Морфобіологічні особливості та екологічні умови вирощування

Часник (Allium sativum L.) - однорічна (зубками) і багаторічна (повітряними цибулинами) рослина сімейства цибулевих, що вегетативно розмножується. Органами розмноження у стрілкуватого часнику є підземні бруньки-зубки, що утворилися на денці материнської рослини в пазухах листків, однозубки і повітряні цибулини. Часник, що не стрілкується, розмножується тільки зубками. Часник при вирощуванні насіння не утворює, що пов'язано з порушенням мікро- і макроспорогенезу, тому зародковий мішок і пилкові зерна не нормальні та запліднення не відбувається.
Коріння ростуть зі стебла біля основи листків. Коренева система мичкувата, слабо розвинена. У великих цибулин вона проникає на глибину 50-70 см і розростається завширшки на 40-50 см, проте основна маса коренів розташовується поверхнево в орному 25-30-сантиметровому шарі. Кількість їх у добре розвинених рослин часнику доходить до 220-240 шт. Найбільш потужну кореневу систему розвивають рослини, вирощені з однозубкових цибулин. Коріння починає відмирати одночасно з всиханням листя, але при вологому ґрунті воно знову відростає.

Зубок часнику являє собою яскраво виражену бруньку, що сформувалася на денці материнської рослини в пазухах її листя, яка має в центрі маленький пагін, що складається зі стебла з конусом наростання і зачатками коренів. Зубки розташовані радіально на донці, великі. Ярий нестрілкувальний часник має більш дрібні зубки. Вони оточені соковитою закритою лускою, що містить запас поживних речовин, і шкірястою покривною лускою. Зубки дають початок утворенню цибулини.

Стебло виражене в дуже слабкому ступені, у вигляді короткого, але порівняно широкого денця цибулини і розташоване всередині її в нижній частині, діаметром 2-3 см і завтовшки 0,5-1 см. У стрілкуючих форм часнику в центрі донця утворюється безлиста стрілка (квітконос), яка до парасольки звужується. Вона є асимілюючим органом, що спрямовує поживні речовини, які утворюються в її тканинах. Стрілка підтримує при зупиненому зростанні несправжнє стебло, яке у стрілкуючого часнику не падає. Квітконос спочатку буває кільцеподібно скручений. Пізніше, з ростом, стрілка випрямляється. При дозріванні цибулини денце і стрілка тверднуть і відмирають. Дінце разом із сухими лусками служить щитом для зубків, оберігаючи їх від висихання і проростання в зимовий час.

На верхній частині дінця розвивається соковите листя, яке налягає одне на одне. При цьому кожен наступний листок проростає зсередини попереднього, внаслідок чого буває охоплений при основі його трубчастою піхвою. У результаті такого листорозташування утворюється щільне, так зване несправжнє стебло. З припиненням розвитку нового листя несправжнє стебло у нестрілкуватого часнику стає порожнистим, так як зсередини воно вже не підпирається листом, що знову наростає. Порожнисте стебло втрачає стійкість, стає в'ялим, листя никне і надламується, що служить ознакою дозрівання рослин.

На одній рослині формується 8-12 листків. Зовнішнє листя охоплює всю цибулину часнику, внутрішнє - тільки один зубок, рідко два. Листова пластинка у часнику плоска, гладка, лінійна, яскраво-зелена або сиза від воскового нальоту. Знизу листя кільовате, зверху жолобчасте, основа листя округла - трубчаста.

Цибулина - продуктова частина часнику - є складною, що складається з різного числа зубків, розташованих на дерев'янистому денці (стеблі). Розростаючись за рахунок зубків, що розвиваються, вона набуває характерної ріповидної форми, тобто округлої, округло-плескатої, інколи неправильної форми (витягнутої до донця або вершини), плоскої, стислої з двох боків, масою в середньому 45-50 г. Цибулина нестрілкуючих сортів має 2-5 сухих покривних лусок, що облягають кожен ряд зубків і всю її. Стрілкувальні сорти мають пухку цибулину, яку слабо облягають 3-5 криючих лусок. У разі запізнення зі збиранням врожаю криючі луски розсипаються.

У форм, що швидко наростають, перші крайні зубки за сприятливих умов вегетаційного періоду (вологість і тепло) встигають утворити від себе додаткові зубки і таким чином стають складними зубками, являючи собою молоду дочірню цибулину, готову відокремитися від материнської рослини. Складний зубок розвиває своє листя, яке, з'являючись у пазусі материнського, показує наявність процесу розгалуження і зростання. Під тиском складних зубків загальні покривні луски материнської цибулини розриваються і позначаються зубки, а вона стає деформованою. Пізньостиглі форми, що повільно розвиваються, дають цибулини, що не розгалужуються (не розгалужуються).

Розташування зубків (бруньок) на денці цибулини буває двояким: концентричним, коли в пазусі чергового листка розвивається одночасно замкнене кільце з 6-8 зубків, і спіральним, коли в пазухах основи листків послідовно утворюється по одному зубку. У підвиду стрілкуватого часнику утворюється найчастіше одне кільце зубків (концентричне розташування).

Суцвіття - проста куляста парасолька з довгою загостреною оболонкою. Квітка у часнику фіолетового або білого забарвлення, цвіте в червні. Віночок квітки дзвоникоподібний, білуватий, завдовжки 5-6 мм. Пильовики - на рівні віночка. У суцвітті розміщуються, крім недорозвинених квіток, які зазвичай на півночі не дають плодів, повітряні цибулини. На півдні деякі форми часнику утворюють небагато плодів.

Плід - тригранна, дещо видовжена суха коробочка. Насіння стрілкуючого часнику - тригранне, зморшкувате, чорне, дрібніше, ніж у цибулі. З насіння в перший рік утворюються дрібні (діаметром до 3 мм) однозубки, з яких надалі виростають більші, а потім багато-зубкові цибулини.

У суцвіттях поряд з квітками розвиваються і повітряні цибулини (бульбочки). Квітки починають диференціюватися на конусі наростання раніше і мають перевагу в рості та розвитку перед повітряними цибулинами, які ростуть і розвиваються спочатку дуже повільно. До моменту розкриття обгортки суцвіття ріст повітряних цибулин посилюється і маса зростає. Живильні речовини в рослині витрачаються в основному на повітряні цибулини, що швидко ростуть у цей час, квітки пригнічуються і всихають недорозвиненими. Такий період у розвитку стрілки від квіток до бульбочок, як вважають науковці, пов'язаний з екологічними факторами, основним з яких є інтенсивність і якість світла.

Розмір бульбочок залежить від місця розташування в суцвітті й дорівнює в середньому 3,5 мм у діаметрі та 9 мм у висоту. Кількість повітряних цибулин у суцвітті часнику, їхня величина та забарвлення є сортовими ознаками. У сортів з високими стрілками (до 2 м) бульбочки дрібні (до 100 штук в 1 г). У суцвітті утворюється 200-450 бульбочок і, крім того, 120-300 квіток. Форма бульбочок овально-витягнута, як у вівсяного зерна. У сортів часнику із середньорослою стрілкою (до 1 м) у суцвітті утворюється 100-150 повітряних цибулин (10-15 штук в 1 г), квіток - 50-100 штук. Сорти з низькими стрілками (кілька сантиметрів) мають бульбочки великі (14 штук в 1 г), у суцвітті їх 5-30, квіток немає або вони поодинокі. Будова бульбочок аналогічна будові зубка - конус наростання, поживна і шкіряста луска.

Під час висаджування однозубкових цибулин ріст і розвиток часнику залежить від величини, сорту, терміну висаджування і метеорологічних умов року. Дрібні однозубки не гілкуються, а утворюють більші зубки. Рослини, вирощені з однозубок, дозрівають раніше і дають високий урожай. У рослин, вирощених із зубків і однозубок, кількість повітряних цибулин майже однакова.

Вид часнику, що культивується, - АShirn sativum L. - ділиться на 2 підвиди: перший - часник стрілкуючий - subsp. sagittatum Kuzn. Представники цього виду окремими осередками трапляються в середній зоні європейської частини СНД; другий - часник звичайний - subsp. vulgare Kuzn., що не утворює стрілок. Цей підвид широко розповсюджений у СНД, а також у країнах Західної Європи, у США, Північній Африці.

Часник сильною мірою реагує на зміни умов середовища в критичні періоди росту і розвитку. При переміщенні в інші кліматичні зони він різко змінює свої біологічні властивості. Іноді загибель висаджених зубків, завезених з інших місць, тільки з цієї причини може становити 40-50%.

Часник є холодостійкою і морозостійкою рослиною. Коріння його може відростати за температури +1...+3°С, швидше - за +5...+10°С, оптимальні для відростання - +8...+10°С, а вище за +20°С його ріст гальмується. Сходи з'являються в інтервалі температур +5...+10°С.

Листя часнику починає розвиватися при температурі +2...+5°С; звичайні весняні заморозки до -3...-4°С сходи переносять, не пошкоджуючись. У різні фази розвитку часник не однаково ставиться до температури. Оптимальна температура для росту і розвитку в перші фази +5...+10°С, з моменту утворення зубків - +15...+20°С, у фазі дозрівання - +20...+25°С.

Вважають, що оптимальна температура для росту і розвитку часнику перебуває в межах +15...+20°С, однак і за більш високих температур (+25...+27°С) відбувається нормальний цикл розвитку, якщо в ґрунті є достатня кількість вологи. Диференціація бруньок відбувається за температури +5...+15°С. За такої температури вона триває протягом 20-30 діб. Підвищення її у фазі припинення росту і відтоку пластичних речовин з листя в цибулину сприяє прискоренню цього процесу і визріванню цибулин. Зниження температури затримує фізіологічні процеси, що забезпечують формування цибулин.

Стрілкоподібні сорти більш зимостійкі, ніж нестрілкоподібні. Залежно від термінів осіннього висаджування вкорінені зубки по-різному накопичують цукри, від яких, як відомо, залежить перезимівля рослин. Рослини часнику, які добре вкоренилися, легко переносять зниження температури повітря до -25...-30°С, тоді як зубки, які не вкоренилися, і однозубки вимерзають при -10...-15°С. До вимерзання більш стійкі рослини часнику, вирощені з однозубкових цибулин, а найбільш морозостійкі - вирощені з повітряних цибулин. Внесення органічних і фосфорних добрив також сприятливо позначається на зимостійкості рослин.

Синтез хлорофілу, ферментів і вітамінів, пересування пластид у плазмі клітин листя, утворення органів, перехід до формування цибулини - все це пов'язане з кількістю та якістю світла, що потрапляє на рослину. Часник - світловимоглива рослина. Він не дуже вимогливий до інтенсивності світла, але й не тіньовитривалий. В умовах часткового затінення (у міжряддях саду, серед високостеблових рослин), а також при великій загущеності та засміченості цибулини не можуть нормально розвиватися, і врожай зменшується. Дослідження показали, що за 24-годинного освітлення, зокрема за 8 год природного світла та 16 год штучного (лампи синього кольору), у часнику стрілкувальних форм відбувається процес утворення квіток і насіння.

Тривалість денного освітлення впливає на інтенсивність і характер росту та розвитку рослин. Нормальний процес утворення цибулин протікає за довгого дня. Укорочений 9-10-годинний день стимулює вегетативний ріст, але пригнічує формування цибулини та генеративних органів.

Вода - основний фактор утворення врожаю. Часник використовує води менше, ніж інші цибулеві рослини. Але він вимогливий до вологості ґрунту, особливо його озимі форми. Часник має слабо розгалужену кореневу систему та поверхневе її розміщення. Тому водозабезпеченість відіграє велику роль в отриманні високих урожаїв. Встановлено, що 93-98% сумарного водоспоживання з метрового шару відбувається на глибині 0-40 см. До моменту першого поливу коренева система здебільшого розташовується в цьому шарі і не заглиблюється надалі.

У різні фази росту і розвитку рослин часнику вода використовується неоднаково. Критичними періодами водопостачання є: 1 - проростання зубків, однозубок, повітряних цибулин і початок інтенсивного розвитку кореневої системи (перші два тижні після висаджування); 2 - активне листоутворення і наростання кореневої системи (через місяць після появи сходів); 3 - формування зубків, утворення стрілок. Оптимальна вологість ґрунту для часнику від сходів до формування цибулин 80% НВ з поступовим зниженням до 70% НВ у період дозрівання. Залежно від зони вирощування за вегетаційний період проводять 2-7 поливів. Надмірна вологість затримує визрівання цибулин. Вологість ґрунту перед відходом у зиму рослин впливає на зимостійкість часнику. Вона має в осінній період перебувати на рівні 70% НВ. За зниження її зменшується морозостійкість.

Часник - одна з овочевих рослин, найбільш вибагливих до родючості ґрунту та рівня ґрунтових вод, особливо під час утворення цибулин. Добре росте на заплавних землях, середньо- та легкосуглинкових структурних, вологоємних чорноземах, каштанових, сірих ґрунтах.

Часник під час озимої посадки розміщують на ділянках, захищених від північних і північно-східних холодних, а також панівних вітрів. Рослини не виносять висушування і тривалого перезволоження ґрунту. На знижених ділянках рельєфу він вимокає, а на схильних до вітрової ерозії - вимерзає або випріває. Для озимої посадки обирають поля з ґрунтами, що не вимокають.

Реакція ґрунтового розчину нейтральна або близька до неї. На ґрунтах із недостатньо глибоким орним шаром і тимчасовим надлишковим зволоженням часник вирощують на грядках. В умовах часткового засолення мульчування посадок (15-20 кг перегною на 10^м2) перешкоджає підйому солі до коренезаселеного шару.

Часник виносить із ґрунту невелику кількість елементів живлення; у перші 1,5-2 місяці повільно поглинає їх, переважно азот. Для дозрівання цибулин необхідний фосфор і особливо калій; надлишок азотного живлення затримує їх визрівання, знижує лежкість. Коріння часнику не виносять надлишкових доз мінеральних добрив.

Найвищі врожаї часник дає на добре удобрених органічними добривами низинних легких ґрунтах з високим рівнем залягання ґрунтових вод. Оптимальні дози органічних і мінеральних добрив забезпечують суттєві прибавки врожаю.