В течение многих лет в ВИРе изучались в резко отличающихся географических условиях наиболее распространенные многолетние виды лука, при этом большинство из них — в многолетней культуре. Работа проводилась на северо-западе СССР (Хибины и Ленинградская область), на Урале, в Краснодарском крае (предгорная зона Кавказа), Дагестанской АССР (Дербент), Узбекской ССР (под Ташкентом), Туркмении (Куня-Ургенч) и на Дальнем Востоке (под Владивостоком).
Многолетние виды лука отличаются способностью образовывать каждый год все новые и новые ветви, и этот биологический признак в зависимости от условий выращивания наиболее подвержен изменению. Лук-батун — наиболее широко выращиваемый вид многолетнего лука. У него отмечена определенная закономерность в характере ветвления в зависимости от продвижения его с севера на юг. Третий год жизни этого лука считается периодом наибольшего его развития, после чего ветвление и рост замедляется из-за массового образования стрелок, поэтому для изучения в географическом плане был взят лук-батун 3-го года жизни.
Образцы русского подвида (средне-русская разновидность) лука-батуна в северных районах дают больше ветвей, чем в более южных. Образцы японского подвида, наоборот, сильнее ветвятся на юге; мы считаем, что это происходит под влиянием короткого дня.
Ветвление лука-батуна по годам жизни также зависит от условий выращивания. Например, образцы китайского подвида по природе своей не ветвятся, но в Ленинграде
на 3-й год образуют 5—8 ветвей (среднее — 6,5) и, как правило, на 2—3-й год жизни вымерзают. Образцы японского подвида интенсивно начинают ветвиться во всех пунктах страны на 2-й год жизни, и в таком темпе ветвятся в Ленинграде до 5-го года жизни, после чего начинается «старение» всего растения, что выражается в отмирании отдельных ветвей. Если на 3-й год число ветвей по образцам в среднем составляет 15,2, то на 4-й — 14,6, а на 5-й—12,4. «Старение» в Свердловске начинается с 6—7-го года жизни, а в Майкопе — только с 7—8-го. Аналогичное ветвление наблюдается и у образцов батуна русского подвида с той лишь разницей, что «старение» их в Ленинградской и Свердловской областях начинается с 6—7-го года, а на Северном Кавказе (Майкоп) — с 8—9-го года жизни.
У многоярусного лука ветвление идет равномерно, и мы не отмечали сокращения его темпа даже на 9-й год.
Следует отметить, что возрастное сокращение ветвления у батуна связано в первую очередь с усилением стрелкования. Появление на каждой ветви стрелки (что обычно бывает на 3—4-й год жизни) способствует, «старению» растения, так как на семяобразование расходуется значительное количество пластических веществ. В результате образуется мелкая пристрелочная луковица, которая с годами уменьшается в размерах, и, кроме того, в ней уже не закладываются вегетативные почки, а только генеративные, из которых и развиваются стрелки. На растениях 4—5-го года жизни у отдельных образцов русского подвида в Ленинградской области образуется 10—25 стрелок, в Майкопе — примерно столько же при наличии 15—30 ветвей. Следовательно, не каждая вегетативная ветвь дает стрелку, поэтому и «старение» на юге наступает позднее (при наличии достаточного количества влаги).
В течение вегетационного сезона листья лука-батуна срезают от 1 до 3 раз; используя их в пищу, но такие срезки ослабляют растения. При срезке листьев сокращается число ветвей: на 2—4 ветви — на 3-й год и на 6—8 ветвей—на 4-й год жизни. Срок последней срезки имеет исключительно большое значение: от него зависит выживаемость растения
зимой. При поздней срезке (на севере — в августе и на юге — в сентябре) растение не успевает накопить в луковице достаточного количества запасных питательных веществ, обеспечивающих перезимовку растения. Ослабленное оно вымерзает.
От условий выращивания зависит и габитус растений многолетних видов лука, недостаточно распространенных в культуре, в частности лука-слизуна. В Ленинграде и на Кольском полуострове (Хибины) луковица его имеет цилиндрическую форму диаметром 1—1,5 см и высотой 5—6 см, в Майкопе и Ташкенте она расширяется к основанию: диаметр ее увеличивается (2—2,5 см), высота уменьшается в 2—1,5 раза.
Значительные изменения наблюдаются и в характере ветвления лука-слизуна: в Ленинграде вегетативные почки закладываются радиально на концах ветвей корневищ и на 4-й год жизни на каждой ветви имеется 6—7 луковиц; в условиях юга (Майкоп, Ташкент) каждый год с весны, а иногда и в середине лета, на концах звездчатого корневища слизуна образуется по 2 луковицы, а разрастание корневища и растения идет по окружности. Такой характер разрастания лука-слизуна имеет место и у дикорастущих его форм.
Цветочная стрелка у лука душистого и слизуна в Ленинграде достигает в среднем 30—40 см, на юге страны никогда не бывает больше 30 см, а обычно 20—25 см.
Выращивание одних и тех же образцов лука-батуна и многоярусного лука в течение многих лет во Владивостоке, Ленинграде и Майкопе выявило нарастание наибольшей вегетативной массы в 1-м варианте, что в первую очередь можно объяснить высокой влажностью почвы, воздуха и большой инсоляцией. Если проследить образование ярусов воздушных луковиц на стрелке многоярусного лука, то здесь существует определенная закономерность: если во Владивостоке образуется 3—4 яруса (среднее 3,8), в Свердловске — 2—3, иногда 4 (среднее 3,2), в Ленинграде и Хибинах — 2—3 (среднее 2,6), то в Майкопе и Ташкенте — 1—2, реже 3 (среднее 2,1). Следовательно, с продвижением с востока на запад и с севера на юг число ярусов у многоярусного лука уменьшается.
Исследования, проведенные на ряде опытных станций ВИРа по влиянию различных удобрений на рост и развитие некоторых видов многолетнего лука, показали, что независимо от зоны изучения внесение азотных удобрений вызывает усиленный рост луков, приводящий к увеличению вегетативной массы, повышению процессов сахаронакопления и снижению количества сухого вещества в листьях. В большинстве случаев при внесении органических удобрений снижалось и содержание аскорбиновой кислоты, что особенно заметно было у батуна, шнитт-лука и многоярусного лука.
Географическое изучение видового разнообразия лука позволяет, с одной стороны, выявить возможные пределы распространения каждого из видов и, с другой — установить закономерность изменчивости в зависимости от географических факторов. Очень часто можно наблюдать параллелизм географической изменчивости признаков отдельных видов лука, которые вследствие этого можно отнести к фенотипически более близким видам. Зная изменение определенных признаков одного вида, можно предположить соответствующие изменения у другого вида, близкого этому, в подобных географических условиях.
В результате изучения стало ясно, что не всякую форму или подвид батуна можно выращивать в определенных географических зонах нашей страны. Ареалы их могут в какой-то мере заходить друг за друга или частично совпадать, но все же имеются строго ограниченные районы, где каждый из этих подвидов возделывают. Так, в районах Крайнего Севера наибольшее распространение получил русский подвид лука-батуна (среднерусская группа), чему в немалой степени способствовали его исключительная морозостойкость и склонность к вегетативному размножению. В средней полосе больше возделывают лук-батун японского подвида. Если создать благоприятные условия для перезимовки и в течение 3—5 лет возделывать формы китайского и японского подвидов в более северных условиях, чем их обычно выращивают, то у растений наблюдается увеличение числа ветвей. Изменения, происходящие под влиянием различных условий у отдельных видов, являются общими для большинства из них. Например, для всех длиннодневных видов общее свойство — более быстрое развитие на длинном дне и усиленная вегетация, сопровождающаяся стрелкованием даже у таких видов, как порей и чеснок, которые обычно на укороченном дне не образуют стрелок.
Климатические условия, прежде всего температура, а также влажность почвы и воздуха района выращивания, заметно влияют на проявление различных признаков, особенно у листовых форм. Например, выращивание большого количества сортов порея в районе Волгограда и Ташкента при достаточном орошении почвы, но при незначительной влажности воздуха (15—25%) приводило к появлению у них признаков ксероморфности. При этом были отмечены уменьшение листовой пластинки (уже на 25—30%), увеличение воскового налета и угла складывания листа (до 60—70°), тогда как в условиях высокой влажности воздуха (в Ленинграде — около 75—85%, в Майкопе — 60—75%) лист складывался вдоль центральной жилки под углом 90°. Анатомические исследования подтвердили тот факт, что под влиянием высокой температуры и низкой влажности воздуха в строении тканей листа наблюдаются изменения в сторону ксероморфности структуры (у порея и чеснока особенно).
Следует также отметить, что длина вегетационного периода той или иной зоны существенно влияет на урожай лука-порея, который при наличии благоприятных условий не прекращает роста и не переходит в со-стояние покоя. Если в Ленинградской и Московской областях у сорта Карантанский на растение приходится в среднем 8 листьев, то на Украине и Кубани их число увеличивается в среднем до 12. Урожай у листовых форм формируется прежде всего за счет деятельности листового аппарата, т. е. с его увеличением повышается и урожай отбеленной части лука, используемой в пищу.