Сельскохозяйственная техника

Картофель

Картофель – ценная продовольственная с/х культура. В мировом производстве продукции растениеводства он занимает одно из первых мест наряду с рисом, пшеницей и кукурузой. Клубни содержат около 25% сухих веществ, в том числе 14-22% крахмала, 1,4-3% белков, около 1% клетчатки, 0,2-0,3% жира, 0,8-1% зольных веществ, органических кислот – 0,6%, сахаров – 1%, воды – 75%. Картофель богат витаминами С, В1,В2,В6,РР, К и минеральными веществами. Особенно богаты витаминами молодые клубни.

 

Картофель культура разностороннего использования. Благодаря содержанию в клубнях крахмала, белка высокого качества и витаминов он является исключительно важным продуктом питания человека. Его по праву называют вторым хлебом. Известно более 200 видов блюд из картофеля.

 

Картофель – хороший корм для скота. По переваримости органического вещества (87-97%) картофель, как и кормовые корнеплоды, стоит на первом месте среди растительных кормов. На корм используют клубни в сыром и запаренном виде, засилосованную ботву. Продукты переработки картофеля (мезга и барда) – также прекрасный корм для животных.

 

Питательная ценность, корм.ед на 100кг корма: сырых клубней – 29,5, силоса и зеленой ботвы – 8,5, барды свежей – 4, барды сушенной – 95,5. При урожае 15т клубней и 8т ботвы с 1га общая кормовая ценность картофеля составляет примерно 5500 корм.ед.

 

В кожуре и позеленевших клубнях картофеля содержится ядовитое вещество соланин (0,005-0,01%), частично распадающийся при варке. Позеленевшие и проросшие при дневном или искусственном освещении клубни непригодны в пищу и для скармливания животным без тщательной варки и других приемов обезвреживания.

 

Клубни являются хорошим сырьем для спиртовой, крахмалопаточной, декстриновой, глюкозной, каучуковой и других отраслей промышленности. Крахмал и спирт, получаемые из картофеля, является незаменимым сырьем в парфюмерной, лекарственной пищевой, текстильной, бумажной и других отраслях промышленности. Из 1т клубней с крахмалистостью – 17,6%, можно получить – 112л спирта, 55кг – жидкой СО2, 0,39л – сивушного масла и 1500л барды; или 170кг крахмала и 1т мезги; или 80кг – глюкозы и 65 кг гидрола.

 

Картофель имеет большое агротехническое и экономическое значение, является хорошим предшественником для большинства культур, хорошо переносит повторные посадки. Получение с 1га более 10т клубней всегда экономически оправдано.

 

Общая площадь картофеля в мировом земледелии достигает 18млн га, а валовой сбор – более 300млн т. В РФ наиболее значительные площади посадок картофеля приходятся на Нечерноземную зону – 1,4млн. га, при общей площади посадок – 3,3млн. га. Много картофеля выращивают в Центрально-Черноземной зоне, Поволжье, Сибири, на Урале и Дальнем Востоке. Средняя урожайность картофеля в мире – 16т/га.

 

Родина картофеля – Южная Америка, где он известен с незапамятных времен и наряду с кукурузой составлял основную пищу индейцев. Известно более 150 диких видов картофеля, произрастающих преимущественно в Южной и Центральной Америки.

 

Открытие картофеля принадлежит колумбийской экспедиции Гонсало де Кесады (1536-1537). Венский ботаник Каролис Клюзиус, в 1601г, в своей книге “Описание редких растений”, подробно описал картофель. Выращенные клубни Клюзиус выслал швейцарскому ботанику Каспару Бохену, который дал новому растению название Solanum tuberosum (паслен клубнеплодный).

 

Появление картофеля в России связывают с петровской эпохой.

 

Один из основоположников научного картофелеводства в России агроном А.Т. Болотов, в 1770г опубликовал работу “Примечание о картофеле, или земляных яблоках”, в которой изложил агротехнические основы размножения клубней.

 

В течение длительного времени был известен всего один вид культурного картофеля. Под руководством академика Н. И. Вавилова в 1925г. советские ботаники-картофелеводы С. М. Букасов и С. В. Юзепчук исследовали картофель латиноамериканских стран (Колумбии, Перу, Боливии, Чили). В результате было открыто 60 диких и 20 культурных видов картофеля.

 

 

Ботаническое описание

 

Картофель – многолетнее травянистое клубненосное растение, но в культуре используется как однолетнее, потому что весь его жизненный цикл, начиная с прорастания клубня и кончая образованием и формированием зрелых клубней, проходит в течение одного вегетационного периода.

 

Обычно, размножают картофель вегетативно – клубнями, стеблями и т.д., можно частями клубней, ростками и черенками. В селекционной практике часто используют семенное размножение.

 

Картофель относится к семейству Пасленовые (Slanaceae), роду Solanum, объединяющему десятки диких и культурных видов. В производстве встречается 1 вид – солянум туберозум (Solanum tuberosum).

 

Стебли картофеля большей частью прямостоячие, реже – отклоняющиеся в сторону. Окраска стеблей зеленая, однако у некоторых сортов она маскируется антоцианом, который придает стеблям красновато-бурый оттенок. По характеру ветвления стебля сорта картофеля делят на 2 группы: сорта более позднеспелые (ветвление происходит главным образом в нижнем ярусе); сорта скороспелые (стебель снизу не ветвится). По форме стебли картофеля ребристые, трех- или четырехгранные, в различной степени опушенные. В местах соединения граней на ребрах стеблей образуются выросты зеленой ткани, так называемые крылья, которые являются важным сортовым признаком. Высота стеблей сильно изменяется (30-150см) в зависимости от условий выращивания и сорта.

 

В подземной части стебля из пазушных почек развиваются побеги – столоны, на концах которых образуются клубни, или утолщения. Толщина столонов всегда меньше толщины стеблей. Столоны могут быть разной длины, у ранних сортов они короче, у поздних – длиннее.

 

Листья картофеля, появляющиеся при прорастании клубней (или семян), простые цельнокрайние. По мере роста растения образуются прерывисто-непарноперисторассеченные листья. Каждый такой лист состоит из нескольких пар боковых долей, размещенных одна против другой, промежуточных долек между ними и конечной доли. У некоторых сортов наблюдается неполное разделение конечной и боковых долей, так называемая плющелистность.

 

Строение и степень рассеченности листьев – важнейшие сортовые признаки. В зависимости от числа и расположения долек различают сильную и слабую рассеченность листа. Средняя рассеченность – нехарактерный признак сорта. С нижней стороны листа выступает сеть жилок, окраска которых нередко коррелирует с окраской клубней. Листья на стебле располагаются по спирали.

 

Цветки у картофеля собраны в соцветия, представляющие собой расходящиеся завитки, расположенные на общем цветоносе различной длины. Цветоножка сочлененная. Цветки пятерного типа. Чашечка цветка спайнопятилепестная, чашелистики сросшиеся у основания. Венчик колесовидный, состоит из пяти сросшихся лепестков. Окраска венчика разнообразная: белая, синяя, темно-сине-фиолетовая, красно-фиолетовая с различными оттенками. В середине цветка находится 5 тычинок. Они состоят из пыльников, сидящих на коротких нитях, сросшихся между собой и с основанием лепестков. Пыльники бывают оранжевого, желтого, зеленовато-желтого или зеленоватого цвета. Завязь верхняя и состоит из двух плодолистиков с многочисленными семяпочками. Картофель – самоопыляющееся растение, но большинство сортов стерильно, и только немногие фертильны.

 

Плод картофеля – двугнездая многосемянная сочная зеленая ягода шаровидной или овальной формы. При созревании ягоды белеют и приобретают приятный запах, напоминающий запах земляники. Для употребления в пищу они непригодны из-за высокого содержания соланина.

 

Семена мелкие, плоские, с согнутым зародышем, светло-желтого цвета. Масса 1000 семян – около 0,5г.

 

Корневая система картофеля, выращенного из клубня, мочковатая. Она представляет собой совокупность корневых систем отдельных стеблей. Корневая система имеет ростковые (глазковые), или первичные, корни, образующиеся в начале прорастания клубней, пристолонные корни, появляющиеся в течение всего периода вегетации и располагающиеся группами по 4-5 около каждого столона, и столонные корни, находящиеся на столонах.

 

Основная масса корней (60-70%) располагается в пахотном слое, 22-38% проникает глубже, отдельные корни уходят на глубину до 150см. Глубина проникновения корней в почву у разных сортов неодинаковая, у ранних сортов она небольшая, у среднеспелых и поздних – довольно значительная.

 

Мощность корневой системы в значительной степени зависит от условий выращивания – влажности, аэрации и содержания питательных веществ в почве. Корневая система картофеля отличается довольно активной поглотительной способностью, особенно по отношению к фосфору.

 

Клубень картофеля представляет собой утолщенный укороченный стебель. На клубне в раннем возрасте имеются мелкие чешуйчатые листочки, не содержащие хлорофилла. В пазухах чешуйчатых листочков закладываются покоящиеся почки, образующие так называемые глазки. Чешуйчатые листочки атрофируются, оставляя листовой след, образующий бровь глазка. В каждом глазке клубня обычно имеется по три почки. При прорастании трогается в рост одна наиболее развитая средняя почка, другие остаются как запасные и прорастают при повреждении (обламывании) ростков.

 

Глазки на клубне расположены спирально. Так как клубень растет вершиной, в верхней части глазки расположены более сближено, чем в средней и у основания. Глазки верхушечной части клубня более жизнеспособны и прорастают раньше нижних. В зависимости от сорта, ростки, пророщенные на свету, имеют разную окраску: зеленую, красно-фиолетовую или сине-фиолетовую.

 

Дыхание клубней и испарение влаги происходят по межклетникам рыхло расположенных клеток через так называемые чечевички, образующие возвышения на кожуре клубня. Число и размер чечевичек во многом зависят от условий выращивания картофеля.

 

Форма клубней очень разнообразна, но характерна для каждого сорта. Она определяется отношением его длины к ширине и ширины к толщине. В зависимости от этих соотношений различают клубни круглые, округло-овальные, удлиненно-овальные, длинные, плоские, овальные и другие. Клубни бывают белые с различным проявлением желтизны, красные с оттенками от светло-розового до интенсивно-красного и сине-фиолетового. Мякоть клубня чаще всего белая или в различной степени желтоватая, и только у отдельных сортов она красная или сине-фиолетовая.

 

 

Периоды роста и развития

 

В развитии картофеля условно выделяют пять основных периодов.

 

Первый период – от прорастания клубней до появления всходов. При наступлении биологического минимума температур в клубне повышается интенсивность дыхания и происходит превращение крахмала в сахар, который по сосудистым пучкам передвигается к пазушным почкам клубня – глазкам. Почки в глазках набухают и прорастают. Глазки верхушечной части клубня более жизнеспособны и прорастают раньше нижних. Это явление называется доминированием верхушки (апикальное прорастание). Для получения большего количества побегов на клубне апикальные побеги удаляют еще до предварительного проращивания.

 

Второй период – от появления всходов до начала формирования генеративных органов. В этот период идет активное формирование стеблей, листьев и корневой системы.

 

Третий период – от появления бутонов до цветения растений. Период формирования столонов. Достигнув определенного размера, последнее междоузлие столона утолщается и образуется молодой клубень. В этот период продолжается интенсивный рост ботвы, растения требуют наибольшего количества влаги и элементов питания. На этом этапе увеличивается масса ботвы. Прирост клубней незначителен. Образование клубней начинается спустя 2-5 недель после появления всходов. Обычно один стебель образует – 2,5-4,5 клубней, а масса колеблется в пределах – 90-100 до 350-400г, поэтому, при сохранении только одного стебля в кусте, к уже имеющимся можно получить дополнительно не менее – 4-5т продукции с 1га. Количество основных стеблей зависит от массы клубня, числа ростков, физиологического состояния посадочного материала, технологии возделывания. Оптимальная густота стеблестоя – 200-220тыс. стеблей/га.

 

Четвертый период – охватывает цветение и продолжается до прекращения прироста ботвы, практически до начала ее увядания. В это время происходит наиболее интенсивный прирост клубней и формируется до 65-75% конечного урожая. Погодные условия, складывающиеся в этот период, влияют на урожай. В отдельные годы среднесуточные приросты урожая клубней достигают – 2,5-2,8т/га. Приросты же в 1-1,5т/га в отдельные сравнительно короткие периоды отмечаются почти ежегодно.

 

Пятый период – от прекращения периода роста ботвы и начала ее отмирания до физиологического созревания клубней. Прирост клубней еще продолжается, но менее интенсивно, чем в четвертый период. Из увядающей ботвы значительная часть питательных веществ переходит в клубни. Завершается накопление в клубнях сухих веществ, клубни достигают физиологической спелости и переходят в состояние покоя.

 

В состоянии естественного покоя клубни, в зависимости от сорта, степени зрелости, условий хранения, могут находиться в течение 2-4 месяцев. Далее, для предотвращения преждевременного прорастания, клубни картофеля помещают в условия вынужденного покоя, снижая температуру воздуха во время хранения до 2-4°С.

 

Длительность каждого периода для сортов разной скороспелости различна. У скороспелых сортов от всходов до начала цветения проходит, в зависимости от погоды, – 27-36 дней, у среднеспелых – 38 дней, у позднеспелых – 46-48 дней. Интенсивное накопление урожая у скороспелых сортов продолжается в течение 26-28 дней, у среднеранних – 34-36 дней, а у средне- и позднеспелых – в течение – 43-45 дней.

 

У картофеля в период вегетации отмечаются следующие фазы вегетации:

Прорастание клубней

Всходы

Бутонизация

Цветение

Увядание ботвы

 

Особенности биологии

 

Требования к теплу

 

Картофель является культурой умеренного климата. Минимальная температура прорастания почек из глазков – 7-8°С. Оптимальная температура для прорастания и появления всходов – 13°С, для роста и развития ботвы – 18-21°С, а для образования клубней – 17-19°С, всходы в этом случае появляются на 10-12 день после посадки, в то время как при температуре почвы – 7°С всходы нередко появляются через 30-35 дней и даже через 50 дней. Ростовые процессы замедляются при температуре почвы ниже – 7-8°С и выше 25°С. Повышенная температура почвы способствует большему образованию и ветвлению стволов, то есть ведет к усиленным ростовым явлениям в ущерб урожаю клубней. При температуре ниже 7°С и выше 42°С рост и развитие растений прекращается.

 

При продолжительной температуре воздуха выше 30°С почти прекращается ассимиляционная деятельность листьев картофеля, что ведет к остановке роста клубней и огрубению их кожуры. В такие периоды усиливается интенсивность дыхания, расход углеводов превышает их накопление, что задерживает клубнеобразование.

 

Клубни, прошедшие период покоя и высаженные в почву, начинают прорастать при температуре – 3-5°С, но при этом происходят очень слабый рост и развитие почек без образования корневой системы. Заморозки в -1°С губительны для клубней картофеля, что связано прежде всего с высоким (до 75% и более) содержанием в них воды. Однако в отдельные годы благодаря постепенному охлаждению клубней в осеннее время и накоплению в них значительного количества сахара (иногда до 8%) они могут даже перезимовать в почве.

 

Клубни, подвергшиеся при хранении воздействию низких положительных температур, приобретают сладкий вкус вследствие образования сахаров. При выдерживании клубней после этого в условиях комнатной температуры сахара превращаются в крахмал и нормальный вкус восстанавливается.

 

Корни у картофеля образуются обычно при температуре – 7°С. При более низких температурах высаженные клубни долгое время лежат в почве, на их поверхности за счет имеющихся питательных веществ могут образоваться новые клубни без появления надземных органов. Такое явление можно часто наблюдать при посадке картофеля в холодную, переувлажненную почву или, наоборот, в слишком сухую почву.

 

Сумма активных температур (10°С и выше) за вегетационный период, необходимая для полного развития растений ранних и среднеранних сортов, в среднем равна – 1000-1400°С, позднеспелых – 1400-1600°С.

 

 

Требования к влаге

 

Картофель требователен к влаге, наибольшее количество влаги необходимо в период начала цветения и заканчивается через 2 недели после цветения (критический период). Транспирационный коэффициент – 400-550ед., для образования высокого урожая необходимо – 70-80%НВ. В период накопления крахмала влажность – 60-65%НВ приводит к повышению содержания крахмала.

 

Потребность во влаге изменяется у картофеля по фазам роста. Для прорастания картофеля достаточно влаги материнского клубня, поэтому сухая и теплая погода наиболее благоприятна для развития картофеля.

 

Для обеспечения высоких урожаев картофеля в средней полосе необходимо, чтобы за вегетацию выпадало не менее 300мм осадков.

 

Требования к свету

 

По современной фотопериодической классификации растений культурные сорта картофеля относят к короткодневным растениям, но в условиях средних широт его можно возделывать при длинном дне. Сокращение продолжительности дня ускоряет развитие растений. Длинный день усиливает рост ботвы, от мощности которой зависит количество продуктов фотосинтеза, необходимых для роста клубней, поэтому общий урожай клубней при длинном дне, как правило, бывает выше, чем при коротком. Однако это не может служить основанием для отнесения картофеля в группу длиннодневных растений.

 

Картофель справедливо считают светолюбивым растением. При уменьшении освещаемости наблюдается пожелтение ботвы, стебли вытягиваются, цветение прекращается и урожайность снижается.

 

При посадке картофеля необходимо регулировать густоту: загущенные, как и изреженные посевы не могут обеспечить высокий урожай. Большое влияние на освещенность растений оказывает направление рядков. Лучшие условия освещенности растения достигают при северо-южном направлении рядков. Только от одного этого приема, урожайность повышается на 16-20ц/га, по сравнению с другими направлениями посадки.

 

Клубни картофеля, побывшие несколько дней после выкопки из почвы на свету, зеленеют – в них образуется хлорофилл и соланин. Под воздействием прямого или рассеянного света содержание соланина увеличивается с 2-10 до 30-40мг/100г клубней. Затем соланин превращается в гликозид соланина, являющийся антисептическим веществом. Для семенного картофеля такое озеленение полезно, так как благодаря ему клубни надежно защищены от заболеваний и грызунов во время осенне-зимнего хранения.

 

Продовольственный картофель следует оберегать от озеленения, так как при этом он приобретает неприятный горько-терпкий привкус и становится ядовитым.

 

Требования к почве

 

Картофель является растением рыхлых почв. Рыхлая почва способствует хорошему развитию столонов и молодых клубней, которые в уплотненной почве бывают мелкие и зачастую сильно деформированные. Хорошо реагирует на степень плодородия и механический состав. Лучшие почвы – черноземы, дерново-подзолистые, карбонатные и т.д. (почвы легкого механического состава, с оптимальным количеством гумуса – 3-4%, и рН=5-6).

 

Картофель с успехом можно возделывать на удобренных супесчаных и суглинистых черноземах. В Нечерноземной зоне для него пригодны хорошо окультуренные дерново-подзолистые и серые лесные почвы. Широко используют для картофеля и окультуренные торфяники, особенно при выращивании на семенные цели. Благодаря высокой усваивающей способности корневой системы картофель может произрастать и на сравнительно бедных почвах, однако рассчитывать на высокие урожаи клубней при этом не приходится. Тяжелые суглинки и сильно уплотненные почвы, особенно при близком стоянии грунтовых вод, непригодны для картофеля, как и засоленные почвы.

 

Сравнительно хорошо картофель переносит слабокислые почвы, особенно при внесении органических удобрений. На сильнокислых и щелочных почвах развитие картофеля замедляется.

 

Корневая система при дыхании поглощает большое количество кислорода из воздуха: на 1 га сухого вещества – 1мг воздуха. Чтобы достичь этого, необходимо содержать почву в рыхлом состоянии. В рыхлой почве хорошо проходит газообмен между почвенным и атмосферным воздухом, а в увлажненных и сильно уплотненных – наоборот – увеличивается содержание СО₂. В этих условиях клубни картофеля задыхаются и загнивают. Оптимальное количество СО₂ – не более 1%. Для удаления СО₂ и поступления О₂, необходимо проводить глубокую обработку почвы с подпахотным рыхлением.

 

Картофель формирует хороший урожай на средних и тяжелых суглинках, при плотности почвы – 1,1-1,2г/см³, на легких песчаных и суглинистых почвах – 1,4-1,5 г/см³

0.05 с