Биологические особенности картофеля и требования к условиям произрастания

Картофель относится к роду Солянум, семейству пасленовых (Solanacea). В это семейство входят также томаты, баклажаны, перец, табак и другие растения.

Возделываемые в нашей стране сорта картофеля относятся к одному виду — Туберозум (Tuberosum), получившему широкое распространение в культуре. После экспедиций в Южную Америку для сбора культурных и диких растений картофеля учеными С. М. Букасовым, А. А. Юзепчуком и другими было доказано существование других видов картофеля, которые в настоящее время широко используются в межвидовой селекции для выведения новых, высокопродуктивных сортов, устойчивых к болезням и вредителям, а также к механическим повреждениям при механизированной уборке и транспортировке.

Размножать картофель можно вегетативно (клубнями, глазками, черенками) и семенами. При размножении семенами существующих сортов растения бывают слабыми и дают обычно небольшое количество мелких клубней. Кроме того, семена картофеля, являясь гетерозиготными (содержащими в клетках гены с разными признаками), не могут обеспечить однородность потомства, давая разнообразные отклонения по форме и окраске клубней, по урожаю и его качеству. Вследствие расщепления потомства, а также из-за большой трудоемкости выращивания клубней картофеля из очень мелких семян в сельскохозяйственном производстве семенное размножение обычно не применяют. Размножение семенами широко используют в селекционной практике при выведении новых сортов методом скрещивания. В производстве картофель размножают клубнями.

Клубень картофеля представляет собой видоизмененный укороченный и утолщенный подземный стебель, превращенный как бы в хранилище запасных питательных веществ. Сходство его со стеблем видно из того, что в раннем возрасте на нем имеются чешуйчатые листочки, в пазухах которых закладываются покоящиеся почки — по 3—4 в каждом глазке. По анатомическому строению чередование и расположение всех тканей и сосудистых пучков в клубнях такое же, как и в стебле. Кроме того, под действием света клубни зеленеют, образуя хлорофилл.

Глазки на клубне, как и листья на стебле, расположены спирально, но неравномерно. В верхней, наиболее молодой части клубня их бывает больше, чем в средней или в самой старой, нижней пуповинной части. Почки верхушечной части клубня более жизнеспособны и прорастают раньше нижних. Как правило, прорастает только одна наиболее развитая центральная почка в глазке, другие же остаются как запасные. При удалении ростка прорастают и остальные почки, но растения из них получаются не такие мощные, как от центральной почки. Почки вершинных глазков в отличие от пуповинных обладают большей активностью и энергией роста, что объясняется высокой концентрацией питательных веществ в вершинной части клубня.

Установлено также, что содержание ростовых веществ и микроэлементов, фосфора и калия в вершинной части клубня картофеля более высокие, чем в средней и пуповинной. Если срезать с клубня верхушку, то на оставшейся части прорастут почки и нижних глазков.

Клубни картофеля образуются на подземных побегах — столонах, концы которых по мере развития растений утолщаются. Обычно при достижении растениями картофеля высоты 10—20 см из подземной части его стеблей вырастают побеги толщиной 2—3 мм и длиной 5—15 см (столоны, не содержащие хлорофилла). После прекращения роста столона в длину его верхушка утолщается и превращается в клубень. Снаружи молодой клубень покрыт эпидермисом (поверхностный слой клеток), который по мере роста заменяется плотной, не пропускающей воздуха перидермой (покровная ткань). Наружный слой ее пробковеет и образует кожуру клубня — пробковую ткань, которая тем толще, чем длиннее вегетационный период. Опробковение наружного слоя перидермы начинается с пуповины клубня и заканчивается его вершиной. Среднепоздние и поздние сорта картофеля имеют более плотную пробковую ткань, чем раннеспелые. Фосфорные удобрения способствуют утолщению перидермы, а азотные и калийные не влияют на толщину пробкового слоя. При глубокой заделке клубней и недостаточной аэрации перидерма тоньше, чем при достаточном доступе воздуха.

Для дыхания клубней и испарения влаги служат небольшие отверстия — чечевички, представляющие собой микроскопические щели, разбросанные по кожуре клубня в виде маленьких темноватых пятен. Они закладываются под устьицами молодого клубня одновременно с образованием перидермы. Через маленькие отверстия в клубень поступает кислород и удаляются углекислый газ и водяной пар. Проницаемость газов через чечевички во время хранения клубней изменяется. В начале хранения чечевички малопроницаемы. По мере хранения проницаемость чечевичек повышается, достигая максимума к моменту прорастания клубней. Некоторые исследователи полагают, что чечевички являются местами проникновения инфекции в клубень. Однако установлено, что фитофтороустойчивые сорта имеют на единицу поверхности клубня больше чечевичек, чем восприимчивые сорта.

Форма клубня очень разнообразна, что зависит от особенностей сорта и условий выращивания. Принято различать следующие основные формы клубней: круглую, удлиненную, овальную, округло-овальную, удлиненно-овальную, репчатую, бочковидную с мелкими, средними и глубокими глазками. В хозяйственном отношении наибольшую ценность представляют клубни круглые и мелкоглазковые. Круглые клубни более пригодны для механизированной посадки и уборки, мелкоглазковые — для мытья и очистки кожуры. По цвету клубни могут быть белые, розовые, красные, сине-фиолетовые, красно-фиолетовые различных оттенков, а по окраске мякоти — белые, кремовые, желтые. Большинство населения нашей страны предпочитает клубни с белой мякотью; Прибалтийских республик, а также ГДР, Польши, ФРГ, Нидерландов и других стран Западной Европы — с желтой или светло-желтой, в которых содержится больше каротина.

Клубни картофеля имеют важное биологическое свойство — период покоя, который позволяет сохранить их в течение осенне-зимних месяцев без нарушения репродуктивной способности. Исследованиями установлено, что сорта картофеля резко различаются по периоду покоя. У большинства из них он продолжается дольше 2 месяцев. Периодом покоя называют физиологическое состояние, при котором меристематические ткани растения прекращают рост, дыхание клубней ослабевает и резко снижается обмен веществ.

У клубней картофеля в покое обычно находятся меристематические ткани — так называемые глазки. В запасающих же тканях в период покоя могут активизироваться биохимические процессы в ответ на механические повреждения или инфекцию. Так, свежеубранные клубни, хотя и находятся в состоянии покоя, но наиболее активно образуют раневую перидерму по сравнению с клубнями после нескольких месяцев хранения, когда период покоя уже закончен. Состояние покоя клубней подразделяют на естественный (физиологический) покой, когда клубни не прорастают даже при благоприятных условиях, и вынужденный покой, когда задержка их прорастания вызвана искусственно, например, низкими температурами или химическими веществами.

Наиболее глубокий естественный покой клубней наблюдается при уборке осенью. К весне он постепенно ослабевает, в результате чего содержание ингибиторов роста снижается. Образуются вещества, стимулирующие рост, которые пробуждают в первую очередь верхушечную почку, а затем и другие. При зимнем хранении в сухом помещении и температуре воздуха от 1 до 3°С клубни картофеля хорошо хранятся без прорастания 6—7 месяцев. Для досрочного их прорастания необходимы повышенная температура воздуха (не ниже 10—12° С), достаточный приток кислорода, что и обеспечивается при весеннем проращивании картофеля. При прорастании на свету у клубней образуются зеленые короткие ростки. У основания таких световых ростков можно, заметить светлоокрашенные корневые бугорки. При прорастании в темноте ростки бывают белые, тонкие и длинные, легко обламываются при перевозке и посадке картофеля.

Распределение основных питательных веществ, в клубне неравномерно. Азотистых веществ больше всего в периферийных клетках коры, под пробковым слоем, а крахмала — в клетках паренхимы, примыкающих к камбиальному слою. Крахмал в клубнях картофеля находится в форме зерен разной величины, в среднем от 30 до 60 мкм. При промышленной переработке предпочтителен Картофель с крупнозернистым крахмалом, который лучше и полнее выделяется и осаждается. Большое практическое значение имеет соотношение между количеством сухого вещества и крахмала, содержащегося в клубне. Содержание этих веществ во многом зависит от почвенно-климатических и агротехнических условий.

Химический состав картофеля меняется в зависимости от сорта, почвенно-климатических условий и удобрений. Примерный химический состав клубней и ботвы раннеспелых сортов картофеля характеризуется следующими средними показателями, %:

	Клубень	Свежая ботва
вода	81,5	85
крахмал	14	5,2
сахар	0,3	0,5
сырой протеин	2	3,1
жир	0,1	0,7
клетчатка	1	3
зола	1,1	2,5

Содержание зольных элементов в клубнях картофеля (% от общего количества золы) составляет: окиси калия — 44—70; фосфорной кислоты — 7—27; магнезии — 2—12; извести — 1—8; окиси натрия — 2—16; хлора — 1—10; железа — 1—21; окиси кремния — 2,1; окиси серы — 6,5.

В ботве больше всего содержится извести — 32 %, окиси калия — 22 и магнезии — 16,5 %.

В состав клубней входит также в небольшом количестве гликоалкалоид соланин, обладающий ядовитыми свойствами. В нормальных здоровых клубнях содержание соланина колеблется от 2 до 10 мг на 100 г сырого картофеля. Такое количество соланина не оказывает вредного действия на организм человека и животных. Однако в отдельных случаях, особенно при озеленении клубней на свету, картофель может содержать повышенное количество этого вещества, что ухудшает пищевые качества картофеля. Известны отдельные случаи отравления и заболевания людей и животных от употребления озелененного картофеля.

Установлено, что картофель, содержащий соланина более 10 мг на 100 г сырых клубней, вызывает неприятное вкусовое ощущение (першение в горле и горечь во рту), при содержании более 20 мг на 100 г сырого продукта способен вызвать у человека тошноту. Вредное действие такого картофеля зависит от количества съеденного продукта, способа приготовления его, а также от чувствительности организма.

В клубнях картофеля соланин распределяется главным образом во внешних слоях клеток. В кожуре клубня его в 8—10 раз больше, чем в мякоти. Количество соланина в проросшем картофеле увеличивается в 4—5 раз и более. Самые большие запасы его накапливаются в ростках до выхода их на поверхность почвы, например у сорта Приекульский ранний — до 2,5 % на сухое вещество.

Исследования показали, что при низкой агротехнике, холодной погоде, значительных повреждениях клубней во время уборки и перевозки картофеля содержание соланина возрастает. Много накапливается его в клубнях при мелкой их посадке в почву. При мелкой посадке клубни нового урожая нередко образуются у поверхности почвы и под воздействием солнечных лучей озеленяются, становятся горькими. Поэтому при уходе за картофельными растениями необходимо тщательно проводить окучивание, чтобы клубни нового урожая формировались в темноте.

При варке клубней в кожуре соланин в основном сохраняется, а при варке очищенных клубней его практически не остается. Поэтому картофель, в котором встречаются отдельные позеленевшие клубни, перед варкой следует очищать от кожуры. При скармливании скоту позеленевшие клубни предварительно запаривают.

Установлено, что с увеличением содержания в картофеле сырого протеина вкусовые качества его ухудшаются, а с возрастанием количества свободных аминокислот — улучшаются. Большое содержание сахара в клубнях снижает столовые качества картофеля. При содержании сахара выше 2 % клубни становятся сладкими на вкус. Чаще всего накопление сахаров происходит при температуре хранения ниже 3—4 °С.

Вкусные сорта картофеля, например Ранняя роза, содержат больше липидов, пальмитиновой, стеариновой и олеиновой кислот, невкусные отличаются повышенным содержанием линолевой и линоленовой кислот.

Крахмалистость считают доминирующим признаком высоких кулинарных качеств картофеля. При повышении крахмалистости возрастает мучнистость мякоти клубней, улучшается развариваемость. Для промышленной переработки требуются сорта картофеля с повышенным содержанием сухого вещества (не менее 20 %) и малым количеством редуцирующих (простейших) сахаров. Для консервирования пригодны сорта с низким содержанием сухого вещества.

Куст картофеля состоит из отдельных трехгранных стеблей и лишь у немногих сортов они многогранные. По числу стеблей сорта могут быть малостебельными и многостебельными. Скороспелые сорта картофеля бывают слабоветвящимися у основания стебля, позднеспелые — сильноветвящимися.

Высота стеблей и мощность куста сильно изменяются в зависимости от условий выращивания: влажности почвы и воздуха, окультуренности и удобрения почвы, степени освещения и крупности посадочного материала. Стебли бывают высотой от 30 до 150—180 см. При перезагущении посадок и одностороннем избыточном азотном питании вырастают очень длинные и тонкие стебли. Они обычно полегают, а нижние листья на таких стеблях из-за недостатка света желтеют и отмирают. Число стеблей в кусте зависит от количества проросших почек глазков, величины посадочного клубня, чаще всего их бывает 4—6. Растения, выросшие из крупных клубней, имеют больше стеблей, чем растения, полученные из мелких клубней или частичек крупных клубней. В подземной части стебля из пазушных почек развиваются подземные побеги— столоны. Каждый стебель образует 6—7 столонов. Длина столонов определяет компактность расположения клубней картофеля в гнезде. Скученные гнезда от коротких столонов улучшают уход и уборку картофеля.

Облиственность куста бывает различной — от слабой, когда сбоку видны все стебли, до сильной, когда листья сплошь закрывают стебли. По форме куста бывают сорта с компактным кустом, раскидистым и полураскидистым. По положению стеблей в пространстве кусты могут быть прямостоячими, развалистыми и полуразвалистыми.

При прорастании семян или клубней появляются первые листья — простые и цельнокрайные. По мере роста растения образуются сильнорассеченные, непарноперистые листья, сначала с одной парой, затем с тремя и более (до семи) парами супротивных боковых долей. Между боковыми долями имеются дольки меньших размеров. Боковые доли и дольки сидят на стерженьках, прикрепленных к основному стержню. В месте прикрепления к стеблю стержень листа переходит в черешок. Конечная доля листа, сидящая на конце стержня, отличается от боковых по форме и обычно бывает крупнее их. От нее ведется счет долей, расположенных на стержне. Доли, расположенные после конечной, считаются долями первой пары, следующие — второй пары и т. д. У основания листа имеются прилистники или ушки разной формы — серповидной, листовидной и др.

У некоторых сортов наблюдается неполное разделение конечной и боковых долей («плющелистность»). Длина листа — 15—25 см, площадь отдельных листьев достигает 700 см² и более. Окраска — от темно-зеленой до светло-зеленой. Поверхность листа бывает гладкая или морщинистая. С нижней стороны листьев выступает сеть жилок, окраска которых нередко коррелирует с окраской клубней. Как показали исследования, жилкование уменьшается от повышенных доз калийных удобрений и повышается от азотных.

Для синтеза органического вещества к клеткам паренхимы, содержащей хлорофилл, приток углекислоты из воздуха осуществляется через специальные отверстия — устьица. В листьях картофеля устьица расположены на верхней и в большем количестве на нижней стороне. На 1 мм² нижней поверхности листа насчитывается от 90 до 570 устьиц, а на верхней стороне — от 0 до 220 устьиц.

Поверхность листьев картофеля, как и стебля, покрыта волосками, которые образуются на самых ранних стадиях развития листа. Волоски предназначены для снижения транспирации и для выделения из растений вредных веществ. Количество волосков зависит от условий выращивания растений, а также от возраста листа и сорта картофеля. На молодых листьях волосков бывает, как правило, больше, чем на старых нижних листьях.

Цветки у картофеля собраны в соцветия, расположенные на общем цветоносе. Цветоносы бывают длинные и короткие, не выделяющиеся над кустом. Цветок картофеля состоит из чашечки, венчика, колонки пыльников и пестика. Цветки пятерного типа по размеру мелкие, средние и крупные. Различают 4 основных окраски цветков: белую, красно-фиолетовую, сине-фиолетовую и синюю. Окраска венчика цветка бывает равномерной или с белыми пятнами и белыми уголками.

Картофель — растение самоопыляющееся. Образующаяся в пыльниках пыльца при растрескивании пыльников попадает на рыльце пестика. Здесь она прорастает и по каналу в столбике достигает завязи, где и происходит оплодотворение. После оплодотворения завязь разрастается. Венчик цветка увядает и вместе с высохшими пыльниками опадает. По мере своего развития завязь принимает вид зеленой ягоды — плода. При созревании ягоды белеют и приобретают приятный запах, напоминающий запах клубники. Однако из-за большого содержания в них соланина для употребления в пищу они непригодны. Семена мелкие, сплюснутые, желтого цвета. Абсолютная масса их около 0,5 г.

Из культурных сортов картофеля только немногие образуют ягоды. У большинства сортов цветки опадают, а многие сорта, особенно при высокой температуре воздуха и недостатке влаги в почве, сбрасывают бутоны еще до их распускания.

Корневая система у картофеля при. вегетативном размножении мочковатая, образуется из глазков посадочного клубня (первичная) и из почек стеблевых узлов подземной части стебля и столонов. У растений картофеля, выросших из семян, развивается главный стержневой корень с многочисленными боковыми ответвлениями.

Основная масса корней расположена в верхних слоях почвы, на глубине до 70 см. Больше половины корней расположены в хорошо разрыхленном и плодородном пахотном слое, до 26 % проходят глубже пахотного слоя и лишь отдельные корни уходят на глубину до 150—200 см. В сильно уплотненных почвах, особенно суглинистых и глинистых, корневая система развивается очень плохо и сосредоточивается в поверхностном слое почвы на 0—20 см. Так, на дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах с плотностью 1,5 г/см³ масса сухих корней у растений сорта Приекульский ранний составляла лишь 3 г, а на рыхлых почвах с объемной массой 1,1 г/см³ — 7 г. Общая и рабочая поверхность корней на плотных почвах уменьшилась соответственно в 2,5—3 раза.

Масса корней у картофельного растения сравнительно небольшая и составляет в среднем около 7—8 % массы всего растения. Наибольшей мощности она достигает к бутонизации — цветению картофеля.

Установлено, что корневая система в общей массе растений скороспелых сортов в период бутонизации составляет 8—12 %. К периоду наибольшего развития ботвы в общей массе растений корни составляют лишь 3—5 %, а ко времени уборки урожая 0,5—1,5 %.

Более мощная корневая система картофеля развивается на хорошо окультуренных почвах. Доля корней в общей массе куста удобренного картофеля на хорошо окультуренной почве в 1,5—2 раза больше, чем на слабоокультуренной. Как и устьичный аппарат листьев, корневая система служит определенным регулятором расходования почвенной влаги, сокращаясь при ее недостатке и возрастая с увеличением увлажнения.

К концу вегетации корневая система уменьшается, однако степень активности корней не сокращается. Они способны поглощать питательные элементы почвы даже в конце вегетации растений. Корневая система картофеля отличается высокой усвояющей способностью в отношении воды и фосфора и пониженной по отношению к азоту и калию, что объясняет повышенную отзывчивость картофеля на азотные и калийные удобрения.

Периоды роста и развития растений

При клубневом размножении картофеля в развитии растений различают четыре основных периода.

Первый период характеризуется прорастанием почек клубня и появлением всходов. При этом все жизненные процессы совершаются за счет использования питательных веществ и воды материнского клубня. Весной при повышении температуры увеличивается интенсивность дыхания и превращения в клубнях крахмала в сахар. Накапливающийся сахар начинает передвигаться по сосудистым пучкам к пазушным почкам клубня — глазкам. Глазки набухают и начинают расти. Молодой росток постепенно выступает над поверхностью клубня. В верхней части ростка образуются небольшие чешуйчатые бугорки — зачатки будущих корней.

Наиболее благоприятная температура для прорастания Картофеля в почве — 18—25 °С. Сначала развиваются молодые корни, а после укоренения на поверхности почвы появляется стебелек.

С появлением первых зеленых листьев растения вступают во второй период жизни, который характеризуется быстрым формированием стеблей и листьев, а также корневой системы. При благоприятных условиях роста растения быстрее формируют ассимиляционный аппарат. Первые листья при выходе из земли отличаются по форме от листьев взрослого растения. Они обычно бывают сращены. По мере роста стеблей развиваются новые, уже нормальные листья. Из пазух нижних и средних листьев появляются новые стебли с листьями, то есть происходит ветвление стеблей.

Из пазух верхних листьев появляются цветочные побеги с бутонами, что означает переход растения в третий период — наиболее важный, так как в это время появляются столоны. На концах столонов образуются утолщения, из которых в дальнейшем вырастают молодые клубни. Вначале молодые клубни очень водянисты, но через некоторое время они разрастаются и заполняются крахмалом. В этот период продолжается интенсивный рост ботвы, растения требуют большого количества влаги и питательных веществ.

После окончания цветения и образования ягод рост надземной массы приостанавливается, нижние листья желтеют и отмирают. Накопление массы клубней идет интенсивно и при благоприятных почвенно-климатических условиях может достигать 15—20 ц/га в сутки.

За нижними листьями желтеют средние, а затем и верхние. Наконец, буреет и высыхает весь стебель. К началу высыхания стебля останавливается рост клубней и наступает четвертый период развития, характеризующийся созреванием клубней и накоплением в них крахмала. Кожица клубней в это время бывает еще очень тонкой и легко сдирается. Затем она заменяется на более плотную пробковую ткань — кожуру. Созревшие клубни переходят в состояние естественного покоя. Некоторые исследователи считают, что четвертый период роста и развития растений картофеля следует от прекращения роста ботвы до ее полного отмирания. В этот период продолжается еще накопление массы клубней и идет постепенное отмирание листьев.

Известно, что значительная часть сухого вещества растений создается за счет углерода воздуха, где этот элемент в виде углекислоты содержится в небольшом количестве. Для извлечения углерода из воздуха растение должно иметь хорошо развитую ботву с огромной листовой поверхностью.

Между массой ботвы и урожаем клубней существует тесная связь: чем более мощно развита ботва, тем выше урожай клубней. Так, в исследованиях, проведенных в НИИ картофельного хозяйства, при средней массе ботвы одного куста 200 г сорта Домодедовский средняя масса клубней равнялась 402 г, при увеличении массы ботвы до 600 г, то есть в 3 раза, урожай клубней составил 810 г, то есть вырос в 2 раза. Это объясняется тем, что при мощном развитии ботвы не все листья одинаково хорошо освещаются по сравнению с менее развитыми растениями. Затенение листьев уменьшает интенсивность ассимиляции углерода в процессе фотосинтеза.

В условиях интенсивного ведения картофелеводства — при орошении и внесении повышенных доз удобрений — мощная, здоровая ботва картофельного растения служит основой высоких урожаев клубней. При выращивании картофеля на неполивных, слабоокультуренных участках и особенно в годы с недостаточным увлажнением нельзя допускать очень сильного развития ботвы. Установлено, что в Нечерноземной зоне РСФСР во влажные годы или при орошении картофеля на хорошо окультуренных дерново-подзолистых суглинистых почвах лучшие приросты клубней наблюдаются при массе ботвы 40—50 т/га (площадь листьев 40—45 тыс. м²), а в засушливые годы без орошения на дерново-подзолистых супесчаных почвах — 20—25 т/га (площадь листьев 20—25 тыс. м²).

Картофелю для роста и накопления урожая клубней необходимы вода, питательные вещества, определенное количество тепла, света, а также кислорода воздуха. Все эти факторы равнозначны и незаменимы. Отсутствие любого из них вызывает гибель растения. Этот физиологический закон незаменимости и равнозначности факторов должен помнить каждый картофелевод, чтобы уметь использовать его в интересах повышения урожая. Потребность растений картофеля в факторах внешней среды в разные периоды жизни неодинакова, кроме того, она изменяется в зависимости от наличия других условий.

В нашей стране картофель выращивают почти повсеместно. Это весьма пластичное растение и легко приспосабливается к самым различным условиям среды: может мириться с тяжелыми суглинистыми почвами и сыпучими Лесками, способно произрастать на неорошаемых участках крайнего юга и на тундровых землях Севера, за исключением самых северных районов и пустынь. В горных районах граница возделывания картофеля поднимается на Памире, например, до высоты 3860 м. Однако не во всех почвенно-климатических условиях он формирует высокий урожай клубней. В районах с повышенными температурами клубнеобразование сильно замедляется. При высокой влажности воздуха и повышенных температурах растения картофеля очень быстро поражаются вирусными болезнями и вырождаются.

Лучше всего картофель растет в районах с умеренным климатом, где в большей степени удовлетворяются его наследственные требования к условиям внешней среды.

Требования к температуре

Картофель — растение прохладного лета. Почки, размещенные по всему клубню в глазках, способны медленно расти и развиваться при температуре не ниже 3—5 °С. Однако образование ростков начинается лишь при температуре выше 5—6 °С. При проращивании клубней картофеля при температуре ниже 6 °С хотя и образуются под действием протеаз аминокислоты, но нормальный рост побега не происходит. Полноценный рост надземной массы осуществляется только при образовании корней, способствующих мобилизации фосфора из клубней и увеличению содержания РНК в побегах. Корни у картофеля образуются при температуре не ниже 7 °С. Поэтому картофель сажают, когда почва на глубине 10 см прогреется до 7—8 °С.

При повышении температуры до 20—25 °С интенсивность развития проростков значительно возрастает, вследствие чего рост молодых побегов усиливается и всходы растений появляются раньше. Установлено, что средняя продолжительность межфазного периода посадка — всходы для непророщенного картофеля в Нечерноземной зоне составляет 25—30 дней. Пророщенные клубни дают всходы на 6—12 дней раньше.

По данным А. Г. Лорха и О. М. Поповской, картофель при температуре 10—12 °С в умеренно влажной почве дает всходы на 25—27-й день, при 14—16 °С — на 18—22-й, при 18—25 °С — на 12—13-й, при 27—28 °С — на 16—17-й день. Лучшей температурой для прорастания клубней в условиях средних широт страны следует считать 18—22°С. Снижение температуры до 10—12°С удлиняет период посадка — всходы на 5—6 дней.

В интервале температур от 10 до 18 °С для завершения появления всходов необходима сумма среднесуточных температур от 243 до 316 °С. При очень низких и слишком высоких температурах темпы прорастания картофеля замедляются. При температуре 3—5°С у некоторых сортов картофеля могут происходить слабый рост и развитие почек на клубнях без образования корневой системы. При температуре ниже 3 и выше 35 °С рост и развитие почек на клубнях приостанавливаются, а пребывание картофеля в течение нескольких дней при более низких и высоких температурах ведет к. повреждению почек и клубней.

При продолжительном нахождении клубней в холодной почве на высаженном семенном материале за счет имеющихся питательных веществ могут образоваться новые клубни без появления корней и надземных органов. Такое явление можно часто наблюдать при посадке картофеля в холодную переувлажненную почву или, наоборот. в слишком сухую почву при температуре выше 25—30 °С. На процессы роста и передвижения питательных веществ из материнского клубня в молодые клубни затрачивается значительная энергия, на получение которой расходуются углеводы, поэтому общая масса молодых клубеньков всегда меньше массы материнских клубней.

Всходы картофеля лучше развиваются при прохладной влажной погоде. В этот период нежные молодые растения очень чувствительны к жаре и суховеям.

Ботва картофеля начинает расти при температуре около 5—7 °С. Максимальные приросты ее бывают при умеренно влажной почве и температуре 17—22 °С. При температуре выше 42 °С рост надземной массы картофеля прекращается, так как на дыхание растений при высоких температурах тратится больше продуктов ассимиляции, чем накапливается в процессе фотосинтеза. При температуре 50 °С дыхание достигает максимума, происходит усиленный расход углеводов, растение увядает и может погибнуть. Ботва картофеля чувствительна и к низким температурам. При заморозках 1—1,5 °С и высокой относительной влажности воздуха растения чернеют и погибают.

При посадке картофеля на пониженных участках, где в утренние часы часто застаивается холодный воздух, всходы чаще повреждаются заморозками, чем при посадке на более высоких местах.

Для цветения картофеля наиболее благоприятна температура 18—21°С. При более высоких температурах цветки и бутоны опадают. При температуре 27—29 °С цветение прекращается.

Ассимиляция углекислоты при обычном ее содержании в воздухе (0,03 %) происходит интенсивно при температуре 20 °С. С повышением концентрации углекислого газа в воздухе до 1 % и выше оптимальная для ассимиляции температура повышается до 30 °С. Температура выше 30 °С заметно тормозит ассимиляцию углекислоты.

Исследованиями установлено, что дополнительное питание растений картофеля углекислым газом лучше всего осуществлять, внося в почву органические удобрения (до 80—100 т/га). На полях, где вносили органические удобрения, содержание углекислого газа под картофельными листьями в безветренную погоду перед восходом солнца повышалось до 1 %, в результате суточные приросты клубней увеличивались на 5—6 ц/га.

Наиболее благоприятная температура почвы для клубнеобразования 15—19°С, для ранних сортов 15—17°С, для среднеспелых 19 °С. Величина оптимальных температур для клубнеобразования зависит не только от скороспелости сорта, но и от комплекса внешних условий. Например, в северных районах наиболее благоприятна для клубнеобразования ранних сортов температура 11—14°С. Здесь высокие температуры в сочетании с длинным световым днем вызывают превращение столонов в надземные побеги и израстание клубней. В южных районах наиболее благоприятная температура для клубнеобразования 18—20 °С.

При температуре ниже 6 и выше 23 °С прирост клубней задерживается, а при 26—29 °С клубнеобразование обычно прекращается.

Установлено, что повышенная температура способствует большему образованию и ветвлению столонов, в результате этого число клубней увеличивается за счет уменьшения их крупности.

Длительное воздействие высокими температурами (30—40 °С) в период формирования и роста клубней вызывает так называемое «климатическое вырождение» картофеля. При этом нарушается нормальный обмен веществ, значительно снижаются урожай клубней и их продуктивные качества. Растения картофеля, ослабленные действием высоких температур, в большей степени поражаются вирусными и микоплазменными болезнями.

По наблюдениям А. Г. Лорха, в засушливые периоды рост клубней прекращается, на молодых клубнях прорастают верхушечные глазки, которые при температуре почвы выше 20 °С дают ростки и вторичные клубни. При температуре более 29 °С такие ростки образуют стебли, которые выходят из почвы и продолжают свой рост и развитие в первое время за счет питательных веществ еще неотмершей ботвы первичных клубней, а затем образуют корневую систему и надземную массу. Такое израстание клубней значительно снижает урожай и его качество. Частые смены температурных режимов на протяжении вегетации растений нередко вызывают снижение или временное прекращение клубненакопления, а также неравномерный рост частей клубня, что приводит к выпячиванию тканей около глазков и к образованию клубней уродливых форм.

Сумма температур выше 10 °С за вегетационный период, необходимая для полного развития растений, в среднем равна для ранних сортов 1000—1200°С, для среднеранних — 1100—1400 °С, для среднеспелых и среднепоздних — 1400—1500 °С.

Водный и воздушный режимы

Картофель требователен к влажности почвы, хотя и неодинаково в различные периоды роста и развития растений. В начале прорастания почек и образования ростков потребность во влаге почти целиком покрывается за счет материнского клубня. При появлении всходов и в начальный период формирования ботвы, когда испаряющая поверхность листьев невелика, растениям надо мало влаги, и в это время они очень хорошо переносят засушливую погоду. По данным Центрального института прогнозов, при запасах продуктивной влаги в пахотном слое не менее 15 мм задержки всходов картофеля из-за недостатка влаги не наблюдается.

По мере роста растений, особенно с вступлением их в фазу бутонизации и цветения, при максимальной испаряющей поверхности листьев, потребность картофеля во влаге резко возрастает. Недостаток ее в этот период приводит к падению тургора и увяданию листьев, что отрицательно влияет на фотосинтез и накопление крахмала в клубнях. Продолжительная засуха во время цветения растений ранних и среднеранних сортов картофеля резко снижает урожай и значительно ухудшает продуктивные качества клубней.

Особенно важно своевременное снабжение водой во время интенсивного образования и роста клубней, которое обычно происходит с момента полной бутонизации ранних сортов и до прекращения роста ботвы. Если при температуре 12—16 °С наивысшие приросты ботвы наблюдаются при запасах влаги в пахотном слое в пределах 70—85 % полевой влагоемкости, то при температуре 19—20°С самые высокие приросты клубней наблюдаются при влажности почвы около 100 % полевой влагоемкости.

Установлено, что в период наибольшего потребления влаги картофелем (цветение и клубнеобразование) верхняя граница оптимальной влажности почвы — полевая влагоемкость, а нижняя — 65—70 % полевой влагоемкости. При более высокой влажности почвы, чем полевая влагоемкость, и пониженной температуре в период клубнеобразования на 2—8 % снижается содержание в клубнях крахмала. Прекращение клубнеобразования в почве из-за ее переувлажнения на суглинистых и супесчаных почвах бывает при запасах продуктивной влаги в пахотном слое больше 65—70 мм. Продолжительный период переувлажнения почвы нередко приводит к «удушению» и загниванию клубней от недостатка кислорода воздуха. Первый сигнал переувлажнения почвы и кислородного голодания — разрастание на поверхности клубней рыхлых белых чечевичек. Особенно опасно затопление почвы толстым слоем воды.

В конце развития, когда увядает ботва и снижается прирост клубней, картофелю требуется меньше влаги, чем в предыдущие периоды. При теплой сухой погоде к концу вегетации растений на клубнях образуется крепкая толстая кожура, которая предохраняет их от механических повреждений во время уборки и обеспечивает лучшую сохранность в зимний период. Дождливая погода затягивает созревание клубней, на них образуется очень нежная кожура, они легко повреждаются при уборке и плохо хранятся.

Транспирационный коэффициент (количество воды, необходимое для создания единицы массы сухого вещества) у картофеля колеблется в зависимости от метеорологических факторов, агротехнических мероприятий, а также от сортовых свойств самого растения.

Величины транспирационных коэффициентов для картофеля, полученные отдельными исследователями, колеблются в пределах 230—700. Для условий средней полосы СССР транспирационный коэффициент картофеля равняется 300—450. При недостатке и избытке влаги в почве расход воды на образование единицы сухого вещества увеличивается. Для получения урожая 250—300 ц/га расход воды в центральных областях Нечерноземной зоны составляет 1500—3000 т/га, в условиях Кулундинской зоны Алтая — 2500—4000, в условиях Средней Азии — 2000—12 000 т/га.

При наступлении засушливых периодов во время клубнеобразования у растений картофеля рост клубней прекращается, что отрицательно влияет на урожай. В этом случае полив положительно влияет на ростовые процессы растений и на интенсивность накопления органического вещества. При избытке влаги возникает потребность в проведении специальных агротехнических и гидротехнических мероприятий, направленных на быстрейшее освобождение пахотного слоя от лишнего количества воды. К ним относятся: гребневание поверхности поля с осени, узкозагонная вспашка, щелевание, нарезка кротовин, устройство осушительных каналов и др. Однако в зонах избыточного и временного избыточного увлажнения в летние периоды нередко возникает острая потребность в дополнительном количестве воды для растений, поэтому необходимо стремиться здесь не только к отводу излишней влаги с полей, но и к созданию запасов в глубоколежащих слоях почвы в расчете на полное ее использование в засушливые периоды, когда свободной влаги в почве бывает очень мало. Окультуривание почвы при помощи внесения высоких норм органических удобрений и создания более мощного пахотного слоя увеличивает влагоемкость почвы и улучшает водный режим.

Картофель предъявляет высокие требования и к воздушному режиму почвы. Большое количество кислорода из почвенного воздуха в процессе дыхания поглощает корневая система, а также столоны и клубни. По данным А. А. Кудрявцевой, суточная потребность корней растений в кислороде составляет 1 мг на 1 г сухого вещества. Молодым органам растения свойственна повышенная дыхательная активность. Так, в процессе дыхания молодые клубни выделяют 7—7,6 мг углекислоты в сутки на 1 г сухого вещества, к концу вегетации в 8—8,5 раза меньше. Наиболее высокой дыхательной активностью отличаются корни, которые выделяют в сутки до 16 мг CO₂ на 1 г сухого вещества, столоны — 13, молодые клубни — 7,6 мг CO₂ на 1 г сухого вещества.

Содержание воздуха в почве зависит от ее скважности, или порозности. На хорошо обработанных структурных почвах и при внесении повышенных норм органических удобрений скважность достигает 65 % объема почвы. Однако лишь в сухой почве весь этот объем может быть занят почвенным воздухом. Практически всегда часть объема бывает занята влагой; и чем выше влажность почвы, тем меньший объем остается для воздуха, и наоборот. Поэтому на избыточно увлажненных почвах складывается плохой воздушный режим для растений. Такие почвы непригодны для раннего картофеля.

Скважность в значительной степени зависит от плотности (объемной массы) почвы. Чем рыхлее почва, тем «больше ее скважность и воздухоемкость. Чтобы иметь достаточное количество кислорода в суглинистой почве, необходимо сохранять ее в рыхлом состоянии с объемной массой не более 0,9—1,2 г/см³. В рыхлых почвах лучше проходит газообмен между почвенным и атмосферным воздухом. В избыточно увлажненных, сильно уплотненных, плохо обработанных почвах содержание кислорода уменьшается до 2 % и ниже, а содержание углекислого газа резко увеличивается. При недостатке обмена воздуха в почве корни растут плохо, их поглотительная активность снижается. При недостатке кислорода в почве клубни поздно завязываются и не накапливают ранний урожай. Исследования показали, что при снижении концентрации кислорода до 4 % дыхание корней и молодых клубней прекращается. В таких условиях нередко наблюдается загнивание корней и клубней.

Повышенная концентрация углекислого газа в почве также отрицательно влияет на рост корней. Для оптимального роста корней концентрация углекислоты должна быть не более 1 %. На удаление из почвы углекислого газа и проникновение кислорода хорошее действие оказывает глубокая обработка почвы с подпахотным рыхлением.

Свет

Картофель — светолюбивое растение. В затененных местах при ослаблении освещения наблюдаются вытягивание стеблей, некоторое пожелтение ботвы и задержка образования молодых клубней. При сильном затенении растений отмечается резкое снижение роста клубней. В таких условиях образуется лишь ботва с нежными, хрупкими и вытянутыми стеблями, в почве же — длинные белые столоны с небольшим утолщением на конце.

При отсутствии или недостатке света клубни картофеля прорастают белыми длинными ростками, которые легко обламываются при перевозке. При хорошем освещении посадочные клубни образуют короткие, толстые, зеленые или буро-зеленые ростки.

Установлено, что в условиях средних широт картофельное растение заметно реагирует на затенение и не проявляет отрицательной реакции на предельное естественное освещение. Однако для более южных районов нашей Страны, в частности Средней Азии, избыток солнечного света при высокой температуре воздуха отрицательно влияет на развитие, урожай и семенные качества картофеля. В этом случае слабое естественное затенение растений деревьями положительно влияет на урожай картофеля.

Отношение картофельного растения к освещению нельзя рассматривать без связи, с другими факторами и особенно с температурой воздуха. Установлено, что при умеренной температуре (10—15 °С) растения быстрее созревают при длинном дне, при более высокой — коротком. Максимум клубнеобразования и роста клубней при пониженных и умеренных температурах также перемещается на длинный день и беспрерывное освещение.

В системе агротехнических мероприятий большое значение имеют правильные способы и нормы посадки картофеля, которые обеспечивают регулирование доступа света к ассимилирующей поверхности листьев. В условиях полевой культуры необходимо создать такую конфигурацию и площадь питания для каждого растения, которые бы обеспечили максимальный доступ света к листьям растений не только верхних ярусов, но и всего растения.

Большое значение в поглощении солнечной энергии имеют размеры ассимиляционной поверхности растений, оптические свойства листьев, их ориентация и степень затенения другими листьями. Так, при северо-южном направлении рядков растения равномернее освещаются в течение дня по сравнению с западно-восточным направлением, а урожай картофеля повышается на 16—20 ц/га, крахмалистость клубней — на 1—2 %. При посадке картофеля с более широкими междурядьями (90 см вместо принятых современной технологией 70 см) при сохранении одинакового количества растений на единице площади поля создаются более благоприятные условия для поглощения Листьями солнечной энергии, так как освещенность посевов в этом случае значительно выше.

Образование столонов в почве происходит при отсутствии света. Столоны и молодые клубни могут образовываться и на поверхности почвы при укрытии ее светонепроницаемой пленкой. Способность картофеля образовывать клубни на поверхности почвы под светонепроницаемой полиэтиленовой пленкой в будущем может быть широко использована в картофелеводстве для получения ранней продукции и облегчения уборки урожая. В этом случае нет необходимости заделывать в почву семенные клубни, их можно размещать на поверхности почвы и укрывать светонепроницаемой синтетической пленкой. В НИИКХ для укрытия клубней применяли черную полиэтиленовую пленку. При появлении всходов раннего картофеля на пленке делали надрезы для выхода стеблей на дневную поверхность. Наблюдения показали, что под пленкой создается более благоприятный режим температуры и влажности, чем на открытой площадке. В результате растения быстро развивались, рано образовывали клубни и накапливали высокий урожай.

Клубни картофеля, побывшие несколько дней после выкопки из земли на. свету, зеленеют, в них образуется хлорофилл. Заметное содержание его обнаруживается на 3—4-й день освещения, на 10—20-й день накапливается максимальное количество хлорофилла. Под воздействием прямого или рассеянного света в клубнях также увеличивается содержание соланина до 30—40 мг на 100 г клубней. Для семенного картофеля такое озеленение полезно, так как клубни не поражаются болезнями и не повреждаются грызунами во время осенне-зимнего хранения. Кроме того, озелененный картофель обеспечивает получение более высоких урожаев. Продовольственный картофель нельзя подвергать озеленению. Особенно быстро происходит накопление хлорофилла и соланина у клубней на свету после их мойки. Вот почему чистый от земли картофель для продовольственных целей необходимо хранить в темных помещениях.

Особенности корневого питания

Картофель отличается повышенными требованиями к количеству питательных веществ, необходимых для образования высокого урожая. Для нормального роста и развития картофельного растения необходимы, азот, фосфор, калий, кальций, магний, железо, сера, а также микроэлементы: бор, марганец, молибден, медь, цинк, кобальт и др. Однако в условиях большинства почв для получения средних урожаев он наиболее часто испытывает потребность лишь в трех основных элементах питания — азоте, фосфоре и калии. В среднем можно считать, что на каждые 100 ц клубней растение выносит около 50 кг азота, 20 — фосфорной кислоты и 90 кг окиси калия.

Картофель для накопления урожая больше потребляет калия, несколько меньше азота и еще меньше фосфора. Эта биологическая особенность растения явилась причиной того, что картофель стали считать «калийной» культурой и старались внести под него в первую очередь калийные удобрения. Однако исследования показывают, что на большинстве почв он дает выше прибавки урожая от внесения азотных и фосфорных удобрений, меньше — в калийных. Это объясняется более высоким содержанием в почвах усвояемого для растений калия, чем азота и фосфора.

На окультуренных торфяно-болотных и пойменных землях эффективнее для картофеля калийные удобрения, так как в этих почвах усвояемого азота и фосфора содержится значительно больше, чем калия. Установлено, что на торфяно-болотных почвах при урожаях до 300 ц/га картофель выносит азота больше, чем калия. Так, исследования, проведенные в НИИКХ, показали, что на каждые 100 ц клубней при урожае 237,7 ц/га средний вынос элементов питания составил: азота — 79,2 кг, фосфорной кислоты — 18,9 и окиси калия — 54,6 кг, при урожае 364,8 ц/га — соответственно 67,9; 16,4 и 75,4 кг. Поэтому при разработке системы удобрения под картофель необходимо учитывать особенности почв, обеспеченность их элементами пищи и потребность растений в питании в разные периоды роста. Данные выноса картофелем питательных веществ из почвы дают лишь представление о том, что удалено с поля вместе с урожаем и в каких дозах необходимо внести удобрения для обеспечения намеченных урожаев.

В наших исследованиях по изучению поступления питательных веществ в растения картофеля в течение вегетационного периода сравнивалось количество накопленного разными по скороспелости сортами сухого вещества и поглощенных ими из почвы элементов питания (азот, фосфор и калий). Установлено, что в первую половину вегетационного периода, когда наиболее интенсивно происходит рост картофеля, на единицу массы сухого вещества растения поглощают питательных веществ значительно больше, чем к концу вегетации.

Сорт Приекульский ранний, который характеризуется быстрыми темпами роста и развития растений, больше потребляет из почвы питательных веществ на единицу массы сухого вещества, чем среднеспелый сорт Лорх.

Недостаток питательных веществ в почве при выращивании раннего сорта картофеля может отрицательно повлиять на урожай, это необходимо учитывать при составлении системы удобрения.

Картофель поглощает максимум элементов питания в периоды бутонизации и цветения, когда происходит наивысший прирост надземной массы. В центральных областях Нечерноземной зоны этот период для раннего картофеля бывает в июне, в северных районах — в июле, в южных — в начале июня.

В растения ранних сортов картофеля в разные периоды роста и развития поступает следующее количество азота, фосфора и калия. Установлено, что азотистые соединения поступают в растение преимущественно в первую половину вегетационного периода, когда происходит интенсивное развитие ботвы. В этот период растение картофеля требует и потребляет много азота, потому что он является основным компонентом белков, идущих на образование стеблей и листьев. При отмирании же ботвы поступление азота из почвы уменьшается, а с началом засыхания стеблей прекращается.

Фосфорнокислые соединения картофель потребляет в меньших количествах, чем азотистые. Картофель поглощает фосфор из почвы в основном в виде ионов фосфорной кислоты, наибольшее количество его потребляет в период интенсивного образования ботвы и клубней. Фосфорнокислые соединения поступают в растение с водой. Чем больше воды поглощает растение, тем больше оно получает и фосфорнокислых соединений. Фосфор нужен картофелю для образования в растениях протоплазмы и других сложных белковых веществ. Он играет большую роль в улучшении углеводного и белкового обмена, ускоряет рост и развитие растений, способствует лучшему развитию корневой системы, приводит к более раннему клубнеобразованию и большему накоплению в клубнях сухого вещества и крахмала. Кроме того, фосфор положительно влияет на водный режим растений и способствует их большей устойчивости против засухи, особенно в юго-восточных районах страны.

Недостаток фосфора характеризуется задержкой фаз развития растений, особенно цветения, угнетенным ростом и мелкими размерами молодых листьев. На листьях появляется темно-зеленая с голубоватым оттенком окраска, от побегов они отходят под острым углом. Признаки голодания появляются на нижних листьях и распространяются вверх. Недостаточное фосфорное питание вызывает железистую пятнистость клубней. Наблюдения показали, что недостаток фосфора может быть на всех почвах, но чаще всего при выращивании раннего картофеля на кислых, богатых подвижными соединениями алюминия и железа, суглинистых, дерново-подзолистых почвах, на черноземах и красноземах.

Калий, как и фосфор, — необходимый и незаменимый элемент зольного питания растений картофеля. Он способствует более быстрому усвоению углекислоты листьями картофеля и ускоряет передвижение углеводов из листьев. в клубни. Калий влияет также на обводненность клеток растений, чем и объясняется относительно повышенная засухоустойчивость и морозостойкость растений при достаточном калийном питании. В отличие от азота и фосфора он не входит в состав органических соединений. В растениях он почти весь находится в форме свободных ионов и лишь частично — в виде непрочных коллоидных соединений. Наибольшее содержание калия обнаруживается в молодых органах растения и стеблях.

При внесении калийных удобрений картофель становится более устойчивым к заморозкам, грибным и бактериальным болезням, а также к потемнению мякоти клубней после очистки и варки. При недостатке калия наблюдаются темно-зеленая с бронзовым оттенком окраска листьев, пожелтение, затем побурение и отмирание тканей по краям листьев, укороченные междоузлия и более тесное расположение долек листа, неравномерный рост листовой пластинки, приводящий к морщинистости листьев, которые преждевременно теряют тургор, засыхают и опадают. Признаки недостатка калия появляются на старых нижних листьях куста, затем средних и верхних.

Особенно часто калийное голодание испытывают растения картофеля на пойменных землях и торфяниках. Эти почвы нередко бедны калием, к тому же в них содержится много кальция и магния, которые затрудняют поступление калия в растения. Недостаток калия может быть и на легких песчаных и супесчаных дерново-подзолистых почвах, из которых он легче вымывается в подпахотные горизонты.

Наибольшее количество калия растение берет почвы в период интенсивного роста ботвы и клубней. Раннеспелые сорта картофеля при выращивании их на хорошо окультуренных плодородных участках к периоду максимального накопления ботвы поглощают до 90 % калия от общего его поступления за вегетационный период. При отмирании ботвы поступление калия в растение уменьшается, а калий, накопленный ботвой, частично перемещается в клубни и частично теряется при опадении листьев.

Установлено, что действие того или иного элемента питания в сильной степени изменяется в зависимости от обеспеченности растений другими питательными веществами. Так, фосфор и калий играют важную роль в усвоении картофелем азота. При недостатке калия растения картофеля не могут использовать аммиачный азот. Для усвоения растениями нитратного азота необходим фосфор.

Потребление картофелем питательных веществ возрастает с внесением повышенных доз минеральных удобрений и ростом урожая, но прямой пропорциональности здесь не наблюдается. Исследования показали, что при низкой агротехнике и невысоких урожаях клубней растение картофеля потребляет питательных веществ на единицу урожая относительно больше. С улучшением же условий роста и развития картофеля, а следовательно, и с увеличением урожаев клубней питательные вещества почвы используются экономнее.

Так, на дерново-подзолистых суглинистых почвах ОПХ «Ильинский» Московской области при урожае картофеля сорта Приекульский ранний 120 ц/га в среднем на каждую тонну клубней растениями картофеля было потреблено из почвы: азота — 4,5 кг, калия — 8,5 и фосфорной кислоты — 2,2 кг. Следовало бы ожидать, что при урожае картофеля 200 ц/га растениями будет взято из почвы: азота — не менее 90 кг, калия — 170 и фосфорной кислоты — 44 кг. Фактически же с урожаем 204 ц/га, который был получен при соблюдении высокой агротехники, из почвы было вынесено 82 кг азота, 164 — калия и 39 кг фосфорной кислоты.

Исследования показали, что для получения одного и того же урожая клубней растения картофеля используют питательных веществ тем больше, чем сильнее развита нетоварная часть урожая — ботва. Установлено, что на создание каждой тонны урожая раннего картофеля при более мощной ботве расходуется азота, фосфора и калия на 20—35 % больше, чем при менее развитой ботве. Поэтому при использовании удобрений важно определить оптимальные дозы и соотношения питательных элементов под ранний картофель, чтобы они не оказывали одностороннего действия на развитие ботвы в ущерб урожаю клубней.

На количество минеральных веществ, поглощаемых растениями из почвы, влияют погодные условия, кислотность почвы, формы удобрений и другие факторы. Например, во влажные годы картофель потребляет азота, фосфора и калия из почвы значительно больше, чем в сухие. Установлено, что pH водной вытяжки, равная 5—6,5, наиболее благоприятна для поступления питательных элементов в растение картофеля из почвы.

Большой практический интерес представляет вопрос о питании картофеля в начале его вегетации (при появлении всходов).

Исследования показали, что усвоение питательных элементов начинается, как только образуется корневая система, еще до появления всходов на поверхности почвы. Потребность картофеля в первый период его жизни не может быть полностью удовлетворена за счет запаса питательных элементов, заключенных в маточном клубне. Для получения нормального урожая картофеля необходимо внесение дополнительных количеств питательных элементов в усвояемой форме.

Картофель большую часть питательных элементов поглощает в первую половину вегетационного периода, поэтому удобрения следует вносить до посадки картофеля и во время посадки, или в оба срока в зависимости от типа почвы, вида удобрений и его доз. Урожаи картофеля бывают выше при сочетании основного и местного удобрений по сравнению с внесением полной дозы удобрения только до посадки.

Почвы

Картофель предпочитает рыхлые почвы. Столоны картофеля и растущие клубни обладают недостаточной способностью раздвигать почвенные частицы и противостоять механическим воздействиям. Для размещения растущих клубней необходимы значительные пространства почвы. При среднем урожае 0,5 кг клубней на куст для их размещения необходимо освободить от почвы пространство объемом около 0,5 дм³, или около 20 м³ на каждый гектар посева.

Исследования НИИКХ показали, что наилучшие условия произрастания картофеля на средне — и тяжелосуглинистых дерново-подзолистых почвах создаются при плотности 1,10—1,20 г/см³. Так, на среднесуглинистых почвах ОПХ «Ильинское» Московской области при выращивании картофеля сорта Приекульский ранний при плотности 1,10 г/см³ урожай составил 242,5 ц/га, при плотности 1,20 — 238, при 1,30 — 189,5 и при 1,40 г/см³ — 149,5 ц/га.

Фенологические наблюдения показали, что всходы картофеля на уплотненных до 1,35—1,50 г/см³ суглинистых почвах появляются на 5—6 дней позднее, чем на почвах с меньшей плотностью — 1,10—1,20 г/см³. С уплотнением тяжелосуглинистой почвы до 1,57—1,60 см³ посадочные клубни загнивают и не дают всходов.

На уплотненных почвах растения отстают в росте, отличаются меньшей ассимиляционной поверхностью. При уплотнении почвы до 1,40—1,50 г/см³ большинство клубней имеют уродливую форму.

Плотность почвы оказывает большое влияние на развитие корневой системы картофеля. Корни у растений, выращиваемых в рыхлой почве (1,10 г/см³), хорошо ветвятся, пронизывают весь пахотный слой и уходят в подпахотный. На почвах, уплотненных до 1,35—1,50 г/см³, корни, как правило, развиваются в верхнем 10—15-сантиметровом слое и плохо ветвятся, столоны образуют мелкие клубни. Объем корней, общая и рабочая адсорбирующая поверхность их в рыхлой почве бывают значительно больше по сравнению с корневой системой на плотных почвах.

Исследования показывают, что оптимальная плотность почвы для выращивания картофеля изменяется в зависимости от ее механического состава, влажности. Так, если уплотнение суглинистой почвы сверх 1,20 г/см; вызывает резкое снижение урожая клубней, то на песчаной почве уплотнение до 1,50—1,60 г/см³ слабо сказывается на урожае клубней. На легких песчаных почвах значительное снижение урожая отмечается при плотности их свыше 1,50—1,60 г/см³. На черноземах лучшие условия для роста растений картофеля создаются при плотности почвы 0,9—1,1 г/см³.

Отрицательное влияние большой плотности почвы на урожай объясняется изменением почвенных условий (твердость почвы, воздушный режим) в сторону, менее благоприятную для роста растений. При увеличении плотности до 1,50 г/см³ твердость суглинистой почвы достигает 27—28 г/см². При такой плотности и твердости почва сильно слипается, образуя единую глыбистую массу.

Неблагоприятный воздушный режим для картофеля создается на уплотненных суглинистых почвах с объемной массой 1,35—1,50 г/см³. При плотности тяжелосуглинистой почвы 1,50 г/см³ порозность доходит до 11,2 % (Воривода, 1964).

Значительное снижение водопроницаемости почвы и увеличение влажности на уплотненных до 1,35—1,50 г/см³ суглинистых почвах вызывают нарушение водного режима.

На плотных почвах слабо проходят микробиологические процессы, снижается общая численность микроорганизмов, интенсивность выделения углекислоты и содержание подвижных питательных веществ.

Лучшие почвы для картофеля — супесчаные, легкие и средние окультуренные суглинки, хорошо аэрируемые. Для выращивания семенного материала в условиях средней полосы СССР хорошими почвами являются торфяные, которые обладают потенциально высоким плодородием и благоприятными физическими свойствами (высокая скважность, малая плотность и твердость, высокая влагоемкость). Температура торфяных почв на глубине 10—15 см в наиболее жаркие и засушливые периоды вегетации редко превышает 21° С и поэтому не сказывается на снижении клубнеобразования. В передовых хозяйствах на торфяных почвах низинного типа получают до 400 ц/га клубней здорового семенного картофеля.

Источник: Б.А. Писарев. Производство раннего картофеля. — М.: Россельхозиздат, 1986