Agrobiological assessment of spinach varieties and hybrids in the North-West of the Russian Federation

Full Text

Введение

Особое место среди овощных растений занимает многочисленная группа зеленных культур, у которых в пищу используют молодые листья, в основном в свежем виде. Они обладают лечебными и диетическими свойствами, предупреждают заболевания, повышают работоспособность. Отличительная особенность зеленных культур заключается в высокой витаминной и минеральной ценности, а также в наличии разнообразных физиологически активных веществ, оказывающих благотворное влияние на организм человека (Басарыгина и др., 2020; Соколова, Соловьева, 2023).

Шпинат (Spinacia oleracea L) – типичный представитель зеленных культур. В настоящее время точные данные о происхождении и начале возделывания S. oleracea L. неизвестны. Существует предположение, что очагом происхождения шпината является Персия, откуда этот листовой овощ распространился на территорию Китая, затем в Европу, а позже – в Северную Америку (Ryder, 1979). Почетное звание «король овощей» шпинату дали арабские врачи, которые относили его к числу деликатесов (Калашнова, Беляева, 2014).

В России шпинат впервые упоминается с середины XVIII века. К концу XIX века он уже широко возделывался на огородах Петербурга, Киева и центральных районов России. Однако спустя менее 100 лет эта культура попала в разряд редких и стала забываться, хотя шпинат давно признан ценнейшей овощной культурой (Шкляров, 2020). Ценится эта зеленная культура за скороспелость, холодостойкость, диетические, питательные и целебные свойства, уникальный биохимический и минеральный состав, благодаря которым в Европе и США его возвели в ранг жизненно необходимых продуктов (Калашнова, Беляева, 2014).

В листьях шпината содержится 10…11% сухого вещества, в составе которого до 25% приходится на белок. Шпинат богат флавоноидами и полифенолами, включая лютеин, обладающими антиоксидантной активностью (Калашнова, Беляева, 2014; Киселев, Соколова, 2025). Шпинат является источником витаминов С, В1, В2, В3, В6, В9, Н, К, Е, Р и РР и богат каротиноидами. Пищевая ценность культуры обуславливается содержанием бета-каротина и фолиевой кислоты (Morelock et al., 2008). В шпинате набор витаминов группы В идеально сбалансирован, что помогает поддерживать нервную систему в гармонии. Хлорофилл и клетчатка, содержащиеся в шпинате, стимулируют перистальтику кишечника и улучшают пищеварение. Шпинат является богатым источником минеральных веществ, таких как кальций, магний, фосфор, калий, натрий, марганец, железо, цинк, медь, йод (Tang et al., 2019). Исследования ученых Федерального научного центра овощеводства показали, что наиболее высоким уровнем содержания полезных химических элементов из зеленных, отличается шпинат. Выявленные видовые особенности могут быть учтены при выборе ассортимента для улучшения минерального состава овощного рациона питания человека и при изготовлении биологических добавок к пище, содержащих набор витаминов и важнейших минералов (Ушакова и др., 2021). Шпинат отличается низкой калорийностью, снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний, нормализует работу пищеварительной системы, кровяное давление, снижает уровень холестерина, предупреждает развитие онкологических заболеваний. Высокое содержание хлорофилла, фолиевой кислоты и железа обуславливает применение шпината как лечебно-диетического средства при заболеваниях крови и предупреждает появление хрупкости кровеносных сосудов. Шпинат полезен ослабленным и послеоперационным больным. Многообразие витаминов в сочетании с разнообразными минеральными веществами делает шпинат полезным зеленным овощем для людей любого возраста, особенно для детей (Roberts, Moreau, 2016). Его используют как диетический продукт при заболеваниях нервной системы, истощении, малокровии, анемии, гипертонической болезни, сахарном диабете, гастрите, энтероколите.

Шпинат– однолетнее растение семейства Маревые (Chenopodiaceae), в современной классификации – Амарантовые (Amaranthaceae). В фазе хозяйственной спелости образует прикорневую розетку листьев. Шпинат холодостоек. Семена его прорастают при температуре 3...4°С, а всходы и молодые растения могут переносить заморозки до минус 8°С; после прекращения действия низких температур листья восстанавливают тургор (Адрицкая, Улимбашев, 2025). Шпинат – растение длинного дня, поэтому летом быстро переходит в фазу стрелкования. При коротком (10…12 часов) дне у шпината усиленно нарастают листья, и формируется крупная розетка. Установлено, что реакция шпината на продолжительность дня и температурные условия связана со скороспелостью сорта: для раннеспелых сортов характерна быстрая адаптация к короткому дню и низким температурам, а для более позднеспелых – соответственно, к длинному дню и повышенной температуре (Кунавин, Касторнова, 2020).

Шпинат – экономически важная овощная культура, потребляемая во всём мире. По данным ФАО, в 2023 году мировое производство шпината составило более 34 миллионов тонн в год на площади 944 тыс. га. (https://www.fao.org/faostat/en/#data/QCL). За последние 10 лет объём продукции вырос в полтора раза. Мировой рынок шпината демонстрирует стабильный рост. Первое место в мире по валовому производству шпината занимает Китай, на который приходится 92%, затем США и Канада (Белоус, Верусь, 2025).

В Государственном реестре сортов и гибридов сельскохозяйственных растений, допущенных к использованию в 2024 году значится 68 сортов и гибридов шпината, в том числе 23 сорта и 1 гибрид отечественной селекции и 44 гибрида зарубежной селекции, (https://gossortrf.ru/registry...=Y).

Таким образом, шпинат является одним из самых ценных продуктов питания среди зеленных овощных культур, поэтому увеличение его производства связано с возрастающими потребностями населения, перерабатывающей промышленности и медицины.

В последнее время интерес к возделыванию шпината значительно возрастает и актуальными остаются вопросы, связанные с выбором наиболее адаптивных к условиям региона высокоурожайных сортов, обладающих высоким качеством продукции.

Цель исследования – провести сравнительную оценку 15 сортов и гибридов шпината по основным хозяйственно-ценным признакам растений с целью выделения наиболее перспективных для выращивания в условиях Северо-Запада РФ. Для решения поставленной цели в задачи исследований входило: изучить особенности роста и развития, оценить продуктивность и биохимический состав изучаемых сортов и гибридов шпината.

Материалы и методы

Экспериментальная работа проводилась в 2022…2024 годах на опытном поле Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. Почвы опытного поля дерново-подзолистые, с содержанием гумуса 2,8…3,0%, легкосуглинистые c pH – 6,2…6,5, обеспеченность подвижными формами фосфора и калия – средняя.

Метод исследования – лабораторно-полевой. Площадь учетной делянки 1,5 м². Повторность в опытах 3-х кратная, схема посадки ленточная, на грядах. Размещение делянок в опыте рендомизированное.

Объектами исследований служили 10 сортов и 5 гибридов шпината отечественной и зарубежной селекции. Схема опыта включает следующие сорта и гибриды:

1. Виктория (Россия) – контроль
2. Исполинский (Россия)
3. Матадор (Чехия)
4. Жирнолистный (Россия)
5. Нипондо-1 (Россия)
6. Викинг (Россия)
7. Крепыш (Россия)
8. Старк (Россия)
9. Богатырь (Россия)
10. Повар Миша (Россия)
11. F1 Союз (Франция)
12. F1 Каладониа (Нидерланды)
13. F1 Мариска (Россия)
14. F1 Спокейн (Нидерланды)
15. F1 Пума (Нидерланды)

В экспериментальной работе проводили фенологические, биометрические наблюдения, биохимические анализы. Учёт урожайности выполняли путём взвешивания розетки листьев, по учётным делянкам. Постановку опытов, учеты и наблюдения проводили по общепринятым методикам (Доспехов, 2011). Статистическую обработку результатов исследований проводили методом дисперсионного и корреляционного анализа (Доспехов, 2011) на компьютере с использованием прикладных программ Microsoft Excel.

Биохимические анализы выполняли в биохимической лаборатории Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. Содержание сухого вещества определяли методом высушивания при температуре 105°С до постоянной массы; сумму сахаров по Бертрану; аскорбиновую кислоту по И.К. Мурри; содержание белка методом Кьельдаля; нитратов потенциометрическим методом. Определение количественного содержания хлорофиллов, каротиноидов и β-каротина проводили спектрофотометрическим методом (Ермаков,1987).

Результаты и их обсуждение

Шпинат относится к группе холодостойких растений, при этом корневая система формируется при низкой положительной температуре (Адрицкая, Улимбашев, 2025).

Оптимальным сроком посева шпината в условиях Северо-Запада РФ является первая декада мая. Посев семян осуществляли 4…5 мая в годы исследований, на глубину 2 см. Для посева использовали семена с энергией прорастания 75…80% и лабораторной всхожестью 84…87%.

В весенний период 2022 года температурные условия при выращивании шпината были менее благоприятными и имели показатели ниже средней многолетней на 1,4…2,4°С., а количество осадков составляло 52% от нормы. В дальнейшем, в 1 декаде июня фиксировали температуру на 1,5°С выше климатической нормы.

Температурные условия в весенний период 2023 года были близки к средним многолетним, но наблюдали дефицит осадков, которые составили 36% от климатической нормы.

В 1 декаде мая 2024 года складывались условия избыточного увлажнения из-за частых осадков в виде мокрого снега и дождя с температурой воздуха близкой к климатической норме. Начиная с 10 мая и до конца месяца формирование погодных условий происходило под влиянием процессов антициклонического характера с температурой воздуха выше средней многолетней на 2,0…2,3°С со значительным дефицитом осадков. В последующие декады температурные условия выровнялись и превышали среднюю многолетнюю на 1,4…1,9°С, при недостатке влаги в почве.

Таким образом, в годы исследований почвенно-климатические условия вегетационного периода шпината отличались от среднемноголетних показателей и характеризовались недостаточным увлажнением, поэтому возникала необходимость систематического проведения поливов.

Наблюдения за наступлением и продолжительностью фенофаз показали, что появление всходов у изучаемых сортов и гибридов отмечали на 6…7 день в 2023 году, а в 2022 и 2024 году на 8…9 день, которые зависели от метеорологических условий года. Образование первого настоящего листа наблюдали через 6…7 дней после появления всходов в 2022 и 2023 годах и через 4…5 дней в 2024 году. Позже всех первый настоящий лист появился у сортов Нипондо-1, Викинг, Старк и у гибрида Каладониа. Начало формирования розетки листьев приходится на начало – середину третьей декады мая в годы исследований. Следует отметить, что период от образования первого настоящего листа до начала формирования розетки листьев различался по годам и составил 7…8 дней в 2022 и 2023 годы и был короче (4…5 дней) в 2024 году, когда в отдельные дни воздух прогревался до 15°С.

Благоприятная температура воздуха и почвы в весенний период вызывает активный рост шпината, а при увеличении длины дня возрастает склонность шпината к стрелкованию.

Наиболее быстрые темпы формирования розетки листьев отмечали у сортов Крепыш, Богатырь и Повар Миша, а также у гибридов Мариска и Спокейн.

Уборку растений шпината проводили неодновременно, при появлении единичных цветоносных побегов. Склонностью к стрелкованию отличались сорта Исполинский, Матадор, Нипондо-1, Викинг и Старк, которые убирали через 23…24 дня в 2022 и 2023 году и через 19…20 дней в 2024 году от появления всходов. Большей устойчивостью к стрелкованию отличались сорта Виктория, Жирнолистный, Крепыш, Богатырь и Повар Миша, которые убирали на 4…5 дней позднее в годы исследований.

Растения изучаемых гибридов дольше сохраняют розетку листьев, так появление единичных цветоносных побегов происходило у них через 30…35 дней после появления всходов в 2022 и в 2023 году, и через 27…30 дней в 2024 году (таблица 1).

Таким образом, продолжительность вегетационного период шпината определялась особенностями сорта или гибрида, а также климатическими условиями года.

Биометрические наблюдения за ростом растений шпината проводили в динамике, которые позволили получить показатели, характеризующие ассимиляционный аппарат растений: число листьев, длина листа, ширина листа, площадь ассимиляционной поверхности, высота растений. В таблице 1 приведены средние многолетние данные при уборке, когда растения сформировали наибольший ассимиляционный аппарат.

Таблица 1 – Биометрическая характеристика растений шпината (среднее за 2022…2024 гг.)

Высота растений по вариантам опыта колебалась от 13,5 см у сорта Старк до 21,7 см у сорта Богатырь. Изучаемые гибриды отличались выровненностью и компактностью, высота растений составляла 17,4…20,5 см. К моменту уборки, изучаемые сорта сформировали розетку из 6,0…8,5 листьев, а гибриды из 7,9…10,2 листьев. Наибольшей облиственностью отличались сорта Крепыш и Богатырь, а из гибридов Мариска и Спокейн (рисунки 2, 4, 5, 6).

Рисунок 1 – Сорт шпината Виктория, контроль (фото автора)

Рисунок 2– Сорт шпината Богатырь (фото автора)

Рисунок 3 – Сорт шпината Повар Миша (фото автора)

Рисунок 4 – Сорт шпината Крепыш (фото автора)

Рисунок 5 – Гибрид шпината Спокейн F1 ( фото автора)

Рисунок 6 – Гибрид шпината Мариска F1 ( фото автора)

Показатели длины и ширины листа в вариантах опыта были стабильны во все годы исследований. Важным показателем результативности работы фотосинтетического аппарата является величина ассимиляционной поверхности листьев, которая может колебаться в довольно значительных пределах в зависимости от условий выращивания, сорта и фазы развития растений. От площади ассимиляционной поверхности листьев зависит урожай шпината (Кунавин, Касторнова, 2020). Наибольшую площадь листовой поверхности имели растения шпината у сортов Богатырь и Повар Миша, соответственно, 409 см² и 428 см², что больше, чем у контрольного сорта Виктория на 70…78% (рисунки 1, 3, 4). Вышеперечисленные сорта отличались значительной массой розетки листьев 25,8… 26,1 г. Для гибридов шпината Пума, Спокейн и Мариска характерна крупная розетка листьев, имеющая высокие показатели массы (26,7…32,9 г) и площади листовой поверхности – 435…498 см² (рисунки 5, 6). В исследованиях установлена высокая корреляционная зависимость между массой и площадью листовой поверхности ( r = 0,878).

Изучение продуктивности шпината под влиянием абиотических факторов важно для выделения урожайных сортов и гибридов для конкретных эколого-географических условий.

Наиболее благоприятные климатические условия для культуры шпината складывались в 2024 году. Это определило общую закономерность формирования наиболее крупной розетки листьев и увеличения урожайности у изучаемых сортов и гибридов в исследованиях (таблица 2).

При одинаковой плотности посева 85…90 растений на 1м², урожайность у сортов Крепыш, Богатырь и Повар Миша в среднем за 3 года составила 2,31…2,39 кг/м², что превышало контрольный сорт Виктория на 36…41%. У сорта Жирнолистный урожайность составила 2,11 кг/м², достоверная прибавка 24%. У сортов Исполинский и Матадор различия по урожайности не существенны по сравнению с контролем. Менее продуктивными были сорта Нипондо-1, Викинг и Старк – урожайность в сравнении с контрольным вариантом была меньше на 11…17% (таблица 2).

Таблица 2 – Урожайность сортов и гибридов шпината в годы исследований, кг/м²

Максимальный трехлетний средний показатель урожайности получен у гибридов Спокейн и Мариска, соответственно, 2,77 и 2,94 кг/м², превысив контроль на 63…73%, что свидетельствует о высоком потенциале продуктивности данных гибридов. Достоверная прибавка урожая получена у гибридов Союз и Пума, соответственно, 25% и 40%.

Шпинат отличается большой пластичностью и реагирует на изменение почвенно-климатических условий выращивания, включая качественные показатели (Пчёлкина и др., 2024). Содержание сухого вещества и сахаров являются важными показателями при оценке качества листьев. Нашими исследованиями установлены различия у сортов и гибридов шпината по биохимическим показателям (таблица 3).

Таблица 3 – Биохимические показатели сортов и гибридов шпината (среднее за 2022…2024 гг.)

В годы исследований, характеризующиеся как засушливые, были получены выровненные показатели по содержанию сухого вещества и сахаров. Изучаемые сорта и гибриды отличались высоким содержанием сухого вещества (9,45…11,42%), сахаров (0,60…1,02%) и белка (2,22…2,74%), обладая высокой питательной ценностью. Наибольшее содержание сухого вещества отмечали у сортов Нипондо-1 (11,42%) и Матадор (11,08%), что достоверно превышало контроль на 7,7% и 4,5% Содержание сухого вещества в листьях у гибридов шпината колебалось от 9,95% до 10,88% и было наибольшим у гибрида Пума. Наиболее ценными по накоплению аскорбиновой кислоты являются сорта Старк (52,2 мг/100 г), Богатырь (50,8 мг/100 г), а также гибриды Пума (66,8 мг/100 г) и Спокейн (60,5 мг/100 г).

Содержание белка в листьях по вариантам опыта, в основном не имело существенных различий. Содержание нитратов у изучаемых сортов и гибридов колебалось от 352 мг/кг до 505 мг/кг, что не превысило требований ПДК (не более 2000 мг/кг сырой массы).

Максимальные показатели накопления зеленых фотосинтезирующих пигментов были достигнуты у сортов Нипондо-1 – 155,66 мг/100 г, Исполинский – 150,86 мг/100 г и у гибрида Пума – 149,30 мг/100 г. Анализ данных соотношений указывает на приоритетную роль хлорофилла a (таблица 4).

Таблица 4 – Содержание пигментов в листьях сортов и гибридов шпината (среднее за 2022…2024 гг.)

Высокий уровень антиоксидантных веществ, таких как аскорбиновая кислота, каротиноиды и β-каротин фиксировали у гибридов шпината Мариска, Спокейн и Пума (таблицы 3, 4). Полученные результаты согласуются с данными других исследований (Соколова, Соловьева, 2023; Пчёлкина и др., 2024).

Заключение

Выявлены различия между сортами и гибридами шпината по продолжительности фенологических фаз в весенний период. Неустойчивостью к стрелкованию отличались сорта Исполинский, Матадор, Нипондо-1, Викинг и Старк. Определены более устойчивые к израстанию сорта: Виктория, Жирнолистный, Крепыш, Богатырь, Повар Миша. У изучаемых гибридов отмечали устойчивость к стрелкованию и увеличение продолжительности вегетационного периода.

Урожайность у сортов Крепыш, Богатырь и Повар Миша составила 2,31…2,39 кг/м², превысив контроль на 36…41%. У сорта Жирнолистный получена достоверная прибавка 24%. Максимальный трехлетний средний показатель урожайности получен у гибридов Спокейн и Мариска, соответственно, 2,77 и 2,94 кг/м², превысив контроль на 63…73%. Достоверная прибавка урожая получена у гибридов Союз и Пума, соответственно, 25% и 40%.

Изучаемые сорта и гибриды отличались высоким содержанием сухого вещества (9,45…11,42%), сахаров (0,60…1,02%) и белка (2,22…2,74%), обладая высокой питательной ценностью. Выявлено преимущество гибридов в содержании аскорбиновой кислоты, каротиноидов и β-каротина, обуславливающих антиоксидантную активность шпината.

Проведенные трехлетние исследования позволили выявить сорта и гибриды шпината с высокими показателями хозяйственно-ценных признаков и биохимического состава. В результате сформирована группа высокопродуктивных сортов и гибридов шпината для условий Северо-Запада РФ.

Конфликт интересов: автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

About the authors

Natalya A. Adritskaya

Author for correspondence.
Email: natali.adritska@mail.ru
SPIN-code: 6947-0877

Candidate of Agricultural Sciences

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Figure 1 – Spinach cultivar Victoria, control (photo by the author)

Download (134KB)

Indexing metadata

3. Figure 2 – Spinach cultivar Bogatyr (photo by the author)

Download (1MB)

Indexing metadata

4. Figure 3 - Spinach cultivar Povar Misha (photo by the author)

Download (2MB)

Indexing metadata

5. Figure 4 - Spinach cultivar Krepysh (photo by the author)

Download (1MB)

Indexing metadata

6. Figure 5 – Spinach hybrid Spokane F1 (photo by the author)

Download (3MB)

Indexing metadata

7. Figure 6 – Spinach hybrid Mariska F1 (photo by the author)

Download (1MB)

Indexing metadata

Disclaimer: The statements, opinions and data contained in the publication belong exclusively to the authors and co-authors. VNIISPK and the editorial board of the journal disclaim responsibility for any damage to people and/or property resulting from the use of any ideas, methods, instructions or products mentioned in the content.