Рослинництво та ґрунтознавство

ФЕНОЛОГІЧНІ СПОСТЕРЕЖЕННЯ ЗА РОСТОМ ТА РОЗВИТКОМ ШАФРАНУ (CROCUS SATIVUS L.) В УМОВАХ ПРАВОБЕРЕЖНОГО ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

Олександр Комар, Ірина Бобось, Іван Федосій, Олександр Шеметун, Іванна Гаврись
Завантажити статтю
Анотація

Існує потреба в узагальненні інформації з використанням фенологічних моделей з метою розробки стійкої технології виробництва шафрану з подальшим регулюванням цвітіння на певній фенологічній стадії та визначенням відповідного періоду цвітіння для покращення врожайності та якості за різних умов навколишнього середовища. Метою досліджень було встановлення перебігу фенологічних фаз росту та розвитку шафрану в умовах Правобережного Лісостепу України. Проводили фенологічні спостереження та біометричні вимірювання у дослідженні. Згідно з польовими спостереженнями, існує загалом 6 фенологічних стадій розвитку шафрану. Період спокою триває з третьої декади травня до жовтня і розділяється на фазу первинного та вторинного спокою. Під час первинного періоду спокою бульбоцибулини не проявляють зовнішніх морфологічних змін та росту, але внутрішні фізіологічні та морфогенетичні зміни відбуваються. У фазі вторинного спокою відбувається початкове зародження листків та квіток і їх диференціація. У період спокою рослини шафрану залишились без надземних органів. Період цвітіння припадає на жовтень. На проходження цієї фенологічної стадії можуть впливати зміни умов навколишнього середовища або агротехніки. Ріст кореневої системи розпочинався разом з появою квіток і листків. Під час фази вегетації продовжується наростання листового апарату та розвиток кореневої системи. Також у цей період з бруньок материнської бульбоцибулини утворюються дочірні бульбоцибулини. Протягом зими бульбоцибулин заміщення продовжують рости використовуючи запаси поживних речовин материнської бульбоцибулини. На початку березня розвиток кореневої системи сповільнюється і дочірні бульбоцибулини досягають майже остаточного розміру. Під час закінчення вегетаційного періоду коренева система материнської бульбоцибулини припиняє ріст. Листки починають старіти від верхівки до основи. На кінець травня дочірні бульбоцибулини повноцінно розвинені та готуються до переходу в стан спокою. Кількість бульбоцибулин, що утворюється з одиниці площі, залежить від віку ділянки, забезпеченості поживними речовинами та рівня агротехніки. Старіші поля дають більшу кількість бульбоцибулин. Завдяки більшій густоті формується більший врожай тичинок. Тому, розуміння фенологічних реакцій та впливу кліматичних факторів на етапи росту та розвитку шафрану у певних ґрунтово-кліматичних умовах корисний для майбутнього прогнозування термінів збору врожаю

Ключові слова

фенологічна фаза, BBCH, цвітіння, бульбоцибулини, катафіли

ЦИТУВАТИ
Komar, O., Bobos, I., Fedosiy, I., Shemetun, O., & Havrys, I. (2024). Phenological observations on the growth and development of saffron (Crocus sativus L.) in the conditions of the Right-Bank Forest-Steppe of Ukraine. Plant and Soil Science, 15(2), 18-31. https://doi.org/10.31548/plant2.2024.18
Використані джерела

[1] Cardone, L., Castronuovo, D., Perniola, M., Cicco, N., Molina, R.V., Renau-Morata, B., Nebauer, S.G., & Candido, V. (2021). Crocus sativus L. Ecotypes from Mediterranean countries: Phenological, morpho-productive, qualitative and genetic traits. Agronomy, 11(3), article number 551. doi: 10.3390/agronomy11030551.

[2] Cerdá-Bernad, D., Valero-Cases, E., Pérez-Llamas, F., Pastor, J.J., & Frutos, M.J. (2023). Underutilized Crocus sativus L. flowers: A hidden source of sustainable high value-added ingredients. Plant Foods for Human Nutrition, 78(2), 458-466. doi: 10.1007/s11130-023-01065-7.

[3] Convention on Biological Diversity. (1992). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_030#Text.

[4] Convention on the Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1973). Retrieved from https://cites.org/eng.

[5] Daneshmandi, M.S., & Seyyedi, S.M. (2019). Nutrient availability and saffron corms growth affected by composted pistachio residues and commercial poultry manure in a calcareous soil. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 50(12), 1465-1475. doi: 10.1080/00103624.2019.1626871.

[6] Dewir, Y.H., Alsadon, A., Al-Aizari, A.A., & Al-Mohidib, M. (2022). In vitro floral emergence and improved formation of saffron daughter corms. Horticulturae, 8(10), article number 973. doi: 10.3390/horticulturae8100973.

[7] Gresta, F., & Avola, G. (2016). Hypothesis on the relation between meteorological data and flowering peaks in saffron (Crocus sativus L.) crop. Acta Horticulturae, 1184, 189-194. doi: 10.17660/ActaHortic.2017.1184.28.

[8] Gupta, E., Singh, P., Mishra, N., & Devi, S. (2021). Effect of consumption of a mediterranean herb Crocus sativus L. (Saffron) on health aspects: evidence and prospects. Current Nutrition & Food Science, 17(9), 1006-1015. doi: 10.2174/1573401317666210809112218.

[9] Haghighi, R., Sayed-Tabatabaei, B.E., Mirmohammady Maibody, S.A.M., Arzani, A., Omidi, M., & Talebi, M. (2023). Expression of flowering repressor gene cssvp, carbohydrates, and antioxidants affected by plant growth regulators in saffron. Journal of Plant Growth Regulation, 42(2), 1171-1185. doi: 10.1007/s00344-022-10621-5.

[10] Hassanzadeh Aval, F., Rezvani Moghaddam, P., Bannayan Aval, M., & Khorasani, R. (2015). Effects of maternal corm weight and foliar application on replacement corm characteristics and flower yield of saffron (Crocus sativus L.) in the first year. Journal of Saffron Research, 2(1), 73-84. doi: 10.22077/jsr.2015.331.

[11] Hourani, W. (2023). Effect of fertilizers on growth and productivity of saffron: A review. Agronomy Research, 21(1), 87-105. doi: 10.15159/AR.22.082.

[12] Hu, J., Liu, Y., Tang, X., Rao, H., Ren, C., Chen, J., ... & Pei, J. (2020). Transcriptome profiling of the flowering transition in saffron (Crocus sativus L.). Scientific Reports, 10(1), 9680. doi: 10.1038/s41598-020-66675-6.

[13] Jami, N., Rahimi, A., Naghizadeh, M., & Sedaghati, E. (2020). Investigating the use of different levels of Mycorrhiza and Vermicompost on quantitative and qualitative yield of saffron (Crocus sativus L.). Scientia Horticulturae, 262, article number 109027. doi: 10.1016/j.scienta.2019.109027.

[14] Jarukas, L., Mykhailenko, O., Baranauskaite, J., Marksa, M., & Ivanauskas, L. (2020). Investigation of organic acids in saffron stigmas (Crocus sativus L.) extract by derivatization method and determination by GC/MS. Molecules, 25(15), article number 3427. doi: 10.3390/molecules25153427.

[15] Jose-Santhi, J., Sheikh, F.R., Kalia, D., & Singh, R.K. (2023). Sugar metabolism mediates temperature-dependent flowering induction in saffron (Crocus sativus L.). Environmental and Experimental Botany, 206, article number 105150. doi: 10.1016/j.envexpbot.2022.105150.

[16] Karbasi, A., & Zandi Dareh Gharibi, B. (2022). Economic aspects of saffron in the world. In The saffron genome (pp. 275-287). Cham: Springer International Publishing.

[17] Khadfy, Z., Atifi, H., Mamouni, R., Jadouali, S. M., Chartier, A., Nehmé, R., Karra, Y., & Tahiri, A. (2023). Nutraceutical and cosmetic applications of bioactive compounds of Saffron (Crocus Sativus L.) stigmas and its by-products. South African Journal of Botany, 163, 250-261. doi: 10.1016/j.sajb.2023.10.058.

[18] Klem, K., Gargallo-Garriga, A., Rattanapichai, W., Oravec, M., Holub, P., Veselá, B., Sardans, J., Penuelas, J., & Urban, O. (2019). Distinct morphological, physiological, and biochemical responses to light quality in barley leaves and roots. Frontiers in Plant Science, 10, article number 1026. doi: 10.3389/fpls.2019.01026.

[19] Koliadenko, S., Andreichenko, A., Galperina, L., Minenko, S., & Kovylina, M. (2020). Analysis and forecasting of Ukrainian agrarian exports to the EU countries. Agricultural and Resource Economics: International Scientific E-Journal, 6(3), 29-47. doi: 10.22004/ag.econ.305551

[20] Koocheki, A., & Seyyedi, S.M. (2016). Effects of corm size, organic fertilizers, Fe-EDTA and Zn-EDTA foliar application on nitrogen and phosphorus uptake of saffron (Crocus sativus L.) in a calcareous soil under greenhouse conditions. Notulae Scientia Biologicae, 8(4), 461-467. doi: 10.15835/nsb849891.

[21] Koocheki, A., & Seyyedi, S.M. (2020). Saffron “seed”, the corm. In Saffron (pp. 93-118). Sawston: Woodhead Publishing. doi: 10.1016/B978-0-12-818638-1.00007-1.

[22] Kothari, D., Thakur, R., & Kumar, R. (2021). Saffron (Crocus sativus L.): Gold of the spices – A comprehensive review. Horticulture, Environment, and Biotechnology, 62(5), 661-677. doi: 10.1007/s13580-021-00349-8.

[23] Lopez-Corcoles, H., Brasa-Ramos, A., Montero-Garcia, F., Romero-Valverde, M., & Montero-Riquelme, F. (2015). Phenological growth stages of saffron plant (Crocus sativus L.) according to the BBCH Scale. Spanish Journal of Agricultural Research, 13(3), article number e09SC01. doi: 10.5424/sjar/2015133-7340.

[24] Moradi, S., Kafi, M., Aliniaeifard, S., Salami, S. A., Shokrpour, M., Pedersen, C., Moosavi-Nezhad, M., Wróbel, J., & Kalaji, H.M. (2021). Blue light improves photosynthetic performance and biomass partitioning toward harvestable organs in saffron (Crocus sativus L.). Cells, 10(8), article number 1994. doi: 10.3390/cells10081994.

[25] Moratalla-López, N., Bagur, M.J., Lorenzo, C., Martínez-Navarro, M.E., Salinas, M.R., & Alonso, G.L. (2019). Bioactivity and bioavailability of the major metabolites of Crocus sativus L. flower. Molecules, 24(15), article number 2827. doi: 10.3390/molecules24152827.

[26] Mzabri, I., Charif, K., Rimani, M., Kouddane, N., Boukroute, A., & Berrichi, A. (2021). History, biology and culture of Crocus sativus: Overview and perspectives. Arabian Journal of Chemical and Environmental Research, 8(1), 1-28.

[27] Mzabri, I., Rimani, M., Charif, K., Kouddane, N., & Berrichi, A. (2022). Effect of shade on agro-morphological parameters and weed flora of saffron (Crocus sativus L.) cultivation in the Semiarid Zone of Eastern Morocco. The Scientific World Journal, 2022, article number 9954404. doi: 10.1155/2022/9954404.

[28] Nehvi, F. (2022). Effect of trigger weather on saffron phenology under temperate conditions of Jammu and Kashmir, India. International Journal of Agriculture Sciences, 14(2), 11085-11090.

[29] Pirasteh‐Anosheh, H., Babaie‐Zarch, M.J., Nasrabadi, M., Parnian, A., Alavi‐Siney, S.M., Beyrami, H., Kaveh, H.,  Hashemi, S.E., Durrer, U., McDonald, K., & Race, M. (2023). Climate and management factors influence saffron yield in different environments. Agrosystems, Geosciences & Environment, 6(3), article number e20418. doi: 10.1002/agg2.20418.

[30] Pirasteh-Anosheh, H., Hashemi, S.E., Del Borghi, A., Spasiano, D., Rad, M., & Race, M. (2022). Feasibility study of saffron cultivation using a semi-saline water by managing planting date, a new statement. Environmental Research, 203, article number 111853. doi: 10.1016/j.envres.2021.111853.

[31] Renau-Morata, B., Nebauer, S.G., García-Carpintero, V., Canizares, J., Minguet, E.G., De los Mozos, M., & Molina, R.V. (2021). Flower induction and development in saffron: Timing and hormone signalling pathways. Industrial Crops and Products, 164, article number 113370. doi: 10.1016/j.indcrop.2021.113370.

[32] Sharma, S., & Kumar, D. (2022). Chemical composition and biological uses of Crocus sativus L.(Saffron). In Edible plants in health and diseases: Phytochemical and pharmacological properties (vol. II, pp. 249-277). Singapore: Springer Singapore. doi: 10.1007/978-981-16-4959-2_7.

[33] Tretiak, N., Hebryn-Baidy, L., Sakal, O., Kovalenko, A., Shtohryn, H., Kovalyshyn, O., & Vrublevska, O. (2021). Cultivation of niche crops and prospects of eco-innovative agricultural production in Ukraine. Acta Scientiarum Polonorum: Formatio Circumiectus, 20(3-4), 29-46. doi: 10.15576/ASP.FC/2021.20.3/4.29.

[34] Wang, Z., Yang, X., Shen, J., Xu, J., Pan, M., Liu, J., & Han, S. (2021). Gene expression patterns associated with tumor-infiltrating CD4+ and CD8+ T cells in invasive breast carcinomas. Human Immunology, 82(4), 279-287. doi: 10.1016/j.humimm.2021.02.001.

[35] Yasmin, S., & Nehvi, F. (2018). Phenological growth stages of Saffron (Crocus sativus L.) under temperate conditions of Jammu and Kashmir-India. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7(4), 3797-3814. doi: 10.20546/ijcmas.2018.704.428.