Белорусский картофель давно стал одним из брендов страны. Однако потенциал культуры в республике реализован далеко не полностью. По официальным данным, в 2016 г. в Беларуси средняя урожайность картофеля составила 20,5 т/га, валовой сбор - 5986 тыс. т. В то же время ряд производителей стабильно получают урожай клубней на уровне 40-50 т/га. Исследования и расчеты максимальных возможностей культуры свидетельствуют о том, что урожайность картофеля в условиях республики может превышать 80 т/га и более.

Как же преодолеть разрыв между получаемой средней и потенциально возможной урожайностью картофеля? Большинство специалистов сходятся во мнении, что одной из основополагающих проблем является низкое качество посадочного материала (урожайные свойства клубней, их здоровье, физическое состояние).

Практикой установлено, что у картофеля, как ни у какой другой культуры, качество посадочного материала играет решающую роль в получении высоких урожаев. Если посадка проведена недобро­качественными клубнями, любые средства интенсификации оказываются малоэффек­тивными. То есть затраты на технику, удобрения, средства защиты растений не окупятся. Так, исследованиями, проведенными в БГСХА, установлено, что растения картофеля, сформиро­ванные семенными клубнями с низким урожайным потенциалом, практически не отзываются на удобрения и улучшение приемов выращивания.

Таким образом, посадочный клубень как биологический объект и как средство производства становится перво­начальным элементом технологии возделывания культуры.

Посадочный материал должен отвечать требованиям СТБ 1224-2000 "Картофель семенной. Технические условия" (с 2018 г. введен в действие новый межгосудар­ственный стандарт на семенной картофель ГОСТ 33996-2016).

Довольно давно и широко для оздоровления семенного картофеля применяется метод апикальной меристемы. Однако результаты многих исследо­ваний указывают на высокую интенсивность повторного заражения оздоров­ленных линий, причем часто в еще более высокой степени, чем неоздоров­ленного материала. Поскольку данный метод капитало­емкий и требует много времени, а организация обеспечения производителей оздоров­ленным материалом не до конца совершенна, в товарном производстве зачастую уже не наблюдается значительного повышения продуктивности. Особо остро эта проблема существует в частном картофе­леводстве, где для посадки часто используются клубни неизвестной репродукции, отобранные из общего урожая.

Поэтому значительный интерес представляет разработка возможных парал­лельных путей получения посадочных клубней с естественным высоким резервом продуктив­ности. Данный биологи­ческий потенциал проявляется через морфологи­ческую конституцию куста и его отдельных органов, через характер обменных процессов в растении. Понимание данных зависимостей и процессов позволяет солее осознанно управлять качеством посадочного материала, не прибегая к значительным материальным затратам.

Как долго посадочный клубень участвует в развитии растения?

В отличие от многих сельско­хозяйственных культур, размножаемых ботани­ческими семенами, растение картофеля в начальный период своего развития располагает огромным запасом питательных веществ, отложенных в посадочном (материнском) клубне, и поэтому во многом удовлетворяет свою потребность в питании за счет этого запаса. Поскольку молодые всходы представляют собой единое целое с материнским клубнем, картофель проявляет высокую выносливость к недостатку влаги в почве в начале роста и развития. Иногда, даже при поздней уборке картофеля, можно обнаружить растения с полностью сохранившимися материнскими клубнями, во всяком случае, внешне. Но как долго сохраняется эта взаимосвязь? Какова степень влияния материнского клубня на вегетирующее растение в различные периоды его роста и развития?

Наши исследования с сортом Скарб показали, что связь посадочного клубня с вегетирующим растением картофеля сохраняется, по меньшей мере, до конца фазы цветения. Нарушение этой связи существенно снижает показатели его продуктивности (табл. 1).

Таблица 1. Влияние отделения материн­ского клубня на продуктивность растений

Искусствен­ное нарушение связи растений с материнским клубнем в фазе всходов снижает урожай в среднем на 23%, в начале бутонизации - на 13%, в начале цветения - на 12% и в конце цветения - на 7%. Принуди­тельный перевод растений на полное автотрофное питание также отрица­тельно сказывается на качестве урожая, снижая содержание крахмала в дочерних клубнях в среднем на 1%. В урожае растений, разви­вавшихся долго без материнского клубня, больше больных и уродливых клубней.
Результаты биохими­ческих анализов посадочных клубней показывают, что к моменту появления всходов запас питательных веществ материнского клубня, представленных в основном крахмалом, сокращается более чем на 35%. Количество самого крахмала к этому времени уменьшается более чем на половину (рис. 1).

Рис. 1. Динамика расхо­дования элементов сухого вещества посадочного клубня

После всходов запасные вещества клубня продолжают интенсивно расходоваться до прекращения роста вегетативной массы. К фазе цветения, в зависимости от сорта, в материнских клубнях остается 25-40% минеральных веществ от их первона­чального количества, а крахмала - 8-16%. Далее потребление компонентов сухого вещества замедляется, но не прекра­щается полностью. К началу увядания ботвы запас крахмала расходуется на 97-98%, а минеральных веществ - на 65-80%.

В то же время у растений одного сор¬та в одинаковых условиях произрастания характер использования запасных питательных веществ посадочного клубня может существенно различаться, в значительной степени определяя величину урожая. Мы выделили 4 типа состояния материнских клубней ко времени созревания растений (рис. 2):

Тип 1 - мякоть клубня твердая, ее консистенция на срезе стекловидная;

Тип 2 - клубень сохраняет кору, но в сердцевине клубня образуется полость;

Тип 3 - масса клубня размягченная, желеобразная, темнеющая;

Тип 4 - мякоть отсутствует, к уборке сохранились только остатки покровных тканей.

Рис. 2. Типы состояния материнского клубня к моменту уборки

Наибольшей продуктив­ностью отличаются кусты с частично сохранившимся материнским клубнем 2-го типа (табл. 2).

Таблица 2. Продуктив­ность растений с различным состоянием материнского клубня к уборке

Растения, использовавшие питательные вещества клубня полностью или почти полностью (3-4 тип), формируют урожай на 15-20% (а в последующих поколениях на 20-25%) ниже и раньше заканчивают развитие. Целостная стекловидная мякоть материнского клубня (1 тип) - признак нарушения оттока питательных веществ к растущим органам. Растения, полностью сохранившие мякоть материнского клубня к концу вегетации, отличаются растянутым периодом вегетации, но формируют урожай на 20% (в последующих поколениях на 30%) и более ниже по сравнению с кустами, посадочный клубень которых сохранился частично (2 тип). Поскольку указанные особенности имеют тенденцию к наследованию, они определяют урожайные свойства потомства. При ручной уборке и оценке семенного картофеля в частном картофелеводстве целесообразно учитывать состояние материнского клубня куста.

Равнозначны ли различные почки и глазки посадочного клубня?

Все почки имеют одно природное назначение - вегетативное возобновление через формирование побега. Однако не все и не всегда они реализуют свою функцию аналогичным образом. Биологический контроль над поведением различных глазков и почек в системе клубня осуществляется посредством механизма апикального доминирования - тормозящего действия верхушки побега на развитие боковых почек. При проращи­вании клубней можно наблюдать, что более интенсивно и в большем количестве развиваются ростки из его верхней части (апикальной), тогда как в нижней части (базальной) почки вообще могут не проснуться. В связи с этим возникает вопрос, как данные различия отражаются на продуктивности растений и качестве их урожая при размножении картофеля частями клубня или отдельными глазками (например, при ускоренном размножении дефицитного посадочного материала)?

Поведение растений, выращиваемых из отдельных частей и глазков клубня, зависит от времени их изоляции. Если она проводится после начала пробуждения почек, то растения из верхушечных и серединных глазков имеют преимущество в развитии и обеспечивают продуктивность практически до 50% выше по сравнению с растениями из базальных глазков. Если глазки изолируются в состоянии покоя, то производные почек любого расположения на материнском клубне формируют урожай одинаковой величины (табл. 3). При этом уровень продуктив­ности не зависит от крупности клубня, из которого вычленяются глазки. Потомство растений, полученных из любых глазков, на следующий год обеспечивает примерно одинаковую продуктивность, уступая потомству целых клубней около 10%.

Таблица 3. Продуктив­ность растений, полученных из отдельных глазков клубня

Таким образом, в условиях дефицита посадочного материала для размножения картофеля можно использовать на посадку небольшие доли клубней даже с одним глазком, независимо от его расположения и крупности клубня. При делении посадочных клубней пополам или более в горизонтальной плоскости преимущество будут иметь верхушечные части за счет большей концентрации на них глазков и образования в последующем большего количества стеблей. В любом случае делить клубни на доли лучше до пробуждения почек, принимая при этом меры для предупреждения возможного распространения заболеваний.

Состояние почек клубня также зависит от условий, в которых они формируются, т.е. от условий образования и хранения клубня. Если они складываются неблагоприятно, то могут вызывать отклонения в развитии почек.

Иногда эти отклонения проявляются в виде образования клубнями тонких нитевидных ростков (не путать с симптомами некоторых вирусных заболеваний). Основной причиной этого исследователи называют длительное воздействие высоких температур в период формирования клубней, что нарушает обмен веществ. В качестве посадочного материала такие клубни применять не рекомендуется (табл. 4). Потомство таких растений в наших опытах не обнаруживало склонности к образованию нитевидных ростков, но формировало урожай также ниже контроля на 6-10%.

Таблица 4. Продуктив­ность растений картофеля, полученных из клубней с нитевидными и нормально развитыми ростками

Какова все-таки оптимальная крупность посадочного клубня?

Зависимость урожая картофеля от крупности посадочного материала - одна из наиболее существенных проблем в практике возделывания культуры, которая давно и весьма часто затрагивается в исследованиях.

Такое пристальное внимание обусловлено тем, что затраты на посадочный материал в картофелеводстве занимают очень большой удельный вес в структуре себестоимости продукции. При традиционной массе семенных клубней 50-80 г приходится расходовать 3 т/га и более посадочного материала. Поэтому снижение посадочной нормы при сохранении урожайности - задача, вызывающая у исследователей оживлен­нейший интерес. Решить эту задачу возможно двумя способами:

  • за счет уменьшения количества высажи­ваемых клубней на единицу площади,
  • за счет уменьшения крупности высаживаемых клубней.

В любом случае, определяющим фактором будет индиви­дуальная продуктив­ность каждого растения. Однако реакция растений на изменение массы посадочного клубня носит сложный и много­гранный характер и не может быть определена однозначно.

Не вызывает разногласий тот факт, что индиви­дуальная продуктив­ность растений картофеля возрастает с увеличением массы посадочного клубня. Более крупные клубни имеют больший запас питательных веществ, больше глазков и образуют больше стеблей. Однако с увеличением крупности посадочного клубня показатели продуктивности увеличиваются не прямо пропорционально. Наблюдается эффект "затухания" реакции, и при определенном уровне крупности масса дочерних клубней в расчете на куст может даже снижаться. При этом большое влияние оказывают сортовые особенности, погодные и почвенные условия.

В наших опытах посадочные клубни сравнивались в пределах одних и тех же "семей" (клонов), т.е. генетически они были идентичны и отличались только крупностью. Анализ показал, что масса посадочного клубня определяет продуктивность растения опосредованно: на ее увеличение растение реагирует, в первую очередь, ростом числа основных побегов, которые формируют дополнительное количество дочерних клубней, определяющих прибавку урожая куста. Относи­тельная продуктив­ность на 1 г массы посадочного клубня при этом уменьшается. Но эта реакция неодинакова в различных интервалах массы семенных клубней (рис. 3).

Рис. 3. Продуктив­ность растений картофеля в зависимости от крупности посадочного клубня и условий вегета­ционного периода

При увеличении крупности посадочного материала до 50 г каждый шаг в 10 г обеспечивал достоверную прибавку урожая. В интервале массы от 50 до 80-90 г (а в неблагоприятных условиях - до 110 г) растения меньше реагировали на увеличение массы материнского клубня и увеличивали продуктив­ность после шага в 20-30 г. Далее снова наблюдалось некоторое повышение отзыв­чивости растений на ее увеличение. То есть в более благоприятных для культуры условиях (питание, погода) увеличение крупности посадочных клубней более эффективно, в том числе и экономически.

Мы также оценивали влияние массы посадочного клубня на продуктив­ность растений в последующих поколениях. Для этого от кустов, полученных из клубней массой 30-40, 70-90 и 120-140 г, отбирали для посадки одинаковые клубни массой 50-80 г. Потомство мелких клубней в первом поколении после отбора оказалось самым продуктивным. Урожай в этом варианте был выше по сравнению с потомством средних и крупных клубней на 1-8% и 4-17% соответственно (хотя крупные клубни в год посадки формировали самые продуктивные растения). Во втором поколении после отбора показатели продуктивности выровнялись. Здесь необходимо учитывать следующий момент. Причиной сравнительно небольшого размера клубней может быть или их более позднее образование, или же происхождение от нездорового, вырожденного куста. В первом случае клубни представляют собой физиологически молодой и здоровый посадочный материал. При исключении использования больных клубней с помощью клонового отбора мы получили описанный эффект.

В заключение приведем еще один пример значения качества посадочного материала. Диапазон колебания индивидуальной продуктив­ности растений картофеля достаточно широк, особенно если посадочный материал отбирается из общего урожая товарных посадок, как это часто и происходит в хозяйствах. Мы оценили продуктивные качества дочерних клубней кустов, формирующих урожай различного уровня (табл. 5).

Таблица 5. Продуктив­ность растений-потомков, разноурожайных родительских кустов

Растения-потомки низко­урожайных кустов с самого начала вегетации отставали в развитии от растений двух других вариантов, что отражалось и на их продуктивности. Урожай клубней этих растений был ниже на 9-23% по сравнению с растениями, произошед­шими от сред непродук­тивных кустов (500-600 г). Высоко­продуктивные растения (800-1000 г) в потомстве не повторялись. Содержание крахмала в клубнях в среднем за годы исследований самым высоким так-же было в варианте 500-600 г/куст, а самым низким - в варианте 150-300 г/куст.

К сожалению, в рамках одной статьи невозможно провести всесторонний детальный анализ всех свойств клубня, характеризующих его семенной потенциал. Однако надеемся, что представленные материалы напомнят: урожай картофеля начинает формироваться задолго до его посадки - с выбора сорта и использования качественного семенного материала.

Рылко В.А.
Кандидат с.-х. наук, доцент
УО "Белорусская государ­ственная сельско­хозяйственная академия"

Источник:
Журнал "Наше сельское хозяйство", №9, 2017 год