Биологические особенности картофеля

 

Картофель обладает питательной ценностью не только как высококалорийная пища, но и как источник необходимых для человека органических и минеральных солей, ферментов, витаминов С, В, В, РР, а также каротина.

В развитии растения картофеля различают пять основных периодов.

Первый - от прорастания глазков до появления всходов. Прорастание клубней начинается после прохождения или периода покоя, продолжительность которого зависит от сортовых особенностей, при температуре +3…+4 ˚С, а всходы появляются при температуре не ниже +7˚С. В это время повышается интенсивность дыхания клубней, происходит превращение крахмала в сахар, который передвигается к глазкам по сосудистым пучкам. Почки в глазках набухают и прорастают. В верхней части ростка образуются чешуйчатые бугорки, из которых сначала развиваются молодые корни, а после укоренения - стебелёк.

Второй период - от появления первых зелёных листьев, до развития стеблей с нормальными листьями.

Третий период - от появления бутонов до цветения. В это время наиболее интенсивно формируются столоны, и на их концах появляются утолщения. Молодые клубни вначале водянисты, но через некоторое время они разрастаются и в них начинает откладываться крахмал, интенсивный рост ботвы продолжается. Растения требуют всё большего количества влаги и питательных веществ.

Четвёртый период длится от цветения до прекращения прироста ботвы. В это время происходят наиболее интенсивные приросты клубней, накапливается до 75 % конечного урожая. Погодные условия, складывающиеся в этот период, определяют уровень урожайности.

Пятый период продолжается с момента отмирания ботвы до её полного высыхания и физиологического созревания клубней. После окончания цветения и образования ягод прирост надземной массы приостанавливается, нижние, а затем средние и верхние листья желтеют, высыхает весь стебель. К началу высыхания стебля останавливается прирост клубней, идёт их физиологическое созревание, накопление крахмала. Кожица клубней из тонкой становится более плотной [13].

Клубни имеют важное биологическое свойство - период покоя, что позволяет сохранить посадочный материал без снижения продуктивной способности. Период покоя может длиться от 2 до 6 месяцев. Этот процесс представляет собой такое физиологическое состояние клубней, при котором меристематические ткани (глазки) прекращают рост, дыхание ослабевает и резко снижается обмен веществ. В запасающихся тканях биохимические процессы могут активизироваться в результате механического или инфекционного повреждения [18].

Состояние покоя клубней подразделяется на естественный или физический и вынужденный. При естественном покое клубни не прорастают даже при благоприятных условиях. Во время вынужденного покоя задержка прорастания вызвана искусственно, низкими температурами или химическими веществами.

Наиболее глубокий естественный покой наблюдается при уборке картофеля осенью. К весне он ослабевает под действием ингибиторов роста. В клубнях образуются вещества, стимулирующие рост и пробуждающие верхушечную почку.

Зимой в сухом помещении и при температуре воздуха 1-3˚С клубни картофеля хорошо хранятся, не прорастая, 6-7 месяцев. Чтобы вызвать в них ростовые процессы, необходима температура воздуха не ниже 10-12˚С и достаточный приток кислорода [28].

 

Влияние условий внешней среды на биохимические процессы в клубнях картофеля

 

Требовательность картофеля к условиям среды в разные периоды жизни неодинакова. Отмечено, что разные органы растения проявляют разную реакцию на действие одного и того же фактора.

Отношение к температуре

По причине своего происхождения из горных районов для картофеля лучшими условиями роста и развития являются умеренный климат, равномерное распределение осадков, невысокая температура, короткий световой день и повышенная влажность воздуха. Именно такие условия являются наиболее благоприятными для роста и развития этой ценной культуры.

Растение картофеля лучше развивается в условиях прохладного лета. Клубни картофеля, прошедшие период покоя и высаженные в почву, начинают прорастать при температуре не ниже 3 - 5˚С. Но при этих условиях прорастание идёт медленно, корни образуются слабо, а клубни легко поражаются болезнями. При сохранении такой температуры длительное время на материнском клубне образуются молодые клубеньки без появления корней и надземных органов за счёт имеющихся питательных веществ. Такое явление наблюдается при посадке в холодную, переувлажнённую или, наоборот, в слишком сухую почву при температуре выше 25-30˚С [45].

Активное прорастание высаженных клубней начинается, когда температура почвы на глубине их заделки (6 - 12 см) достигнет 7 - 8˚С. Оптимальной температурой для прорастания клубней является +18…+20˚С. При +30…+31˚С задерживается начальный рост и появление всходов картофеля.

Для развития всходов картофеля необходима прохладная влажная температура. Корни картофеля образуются при температуре почвы не ниже 7˚С и активно развиваются при повышении температуры до 15-18˚С [47].

Ботва картофеля начинает расти при температуре воздуха около 5-6˚С. Максимальный прирост её бывает при умеренно влажной почве и температуру 17 -22 ˚С. Ботва картофеля чувствительна и к низким температурам. Она погибает даже при низких заморозках -1…+1, 5 ˚С. Поэтому при выборе участка, особенно под ранний картофель, необходимо учитывать рельеф местности. Для повышения устойчивости вносятся повышенные дозы калийных удобрений и обеспечивается низкая влажность почвы. При достаточном обеспечении элементами питания и влагой повреждённые заморозками посадки быстро восстанавливают вегетативную систему [44].

Для цветения картофеля наиболее благоприятна температура 18 - 22˚С. При температуре 27 - 29˚С цветение прекращается.

Начало клубнеобразования у большинства сортов совпадает с фазой бутонизации. Оптимальная температура почвы в это время 16 - 19˚С, что примерно соответствует температуре воздуха 21-25˚С.

При температуре почвы ниже 6˚С и выше 23˚С прирост клубней задерживается, а при 2˚С и выше 27-29˚С прекращается [46].

Отношение к водному режиму

Картофель требователен к влажности почвы, но потребность во влаге у него меняется по фазам роста и развития. При прорастании почек и образования ростков она почти целиком покрывается за счет материнского клубня.

В период прорастания высаженных клубней, появления всходов и в первые периоды формирования ботвы, когда испаряющая поверхность клубней невелика, растения не предъявляют высоких требований к влажности почвы. В это время она может быть на уровне 50 - 55 % [47].

С наступлением бутонизации и цветения, совпадающим у большинства сортов с периодом клубнеобразования, потребность картофеля во влаге возрастает. Недостаток её в этот период вызывает падение тургора и увядание листьев. Продолжительная засуха во время цветения ранних сортов ведёт к резкому снижению урожая и значительному ухудшению продуктивных качеств семенных клубней. Оптимальная влажность почвы в это время 70 - 75 %. Особенно важно своевременно обеспечить картофель влагой во время образования и роста клубней, т.е. с момента полной бутонизации и до прекращения роста ботвы. Достаточное снабжение картофеля влагой в фазу формирования клубней - одно из основных условий получения высокого урожая. В эти периоды в засушливые годы картофель очень отзывчив на поливы, поэтому в жаркие и засушливые сезоны обязательно надо провести хотя бы два полива. Лучший способ дождевание. Но при его отсутствии полив можно сделать и по бороздам [48].

Клубнеобразование может прекращаться не только из-за недостатка влаги, но и из-за переувлажнения почв, особенно тяжёлых по механическому составу. Продолжительное переувлажнение приводит к нарушению газообмена и в результате загниванию клубней от недостатка кислорода [45].