за счет чего растут клубни картофеля
Фазы развития картофеля
Развитие картофеля имеет несколько фаз, которые можно разделить следующим образом:
1 фаза – появление всходов, наступает через 20-25 дней после посадки;
2 фаза – бутонизация, через 20-25 дней после появления всходов;
3 фаза – начало цветения, через 25-28 дней после появления всходов;
4 фаза – соответствует максимальному приросту массы клубней и продолжается в течении 45-70 дней;
5 фаза – наступает при отмирании ботвы через 90-100 дней после посадки.
Биологической особенностью картофеля является неодновременный рост ботвы и клубней. В начале роста побегов и до момента цветения, в основном, увеличивается масса надземной части растений; после цветения и до начала увядания ботвы идет интенсивный рост клубней. В период отмирания ботвы рост клубней завершается. На развитие ботвы и клубней, в первую очередь, влияют условия выращивания, во-вторых, развитие и распространение вредителей и болезней.
Что происходит с культурой в 1-й фазе?
В период от посадки до появления всходов материнский клубень является источником питательных веществ, обеспечивающим ростовые процессы корней, стеблей и листьев. Прорастание начинается с верхних глазков, причем в рост трогается обычно одна почка глазка. Обламывание ростков проросших клубней отрицательно сказывается на росте и развитии картофеля и приводит к ослаблению ростового процесса клубня.
Требования к условиям окружающей среды для прорастания
Температуре воздуха и почвы. Интенсивное прорастание клубней начинается при температуре почвы на глубине их заделки (6-12 см) 7-8°С. Чем выше температура почвы, тем быстрее появляются всходы. Установлено, что пробуждение почек глазков клубня начинается при температуре около 5°С тепла. При посадке картофеля в почву, прогретую менее, чем на 6°С, процесс прорастания останавливается. Ростки становятся тонкими, хрупкими и более уязвимыми к грибным и бактериальным болезням. Наиболее опасными в этот период являются фузариоз, черная ножка и ризоктониоз.
Влага. На первом этапе роста и развития, от посадки до начала бутонизации, картофель наименее требователен к условиям влажности почв. Однако избыток влаги в данный период негативно влияет на картофель. Оптимальные условия для роста картофеля создаются при влажности почвы 70-80%.
Почва. Наиболее пригодны песчаные, супесчаные и суглинистые почвы, содержащие не менее 2% гумуса. Немецкими исследователями установлено, что разница в содержании крахмала в клубнях зависит от типа почв и может достигать 3% и более. На глинистых и болотистых почвах содержание крахмала ниже. На каменистых почвах получают хорошие урожаи, но механизация и уборка на них исключаются из-за большого износа машин и высоких затрат.
Минеральное питание. На ранних этапах своего развития картофель не требует особенного минерального питания, так как запас необходимых веществ содержится в посадочном клубне.
Глубина посадки. В районах достаточного увлажнения оптимальная глубина посадки клубней на легких почвах 8–10 см, на тяжелых — 6–8 см, в засушливых районах — 12–14 см. Посадка мелких клубней должна быть на 2–3 см меньше, чем средних клубней на хорошо прогретую и тщательно разработанную почву.
Что происходит с культурой в этот период?
Вегетативный рост. Этот этап начинается от появления всходов и длится до начала образования клубней и включает в себя активное развитие корней, стеблей, листьев. Материнский клубень теряет свою значимость. Хорошо сформированная корневая система особенно важна на этом этапе и для дальнейшего роста, так как помогает растению быстро восстановиться после весенних заморозков, града или повреждения насекомыми.
Начало формирования клубней. Этот период совпадает с появлением бутонов и началом цветения. При подходящих условиях роста на кончике столонов формируются почки, которые начинают набухать, что приводит к началу формирования клубней. Этот этап длится около двух недель и приходится на начало-конец июня, в зависимости от местоположения, климатических условий, типа почвы, даты посадки и сорта. Растение может сформировать до 20–30 мелких клубней, но только от 5 до 15 клубней достигают полной зрелости.
Рост клубней приходится на период цветения растений картофеля. Клетки клубней увеличиваются, накапливая воду, питательные вещества и углеводы. Происходит накопление до 75% конечного урожая. Это критический период для формирования урожая клубней и их качества. Рост клубней это самый длительный этап. Он длится в среднем 45–60 дней.
Рост клубней, его скорость и длительность зависят от условий окружающей среды и особенностей сорта. Любое воздействие, которое ограничивает или нарушает рост здоровой листвы, оказывает отрицательное влияние на рост клубней и вызывает отток сухого вещества из клубней в листву, что снижает урожайность. Ключевыми факторами, влияющими на рост клубней, являются температура, минеральное питание, физиологический возраст, расстояние между растениями, дата посадки, условия увлажнения и борьба с вредителями.
Требования к условиям окружающей среды
Температура. Ботва картофеля на посадках с умеренно влажной почвой лучше развивается при температуре воздуха 18–25°С. Если температура повышается до 40–41°С, ассимиляция совсем прекращается. У растений, выращиваемых в жаркую погоду, удлиняются стебли и боковые побеги, сужаются листовые пластинки, уменьшается содержание хлорофилла, сокращается вегетационный период. Для цветения наиболее благоприятна температура 18–21°С в средней полосе и 23–24°С в южной. Оптимальная для клубнеобразования температура почвы — 15–19°С. При температуре ниже 6°С и выше 23°С прирост клубней резко уменьшается, а при 26–29°С обычно прекращается. Клубни удлиняются, у них не всегда наступает период покоя и может привести к температурному вырождению клубней. Недостаточная температура (как воздуха, так и почвы) также отрицательно сказывается на фотосинтетической деятельности растений и на усвоении ими важнейших элементов питания.
Свет. При недостатке света картофель слабо ветвится и цветет, стебли вытягиваются и полегают. Неполноценны также посадки при недостаточной плотности надземной массы растений, когда часть солнечной радиации не улавливается листовым аппаратом, и она падает непосредственно на почву. Все это, как и в первом случае, ведет к снижению урожая и снижению качества клубней.
Водный и воздушный режим. Около 75% массы клубней приходится на воду, а содержание ее в ботве достигает 76–84%. В условиях Казахстана на каждый центнер клубней приходится потребление 65–104 ц воды на суглинистой почве и 110–136 ц на супесчаной. Наибольшие урожаи картофель дает при высоком содержании влаги в почве — в пределах 60–80% ППВ (полной полевой влагоемкости). При недостатке влаги интенсивность фотосинтеза и усвоение питательных веществ значительно падают и урожай снижается. На период бутонизации — цветения картофелю требуется самое большое количество влаги. Самые благоприятные условия, обеспечивающие интенсивное столоно- и клубнеобразование, создаются при влажности почвы в зоне распространения основной массы корней в период бутонизации — цветения на уровне 70–80% ППВ. Переувлажнение почвы ведет к ухудшению условий роста и развития растений, уменьшается содержание сухого вещества и крахмала в клубнях, возрастает поражение их бактериальными и грибными болезнями.
Содержание воздуха. Картофель хорошо развивается, если плотность пахотного слоя составляет 1,0–1,2 г/см³ (на песчаной почве — 1,3–1,5 г/см³), а скважность аэрации — 20–30% от общего объема пор.
Питательные вещества. Для нормального роста и развития картофель нуждается в большем количестве питательных веществ, чем многие другие полевые культуры.
Важная биологическая особенность картофеля заключается в том, что он имеет слаборазвитую корневую систему. Общая масса корней обычно составляет 7–8% от массы ботвы. При этом основная их часть (до 60%) располагается в небольшом по объему поверхностном слое почвы.
Уборка. Формирование урожая картофеля заканчивается к моменту подсыхания ботвы. В последние 30–40 дней до ее естественного отмирания происходит интенсивное клубнеобразование с накоплением сухого вещества и крахмала в клубнях. В этот период ежедневно на одном гектаре происходит прирост урожая от 500 до 1000 кг. Механизированная уборка картофеля начинается при достижении клубнем биологической спелости. Заканчивать уборку желательно до периода, когда среднесуточная температура воздуха снизиться до +5°С, а температура почвы станет не ниже +6–8°С. При таких температурах резко увеличивается механические повреждения клубней.
Послеуборочная доработка урожая картофеля. Послеуборочная доработка включает следующие взаимосвязанные операции:
— прием и транспортирование массы от уборочного агрегата,
— очистку от примесей,
— калибрование,
— отделение дефектных клубней,
— обработку фунгицидами перед закладкой на хранение,
— закладку на хранение.
Если продовольственный картофель здоров и имеет до 10–12% примеси земли, его можно закладывают сразу в хранилище. При наличии более 5% больных клубней картофельный ворох помещают на временное хранение. При временном хранении на вентилируемой площадке происходит заживление механических повреждений клубней, проявляются отдельные виды болезней. Клубни, поражѐнные болезнями, отбирают вручную или на переборочных столах сортировального пункта.
Различают три технологии закладки клубней на хранение: поточную, перевалочную и прямоточную.
Поточная. При этой технологии процесс получается полностью законченным, на хранение закладывается картофель без посторонних примесей и откалиброванный на фракции. Однако, особенно на уборке в дождливую и холодную погоду и при невызревшем картофеле, наносятся значительные механические повреждения — нередко до 40–60% и более, в связи с чем снижаются их качество и лежкость при хранении. Поэтому эта технология рекомендуется в основном при осенней реализации картофеля. Продовольственный картофель калибруют на две фракции: мелкая до 35–40 мм и крупная более 35–40 мм.
Перевалочная. Эта технология рекомендуется при уборке в тяжелых условиях, когда от комбайнов картофель поступает со значительной примесью почвы, а клубни поражены фитофторой, мокрой гнилью и удушьем.
Прямоточная. При этой технологии клубни механически повреждаются значительно меньше по сравнению с поточной, но на хранение закладывается не сортированный картофель с примесью почвы и остатками ботвы, как, например, при уборке комбайном. Чтобы при хранении не ухудшались условия вентилирования насыпи, примесь почвы не должна превышать 15–20%. При прямоточной технологии картофель перебирают и сортируют на фракции в процессе хранения в хранилище, например, при реализации зимой. Семенной картофель, если нет острой необходимости, готовят при предпосадочной подготовке, калибруя на три фракции. При этом допускается примесь почвы в ворохе до 12–15%.
Хранение
Различают четыре фазы хранения картофеля:
— заживления повреждений (лечебный период);
— охлаждения;
— хранения;
— нагревания (перед выгрузкой картофеля из хранилища).
Оптимальные условия хранения (Trevor V. Suslow and Ron Voss, 1998 г.)
Строение картофеля корня клубня стебля и листьев
Практическая работа «Строение клубня»
Клубни отличаются от корневищ тем, что у них стебель короткий и толстый, а листья недоразвиты. Как и на всяком побеге, у них имеются почки и расположены они на верхушке и в пазухах недоразвитых листьев. Придаточные корни на клубнях не развиваются. Клубни у картофеля вырастают из подземных почек не сразу. Сначала из почки растёт длинный белый подземный побег — столон. Столон живёт меньше года. Верхушка со временем начинает утолщаться и превращается к осени в клубень.
В клубне накапливается много крахмала в виде мелких зёрен. Клубень картофеля — это видоизменённый побег с утолщённым стеблем и мелкими листьями.
Что делать. Рассмотрите внешнее строение клубня картофеля.
Что наблюдать. Найдите на его поверхности верхушечную и пазушные почки (глазки), рубцы от листьев (бровки) и рубец от отделившегося столона.
Что делать. Подсчитайте число глазков на клубне.
Что наблюдать. Найдите на клубне верхушку и основание.
Обратите внимание на неравномерное распределение глазков на утолщённом стебле.
Ту часть клубня, где больше глазков, называют верхушкой, а противоположную где рубец от столона — основанием.
Что делать. Разрежьте клубень на две части. На разрез клубня капните каплю раствора иода.
Подготовить к отчёту. Зарисуйте в тетради внешний вид клубня и подпишите его части. Запишите признаки, доказывающие, что клубень — это побег.
Растение картофеля
Растение картофеля, выросшее из клубня, образует куст высота которого 50-80 см. Число стеблей в кусте (обычно 3-6), их толщина, способность к ветвлению зависят от сорта и условий произрастания.
В начале развития стебли прямостоячие, в дальнейшем у большинства сортов изогнутые. В поперечном сечении они угловатые или округлые, диаметром до 20 мм, часто с прямыми или волнистыми сильно развитыми крылообразными придатками. Окраска стеблей зеленая или с антоциановой пигментацией. Подземные побеги называются столонами. Они утолщаются на вершинах и образуют начало новых клубней. На каждом стебле развиваются 6-7 и более столонов длиной 15-20 см, у некоторых сортов до 40-50 см. В зависимости от длины столонов гнезда картофеля бывают разбросанные (что крайне осложняет уход за посадками и их уборку) и компактные.
Строение клубня картофеля
Молодой клубень покрыт эпидермисом, зрелый — опробковевшей кожурой, гладкой или сетчатой. Кожура непроницаема для воздуха, но в ней имеются отверстия — чечевички, через которые осуществляется дыхание. Под кожурой находятся клетки коры, заполненные крахмальными зернами, затем слой образовательной ткани (камбия), кольцо сосудисто-волокнистых пучков и сердцевина, также содержащая крахмал.
На поверхности клубней в углублениях, обрамленных листовым рубцом, или бровкой (след опавшего недоразвитого листа) расположены глазки. Они расположены по спирали. В вершине молодой части клубня их находится больше, чем в средней и в нижней части. В каждом глазке 3-4 почки, но прорастает обычно только одна средняя, наиболее развитая, 4 и лишь при повреждении ростка трогается в рост другая почка. Самые сильные ростки дают почки верхних глазков. Почки, проросшие в темноте, образуют бледные удлиненные тонкие ростки, называемые этиолированными. На свету образуются укороченные и плотные ростки. В зависимости от сорта форма основания, окраска и опушение ростков различны.
Окраска ростков (зеленая, красно-фиолетовая и сине-фиолетовая) лучше различима на клубнях, пророщенных при слабом освещении. Основная форма клубня округлая (редко роговидная или вальковидная), удлиненная и овальная; наружная окраска (белая, желтая, розовая, светло-красная, красная, синяя) зависит от пигмента, заключенного в клетках коры или кожуры, и толщины опробковевшего слоя. Мякоть также может быть разной окраски — белая, кремовая, желтая, редко красная и синяя. В России наиболее распространены сорта с белой мякотью клубней.
Строение растения картофеля
Корневая система картофеля мочковатая, сравнительно слабо развитая (масса ее составляет 7-7,5% массы всего растения), ветвится до 3-го порядка; развивается из глазков клубня и из почек стеблевых узлов подземной части стебля и столонов. Основная масса корней расположена в пахотном 25-сантиметровом слое, но отдельные тяжи могут проникать на глубину 110-200 см.
Лист картофеля простой непарноперисторассеченный состоит из нескольких пар долей, долек и долечек, расположенных в разных сочетаниях на главном черешке (стержне), и заканчивается одной непарной долей. Строение, степень рассеченности листа, размеры и форма долей, длина, положение и форма черешка — важные сортовые признаки. Пластинка листа всегда в различной степени опушена, окраска от желто-зеленой до темно-зеленой.
Соцветие картофеля состоит из 2-3, редко 4 вилкообразно расходящихся завитков, расположенных на цветоносе, который закладывается в пазухе 6-8-го листа и выше (у более позднеспелых сортов). Цветки картофеля 5-членные со спайнолистной чашечкой и неполно сросшимися белыми, красно-фиолетовыми, сине-фиолетовыми или синими долями венчика; тычинок 5 с желтыми или оранжевыми пыльниками; завязь верхняя, обычно двухгнездная.
Картофель — самоопылитель; перекрестное опыление наблюдается редко. У многих сортов пыльцевые зерна сморщены и бесплодны (мужская стерильность). Плод — шарообразная, овальная или реповидная сочная 2-гнездная ягода, содержащая большое число (иногда более 200) очень мелких семян. Масса 1000 семян 0,5-0,6 г.
Что такое клубень картофеля: ботаническое описание, развитие и применение
Научное название картофеля — паслен клубненосный. Но обычно и клубни, и растение в целом называют картошкой. Мы расскажем об анатомическом строении клубней картофеля. Эта информация поможет начинающим фермерам грамотно расходовать урожай и получать ценный посевной материал.
Что представляет собой клубень картофеля
Чем является клубень картофеля? Это вегетативное утолщение, или чрезмерно разросшаяся почка на корне растения, пригодная в пищу.
По сути клубень — это видоизмененный побег паслена клубненосного. Развивается на вершине столона — бокового побега с удлиненными междоузлиями и недоразвитыми листьями.
Как выглядит
В зависимости от сорта клубни бывают круглой, овальной, продолговатой и веретеновидной формы. Мякоть — белого, желтого, кремового, оранжевого цвета. Плотная кожица — розового, желтого, бежевого, коричневого или фиолетового цвета.
Строение клубня
Мякоть состоит из утолщенной крахмалистой плотной ткани. Клубень покрыт пробковой корочкой, которая грубеет по мере старения (см. фото).
На заметку! Родина паслена клубненосного — Южная Америка, где он впервые был окультурен.
Внутреннее
Рассмотреть внутреннее строение картофелины можно только на свежем срезе. Подземный стебель в разрезе включает такие слои:
Сердцевина содержит наименьшее количество крахмальных зерен. Это самая грубая часть мякоти.
Внешнее
Клубень — семенной материал для вегетативного размножения картофеля. На его поверхности располагается 7-15 глазков, по 3 почки с зачатками листьев и корешков в каждом. В рост идет исключительно центральная почка, из которой развиваются надземные побеги и корни.
Внимание! Если ростки из центрального побега повреждены, происходит замещение за счет боковых почек. Но такие побеги всегда слабее и плохо переносят неблагоприятные погодные условия в момент интенсивной вегетации.
Зависит ли от сорта
Общее строение клубня картофеля у всех сортов одинаковое. Различие лишь в окраске мякоти и кожицы картофелины и соотношении внутренних слоев по толщине.
Другие составляющие растения
Надземная часть картофеля включает:
Какая корневая система у картошки
Корневая система картофеля мочковатая, уходит на глубину 30-50 см от поверхности почвы. Максимального развития корни достигают в момент бутонизации куста, при полном созревания клубней постепенно отмирают.
Состоит из:
Клубень картофеля представляет собой утолщенный и укороченный стебель, покрытый защитной пробковой тканью.
Сколько семядолей
Картофель относится к классу двудольных. При прорастании семя образует две семядоли.
Биологические особенности клубня
Образование новых клубней происходит в нижних листовых пазухах и занимает 40-70 дней с момента посадки.
Как образуется
Начало прорастания картофелин характеризуется активацией клеточного метаболизма для формирования вегетативной массы растения. Куст формирует до 20-30 клубней, но только 5-15 из них превращаются в полноценные, сохранив все сортовые характеристики.
Алгоритм развития
Развитие разделяют на условные периоды:
В момент сбора урожая клубни готовы к длительному хранению в подвальных условиях.
Почему считается видоизмененным побегом
Столоны с клубневыми утолщениями в верхушечной части — это продолжение надземного стебля. Однако строение ткани клубня отличается от строения тканей надземной части. Наличие чешуеобразных листовых пластин свидетельствует об их вегетативном происхождении.
Дополнительное доказательство того, что клубень можно считать побегом — его способность к позеленению. Под воздействием солнечного цвета картофелины быстро меняют окраску, несмотря на отсутствие хлорофилла в клетках.
Какие болезни и вредители угрожают клубням картошки
Паслен клубненосный поражают такие заболевания:
Самые известные вредители картофеля — колорадский жук, нематода, медведка, слизни. В борьбе с вредителями помогут инсектициды — «Актара», «Актофит», «Бинго Миледи».
Химический состав и свойства
Химический состав зависит от сорта картофеля, качественного состава почвы в месте произрастания и степени зрелости.
Картофельные клубни содержат:
Пищевая ценность
Калорийность картофеля, отваренного в кожице, достигает 70 ккал. В измельченном виде (пюре) — 60-65 ккал на 100 г.
Основное питательное вещество — сложный углевод крахмал. В отделах ЖКТ он расщепляется и превращается в глюкозу, которая при окислении выделяет энергию. В среднем содержание крахмала варьируется в пределах 15-25%.
В картофеле много клетчатки и пектинов, которые не раздражают слизистую желудка и тонкого кишечника. В мякоти есть витамины С, В1, В2, В6, К, РР, калий, натрий, железо, магний, медь, цинк, марганец, йод.
Польза и вред картофеля
В 100 г картофеля содержится:
Применение клубней
Картофель возделывают как однолетнюю культуру. Основная масса выращенного урожая используется для приготовления пищи. Помимо этого картофелины пригодны для кормления домашних животных, производства этанола и пищевого крахмала.
Заключение
С позиции биологической классификации, клубень считается вегетативным утолщением на корне. Это не плод паслена клубненосного, но он используется для размножения растения. Простая технология выращивания и высокая питательная ценность определили его важное место в рационе человека.
Картофель – строение корней
Опубликовано 1 апреля 2011 · Обновлено 28 февраля 2018
Рис. Подземная часть куста картофеля: 1 – старый клубень; 2 – столоны; 3 – новые клубни; 4 – корни.
Подземная часть картофеля устроена довольно сложно (рис.). Помимо клубней она состоит из подземных побегов – столонов – и обычных корней. Столон отходит от старого клубня, из которого вырос этот куст, а на его боковых «вепсах» – более тонких столонах – со временем появляются новые клубни.
Именно по клубням сорта картофеля отличаются больше всего: у них разное количество глазков, разные цвета и оттенки, как у кожуры, так и у мякоти, и, конечно же, вкус.
А выбрать подходящий вам сорт поможет статья «Лучшие сорта картофеля».
Количество и длина корней у картофеля очень сильно зависят от внешних условий и разных обстоятельств. Большая часть корней находится на глубине около 20-25 см, но в достаточно рыхлой почве они «расселяются» и вбок, и вглубь, а у семенной картошки главный корень и вовсе может достигать полутора метров в длину. Поэтому для получения большего урожая землю под картофель по возможности надо обрабатывать на глубину до 70 см (огородники чаще копают только до 30 см), ведь чем более развита у куста подземная часть, тем больше клубней на ней появится.
Надземный стебель у картофеля травянистый, толстый, сочный, местами разветвленный, в одном кусте их обычно несколько – ровно столько, сколько было у клубня глазков (обычно до 8 штук). Чаще всего он зеленый, но у некоторых сортов бывает с красным или фиолетовым оттенком, Листья сложные (состоят из нескольких листочков поменьше), зеленые, опушенные, поверхность их как бы разделена на мелкие дольки. Они не слишком отличаются у разных сортов, зато по их виду, размеру и расположению легко определить, хорошо ли чувствует себя куст и хватает ли растению удобрений, особенно азотных, и влаги. Если листочки слишком мелкие, стебли слишком бледные или желтые, значит, растение или забелело, или ему чего-то не хватает. Если же листья, наоборот, слишком пышно разрослись, это может говорить о том, что куст «жирует» от избытка азота. В этом случае клубней на нем образуется очень мало и сами они будут мельче тех, которые образуются на неперекормленных кустах, поэтому «жирования» следует избегать.
При этом и стебель, и листья у картофеля ядовиты. Настой из них даже можно использовать для опрыскивания других растений от вредителей.
Цветки картофеля похожи на пятиконечные звездочки, они могут быть белыми, розовыми, синими, лиловыми или фиолетовыми разных оттенков (и это уже сортовой признак), но, поскольку обычно картофель все огородники размножают клубнями, подробно останавливаться на строении цветков не стоит. У некоторых сортов цветение и вовсе очень слабое, а плоды сами не завязываются, хотя картофель – растение самоопыляющееся. Если опыление все-таки произойдет, завяжутся плоды, напоминающие крохотные помидорчики. Как и стебли с листьями, они ядовиты, есть их нельзя.
Картофель-уроженец довольно теплых (но не жарких) краев, однако, поскольку его культивируют давно, он хорошо приспособился не только к умеренному климату (в Америке ему это удалось и без помощи человека, во многом благодаря наличию клубней), но и к более суровому северному – некоторые его сорта даже в тундре выращивают. При этом надземная часть растения плохо выносит холод (и потому в северных регионах России обычно выводят раннеспелые сорта, чтобы они успели дать урожай за короткое северное лето), тогда как клубни, наоборот, больше страдают от сильной жары (поэтому на юге приходится выращивать сорта, устойчивые к высоким температурам). Быстрее всего картофель растет при температуре почвы +18°C, в этом случае всходы появляются через 14 дней после посадки, а иногда и на пару дней раньше.