|
|
Оглавление1. Биология и особенности возделывания картофеля при разных способах орошения 2. Программа и методы исследований 3. Особенности формирования водного режима почвы при м алоинтенсивном дождевании картофеля 4. Закономерности продукционного процесса картофеля при малоинтенсивном дождевании 5. Эффективность возделывания картофеля при малоинтенсивном дождевании Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгу1. Биология и особенности возделывания картофеля при разных способах орошения1.1. Морфофизиологические особенности и биология картофеляКартофель по своей ботанической принадлежности является многолетним травянистым растением, однако в культуре его возделывают как однолетнее [138]. Относится картофель к семейству пасленовых (Solanaceae), роду Solanum. Указанный род включает в себя много видов, среди которых в культуре самое большое распространение получил вид S. tuberosum L [7]. В настоящее время накоплен огромный научный опыт в области исследования морфофизиологических особенностей картофеля и связанных с этим закономерностей роста и развития картофельных растений [7, 19, 27, 43, 54, 66, 117, 123]. Клубень картофеля является целью производственной деятельности и, собственно, важнейшей структурной единицей растения, дающей начало побегам и представляющей собой утолщенную часть столона [43]. Из-за усиленного роста в толщину при слабом удлинении этой части столона клубень приобретает форму, близкую к круглой или овальной. Особенностью развития клубня является то, что его рост происходит более интенсивно на базальной части и существенно медленнее — в его вершинной части. Из-за этого побеговые почки клубня размещаются по спиралевидной форме: в вершинной части их существенно больше, чем в базальной. Форма клубня является чрезвычайно изменчивым признаком и характеризует преимущественно сорт картофеля [7, 117]. Вся наружная часть клубня покрыта пробковой тканью, толщина которой является преимущественно генетическим признаком [7]. По сортам картофеля величина этого признака изменяется практически в 10 раз, от 50 мкм до 0,5 мм. Вместе с формированием клеток из слоя перидермы начинают формироваться и будущие отверстия в пробковой ткани, — чечевички. Их основная функция — обеспечение притока кислорода в глубинные ткани. Количество чечевичек зависит от размера клубня и совокупности внешних факторов, включая тип почвы, метеорологические условия, агротехнические факторы. В среднем число таких отверстий в пробковой ткани, покрывающей клубень, изменяется от 70 до 150 шт. на один клубень. Излишки ассимилянтов картофеля осуществляются в виде крахмальных зерен в паренхимных клетках клубня [54]. Совокупность клеток этой зоны образуют запасающую ткань картофеля, которая и занимает большую часть клубня. У раннеспелых сортов клетки запасающей ткани, как правило, менее крупные, чем у позднеспелых сортов. Структурная организация корневой системы картофеля включает следующие основные типы корней [54, 116, 138]: — главный корень, который развивается только в том случае, если картофель выращивается из семян; — боковые корни; — придаточные корни. При выращивании картофеля из клубней придаточные корни формируются в нижней части растущих стеблей. Активизация роста придаточных корней происходит уже при формировании стебля размером не более 3–5 мм. Если клубни проращивают на свету, то уже на ранней стадии формирования корни вступают в фазу ветвления. Это обеспечивает при посадке клубней в почву образование мощной корневой системы. Кроме того, в узлах роста столонов формируются так называемые столонные корни с диаметром 0,3–1,0 мм. При благоприятном водном режиме почвы количество столонных корней может существенно возрастать. По данным большинства ученых [43, 54, 117, 123], до 60–80% корней картофеля располагаются в пахотном слое. Некоторые исследователи [65, 138] отмечают положительную корреляцию между массой корней и глубиной их проникновения в почву, а также мощностью формируемой надземной части растения. При этом отмечается, что раннеспелые сорта имеют менее мощную корневую систему со слабым проникновением корней в подпахотные горизонты в сравнении с позднеспелыми сортами. В литературе [138] приводятся сведения, что максимальной глубины корни картофеля достигают уже до начала фазы цветения, причем в условиях орошения этот уровень не превышает 0,55 м. До 98% корней картофеля находилось в слое 0–0,45 м. Отмечается, что в сравнении с другими культурами корневая система картофеля существенно менее развита [43]. Надземная часть растений картофеля представлена стеблями, листьями и плодами. Стебель у картофеля травянистый, в узлах — четырехгранный, а в промежутках между узлами имеет трехгранную форму [7]. В перпендикулярной оси стебля плоскости от центра к периферии располагаются различные слои растительной ткани [7, 54, 123]: — комплекс тканей, образующих центральный осевой цилиндр; — слой эндосперма, состоящий из клеток, содержащих много крахмальных зерен; — слой первичной коры с клетками хлорофиллоносной паренхимы, колленхимы и бесцветной паренхимы; — слой эпидермиса, клетки которого впоследствии заменяются перидермой. Среднестатистическое число стеблей, образованных клубнем, для большинства сортов не превышает 3–5, однако уже в надземной части они могут сильно ветвиться. Исследователями [43, 116, 123] отмечается, что тип стебля, склонность к ветвлению, высота стебля и ряд других признаков зависят как от сортовых особенностей картофеля, так и от внешних условий произрастания. Столоны картофеля развиваются из базальных почек клубня картофеля и являются, по сути, латеральными побегами. Структура столона включает наружную, а также внутреннюю флоэму и сосудисто-волокнистые пучки преимущественно одного типа. Такая структура столона в наибольшей степени приспособлена к транспорту ассимилянтов и воды с растворенными в ней веществами. Длина столонов у большинства современных сортов изменяется в пределах от 5 до 10 см; от длины столонов зависит размер клубневого гнезда картофеля. В целом строение столона такое же, как и у стебля, он также имеет узлы и междоузлия [7, 54]. Листья у картофеля располагаются по спирали на каждом стебле [43]. Первые листья, как правило, имеют простую форму; более поздние — непарноперистые. Листья на стебле могут располагаться в верхушечной части (листовой тип) и относительно равномерно, по всему стеблю (стеблевой тип), есть переходные формы. Картофельные листья имеют мезофилльную структуру, которая представлена палисадной и губчатой паренхимой [43, 54, 116]. Клетки палисадной паренхимы могут занимать до половины толщины листовой пластинки, но чаще — не более одной трети. Палисадная ткань более активна с физиологической точки зрения, — число хлоропластов в каждой палисадной клетке в 2 и более раза больше, чем в клетках губчатой паренхимы. Метаболизм углерода в тканях палисадной и губчатой паренхимы качественно не различается, однако в первой больше синтезируется крахмала, тогда как во второй — сахарозы. Структура и строение губчатой паренхимы более ориентированы на транспорт ассимилянтов из листа. В структуру картофельного листа включено большое количество жилок разного размера, которые обеспечивают снабжение тканей мезофилла водой с растворенными в ней минеральными элементами и отток продуктов фотосинтеза из листа [54]. Строение жилок картофельного листа существенно зависит от агротехнических факторов; в частности, при неблагоприятном водном режиме число и размер жилок листа сокращаются. Картофельные цветки собраны в соцветия, которые размещаются на общем цветоложе [7]. Строение семени картофеля включает элементы — зародыш, эндосперм и оболочку. Эндосперм содержит жиры и белки и располагается вокруг зародыша. Плодом картофеля является двугнездная ягода, как правило, шаровидной формы. Из клеток плацентарной ткани формируется мякоть плода, в которой и размещаются семена. Однако картофель довольно редко выращивают из ботанических семян, преимущественно этот метод используется в селекционно-генетических целях. Зрелые клубни картофеля после уборки некоторое время пребывают в состоянии покоя, продолжительность которого зависит от содержания в кожуре ингибиторов роста [7, 138]. В процессе хранения клубней количество ингибиторов роста снижается, и при достижении определенного уровня картофель может давать проростки. В течение периода перехода клубней от состояния покоя к формированию проростков они физиологически стареют. Физиологический возраст клубня картофеля зависит как от продолжительности периода хранения, так и от суммы активных среднесуточных температур воздуха. В зависимости от целей использования посадочного материала целесообразно использовать клубни разного физиологического возраста. Например, для получения наибольшего урожая позднеспелых сортов картофеля целесообразно использовать молодой посадочный материал, а при выращивании раннего картофеля — более зрелый с физиологической точки зрения [43]. Одним из важнейших ростовых процессов картофеля является процесс клубнеобразования. Клубнеобразование у картофеля начинается на определенном этапе органогенеза при оптимальных условиях для роста и развития [43, 138]. При переходе к объемному росту линейный рост столона прекращается, и начинается формирование клубня. Практически все современные сорта картофеля относительно нейтральны по отношению к длине светового дня, что определяет прохождение процесса клубнеобразования без проявления фотопериодической реакции. Картофель относится к совокупности сельскохозяйственных культур, которые предъявляют высокие требования к условиям поступления солнечной радиации [54]. При дефиците освещенности растения картофеля реагируют морфофизиологическими изменениями, стебли растений вытягиваются, а накопление биомассы замедляется. При затенении листового аппарата у картофеля снижается способность к ассимиляции углекислого газа. С другой стороны, при формировании изреженных посадок не полностью используются ресурсы солнечной радиации, в результате чего КПД ФАР (коэффициент полезного действия фотосинтетически активной радиации) снижается. В связи с этим большинство ученых [19, 43, 116, 117] отмечают необходимость формировать структуру картофельного агроценоза с учетом сорта, качества посадочного материала, обеспеченности минеральным питанием и режима влагообеспечения. В работах [43] отмечается, что критерием оптимальности размещения картофельных растений в посевах может стать площадь листового аппарата, которая в расчете на площадь в 1 га должна находиться в пределах от 40 до 50 тыс. м2. В литературе [54] встречается информация о связи освещения растений картофеля и их требовательности к теплообеспеченности. При интенсивном освещении в течение дня растения картофеля могут активно развиваться и при пониженных температурах. При слабом освещении более активно развиваются картофельные растения в условиях повышенной температуры воздуха. Картофель относится к культурам с относительно узким диапазоном оптимальных температур воздуха, необходимых для нормального роста и развития. Он одинаково плохо переносит как заморозки, так и повышенные температуры, вплоть до гибели растения [7, 19, 138]. Начало активного формирования листового аппарата картофеля возможно уже при температуре воздуха +11 — +13 °С, однако для активного прироста зеленой биомассы наиболее благоприятен температурный режим от 18 до 25 °С. Сохранение таких условий обеспечивает наиболее активное усвоение углекислоты и синтез углеводов в растениях. На повышение температуры сверх физиологического оптимума растения картофеля реагируют морфофизиологическими изменениями: листовые пластинки сужаются, светлеют, боковые побеги и главные стебли удлиняются, существенно сокращается период активной вегетации. Критическим максимумом температур воздуха для картофеля считают 40–41 °С, при которых синтез и накопление органического вещества в растениях практически прекращается [19, 43]. Внимание! Авторские права на книгу "Малоинтенсивное дождевание картофеля в условиях юга России. Монография" (Дубенок Н.Н., Бородычев В.В., Чечко Р.А.) охраняются законодательством! |
||||||||||||||||||||||
