста растений: развитием сорной растительности и распространением вредителей и болезней. Действенным приемом, повышающим урожайность и зимостойкость земляники, является удаление усов на эксплуатационных плантациях. И хотя эффективность этого старого и хорошо известного агротехнического приема неоспорима, его применение было весьма ограниченным из-за необходимости одновременного использования плантаций для получения ягод и посадочного материала земляники.
Введение системы выращивания оздоровленного посадочного материала на маточных плантациях и запрещение использования эксплуатационных насаждений для получения рассады, оснащение хозяйств фрезами ФПУ-4,2 для обработки междурядий и применение гербицидов создают реальные возможности для поддержания высокого уровня урожайности земляники в течение всего периода ее выращивания.
Транспортабельность и хранение ягод
Ягоды земляники относятся к наиболее нежным и скоропортящимся плодам, перевозка и хранение которых имеют свои особенности. Практика транспортировки свежих ягод земляники из отдаленных хозяйств в Ленинград, Москву и другие промышленные города (на расстояние до 150 км) свидетельствует о том, что при хорошей укладке ящиков, своевременной отправке и перевозке по асфальтированным дорогам продукция поступает в магазины без снижения качества. Использование авторефрижераторов делает надежным перевозку ягод даже на расстояние до 1000 км. Еще более перспективным видом транспорта для перевозки ягод земляники с юга в северные промышленные центры является авиация. Так, ягоды земляники сортов Зенга Зенгана и София отлично сохраняют свои товарные качества при доставке их авиатранспортом из Болгарии в Москву. Из отечественных сортов, широко выращиваемых в Нечерноземной зоне, высокой транспортабельностью характеризуется Фестивальная.
Хранение свежих ягод земляники без заметного снижения их товарных качеств и вкуса возможно в холодильниках при температуре 0 -1 °С в течение 2-3 недель. Ягоды земляники можно хранить в замороженном виде при температуре -18 °С в течение 3 месяцев. Наконец, оригинальным и перспективным способом хранения ягод земляники является их сублимация. При этом ягоды сначала замораживаются, а затем подвергаются нагреванию в условиях вакуума. Замерзшая вода переходит в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. В ягодах остается всего до 5 % влаги. В результате сублимационной сушки получают пористые по строению ягоды, которые могут храниться до 5 лет в герметически заклеенных полиэтиленовых мешочках или в стеклянной таре. Сухие ягоды сохраняют цвет, запах, значительное количество витаминов и восстанавливают свой вкус и консистенцию при погружении в воду, сахарный сироп или молоко.