Клубень картофеля, корневая система и надземная часть: описание, характеристики

Картофель в пищевом рационе человека занимает чуть ли не основное место, уступая по потреблению разве что хлебу. Но мало кто задумывается, насколько сложно устроено это растение с научной точки зрения. Оно обладает уникальными особенностями, присущими лишь ему.

Биологические особенности

Картофель является одной из ведущих продовольственных культур. Он занимает не только 1-е место среди сельскохозяйственных культур по производству белка, но и обладает одним из самых высоких уровней приспособленности.

Родина картофеля – тропическая зона континента Южная Америка. Первые центры происхождения расположены в Боливии и Перу, в горной местности Анд (высота 2000-4800 м над уровнем моря), а также в умеренных поясах Чили (0-250 м над уровнем моря).

Человек ввел картофель в культуру более 8000 лет тому назад. Первоначально территории, на которых его возделывали, находились в Юго-Восточном Перу и Северо-Западной Боливии. В России эта сельскохозяйственная культура появилась во времена правления Петра I. Именно этот правитель узаконил повсеместное выращивание картофеля.

Надземная часть

Растение картофеля – это куст, который состоит из 4-8 стеблей. Ветвистость зависит от срока созревания. У скороспелых сортов, как правило, наблюдается слабая ветвистость у основания стебля, а у позднеспелых – сильная. Крупный семенной картофель, а точнее клубень, образовывает побег с большим количеством стеблей, чем мелкий.

По количеству листьев растения картофеля тоже могут сильно отличаться. Облиственность может быть слабой, но встречаются и такие побеги, когда стеблей почти не видно за многочисленными листьями. По форме куста выделяют сорта с кустами компактной формы, раскидистыми и полураскидистыми кустами. Исходя из положения стеблей, различают прямостоячие, развалистые и полуразвалистые кусты.

Корневая система

Что касается корневой системы картофеля, то она мочковатая и по сути является совокупностью корневых систем отдельно взятых стеблей. Проникновение корней в почву во многом зависит от ее типа. Но в среднем глубина проникновения колеблется в пределах от 20 до 40 см. Помимо этого, в пахотном слое корни разрастаются в стороны на 50-60 см.

Надземная часть растения: лист и цветок картофеля

Лист простой непарно-перисто-рассеченного типа. Если рассматривать его составляющие, то можно увидеть нескольких пар долей, долек и долечек, которые расположены в различных сочетаниях на главном черешке. А заканчивается лист картофеля одной непарной долей. Характерные особенности листа (степень рассеченности, величина и форма долей, размер и положение черешка) являются важными сортовыми признаками. Пластинка листа всегда находится в опущенном положении, цвет варьирует от желто-зеленого до темно-зеленого.

Соцветие картофеля представляет собой совокупность вилкообразно расходящихся завитков, количество которых от 2 до 4. Они расположены на цветоносе, закладывающемся в пазухе листа (6-8). Цветок картофеля 5-членный, имеет спайнолистную чашечку и неполно сросшиеся белые, красно-фиолетовые, сине-фиолетовые или синие доли венчика. Количество тычинок равно 5. Пыльники у них желтые или оранжевые. Завязь верхняя, как правило, двухгнездная.

Механизм формирования клубней

Клубень картофеля – побег, но не надземный, а подземный. Его формирование происходит следующим образом. Ввиду повышенной концентрации питательных веществ в верхней части клубня, при посадке наблюдается прорастание почек не всех глазков, а только тех, что располагаются в верхней его части. Цвет ростков зависит от сорта и может быть зеленым, красно-фиолетовым или сине-фиолетовым. Когда растение достигает высоты 10-20 см, то подземная часть его стеблей дает побеги - столоны, толщина и длина которых составляют 2-3 мм и 5-15 см соответственно. Их концы постепенно утолщаются, превращаясь таким образом в клубни.

Строение клубня

Клубень картофеля является укороченным утолщенным стеблем, о чем свидетельствуют многочисленные сходства, особенно заметные на ранней стадии развития. Это, в частности, наличие чешуйчатых листочков, в пазухах которых формируются покоящиеся почки, количество которых варьируется от 2 до 4 в каждом глазке. Также сходство состоит в аналогичном чередовании и расположении тканей и сосудистых пучков у клубней и стеблей. А образование хлорофилла в клубне становится очевидным, когда под воздействием света он зеленеет. Именно поэтому в местах хранения, плохо защищенных от света, часто попадаются зеленые клубни картофеля, которые в пищу употреблять нельзя.

Верхняя, наиболее молодая часть клубня содержит больше глазков, чем средняя, а тем более самая старая, нижняя, или пуповинная часть. Поэтому и почки верхушечной части развиваются более сильными и жизнеспособными. Известно, что чаще всего в отдельно взятом глазке в первую очередь прорастает центральная почка, которая является наиболее развитой. В случае удаления ростка начинают развиваться и трогаться в рост запасные почки, растения из которых будут более слабыми, нежели из центральной почки. Следовательно, семенной картофель в период зимнего хранения не стоит регулярно освобождать от ростков. Это может привести к тому, что растения будут образовываться не из центральной почки, а из запасных, то есть будут более слабыми.

Молодой клубень картофеля снаружи покрывает слой эпидермиса, который впоследствии заменяется на плотную, не пропускающую воздух, покровную ткань - перидерму. В процессе роста и развития клубня из наружного слоя образуется кожура клубня. Особенная интенсивность этого процесса наблюдается, когда за несколько дней до уборки урожая удаляют ботву.

Дыхание клубней и испарение влаги осуществляется при помощи чечевичек. Их закладка под устьицами формирующегося клубня происходит одновременно с образованием перидермы. Именно через них в клубень попадает кислород и выводятся углекислый газ и водяные пары.

Зависит ли строение клубня от сорта картофеля

Строение клубня картофеля у ранних и поздних сортов может различаться. Например, поздние сорта характеризуются наличием у клубней более плотной пробковой ткани.

Клубни могут иметь самую разнообразную форму, зависящую от сорта и условий возделывания. Варианты формы - круглая, удлиненная, овальная, округло-овальная, реповидная, бочковидная и т.д.

Наибольшей ценностью в хозяйственном отношении обладают сорта, имеющие круглые клубни и поверхностные глазки. Такая форма идеальна для механизированной посадки и уборки урожая, а поверхностное расположение глазков облегчает механическую очистку кожуры и мытье.

Цвет клубней бывает самым различным - белым, светло-желтым, розовым, красным, красно- и сине-фиолетовым. Таким образом, внешнее строение клубня картофеля является сортовой принадлежностью. Мякоть клубней также отличается по оттенку: она может быть белой, желтой или светло-желтой.

Клубень картофеля: химический состав

Наиболее глубокое состояние естественного покоя клубней наблюдается в период уборки картофеля осенью. По мере приближения весны оно постепенно ослабевает, так как ингибиторы роста уже не так активны. В это время происходит образование веществ, стимулирующих рост. Они и побуждают к росту почки.

В зимнее время в условиях сухого помещения с температурой воздуха 1-3 °С картофель хорошо хранится, не прорастая, в течение 6-7 месяцев. Спустя это время при повышении температуры воздуха до 10-12 °С и достаточном притоке кислорода начинаются ростовые процессы.

Клубень картофеля содержит значительный запас питательных веществ, которые необходимы для роста и развития растения в начальный период жизни. В составе его сухого вещества имеется более 26 различных химических элементов. Состав может варьироваться в зависимости от сорта, почвы, климатических условий и удобрений.

Средние величины содержания в химическом составе клубней различных веществ таковы: вода 75%, крахмал 20,4%, сахар 0,3%, сырой протеин 2%, жир 0,1%, клетчатка 1,1%, зола 1,1%.

Крахмал в клубнях картофеля влияет на вкусовые качества. Чем больше крахмала, тем картофель вкуснее. В случае увеличения концентрации сырого протеина вкусовые качества, напротив, ухудшаются. По крахмалистости судят о кулинарных свойствах картофеля. Ее повышение обуславливает возрастание мучнистости мякоти, улучшение развариваемости.

Размножение

Размножение картофеля можно осуществить двумя способами – вегетативным и половым путем.

Вегетативный способ размножения – это есть выращивание картофеля из клубней. Также к данному способу относится размножение с помощью отрезков стеблей, на которых обязательно должна иметься одна верхушечная или несколько боковых вегетативных почек.

Самый распространенный способ - это выращивание картофеля из клубней. А стеблевые черенки высаживают в тех случаях, когда количество клубней ограничено, а какой-нибудь новый ценный сорт требует быстрого введения в практику.

Механизм полового размножения картофеля более сложный и связан с использованием истинных семян, формирующихся в плодах (помидорчики), которые образуются на стеблях взрослых растительных организмов. Особенность состоит в том, что в случае полового размножения все дочерние растения обладают генетическим разнообразием. Семена, содержащиеся в одном плоде, могут дать начало большому количеству разнообразных форм растений, но при этом ни одно из них не будет повторять особенности материнского растения.