Клубень картофеля: строение, описание, функции

Ботанические особенности картофеля 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 …

Ботанические особенности картофеля

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 также 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, проращенные 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 прерывистонепарноперисторассеченные 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 рассеченность 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 многосемянная 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.

В товароведческих целях принято овощи делить на вегетативные, у которых используются различные вегетативные органы (клубни, корни, корневища, стебли, черенки и листья), и генеративные — плоды и соцветия. В группу вегетативных входят подгруппы овощей: клубнеплоды — картофель и топинамбур; корнеплоды — морковь, петрушка, пастернак и сельдерей, свекла, редис, репа, редька; листовые — капуста, лук, чеснок (используют видоизмененные листья), овощная зелень — лук зеленый, салат, пряные овощи (укроп, эстрагон, чабер), щавель и ревень; корневищные — хрен; стеблевые — капуста кольраби, спаржа. Группа генеративных: цветочные — цветная капуста, артишок; плодовые: томатные — томаты (помидоры), баклажаны, перцы; тыквенные — огурцы, кабачки, патиссоны, тыквы, арбузы и дыни; бобовые — овощная фасоль, горох овощной, бобы огородные, сахарная кукуруза. По продолжительности вегетационного периода сорта овощей подразделяют на раннеспелые (ранние), среднеспелые и позднеспелые (поздние). По способу получения урожая овощи делят на грунтовые (открытого грунта) и парниково-тепличные (защищенного грунта).

В работе рассматриваются товароведческие характеристики картофеля. При этом выделяются общие свойства, классификационные признаки и особенности при ёмки технических сортов.

Картофель (Solanum tuberosum L.) — клубни картофельного растения, представляющие собой утолщенные концы подземных стеблей-столонов и являющиеся местом отложения запасных питательных веществ. Верхняя, растущая часть клубня называется вершиной, а противоположная — основанием. При отделении клубня от материнского растения на основани остается рубец. Клубень сверху покрыт кожурой: у молодого картофеля это однослойный эпидермис, который легко сдирается, обнажая мякоть, у зрелого — многослойная перидерма, плотно прикрепленная к мякоти. Под кожурой находятся кора и сердцевина, разделенные камбиальным кольцом. В них откладываются питательные вещества, причем в коре их больше, чем в сердцевине Николаева М.А. Товароведение потребительских товаров М.: Инфра-М, 2003 — С.184.

Клубни картофеля разнообразны по форме, окраске и размерам. Форма может круглая, овальная, округло-овальная и удлиненно-овальная, что влияет на размер клубней по наибольшему поперечному диаметру. Окраска клубней белая, розовая, красная, фиолетовая, красно-фиолетовая, сине-фиолетовая и пестрая. Разные сорта картофеля имеют разную окраску мякоти — белую или желтую. По размеру различают клубни крупные (массой 200—600 г и более), средние (50—190 г), мелкие (менее 50 г). Показатели, характеризующие пищевую ценность картофеля, представлены в табл. 1

Таблица 1. Химический состав и энергетическая ценность картофеля (на 100 г продукта)

image001.jpg

Картофель является ценным продуктом питания и сырьем для пищевой промышленности.

image002.jpg

Рис. 1. Схема строения картофельного растения

Клубни картофеля образуются на нижних концах бесцветных побегов (столонов). Молодые клубни покрыты тонкой кожицей — эпидермисом, которая при созревании клубней заменяется прочной перидермой. Плотная пробковая ткань перидермы защищает клубень от внешних воздействий и потери влаги. В кожице находятся глазки или точки роста клубня, в каждом глазке обычно 3—4 спящих почки. Они имеют небольшую по объему эмбриональную ткань, при прорастании усиливаются биохимические процессы и объем клеток увеличивается. Внешняя часть мякоти клубня богата крахмалом, внутренняя более водянистая, с меньшим содержанием крахмала.

image003.jpg

Рис. 2 Продольный разрез зрелого клубня картофеля: 1 — верхушечная почка; 2 — боковая почка; 3 — пуповина; 4 — сердцевина; 5 — сосудистые пучки; 6 — кора; 7 — эпидермис

Наиболее ценным и преобладающим среди других сухих веществ картофеля является крахмал. Отличительная особенность клубней картофеля — их позеленение и связанное с ним накопление соланина — гликозида, который в повышенных дозах может вызывать сильное отравление.

По назначению сорта картофеля делятся на столовые, универсальные, технические и кормовые; по срокам выращивания — на ранние, среднеранние, средние, среднепоздние, поздние Замотаев А.И. и др. Интенсивная технология производства картофеля М.: 1989 — С.125.

В России наиболее распространенными сортами являются: ранние — Невский, Пензенская скороспелка; среднеранние — Детскосельский, Огонек; среднеспелые — Гатчинский, Камераз; среднепоздние — Берлихинген, Янтарный; позднеспелые — Олев, Темп. Кроме того, последние годы в России стали выращивать голландские сорта картофеля: Романо, Фанте, Диамант. Особо выделяется в стандарте группа высокоценных сортов картофеля: Гатчинский, Комсомольский, Огонек, Олев, Темп.

В среднем в клубне картофеля содержится (%): воды — 75,0; крахмала — 18,2; белков — 2,0; Сахаров — 1,5; клетчатки — 1,0; жиров — 0,1; органических кислот — 0,1; минеральных веществ — 1,1; пектиновых веществ — 0,6; фенольных и других органических соединений — 1,7.

Крахмальные зерна размером до 100 мкм находятся в цитоплазме клеток.

Сахара в картофеле представлены глюкозой, фруктозой и сахарозой. Основной белок — туберин (глобулин) — содержит незаменимые аминокислоты. Для картофеля характерно наличие большого разнообразия аминокислот как в связанном, так и в свободном виде.

В кожуре, позеленевших клубнях и ростках содержатся гликоалкалоиды соланин, чаконин и скополетин. Они подавляют развитие микроорганизмов, вредных для картофеля, но могут быть причиной отравления при содержании более 20 мг на 100 г картофеля.

Минеральные вещества в картофеле представлены солями калия и фосфора, есть также макроэлементы — натрий, кальций, магний, железо, сера, хлор, и микроэлементы — цинк, бром, кремний, медь, бор, марганец, йод, кобальт и др. Белоус Н.М. Система удобрений картофеля //Химизация сельского хозяйства, 1992, №4, стр. 68

Из органических кислот имеются в небольших количествах яблочная, лимонная, щавелевая, хлорогеновая, кофейная и хинная.

Витамина С в картофеле содержится 10—18 мг %, имеются в меньших количествах B1t B2, B6, PP, пантотеновая кислота, каротин.

Каротиноидов в клубнях с желтой мякотью 0,14 мг %, с белой — около 0,02 мг %.

sxm15-486.png

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.

Биологические особенности культуры

sxm15-487.png

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).

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.

Практическая работа «Строение клубня»

Клубни отличаются от корневищ тем, что у них стебель короткий и толстый, а листья недоразвиты. Как и на всяком побеге, у них имеются почки и расположены они на верхушке и в пазухах недоразвитых листьев. Придаточные корни на клубнях не развиваются. Клубни у картофеля вырастают из подземных почек не сразу. Сначала из почки растёт длинный белый подземный побег — столон. Столон живёт меньше года. Верхушка со временем начинает утолщаться и превращается к осени в клубень.

В клубне накапливается много крахмала в виде мелких зёрен. Клубень картофеля — это видоизменённый побег с утолщённым стеблем и мелкими листьями.

Что делать. Рассмотрите внешнее строение клубня картофеля.

Что наблюдать. Найдите на его поверхности верхушечную и пазушные почки (глазки), рубцы от листьев (бровки) и рубец от отделившегося столона.

1.png

Что делать. Подсчитайте число глазков на клубне.

Что наблюдать. Найдите на клубне верхушку и основание.

2.png

Обратите внимание на неравномерное распределение глазков на утолщённом стебле.

Ту часть клубня, где больше глазков, называют верхушкой, а противоположную где рубец от столона — основанием.

Что делать. Разрежьте клубень на две части. На разрез клубня капните каплю раствора иода.

3.png
  • Как изменилась окраска разреза клубня?
  • Какие вещества отложены в клетках клубня?
  • Каково значение клубня в жизни растения?

Подготовить к отчёту. Зарисуйте в тетради внешний вид клубня и подпишите его части. Запишите признаки, доказывающие, что клубень — это побег.

Что такое картофель, ботаническое описание

Наш "второй хлеб"Наш «второй хлеб»

У начинающих огородников часто можно услышать вопрос: «К какому семейству относится картофель?». Отвечаем: картофель, как баклажаны и томаты, культурная «родня» семейства пасленовых.

Картофель — это многолетнее клубненосное растение, в сельском хозяйстве возделывается, как однолетнее. По типу кулинарной обработки относится к группе овощей. Чаще всего размножают клубнями, реже ростками и черенками. Селекционеры выращивают сеянцы из семян.

Интересный факт! Название имеет итальянские корни tartufolo — трюфель, ведь клубни очень похожи на этот диковинный гриб.

Плоды пасленовых употребляют в пищу, например красные томаты или фиолетовые баклажаны. Картофельные ягоды, маленькие зеленые шарики, ядовиты. Содержат большое количество алкалоида соланина, никотиновую кислоту. Вырабатывает растение эти вещества в целях самозащиты от вредителей и болезней. Их употребление может вызвать серьезное пищевое отравление.

Клубни — обычные почки, только созревают они под землей. Это резервуар питательных веществ — крахмала, необходимого для успешной жизнедеятельности растения.

Картофельный кустКартофельный куст

Растение картофеля

article617.jpg

Растение картофеля, выросшее из клубня, образует куст высота которого 50-80 см. Число стеблей в кусте (обычно 3-6), их толщина, способность к ветвлению зависят от сорта и условий произрастания.

В начале развития стебли прямостоячие, в дальнейшем у большинства сортов изогнутые. В поперечном сечении они угловатые или округлые, диаметром до 20 мм, часто с прямыми или волнистыми сильно развитыми крылообразными придатками. Окраска стеблей зеленая или с антоциановой пигментацией. Подземные побеги называются столонами. Они утолщаются на вершинах и образуют начало новых клубней. На каждом стебле развиваются 6-7 и более столонов длиной 15-20 см, у некоторых сортов до 40-50 см. В зависимости от длины столонов гнезда картофеля бывают разбросанные (что крайне осложняет уход за посадками и их уборку) и компактные.

Строение клубня картофеля

Молодой клубень покрыт эпидермисом, зрелый — опробковевшей кожурой, гладкой или сетчатой. Кожура непроницаема для воздуха, но в ней имеются отверстия — чечевички, через которые осуществляется дыхание. Под кожурой находятся клетки коры, заполненные крахмальными зернами, затем слой образовательной ткани (камбия), кольцо сосудисто-волокнистых пучков и сердцевина, также содержащая крахмал.

На поверхности клубней в углублениях, обрамленных листовым рубцом, или бровкой (след опавшего недоразвитого листа) расположены глазки. Они расположены по спирали. В вершине молодой части клубня их находится больше, чем в средней и в нижней части. В каждом глазке 3-4 почки, но прорастает обычно только одна средняя, наиболее развитая, 4 и лишь при повреждении ростка трогается в рост другая почка. Самые сильные ростки дают почки верхних глазков. Почки, проросшие в темноте, образуют бледные удлиненные тонкие ростки, называемые этиолированными. На свету образуются укороченные и плотные ростки. В зависимости от сорта форма основания, окраска и опушение ростков различны.

klubni-kartofelya.jpg

Клубни картофеля

Окраска ростков (зеленая, красно-фиолетовая и сине-фиолетовая) лучше различима на клубнях, пророщенных при слабом освещении. Основная форма клубня округлая (редко роговидная или вальковидная), удлиненная и овальная; наружная окраска (белая, желтая, розовая, светло-красная, красная, синяя) зависит от пигмента, заключенного в клетках коры или кожуры, и толщины опробковевшего слоя. Мякоть также может быть разной окраски — белая, кремовая, желтая, редко красная и синяя. В России наиболее распространены сорта с белой мякотью клубней.

Корневая система

Что касается корневой системы картофеля, то она мочковатая и по сути является совокупностью корневых систем отдельно взятых стеблей. Проникновение корней в почву во многом зависит от ее типа. Но в среднем глубина проникновения колеблется в пределах от 20 до 40 см. Помимо этого, в пахотном слое корни разрастаются в стороны на 50-60 см.

Что такое клубень картофеля: ботаническое описание, развитие и применение

Научное название картофеля — паслен клубненосный. Но обычно и клубни, и растение в целом называют картошкой. Мы расскажем об анатомическом строении клубней картофеля. Эта информация поможет начинающим фермерам грамотно расходовать урожай и получать ценный посевной материал.

Строение клубня

Мякоть состоит из утолщенной крахмалистой плотной ткани. Клубень покрыт пробковой корочкой, которая грубеет по мере старения (см. фото).

На заметку! Родина паслена клубненосного — Южная Америка, где он впервые был окультурен.

Внутреннее

chto-takoe-kluben-kartofelya2-e1575616621738.jpeg

Рассмотреть внутреннее строение картофелины можно только на свежем срезе. Подземный стебель в разрезе включает такие слои:

  • эпидермис — опробкованные клетки перидермы;
  • кора — паренхимные клетки с крахмальными зернами;
  • камбий — камбиальные клетки с ксилемными элементами;
  • сердцевина — паренхимные клетки с радиальными лучами.

Сердцевина содержит наименьшее количество крахмальных зерен. Это самая грубая часть мякоти.

Внешнее

Клубень — семенной материал для вегетативного размножения картофеля. На его поверхности располагается 7-15 глазков, по 3 почки с зачатками листьев и корешков в каждом. В рост идет исключительно центральная почка, из которой развиваются надземные побеги и корни.

Внимание! Если ростки из центрального побега повреждены, происходит замещение за счет боковых почек. Но такие побеги всегда слабее и плохо переносят неблагоприятные погодные условия в момент интенсивной вегетации.

Зависит ли от сорта

Общее строение клубня картофеля у всех сортов одинаковое. Различие лишь в окраске мякоти и кожицы картофелины и соотношении внутренних слоев по толщине.

Биологические особенности клубня

Образование новых клубней происходит в нижних листовых пазухах и занимает 40-70 дней с момента посадки.

chto-takoe-kluben-kartofelya-e1575616630132.jpg

Как образуется

Начало прорастания картофелин характеризуется активацией клеточного метаболизма для формирования вегетативной массы растения. Куст формирует до 20-30 клубней, но только 5-15 из них превращаются в полноценные, сохранив все сортовые характеристики.

Алгоритм развития

Развитие разделяют на условные периоды:

  1. В процессе фотосинтеза зеленая часть растения накапливает питательные вещества и отправляет их в корневую систему, благодаря чему образуются клубни на 30-45 день посадки.
  2. Из латеральных подпочвенных почек развиваются столоны.
  3. С наступлением благоприятных условий наступает инициация, прекращается удлинение столона.
  4. В фазе цветения субапикальная часть столона набухает, что приводит к накапливанию крахмала и белка.
  5. По истечении 3-4 недель общая метаболическая активность снижается, лозы отмирают.
  6. Кожица утолщается, скорость клеточных процессов подавляется.

В момент сбора урожая клубни готовы к длительному хранению в подвальных условиях.

Почему считается видоизмененным побегом

Столоны с клубневыми утолщениями в верхушечной части — это продолжение надземного стебля. Однако строение ткани клубня отличается от строения тканей надземной части. Наличие чешуеобразных листовых пластин свидетельствует об их вегетативном происхождении.

Дополнительное доказательство того, что клубень можно считать побегом — его способность к позеленению. Под воздействием солнечного цвета картофелины быстро меняют окраску, несмотря на отсутствие хлорофилла в клетках.

Какие болезни и вредители угрожают клубням картошки

chto-takoe-kluben-kartofelya5.jpg

Паслен клубненосный поражают такие заболевания:

  1. Фитофтороз — грибковая инфекция, которая успешно зимует в грунте и на урожае в холодном помещении. Проявляется черными пятнами. Метод борьбы — опрыскивание насаждений препаратами «Ацидан», «Татту», бордоская смесь.
  2. Фомоз — вдавленные пятна на поверхности диаметром до 3 см. Приводят к гниению и растрескиванию картофелин. Метод борьбы — опрыскивание средствами «Триходермин», «Фитодоктор», «Фитоспорин».
  3. Ооспороз — округлые пустулы на кожице, повреждающие глазок. Препараты для борьбы — «Ремонталь», «Старк», «Док про».

Самые известные вредители картофеля — колорадский жук, нематода, медведка, слизни. В борьбе с вредителями помогут инсектициды — «Актара», «Актофит», «Бинго Миледи».

Химический состав и свойства

Химический состав зависит от сорта картофеля, качественного состава почвы в месте произрастания и степени зрелости.

Картофельные клубни содержат:

  • 73% воды;
  • 15% крахмала;
  • 2% сырого белка;
  • 5,5% сахаров;
  • 1% клетчатки;
  • 0,1% жиров;
  • 0,5% пектиновых компонентов;
  • 0,3% титруемых кислот;
  • 0,1% фенольных соединений;
  • 1,5% органических соединений;
  • 1,2% минеральных веществ.

Пищевая ценность

Калорийность картофеля, отваренного в кожице, достигает 70 ккал. В измельченном виде (пюре) — 60-65 ккал на 100 г.

Основное питательное вещество — сложный углевод крахмал. В отделах ЖКТ он расщепляется и превращается в глюкозу, которая при окислении выделяет энергию. В среднем содержание крахмала варьируется в пределах 15-25%.

В картофеле много клетчатки и пектинов, которые не раздражают слизистую желудка и тонкого кишечника. В мякоти есть витамины С, В1, В2, В6, К, РР, калий, натрий, железо, магний, медь, цинк, марганец, йод.

Польза и вред картофеля

В 100 г картофеля содержится:

  • 400 мг калия, который необходим для работы сердечной мышцы и нормализации водного обмена в организме;
  • 20 мг витамина С, или аскорбиновой кислоты, которая отвечает за состояние иммунитета и общую сопротивляемость вирусным заболеваниям, предотвращает цингу;
  • до 2% легкоусвояемого белка туберина (100% усвояемость организмом).

Вред организму может нанести употребление в пищу зеленых картофелин, которые под воздействием солнечных лучей интенсивно накапливают соланин — яд, вызывающий отравление.

Размножение

Размножение картофеля можно осуществить двумя способами – вегетативным и половым путем.

Вегетативный способ размножения – это есть выращивание картофеля из клубней. Также к данному способу относится размножение с помощью отрезков стеблей, на которых обязательно должна иметься одна верхушечная или несколько боковых вегетативных почек.

Самый распространенный способ – это выращивание картофеля из клубней. А стеблевые черенки высаживают в тех случаях, когда количество клубней ограничено, а какой-нибудь новый ценный сорт требует быстрого введения в практику.

клубень картофеля

Механизм полового размножения картофеля более сложный и связан с использованием истинных семян, формирующихся в плодах (помидорчики), которые образуются на стеблях взрослых растительных организмов. Особенность состоит в том, что в случае полового размножения все дочерние растения обладают генетическим разнообразием. Семена, содержащиеся в одном плоде, могут дать начало большому количеству разнообразных форм растений, но при этом ни одно из них не будет повторять особенности материнского растения.

Применение клубней

Картофель возделывают как однолетнюю культуру. Основная масса выращенного урожая используется для приготовления пищи. Помимо этого картофелины пригодны для кормления домашних животных, производства этанола и пищевого крахмала.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...