Требования к температуре
Картофель отрицательно реагирует на температуру почвы менее 7-8 °С и более 25 °С.
Ботва при высокой относительной влажности и температуре -1,5…-2,0 °С при средней продолжительности заморозка 5-6 ч чернеет и погибает. Особенно подвержены действию низких температур молодые растения. Однако медленное снижение температуры приводит к накоплению в растениях сахаров, тем самым их устойчивость к температурам -2…-4 °С повышается.
Поврежденные заморозками молодые растения достаточно легко восстанавливаются. При достаточном обеспечении питательными веществами и влагой они быстро наращивают вегетативную массу.
Клубни картофеля, как правило, повреждаются при температуре -1…-2 °С, что связано с большим содержанием в них воды (до 75%). Однако в некоторые годы в результате постепенного охлаждения клубней осенью и накоплению сахаров (иногда до 8%) они могут даже перезимовать в почве. Перезимовавшие клубни рано пробуждаются, трогаются в рост и могут становится местом временного обитания насекомых-вредителей, в дальнейшем становятся засорителями посевов последующей культуры.
При действии низких температур до -1 °С на клубни в период хранения из-за образования сахаров их становится сладким, но при выдерживании таких клубней при комнатной температуре в течение 5-10 дней, сахара снова превращаются в крахмал, а вкус становится нормальным.
Прорастание клубней после периода покоя и высадки в почву, начинается при температуре 3-5 °С, но процесс происходит очень медленно без образования корневой системы, резко увеличивается заболеваемость клубней. При температуре менее 3 °С и более 31 °С рост и развитие почек на клубнях задерживаются. Действие температур ниже -1…-1,5 °С и выше 35 °С на протяжении нескольких дней приводит к повреждению почек.
Образование корней начинается при температуре почвы выше 7 °С. При более низких температурах посаженные клубни долго лежат в почве, на них за счет запаса питательных веществ могут формироваться новые клубни без появления надземных органов. Такое явление может наблюдаться при посадке картофеля в холодную, переувлажненную почву или в слишком сухую при температуре более 25 °С.
Нормальное прорастание клубней происходит при температуре почвы 6-8 °С. Оптимальная для прорастания температура составляет 18-20 °С (по другим данным 13-15 °С), в этих условиях всходы появляются через 10-12 дней после посадки, при температуре 13-15 °С — через 18-20 дней, тогда как при температуре почвы менее 7 °С они появляются только через 30-35 дней, иногда через 50 дней.
Для средней полосы оптимальная температура почвы для клубнеобразования является 16-19 °С, что соответствует температуре воздуха 21-25 °С. Похолодание приводит к задержке роста клубней, при 2 °С — рост прекращается.
Повышенная температура почвы приводит к большему образованию и ветвлению столонов, это усиление ростовых процессов идет в ущерб накоплению урожая клубней.
Затяжная жаре выше 30 °С становится причиной прекращения ассимиляционной деятельности листьев, в следствие чего останавливается рост клубней, их кожура грубеет. В эти периоды интенсифицируется дыхание, при котором увеличивается расход углеводов, что сдерживает клубнеобразование.
Сумма активных температур выше 10 °С за период вегетации, необходимая для полного развития растений картофеля, составляет для ранних и среднеранних сортов 1000-1400 °С, для позднеспелых — 1400-1600 °С.
Осенние заморозки до -3 °С приводят к гибели ботвы, но клубни не повреждаются.
Требования к влаге
Картофель требователен к влаге. Потребление воды изменяется по фазам роста. Критический период влагопотребления — начало цветения. В этот период недостаток влаги в почве приводит к резкому снижению урожая. Даже кратковременная засуха в фазе бутонизации приводит к уменьшению урожая на 17-23%.
В жаркие дни куст может испарять до 4 л воды, в южных районах еще больше. Поэтому для всех регионов с недостаточным увлажнением решающее значение приобретают агротехнические приемы по накоплению и сохранению почвенной влаги. Высокий уровень агротехники и достаточном обеспечении питательными веществами расход воды картофелем уменьшается.
Оптимальная влажность почвы для роста и формирования высокого урожая составляет 70-80% наименьшей влагоемкости в слое распространения основной массы корней в фазе цветения и клубнеобразования. В период накопления крахмала — 60-65% наименьшей влагоемкости.
В условиях средней полосы снижение влажности почвы до 60% наименьшей влагоемкости приводит к снижению урожая на 3-9%, до 40% — на 40-43%. При влажности 40% цветение задерживается на 4-6 дней, при 20-30% — на 9-10 дней. Соответственно задерживается клубнеобразование и отмирание ботвы.
В обеспечении влагой в первый период роста большое значение имеют запасы влаги материнского клубня. В наиболее жаркие часы суток за счет этих запасов восполняется недостаток почвенной влаги. Эту же роль при дальнейшем развитии растения играют новые образующиеся клубни. Таким образом, клубни картофеля служат запасным хранилищем влаги, которое заполняется при достатке воды или из которого растение берет влагу при ее недостатке.
Для получения высоких урожаев картофеля в условиях средней полосы за период вегетации должно выпадать не менее 300 мм атмосферных осадков. С увеличением испаряемости влаги с поверхности почвы и при продвижении посевов на юг, потребность в воде возрастает, поэтому недостаток влаги в этих условиях восполняют орошением. При неравномерном выпадении осадков в Нечерноземной зоне картофель также хорошо отзывается на орошение.
Избыточное увлажнение также нежелательно, так как приводит к ухудшению воздушного режима почвы, повышается водянистость клубней, снижается их крахмалистость, хранение проходит хуже.
Требования к воздушному режиму
Корневая система картофеля в процессе дыхания потребляет большое количество кислорода из почвенного воздуха. Наибольшая потребность отмечается в период клубнеобразования.
Этим обусловлена потребность поддержания почвы в рыхлом состоянии с объемной массой не выше 1-1,2 г/см3. В рыхлой почве интенсивней проходит газообмен между почвенным и атмосферным воздухом. В сильно увлажненных, уплотненных или плохо обработанных почвах содержание кислорода может снижаться до 2% и сильно увеличиваться содержание углекислого газа. В таких условиях клубни начинают задыхаться и загнивать. Оптимальная концентрация углекислого газа в почвенном воздухе должна быть не более 1%.
Требования к свету
Картофель — растение короткого (по другим данным длинного) светового дня. Короткий день не является обязательным условием, но в средней полосе ускоряет развитие. Сорта картофеля могут отличаться по реакции на продолжительность светового дня. В условиях пониженных температур севера фотопериодическая реакция также изменяется.
В средней полосе короткий день приводит к ускорению начала клубнеобразования и сокращению продолжительности вегетации, в том числе длительности формирования и роста клубней.
У ранних и поздних сортов картофеля более продолжительный и интенсивный рост ботвы отмечается в условиях длинного дня, но эффективность клубнеобразования, то есть отношение массы клубней к массе ботвы, значительно больше при коротком дне. Об этом свидетельствует и то, что наиболее интенсивное клубнеобразование для большинства сортов приходится на вторую половину лета, когда длина светового дня сокращается.
Картофель — светолюбивое растение. Даже небольшое снижение освещенности приводит к пожелтению ботвы, вытягиванию стеблей, ослаблению или полному отсутствию цветения, уменьшению урожайности.
На урожай и качество клубней влияет направление рядков. Освещенность рядков при северо-южном, северо-западном и юго-восточном направлениях более равномерно, в отличии от западно-восточного. Так, при направлении рядков с севера на юг урожай картофеля был выше на 1,6-2,0 т/га, содержание крахмала — на 1-2% (ТСХА).
Клубни после выкопки при пребывании на свету несколько дней зеленеют в следствие образования хлорофилла. Под действием прямого или рассеянного солнечного света содержание соланина в клубнях увеличивается до 30-40 мг на 100 г клубней, тогда как обычное его содержание составляет 2-10 мг на 100 г. Затем соланин превращается в гликозид соланина, имеющий антисептическое действие. Поэтому озеленение семенного картофеля способствует защите клубней от заболеваний и грызунов в период осенне-зимнего хранения.
Озеленение картофеля, предназначенного для пищевых целей или на корм не допустимо, так как при этом он приобретает горько-терпкий привкус и становится ядовитым.
Требования к почве
Картофель предпочитает рыхлые почвы. Интенсивность дыхания корневой системы составляет 7-12 мл кислорода в час на 1 г сухого вещества корней, что в 5 раз больше, чем интенсивность дыхания корней подсолнечника и других культур. Этим обусловлена повышенная требовательность картофеля к пористости почвы. Корни, выращиваемых в рыхлой почве с плотностью 1,10 г/см3, лучше ветвятся, пронизывают на глубину всего пахотного слоя, уходя в подпахотный. Оптимальная плотность почвы для выращивания картофеля составляет 0,9-1,2 г/см3. На более рыхлых почвах потери влаги становятся слишком большими.
Рыхлая почва необходима для хорошего развития столонов и образования молодых клубней, в уплотненной почве они получаются мелкие и сильно деформированные.
Всходы на уплотненных до 1,35-1,50 г/см3 суглинистых почвах появляются на 5-6 дней позже, чем на почвах плотностью 1,10-1,20 г/см3.
Картофель хорошо растет на удобренных супесчаных и суглинистых черноземных почвах. В Нечерноземной зоне для него подходят окультуренные дерново-подзолистые, серые лесные почвы, на легких супесчаных почвах вносят органические удобрения. Подходят также окультуренные торфяники, прежде всего для семенных посевов.
Легкие по гранулометрическому составу почвы также пригодны для выращивания картофеля, клубни получаются с высокими вкусовыми качествами при условии достаточного внесения удобрений.
За счет высокой усвояющей способности корневой системы картофель может произрастать и на относительно бедных почвах, но урожайность при этом остается невысокой.
Не пригодны для возделывания картофеля тяжелые суглинистые, глинистые, сильно уплотненные почвы, заплывающие, прежде всего с близким залеганием грунтовых вод. На таких почвах свободное развитие клубней затруднено, а вследствие избыточного увлажнения заболеваемость растений увеличивается. Также не подходят засоленные почвы, так как картофеля плохо переносит засоленность.
При внесении органических удобрений картофель относительно хорошо переносит слабоподкисленные почвы. Оптимальное значение кислотности почвы составляет 5-6.
Питание картофеля
В сухом веществе растений картофеля обнаружено 26 химических элементов, но основными в питании растения для большинства почвенно-климатических зон России являются азот, фосфор и калий.
В одной тонне урожая клубней и соответствующего количества ботвы, которое составляет 0,4 т, и корневых остатков содержится 4,5 кг N, 2,2 кг Р2О5, 10,3 кг К2О (А.Г. Лорх).
По обобщенным и усредненным данным, с 10 т клубней и соответствующего количества ботвы картофеля из почвы выносится 50 кг N, 20 кг Р2О5, 90 кг К2О, примерно 40 кг СаО и 20 кг MgO. Таким образом, калий — основной питательный элемент, потребляемый этой культурой, затем идет азот и меньше — фосфора.
В начале вегетации картофель потребляет немного питательных веществ. Максимальное потребление приходится на периоды интенсивного нарастания надземной массы (фаза цветения) и клубнеобразования. В конце вегетации поступление питательных веществ снижается, полностью прекращаясь к началу засыхания листьев.
Ко времени цветения картофель потребляет 55-60% азота, немного меньше фосфора и свыше 50% калия от общей потребности (Опытная станция полеводства и льноводства ТСХА).
Калий
Калий задействован в процессах фотосинтеза, белковом и углеводном обменах, влияет на урожай и качество, прежде всего крахмалистость клубней, повышает устойчивость к болезням. Имеет большое значение в водном режиме растений: за счет него повышается тургор клеток, поддерживается внутреннее давление в тканях растения.
Недостаток калия приводит к нарушению рост и развитие картофеля, влияет на морфологическое строение, плохо развиваются механические ткани и корневая система. Клубни при дефиците калия удлиняются, становятся мелкими, плохо хранятся в зимний период.
Действие калия зависит от формы используемых азотных удобрений. Хлорсодержащие калийные удобрения снижают крахмалистость клубней.
Содержание доступного калия в почве для картофеля непостоянно и зависит от влажности почвы. Чем больше влажность, тем больше доступного калия, поэтому действие калийных удобрении на урожай сильнее проявляется в засушливые годы.
Азот
Недостаток азота в почве приводит к слабому развитию надземных органов растений картофеля, уменьшается облиственность, снижается продуктивность работы листового аппарата, урожайность и крахмалистость клубней падают.
Избыток азота приводит к чрезмерному росту ботвы, задержке клубнеобразования, удлинению вегетационного периода, снижению устойчивости растений к болезням. Оптимальное азотное питание способствует лучшему усвоению калия и фосфора.
Азот картофелем из почвы потребляется в виде нитратов и ионов аммония.
Фосфор
Достаточная обеспеченность картофеля фосфором способствует ускорению развития растений, начиная с появления всходов, быстрее наступают другие фазы развития, в том числе клубнеобразование, повышается скорость образования корневой системы, урожайность и содержание крахмала клубней, улучшаются их лежкость и семенные свойства.
Недостаток фосфора в почве приводит к нарушению нормального развития растений: уменьшается ветвистость куста, позже начинаются бутонизация, цветение и клубнеобразование. На клубнях образуются коричневые пятна, снижаются крахмалистость и вкусовые качества.
Дефицит фосфора часто проявляется на кислых подзолистых суглинистых почвах. Взаимодействуя с подвижными формами алюминия и железа почвы, он переходит в недоступные для растений фосфаты. Известкование кислых почв, уменьшает содержание алюминия и железа в почвенном растворе, тем самым повышая доступность фосфора.
Также необходимо иметь ввиду, что фосфор хорошо поглощается почвой, поэтому малые дозы фосфорных удобрений малоэффективны.
Вегетация
Вегетационный период варьирует от 60 до 180 дней: для ранних сортов он составляет 60-90 дней, позднеспелых — 140-180 дней.
Цикл роста картофеля условно делят на три периода:
от всходов до начала цветения — в этот период происходит увеличение масса ботвы, прирост клубней небольшой;
цветение — прекращение прироста ботвы (практически до начала увядания), в этот период происходит интенсивный прирост клубней;
прекращение прироста ботвы — естественное увядания. Прирост клубней в этот период продолжается, но менее интенсивно.
Длительность периодов зависит от сортов и их скороспелости. У скороспелых сортов первый период длится 27-36 дней в всходов до начала цветения проходит в зависимости от погоды, среднеспелых — 38 дней, позднеспелых — 46-48 дней.
Длительность второго периода составляет для скороспелых сортов — 26-28 дней, среднеранних — 34-36 дней, средне- и позднеспелых — 43-45 дней. Третий период имеет туже закономерность.
Второй период считается самым важным: в это время образуется 65-75% урожая, который сильно зависит от погодных условий. Среднесуточные приросты клубней могут быть от незначительных до высоких в зависимости от метеоусловий. В период максимального клубнеобразования максимальный прирост может достигать 2,5-2,8 т/га. Приросты по 1-1,5 т/га в отдельные, относительно короткие периоды, наблюдаются почти ежегодно. В августе-сентябре прирост массы клубней одного куста может достигать 30-35 г в сутки, прирост содержания крахмала — 0,3-0,5%. В европейской части России наибольшие приросты приходятся с 25 июля по 10 сентября.
Клубнеобразование начинается в конце фазы бутонизации — начале цветения, в этот же период определяется и число клубней. Окончательно количество клубней зависит от погодных условий в июле-августе и обеспеченности влагой.
