Биологические особенности картофеля

В процессе роста и развития картофель ранний проходит следующие фазы вегетации: всходы, бутонизация, цветение, увядание ботвы.

Таблица 1. Даты наступления фаз вегетации.

В период от посадки до появления всходов почки клубней трогаются в рост. Используя питательные вещества клубня, формируются подземные части стеблей и пристолонные корни. В течение этого довольно длительного периода необходимо уничтожать сорные растения и поддерживать поверхностный слой почвы в рыхлом состоянии довсходовыми обработками и применением гербицидов.

В период от всходов до бутонизации растут стебли и листья, продолжает развиваться корневая система, образуются столоны. Рост столонов начинается с появлением всходов и прекращается во время бутонизации, когда на верхушке столонов начинают развиваться клубни.

Образование и начало роста клубней, совпадает с бутонизацией и цветением. Продолжает увеличиваться ассимиляционная поверхность. Окучивание растений в это время предохраняет развивающиеся клубни, расположенные близко к поверхности, от позеленения и поражения фитофторозом.

В дальнейший период интенсивно растут клубни, а увеличение ботвы прекращается. Продукты фотосинтеза в основном используются на рост клубней. Среднесуточный прирост клубней при благоприятных условиях составляет 2 т/га.

Последний период — увядание ботвы и отток из нее в клубни питательных веществ. Среднесуточные приросты клубней сокращаются, однако в них накапливается крахмал. Грубеет кожура, клубни достигают физиологической спелости и вступают в период естественного покоя.

Убранные с поля клубни в состоянии естественного покоя в течение 3…4 месяцев не прорастают. В дальнейшем во время хранения поддерживается вынужденный покой клубней, когда пониженные (2…4 °С) температуры препятствуют прорастанию.

Картофель — культура умеренного климата, но благодаря своей пластичности и вмешательству человека данная культура выращивается и в северных широтах. Клубни начинают интенсивно прорастать при температуре почвы от +7 до +12 °С, почки пробуждаются при температуре от +3 до +6 °С. Наиболее быстро клубни прорастают при температуре почвы около +20°С. Корни у картофеля образуются при температуре не ниже +7 °С.

По данным наблюдений профессора А. Г. Лорха, всходы при +11 +12°С появляются на 23-й день, при +14 +15 °С — на 17−18 день, при + 18 +25 °С на 12−13 день и при +27 +28 °С на 6−7 день. Пророщенные клубни дают всходы на 6−7 дней раньше, чем непророщенные.

После появления на поверхности ростки продолжают развиваться при температуре +6 +8 °С, первые листья активно формируются лишь при +11 +13 °С При температуре ниже 3−5 °С и выше 31 °C рост и развитие почек на клубнях останавливаются, а пребывание картофеля в течение нескольких дней при температуре -11,5 °С и выше 35 °C ведет к повреждению почек и клубней. Картофель приобретает сладкий вкус, если его хранить при температуре -0,5…+0,5 °С. Корни картофеля образуются при температуре не ниже 7 °C. При более низких температурах на поверхности высаженных клубней за счет имеющихся питательных веществ могут образовываться новые клубни без появления надземных органов. Осенние заморозки ниже -2°С полностью убивают ботву (она чернеет), которая в дальнейшем уже не отрастает. Наиболее благоприятная температура почвы для клубнеобразования 16−19 °С, что соответствует температуре воздуха 21−25 °С. Повышение температуры почвы особенно вредно для формирования урожая картофеля в засушливые периоды лета. В условиях засухи рост клубней прекращается, и на молодых клубнях прорастают верхушечные глазки, которые при температуре выше 20 °C дают ростки и вторичные клубни. При повышении температуры более 29 °C такие ростки образуют новые стебли, которые выходят из почвы и продолжают рост и развитие в первое время за счет питательных веществ еще не отмершей ботвы первичных клубней, а затем образуют свою корневую и надземную систему.

Наиболее благоприятные условия для роста клубней и образования высокого урожая создаются при влажности почвы 70−80%.

Благоприятная температура почвы для прироста ботвы и клубнеобразования от +15 до +20 °С, повышение ее до + 30 °C тормозит рост растения. При температуре воздуха выше + 42 °C ботва прекращает расти. Ботва выдерживает лишь кратковременное понижение температуры почвы до -1−1,5 °С, рост ее прекращается при температуре ниже +7 °С.

Оптимальная температура для роста стеблей, листьев и цветения — от +16 до +22 °С. При температуре +6 °С стебли перестают расти. Всходы, полученные из ботанических семян, выдерживают температуру до -7 °С.

Интенсивный прирост клубней наблюдается при прогревании почвы от+16 до +19 °С. Понижение температуры почвы до +6 +7 °С и повышение ее до +23 +25 °С задерживают их прирост, а при температуре +29 +30 °С клубнеобразование прекращается.

Картофель — очень светолюбивое растение короткого дня. При отсутствии или недостатке света клубни прорастают этиолированными, с длинными междоузлиями ростками, которые легко обламываются. При ослабленном освещении ростки короткие и окрашенные, на полном свету — короткие, толстые, зеленые. При недостатке света растения вытягиваются, развитие их замедляется, листья теряют способность к ассимиляции углекислого газа. Поэтому очень важно правильно расположить рядки картофеля. При северо-южном их направлении растения в течение дня освещаются равномернее по сравнению с западно-восточным.

Надземные органы картофеля лучше растут и развиваются на длинном дне, а клубнеобразование интенсивнее проходит при коротком дне. В условиях продолжительного и интенсивного освещения растения хорошо растут и развиваются даже при пониженных температурах.

Столоны и клубни на свету приобретают зеленую окраску, в них образуется хлорофилл и резко возрастает накопление ядовитого вещества — соланина. Накопление соланина повышает устойчивость к болезням, озелененные клубни обладают лучшей семенной продуктивностью.

Картофель — требовательное к влажности почвы растение. Потребность во влаге изменяется у него по фазам развития. В начале своего развития картофель может жить за счет запасов влаги, имеющихся в материнском клубне. При запасах продуктивной влаги в пахотном слое почвы не менее 15 мм всходы картофеля не задерживаются. В период всходов и ботвы идет максимальное потребление влаги. Критическим периодом является фаза от начала цветения до прекращения прироста ботвы. Недостаток влаги в этот период приводит к сильному снижению урожая клубней.

Транспирационный коэффициент у картофеля равен 400−500 и в зависимости от условий произрастания изменяется в пределах 230−700.

Наиболее благоприятные условия для роста картофеля и образования высокого урожая клубней создаются при влажности почвы 70−80% от полной полевой влагоемкости в зоне распространения основной массы корней в период клубнеобразования и 60−65% в период отмирания ботвы и накопления крахмала в клубнях. Избыток влаги ускоряет вегетацию картофеля, но при влажности почвы свыше 85% ботва быстро отмирает, а клубни приостанавливаются в росте.

В зависимости от влажности и температуры почвы и биологических особенностей сортов одно растение за период вегетации испаряет примерно 60−70 л воды, что составляет около 3000 т/га и соответствует 300 мм атмосферных осадков.

Чем плодороднее почва и чем больше ее влагоудерживающая способность, тем меньше воды нужно для получения хорошего урожая.

Для роста и развития картофелю необходимо повышенное количество питательных веществ. В составе сухого вещества картофеля насчитывается 26 различных химических элементов. Наибольшую потребность картофель испытывает в азоте, фосфоре, калии, кальции и магнии. Потребность в элементах питания возрастает по мере роста ботвы и достигает максимума в фазу цветения. В это время растения потребляют из почвы 60% азота и фосфора и более 50% калия. С началом отмирания ботвы потребность в элементах питания постепенно уменьшается и после ее засыхания прекращается.

В среднем для формирования 1ц продукции растения выносят из почвы 0,62 кг азота, 0,3 кг фосфора, 1,45 кг калия, около 0,4 кг кальция, и 0,2 кг магния По внешним признакам растения можно судить о недостатках того или иного элемента питания. При недостатке в почве азота подземные органы картофеля развиваются слабо, листья приобретают бледно-зеленую окраску и торчат верх, снижается урожай и крахмалистость клубней. При избытке азота наблюдается чрезмерный рост ботвы, задерживается образование клубней и удлиняется период вегетации. Растению вредны как недостаток, так избыток азота. При нормальном азотном питании растение лучше усваивает калий и фосфор. картофель влагообеспеченность технологическая биологическая Достаточное питание фосфором способствует лучшему развитию корневой системы, раньше наступает период клубнеобразования, увеличивается урожай и крахмалистость клубней, улучшаются их лежкость и семенные качества. При недостатке фосфора задерживается развитие растений, особенно цветение и созревание, замедляется рост побегов и корней, листья мелкие и узкие.

Калий играет большую роль в процессах фотосинтеза, белковом и углеводном обменах, существенно влияет на урожайность и качество картофеля, повышает устойчивость к заморозкам и болезням. При недостатке калия листья приобретают бронзовую окраску, становятся морщинистыми и преждевременно отмирают, корневая система развивается слабее, клубни приобретают несколько удлиненную форму, бывают мелкими.

Для нормального роста и развития картофеля и получения высоких урожаев клубней, необходимы кальций, магний, железо, марганец, сера, медь, цинк. Только при наличии всех этих элементов в почве, необходимых для развития картофеля обеспечивается его наивысшая продуктивность.

Картофель предъявляет повышенные требования к почве. Ни у одной другой культуры величина урожая и особенно сроки уборки не зависят так сильно от водно-физических свойств почвы и уровня ее плодородия.

Картофель — культура рыхлых, воздухои водопроницаемых, влагоемких, высокоокультуренных, плодородных почв (песчаных, супесчаных, легкои среднесуглинистых, а также некислых торфяников). Чем меньше плотность почвы в зоне клубнеобразования и лучше снабжение корневой системы кислородом, тем выше урожай. Менее пригодны для картофеля — легкие, быстро теряющие влагу песчаные почвы, тяжелые суглинки и переувлажненные торфяники. Лучше других растений переносит повышенную кислотность почвы, но наиболее пригодны для него слабокислые почвы. На более плотных почвах всходы задерживаются и в ряде случаев посадочные клубни загнивают. Поэтому важно поддерживать почву в рыхлом состоянии на протяжении всего вегетационного периода. В рыхлых почвах лучше проходит газообмен между почвенным и атмосферным воздухом.

Потребность прорастающих клубней в кислороде во много раз больше, чем семян других растений. Недостаток кислорода в почве может привести к гибели прорастающих клубней, а в более поздний период и взрослых растений. Суточная потребность в кислороде корней составляет около 1 мг/г сухого вещества. Еще более высокую потребность в кислороде испытывают растущие клубни и столоны.

Содержание воздуха в почве зависит от ее скважности и пористости. На хорошо обработанных структурных почвах скважность составляет до 65% объема почвы. Скважность в значительной мере зависит от плотности почвы. Чем почва рыхлее, тем больше ее скважность и воздухоемкость. Для нормального дыхания корней концентрация кислорода должна быть не менее 5%, для формирования и роста клубней — не менее 20% объема почвенного воздуха.