Морфологические и биологические особенности картофеля. Характеристика растения картофель
Картофель, его сорта, полезные свойства и вред | ХозОбоз
Общая характеристика картофеля
Картофель – питательный овощ, содержащий в своем составе минеральные соли, полноценный белок и углеводы. Полезные корнеплоды повсеместно применяются в пищу и широко используются в народной медицине.
На сегодняшний день существует четыре тысячи сорта картофеля, которые различаются по скороплодности, устойчивости к болезням и перепадам температур, а также урожайности и содержанию крахмала. Только в 2013 году Российским «Государственным реестром селекционных достижений, допущенных к использованию» было одобрено еще 34 новых сорта.
Происхождение картофеля: из Перу в Россию
Первыми употреблять в пищу картофель начали американские индейцы, которые готовили из клубней овоща картофельные чипсы или чуньо, пригодные к долгому хранению. Поэтому вполне заслужено родиной картофеля считается Латинская Америка (Перу). Дикорастущий овощ не раз спасал индейцев от голодной смерти. Между ними существовало поверье, что питательные «земляные орехи» были посланы им в дар богами.
Испанские путешественники привези полезные клубни в Европу в середине шестнадцатого века, однако прежде чем картофель стал национальным блюдом многих европейских стран, он не раз признавался страшнейшим ядом. Европейцы долгое время отказывались выращивать «земляные яблоки», привезенные из Южной Америки, так как фиксировались массовые случаи отравления необычной культурой. По не знанию жители Старого Света употребляли в пищу ботву и ягоды, что зачастую приводило к летальному исходу отведавших «злополучный» овощ.
Как растет картофель. Растение картошка.
История картофеля в России развивалась по тому же сценарию, что и в большинстве европейских стран. Поначалу крестьяне отнеслись к заморскому овощу настороженно, но уже в середине восемнадцатого века его начали массово возделывать на огородах Новгорода и Петербурга. По одной из версий появлению картофеля россияне обязаны Петру I, который, отведав блюдо из корнеплода в Голландии, приказал отправить мешок диковинных клубней графу Шереметьеву с наставлением распространить культуру по всей России.
Картофель: польза и вред
В состав картофеля входят практически все известные аминокислоты, необходимые человеку микроэлементы (калий, железо, магний, кальций, медь, фосфор и пр.) и витамины (C, PP, B1, B2, B9). Чтобы удовлетворить суточную потребность организма в вышеперечисленных полезных веществах, достаточно съедать 300 грамм картофеля каждый день.
Польза картофеля
Полезные свойства картофеля, подтвержденные современной медициной, позволяют считать этот овощ не только полноценным продуктом питания, но и высокоэффективным лечебным средством, успешно справляющимся со многими заболеваниями. Блюда из питательного овоща показаны при гастрите, болезнях ЖКТ, артрите, сердечно-сосудистых заболеваниях, а также при предрасположенности к различного рода невритам.
Лечебные свойства картофеля были замечены еще нашими прародителями. В народной медицине кашицу из сырого овоща использовали при ожогах и экземах, грибковых поражениях, дерматитах и даже рожистом воспалении, для чего марлевую повязку пропитывали картофельным соком и прикладывали к воспаленному месту.
Картофельный крахмал успешно применялся в лечебных ваннах для снятия зуда при диатезах у детей. А чтобы снять приступ радикулита отварной в мундире картофель разминали до образования пюре, разбавляли 3 каплями йода и столовой ложкой любого растительного масла и прикладывали к пояснице.
Вред картофеля
В составе картофеля, который некоторое время хранили на свету, может появиться опасное для здоровья человека вещество, как соланин. Применять в пищу позеленевший овощ нельзя, так как это чревато серьезными последствиями, вплоть до сильных отравлений. Современная медицина настоятельно рекомендует почти полностью исключить картофель из рациона питания людям, которые имеют следующие заболевания:
- ожирение;
- сахарный диабет;
- болезни суставов воспалительного характера.
Не рекомендуется употреблять в пищу старые клубни. Наибольшую пользу организму может дать отварной в мундире или запеченный молодой картофель.
Пищевая ценность картофеля и секреты его приготовления
Картофель для большинства народов мира, россиян в том числе, является вторым хлебом. Из него готовят более сотни вкусных питательных блюд. Более того, ценность картофеля сегодня признается официальной медициной. Не так давно в его составе был обнаружен редкий витамин U, который помогает справиться с язвенной болезнью.
Чтобы корнеплоды принесли организму как можно больше пользы, следует учитывать некоторые особенности картофеля при его приготовлении:
- Очищенные клубни овоща быстро темнеют, поэтому после обработки их сразу следует класть в холодную воду.
- Картофель имеет свойство быстро развариваться. Потому его рекомендуют варить на умеренном огне и в малом количестве воды. Можно также добавить в воду 2 ложки огуречного или капустного рассола.
- Молодые клубни принесут больше пользы, если их варить в кожуре. Старый картофель, напротив, лучше варить очищенным.
Для тех, кто на диете, следует учитывать, что прошлогодний картофель углеводы в своем составе содержит в большой степени. Поэтому при ожирении и лишнем весе в пищу рекомендовано употребление исключительно свежих клубней.
Картофель – ценный овощ, который, безусловно, обогатил и разнообразил русскую кухню, однако, чтобы из разряда полезных он не перешел в разряд запрещенных, хранить и готовить его нужно правильно.
hozoboz.com
Ботаническая и биологическая особенность картофеля
Ботаническая характеристика
Рисунок 1 - Общий вид картофеля
Картофель (рисунок 1) относится к семейству Пасленовых (Solanaceae), роду Solatium, объединяющему десятки диких видов, и среди них Solatium tubemsum L. -вид, получивший самое широкое распространение в культуре.
Картофель - многолетнее травянистое клубненосное растение, но в культуре используется как однолетнее, потому что весь жизненный цикл его, начиная от прорастания клубня и кончая образованием и формированием зрелых клубней, проходит в один вегетационный период.
Размножают картофель обычно вегетативным путем - клубнями или частями клубней, а также ростками и черенками. В селекционной практике, а иногда в производственных условиях используют и семенное размножение.
Высота стеблей колеблется от 30 до 150 см в зависимости от условий выращивания.
Куст растения картофеля состоит из 4 - 8 облиственных стеблей. Число стеблей в кусте зависит от сорта, размера посадочных клубней и числа проросших на них почек. Растения, выросшие из крупных клубней, имеют, как правило, больше стеблей, чем растения, полученные из мелких клубней. Величина урожая клубней в определенной степени зависит от количества стеблей в кусте.
В подземной части стебля из пазушных почек развиваются побеги - столоны, на концах которых образуются утолщения - клубни. Столоны всегда тоньше стеблей, они могут быть разной длины: у ранних сортов - короче, у поздних - длиннее.
Степень рассеченности листьев - один из важнейших сортовых признаков.
Окраска венчика у цветков разнообразная: белая, синяя, темно-сине-фиолетовая, красно-фиолетовая с различными оттенками.
Плод - шаровидная, сочная двухгнездная ягода, содержащая большое количество очень мелких сплюснутых семян. Масса 1000 семян - 0,5 г. Однако далеко не все сорта способны к плодоношению. Оно в значительной степени зависит от условий произрастания картофеля.
Корневая система картофеля, выращенного из клубня, мочковатая. Она представляет собой совокупность корневых систем отдельных стеблей. Корневая система имеет ростковые (глазковые), или первичные, корни, образующиеся в начале прорастания клубней, пристолонные корни, появляющиеся в течение всего периода вегетации и располагающиеся группами по 4-5 корней около каждого столона.
Корни проникают в почву сравнительно неглубоко. Около половины их расположено в пахотном слое, от 22 до 38 % проникает глубже, отдельные корни уходят на глубину до 150 см. Мощность корневой системы в значительной степени зависит от условий выращивания (влажности, аэрации и содержания питательных веществ в почве). Сухая масса корней картофеля составляет около 7 % его надземной массы. Корневая система картофеля отличается довольно активной поглотительной способностью, особенно по отношению к фосфору.
Клубень картофеля представляет собой утолщенный и укороченный стебель. В раннем возрасте на нем имеются мелкие чешуйчатые листочки, не содержащие хлорофилла. Эти листочки на ранней стадии развития клубня атрофируются, а их листовой след образует бровь глазка. В пазухах чешуйчатых листочков закладываются покоящиеся почки, составляющие, так называемые глазки. В каждом глазке клубня имеется по три почки и более. При прорастании трогается в рост одна, наиболее развитая средняя почка, другие остаются как запасные и прорастают при повреждении (обламывании) ростков. Почка клубня состоит из конуса нарастания с зачатками листьев, пазушных почек и корешков.
Глазки на клубне расположены спирально. Так как клубень растет вершиной, в верхней части глазки расположены более сближено, чем в средней и у основания. Глазки верхушечной части клубня более жизнеспособны и прорастают раньше нижних.
Зрелые клубни покрыты тонкой кожурой, состоящей из пробковой ткани, которая предохраняет их от высыхания и заболеваний. Под пробковым слоем находятся паренхиматические клетки коры, заполненные крахмальными зернами, затем слой образовательной ткани (камбия) и кольцо сосудисто-волокнистых пучков, соединяющихся с глазками. Внутренняя часть клубня - сердцевина - тоже содержит крахмал, но меньше, чем кора.
Дыхание клубней и испарение влаги происходит по межклетникам рыхло расположенных клеток, через так называемые чечевички, представляющие собой возвышения на кожуре клубня. Число и размер чечевичек во многом зависят от условий выращивания картофеля (Арнаутова В. В., 1993).
Форма клубней очень разнообразна, но характерна для каждого сорта. Она определяется отношением длины клубня к его ширине и ширины к толщине. В зависимости от этих соотношений различают клубни круглые, округло-овальные, удлиненно-овальные, длинные, плоские и др. Питание, климатические условия, различная плотность почвы, а также заболевания могут изменить форму клубня.
Различают следующие основные типы окраски клубней: белые с различным проявлением желтизны; красные с оттенками от светло-розового до интенсивно-красного и сине-фиолетового. Мякоть клубня чаще всего белая или в различной степени желтоватая, и только у отдельных сортов она красная или сине-фиолетовая.
Рисунок 2 - Основные фазы развития картофеля
В процессе роста и развития растений отмечают следующие фазы: (рисунок 2) прорастание клубней; появление всходов; рост стеблей и листьев; клубнеобразование; бутонизация; цветение; усыхание (отмирание) ботвы.
После окончания периода покоя при определенных температуре и влажности воздуха (в хранилище) или почвы (после высадки в грунт) почки клубня прорастают - появляются ростки и корни, которые первое время растут за счет питательных веществ клубня. После появления всходов начинает формироваться ассимиляционный аппарат - стебли и листья.
На 20-30-й день после появления всходов, когда растения достигнут 10 - 20 см высоты, в пазухах зачаточных листьев на подземной части стеблей образуются столоны (на каждом стебле 6 - 7 столонов длиной до 15-20 см). По завершении роста столонов их верхушки утолщаются, формируются в клубни. Начало этой фазы обычно совпадает с цветением растений, а у раннеспелых сортов она наступает еще раньше. Одновременно с формированием новых клубней, бутонизацией и цветением продолжается энергичный рост надземной массы растений. Клубни растут интенсивно до пожелтения листьев и стеблей, увеличиваясь в размерах и накапливая крахмал. Затем они прекращают рост, наступает их физиологическое созревание, кожица клубней становится плотной и они переходят в состояние покоя. Листья и стебли вянут, а затем усыхают (Бацанова С. Н., 1970).
Вегетационный период (от появления всходов до созревания клубней) у ранних и среднеранних сортов продолжается в среднем 40-60 дней, среднеспелых - 60 - 90, среднепоздних - 90-105, позднеспелых - 105 - 120 дней.
Отношение к теплу.
Картофель - культура умеренного климата. Он не выдерживает отрицательных температур, плохо реагирует на температуру ниже 7-8°С и в то же время сильно угнетается уже при температуре почвы выше 20°С. Ботва картофеля повреждается при температуре минус 1-1,5° С.
Наиболее благоприятная температура для появления всходов и большего количества стеблей (снятие апикального эффекта) 13-15 С. При низких температурах клубни загнивают. Стебли картофеля повреждаются заморозками - 1 С, а клубни - 1 - 2 С, т.к. содержат до 75 % воды. Постепенное охлаждение клубней приводит к накоплению в них до 8 % сахаров, что под слоем снега свыше 30 см обеспечивает их перезимовку даже в условиях Сибири.
Клубни, подвергшиеся при хранении воздействию пониженных положительных температур, приобретают сладкий вкус вследствие превращения крахмала в сахар. Если эти клубни затем выдержать при комнатной температуре, происходит обратный процесс и у них вновь появляется нормальный вкус.
Проросшие клубни ранних сортов высаживают при температуре почвы 2-3° С, не проросшие клубни высаживают при температуре почвы до 6-8° С. Оптимальная для прорастания температура 18-20° С. Всходы в этом случае появляются на 10-12-й день после посадки, в то время как при температуре почвы ниже 7° С - лишь через 30-35 и даже через 50 дней. Лучшее клубнеобразование в средней полосе происходит при температуре почвы 16-19° С, что примерно соответствует температуре воздуха 21-25° С. При снижении температуры рост клубней задерживается, а при 7° С - прекращается.
Ассимиляционная деятельность листьев картофеля почти прекращается при продолжительной температуре воздуха выше 30° С.
Отношение к свету.
Картофельное растение весьма требовательно к свету. Даже при небольшом затенении у картофеля отмечается пожелтение ботвы, вытягивание стеблей, замедление или полное отсутствие цветения и снижение урожая клубней. В связи с этим очень важно обеспечить оптимальные площади питания для различных сортов картофеля с учетом конкретных условий возделывания.
Отношение к влаге.
Картофель - требовательное к влажности почвы растение. Потребность во влаге изменяется у него по фазам развития. Критическим периодом является фаза начала цветения. Недостаток влаги в почве в этот период приводит к сильному снижению урожая клубней.
Наиболее благоприятные условия для роста картофеля и образования высокого урожая клубней создаются при влажности почвы 70-80% полной полевой влагоемкости в зоне распространения основной массы корней в период цветения и клубнеобразования и 60-65% - в период накопления крахмала в клубнях. Для обеспечения высоких урожаев картофеля в средней полосе необходимо, чтобы за вегетацию выпадало не менее 300 мм осадков. Недостающее количество влаги должно восполняться орошением (Гатаулина Г. Г., 1995).
Особенности питания.
Количество питательных элементов, потребляемых картофельным растением, зависит от многих факторов и ориентировочно определяется выносом их из почвы с урожаем. Установлено, что картофель выносит в среднем с I т клубней и соответствующим количеством ботвы 5-6 кг N, 1,5-2 кг Р3 О5 и 7-10 кг К2 О.
Таким образом, из основных элементов питания картофель потребляет больше всего калия, затем азота и меньше всего - фосфора. Забирая из почвы питательные элементы значительно больше, чем зерновые культуры, картофель дает хозяйственно-ценной продукции примерно в 2-2,5 раза больше с единицы площади, чем они. На это обращал в свое время внимание Д. Н. Прянишников (1920), который писал, что возделывать картофель на полях - это то же, что получать три колоса там, где рос один.
В первый период жизни растение картофеля требует немного питательных элементов. Оно в значительной степени удовлетворяет потребность в питании за счет материнского клубня. Наибольшее количество питательных элементов картофель потребляет в период интенсивного нарастания надземной массы и в период клубнеобразования. К концу вегетации поступление питательных элементов уменьшается и прекращается в начале засыхания листьев.
При недостатке в почве азота отмечается слабое развитие надземных органов картофеля, уменьшаются облиственность растений, продуктивность работы листового аппарата и урожай клубней. При избыточном азотном питании наблюдается чрезмерный рост ботвы, задерживается образование клубней и удлиняется период вегетации; снижается устойчивость растений к различным заболеваниям и накапливаются нитраты. При нормальном азотном питании картофельное растение лучше усваивает калий и фосфор.
Хорошая обеспеченность картофеля фосфором ускоряет развитие растений, начиная с появления всходов. Повышаются темпы формирования корневой системы, раньше наступает период клубнеобразования, увеличиваются урожай и крахмалистость клубней, улучшаются их лежкость и семенные качества. При недостатке фосфора нарушается нормальное развитие растения: понижается ветвистость куста, задерживаются бутонизация, цветение и клубнеобразование. На клубнях появляются коричневые пятна, их крахмалистость уменьшается, а вкусовые качества ухудшаются (Карманова С. И., 1988).
Калий, имея большое значение для процесса фотосинтеза, белкового и углеводного обмена, влияет на величину урожая картофеля и его качество (особенно крахмалистость), повышает устойчивость растений к болезням. Калий играет исключительную роль в водном режиме растений. При калийном голодании картофеля происходят нарушения в росте и развитии растения, в его анатомо-морфологическом строении. Механические ткани и корневая система развиваются слабее. Клубни при недостатке калия бывают мелкими, приобретают несколько удлиненную форму и плохо хранятся в зимний период. Калийные удобрения, содержащие много хлора, уменьшают размер крахмального зерна.
Отношение к почве.
Лучшими для картофеля являются рыхлые почвы, с хорошей воздухопроницаемостью, небольшой влагоемкостью и водопроницаемыми подпочвенными горизонтами. Прорастающие клубни, корни и молодые клубни потребляют во много раз больше кислорода воздуха, находящегося в почве, чем корни и подземные органы других растений.
Картофель возделывают в Центрально-Черноземных областях. В Нечерноземной зоне для него пригодны хорошо окультуренные дерново-подзолистые и серые лесные почвы. Широко используются под картофель и окультуренные торфяники, особенно если он идет на семенные цели. Удается картофель и на легких по гранулометрическому составу песчаных почвах, при внесении достаточного количества удобрений. Благодаря большой усваивающей способности корневой системы, картофель может произрастать и на сравнительно бедных почвах, однако рассчитывать на высокие урожаи клубней при этом не приходится. Тяжелые суглинки и сильно уплотненные почвы, особенно при близком стоянии грунтовых вод, непригодны для культуры картофеля. Они препятствуют свободному развитию клубней и способствуют заболеваниям картофеля вследствие избыточной увлажненности.
biofile.ru
Морфологические и биологические особенности картофеля
Картофель - важнейшая продовольственная культура, получившая название "второго хлеба". Картофель – культура универсального использования. В клубнях картофеля содержится в среднем от 14 до 22 % крахмала, 2-3 % белка. Спирт из картофеля до сих пор незаменим в фармацевтической, парфюмерной и ликероводочной промышленности. Крахмал используют в кондитерском, текстильном и колбасном производстве. Кулинарам известно более 200 картофельных блюд. Велико значение картофеля как кормового растения. Он - основной компонент в кормовых рационах свиней, применяется для кормления молочного скота и домашней птицы. В 1 кг картофеля содержит 0,3 корм. ед. На корм скоту используют и отходы промышленного производства: мезгу (крахмальное производство) и барду.
Картофель содержит глюкозид соланин: в мякоти 1-5 мг на 100 г сырой массы, в кожице концентрация выше. В такой концентрации даже при значительном потреблении картофеля алкалоиды безвредны. Потребление картофеля с содержанием алкалоидов 23-27 мг на 100 г может вызвать отравление.
По хозяйственному назначению сорта делятся на группы: столовые, заводские, кормовые и универсальные. Клубни картофеля столовых сортов имеют высокие вкусовые качества, нетемнеющую мякоть, быстро развариваются, но не рассыпаются. Небольшое количество глазков залегает неглубоко. Столовые сорта обычно отличаются коротким вегетационным периодом или среднеспелостью. Сорта, относящиеся к группе заводских (технических), обычно имеют высокое содержание крахмала (не менее 18 %) и хорошую сбраживаемость, обеспечивающую высокий выход спирта. Универсальные сорта по сравнению со столовыми и заводскими обладают невысокими вкусовыми качествами. Сорта этой группы используют как для пищевых целей, так и для заводской переработки. По качеству клубней они занимают промежуточное положение между столовыми и заводскими сортами.
Биологические особенности. Картофель - многолетнее травянистое, клубненосное растение, но в культуре возделывается как однолетнее, потому что жизненный цикл его, начиная с прорастания клубня и кончая образованием и формированием зрелых клубней, проходит за один вегетационный период. Картофель относится к семейству пасленовые (Solonaceae) роду Solanum. Размножают его вегетативным путем – клубнями, ростками и черенками. Семенное размножение применяют лишь для селекционных целей.
Род Solanum объединяет 201 клубненосный вид картофеля. Однако в сельскохозяйственном производстве используется два вида картофеля – картофель обыкновенный – S. luberojum и культурный тетраплоидный – S. Andigenum. Корневая система картофеля, выращенного из клубня – мочковатая. Она представляет собой совокупность корневых систем отдельных стеблей. При посеве семенами главный корень развивается из зачаточного корешка семени и является как бы продолжением стебля Корневая система имеет ростковые (глазковые) или первичные корни, образующиеся в начале прорастания клубней. Другие, так называемые пристолонные клубни, появляющиеся в течение всего вегетационного периода и располагающиеся группами по 4 – 5 около каждого столона. Столонные корни находятся непосредственно на столонах. В среднем на один стебель приходится 20-25 корней.
Около половины корней расположены в пахотном слое, от 22 до 38% проникают до 40 – 60 см, а отдельные корни уходят на глубину до 150 – 200 см. Корни картофеля распространяются в стороны на 50 см. Распространение корней в ширину зависит от скороспелости сорта. Как правило, у раннеспелых сортов корни менее широко распространяются в стороны, чем у поздних. Ежедневный прирост корней в длину достигает 2,5 – 3 см. Развитие корневой системы в значительной степени зависит от влажности почвы, ее аэрации, содержания в ней питательных веществ, а так же сорта картофеля: у среднеспелых и среднепоздних сортов корни более мощные, чем у раннеспелых.
Клубень представляет собой утолщенный и укороченный стебель. Он является местом отложения запасных питательных веществ. Ту часть клубня, которой он прикреплен к столону, называют основанием, а противоположную – вершиной. На клубне в раннем возрасте имеются мелкие чешуйчатые листочки, не содержащие хлорофилла. В пазухах чешуйчатых листочков закладываются покоящиеся почки, образующие так называемые глазки.
Почка клубня состоит из конуса нарастания с зачатками листьев пазушных почек и зачатков корешков. В каждом глазке клубня имеется 3- 5 почек. Из них при прорастании трогается в рост одна, остальные прорастают лишь при обламывании ростков. Глазки верхушечной части клубня более жизнеспособны и прорастают раньше нижних. В зависимости от сорта ростки, пророщенные на свету, имеют разную окраску: зеленую, сине-фиолетовую или красно-фиолетовую. Глазки на клубне расположены спирально, в верхней части значительно более сближено, чем в средней и у основания. Молодой клубень снаружи покрыт эпидермисом, по мере роста растения он заменяется плотной, не пропускающей воздуха перидермой (покровной тканью). Наружный слой перидермы пробковеет и образует кожуру клубня, которая тем толще, чем длиннее вегетационный период. Для дыхания клубня служат небольшие чечевички, представляющие собой макроскопические щели в виде маленьких темноватых пятен на кожуре. Через эти отверстия в клубень поступает кислород воздуха и удаляются углекислый газ и водяной пар. По форме и окраске клубней сорта картофеля сильно отличаются друг от друга. Форма клубня определяется отношением его длины к ширине и ширины к толщине. В зависимости от этого различают клубни круглые, округло – овальные, удлиненно – овальные, длинные, плоские, овальные и другие.
Различают следующие типы окраски клубней: белые с различным проявлением желтизны, красные с оттенками от светло – розового до интенсивно – красного и сине – фиолетового. Мякоть клубня чаще всего белая, иногда желтоватая, и только у отдельных сортов она красная и сине–фиолетовая. В состав клубней входят: вода 75%, крахмал 20,45%, сахар 0,3%, сырой протеин 2%, жир 0,15%, клетчатка 1% и зола 1,1%. Стебель картофеля большей частью прямостоячий, реже отклоняющийся в сторону, высотой 30 - 150 см. Окраска стеблей зеленая, однако у некоторых сортов она маскируется антоцианом, который придает стеблям красно – бурый оттенок. На проявление окраски влияют освещенность, влажность почвы, величина посадочных клубней, удобрения и другие факторы. Характер ветвления стеблей определяет общий вид куста. Сорта делятся на две группы: ветвящиеся у основания стеблей (позднеспелые) и не ветвящиеся снизу (скороспелые). По форме стебли картофеля: ребристые, трех- или четырехгранные, в различной степени опушенные. В местах соединения граней на ребрах стеблей иногда образуются выросты зеленой ткани, так называемые крылья, которые являются важным сортоотличительным признаком.
Куст растения картофеля состоит из 4 – 5, реже 6 – 8 стеблей. Число стеблей в кусте значительно варьирует и зависит от сорта, размера посадочных клубней и числа проросших на них почек. Растения, выросшие из крупных клубней имеют больше стеблей, чем растения, полученные из мелких клубней, число стеблей в кусте определяет урожайность клубней
В подземной части стебля из пазушных почек развиваются побеги – столоны, на концах которых образуются клубни, или утолщения. Толщина столонов всегда меньше, чем стеблей. Столоны могут быть разной длины, у раннеспелых сортов они короче, у средне- и позднеспелых- длиннее. Листья картофеля, появляющиеся при прорастании клубней простые, цельнокрайние. По мере роста растения образуются прерывисто-непарноперисто-рассеченные листья. Каждый такой лист состоит из 3 – 4 пар боковых долей, размещенных одна против другой, промежуточных долек между ними и конечной доли. Опушенность листьев слабая. Дольки в зависимости от их положения делятся на серии: конечную, первую, вторую, третью и четвертую. Для сортового различия имеют дольки первой и второй серий. Строение и степень рассеченности листьев – важнейшие сортовые признаки. В зависимости от числа и расположения долек в сериях различают сильную и слабую рассченность листа. При наличии широких промежутков между долями и дольками лист называется редкодольным, при узких – плотным или густодольным. С нижней стороны листа выступает сеть жилок, окраска которых нередко коррелирует с окраской клубней. Черешок, стержень и жилки долей у листьев некоторых сортов окрашены в красно – бурый или красно – фиолетовый цвет. Листья картофеля расположены на стебле по спирали. В местах отхождения от стебля листья имеют прилистники. В листьях в процессе фотосинтеза в основном образуются крахмал, сахар и белки. Цветки у картофеля собраны в соцветия, представляющие собой расходящиеся завитки, расположенные на общем цветоносе. Цветоносы и цветоножки у отдельных сортов бывают длинные и короткие. Цветоножка сочлененная. Цветки пятерного типа. Чашечка зеленая, спайнопятилепестная, чашелистники сросшиеся у основания. Венчик колесовидный из пяти сросшихся лепестков, окраска венчика разнообразная: белая, красно-фиолетовая, сине-фиолетовая и синяя с различными оттенками.
Картофель – самоопыляющееся растение, но большинство сортов стерильно.
Плод картофеля – двугнездная многосеменная сочная зеленая ягода шаровидной или овальной формы. Плоды образуются не у всех сортов. При созревании становятся беловатыми и приобретают приятный запах, напоминающий запах земляники. В ягодах содержится много ядовитого алкалоида соланина, поэтому для употребления в пищу они непригодны.
Семена картофеля мелкие, плоские, с согнутым зародышем, светло – желтого цвета. Длина семян от 1,7 до 2,1 мм, ширина от 1,1 до 1,3 мм и толщина от 0,2 до 0,5 мм. Масса 1000 семян около 0,5 г.
Отношение к теплу. 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 °С рост и развитие почек на клубнях останавливаются, а пребывание картофеля в течение нескольких дней при температуре -11,5 °С и выше 35 °С 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 °С. 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 °С дают ростки и вторичные клубни. При повышении температуры более 29 °С 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°С тормозит рост растения. При температуре воздуха выше + 42 °С 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.
Отношение к свету. 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.
Отношение к влаге. 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.
Отношение к минеральным элементам питания. 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. 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.
Отношение к почвенному и воздушному режимам. 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, воздухо- и водопроницаемых, влагоемких, высокоокультуренных, плодородных почв (песчаных, супесчаных, легко- и 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.
Племенная работа в кролиководствеРазведение кроликовКорма и кормление кроликовПрофилактика и лечение болезней у кроликовМорфологические и биологические особенности соиТехнология возделывания сои в Приморском краеХранение и переработка соиРазведение лисицПроизводство технических культур
biofile.ru
Биология для студентов - 25. Важнейшее крахмалоносное растение мира – картофель, его систематическое положение, морфологическая характеристика
Семейство пасленовые – solanaceae.
Семейство насчитывает около 2300 видов, распространенных главным образом в тропиках и субтропиках; наибольшее число видов — в Южной Америке. К семейству принадлежит много культурных растений:
крахмалоносных,
овощных,
лекарственных,
наркотических,
декоративных,
а также важнейшее пищевое и техническое растение — картофель.
Картофель многолетние клубненосные виды рода Solatium секции Tuberarium семейства паслёновых. Насчитывают около 200 диких и культурных видов, произрастающих преимущественно в Южной и Центральной Америке. В культуре в основном 2 близких вида:
- картофель андийский (S. andigenum), издавна возделываемый на территории Колумбии, Экуадора, Перу, Боливии и северо-западной Аргентины,
- картофель чилийский, или клубненосный (S. tuberosum), родина которого Среднее Чили и прилегающие острова, широко распространённый (как однолетняя культура) в странах с умеренным климатом.
Картофель — Solarium tuberosum L. Многолетнее растение, культивируемое как однолетнее. Травянистые растения с очередными листьями. Подземные стеблевые побеги (столоны) образуют утолщения-клубни различной формы:
- округлые,
- овальные,
- удлиненные,
- реповидные.
Окраска клубня белая, красно-фиолетовая, сине-фиолетовая; мякоть белая, желтая, красно-фиолетовая и т. д. На поверхности клубня спирально расположены «глазки», в которых находятся почки, при прорастании дающие ростки. Стебли 30— 150 см высоты, прямые, зеленые или окрашенные антоцианом. Листья нерерывисто-непарноперисторассеченные, гладкие или морщинистые. Цветки одиночные или в соцветиях — кистевидных завитках. Чашечка из 5 сросшихся чашелистиков. Тычинок 5, сросшихся с трубкой венчика, пыльники свободные или сомкнувшиеся вокруг столбика колонкой. Пестик с верхней завязью и головчатым рыльцем. Венчик колесовидный, белый, красно-фиолетовый, синефиолетовый, синий. Пыльники желтые или оранжевые. Плоды — сочные многосемянные ягоды 1,5—3 см в диаметре, шаровидные или овальные. Семена мелкие, плоские, светло-желтые с эндоспермом. Многие виды содержат в разных частях растения алкалоиды, гликозиды, горечи.
Хозяйственное значение и использование. Продовольственная, техническая и кормовая культура. В клубнях около 25% сухого вещества; 80—85% его приходится на крахмал и до 3% — на белковые вещества. В белке картофеля (туберин) имеются все незаменимые аминокислоты. Клубни содержат:
- витамины С, В15 В2, РР, К,
- соли кальция, железа, йода, серы.
Из картофеля приготовляют множество блюд; промышленность выпускает различные виды полуфабрикатов из картофеля:
- сушеный картофель,
- сухое картофельное пюре,
- замороженные гарнирный картофель и котлеты,
- обжаренный хрустящий картофель,
- крекеры,
- быстрозамороженный молодой картофель.
Клубни перерабатываются на спирт и крахмал; из 1 т клубней получают (при содержании крахмала 17,5%) 112 л спирта или 170 кг крахмала. В 100 кг клубней содержится 26—33 кормовые единицы и 1,1—4,2 кг пере варимого протеина; в ботве — соответственно 12,2 и 1,8.
В России в XIX — XX веках считался «вторым хлебом», то есть одним из основных продуктов питания. В наши дни картофель культивируется в умеренной климатической зоне по всему земному шару; клубни картофеля составляют значительную часть пищевого рациона россиян. На корм животным используют клубни, ботву (в виде силоса), побочные продукты промышленной переработки картофеля — барду, мезгу.
Сорта. Из районированных 93 сортов картофеля наиболее распространены Белорусский ранний, Берлихинген, Вольтман, Волжанин, Гатчинский, Детскосельский, JIopx, Лощинский, Ого¬нек, Олев, Приекульский ранний, Столовый 19, Фаленский и др.
Особенности биологии и возделывания. Лучшие урожаи клубней получают в умеренных широтах в годы с прохладным летом. Всходы появляются при температуре 7°, но более быстро — при 18—20°. Заморозки —1, —1,5° губительны для ботвы. Для клубне образования оптимальная температура почвы 11—18°, при температуре ниже 6° и выше 26—29° оно прекращается. Картофель требователен к влажности почвы, особенно во время цветения и клубне образования, но кратковременные засухи переносит сравнительно легко. Предпочитает плодородные рыхлые почвы, лучше обеспеченные почвенным кислородом. Хорошие урожаи дает на суглинистых и супесчаных дерново-подзолистых и серых лесных почвах, на черноземах, а также на осушенных торфяниках. Потребляет много питательных веществ, особенно в первой половине вегетационного периода, хорошо отзывается на внесение удобрений. Вегетационный период — 60—150 дней. Размещают после озимых, льна, многолетних трав, люпина (на песчаных почвах), зернобобовых и других культур. Допустимо повторное выращивание картофеля на одних и тех же участках в течение 2—3 лет.
Почву тщательно обрабатывают для создания мощного, рыхлого слоя, чистого от сорняков, вносят навоз (20—40 т/га) и другие органические и минеральные удобрения. В качество посадочного материала используют клубни весом 50— 80 г, крупные клубни режут на части. Предварительно клубни проращивают на свету 20—60 дней или проводят пред посадочное провяливание либо воздушное прогревание. Сажают, когда почва прогреется до 8—10°, ширина междурядий — 60—90 см, расстояния между растениями в рядке — 25, 30 или 35 см. Глубина посадки — 6—12 см, расход клубней — 2,5—3,5 т/га. В районах достаточного увлажнения применяют гребневую посадку, в засушливых районах — гладкую. Уход за посевами заключается в:
- проведении боронований,
- междурядных обработок,
- окучивания.
В годы с сухим летом и в засушливых районах окучивание не проводят. Для борьбы с сорняками применяют гербициды. Убирают по достижении клубнями физиологической спелости (кроме раннего картофеля для летнего потребления), которая большей частью совпадает с отмиранием и подсыханием ботвы и огрубением кожицы клубней. Для уничтожения сорняков применяют гербициды: 2,4-Д (натриевую и аминную соли, эфиры), нитрофен. После просушки и сортировки клубни закладывают на хранение в картофелехранилище.
vseobiology.ru
