Особенности урожайности растения картофеля в зависимости от условий произрастания

АННОТАЦИЯ

Растение картофеля относится к семейству Пасленовых, роду Solanum L, который включает в себя несколько десятков видов, различающихся по ботаническим и биологическим признакам. Исследования проводились в окрестностях города Ванадзор, на сельскохозяйственных почвах Лорийской области Республики Армения. Природно-климатические условия в высокогорном поясе в некоторой степени неблагоприятны для роста и развития растений картофеля, однако в высокогорном поясе урожайность с одного растения выше по сравнению с урожаем в низкогорном поясе, так как ассимиляты фотосинтеза больше накапливаются в апикальном утолщении клубней столона. Это можно рассматривать как приспособление для поддержания жизнеспособности растений в высокогорном поясе.

ABSTRACT

The potato plant belongs to the Solanaceae family, genus Solanum L, which includes several dozen species that differ in botanical and biological characteristics. The research was carried out in the vicinity of the city of Vanadzor, on the agricultural soils of the Lori Region of the Republic of Armenia. Natural and climatic conditions in the high-mountain belt are, to some extent, unfavorable for the growth and development of potato plants, however, in the high-mountain belt, the yield per plant is higher compared to the yield of the lower mountain belt since the assimilates of photosynthesis are more accumulated in the apical thickening of the stolon’s tubers. This can be considered as an adaptation for maintaining the viability of plants in the high mountain belt.

Ключевые слова: растение картофеля, условия произрастания, всхожесть, клубни, фенологические наблюдения.

Keywords: potato plant, growing conditions, germination, tubers, phenological observations.

Введение

Растение картофеля относится к семейству пасленовых (Solanaceae), роду Solanum L, который включает несколько десятков видов, отличающихся ботаническими и биологическими особенностями.

Родина картофеля – Южная Америка (Чили, Перу, Боливия), где картофель обрабатывался еще до нашей эры. В Европе картофель начали выращивать в конце XVI в., а в России – в конце XVIII в. Вначале он выращивался как лекарственное растение. Из огромного видового разнообразия наиболее распространен вид Solanumtuberozum L. Большой вклад в изучениe видового разнообразия и сфер применения внесли ученые Н.И. Вавилов и С.М. Букасов. В культуре умеренного климата является однолетним, так как клубни не выдерживают зимних заморозков. В пище, в разных отраслях хозяйства используют клубни картофеля, которые образуются на верхушках столонов [1; 2; 4; 8].

Растение картофеля имеет важное значение в агротехническом производстве. В качестве предшественников для картофеля подходят зерновые, особенно яровые. Применение ряда агротехнических мероприятий (глубокая вспашка, систематическая междурядная обработка, окучивание, подкормка) способствует уничтожению сорняков.

Отходы переработки картофеля используются на корм скоту [3; 4; 5; 11].

Клубень картофеля имеет разную окраску. Он может не содержать пигменты и быть белым, например сорт Лорх, красным, розовым – Вольтман, фиолетовым, синим – Чуганка. Клубень картофеля имеет разную форму: яйцевидную, круглую, грушевидную, удлиненную и т.д. [5; 6; 9].

Материал и метод

Для определения темпов роста и развития картофеля на разных высотах над уровнем моря проведены морфологические измерения высоты стебля каждого растения в четырех периодах развития. Для оценки урожайности на разных высотах над уровнем моря определена масса клубней каждого растения картофеля.

Исследование фенологии растений картофеля показало, что фактическая продолжительность его вегетации и отдельных межфазных периодов лимитируется температурой и влажностью.

Фенологические этапы развития картофеля: прорастание всходов, бутонизация, цветение и созревание – характеризуют формирование биологической продуктивности.

У раннеспелых сортов вегетационный период от всхожести до созревания длится 70–80 дней, у среднеспелых сортов – 80–90 дней, у позднеспелых сортов – 120–130 дней [1; 10].

Фенологические наблюдения роста и развития картофеля изучены по онтогенетическому развитию в течение четырех периодов. Исследования велись в окрестностях города Ванадзор, на сельскохозяйственных почвах Лорийской области Республики Армения. Клубни картофеля одновременно были посажены в заранее подготовленные ямки на глубину 6–8 см весной, 14 мая 2020 года, в высокогорном поясе – на высоте 1800 м, на высоте 1425 м над уровнем моря в нижнем горном поясе и на урбанизированной территории.

На 30-й и 60-й дни после прорастания всходов нами проведены морфологические измерения стебля.

Опыты и результаты

Результаты исследований приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Результаты фенологических наблюдений вегетации растения картофеля в разный условиях произрастания (Ванадзор, 2020 г.)

При анализе данных таблицы 1 видно, что в ходе роста и развития растения картофеля:

1. В первом периоде в почве из глазков материнского клубня проросло по одной почке и всходы вышли на поверхность почвы.

В высокогорном поясе всходы появились 10 июня, т.е. всхожесть длилась 26 дней, а в нижнем горном поясе клубни проросли 4 июня, т.е. всхожесть длилась 20 дней, на урбанизированной территории – 21 день. Предполагаем, что в высокогорном поясе из-за низкой температуры всходы появились позже. Результаты наших опытов соответствуют литературным данным [2; 6].

В период всхожести используются запасные вещества клубня, т.е. питание пазушных почек или глазков картофеля имеет гетеротрофный характер. Всходы переходят к автотрофному питанию только после появления и развития зеленых листьев. До бутонизации растений нами 2 раза проведено окучивание.

2. Во втором периоде роста и развития растения картофеля появились первые настоящие листья и сформировались ассимиляционные органы: стебель, листья, также столоны и корневая система. Первые измерения стебля растения картофеля проведены на 30-й день развития растения. В высокогорном поясе высота стебля достигала 35 см, в нижнем поясе – 42 см, на урбанизированной территории – 39 см. Таким образом, интенсивный рост растения картофеля наблюдается в нижнем горном поясе. Растения в нижнем горном поясе в среднем выше на 7 см, чем высота стеблей растений в высокогорном поясе, а по сравнению с растениями урбанизированной территории – на 3 см. На 60-й день роста и развития растения картофеля показатели высоты стебля следующие: в нижнем горном поясе – 90 см, в высокогорном поясе – 64 см, на урбанизированной территории – 82 см. При втором измерении также установлено, что природно-климатические условия в нижнем горном поясе благоприятны для роста растения картофеля. В нижнем горном поясе растения выше, чем высота стеблей растений в высокогорном поясе, в среднем на 26 см, а по сравнению с растениями урбанизированной территории – на 8 см.

3. В третьем периоде появляются цветочные почки, интенсивно развиваются столоны и началось клубнеобразование. В этом периоде продолжается бурное развитие надземной части растения и требуется много воды и питательных веществ. После цветения и образования клубней прекращается рост стебля, желтеют листья в нижней части стебля, интенсивно проходит клубнеобразование и накопление крахмала.

4. Четвертый период – это период созревания клубней. Период начинается в то время, когда прекращается рост клубней, листья желтеют, стебель умирает. Клубни покрываются пробковым слоем – пробкой, которая состоит из окрашенных клеток. Пробковый слой защищает клубень от водного истощения и неблагоприятных воздействий. Период от всхода до созревания картофеля длится 110 дней. Однако на участке урбанизированной территории стебли картофеля подвергались нападению колорадского жука, но не были заражены болезнями [4; 7].

Нашей целью является оценка высоты стебля и показателей массы клубней в разных условиях произрастания. Нужно отметить, что в ходе опыта стимуляторы роста не использовались. Сбор урожая проведен 1 сентября. Измерили величину клубней, взвесили клубни каждого растения и вычислили среднюю массу.

Результаты исследований приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Величина и масса клубней, полученных от одного растения в разных условиях произрастания (Ванадзор, 2020 г.)

В высокогорном поясе величина самого мелкого клубня – 2 см, самого крупного – 20 см, общая масса клубней от одного растения – 2 кг 100 г. В нижнем горном поясе величина самого мелкого клубня – 2 см, самого крупного – 19 см, общая масса клубней от одного растения – 1 кг 800 г. На участке урбанизированной территории величина самого мелкого клубня – 1,5 см, самого крупного – 12 см, общий вес клубней от одного растения – 1 кг 200 г.

На основе данных таблицы 2 пришли к выводу, что в высокогорном поясе продукты ассимиляции направлены к подземным органам, способствуя увеличению массы клубней. Полученная от одного растения картофеля масса клубней в высокогорном поясе превышает массу клубней, полученных в нижнем горном поясе, в 1,16 раза и веса клубней, выращенных на урбанизированной территории, в 1,75 раза.

Несмотря на то что климатические условия в высокогорном поясе в какой-то мере неблагоприятны для роста и развития растения картофеля, однако в высокогорном поясе показатели урожайности с одного растения более высокие по сравнению с показателями урожая нижнего горного пояса, так как ассимилянты фотосинтеза больше накапливаются в верхушечных утолщениях столонов – клубнях. Это можно рассматривать как приспособление для сохранения жизнеспособности растений в высокогорном поясе.

Данные исследований показали, что в высокогорном поясе прорастание и цветение растения картофеля замедлены по сравнению с прорастанием и цветением в нижнем горном поясе. Значит, в высокогорном поясе для прорастания клубней требуется больше питательных веществ.

Заключение

Из проведенных нами исследований можно заключить, что:

– в высокогорном поясе высота стебля растения картофеля в ходе всего онтогенеза уступает показателям высоты стебля растения в нижнем горном поясе. Этот факт можно связать с благоприятными условиями для роста и развития растения картофеля в нижнем горном поясе;

– в высокогорном поясе полученная от одного растения картофеля масса урожая превышает массу урожая одного растения в нижнем горном поясе в 1,16 раза и вес урожая, выращенного на урбанизированной территории, в 1,75 раза;

– несмотря на то что природно-климатические условия в высокогорном поясе в какой-то мере неблагоприятны для роста и развития растений картофеля, однако в высокогорном поясе показатели урожайности одного растения более высокие по сравнению с показателями урожая нижнего горного пояса, так как ассимилянты фотосинтеза больше накапливаются в верхушечных утолщениях столонов – клубнях.

Список литературы:

1. Барабанов Е.И. Ботаника : учебник для студ. высш. учеб. заведений. – М. : Академия, 2006. – С. 331.
2. Ващенко И.М., Лошаков В.Г., Ягодин Б.А. Основы сельского хозяйства. – М. : Просвещение, 1987. – С. 294–314.
3. Головкин Б.Н., Кириченко Е.Б. Хроника науки о растениях: от Аристотеля до наших дней. – М. : ГБС РАН, 2007. – С. 55.
4. Едоян Р.А. Иммуноселекция. Семеноводство. – Ереван : Воскан Ереванци, 2017. – С. 15–17, 37–38.
5. Мамонов Е.В. Сортовой каталог. Овощные культуры. – М. ։ ЭКСМО-ПРЕСС, Лик Пресс, 2001. – С. 430–486.
6. Матевосян А.С., Гюльхасян М.А. Растениеводство. – Ереван : Асогик, 2000. – С. 249–266.
7. Мирзоян С.А., Оганнисян А.А. Защита культурных растений от вредителей и болезней. – Ереван, 1997. – С. 17–21, 107–117.
8. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://faostat.fao.org/faostat/servlet/XteServlet3?Areas=%3E862&Items=116&Elements=51&Years=2005&Years=1995&Years=1985&Format=Table&Xaxis=Years&Yaxis=Countries&Aggregate=&Calculate=&Domain=SUA&ItemTypes=Production.Crops.Primary&language=EN (FAOSTAT).
9. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://faostat.fao.org/faostat/servlet/XteServlet3?Areas=862&Items=%3E1720&Elements=51&Years=2004&Format=Table&Xaxis=Years&Yaxis=Countries&Aggregate=&Calculate=&Domain=SUA&ItemTypes=Production.Crops.Primary&language=EN1 (FAOSTAT).
10. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://hy.wikipedia.org/wiki/%D4%BF%D5%A1%D6%80%D5%BF%D5%B8%D6%86%D5%AB%D5%AC.
11. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wiktionary.org/wiki/%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%BE%D1%84%D0%B5%D0%BB%D1%8C.