Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции

    Картофель принадлежит к числу важнейших  сельскохозяйственных культур. В мировом производстве  продукции растениеводства он занимает  одно из первых мест  наряду  с рисом, пшеницей и кукурузой. Клубни картофеля  содержат  около 25% сухих  веществ, в том числе  14...22 % крахмала, 1,4...3,0 % белков, около 1% клетчатки, 0,2...0,3 % жира и 0,8...1,0 %  зольных веществ. Картофель богат  витаминами С, В1, В2, В6, РР и минеральными  веществами. Особенно богаты  витаминами  молодые клубни.

     Картофель — культура  разностороннего использования. Благодаря содержанию  в клубнях крахмала, белка высокого качества и витаминов он является  исключительно важным  продуктом  питания человека. Его по праву  называют  вторым хлебом. В европейской кухне  известно  более 200 блюд из картофеля. Переработка  картофеля  в пищевые  продукты  и полуфабрикаты  открывает  большие возможности  для его  использования.

   Картофель — хороший корм для скота.  По переваримости  органического вещества  (83...97%) картофель, как  и кормовые  корнеплоды, стоит  на первом месте  среди  растительных  кормов. На  корм используют  клубни  в сыром  и запаренном  виде, засилосованную  ботву. Продукты переработки  картофеля  (мезга  и барда) —  также  прекрасный  корм для животных.

    Питательная ценность, корм. ед. на 100 кг корма: сырых клубней 29,5, силоса  из зеленой ботвы 8,5, барды  свежей 4, барды  сушенной 52, мезги  свежей 13,2, мезги сушенной 95,5. При урожае 15 т клубней и 8 т ботвы с 1 га общая кормовая ценность  картофеля  составляет примерно 5500 корм. ед.

    В кожуре и позеленевших  клубнях  картофеля  содержится  ядовитое вещество  соланин (0, 005...0,01%), частично  распадающийся  при варке. Позеленевшие  и проросшие при дневном  или  искусственном  освещении  клубни  непригодны  в пищу и для скармливания  животным без  тщательной варки и других приемов обезвреживания.

     Клубни картофеля  служат  сырьем для, спиртовой, крахмалопаточной, декстриновой,  глюкозной, каучуковой и других  отраслей промышленности.  Крахмал, получаемый из картофеля, — незаменимый продукт в пищевой, текстильной и бумажной  промышленности. Из 1 т клубней картофеля с крахмалистостью 17,6 % можно получить  112 л спирта, 55 кг жидкой углекислоты, 0,39 л сивушного   масла и 1500 л барды или 170 кг крахмала и 1000 кг мезги.

   Благодаря  высокой  приспособляемости  к различным  условиям  произрастания  картофель — широко распространенная  культура.

Родина картофеля — Южная Америка, где он известен  с незапамятных  времен и наряду  с кукурузой  составлял  основную пищу индейцев. Известно  более  150 диких видов, произрастающих  преимущественно  в Южной и Центральной Америке.

    Открытие картофеля  принадлежит  колумбийской экспедиции Гонсало  де Кесады.

    Появление картофеля в России  связывают с петровской эпохой. В конце XVII  в. Петр I, находясь в Нидерландах по корабельным делам,  прислал «для расплода» из Роттердама мешок клубней графу Шереметьеву. Для  ускорения  распространения  сенат  издал  специальное «Наставление о разведении земляных  яблок». Это  была  своего рода  энциклопедия  картофелеводства  середины XVIII в., где  излагались  сведения  о сортах, подготовке  почвы,  сроках  и густоте посадки, прополке и окучивании, уборке и хранении, размножении и др.

    Картофель — многолетнее  травянистое клубненосное растение. В культуре  его возделывают  как  однолетнее,  потому что  весь жизненный цикл, начиная  с прорастания  клубня и кончая  образованием  и формированием  зрелых клубней, проходит в течение одного вегетационного периода.

    Обычно картофель размножают  вегетативным путем — клубнями.  Его с успехом  можно  размножать  и частями  клубней, а также ростками и черенками. В селекционной практике  часто  используют  семенное размножение. 

    Стебли картофеля  большей частью  прямостоячие, реже — отклоняющие в сторону. Окраска  стебля зеленая, однако, у некоторых сортов  она маскируется антоцианом, который  придает стеблям красновато-бурый оттенок.  По характеру  ветвления  стебля  сорта картофеля  делят  на две группы: сорта  более позднеспелые (ветвление происходит  главным образом  в нижнем ярусе); сорта  скороспелые (стебель  снизу не ветвится). По форме  стебли картофеля  ребристые, трех- или четырехгранные, в  различной  степени  опушенные. В местах  соединения  граней  на ребрах  стеблей  образуются  выросты  зеленой ткани, так  называемые  крылья, которые  являются  важным  сортовым признаком. Высота  стеблей сильно изменяется  (от 30 до 150 см) в зависимости  от условий выращивания и сорта.

   В подземной части стебля из пазушных почек развиваются побеги — столоны, на концах  которых  образуются  клубни, или утолщения.  Толщина столонов всегда меньше  толщины стеблей. Столоны могут  быть  разной длины, у ранних сортов они короче, у поздних — длиннее.

    Листья картофеля, появляющиеся при прорастании клубней (или семян), простые, цельнокроеные. По мере  роста  растения  образуются  прерывисто-непарноперисторассеченные листья. Каждый такой лист  состоит  из нескольких пар боковых долей, размещенных  одна против другой, промежуточных  долек между ними  и конечной доли. У некоторых  сортов наблюдается неполное  разделение конечной и боковых долей, так называемая плющелистность.

    Строение и степень рассеченности листьев — важнейшие сортовые признаки. В зависимости  от числа  и расположения долек различают  сильную и  слабую рассеченность  листа. С нижней стороны  листа выступает  сеть жилок, окраска  которых  нередко коррелирует  с окраской клубней. Листья на стебле  располагаются по спирали.

    Цветки у картофеля собраны в соцветия, представляющие  собой расходящиеся завитки, расположенные на общем цветоносе различной длины.  Цветоножка  сочлененная.  Цветки пятерного типа.  Чашечка цветка  спайнопятилепестная, чашелистики сросшиеся у основания. Венчик  колесовидный, состоит  из пяти  сросшихся лепестков. Окраска  венчика  разнообразная: белая,  синяя, темно-сине-фиолетовая с различными оттенками. В середине цветка находится  5 тычинок. Они  состоят  из пыльников, сидящих  на коротких  нитях, сросшихся  между  собой и основанием лепестков. Пыльники  бывают  оранжевого, желтого, зеленовато-желтого или зеленоватого цвета.  Завязь  верхняя и состоит из двух плодолистиков с многочисленными семяпочками. Картофель — самоопыляющееся  растение, но большинство  сортов стерильно, и только  немногие фертильны.

     Плод растения картофеля — двугнездная многосемянная  сочная зеленая ягода шаровидной или овальной формы. При созревании ягоды  белеют  и приобретают  приятный запах, напоминающий  запах земляники. Для употребления в пищу  они непригодны из-за высокого содержания  соланина. Семена  мелкие, плоские, с согнутым зародышем, светло-желтого цвета.  Масса 1000 семян около 0,5 грамм.

    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 распространяющиеся  группами  по 4 – 5 около каждого столона, и столонные корни, находящиеся на столонах.

    Основная масса корней (60 – 70 %) располагается в пахотном слое, 22 – 38 % проникает глубже, отдельные корни уходят на глубину до 150 см. Глубина проникновения корней в почву у разных сортов неодинаковая, у ранних сортов она небольшая, у среднеспелых и поздних — довольно значительная.

    Мощность корневой системы  в значительной  степени зависит от условий выращивания — влажности, аэрации и содержания  питательных  веществ в почве.  Корневая  система картофеля отличается  довольно активной  поглотительной  способностью, особенно по отношению к фосфору.

    Клубень картофеля представляет  собой утолщенный  укороченный стебель. На клубне  в раннем возрасте  имеются  мелкие чешуйчатые  листочки, не содержащие хлорофилла. В пазухах  чешуйчатых  листочков  закладываются  покоящиеся почки, образующие  так называемые глазки.  Чешуйчатые  листочки  атрофируются, оставляя  листовой след, образующий бровь глазка, в каждом  глазке  клубня  обычно  имеется  по 3 почки.  При прорастании трогается в рост  одна  наиболее  развитая  средняя почка, другие  остаются  как запасные  и прорастают при повреждении (обламывании) ростков.

      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.  В зависимости от  сорта ростки, проращенные на свету, имеют  разную  окраску: зеленую, красно-фиолетовую или сине-фиолетовую.

      Дыхание клубней и испарение происходит по межклетникам рыхло расположенных клеток через так называемые чечевички, образующие  возвышения на кожуре клубня.  Число и размер  чечевичек во многом  зависит от условий выращивания картофеля.

    Форма  клубней очень разнообразна, но характерна для каждого сорта. Она определяется  отношением  его длины и ширины к толщине. В зависимости от этих соотношений различают клубни  круглые, округло-овальные, удлиненно-овальные, длинные, плоские, овальные и др.  клубни  бывают 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.

     Выращенные  из клубня растения  картофеля развивают   стебли  и корни из почек, находящихся  в глазках. Растение картофеля, выросшее  из клубня, образует  куст  из 2 – 4 или более стеблей. Число  стеблей  в кусте зависит  от сорта  и величины посадочного клубня.

3.2.Биологические  особенности.

   Картофель, с учетом биологического строения предъявляет следующие требования по отношению к отдельным факторам внешней среды (тепло, влага, свет, почва и питательные вещества).

   Требования к теплу и свету. 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. Проращенные клубни дают всходы на 6-7 дней раньше, чем непроращенные.

    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.