Разработка технологии производства картофеля в Ярославской области

Суммы средних суточных температур выше 10°С составляют 1850—1900. 

1.4. Особенности выращивания картофеля в связи с агроклиматическими условиями. 

  Таблице 2. Сроки наступления фенологических фаз развития картофеля (позднеспелый сорт).

  Благоприятные условия для посадки картофеля  создаются, когда среднесуточная температура почвы на глубине 10 см достигнет 7-8 ºС. По средним многолетним данным, это происходит в конце апреля, начале мая. 
За оптимальные сроки посадки принимают такие, при которых вероятность заделки клубней в теплую спелую почву составляет не менее 80%, а вероятность повреждения всходов заморозками не более 20%. Указанным условиям соответствуют следующие сроки посадки: на открытых ровных местах – первая декада мая, на пониженных – середина второй декады. Проращенный картофель следует высаживать позднее, чем обыкновенный или яровизованный, учитывая, что продолжительность периода посева-всходы у него короче и рано появившиеся всходы могут повреждаться заморозками.  
Фактические сроки посадки запаздывают на 10-15 дней по сравнению с оптимальными агроклиматическими условиями, что объясняется поражением ростков ризоктониозом. 
Массовые всходы появляются через 26-28 дней после посадки (табл. 3). Температура к моменту всходов равна 16,0-17,3 ºС, вероятность весенних заморозков практически исключена. 

Таблица 3. Средняя продолжительность периода посевы-всходы картофеля при различных значениях температуры почвы за этот период (дни)

  За  период посев-всходы в среднем выпадает 40-60 мм осадков, что составляет 1,7-2,1 мм за сутки и является для первоначального развития картофеля вполне достаточным. 
Фаза образования соцветий наступает примерно через 22-27 дней после всходов – в конце 1-й декады июля. В годы с ранней теплой весной образование соцветий может наблюдаться в 3-й декаде июня, а в холодный влажный год – только в конце июля. В период всходы-образование соцветий происходит интенсивный рост ботвы картофеля, особенно при сравнительно повышенном температурном режиме (19-21 ºС) и хорошем увлажнении пахотного слоя почвы (30-40 мм). При недостатке влаги (менее 20 мм) ботва картофеля развивается слабо, а при запасах менее 10 мм прирост ее сокращается в 4-5 раз. 
Фактически в период всходы-бутонизация средняя температура на рассматриваемой территории обычно бывает 17-19 ºС, осадки составляют 50-70 мм. Запасы продуктивной влаги в пахотном слое почвы на большей части территории бывают около 25 мм. 
Массовое цветение картофеля отмечается через 35-40 дней после всходов или через 12-15 дней после образования соцветий. В сухую жаркую погоду при недостатке влаги в почве фаза массового цветения задерживается на 10 и более дней. В засушливые годы (1938, 1964) цветение картофеля было единичным.  
Средняя суточная температура воздуха в период клубнеобразования (бутонизация-цветение) в среднем составляет 18-19 ºС, что на 1-2 ºС выше оптимальной. Запасы влаги в этот период бывают несколько ниже оптимальных: в слое 0-20 см – 10-25 мм, в слое 0-50 – 45-70 мм. Период клубнеобразования продолжается около 50 дней. 
Массовое увядание ботвы картофеля в Ярославской области отмечается в первой декаде сентября. Продолжительность периода от цветения до увядания ботвы колеблется в очень больших пределах – от 25 дней до 70. Наибольшая продолжительность периода наблюдается чаще всего в годы с сухой и жаркой погодой в первую половину вегетации (до цветения) и в прохладную и влажную во вторую половину лета. На удобренных почвах увядание ботвы наступает позднее, чем на бедных, мало удобренных почвах. Период от цветения до увядания ботвы характеризуется ростом и развитием клубней и интенсивным накоплением крахмала. Лучше всего этот процесс проходи при оптимальных условиях увлажнения (для суглинистых почв 40-50 мм в пахотном слое и около 80-100 в слое 0-50 см) и сравнительно невысоких температурах воздуха, порядка 16-18 ºС. 
Фактическая температура воздуха колеблется в начале периода от 18,0-19,5 ºС до 12 ºС в конце периода. Количество осадков за период цветение-увядание ботвы составляет 85-100 мм, т.е. в 1,8-2,0 мм в сутки. Запасы влаги в среднем за межфазный период составляют: в слое 0-20 см – 16-20 мм, в слое 0-50 см – 45-52 мм. 
Таким образом, период цветение-увядание ботвы картофель в среднем многолетнем проходит при пониженных запасах влаги в почве и при повышенных температурах воздуха в июле. 
Ранние сорта убирают в июле-начале августа по мере употребления картофеля, среднеранние – в августе. Среднеспелые и среднепоздние сорта – в конце августа-сентябре, они пригодны для зимнего хранения. 
Окончательную уборку среднеспелых сортов на продовольственные цели желательно проводить не ранее чем через 90-100 дней, среднепоздних – через 100-110 дней, поздних – через 120 дней после посадки. 
По этим срокам начало уборки среднеспелых сортов в средней полосе России приходится примерно на 20 августа-1 сентября. Среднепоздние сорта убирают в зависимости от погоды, которая складывается в начале сентября. При отсутствии дождей, если растения не поражены фитофторой, оптимальный срок уборки отодвигается на середину сентября. В этот период удаление ботвы обязательно, чтобы защитить клубни от проникновения фитофторы с листьев и ускорить физиологическое созревание картофеля.  
После предварительного удаления ботвы клубни еще в течение 10-15 дней в зависимости от их спелости остаются в почве. При этом необходимо следить, чтобы над гнездом клубней был хорошо сформированный гребень, защищающий картофель. Некоторые сорта, например Жуковский ранний, после удаления ботвы (в конце июля) нужно выкапывать через 5-7 дней (в начале августа), так как позднее клубни этого сорта, находясь в почве, начинают задыхаться.  
К уборке картофеля следует приступать во 2-й декаде сентября, когда вероятность увядания ботвы достигнет 80%. Погодные условия в сентябре и первой половине октября можно считать вполне удовлетворительными, т.к. дней с осадками более 5 мм наблюдается 2-3 в декаду. Резкое ухудшение погоды отмечается со второй половины октября. В отдельные годы в это время уже может появиться первый снег. Таким образом, уборку картофеля следует заканчивать до середины октября.

2. Биологические  особенности

2.1. Особенности роста  и развития

  В развитии картофельного растения различают пять основных периодов (рис. 1).

Рисунок 1. Фазы развития растения картофеля.

 
Первый период – от прорастания клубней до появления всходов. В это время повышается интенсивность дыхания клубней и происходит превращение крахмала в сахар. Накапливающийся сахар передвигается по сосудистым пучкам к пазушным почкам клубня – глазкам. Почки в глазках набухают и прорастают. В верхней части ростка образуются небольшие чешуйчатые бугорки, из которых сначала развиваются молодые корни, а после укоренения пробивается стебелек. 
Установлено, что потребность картофеля в тепле за период посадка-всходы составляет для ранних сортов (Приекульский ранний, Белорусский ранний, Домодедовский и др.) 295-305 °С, для среднеранних (Невский, Уфимец, Волжанин, Горизонт, Адретта и др.) – 330-345 °С, для среднепоздних (Форан, Лорх, Остботе, Лошицкий, Раменский и др.) 367-385 °С. 
Почки на клубне способны медленно расти и развиваться при температуре 3-5 °С. На озелененных клубнях корни начнут прорастать, когда почва нагреется до 6-7 °С. Заметное образование ростков начинается при температуре выше 5°С. Многочисленные исследования и данные практики свидетельствуют, что клубни нормально прорастают и дают полноценные всходы при температуре почвы на глубине их размещения (6-12 см) 7-8 °С, а наиболее благоприятна температура до 17-18 °С. При понижении температуры появление всходов задерживается, повышается восприимчивость растений к различным болезням (ризоктонии, черной ножке и др.). Опытами НИИ картофельного хозяйства установлено, что картофель при температуре 10-12 °С в умеренно влажной почве дает всходы на 25-27-й день, а при 14-16 °С на 18-22-й, при 18-25 °С – на 12-13-й день, при 27-28 °С – на 16-17-й день. Дальнейшее повышение температуры (так же, как и понижение) значительно замедляет прорастание клубней и появление всходов. 
При температуре ниже 3 °С и выше 31 °С рост и развитие почек на клубнях останавливается, при температурах -1…-1,5 °С и выше 35 °С почки и ткани клубней повреждаются. 
Наземная часть картофельного растения начинает расти при температуре 5-6 °С, т. е. разница в температурах начала роста корней и ботвы 1-2 °С. 
Второй период – от появления первых зеленых листьев, обычно срощенных, до развития стеблей с нормальными листьями. 
Всходы картофеля лучше развиваются при прохладной влажной погоде. Нежные молодые растения очень чувствительны к жаре и суховеям. Ботва начинает расти при температуре воздуха около 5-7 °С. Максимальные приросты ее бывают при умеренной влажности и температуре 17-22 °С. При температуре выше 42-45 °С рост надземной массы нежароустойчивых сортов картофеля прекращается, так как на дыхание растений при высоких температурах тратится больше продуктов ассимиляции, чем накапливается в процессе фотосинтеза. 
Третий период – от появления бутонов до цветения растений. В этот период формируются столоны, на концах которых появляются утолщения, в дальнейшем – образующие молодые клубни (рис. 2). Вначале молодые клубни очень водянисты, но через некоторое время они разрастаются и заполняются крахмалом, интенсивный рост ботвы продолжается, растения требуют наибольшего количества влаги и питательных веществ. 
Четвертый период охватывает цветение и продолжается до прекращения прироста ботвы (практически до начала ее увядания). В это время происходят наиболее интенсивные приросты клубней, накапливается до 75% конечного урожая. Погодные условия, складывающиеся в этот период, определяют уровень урожайности. 
Для цветения картофеля наиболее благоприятна температура 18-22 °С. Более высокие температуры нередко вызывают сбрасывание цветков и бутонов. Оптимальная для клубнеобразования температура почвы – 15-19 °С. При температуре ниже 6 и выше 23 °С прирост клубней резко уменьшается, а при 26-29 °С клубнеобразование обычно прекращается.  
 
Рисунок 2. Развитие клубня из столона: 
1 – верхушечная почка; 2 – низовые листья; 3 – пазушная почка; 4 – камбий; 5 – сердцевина; 6 – кора клубня; I-V – стадии развития клубня. 

Пятый период – от начала отмирания ботвы до ее полного высыхания и физиологического созревания клубней. После окончания цветения и образования ягод прирост надземной массы приостанавливается, нижние, а затем средние и верхние листья желтеют, и высыхает весь стебель. К началу высыхания стебля останавливается прирост клубней, происходят их физиологическое созревание и накопление крахмала. Кожица клубней из тонкой и легкосдирающейся становится более плотной. Созревшие клубни переходят в состояние естественного покоя.

2.2. Требования к теплу  и свету

  Картофель замедляет ростовые процессы при температуре почвы ниже 7…8 °С и в то же время сильно угнетается уже при температурах почвы выше 25 °С. При высокой относительной влажности и температуре -1,0…1,5 °С чернеет и погибает ботва. Особенно неустойчивы к пониженным температурам молодые растения. Однако при медленном снижении температуры в растениях картофеля накапливаются сахара, что повышает их устойчивость к небольшим заморозкам (до -2…-3 °С). 
Клубни картофеля обычно не выносят температуры -1…-2 °С, что связано прежде всего с высоким содержанием в них воды. Однако в отдельные годы благодаря постепенному охлаждению клубней в осеннее время и накоплению в них значительного количества сахара они могут даже перезимовывать в почве. 
Картофель является светолюбивым растением. Только при хорошем, полном, ровном (для всей наземной вегетативной массы) освещении можно вырастить высокий урожай картофеля. При возделывании в затененных местах наблюдаются вытягивание стеблей, некоторое пожелтение ботвы и задержка образования молодых клубней. 
В системе агротехнических мероприятий большое значение имеют правильные способы и нормы посадки картофеля, которые обеспечивают регулирование доступа света к ассимилирующей поверхности листьев. В условиях полевой культуры особенно важно обеспечить оптимальную площадь произрастания, при которой достигается равномерная и максимальная освещенность листьев растений не только верхних ярусов, но и нижних. 
Чтобы обеспечить равномерное освещение всей вегетативной массы растений, надо правильно рассчитать размещение клубней, установить такое направление рядков, при котором будет самое лучшее освещение растений. При северо-южном, северо-западном и юго-восточном направлениях рядков растения равномернее освещаются в течение дня. При северо-южном направлении рядков, например, урожай картофеля повышается на 16-20 ц/га, а крахмалистость клубней на 1-2%. 
Наиболее рациональна такая густота посадки, при которой формируется 40-50 тыс. м2 листовой поверхности на 1 га. В этом случае обеспечивается достаточная освещенность растений, ботва дольше остается жизнедеятельной, наиболее полно поглощая солнечную радиацию. Надземные органы картофеля лучше растут и развиваются при длинном дне, а клубнеобразование интенсивнее протекает при коротком. 
По современной фотопериодической классификации культурные сорта картофеля относят к короткодневным растениям, но в условиях средних широт он вполне мирится с длинным днем. Сокращение продолжительности дня ускоряет развитие растений. 
Клубни картофеля, пролежавшие после выкопки из земли несколько дней на свету, зеленеют, в них образуется хлорофилл и ядовитый алкалоид – соланин. Озеленение полезно для семенных клубней: накопление соланина повышает устойчивость их к болезням, озелененные клубни обладают лучшей семенной продуктивностью (прорастает наибольшее (от возможного) количество почек в глазках, ростки с высокой жизнеспособностью, крепче держатся на клубнях, не обламываются при машинной посадке). Клубни продовольственного и кормового назначения озеленять нельзя, так как они приобретают неприятный горький привкус и становятся ядовитыми. 
Отношение картофеля к температуре (к теплу), освещению и продолжительности светового дня неоднозначно. При слабом освещении для нормального роста и развития растений требуется повышенная температура. В условиях продолжительного освещения картофель хорошо растет и развивается даже при пониженных температурах. Так, на севере Нечерноземной зоны (в районе Хибин) в условиях 20-часового светового дня при относительно низкой температуре (10-12°) картофель дает неплохой урожай. При таких же температурных условиях, но при сокращенном до 10 часов световом дне урожай значительно снижается, а при температуре 15-35° и удлиненном дне картофель развивал лишь ботву, клубни не завязывались.

2.3. Требования к влаге

  Потребность картофеля в воде определяется его химическим составом (около 75-80% его массы – вода), образованием сравнительно большой надземной массы и урожая клубней. Транспирационный коэффициент колеблется от 65 до 130 и более воды на 1 кг сухого вещества. А так как картофельное растение способно давать высокие урожаи (до двух и более килограммов клубней и зеленой ботвы на 1 куст), то на создание такого урожая требуется много воды. 
Картофель дает максимальный урожай и бывает более здоровым при высоком содержании влаги в почве – в пределах 60-80% ее полной влагоемкости. Однако переувлажнение почвы вредно для картофеля. В этом случае трудно поддерживать почву в рыхлом и воздухопроницаемом состоянии. При избытке влаги в почве в клубнях меньше накапливается сухого вещества и крахмала, растения больше поражаются грибными и бактериальными болезнями. 
Требуя много влаги (до 200 кг на 100 м2 посадок в сутки), картофель в разные периоды роста и развития потребляет ее неодинаково.  
При полном появлении всходов, в начале формирования ботвы, картофельное растение будет нормально расти и развиваться и при небольшом запасе влаги в почве, но этот период непродолжителен, особенно у раннеспелых сортов. По мере роста ботвы, увеличения листовой поверхности потребность картофельного растения в воде возрастает. В фазу бутонизации и начала цветения картофель очень чувствителен к недостатку влаги в почве. Этот недостаток может быть причиной сбрасывания бутонов и цветков. Максимальное количество воды требуется в период наибольшего прироста урожая клубней, интенсивного роста ботвы. Необеспечение картофельного растения водой в этот период намного больше снизит урожайность, чем в другие периоды. При длительной засухе в фазе цветения урожайность может снизиться на 50-60%, ухудшатся семенные и вкусовые качества. Оптимальная влажность зависит от температуры: при низкой температуре допустима невысокая влажность, а при температуре 19-20° – наибольший прирост клубней при влажности почвы около 100% от наименьшей полевой влагоемкости. Потребность картофельного растения в осадках (поливе) зависит от механического состава почвы, содержания в ней органических и питательных веществ, – от водных свойств почвы. Чем богаче почва питательными веществами (при высокой буферности), тем меньше требуется воды на образование урожая клубней. 
С начала физиологического созревания основной массы клубней и начала отмирания ботвы потребность в воде у картофеля снижается: прирост клубней уменьшается, уплотняется кожура, уменьшается испарение воды листьями. 
Наибольшее значение для картофеля в нашей зоне имеют июльские и августовские осадки. Для раннеспелых сортов картофеля более высокая потребность в воде во второй половине июня. Потребность картофельного растения в воде может удовлетворяться как за счет осадков (при правильном использовании их), так и за счет полива. При равном количестве осадков и дождевания в первом случае прибавка урожая больше, так как дождь увлажняет и большую толщу воздуха. 
В тех хозяйствах, где влагообеспечение – ненадежный фактор, следует организовать полив. Но производство картофеля с применением дождевания (полива) должно быть рентабельным. 
Картофельное растение чувствительно к недостатку влаги в почве, но для него вредно и даже губительно переувлажнение почвы. В Нечерноземной зоне в период наибольшего потребления влаги (цветение и клубнеобразование) верхней границей оптимальной влажности почвы является наименьшая полевая влагоемкость, а нижней границей 65-70% от наименьшей полевой влагоемкости. При запасах продуктивной влаги в пахотном слое больше 67-70 мм на дерново-подзолистых суглинках и супесях клубнеобразование полностью прекращается из-за переувлажнения почвы. Продолжительное переувлажнение почвы (98-100%) губительно для картофельного растения. Продолжительное переувлажнение приводит к удушению клубней, их загниванию от недостатка кислорода воздуха. Начало удушения клубней можно обнаружить по разрастающимся чечевичкам – органам дыхания клубней. Чечевички имеют светло-кремовый цвет (светлее кожуры белокожих клубней), они представляют собой рыхлые бугорки из крахмала. При повышенной температуре в переувлажненной почве клубни быстро гибнут. 
Когда происходит естественное увядание ботвы, ее постепенное отмирание и прирост клубней снижается, картофельное растение все меньше берет влаги из почвы. В этот период желательна теплая погода без осадков. Она будет благоприятна для образования на клубнях толстой крепкой кожуры. Клубни, закончившие формирование при сухой теплой погоде, хорошо хранятся, обладают хорошими семенными и вкусовыми качествами. Программируя урожай, управляя ростом и развитием картофельного растения, надо подгадывать так, чтобы конец формирования клубней приходился на теплый сухой период осени. 
При избытке влаги в почве и низкой температуре кожура на клубнях непрочная, она разрушается даже при слабых механических воздействиях на клубни. Такие клубни трудно хранить, у них понижены семенные качества. 
Нельзя допускать переувлажнения почвы. Надо применять комплекс агроприемов против переувлажнения. В этом деле постоянно действующими факторами являются хорошие водные и воздушные свойства почвы. Их надо создавать. Почва должна обладать хорошей водопроницаемостью и водоудерживающей способностью. Против переувлажнения почвы в период вегетации картофеля необходимо провести агротехнические и гидротехнические работы: узкозагонную вспашку, гребневание поверхности поля с осени, вырыть осушительные каналы. На полях, где возможно переувлажнение, посадку клубней, надо проводить в гребни, специально нарезаемые для этой цели. 
Воздушный режим почвы – важнейший фактор в жизни картофельного растения. Корневая система в процессе дыхания поглощает большое количество кислорода. Суточная потребность составляет 1 мг кислорода на 1 г сухого вещества. Особенно высокая потребность в кислороде у столонов и клубней. Поэтому в период клубнеобразования необходимо обеспечить свободный приток воздуха в зону размещения корней, столонов и клубней картофеля. Это успешно достигается на почвах с хорошим водным и воздушным режимом при правильной системе применения органических удобрений, обработки почвы, ухода за картофелем. 
В одних и тех же капиллярах и скважинах не могут одновременно находиться воздух и вода. Структура почвы, система обработки ее должны быть такими, чтобы в корнеобитаемом слое почвы одновременно находились вода и воздух в соотношениях, благоприятных для картофельного растения. До роста и развития столонов, до начала клубнеобразования для корневой системы картофеля требуется не менее 5% концентрации кислорода в общем объеме воздуха в почве. С ростом столонов, а затем и клубней потребность в кислороде возрастает. В период интенсивного клубнеобразования содержание кислорода в почвенном воздухе должно быть около 20% при хорошем доступе воздуха в почву. Лучшая воздухопроницаемость у почв со скважностью 45-65% от объема почвы при оптимальной влажности ее. Высокая скважность, пористость почвы находится в прямой зависимости от ее структурности, рыхлости. Чем плотнее почва, тем ниже ее скважность. При плотности с объемным весом 1-1,2 г/см3 для дерново-подзолистой суглинистой почвы и не более 1,2-1,4 г/см3 – для супесчаных и песчаных почв кислорода в почвенном воздухе бывает достаточно, если почва не переувлажнена. В рыхлой почве свободно происходит обмен между почвенным и атмосферным воздухом. При уплотнении почвы содержание кислорода уменьшается, а концентрация углекислого газа (углекислоты) возрастает, что отрицательно сказывается на корневой системе картофеля. Для оптимального роста и развития корневой системы картофеля концентрация углекислого газа в почвенном воздухе не должна превышать одного процента. При высокой концентрации углекислого газа и недостатке кислорода в почвенном воздухе (2%) верхушки корней чернеют и загнивают. При уменьшении содержания кислорода ниже 2% картофель погибает. Для предотвращения накопления излишнего содержания углекислоты в почве, улучшения воздухообмена применяют глубокую вспашку, а если глубина гумусового горизонта не позволяет сделать это, то рыхлят подпахотный слой почвоуглубителями, производят кротование почвы. При уходе за картофелем применяют по возможности глубокое рыхление, не допуская повреждения корневой системы. Хороший воздушный обмен в почве – одно из главных условий для выращивания высокого урожая картофеля.