Актуальность

ovoshchi

Овощи России

Vegetable crops of Russia

2072-91462618-7132

Федеральный научный центр овощеводства

10.18619/2072-9146-2023-1-44-49

ovoshchi-2113

Research Article

САДОВОДСТВО, ОВОЩЕВОДСТВО, ВИНОГРАДАРСТВО И ЛЕКАРСТВЕННЫЕ КУЛЬТУРЫ

HORTICULTURE, VEGETABLE PRODUCTION, VITICULTURE AND MEDICINAL CROPS

Влияние азотного стресса на аккумуляцию нитратов и урожайность сортов салата

Influence of nitrogen stress on nitrate accumulation and yield of lettuce varieties

https://orcid.org/0000-0001-7429-4046

Волкова

Е. Н.

Volkova

E. N.

Елена Николаевна Волкова – ведущий научный сотрудник, Отдел 210 Светофизиологии растений и биопродуктивности агроэкосистем.

Санкт-Петербург

About the Author: Elena N. Volkova – Leading Researcher, Department 210 of Plant Light Physiology and Bioproductivity of Agroecosystems.

St. Petersburg

ele-ven@yandex.ru

ФГНУ Агрофизический научно-исследовательский институтРоссияAgrophysical Research InstituteRussian Federation

2023

15022023

014449

2023

Волкова Е.Н.

Volkova E.N.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.vegetables.su/jour/article/view/2113

Актуальность

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 (N0) и при внесении повышенной дозы азота (N200).

Материал и методы

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

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.

Relevance

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 (N0) and with an increased dose of nitrogen (N200).

Material and Methods

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

Results. Differences in yield between varieties against the background of N200 were 4.5 times, and against the background of N0 – 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 N200 and ranged from 10.7 to 13.6 times (on average over 2 years – 11,2 times), on the control of N0 – 33 times. Varieties accumulating maximum NO3 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 NO3. The period of the maximum increase in biomass also corresponded to the maximum decrease in NO3 in plants. Power function equations were calculated to estimate the rate of change in biomass and NO3 content. The results indicate that there may be some scope for NO3 reduction in lettuce through cultivar selection or breeding.

нитратыазотное питаниеурожайностьсортоспецифичностьсалатстепенная функция

nitratesnitrogen nutritionproductivityvariety specificitylettucepower function

References1

Saric M.R. Theoretical approaches to the genetic specifity of mineral nutrition of plants. Plant and soil.1983;50(2/3):137-148. DOI: 10.1007/978-94-0096836-3_1.

Mou B. Nutritional quality of lettuce. Current nutrition and food science. 2012;8(3):177-187. DOI: 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. DOI: 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. DOI: 10.3390/foods9060732.

Xu Y., Fan X., Miller A.J. Plant nitrogen assimilation and use efficiency. Annu. Rev. Plant Biol. 2012;(63):153-182. DOI: 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. DOI: 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. DOI: 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.

Agayev V.A., Semenov V.M., Sokolov O.A. Agroecological factors of nitrate accumulation by plants. Agrochemistry. 1989; 8):124-136. (In Russ)

Семенов В.М., Кноп К., Агаев В.А. и др. Применение азотных удобрений и регулирование содержания нитратов в растениях. Агрохимия. 1985;(9):17-27.

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)

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. doi:10.1080/14620316.2002.11511485.

Guo Y. Reducing the nitrate in hydroponically grown lettuce. Nat. Food. 2021;(2):555. doi: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.

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.

Пругар Я., Пругарова А. Избыточный азот в овощах, М., 1990;128 с.

Prugar Y., Prugarova A. Excess nitrogen in vegetables. M., 1990. 128 p. (In Russ)

Набатова Т.А. Регулирование содержания нитратов в овощах открытого грунта. Сельское хозяйство за рубежом.1983;(4):10-15.

Nabatova T.A. Regulation of nitrate content in vegetables of open ground. Agriculture Abroad. 1983;(4):10-15. (In Russ)

Генетический подход к биохимии растений/под ред.Э.Е.Хавкина и З.Б. Шаминой. М.,1990. 329 с.

Genetic approach to plant biochemistry/ed. by E.E. Khavkin and Z.B. Shamina. M.,1990.329 с. (In Russ)

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. doi: 10.1007/BF 00145634.

Reinink K., Groenwold R. The inheritance of nitrate content in lettuce (Lactuca sativa L.). Euphytica.1987; (36):733-744. doi:10.1007/BF00024530.

Reinink K. Improving quality of lettuce by breeding for low nirtate content. Acta Hortic. 1988;(222):121-128. doi: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. doi: 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. doi:10.1007/BF00024530.

Скорина В.В., Бобкова О.Н. Селекционная оценка сортов салата. Вестник Белорусской с.х. академии. 2015;(3):51-55.

Skorina V.V., Bobkova O.A. Selection evaluation of lettuce varieties. Bulletin of the Belarusian Agricultural Academy. 2015;(3):51-55. (In Russ)

Скорина В.В., Бобкова О.Н. Селекционная оценка сортов салата кочанного по основным хозяйственно полезным признакам. Вестник Белорусской СХА. 2016;(4):47-49.

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)

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. doi: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.

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)

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. doi: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. doi: 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. doi: 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. doi: 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. doi: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. doi:10.3389/fpls.2016.00343.

Волкова Е.Н. Регулирование азотного питания свеклы. Картофель и овощи. 2002;(5):26-27.

Volkova E.N. Regulation of nitrogen nutrition of beets. Potatoes and vegetables. 2002;(5):26-27.

Волкова Е.Н. Сорта и качество свеклы и моркови. Картофель и овощи. 2002;(2):8.

Volkova E.N. Varieties and quality of beets and carrots. Potatoes and vegetables. 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. doi 10.1111/j.00319317.2004.0221.x

The authors declare that there are no conflicts of interest present.