Морфобиологические особенности и экологические условия выращивания

Картофель (Solarium) — род многолетних (в культуре однолетних) травянистых растений семейства пасленовые, входит в группу клубневых овощей. Род паслен объединяет более 200 диких и культивируемых видов, из которых выращивают лишь один — Solarium tuberosum L. Такое ботаническое название дал картофелю еще в 1596 году швейцарец Бохен.

Растение картофеля — кустовое высотой 50—80 см с 3—6 изогнутыми стеблями (толщиной до 20 мм), имеющими зеленую окраску, иногда с антоциановой пигментацией. Стебли дают подземные побеги — столоны (по 6—7 каждый, длиной 15—20 см).

Растение густооблиственное. Листья непарноперисто-рассеченные, опушенные, различной окраски (от желтой до темно-зеленой). Строение листа, степень его рассеченности, размеры и форма долей, длина, положение и форма черешков — важные сортовые признаки.

Цветки белые, красно-фиолетовые, синие, сине-фиолетовые с желтыми или оранжевыми двухлопастными пыльниками, собраны в соцветия, состоящие из 2—4 вилкообразно расходящихся зонтиков, расположенных на цветоносе, заложенном в пазухе 6—8 листа (у позднеспелых сортов — выше). Завязь верхняя, обычно двухгнездная (редко 3—4-гнездная). Пестик прямой или изогнутый.

Картофель — самоопылитель; перекрестное опыление наблюдается редко (опылители — мухи, жуки, бабочки, пчелы, шмели и др.). Из выращиваемых в Европе сортов цветет около 90%, а плодоносит (образует ягоды) около 10%. Период жизни цветка 1—9 (редко до 15) суток, после чего он опадает. Длительность цветения соцветия 1—25 суток, растения — до 40—45 суток, всего картофельного участка — до двух месяцев. Сбрасыванию бутонов и цветков без оплодотворения способствует сухая погода, высокие температуры или их резкие колебания, обильные осадки в виде ливней, сильные ветры.

Плод — шарообразная, овальная или реповидная двугнездная ягода, диаметром до 3 см, содержащая до 200 мелких семян. Плоды созревают в сентябре.

Клубень по морфологическому признаку — утолщенная часть подземного побега, или столона. На верхушках столонов образуются клубни. Они различаются по форме, массе, цвету и крахмалистое™ мякоти. По форме клубни бывают округлые, округло-овальные, удлиненно-овальные. Молодые клубни покрыты тонкой кожицей (перидермой), зрелые — плотной опробковевшей кожурой (в зависимости от сорта она бывает гладкой, тонкой, толстой шелушащейся и сетчатой). Плотная ткань кожуры непроницаема для газов, поэтому дыхание клубня осуществляется через особые органы — чечевички, расположенные в виде точек (отверстий) по всей поверхности клубня.

На поверхности клубня имеются также от 4 до 15 глазков с 3—4 покоящимися почками в каждом. При переувлажнении и уплотнении почвы на чечевичках появляются белые бугорки, состоящие из рыхлых тонкостенных клеток, которые пропускают наружный воздух во внутренние ткани. Усиленное разрастание чечевичек свидетельствует о нарушении дыхания клубней и поражении их болезнями, возбудители которых легче проникают через рыхлые клетки.

Глазки различны по величине и степени дифференциации. Они могут быть поверхностными, мелкими — расположенными на глубине до 1 мм от поверхности клубня, средней глубины — до 2 мм и глубокими — более 2 мм. При этом более выраженные обычно группируются на вершинной части клубней. Глазки расположены по спирали, причем в вершинной, наиболее молодой части клубня их больше, чем в средней и особенно нижней, пуповинной, части. При пробуждении клубня в каждом глазке в рост трогается только одна главная, наиболее развитая почка, а остальные, как запасные, прорастают лишь при удалении или повреждении главной почки или ростка. Самые сильные ростки появляются из почек глазков, расположенных в вершинной части клубня.

Растения картофеля характеризуются слаборазвитой корневой системой. Однако рост и развитие корней после высадки проходит быстрыми темпами и его корневая система достигает значительных размеров уже к началу цветения. Она мочковатая, расположена в верхних слоях почвы, но отдельные корни проникают на глубину 1 —1,6 м. Глубина проникновения корневой системы картофеля раннеспелых сортов, например на темно-каштановой среднесуглинистой почве, достигает 1,1 м, а основная ее масса (89—92%) располагается в слое О—60 см. Это дает возможность правильно определить расчетный слой почвы (0—60 см) уже с начала цветения при установлении поливного режима.

Корневая система картофеля плохо восстанавливается при механических повреждениях. Наибольший прирост корневой массы происходит в период от всходов до бутонизации, то есть в течение первых 3—4 недель. Это учитывают, проводя междурядные обработки. Глубокое рыхление и окучивание заканчивают до цветения, а на орошаемых участках в случае сильного уплотнения почвы продолжают и после цветения.

Картофель размножается вегетативно (клубнями или их частями, ростками, черенками, отводками) и семенами. На огородах его выращивают из целых клубней или их частей, остальными способами пользуются главным образом в селекционной работе.

В течение вегетационного периода растения проходят следующие фазы: прорастание клубней, появление всходов, рост стеблей и листьев, образование столонов и клубней, цветение, образование плодов и семян, усыхание листьев и стеблей. Биологической особенностью картофеля является неодинаковый рост надземной массы и клубней во время вегетационного периода. Вначале, от всходов до цветения, усиленно растет надземная масса и очень медленно клубни. С момента цветения и до начата увядания массы идет наиболее интенсивное формирование клубней. Погодные условия этого периода, обеспеченность растений почвенной влагой и питательными элементами определяют величину урожая и качество клубней картофеля.

Начало формирования клубней обычно совпадает с фазой цветения (у раннеспелых сортов опережает ее). Клубни растут интенсивно до пожелтения листьев и стеблей, увеличиваясь в размерах и накапливая крахмал. Затем они прекращают рост, наступает их физическое созревание, кожура клубней становится плотной, и они переходят в состояние покоя.

Картофель — полухолодостойкое растение. После окончания периода покоя почки клубней начинают медленно прорастать при температуре +3…+5°С. Интенсивное прорастание почек начинается при +6…+8°С, хотя оптимальной является температура +15…+22°С. Высаженные в умеренно влажную почву клубни при температуре +11…+12°С дают всходы на 23-е сутки, при +14… + 15°С — на 17—18-е сутки и при +18…+22°С — на 12—13-е сутки. Дальнейшее повышение температуры (так же, как и понижение) значительно замедляет прорастание клубней и появление всходов. Потребность картофеля в тепле за период высадка—всходы составляет для раннеспелых сортов 295—305°С, среднеранних — 330—345°С и среднепоздних — 367—385°С.

Оптимальная температура воздуха для роста растений и цветения около +16…+22°С, при температурах ниже +6°С и выше +40°С рост растений приостанавливается. Оптимальная температура для образования клубней +19°С, при понижении температуры до +2°С и повышении до +26…+29°С формирование и рост клубней прекращаются, а при более низких и более высоких температурах они сильно повреждаются. Длительное повышение в этот период среднесуточных температур выше +25°С вызывает вырождение клубней, они делаются непригодными для семеноводства.

Картофель малоустойчив к заморозкам. Повреждения и частичная гибель всходов наступают при температуре —2°С и средней длительности заморозка 5—6 ч. Полная гибель всходов происходит при температуре —4…—5°С. Но через неделю в первом случае стебли поврежденных растений возобновляют рост, во втором погибшие стебли заменяются новыми за счет запасных почек или отрастания той части стебля, которая остается неповрежденной в почве. Однако при этом продуктивность растений снижается.

Картофель — влаготребовательное растение, но потребность в воде у него в течение вегетационного периода неодинакова. Потребность его в воде определяется химическим составом (около 75— 80% его массы — вода), образованием сравнительно большой надземной массы и урожая клубней. Он дает максимальный урожай и бывает более здоровым при поддержании влаги в почве на уровне 70—80% наименьшей влагоемкости (НВ). Поливы картофеля в фазы бутонизации и цветения наиболее эффективны для накопления урожая и являются критическими в водоснабжении. Однако переувлажнение почвы вредно для картофеля. В этом случае трудно поддерживать почву в рыхлом и воздухопроницаемом состоянии. При избытке влаги в почве в клубнях меньше накапливается сухого вещества и крахмала, растения больше поражаются грибными и бактериальными болезнями. Особенно отрицательно сказывается повышенная влажность почвы в фазе усыхания листьев и стеблей и завершения формирования клубней. Образовавшуюся вследствие затяжных дождей почвенную корку разрушают, а клубни перед закладкой на хранение просушивают.

Картофель требователен к свету. Фаза цветения у большинства сортов быстрее наступает при длинном дне, а фаза клубнеобразования — при коротком. В таких условиях на рост надземной массы расходуется меньшая доля накапливаемых растением углеводов и оставшаяся часть их идет на образование клубней. Наиболее благоприятные такие погодные условия складываются в полесье и лесостепи — основных районах выращивания картофеля. При выращивании на затененных участках или при чрезмерном загущении посадок растения вытягиваются и желтеют, прирост массы клубней заметно замедляется.

Картофель предъявляет более высокие требования к питательным веществам, чем многие другие овощные растения. Это связано с большим накоплением сухого вещества в клубнях и слабо развитой корневой системой. В среднем на каждые 100 кг клубней картофель выносит из почвы около 5 кг азота, 2 — фосфора и 9 кг калия. Сравнительно слабая корневая система растений и большое количество потребляемых питательных веществ обусловливают необходимость внесения повышенных доз удобрений под картофель, что обеспечит формирование высокого урожая.

Под картофель вносят органические и минеральные удобрения. Потребность в них существенно возрастает в фазе клубнеобразования. В начальный период роста и развития растений картофелю необходимо питание с преобладанием азота, а при клубнеобразовании — фосфора и калия. Недостаточная обеспеченность отдельными элементами питания вызывает изменение различных органов, особенно листьев, и может быть определена по внешнему виду.

Лучшими продовольственными качествами обладает картофель, выращенный на высокоокульту-ренных легких супесчаных и суглинистых почвах. Тяжелые суглинистые и торфоболотные почвы заметно снижают вкусовые качества и лежкость клубней. Наиболее высокие урожаи картофеля хорошего качества получают на рыхлых, легких почвах. Это связано с крупноклеточным строением его подземных органов (корней, столонов, клубней), которые не способны раздвигать плотные слои почвы, в результате чего деформируются. Рыхлая почва способна более полно удовлетворить потребности растений в кислороде, что особенно важно во время формирования клубней. При неблагоприятных условиях, которые чаще всего складываются на быстро уплотняющихся почвах, только 50—60% образовавшихся столонов оказываются впоследствии продуктивными. Остальные остаются без клубней, часть из них отмирает.

Сбор клубней на посадках, где почва поддерживалась в рыхлом состоянии, составляет в среднем 781 г на 1 куст, а при ее сильном уплотнении снижается до 389 г, то есть почти в 2 раза. На уплотненных почвах понижается также содержание в клубнях крахмала и витамина С.