Особенности роста и развития картофеля

Картофель — одна из важнейших продовольственных, кормовых, технических пропашных сельскохозяйственных культур. По классификации, принятой в растениеводстве, картофель относят к крахмалоносным культурам, ранее — к клубнеплодам.

Хозяйственное значение

В мировом сельском хозяйстве картофель занимает одно из первых мест наряду с рисом, пшеницей и кукурузой.

Химический состав клубней картофеля — 75-80% воды, 20-25% сухих веществ, в том числе 14-22% крахмала, 1,4-3% белка, примерно 1% клетчатки, 0,2-0,3% жиров, 0,8-1,0% зольных веществ, 20 мг% витамина С, B1, В2, В6, РР и К и каротиноиды. Наибольшее содержание витаминов в молодых клубнях.

Картофель имеет разные назначения, основное — продовольственное, его также называют вторым хлебом. В европейской кухне известно свыше 200 блюд из кар­тофеля.

Картофель используется и в кормовых целях. По переваримости органического вещества, которая составляет 83-97%, он сопоставим с кормовыми корнеплодами. На корм используются сырые или запаренные клубни, а также засилосованная ботва. Продукты переработки картофеля (мезга и барда), также хороший корм для скота и домашних животных.

Кормовая ценность 100 кг:

• сы­рых клубней — 29,5 кормовых единиц;
• силоса из зеленой ботвы — 8,5 кормовых единиц;
• свежей барды — 4 кормовые единицы;
• сушеной барды — 52 кормовые единицы;
• свежей мезги — 13,2 кормовые единицы;
• сушенной мезги — 95,5 кормовых единиц.

При урожае клубней 15 т/га и ботвы 8 т/га суммарная кормовая ценность картофеля составляет около 5500 кормовых единиц.

Однако кожура и позеленевшие клуб­ни содержат ядовитое вещество — соланин, содержание которого обычно варьирует от 0,005 до 0,01%, частично разлагается при термической обработке. Позеленевшие и проросшие при дневном или искусственном освещении клубни непригодны в пищевых или кормовых целях без тщательной термической обработки. В ботве и ягода картофеля содержание соланина составляет до 0,25%.

Клубни картофеля служат сырьем для производства спирта, крахмала, декстринов, глюкозы, каучука. Крахмал — один из основных продуктов переработки картофеля используется в пищевой, текстильной и бумажной промышленности.

Из 1 т клубней с содержанием крахмала 17,6% получают 112 л этилового спирта, 0,39 л сивушных масел и 1500 л барды; или 170 кг крахмала и 1 т мезги; или 80 кг глюкозы и 65 кг гидрола. Выход спирта с 1 га посадок картофеля в 3-5 раз больше, чем с той же площади посевов зерновых культур.

Картофель в земледелии имеет агротехническое и агроэкономическое значение: после него поля остаются в рыхлом и чи­стом от сорных растений состоянии, благодаря чему картофель служит хорошим предшественником в севообороте для всех зер­новых культур, в том числе яровой пшеницы, кукурузы, зернобобовых, свеклы. Картофель во многих регионах может возделываться в качестве пароза­нимающей культуры и быть предшественником озимых зерновых.

История культуры

Предполагаемым место происхождения картофеля является Южная Америки, Анды (Чили, Перу). В 1925-1932 гг. советские ученые С.М. Букасов, С.В. Юзепчук и другие совершили экспедицию в различные районы Америки, где собрали большое количество диких видов, подтвердив, что именно здесь не менее чем за 1-2 тысячи лет до н.э. возделывался картофель. Также указывается, что в этих регионах он возделывался более 8 тысяч лет.

В Европу картофель был завезен в XVI в., сначала в Испанию, позже распространился по всем европейским государствам.

Появление картофеля в России связывают Петром I, который прислал мешок клубней из Голландии. Однако в литературе по истории появления картофеля в России также имеются сведения о его проникновении в Россию с Востока — через Камчатку и Аляску, где эта культуру, по данным академика П.С. Палласа (1785) и Г.И. Шелехова (1842), была у местного населения «в обыкновении».

Широкое распространение картофеля в России было положено указом Сената от 1765 г. В 1765-1766 гг. Сенат еще 22 раза рассматривал вопрос о введении картофеля. В 1765 г. в свет вышло «Наставление» о его разведении, представляющее энциклопедию по картофелевод­ству, состоящую из 16 разделов. В декабре 1765 г. было издано дополнительное «Наставление» о перевозках и хранении семенного кар­тофеля.

С середины XIX в. зоны возделывания картофеля в России значительное расширились из-за частых неурожаев хлеба. В 1881 г. площадь, занятая картофелем, достигла 1529 тыс. га.

Во второй половине XIX в. в России появились свои относительно хорошие сорта картофеля, выведенные селекционерами-любителями, прежде всего селекционера-самородка Ефима Андреевича Грачева (1826-1877), который выводил их в Петербургской губернии и не раз демонстрировал на выставках в России и за рубежом.

В 1903 г. селекция картофеля была продолжена профессором Московского сельскохозяйственного института (в последствии ставшим ТСХА) Д.Л. Рудзинским, которых вел индивидуальный отбор из иностранных сортов. Однако масштабы семеноводства совсем не соответствовали тому значению, которое картофель приобрел в России к тому времени.

Только после Октябрьской революции селекция картофеля получила значительное развитие. В 1919 г. С.М. Букасовым была начата работа по изучению сортов картофеля в Бюро прикладной ботаники Сельскохозяйственного ученого комитета, который затем был преобразован во Всесоюзный научно-исследовательский институт растениевод­ства им. Н.И. Вавилова (ВИР).

А.Г. Лорхом и Т.В. Асеевой была собрана коллекция некоторых иностранных и местных сортов на Кореневской картофельной станции, которая была основана в 1920 г. в Ухтомском районе Московской области, в последствии ставшей Научно-исследовательским институтом картофельного хо­зяйства (НИИКХ).

Первые ранние сорта картофеля советской селекции — Комсомолец и Калитинец — были выведены в 20-е годы И.А. Веселовским, в 1922 г. А.Г. Лорхом и П.С. Гусевым — два среднепоздних сорта — Лорх и Кореневский.

В последующие годы большая селекционная работа проводилась под руководством П.И. Альсмика в Белорусском научно-исследовательском институте картофелеводства и плодоовощеводства (БелНИИКПО). Работа велась в направлении создания рако- и фитофтороустойчивых сортов с повышенным содержанием в клубня крах­мала и белка. Также селекционная работа проводилась в НИИКХ, Украинском НИИ картофельного хозяйства (УкрНИИКХ), Северо-Западном НИИСХ, странах Прибалтики.

Районы возделывания

Благодаря хорошей приспособляемости к условиям произрастания картофель распространен во всем мире. Его посевы продвигаются на север до 71° с.ш. и на юг до 46° ю.ш. Возделывается также в горных районах. Его выращивается на всех континентах во многих странах. Общая площадь посадок в мире в 1981 г. составляла 17,9 млн га, при валовом сборе —257 млн т (ФЛО). Средняя урожайность — 16 т/га.

В странах Европы под картофелем занято свыше 35% всех площадей, Азии — 28%. Лидерами по производству картофеля среди стран Европы в 1981 г. были Польша — 2,26 млн га, ГДР — 0,5 млн га, ФРГ — 0,28 млн га, Франция — 0,2 млн га, Чехия — 0,2 млн га (ФАО). В США площадь, занятая под посадками картофелем, была 0,5 млн га.

В СССР картофель возделывался от Заполярья до юж­ных границ Средней Азии и Закавказье, суммарная площадь составляла в 1981 г. 6,8 млн га. Наибольшие площади были сосредоточены в России, на Украине, в Белоруссии и Прибалтике.

В России основные посадки картофеля сосредоточены в Нечерноземной зоне, валовый сбор картофеля в этой зоне — свыше 30 млн т в год. Также большие площади имеются в Центрально-Черноземной зоне, Поволжье, Сибири, на Урале и Дальнем Востоке. На юге , прежде всего юго-западных областях степной зоны, картофель менее распространен, так как картофель плохо переносит летнюю жару.

В 2001-2005 гг. в России площадь посадок картофеля была 3,2-3,4 млн га, валовой сбор — 35,1 млн т, из которых 92% приходится на долю личных подсобных хозяйств. Средняя урожайность — 11,1-11,7 т/га.

Урожайность

Средняя урожайность картофеля во времена СССР составляла 11,7-12,0 т/га, валовой сбор — 70-72 млн т. При правильной агротехнике, сортообновлении урожайность в боль­шинстве районов картофелеводства может быть стабильным в пределах 20-25 т/га. Например, в Дмитровском районе Московской области урожайность картофеля составила в 1983 г. 19,5 т/га с площади 5026 га, в Раменском районе — 19,3 т/га с площади 4290 га. Максимальные урожаи в 1983 году составили:

• в Дмитровском районе Московской области (совхоз «Рогачевский») — 24,6 т/га с площади 850 га;
• в Раменском районе Московской области (колхоз «Борец») — 34,1 т/га с пло­щади 350 га;
• в Гатчинском районе Ленинградской области (совхоз «Пламя») — 21,5 т/га с площади 610 га;
• в Новозыбковском районе Брянской области — 17,4 т/га с площади 8522 га;
• в Погарском районе Брянской области — 19,1 т/га с 6430 га;
• в Касимовском районе Рязанской области (колхоз «Заветы Ильича») — 22,0 т/га с площади 785 га;
• в Северной Осетии по индустриальной технологии — 32,0 т/га с площади 1500 га получи­ли по 320 ц/га клубней;
• в Томской области (ОПХ им. Б.Н. Сидоренко) — 23,5 т/га с площади 350 га.

В Белоруссии сред­няя урожайность составляла примерно 15 т/га.

Урожайность картофеля в странах Европы в среднем 35 т/га, в Великобритании, Германии, Швейцарии, Бельгии, Нидерландах — до 40-50 т/га.

Ботаническое описание

Картофель — многолетнее травянистое клубненосное растение семейства Пасленовые (Solanaceae), рода Solanum, объединяющему несколько десятков диких и культурных видов. В культуре используется в качестве однолетнего, так как весь жизненный цикл начинается с прорастания клубня и заканчивается формированием зрелых клубней, который происходит за один период вегетации.

Обычно картофель размножают вегетативным путем — клубнями, частями клубней, ростка­ми и черенками. В селекционной практике применяют семенное размножение.

Самый используемый вид Solanum tuberosum L., другие виды, отличающиеся ценными биологическими и хозяйственно-полезными признаками, используются в селекции для выведения новых сортов.

К таким видам относят:

• S. andigenuin Iuz. et Buk. — культурный тетраплоидный вид, родом из Аргентины (2n = 48 = 4x). Считается родствен­ным виду S. tuberosum;
• S. leptostigma Iuz. — тетраплоидный культурный вид, происходит с острова Чилоэ. Отличается повышенным содержанием крахмала и устойчивостью к раку;
• S. phureja Iuz. et Buk. S. rubinii — культурные диплоидные виды (2л = 24 = 2х), распространен в Южной Америке. Характеризуется повышенным содержанием белка и устойчивостью к парше;
• S. demissum Lindl. — дикий самофертильный гексаплоидный вид (2n = 72), происходит из Мексики;
• S. stoloniferum — самофертильный дикий аллотетраплоидный вид, родом из высокогорных районов Анд. Произрастает в Перу, Бо­ливии и Аргентине. Отличается морозоустойчивостью.

Корневая система при выращивании из клубня — мочковатая, состоящая из корневых систем отдельных стеблей. Включает:

• ростковые (глазковые), или первичные, корни, которые образуются в начале прорастания клубней;
• пристолонные, образующиеся в течение всего вегетационного периода и располагающиеся группами по 4-5 около каждого столона;
• столонные, располагающиеся на столонах.

Корневая система проникают в почву неглубоко. Примерно 50% корней расположены в пахотном слое, 22-38% проникают глуб­же, отдельные корни проникают до 150 см в глубину.

Глубина проникновения корней в почву различна для сортов. Обычно у позднеспелых сортов она проникает на большую глубину. Согласно В.Р. Ротмистрову, горизонтально корни распространяются на 50 см в торону. По Бёме, 37% всех корней распространяется в стороны на 30 см и 1% — на 90-120 см.

Корневая система плохо приспособлена к преодолению механического сопротивления почвы.

Мощность корневой системы зависит от влажности, аэрации и содержания питатель­ных веществ в почве.

Корневая система характеризуется активной поглотительной способностью, прежде всего фосфора.

Наиболее интенсивный рост корневой системы приходится на бутонизацию — начало цветения. Высокая активность корней в период интенсивного клубнеобразования связана со способностью поглощать питательные вещества даже в конце вегетации.

Клубень — утолщенный и укороченный стебель. В раннем возрасте на нем имеются мелкие чешуйчатые листочки без хлорофилла. В пазухах этих листочков закладываются покоя­щиеся почки, образующие так называемые глазки. В последствии, чешуйчатые листочки атрофируются, при этом остается листовой след или — бровь глаз­ка. Как правило, в одном глазке имеется три почки. При прорастании в рост трогается одна из них — наиболее развитая средняя, другие оста­ются запасными и прорастают при повреждении или обламывании ростков.

Почка клубня состоит из конуса нарастания с зачатками будущих листьев, пазушных почек и корешков.

Глазки на клубне располагаются спирально. В верхней части клубня почки расположены более сближено, так как клубень растет вершиной. Эти глазки более жизнеспособны, про­растают раньше нижних.

В за­висимости от сорта ростки, прорастающие на свету, могут иметь зеленую, крас­но-фиолетовую или сине-фиолетовую окраску.

Кожура зрелых клубней представляет собой тонкую пробковую ткань, защищающую их от высыхания и заболеваний. Под пробковым слоем находятся паренхиматические клетки ко­ры, заполненные крахмальными зернами, затем идет слой образовательной ткани (камбия) и кольцо сосудисто-волокнистых пучков, соединяющихся с глазками. Во внутренней ча­сти клубня — сердцевине — содержание крахмала меньше, чем в коре.

Дыхание клубней и испарение влаги происходит по межклетникам, то есть рыхло расположенных клеток через чечевички — возвышения на кожуре клубня. Их количество и размер определяются условиями выращивания.

Форма клубней разнообразна и является сортовым признаком. Обычно определяется соотношениями длины к ширине и ширины к толщине. В зависимости от этих соотношений клубни бывают круглые, округло-овальные, удлиненно-овальные, длинные, плоские, овальные.

Окраска клубней бывает белая с проявлением желтизны; красная с оттенками от светло-ро­зового до интенсивно-красного и сине-фиолетового. Мякоть клубня обычно белая, в различной степени желтоватая, у некоторых сортов красная или сине-фиолетовая.

Наружная окраска клубня определяется количеством пробкового вещества коры и пигмента, заключенного в соке клеток коры. При тонком пробковом слое окраска мякоти просвечивается. По мере утолщения пробкового слоя окраска меняется от кремовой до коричневой.

Содержание крахмала в клубнях может варьировать от 12 до 25% (иногда до 29%). В клубнях столовых сортов картофеля содержание крахмала составляет 12-16% крахмала, заводских (технических) сортов — 18-29%. Поздние сорта отличаются большей крахмалистостью. Для переработки используют картофель с содержанием крахмала не менее 18%.

Стебель прямостоячий, реже отклоняется в сторону. Окраска зеленая, у некоторых сортов из-за присутствия антоциана — с красновато-бурым оттенком. Интенсивность пигментации определяется сортовыми особенностями, условиями возделывания, освещенности, водообеспеченности и другими факторами.

По характеру ветвления стебля сорта картофеля делятся на:

• позднеспелые сорта, у которых ветвление происходит в основном в нижнем ярусе;
• скороспелые сорта, у которых стебель снизу не ветвится.

Стебли ребристые, трех- или четырехгранные, реже округлые, в разной степени опушенные. В местах соединения граней на ребрах формируются выросты зеленой ткани, называемые крыльями. Являются сортоотличительным признаком.

Высота стеблей варьирует от 30 до 150 см и зависит от условий возделывания и сорта. Позднеспелые сорта имеют, как правило, более высокий стебель и больше число междоузлий.

Куст обычно состоит из 2-8 облиственных стеблей. Число их определяется сортом, размером посадочных клубней, количества проросших почек. У растений, выросших из крупных клубней, обычно число стеблей больше. Число стеблей в кусте в определенной мере влияет на урожайность клубней. Для увеличения числа прорастающих почек применяют приемы, например, делают поперечные надрезы клубней или обрабатывают посадочные клубни ростовыми веществами.

В подземной части стебля из пазушных почек формируются побеги, называемые столоны. На их концах образуются клубни, или утолщения. На одном стебле может образовываться 6-8 столонов, которые дополнительно могут ветвиться. Толщина столонов меньше, чем стеблей. Длина столонов различна: у ранних сортов короче, у поздних — длиннее.

Листья, появляющиеся при прорастании клубней или семян, простые, цельнокрайные. По мере развития растения формируются прерывисто-непарноперисторассеченные. Каждый такой лист состоит из нескольких пар боковых долей, которые размещаются одна напротив другой, промежуточных долек между ними и конечной доли. Боковые доли и дольки посажены на стерженьках, прикрепленных к стержню, переходящему в черешок. Дольки в зависимости от их положения подразделяются на серии: конечную, первую, вторую, третью и четвертую. К первой серии относятся все дольки, посаженные на стерженьке между долями первой и второй пар и т.д.

Дольки первой и второй серии имеют значение для сортового различия. Конечная (непарная) доля листа на конце стержня отличается по форме от боковых долей и, часто бывает крупнее. От начинается отсчет долей. У некоторых сортов разделение конечной и боковой долей неполное, это явление называется плющелистность.

Строение и рассеченность листьев — один из сортовых признаков. По числу и расположению долек в сериях различают сильную и слабую рассеченность. Средняя рассеченность является нехарактерным сортовым признаком.

При широком промежутке между долями и дольками лист называют редкодольным; при узких промежутков — плотным, или густодольным.

На нижней стороне листа имеется сеть жилок, их окраска часто бывает связана с окраской клубней. Жилкование уменьшается при внесении повышен­ных доз калия или увеличивается при повышенных дозах азота. На стебле листья располагаются по спирали.

Цветки у картофеля собраны в соцветия, которые представляют собой расходящиеся завитки, расположенные на общем цветоносе разной длины. Цветоножка сочленная. Цветки пятерного типа. Чашечка цветка спайнопятилистная, чашелистики срастаются у основания. Венчик колесовидный, включает пять сросшихся лепестков.

Окраска венчика может быть белой, синей, темно-сине-фиолетовой, красно-фиолетовой с различными оттенками. В цветке находится пять тычинок, которые состоят из пыльников, посаженных на коротких нитях, срастающихся между собой и с основанием лепестков. Пыль­ники оранжевого, желтого, зеленовато-желтого или зеленова­того цветов. Пестик состоит из рыльца, столбика и завязи. Рыльце головчатое, булавовидное или раздельнолонастное. Столбик прямой или изогнутый. Завязь верхняя, состоит из двух плодолистиков с многочисленными семяпочками.

Картофель является самоопыляющимся растением, большинство сортов стерильны, некоторые — фертильны.

Плод — двухгнездная многосемянная сочная зеленая ягода шаровидной или овальной формы. При созревании ягоды становятся белыми с приятным запахом, похожим на запах земляники, не пригодны в пищу из-за содержащегося в них соланина. Семена светло-желтого цвета, мелкие, плоские, зародыш согнут. Масса 1000 семян составляет примерно 0,5 г.

Биологические особенности

Картофель, по данным исследований и практического опыта, отличается высокой пластичностью среди сельскохозяйственных культур. Однако для нормального роста и развития ему необходимо  обеспечение оптимальных условий жизни.

Требования к температуре

Картофель отрицательно реагирует на температуру почвы менее 7-8 °С и более 25 °С.

Поврежденные заморозками молодые растения достаточно легко восстанавливаются. При достаточном обеспечении питательными веществами и влагой они быстро наращивают вегетативную массу. На посадках картофеля, подвергшегося действию заморозков, рекомендуется проводит подкормку азотными удобрениями.

При действии низких температур до -1 °С на клубни в период хранения из-за образования сахаров они становятся сладкими, но при выдерживании таких клубней при комнатной температуре в течение 5-10 дней, сахара снова превращаются в крахмал, а вкус становится нормальным.

Образование корней начинается при температуре почвы выше 7 °С. При более низких температурах посаженные клубни долго лежат в почве, на них за счет запаса пи­тательных веществ могут формироваться новые клубни без появления надземных органов. Такое явление может наблюдаться при посад­ке картофеля в холодную, переувлажненную почву или в слишком сухую при температуре более 25 °С.

Нормальное прорастание клубней происходит при температуре почвы 6-8 °С. Оптимальная для прорастания температура составляет 18-20 °С (по другим данным 13-15 °С1В.В. Коломейченко. Растениеводство/Учебник. — М.: Агробизнесцентр, 2007. — 600 с. ISBN 978-5-902792-11-6. Стр. 406), в этих условиях всходы по­являются через 10-12 дней после посадки, при температуре 13-15 °С — через 18-20 дней, тогда как при темпе­ратуре почвы менее 7 °С они появляются только через 30-35 дней, иногда через 50 дней.

Для средней полосы оптимальная температура почвы для клубнеобразования является 16-19 °С, что соответствует температуре воздуха 21-25 °С. Похолодание приводит к задержке роста клубней, при 2 °С — рост пре­кращается.

Повышенная температура почвы приводит к большему образованию и ветвлению столонов, это усиление ростовых процессов идет в ущерб накоплению урожая клубней.

Затяжная жаре выше 30 °С становится причиной прекращения ассимиляционной деятельности листьев, в следствие чего останавливается рост клубней, их кожура грубеет. В эти периоды интенсифицируется дыхание, при котором увеличивается расход углеводов, что сдерживает клубнеобразование.

Сумма активных температур выше 10 °С за период вегетации, необходимая для полного развития растений картофеля, составляет для ранних и среднеранних сор­тов 1000-1400 °С, для позднеспелых — 1400-1600 °С.

Осенние заморозки до -3 °С приводят к гибели ботвы, но клубни не повреждаются.

Более поздние сорта картофеля отличаются лучшей холодостойкостью.

Требования к влаге

Картофель требователен к влаге. Потребление воды изменяется по фазам роста. Критический период влагопотребления — начало цветения. В этот период недостаток влаги в почве приводит к резкому снижению урожая. Даже кратковременная засуха в фазе бутонизации приводит к уменьшению урожая на 17-23%. Урожай клубней картофеля ранних сортов определяется атмосферными осадками в июле, среднеспелых сортов — июля — августа, поздних — осадками июля — августа — сентября (А.Г. Лорх, 1948).

Транспирационный коэффициент картофеля составляет 400-550, иногда варьирует от 167 до 659, что указывает на высокую пластичность растений картофеля и хорошей приспособленностью к условиям произрастания.

В жаркие дни куст может испарять до 4 л воды, в южных районах еще больше. Поэтому для всех регионов с не­достаточным увлажнением решающее значение приобретают агротехнические приемы по накоплению и сохранению почвенной влаги. Высокий уровень агротехники и достаточном обеспечении питательными веществами расход воды картофелем уменьшается.

Оптимальная влажность почвы для роста и формирования высокого урожая составляет 70-80% наименьшей влагоемкости в слое распространения основной массы корней в фазе цветения и клубнеобразования. В период накопления крахмала — 60-65% наименьшей влагоемкости.

В условиях средней полосы снижение влажности почвы до 60% наименьшей влагоемкости приводит к снижению урожая на 3-9%, до 40% — на 40-43%. При влажности 40% цветение задерживается на 4-6 дней, при 20-30% — на 9-10 дней. Соответственно задерживается клубнеобразование и отмирание ботвы.

В обеспечении влагой в первый период роста большое значение имеют запасы влаги материнского клубня. В наиболее жаркие часы суток за счет этих запасов восполняется недостаток почвенной влаги. Эту же роль при дальнейшем развитии растения играют новые образующиеся клубни. Таким образом, клубни картофеля служат запасным хранилищем влаги, которое заполняется при достатке воды или из которого рас­тение берет влагу при ее недостатке.

У картофеля хорошо развита способность поглощать влагу воздуха через листья. Эти особенности позволяют растениям относительно легко выдерживать кратковременные засухи.

Для получения высоких урожаев картофеля в условиях средней полосы за период вегетации должно выпадать не менее 300 мм атмосферных осадков. С увеличением испаряемости влаги с поверхности почвы и при продвижении посевов на юг, потребность в воде возрастает, поэтому недостаток влаги в этих условиях восполняют орошением. При неравномерном выпадении осадков в Нечерноземной зоне картофель также хорошо отзывается на орошение.

Избыточное увлажнение также нежелательно, так как приводит к ухудшению воздушного режима почвы, повышается водянистость клубней, снижается их крахмалистость, хранение проходит хуже.

Требования к воздушному режиму почвы

Корневая система картофеля в процессе дыхания потребляет большое количество кислорода из почвенного воздуха. Потребность корней составляет примерно 1 мг кислорода на 1 г сухого вещества в сутки. Наибольшая потребность отмечается в период клубнеобразования.

Этим обусловлена потребность поддержания почвы в рыхлом состоянии с объемной массой не выше 1-1,2 г/см3. В рыхлой почве интенсивней проходит газообмен между почвенным и атмосферным воздухом. В сильно увлажненных, уплотненных или плохо обработанных почвах содержание кислорода может снижаться до 2% и сильно увеличиваться содержание углекисло­го газа. В таких условиях клубни начинают задыхаться и загнивать. Оптимальная концентрация углекислого газа в почвенном воздухе должна быть не более 1%.

Требования к свету

Картофель — растение короткого (по другим данным длинного1В.В. Коломейченко. Растениеводство/Учебник. — М.: Агробизнесцентр, 2007. — 600 с. ISBN 978-5-902792-11-6. Стр. 406) светового дня. Короткий день не является обязательным условием, но в средней полосе ускоряет развитие. Сорта картофеля могут отличаться по реакции на продолжительность светового дня. В условиях пониженных температур севера фотопериодическая реакция также изменяется.

В средней полосе короткий день приводит к ускорению начала клубнеобразования и сокращению продолжительности вегетации, в том числе длительности формирования и роста клубней.

На ранних стадиях клубнеобразования масса клубней при коротком дне бывает больше, чем при длинном. Однако длинный день способствует формированию ботвы, от мощности которой зависит продуктивность фотосинтеза и образование веществ, необходимых для роста клубней. Поэтому урожайность клубней при длинном световом дне обычно выше, но это не означает, что картофель можно относить к растениям длинного дня.

У ранних и поздних сортов картофеля более продолжительный и интенсивный рост ботвы отмечается в усло­виях длинного дня, но эффективность клубнеобразования, то есть отношение массы клубней к массе ботвы, значительно больше при коротком дне. Об этом свидетельствует и то, что наиболее интенсивное клубнеобразование для большинства сортов приходится на вторую половину лета, когда длина светового дня сокращается.

Картофель — светолюбивое растение. Даже небольшое снижение освещенности приводит к пожелтению ботвы, вытягиванию стеблей, ослаблению или полному отсутствию цвете­ния, уменьшению урожайности.

На урожай и качество клубней влияет направление рядков. Освещенность рядков при северо-южном, северо-западном и юго-восточном направлениях более равномерно, в отличии от западно-восточного. Так, при направлении рядков с севера на юг урожай картофеля был выше на 1,6-2,0 т/га, содержание крахмала — на 1-2% (ТСХА).

Клубни после выкопки при пребывании на свету несколько дней зеленеют в следствие образования хлорофилла. Под действием прямого или рассеянного солнечного света содержание соланина в клубнях увеличивается до 30-40 мг на 100 г клубней, тогда как обычное его содержание составляет 2-10 мг на 100 г. Затем соланин превращается в гликозид сола­нина, имеющий антисептическое действие. Поэтому озеленение семенного карто­феля способствует защите клубней от заболеваний и грызунов в период осенне-зим­него хранения.

Озеленение клубней, предназначенных для пищевых целей или на корм не допустимо, так как при этом картофель приобретает горько-терпкий привкус и становится ядовитым.

Требования к почве

Картофель предпочитает рыхлые почвы. Интенсивность дыхания корневой системы составляет 7-12 мл кислорода в час на 1 г сухого вещества корней, что в 5 раз больше, чем интенсивность дыхания корней подсолнечника и других культур. Этим обусловлена повышенная требовательность картофеля к пористости почвы. Корни, выращиваемых в рыхлой почве с плотностью 1,10 г/см3, лучше ветвятся, пронизывают на глубину всего пахотного слоя, уходя в подпахотный. Оптимальная плотность почвы для выращивания картофеля составляет 0,9-1,2 г/см3. На более рыхлых почвах потери влаги становятся слишком большими.

Рыхлая почва необходима для хорошего развития столонов и образования моло­дых клубней, в уплотненной почве они получаются мелкие и сильно деформированные.

Всходы на уплотненных до 1,35-1,50 г/см3 суглинистых почвах появляются на 5-6 дней позже, чем на почвах плотностью 1,10-1,20 г/см3.

Картофель хорошо растет на удобренных супесчаных и суглинистых черноземных почвах. В Нечерноземной зоне для него подходят окультуренные дерново-подзолистые, серые лесные почвы, на легких супесчаных почвах вносят органические удобрения. Подходят также окультуренные торфяники, прежде всего для семенных посевов.

Легкие по гранулометрическому составу почвы также пригодны для выращивания картофеля, клубни получаются с высокими вкусовыми качествами при условии достаточного внесения удобрений.

За счет высокой усвояющей способности корневой системы картофель может произрастать и на относительно бедных почвах, но урожайность при этом остается невысокой.

Не пригодны для возделывания картофеля тяжелые суглинистые, глинистые, сильно уплотненные почвы, заплывающие, прежде всего с близким залеганием грунтовых вод. На таких почвах свободное развитие клубней затруднено, а вследствие избыточного увлажнения заболеваемость растений увеличивается. Также не под­ходят засоленные почвы, так как картофеля плохо переносит засоленность.

Питание растений картофеля

В сухом ве­ществе растений картофеля обнаружено 26 химических элементов, но основными в питании растения для большинства почвенно-климатических зон России являются азот, фосфор и калий.

В одной тонне урожая клубней и соответствующего количества ботвы, которое составляет 0,4 т, и корневых остатков содержится 4,5 кг N, 2,2 кг Р2О5, 10,3 кг К2О (А.Г. Лорх).

По обобщенным и усредненным данным, с 10 т клубней и соответствующего количества ботвы картофеля из почвы выносится 50 кг N, 20 кг Р2О5, 90 кг К2О, примерно 40 кг СаО и 20 кг MgO. Таким образом, калий — основной питательный элемент, потребляемый этой культурой, затем идет азот и меньше — фосфора.

Увеличение урожайности взаимосвязано с повышением потребности в питательных веществах, но не прямо пропорционально. При низком уровне агротехники и невысокой урожайности картофель потребляет на единицу урожая больше питательных веществ. То есть с улучшением условий роста и раз­вития растений, и, следовательно, урожая клубней питательные вещества используются экономнее (НИИКХ).

При одинаковой урожайности клубней более интенсивное развитие ботвы связано с большим выносом минеральных элементов из почвы. Общий вынос питательных веществ определяется сортовыми особенностями, погодными условиями и агротехникой.

Картофель выносит из почвы значительно больше минеральных веществ, чем зерновые культуры, но при этом дает примерно в 2-2,5 раза больше хозяйственно ценной продукции с единицы площади.

В начале вегетации картофель потребляет немного питательных веществ. Максимальное потребление приходится на периоды интенсивного нарастания надземной массы (фаза цветения) и клубнеобразования. В конце вегетации поступление питательных веществ снижается, полностью прекращаясь к началу засыхания листьев.

Ко времени цветения картофель потребляет 55-60% азота, немного меньше фосфора и свыше 50% калия от обшей потребности (Опытная станция полеводства и льноводства ТСХА).

Питательный режим больше, чем другие факторы жизни растений, влияет на технологические, продовольственные и семенные показатели качества клубней. Достаточное и своевременное обеспечение картофеля питательными веществами, в том числе микроэлементами, позволяет уменьшить негативное действие неблагоприятных условий и получить высокий урожай хорошего качества.

Недостаток азота в почве приводит к слабому развитию надземных органов растений картофеля, уменьшается облиственность, снижается продуктивность работы листового аппарата, урожайность и крахмалистость клубней падают.

Избыток азота приводит к чрезмерному росту ботвы, задержке клубнеобразования, удлинению вегетационного периода, снижению устойчивости растений к болезням. Оптимальное азотное питание способствует лучшему усвоению калия и фосфора.

Азот картофелем из почвы потребляется в виде нитратов и ионов аммония.

Достаточная обеспеченность картофеля фосфором способствует ускорению развития растений, начиная с появления всходов, быстрее наступают другие фазы развития, в том числе клубнеобразование, повышается скорость образования корневой системы, урожайность и содержание крахмала клубней, улучшаются их лежкость и семенные свойства.

Недостаток фосфора в почве приводит к нарушению нормального развития растений: уменьшается ветвистость куста, позже начинаются бутонизация, цветение и клубнеобразование. На клубнях образуются коричневые пятна, снижаются крахмалистость и вкусовые качества.

Дефицит фосфора часто проявляется на кислых подзолистых суглинистых почвах. Взаимодействуя с подвижными формами алюминия и же­леза почвы, он переходит в недоступные для растений фосфаты полуторных оксидов. Известкование кислых почв, уменьшает содержание алюминия и же­леза в почвенном растворе, тем самым повышая доступность фосфора.

Также необходимо иметь ввиду, что фосфор хорошо поглощается почвой, поэтому малые дозы фосфорных удобрений малоэффективны.

Калий задействован в процессах фотосинтеза, белковом и углеводном обменах, влияет на урожай и качество, прежде всего крахмалистость клубней, повышает устойчивость к болезням. Имеет большое значение в водном режиме растений: за счет него повышается тургор клеток, поддерживается внутреннее давление в тканях растения.

Недостаток калия приводит к нарушению роста и развития картофеля, влияет на морфологическое строение, плохо развиваются механические ткани и корневая система. Клубни при дефиците калия удлиняются, становятся мелкими, плохо хранятся в зимний период.

Действие калия зависит от формы используемых азотных удобрений. Нитратный азот слабо влияет на его действие, аммонийный — сильно. Хлорсодержащие калийные удобрения снижают крахмалистость клубней.

Содержание доступного калия в почве для картофеля непостоянно и зависит от влажности почвы. Чем больше влажность, тем больше доступного калия, поэтому действие калий­ных удобрении на урожай сильнее проявляется в засушливые годы.

Избыточное калийное питание снижает вероятность заболеваний макроспориозом и кольцевой гнилью.

Вегетация

Картофель — культура, главным образом, умеренного климата.

Вегетационный период варьирует от 60 до 180 дней: для ранних сортов он составляет 60-90 дней, позднеспелых — 140-180 дней.

• всходы;
• образование соцветий;
• цветение, начинается через 30-35 дней после появления всходов;
• отмирание (увядание) ботвы.

Цикл роста картофеля условно делят на три периода:

• от всходов до начала цветения, в этот период происходит увеличение масса ботвы, прирост клубней небольшой;
• цветение — прекращение прироста ботвы (практически до начала увядания), в этот период происходит интенсивный прирост клубней;
• прекращение прироста ботвы — естественное увядания. Прирост клубней в этот период продолжается, но менее интенсивно.

Длительность периодов зависит от сортов и их скороспелости. У скороспелых сортов первый период длится 27-36 дней в всходов до начала цветения проходит в зависимости от погоды, среднеспелых — 38 дней, позднеспелых — 46-48 дней.

Длительность второго периода составляет для скороспелых сортов — 26-28 дней, среднеранних — 34-36 дней, средне- и позднеспелых — 43-45 дней. Третий период имеет туже закономерность.

Второй период считается самым важным: в это время образуется 65-75% урожая, который сильно зависит от погодных условий. Среднесуточные приросты клубней могут быть от незначительных до высоких в зависимости от метеоусловий. В период максимального клубнеобразования максимальный прирост может достигать 2,5-2,8 т/га. Приросты по 1-1,5 т/га в от­дельные, относительно короткие периоды, наблюдаются почти ежегодно. В августе-сентябре прирост массы клубней одного куста может достигать 30-35 г в сутки, прирост содержания крахмала — 0,3-0,5%. В европейской части России наибольшие приросты приходятся с 25 июля по 10 сентября.

Клубнеобразование начинается в конце фазы бутонизации — начале цветения, в этот же период определяется и число клубней. Окончательно количество клубней зависит от погодных условий в июле-августе и обеспеченности влагой.

При выращивании картофеля семенами, вначале появляется росток с двумя семядолями и зародышевым стержневым корнем. Затем из подземной части стебля и столонах формируются корни, также как при вегетативном размножении.

Некоторые сорта могут образовывать только бутоны, цветения при этом не происходит, позже они опадают.

Надземная часть отмирает только у скороспелых сортов, у позднеспелый она сохраняется и продолжает жизнедеятельность до осенних заморозков.

Выращивание картофеля

При подборе сортов картофеля в условиях конкретной зоны целесообразно одно­временно использовать 2-3 сорта с разной скороспелостью.

НИИКХ рекомендуется для хозяйств картофельной специализации соотношение сортов, в % общей площади под картофелем: ран­ние и среднеранние сорта — 40%; среднеспелые сорта — 35%; среднепоздние — 25%. При таком соотношении сортов имеется возможность сместить сроки уборки на более ранний период (август) и проводить уборку основ­ной массы картофеля при благоприятных условиях, сни­зив потери урожая и сохранив его качество.

По назначению сорта картофеля подразделяются на:

• столовые, отличаются хорошими вкусовыми качествами, нетемнеющей мякотью и выровненной формой клубня;
• технические (заводские), имеют повышенное содержание крахмала;
• универсальные (столово-заводские), характеризуются хорошими вкусомыми качествами, выровненной формой клубней с нетемнеющей мякотью и повышенной крахмалистостью и содержанием белка.

Среди используемых сортов 60% приходится на столовые, 30% — универсальные и 10% — технические.

По срокам созревания сорта подразделяются на:

• ранние (50-65 дней);
• среднеранние (65-80 дней);
• среднеспелые (80-100 дней);
• среднепоздние (100-110 дней);
• поздние (более 110 дней).

Приекульский ранний. Сорт выведен Приекульской опытно-селекционной станцией. Устойчив к раку, распространен в центральных и северо-западных областях России, Западной Сибири, Дальнем Востоке, также Прибалтике, некоторых областях Украины, Молдавии.

Белорусский ранний. Сорт выведен БелНИИКПО. Урожайность высокая, устой­чив к раку, устойчивость к вирусным болезням средняя. Вкусовые качества хорошие, лежкость удовлетворительная. Возделывается в Алтайском крае, Калининградской, Московской и Орловской областях, также Белоруссии, некоторых областях Украины и Эстонии.

Пригожий 2. Выведен БелНИИКПО. Устойчив к раку и картофельной нематоде. Поражаемость фитофторозом выше среднего, вирусными болезнями — слабая. Возделывается в Брянской, Владимирской, Тверской и Ка­лужской областях, также в Белоруссии.

Жуковский ранний (1993).

Волжанин. Сорт выведен Ульяновской государственной областной сельскохозяйственной опытной станцией. Урожайность высокая, засухоустойчивый сорт столового назначения с хо­рошими вкусовыми качествами. Выращивается в Среднем и Нижнем Поволжье, Северном Кавказе и Западной Сибири.

Любимец. Столовый сорт выведем НИИКХ. Урожайность высокая, с вы­сокими вкусовыми качествами. Устойчив к раку. Возделывается в Москов­ской области, Ставропольском крае, Чечне и Ингушетии.

Пензенская скороспелка. Выведен Петровской селекционно-опытной станцией НИИСХ Юго-Востока. Столовый сорт с высокими вкусовыми качества­ми, лежкость хорошая. Устойчив к засухе и раку. Возделывается в Липец­кой, Пензенской, Рязанской, Тульской, Тверской областях, также в некоторых областях Казахстана.

Колпашевский. Сорт выведен Нарымской государственной селекционной станцией. Сорт столового назначения с хорошим вкусом. Устойчив к раку. Выращивается в Красноярском крае, Камчатской и Сахалинской областях, Башкирии, Республиках Коми и Тува.

Ульяновский. Столовый сорт выведен Ульяновской государственной областной сельскохозяйственной опытной станцией. Урожайность высокая, засухоустойчив. Повышенная устойчивость к кольцевой гнили. Выращивается в Среднем и Нижнем Поволжье, на юге Урала и Северном Кавказе.

Гатчинский. Столовый сорт выведен Северо-Западным НИИСХ. Урожайность высокая. Вкусовые качества хорошие, с хорошей и отличной лежкостью клубней. Устойчив к раку. Возделывается в северо-западных областях России и Украины.

Камераз. Универсальный сорт выведен ВИР. Урожайность высокая, вкусовые качества и лежкость хорошие. Устойчив к раку. Выращивается в Калининградской, Ленинградской, Новгородской, Псковской, Сахалинской областях.

Огонек. Столовый сорт выведен БелНИИКПО. Вкусовые качества и лежкость хорошие. Устойчив к раку, относительно устойчив к фитофторе. Возделывается в Северной Осетии, также в Белоруссии, Черкасской и Черниговской областях Украины.

Столовый 19. Столовый сорт выведен Северо-Западным НИИСХ. Урожайность высокая, крахмалистость средняя. Лежкость и вкусовые качества хорошие. Устойчив к раку и фитофторе. Выращивается на западе и северо-за­паде Нечерноземной зоны, также на Украине.

Лорх. Универсальный сорт, выведенный НИИКХ в 1931 году. Один из самых распространенных сортов. Урожайность и вкусовые качества высокие. Леж­кость хорошая. Крахмалистость до 22%. Устойчив к фитофторе, кольцевой гнили и другим болезням, за исключением рака. Возделывается в России, Украине, странах Средней Азии.

Сулев. Столово-заводской сорт выведен на Йыгеваской опытно-селекционной станции Эстонского НИИ земледелия и мелиорации. Содержание крахмала среднее и повышенное. Вкусовые качества и лежкость хорошие. Устойчив к раку, относительно устойчив к фитофторе, поражается паршой, ризоктонией. Выращивается во Владимирской и Псковской областях, также Прибалтике и Украине.

Янтарный. Столовый сорт, выведен экспериментальным хозяйством «Большевик» ВИР. Крахмалистость средняя. Вкусовые качества удовлетвори­тельные и хорошие, лежкость хорошая. Устойчив к раку, слабо поражается фитофторой и ризоктонией. Выращивается в Московской области.

Темп. Универсальный сорт выведен БелНИИКПО. Урожайность и крахмалистость высокие. Вкусовые качества отличные, хорошо разваривается. Лежкость хорошая. Устойчив к агрессивным расам рака, незначительно поражается фитофторой, относительно устойчив к парше обыкновенной. Возделывается в Брянской, Тверской, Рязанской областях, также в Белоруссии и на Украине.

Разваристый. Универсальный сорт, выведен БелНИИКПО. Может выращиваться на торфяно-болотных почвах Витебской, Гомельской и Минской областей Белоруссии.

Павлинка. Столово-технический сорт, выведен БелНИИКПО. Крахмалистость высокая. Лежкость хорошая. Устойчив к раку, относительно устой­чив к фитофторе. Выращивается в Минской области.

Ускоренное размножение сортов картофеля

Для быстрого размножения перспективных сортов картофеля используют приемы ускоренного размножения: надрезание клубней и разрезание на части, укоренение верхушек стеблей, отводков, черенков.

Хорошие результаты дает размножение картофеля отводками и укоренение вер­хушек, отросших из отводков растений (НИИКХ, Филиппов, Постников, 1971). Клубни, предназначенные для размножения, этим способом разрезают поперек, половинки высаживают в грунт вегетационных домиков или теплиц. При достижении проростками длины 5-8 см их отделяют от клубней и высаживают по одному в вегетационные марлевые или пленочные до­мики. Отделение отводков от клубней можно делать до 5 раз. У отрос­ших до 25-40 см отводков растений отрезают верхушки стеб­ля до 10 см. Срезанные верхушки для укоренения погружают на половину на 6-7 ч в раствор гетероауксина (0,75 мг на 1 л воды), после чего высаживают в грунт. Проводят периодический полив растений. Для уменьшения испарения влаги, высаженные верхушки прикрывают полиэтиленовой пленкой до укоренения, затем ее снимают. Коэффициент размножения этим способом достигает 212.

Другой способ ускоренного размножения предполагает закладывание клубней после уборки на длительное проращивание при комнатной тем­пературе (У. Хаманн, ГДР). После появления 1,5-2 см ростков клубни выдерживают в растворе гиббереллина (2 мг/л) для стимулирования роста, затем проращивают в тех же условиях с переменным освещением с периодичностью 8 суток до появления длинных ветвящихся ростков. Чтобы клубни не сморщивались влажности воз­духа в камере поддерживают на уровне 80-90%. По мере отрастания ростки отделяют и разрезают на сегменты с одной зачаточной почкой. Сегменты раскладывают на смоченную фильтровальную бумагу до формирования корешков, которые обычно появляются через 4-5 дней. Давшие корни сегменты высаживают в ящики с увлажненным торфом. Через 2 недели из каждого сегмента образуется нормальное растение высотой 8-10 см, готовое к пересадки в почву. Коэффициент размножения этим способом для сорта Ранняя роза составил 1064 (Л.Н. Трофимцев).

Вырождение

Вырождение картофеля — прогрессирующее снижение урожая и качества клубней в последующих репродукциях, которое связывается с вирусными болезнями этой культуры. Впервые упоминается англичанином Максвеллом в 1757 году. В России информация об этой болезни появились в 1801 г.

В изучении этого явления важным моментом стало открытие инфекционной природы одной из типичных форм вырождения — курчавости листьев. Позже была установлена вирусная природа и других болезней вырождения.

Вырождение проявляется в:

• преждевременном пробуждении почек глазков клубней;
• образовании вытянутых ростков;
• развитии мел­ких, обычно больных клубней;
• резком снижении продуктивности растений;
• поражении болезнями, прежде всего вирусными.

Существует несколько версий объяснения причин вырождения: экологическая, вирусная, физиологическое ста­рение, теория токсинов и микоризная. Первые две считаются наиболее вероятными.

Экологическая теория вырождения связывает это явления с неблагоприятными условиями произрастания и нару­шением питания растений. В первую очередь это вызвано высокой температурой, недостатком влаги в почве в период образования клубней.

Вирусная теории предполагает, что причиной вы­рождения являются вирусы. При этом экологические усло­вия в данном случае только усиливают или ослабляют действие вирусных болезней.

Картофель может поражаться вирусами X, S, A, Y, М, L, R. Однако современные исследования указывают на то, что вероятно, вырождение картофеля связано с воздействие сразу двух этих факторов: экологии и вирусных болезней.

М.С. Дунин. «Результаты и новые задачи получения и применения противовирусных сывороток для оздоровления семенного картофеля», 1960 г.

Растение картофеля может заражаться одним или не­сколькими вирусами. В последнем случае, угнетение растений и потери урожая увеличиваются. Так, у сорта Прискульский ранний при поражении вирусами X и S снижение урожая составляет 8%, а вирусами X, S и Af— 19%. Аналогичные примеры получены для многих других сортов.

По характеру симптомов, проявляющихся на растениях, морфологическим признакам возбудителей и способов распространения вирусные болезни подразделяют на мозаики и желтухи.

Вырождение может быть неинфекционного типа, например, нитевидность ростков и израстание клубней. Свойством этого типа вырождение является то, что симптомы не передаются здоровым растениям через заражение. Этот тип вырождения обратим: симптомы могут ослабевать или полностью исчезать при обеспечении растений благоприятными условиями выращивания.

Таким образом, вырождение карто­феля — это результат комплексного действия неблагоприятных условий и вирусной инфекции на вегетативно размножаемое растение карто­феля. При определенных условиях та или другая форма вырождения становится доминирующей.

Высокие температуры и сухость почвы в период клубнеобразования отрицательно сказывается на росте и развитии растений. Это обусловлено тем, что при температуре выше +25 °С происходит изменение белкового состава клубней, что усиливает их вырождение. Особенно сильно вырождение проявляется в теплых регионах России.

Вирусное вырождение часто может переносится тлями, а распространение вирусных заболеваний также может быть обусловлено почвенно-климатическими условиями, сортовыми особенностями, агротехнологией.

Причиной вырождения может стать использование на семенные цели физиологически старых клубней и посадка картофеля поздней весной. Сорта картофеля различаются устойчивостью к вырождению.

Регулярное оздоровление посадочного материала не всегда возможно, так как это связано с постоянной заменой старых сортов на более устойчивые. В настоящее время ведется организация семеноводства в северных и горных регионах России, где выращиваются элиты, не зараженной вирусами, при контроле за размножением перспективных клонов. Современные достижения биотехнологии позволяют использовать результаты меристемной культуры.