Картофель

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

В зарубежной практике часто называется ирландский картофель или белый картофель.

[toc]
Картофель (Solanum tuberosum)
Картофель (Solanum tuberosum)
Источник: commons.wikimedia. org
©Philmarin (CC BY-SA 3.0)

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.

Факторы качества

Картофель является полезной культурой, поскольку его выращивают во многих районах, и за относительно короткое время он дает большое количество и высокое качество продуктов питания на единицу площади. Другие характеристики включают способность к хранению, простоту приготовления, вкусовые качества с высокой ценностью насыщения и широкую приемлемость.

Важные факторы качества клубней включают внешний вид, размер, форму, текстуру и пигментацию кожуры, цвет мякоти, глубину и количество глазков, дефекты и, что очень важно, сухое вещество.

Связь удельного веса и общего количества сухого вещества с текстурой картофеля и его использованием.

Удельный вес Содержание сухого вещества, % Текстура Оптимальное назначение
<1,06 <16 Очень сочная Жарка на сковороде, салаты, консервирование
1,06-1,07 16-18 Сочная Жарка на сковороде, салаты, варка и консервирование
1,07-1,08 18-20 Восковидная Варка, пюре, изготовление чипсов или консервирования
1,08-1,09 20-22 Мучнистая, сухая Хорошо для запекания, чипсов и картофеля-фри; некоторые сорта склонны к расслаиванию при варке
>1,09 >22 Очень мучнистая или сухая Хорошо для запекания, чипсов и картофеля фри; большая склонность к хрупкости и расслаиванию при варке

На текстуру вареного картофеля большое влияние оказывает содержание сухого вещества, а также размер клеток клубня и соотношение амилозы и амилопектинового крахмала. Эти характеристики влияют на кулинарное и технологическое использование. В целом, клубни с высоким содержанием сухого вещества, высоким соотношением амилозы и амилопектина, небольшим размером клеток и низким содержанием сахара предпочтительны для большинства видов переработки и для приготовления путем запекания или жарки. Такой картофель при варке склонен к расслаиванию и имеет мучнистую текстуру. Картофель с низким содержанием сухого вещества лучше всего использовать в вареном виде, так как он обычно остается целым. Состав крахмала многих сортов картофеля с низким содержанием сухого вещества имеет тенденцию к низкому соотношению амилозы и амилопектина. Такой картофель при запекании имеет влажную текстуру.

Помимо воды (около 78%), другими компонентами являются углеводы и белок, обычно около 18% и 2% соответственно. Картофель также содержит значительное количество минералов и витамина С. Желтоплодные сорта содержат некоторое количество каротина. При сравнении пищевой ценности продуктов важно отметить, что высокое содержание воды в картофеле необходимо учитывать при сравнении с зерновыми или другими продуктами с высоким содержанием сухого веса. Из-за относительно высокого потребления картофель обеспечивает значительное количество белка и калорий, несмотря на низкое абсолютное содержание.

Токсические соединения

Растения и клубни картофеля содержат токсичные гликоалкалоиды, альфа-соланин и альфа-чаконин, которые действуют как ингибиторы холинэстеразы. Когда клубни подвергаются воздействию света, хлорофилл вместе с гликоалкалоидами синтезируется. Количество образующихся гликоалкалоидов зависит от продолжительности облучения, интенсивности и качества света (в основном ультрафиолетового), а также от температуры; при температуре ниже 5°C синтезируется мало. Эти соединения горькие на вкус, и их прием внутрь может вызвать заболевание, а в крайних случаях — смерть; токсичность зависит от количества принятой пищи. Механические травмы также вызывают образование этих веществ.

Как правило, наибольшее количество гликоалкалоидов содержится в тканях с высокой метаболической активностью, таких как ростки и цветки. Содержание в листве и стеблях выше, чем в клубнях. Кожура клубня (перидерма) имеет самую высокую концентрацию гликоалкалоидов; кожура удаляет большую часть гликоалкалоидов, но не все. Зрелые клубни содержат 2-6 мг/100 г свежего веса. Их содержание высоко на ранних стадиях развития клубня; самые высокие показатели (14-28 мг/100 г) наблюдаются в мелких незрелых клубнях. Тепло не разрушает эти вещества, хотя некоторые из них могут выщелачиваться при кипячении. Содержание гликоалкалоидов варьируется в зависимости от сортов. Введение некоторых новых сортов, перспективных по многим полезным характеристикам, было предотвращено из-за высокого содержания гликоалкалоидов. Приемлемая концентрация составляет менее 20 мг/100 г; при таком уровне горький вкус очень заметен.

Происхождение и одомашнивание

Предполагаемым место происхождения картофеля является Южная Америки, Анды (Чили, Перу, Боливия). 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.

В средней части Чили и острове Чилоэ были введены в культуру местные дикие тетраплоидные виды (2n = 48), которые положили начало виду Solanum tuberosum. Именно этот вид стал основой сортового многообразия картофеля в Европе (более 2000 сортов, 600 из них используются). В настоящее время в селекционной ра­боте задействованы и другие виды — всего более 160. 

Картофель, как дикий, так и культурный, хорошо выживает на месте, поскольку клубни имеют высокое содержание влаги, а также запасы крахмала и других питательных веществ, которые позволяют восстанавливаться. Несобранные клубни могут оставаться в почве в спящем состоянии и прорастать, когда условия роста становятся благоприятными; таким образом, обеспечивается дальнейшее выживание. На ранних этапах развития и в примитивных условиях способность хранить и консервировать собранные клубни повышала их полезность в качестве пищевой культуры. Например, чуно, обезвоженный хранящийся продукт из картофеля, изготавливался путем вытаптывания и естественного высушивания клубней путем многократного замораживания и оттаивания в некоторых высокогорных районах Анд.

Считается, что название «potato» происходит от инкского «papa»; также предполагается, что похожее по звучанию название батата — сладкий картофель индейцев Карибского бассейна. Ассоциация с Ирландией, как полагают, ответственна за название «ирландский картофель», которое сохранилось, несмотря на то, что картофель выращивают во многих странах. Белый картофель — самое распространенное название. Хотя некоторые сорта имеют белую мякоть и белую кожуру (перидерму), это название не учитывает внутренние и внешние цветовые вариации, которые встречаются. Тем не менее, хотя ни «белый», ни «ирландский» не являются точными, эта ассоциация сохраняется.

История культуры

Древние времена

Инки использовали картофель по крайней мере за 2000 лет до прибытия испанских исследователей. Радиоуглеродное датирование зерен крахмала, найденных при археологических раскопках, показало, что картофель использовался по крайней мере 8000 лет назад.

В Европе и мире

В Европу картофель был завезен около 1570 года из Южной Америки, сначала в Испанию, позже распространился по всем европейским государствам, что привело к невообразимому росту и распространению новой продовольственной культуры с глубокими экономическими и историческими результатами. Из Испании картофель был завезен в соседние европейские страны, и менее чем через 100 лет его выращивали довольно широко во многих регионах Европы. Вскоре картофель распространился за пределы Европы: около 1610 года он был завезен в Индию, в 1700 году — в Китай, а около 1766 года — в Японию. Шотландско-ирландские иммигранты завезли картофель в Северную Америку в начале 1700-х годов.

Однако до широкого распространения и принятия картофеля в Европе существовал значительный скептицизм в отношении его съедобности. Когда картофель впервые появился в Европе, он считался ядовитым из-за своего внешнего сходства с пасленовыми (Solanum species). Клубни считались непригодными для употребления в пищу или пригодными только для очень бедных слоев населения и в качестве корма для животных. Принятие также было плохим из-за низкой продуктивности. Андские интродуценты (Solanum tuberosum subsp. andigena), полученные из низкоширотных регионов, показали плохие результаты, поскольку они не были приспособлены к европейским умеренным широтам, хотя в южных европейских регионах продуктивность была выше. Гербарные образцы и рисунки показывают, что первыми были интродуцированы андские, а не чилийские (S. tuberosum subsp. tuberosum), и что чилийские источники появились только в 19 веке.

Во время его раннего внедрения сельское население и фермеры-арендаторы в некоторых европейских странах поощрялись, а иногда даже принуждались землевладельцами к производству картофеля. В начале индустриальной эпохи эта культура стала основным продуктом питания для крестьянского населения. Вскоре была признана его ценность как продукта питания для человека, а также возможность производить больше калорий при меньших затратах, чем зерновые культуры. Поэтому картофель стали выращивать все чаще, чтобы удовлетворить продовольственные потребности растущего европейского населения.

Возросшая зависимость от этого источника питания привела к расширению производственных площадей, что способствовало тяжести неурожая картофеля и вызванного им ирландского голода в 1845 и 1846 годах. Многолетнее экстенсивное выращивание картофеля, особенно в Ирландии, при ограниченном севообороте и увеличении площади земель, занятых под картофелеводство, сделало его весьма уязвимым для болезней. Грибок поздней пятнистости Phytophthora infestans прижился, и при благоприятных условиях популяция грибка выросла до масштабов эпидемии, отчасти потому, что наиболее восприимчивые сорта картофеля, выращиваемые в то время, были андского происхождения. В этот период в Ирландии от голода умерло около миллиона человек. Из-за голода произошла массовая миграция населения, а также значительные экономические потрясения в Ирландии и других европейских странах. Следствием неурожая стало появление в 19 веке более приспособленных чилийских сортов картофеля, заменивших первоначальные андские. Это сформировало генетическую базу, которая в настоящее время называется S. tuberosum subsp. tuberosum.

В России

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

По объему производства картофель занимает четвертое место в мире среди основных продовольственных культур после пшеницы, кукурузы и риса. Производство белков и углеводов из картофеля на единицу площади земли в день превышает производство любой другой зерновой культуры. Кроме того, высокая питательная ценность картофеля способствовала расширению его производства во многих районах, даже там, где он менее продуктивен.

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.

Китай, Польша и США производят более 15%, 8% и 7%, соответственно. Более широкое применение технологий производства, культур, борьбы с болезнями и вредителями обуславливает значительно более высокую урожайность в западноевропейских странах и США по сравнению с республиками бывшего Советского Союза и Китаем.

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.

Если рассматривать статистику производства картофеля в бывшем Советском Союзе как единое целое, то он отличался тем, что в течение многих лет производил более 25% мирового производства. Даже сейчас три бывшие республики — Российская Федерация, Украина и Беларусь — входят в число 10 ведущих стран-производителей картофеля, на долю которых в совокупности приходится более 22% мирового объема.

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.

Общее мировое производство демонстрирует тенденцию к снижению на протяжении нескольких десятилетий, причем снижение более заметно в промышленно развитых странах. Общее снижение наиболее заметно в сокращении потребления столового картофеля, в то время как использование в качестве продуктов переработки возросло. Согласно статистике ФАО, мировое использование текущего производства составляет 45% для питания людей, 30% для животных, 15% для семян, 2% для крахмала и около 8% в качестве отходов.

В настоящее время страны умеренного пояса являются крупнейшими производителями и потребителями картофеля, в то время как страны тропиков и субтропиков, к которым относятся многие менее экономически развитые страны, производят и потребляют меньше. Препятствиями для производства в этих регионах являются высокие дневные и ночные температуры, высокая восприимчивость к болезням и вредителям, а также бедные почвы. Кроме того, трудности с получением чистых адаптированных семенных фондов, адекватное хранение и другие проблемы, связанные с введением новой культуры, являются препятствиями, которые требуют решения до расширения производства. Селекционеры продолжают исследования для обеспечения большей адаптации в других регионах, таких как низменные тропики.
В течение многих лет Международный исследовательский центр картофеля (CIP) в Перу разрабатывал и внедрял ценные результаты исследований. Усилия CIP и других учреждений обеспечат сохранение важности картофеля как основного продукта питания.

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.

Таксономия

Паслен (Solanum) — большой и разнообразный род, насчитывающий более 1500 видов, около 90 из которых являются клубнеплодами и лишь немногие культивируются. Ареал диких клубнеплодных видов Solanum простирается от юго-запада США до высокогорных районов Мексики, Центральной Америки и Анд с продолжением в Чили и Аргентине. Клубни диких видов обычно небольшие и горькие на вкус из-за содержащихся в них алкалоидов.

Наибольшее генетическое разнообразие картофеля наблюдается в андских регионах Перу и Боливии. Дикие клубнеплоды и примитивные культивируемые виды обеспечивают большой разнообразный генофонд для расширения адаптации к устойчивости к болезням и другим наследуемым характеристикам для улучшения культивируемых видов, особенно S. tuberosum.

Дикий диплоидный S. leptophyes, найденный на севере центральной Боливии, возможно, был первичным предком культивируемых видов. Диплоидный S. stenotomum, вероятно, является культигеном S. leptophyes, который в результате естественной интрогрессии (гибридизации) с другими видами и, возможно, некоторого участия человека при культивировании, привел к появлению других культигенов, одним из которых является S. tuberosum, не встречающийся в диком состоянии.

S. tuberosum subsp. tuberosum, картофель мировой торговли, является тетрапиоидом (2n = 2X = 48). Помимо S. tuberosum subsp. andigena, другими признанными культивируемыми видами являются S. anjanhuiri (2X), S. chaucha (3X), S. curtilobum (5X), S. juzepczukii (3X), S. phureja (2X), S. stenotomum (2X) и S. goniocalyx (2X). В роде Solanum около 70% диких форм являются диплоидами (2n = 24), которые в основном самонесовместимы, и около 15% — тетрапиоидами, большинство из которых самоплодны.

S. tuberosum возник на юге Перуанского и Боливийского нагорья. Предполагается, что в условиях культивирования доисторическими индейцами он эволюционировал как тропический высокогорный подвид, классифицированный как S. tuberosum subsp. andigena, и умеренный низменный подвид, идентифицированный как S. tuberosum subsp. tuberosum. Последний, обладающий реакцией клубнеобразования в течение длинного дня, лучше адаптируется к умеренному климату Европы. Однако известно, что благодаря селекции S. tuberosum subsp. andigena способен адаптироваться к длинному дню.

Ботаническое описание

Картофель — многолетнее двудольное 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

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.

Растения, полученные бесполым путем из клубней, развивают тонко разветвленные, относительно мелкие и нитевидные распространяющиеся придаточные корни, в то время как растения, выращенные из настоящих семян, образуют тонкий корень с множеством боковых отростков.

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

Клубень морфологически представляет собой укороченный, утолщенный, мясистый 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.

Сорта различаются по количеству почек. Как правило, в одном глазке имеется три почки. При прорастании в рост трогается одна из них — наиболее развитая средняя (апикальная), другие оста­ются запасными и прорастают при повреждении или обламывании ростков. Апикальные почки прорастают первыми, так как подавляют прорастание других почек. Такое апикальное доминирование уменьшается по мере удаления или отделения от апикальной части клубня; низкие температуры и старение клубня также уменьшают апикальное доминирование.

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.

Основными тканями клубня являются перидерма, кора, сосудистый цилиндр флоэмы и ксилемы, а также участки внутренней и внешней медуллы или ткани сердцевины. 

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. Камбий производит мало вторичных тканей. Во внутренней ча­сти клубня — сердцевине — содержание крахмала меньше, чем в коре.

Поверхность клубня может быть гладкой или шероховатой из-за сетчатости или растрескивания, цвет перидермы варьирует от коричневого до светло-коричневого, красного или темно-фиолетового.

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, сине-фиолетовая, темно-желтая, оранжевая. 

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

Стебель прямостоячий, реже отклоняется в сторону, вначале гладкие, а при дальнейшем росте становятся угловатыми и разветвленными. 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.

Рост растений варьируется от компактного до раскидистого. 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

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

Цветки у картофеля собраны в соцветия, которые представляют собой расходящиеся завитки, расположенные на общем цветоносе разной длины. Цветоножка сочленная. Цветки пятерного типа (пятилопастный сросшийся венчик). 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. По другим данным, не имея нектара, картофель в основном опыляются перекрестно, обычно ветром, но встречается опыление насекомыми (Rubatzky). У некоторых сортов часто происходит опадение цветков, поэтому плодоношение редкое.

Плод

Плод — двухгнездная многосемянная сочная зеленая или пурпурная 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 (гликоалкалоидов).

Количество семян в плоде варьирует от нескольких до нескольких сотен, заключены в мякоть.

Семена овальные или почковидные, светло-желтого или или желтовато-коричневого цвета, мелкие, плоские, зародыш согнут. Масса 1000 семян составляет примерно 0,5 г.

Экологические требования

За пределами своего происхождения растение картофеля хорошо адаптировалось и может произрастать в большинстве регионов с умеренным климатом до 60° широты. Отсутствие высокотемпературной адаптации ограничивает производство в тропиках. Взаимодействие фотопериода и температуры является наиболее важным фактором, влияющим на развитие растений и клубней. Фотопериод оказывает прямое влияние на образование клубней. Это влияние может быть изменено температурой, хотя реакция сортов на длину дня и/или температуру также может быть различной.

Требования к температуре

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

Ботва при высокой относительной влажности и температуре -1,5…-2,0 °С при средней продолжительности заморозка 5-6 ч чернеет и погибает. Особенно подвержены действию низких температур молодые растения. Однако медленное снижение температуры приводит к накоплению в растениях сахаров, тем самым их устойчивость к температурам -2…-4 °С повышается.

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.

Клубни картофеля, как правило, повреждаются при температуре -1…-2 °С, что связано с большим содержанием в них воды (до 75%). Однако в некоторые годы в результате постепенного охлаждения клубней осенью и накоплению сахаров (иногда до 8%) они могут даже перезимовать в почве. Перезимовавшие клубни рано пробуждаются, трогаются в рост и могут становится местом временного обитания насекомых-вредителей, в дальнейшем становятся засорителями посевов последующей культуры.

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.

Прорастание клубней после периода покоя и высадки в почву, начина­ется при температуре 3-5 °С, но процесс происходит очень медленно без образования корневой системы, резко увеличивается заболеваемость клубней. При температуре менее 3 °С и более 31 °С рост и развитие почек на клубнях задерживаются. Действие температур ниже -1…-1,5 °С и выше 35 °С на протяжении нескольких дней приводит к повреждению почек.

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).

Корни картофеля сильно разветвлены и расположены относительно неглубоко. Около 90% находится в пределах 50 см от поверхности, что, как правило, повышает восприимчивость к стрессу почвенной влаги. Высокая потребность во влаге возникает после завязывания клубней и во время их укрупнения.

Равномерность снабжения влагой очень важна, особенно для формы клубней. Бугристость, которая обычно вызвана дефицитом влаги, может быть особенно сильной у некоторых сортов.

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.

Потребность культур во влаге сильно варьируется от 250 до более чем 500 мм воды. 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, увеличивается количество чечевичек клубней, а чрезмерные дожди или длительное увлажнение листьев и высокая влажность способствуют развитию внекорневых заболеваний.

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. Структура и уплотнение почвы оказывают сильное влияние на форму клубней, а также на урожайность и качество.

Предпочтительны хорошо дренированные, с глубоким пахотным слоем почвы со средней и крупнозернистой структурой

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.

При внесении органических удобрений картофель относительно хорошо переносит слабоподкисленные почвы. Оптимальное значение кислотности почвы составляет 5-6. По другим данным, оптимальны слабокислые почвы с pH 5,5-6,5 (Rubatzky). pH почвы менее 5,4 помогает бороться с обыкновенной картофельной паршой (Streptomyces scabies).

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.

Иногда всю норму удобрений вносят при посадке, хотя более эффективным является постепенное внесение на определенных этапах роста растений. Задержка клубнеобразования, созревание клубней и могут быть результатом чрезмерного внесения удобрений, особенно азотных.

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.

Анализ почвы перед посадкой полезен для оценки потребностей в удобрениях. Анализ тканей также полезен для определения питательного статуса растения. Рекомендуемые уровни азота в тканях черешка картофельного листа, достаточные для хорошего роста, зависят от стадии роста растения. Уровень азота для сухой ткани черешка в начале сезона роста должен составлять около 12 000 ppm, фосфора — 2000 ppm, калия — 11%. Во время роста клубней соответствующие уровни составляют 5000 ppm N, 1000 ppm P и 6% K.

Азот

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 и созревания клубней, 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.

Фосфор

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

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.

Фаза вегетации:

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

Цикл роста картофеля условно делят на три периода:

  1. от всходов до начала цветения, в этот период происходит увеличение масса ботвы, прирост клубней небольшой;
  2. цветение — прекращение прироста ботвы (практически до начала увядания), в этот период происходит интенсивный прирост клубней;
  3. 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.

Физиология стадий роста

Рост листьев быстро увеличивается после появления всходов и стеблей, а накопление массы происходит быстро и часто линейно в течение 90-100 дней, а иногда и дольше для позднеспелых сортов (рис.). После этого темпы роста снижаются и прекращаются с наступлением листовой старости или в случае прекращения роста из-за заморозков или сбора урожая.

Относительный характер роста раннеспелых и позднеспелых сортов картофеля
Относительный характер роста раннеспелых и позднеспелых сортов картофеля

Рост листьев больше реагирует на температурное воздействие, чем на фотопериод, но независимо от дневной или ночной температуры, длинные дни оказывают гораздо большее влияние, чем короткие. Это влияние максимально, когда дневные температуры умеренные или высокие (20-30°C), а ночные температуры низкие (10-17°C).

Длинные дни увеличивают период фотосинтеза, что приводит к увеличению размеров растений и большому урожаю клубней. Даже в северных странах — Финляндии, Норвегии и Швеции, где дни очень длинные, но короткий вегетационный период, урожайность достигает 20-30 т/га. И наоборот, короткие дни ограничивают продолжительность периода фотосинтеза, и поэтому растения получаются мелкими и менее продуктивными. Длительные периоды высокой температуры (более 35°C) могут привести к повреждению растений.

Хотя картофель считается растением короткого дня в отношении клубнеобразования, взаимодействие с температурой нельзя игнорировать. Длинные дни задерживают начало клубнеобразования и ограничивают количество клубней; теплые температуры (25-30°C) усиливают инициацию клубней, а температуры выше 30°C обычно предотвращают инициацию клубней. Однако при длинных днях и температуре ниже 20°C инициация клубней увеличивается; оптимальной является температура около 12°C.
Культивары различаются по реакции на фотопериод/температуру. Примером тому могут служить средние широты, где дни относительно длинные, а температура летом умеренная, что обеспечивает климат, идеальный для выращивания картофеля. Клубни обычно завязываются примерно через 45 дней после посадки. После туберизации укрупнение клубней идеально происходит при средней температуре 17°C или чуть ниже.

Высокие дневные и ночные температуры снижают чистую ассимиляцию; количество сухого вещества, распределяемого между клубнями, уменьшается из-за высокой скорости дыхания. Хотя средняя дневная температура от 20°C до 30°C наиболее благоприятна для роста листьев, оптимальная температура воздуха для максимизации урожая (накопления крахмала) составляет от 16°C до 18°C. Высокие ночные температуры чаще являются причиной низкой урожайности клубней, чем высокие дневные температуры. Основная причина плохой адаптации картофеля к субтропическим и тропическим условиям заключается в преобладании высоких ночных температур.

В целом, температура от 20°C до 30°C способствует росту стеблей и листьев, но менее благоприятна для формирования и развития клубней. Температура ниже 20°C благоприятна для зарождения и увеличения клубней. Низкие ночные температуры (10-17°C) могут частично компенсировать эффект высоких дневных температур (25-30°C) в отношении клубнеобразования и развития клубней.

Ни фотопериод, ни температура не являются полностью независимыми в своем влиянии, и каждый из них по-разному влияет на рост надземной и подземной части. Различия между сортами часто играют важную роль в различной реакции на фотопериод и температуру.

Клубнеобразование

Клубнеобразование начинается с остановки удлинения столонов и накопления крахмала, что приводит к увеличению объема и веса. На клубнеобразование коллективно влияют длина дня, температура, фотосинтетические резервы и сорт. Высокая интенсивность света и низкий уровень азота в растении способствуют образованию клубней.

Три фазы клубнеобразования следующие: инициация, происходящая как дифференциация почки на столоне в клубневой примордий; укрупнение, признанное быстрым делением клеток, сопровождаемое накоплением крахмала; и созревание, которое происходит, когда клубень переходит в стадию покоя. Укрупнение клубня имеет приоритет перед вегетативным ростом и закладкой новых клубней. Одновременно с созреванием клубней происходит старение листьев.

На урожайность клубней влияют многие факторы; основное влияние оказывает продолжительность периода роста до увядания листьев. Позднеспелые сорта обычно дают больше урожая, чем раннеспелые, из-за способности листвы производить большое количество фотосинтата.

Выращивание картофеля

Основная статья: Выращивание картофеля

Размножение

В терминологии картофелеводов под семенами подразумеваются семенные клубни, а не ботанически истинные семена. Будучи высоко гетерозиготными, истинные семена часто дают растения и клубни, не похожие на клубни родительского растения, и их использование в основном ограничивалось селекционными целями. В последнее время, в результате исследований в области селекции растений, использование истинных семян для размножения возросло. Вегетативное размножение с использованием целых клубней или клубнелуковиц остается основным методом; стеблевые черенки используются редко.

Хотя вегетативное размножение имеет преимущество, заключающееся в точном соответствии типу, основными недостатками являются большая масса и возможность передачи болезней. Зависимость от вегетативного размножения обуславливает значительную важность наличия достаточного количества материала, свободного от болезней и вредителей.

Для большей части мирового производства садоводы используют клубни предыдущего урожая. Хронические случаи заболевания размножаемого материала приводят к необходимости производства свободных от болезней запасов. С этой целью производство семенных клубней обычно осуществляется в прохладных регионах, неблагоприятных для возникновения болезней, где насекомые-переносчики вирусов немногочисленны или отсутствуют. Кроме того, в таких условиях симптомы некоторых листовых вирусных заболеваний обычно проявляются быстрее, а поскольку поля производства семенных клубней инспектируются, больные растения можно удалить (проредить). Другие болезни, такие как бактериальное увядание и ранняя пятнистость, лучше проявляются в условиях высокой температуры. В дополнение к полевым испытаниям, для выявления вирусов и других болезней существуют лабораторные тесты. Процедуры культуры тканей с использованием тепловой терапии и/или меристемного микроразмножения используются для получения изначально свободных от болезней растительных запасов. Последующие регенерации обычно используются для производства семенных клубней. В некоторых странах правительства или другие организации сертифицируют семенные клубни на отсутствие заболеваний.

Условия, в которых находятся семенные клубни во время их производства, обработки и хранения, могут оказать важное влияние на последующую производительность. Время посадки, сбора урожая и температура хранения влияют на «физиологический возраст» семенного клубня. Поздний посадочный и/или ранний картофель, выращиваемый в течение более короткого времени, физиологически молод; поздний урожай увеличивает возраст клубней. Физиологически старые семенные клубни обычно дают растения с большим количеством стеблей и большим количеством мелких клубней. И наоборот, из физиологически молодых семенных клубней вырастают растения с меньшим количеством стеблей и меньшим количеством, но крупных клубней.

Высокие температуры во время роста растений могут увеличить физиологический возраст клубней. Такие клубни при использовании для семян могут повлиять на последующий рост и урожайность растений. Например, растения, выращенные из семенных клубней, выращенных в прохладных условиях (13-14°C), обычно дают более высокий урожай, чем растения, выращенные из клубней, выращенных в теплых условиях (26°C); однако эта реакция зависит от сорта. Ускоренное старение может произойти, если клубни подвергаются стрессу во время роста и/или физическим повреждениям во время послеуборочной обработки и хранения.

Хранение семенных клубней

Важным аспектом размножения является хранение семенных клубней. Поскольку свежесобранный картофель не прорастает, клубни, предназначенные для размножения, должны храниться после сбора урожая, чтобы пройти период покоя.

Состояние покоя (внутренняя спячка) может длиться от 5 до 20 недель, в зависимости от сорта, температуры хранения и зрелости клубней. Свежеубранные клубни обычно не прорастают, даже если обеспечить благоприятные для прорастания условия температуры и влажности. Период покоя может быть сокращен при высоких температурах (21-27°C), хранении при высокой влажности, низкой концентрации кислорода, а также при ранении или срезании клубней. В большинстве ситуаций покой со временем исчезает. Отсутствие роста отличается от покоя тем, что первое обусловлено неблагоприятными условиями окружающей среды.

Появление ростков и последующий рост зависят от периода хранения и температуры; у разных сортов наблюдается вариабельность. Клубни хранятся при низкой температуре, 3-4°C, и высокой, 90%, относительной влажности воздуха при надлежащей вентиляции, чтобы максимально продлить срок хранения и свести к минимуму преждевременное развитие ростков. Период хранения в 6 недель обычно достаточен для большинства сортов, чтобы удовлетворить требование покоя, хотя некоторым может потребоваться более длительное время. Температура ниже 2°C может повредить последующие всходы. Клубни, хранящиеся при температуре 12-22°C, имеют более короткий период покоя и покоя, а также демонстрируют более сильное апикальное доминирование по сравнению с клубнями, хранящимися при низких температурах. Воздействие света во время низкотемпературного хранения приводит к тому, что растения дают много мелких клубней, в то время как хранение в темноте при высоких температурах приводит к тому, что растения дают меньше, но более крупных клубней.

В теплом климате использование естественного рассеянного света является недорогой альтернативой хранению при контролируемой температуре. Облучение клубней рассеянным светом оказывает такой же эффект, как и низкая температура, ограничивая рост ростков и уменьшая апикальное доминирование. В этих условиях удлинение ростков приостанавливается. В некоторых европейских странах эта практика называется «прореживание» или проращивание зелени. Озеленение и образование соланина не вызывают беспокойства, поскольку клубни не употребляются в пищу.

Истинный семенной материал картофеля в коммерческом производстве

Исследования, главным образом в Международном центре картофеля в Перу, привели к повышению надежности использования истинных семян картофеля (TPS) для размножения. Использование TPS обеспечивает свободу от передачи большинства вирусов при размножении и позволяет избежать недостатков, связанных с обработкой, хранением и транспортировкой громоздких семенных клубней. Поэтому TPS открывает большие перспективы, особенно для развивающихся стран. Сто граммов TPS эквивалентны для размножения 2-3 тоннам семенных клубней. Однако сорта TPS часто не отличаются однородностью размера, формы, цвета и качества клубней и дают низкую урожайность. В настоящее время создаются родительские линии, которые отличаются лучшей однородностью. Хотя качество и использование TPS будут продолжать улучшаться, эти препятствия необходимо преодолеть.

Поскольку TPS находятся в состоянии покоя, их сначала используют для получения рассады, а не высевают непосредственно в поле. Саженцы высаживают через 4 или 5 недель, когда они лучше переносят возможные неблагоприятные условия выращивания. Такая задержка приводит к продлению вегетационного периода на несколько недель. TPS также высевают с высокой плотностью в питомниках для получения семенных клубней, которые из-за их небольшого размера обычно высаживаются целиком.

В развивающихся странах затраты на семенные клубни составляют значительную часть производственных затрат. Ручное опыление и другие затраты на производство TPS высоки, но ожидается, что они будут ниже, чем при производстве обычных семенных клубней. TPS имеет потенциал для расширения картофелеводства в тех областях, где семенные клубни как материал для размножения ограничены.

Сорта

Подбор сортов

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.

Классификация

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).

Ранние сорта

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.

Бородянский.

Вармас.

Пирмунес.

Се­дов.

Харьковский ранний.

Хибинский ранний.

Приобский.

Волжский.

Весна.

Вятка.

Искра.

Фаленский.

Уральский ранний.

Жуковский ранний (1993).

Изора.

Среднеранние сорта

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.

Петровский.

Детскосельский.

Лаймдота.

Пионер.

Полесский розовый.

Арина.

Агриа.

Невский (1982).

Среднеспелые сорта

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.

Анар.

Альма.

Катадин.

Мечта.

Островский.

Передовик.

Заречный.

Краснопольский.

Луговской (1987).

Лыбидь.

Среднепоздние сорта

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.

Вита.

Идеал.

Истринский.

Лошицкий.

Бирюза.

Верба.

Раменский.

Филатовский.

Позднеспелые сорта

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.

«…естественного вырождения нет, есть патологическое вырождение».

А.А. Ячевский, «Болезни вырождения картофеля», 1925.

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.

«…нам не надо спорить о том, экология или вирус, а надо раз навсегда усвоить, что экология и вирус. Надо знать, когда имеем дело с вирусом и когда с экологическим вырождением».

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.

Улучшение семенного материала

Технология выращивания семенного картофеля включает тот же комплекс агро­техники, который применяется для получения продовольственного картофеля с учетом зоны страны. Однако он дополняется некоторыми специальными приемами, направленными на по­лучение высококачественного семенного материала.

Для полу­чения семенного картофеля высокого качества уборку начинают до полного созревания клубней, особенно это относится к ранним сортам. Более ранняя уборка позволяет снизать вероятность заражения инфекцией: чем раньше выполнена уборка, тем вероятней, что вирус не проник из листьев в клубни.

Также приемом улучшения семенного материала картофеля являются летние посадки, уменьшающие вырождение клубней и повышающие урожайность. При посадке в конце июня — начале июля образование клубней приходится на более прохладное время (сентябрь), когда выпадают обильные осадки, ночи становятся прохладными, а длина светового дня сокращается. В целом, это благоприятно сказывается на клубнеобразование, тогда как при весенних посадках оно приходится на самый жаркий период лета, что приводит к ухудшению семенных качеств клубней.

Летние посадки картофеля особенно хорошо себя зарекомендовали на Северном Кавказе, в Среднем Поволжье, Центрально-Черноземной зоне, а также на юге Украины.

Повторные летние посадки и чередование их с весенними способствуют поддержанию урожайных свойств клубней, замедляют его старение, как вегетативно размножаемого растения.

На юге России для получения качественного семенного материала приобретает значение двухурожайная культура, которая предполагает выращивание за один сезон двух вегетативных поколений, в основном ранних и среднеранних сортов картофеля. Во вторую (летнюю) посадку используют свежеубранные клуб­ни урожая посадки весной. Для этих целей лучше подходят районирован­ные сорта с коротким периодом покоя. Например, для Северного Кавказа к этим сортам относятся Ульяновский, Южанин, Лорх, в Молдавии и степной зоне Ук­раины — Лорх, Ульяновский; в Средней Азии — Лорх.

Для получения второго урожая, при посадке свежеубранными клубнями, используют специальные приемы искусственного прерывания пе­риода покоя с соблюдением некоторых особенностей агротехники.

Прорастаемость клубней связана с их зрелостью. Физиологически молодые клубни под воздействием стимуляторов быстрее пробуждаются и дают равномерные всходы в более короткий срок. Поэтому уборку урожая картофеля при его посадке весной проводят сразу после цветения при достижении массы клубней 30-50 г. Ботву перед уборкой срезают ботвоуборочными машинами или обрабатывают 3-5%-ным раствором хлората магния.

Выкопанные молодые клубни начинают сразу готовить к по­садке. Для этого их сортируют, удаляя мелкие, уродливые и веретеновидные, промывают водой для более эффективной обработки химикатами и обрабатывают 2%-ным раствором тиомочевины и гиббереллина в расчете 1-2 мг препарата на 1 л рас­твора в течение 30-60 мин. Крупные и средние клубни разрезают на 2-3 части не менее 20 г каждая, оставляя на них по 2-3 глазка. Мелкие клубни для стимулирования прорастания надрезают на глубину 5-10 мм. 

При подготовке клубней не допускают попадание солнечных лучей на семенной материал, так как это может приводить к ожогам на молодых клубнях, что в дальнейшем приводит к их загниванию.

Участок для посадки свежеубранных клубней должен быть чистым от сорных растений, рыхлым и достаточно увлажненным. Осенняя и предпосадочная обработка почвы такая же, как для обычных посадок картофеля. В качестве предшественника подходят черный пар или рано убираемые культуры, такие как, овощной горох, горохоовсяная смесь на зеленый корм, озимый рапс. При недостатке влаги в почве за 5-6 дней до посадки проводят предпосадочный полив так, чтобы слой почвы глубиной 50-60 см хорошо промочился.

Удобрения вносят под зяблевую вспашку или после уборки предшественника. Нормы внесения удобрений: 15-20 т/га перепревшего навоза или пере­гноя, 45-60 кг/га азота в виде сернокислого аммония, 60-90 кг/га — фосфора в форме суперфосфата, 60-90 кг/га калия в виде хлорида калия или калийной соли.

Сроки посадки выбирают с учетом климатической зоны и погодных условий. Свежеубранные клубни сажают с помощью обычных картофелесажалок на глубину не более 8-10 см. Норма посадки составляет 70-85 тыс. клубней (частей) на 1 га, схема посадки — 70×15-20 см.

Так как прорастание клубней замедленно, важно обеспечить оптимальные условия для ускоренного появления всходов. В частности, поддержание влажности почвы 75-85% полевой влагоемкости в период появления на клубнях видимых ростков, 90-95% в последующие две недели до массовых всходов.

Первый полив дождевание проводят сразу после посадки, при норме расхода воды 250-400 м3/га. Последующие поливы делают с интервалами 4-6 дней. После каждого полива по мере подсыхания почвы проводят боронование легкими боронами вдоль посадки или междурядные рыхления культиватором со стрельчатыми лапами. Оптимально поливы проводить в утренние, вечерние или ночные часы. В период появления всходов и до конца вегетации делают 5-6 поливов, 2 междурядных рыхления и 1-2 окучивания.

Приемом улучшения семенных и урожайных качеств клубней картофеля является его выращивание на осушенных торфянистых и поименных почвах, которые обычно являются плодородными, достаточно влажными и рыхлыми, в них не наблюдаются резкие перепады температур, которые ред­ко поднимаются выше 18-20 °С.  Клубни, выращенные на торфянистых почв, имеют более мощный пробковый слой, меньше чечевичек, отличаются более длительным периодом покоя, содержание азотистых веществ в них выше. При высадке эти клубни образуют большее количество стеблей и развивают мощную корне­вую систему, продуктивность таких кустов выше. Семенные клубни, полученные на торфянистых почвах, дает при посадке на минеральных урожай на 3,5-5,0 т/га больше, чем семенные клубни, выращенные на минеральных почвах (НИИКХ, ТСХА).

Оздоровление посадочного материала с повышением его урожайных ка­честв происходят также при выращивании картофеля в горных условиях.

Способом оздоровления посадочного материала является также выведение устойчивых к вырождению, в том числе вирусным болезням, сор­тов и организация семеноводства картофеля, полученного на безвирусной основе с контролем за размножением перспективных клонов.

Селекция

На ранних этапах развития картофеля его улучшение в основном сводилось к селекции, причем в большей степени это делалось неспециалистами, а не структурированной деятельностью государственных или частных селекционеров. Например, сорт ‘Russet Burbank’ был отобран из ботанических семенных отпрысков до 1890 года, быстро и широко внедрен и до сих пор является основным сортом в Северной Америке. Аналогичным образом, сорт ‘Bintje’, выведенный около 1910 года, также продолжает широко культивироваться в Европе. Ранние достижения основывались на соматических мутациях, большинство из которых не были полезными. Соответственно, появилось относительно немного крупных сортов. Традиционная селекция основана на скрещивании двух сортов с взаимодополняющими признаками и отборе в сегрегационной популяции. Вероятность получения улучшенных сортов была очень низкой. Вероятно, это связано со сложными закономерностями наследования тетра-сомических признаков. Половая селекция картофеля — относительно недавнее развитие, которое дает возможность расширить разработку и внедрение улучшенных сортов. Интересным примером является сорт Грета, устойчивый к позднему парше, который был выведен путем межвидовой гибридизации с S. demissum, мексиканским диким видом.6

Использование истинных семян имеет много потенциальных преимуществ, 2n гаметы и цитоплазматическая мужская стерильность обеспечивают потенциальную процедуру производства гибридных семян. Современный культивируемый картофель S. tuberosum spp. tuberosum имеет узкую генетическую базу, но поддается многим биотехнологическим манипуляциям, таким как спасение эмбрионов, слияние протопластов, трансформации и культура пыльников, что должно привести к улучшению зародышевой плазмы для целей селекции. Дальнейшая эксплуатация диких видов должна расширить генетическую базу. Основные коллекции зародышевой плазмы хранятся в Международном центре исследований картофеля в Перу, а также в России, США, Германии и некоторых других странах.

Литература

Растениеводство/П.П. Вавилов, В.В. Гриценко, В.С. Кузнецов и др.; Под ред. П.П. Вавилова. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1986. — 512 с.: ил. — (Учебник и учеб. пособия для высш. учеб. заведений).

В.В. Коломейченко. Растениеводство/Учебник. — М.: Агробизнесцентр, 2007. — 600 с. ISBN 978-5-902792-11-6.

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

World vegetables: principles, production, and nutritive values / Vincent E. Rubatzky and Mas Yamaguchi. — 2nd ed. 1997.

×
Русфонд