Влияние цветения на урожайность картофеля

V Районный Фестиваль науки

Секция:   химии-биологии-экологии-географии

 «ВЛИЯНИЕ ЦВЕТЕНИЯ НА УРОЖАЙНОСТЬ КАРТОФЕЛЯ»

БРЮХОВА ДАНИИЛА

Ученика  7 класса

 МБОУ Ташкирменская основная

 общеобразовательная школа

Лаишевского муниципального района

Республики Татарстан

                                           Научный руководитель:

Брюхова А.Ю.

учитель биологии-химии

Лаишево 2015 год

Оглавление:

                     1.Введение                                                                                                              2

2. Картофель, его свойства и особенности                                                          4

2.1. Описание картофеля                                                                                       4  

2.2. Применение картофеля                                                                                  5

2.3. Вредители и заболевания картофеля                                                       7

3. Методика работы                                                                                              9  

3.1. Выбор объектов для наблюдения                                                                  9

3.2. Исследование факторов повышения урожайности картофеля                 10

3.3. План ухода за культурой                                                                                12

3.4. Описание исследования                                                                                 13                                  Заключение                                                                                                             15

Список источников литературы                                                                           15

Приложение                                                                                                            16

1. Введение

Картофель – одно из самых известных и ценных растений семейства пасленовых. Картофель - важная продовольственная культура, поэтому очень важно повышать её урожайность. 

Его родина Южная Америка, где и сейчас растут дикие виды картофеля. В Европу  картофель был завезён в середине XVI века испанцами. Сначала его выращивали как декоративное растение, украшая им клумбы и прически придворных красавиц. И только в конце XVII века в европейских странах картофель стали разводить ради получения съедобных клубней.  Появление картофеля в России обычно связывается с именем Петра I, который в конце XVII века прислал мешок клубней из Голландии. Есть упоминание об отравлениях «ягодами» картофеля — первоначально люди не знали, какие части у картофеля нужно употреблять в пищу. К началу XX века этот овощ уже считался в России «вторым хлебом», то есть одним из основных продуктов питания.

В настоящее время выведено много сортов картофеля, отличающихся высокой урожайностью и хорошими вкусовыми качествами. Выращивание картофеля как сельскохозяйственной культуры распространено во многих странах. В наши дни картофель культивируется в умеренной климатической зоне по всему земному шару; клубни картофеля составляют значительную часть пищевого рациона народов Северного полушария (русских, белорусов, поляков, канадцев).  В белках картофеля содержатся практически все аминокислоты, встречающиеся в растениях, в том числе и незаменимые. Потребление 300 г картофеля обеспечивает получение организмом более 10 % энергии, почти полную норму витамина С, около 50 % калия, 10 % фосфора, 15 % железа, 3 % кальция. В 100 граммах клубней молодого картофеля содержится до 20 мг витамина С. При хранении картофеля содержание витамина С в нем постепенно снижается. Обычно к весне в его клубнях остается треть первоначального содержания витамина С.

У многих огородников стоит вопрос о том, следует ли обрывать цветки у картофеля, чтобы повысить его урожай. Мнение многих специалистов по этому поводу расходятся. Одни говорят, что цвет надо обрывать, чтобы растение не расходовало свои силы на образование завязи, другие считают, что раз картофель цветёт, это естественный процесс, так создано природой, и поэтому вмешиваться в развитие растений не следует. Чтобы определить, какое влияние на развитие клубней оказывает удаление его цветков, был проведён эксперимент.

Актуальность данной темы - повысить урожайность картофеля и выяснить - какое влияние на развитие клубней картофеля оказывает удаление его цветков.

Цель проведения опыта: выявить, как на урожайность картофеля влияет его цветение.

Задачи:

1. Изучить литературу о картофеле, его условиях произрастания;

2. Проверить, как изменится урожайность картофеля, если удалить его цветы.

3. Вести систематические наблюдения в течение вегетационного периода растений вплоть до уборки урожая.

Основной метод работы: опыт и сравнение результатов, полученных в ходе эксперимента.

2. Картофель, его свойства и особенности

2.1. Описание картофеля

   Картофель — вид многолетних клубненосных травянистых растений из рода  Паслён (Solanum tuberosum) семейства Паслёновые. Цветок картофеля имеет двойной околоцветник: чашечка из 5 сросшихся чашелистиков и венчик из 5 сросшихся лепестков. Тычинок 5, а пестик 1. Формула цветка паслёновых: *Ч(5)Л(5)Т5П1. Цветки белые, розовые и фиолетовые, собраны щитком на верхушке стебля, чашечка и венчик пятираздельные.  Плод у картофеля — многосемянная, темно-зеленая, ядовитая ягода диаметром 2 см, по форме напоминающая маленький помидор. Корневая система его расположена в пахотном слое, от стеблей отходят подземные побеги, на которых образуются клубни. Клубни картофеля являются важным продуктом питания, в отличие от ядовитых плодов. Клубень картофеля с развивающимися из пазушных почек молодыми боковыми побегами — модифицированный подземный побег растения, утолщённый и с редуцированными листьями. Клубни развиваются, как правило, на концах столонов — боковых побегов корневища. Как и на большинстве вегетативных побегов, на клубне можно обнаружить придаточные почки (у картофеля их обычно называют «глазки»). Клубни содержат богатые запасы питательных веществ, в основном, крахмала. Картофель размножают вегетативно — небольшими клубнями или частями клубней (и для целей селекции — семенами).

Обязательный приём ухода за картофелем - окучивание. Окучивание создает верхний и очень рыхлый слой почвы у самой шейки стебля, что картофель очень любит. Окучивание способствует появлению побегов и новых корней.  Если выращивать картофель без мульчирования, то окучивание идёт только на пользу, хотя можно окучивать и замульчированные посадки. А вот цветение картофеля - это очень индивидуально даже среди посадок одного сорта. После уборки ботвы у клубней наступает период покоя.  Хранить картофель рекомендуется при температуре +2 − +5С◦ с относительной влажностью воздуха 80-85% и хорошей вентиляцией хранилища [1]. 

2.2. Применение картофеля

Картофель варят, как очищенным, так и неочищенным («в мундире»), что позволяет сохранить максимум полезных веществ. Его также готовят на углях или на пару, тушат, жарят во фритюре и без него. Картофель используется как в простых, так и в изысканных блюдах - для приготовления картофельного салата, картофельного пюре, супов, крахмала, закусок вроде чипсов, и даже десертов.  

При стандартном пищевом рационе картофель - один из основных поставщиков калия в организм. Однако, чтобы сохранить содержащиеся в нём ценные вещества, нужно научиться правильно его готовить. Варить картофель рекомендуется в небольшом количестве воды: при варке в неё переходит бо́льшая часть витаминов. Также перед приготовлением не стоит держать картофель в воде в течение долгого времени. После долгого хранения на свету клубни зеленеют и становятся токсичными, непригодными к употреблению. Свежий сок клубней и картофельный крахмал применяют в качестве обволакивающего и противовоспалительного средства при желудочно-кишечных заболеваниях: язве желудка и двенадцатиперстной кишки, а также гастрите с повышенной кислотностью желудочного сока. При изжоге полезно съесть мелко нарезанную сырую картофелину. При ожогах глаз ультрафиолетовым излучением от сварки помогает накладывание на веки сырого картофеля (нарезанного или натёртого.) Полученный из картофеля крахмал является основой для изготовления присыпок, а также используется в качестве наполнителя для порошков и таблеток. В народной медицине натёртый на тёрке свежий картофель используется при экземе и других поражениях кожи. Горячие варёные растёртые клубни картофеля употребляют при заболеваниях верхних дыхательных путей и лёгких. В этом случае быстрый положительный результат даёт вдыхание пара от горячего, только что сваренного картофеля. Картофель широко используется в домашней косметике. Из него делают питательные маски для кожи лица и рук. Клетчатка картофеля не раздражает слизистую желудка и кишечника, варёный картофель можно есть даже в период обострения гастрита и язвы. 

Большое значение имеет картофель как источник минеральных веществ. В картофеле они в основном представлены солями калия и фосфора; имеются также натрий, кальций, магний, железо, сера, хлор и микроэлементы – цинк, бром, кремний, медь, бор, марганец, йод, кобальт и др. Общее содержание золы в клубне около 1%. Распределены минеральные вещества в клубне неравномерно: больше всего их в коре, меньше — в наружной сердцевине, в верхушечной части больше, чем в основании. Минеральные элементы в клубне в основном находятся в легкоусвояемой форме и представлены щелочными солями, которые содействуют поддержанию щелочного равновесия в крови. Картофельный крахмал снижает содержание холестерина в печени и сыворотке крови, то есть обладает антисклеротическими свойствами. Картофель содержит много калия, который помогает выводить лишнюю воду из организма.  Картофель является рекордсменом по содержанию калия среди пищевых продуктов. Соли калия способствуют выведению воды из организма, поэтому картофель должен обязательно входить в рацион питания людей с болезнями почек и сердца. Особенно полезна картофельно-яичная диета людям с простыми формами хронической почечной недостаточности. Соком сырого картофеля полощут рот при фарингитах, ларингитах. Благодаря целебным свойствам сока отступает пародонтоз, который по своей распространенности в цивилизованных, развитых странах уступает только сердечнососудистым заболеваниям и раку, и быстро расправляется с нашими зубами (полоскать рот при воспаленных деснах 2-3 раза в день). Полезно пить картофельный сок во время головных болей, потому что он содержит ацетилхолин.    Картофельный сок хорошо помогает при изжоге, тошноте, запорах. Это эффективное средство для заживления язв желудка и 12-типерстной кишки, снижения кислотности желудка, лечения гастритов.                                                                    При использовании картофеля нужно обратить внимание на то, чтобы клубни были твёрдыми, ровными, однородно окрашенными. Зелёный «бочок» означает, что продукт хранился на свету. В этой зелени содержится ядовитое вещество — соланин, поэтому её обязательно нужно срезать. По этой же причине нужно удалить все глазки. Свои целебные вещества картофель держит близко к кожуре, поэтому её срезать не стоит. Лучше потереть клубень щёткой или жёсткой мочалкой. Картофель с жёлтой кожурой дольше хранится. Он хорош как самостоятельное блюдо или гарнир. Из картофеля с тёмной кожурой хорошо сварить суп [1].

2.3. Вредители и заболевания картофеля

Колорадский жук — насекомое семейства жуков-листоедов. Жуки и личинки колорадского жука питаются листьями паслёновых культур: картофеля, томата, баклажана, реже — табака, что делает их опасными вредителями сельского хозяйства.

• Жуки-щелкуны – насекомые отряда жесткокрылых представляют опасность для посадок картофеля, прежде всего, своими личинками, называемыми проволочниками. Проволочники повреждают клубни и стебли, вгрызаясь в них, образуя повреждения в виде дыр и ходов. Растения, повреждённые проволочником, отстают в росте и дают меньший урожай, товарная ценность повреждённого картофеля падает. В ходы, проделанные проволочником, внедряются грибки и бактерии, вызывая гниль, что ухудшает сохранность урожая во время хранения.

• Фитофтороз — заболевание растений. Фитофтороз особенно сильно поражает растения семейства паслёновых (Solanaceae). В России ежегодные потери от этого заболевания в среднем составляют около 4 млн т. В годы эпифитотий продуктивность восприимчивых к болезни сортов без применения специальных защитных средств может снижаться в 1,5 - 2 раза, а потери урожая достигать 50 — 60 %.

Широко распространены различные виды парши.

Главной причиной вырождения картофеля является поражение растений вирусами. Поражение здоровых растений от инфицированных происходит при механических повреждениях в процессе посадки, ухода за растениями, уборке урожая; передаётся насекомыми во время вегетации (тлями, цикадками и тому подобное). Поражается картофель более чем 20 вирусами. Наличие вирусов в клубнях вызывает их одеревенение, снижение урожайности. Внешне на растениях инфекция проявляется в виде крапчатости, межжилковой мозаики, кудрявости и скручивания листков, букетоподобного куста, жёлтой карликовости и тому подобное.

С целью оздоровления семенного материала картофеля используют метод меристемы, выращивая семенной картофель в степных районах из свежесобранных клубней при летних сроках сажания, используя раствор стимуляторов (тиомочевина, гиббереллины, роданистый калий, янтарную кислоту), стараясь сдвинуть процессы формирования клубней на сроки с умеренными температурами. Эффективным мероприятием является предотвращение поражения растения вредителями — переносчиками инфекции. Также используют выращивание безвирусного семенного материала в теплицах,  фитопатологическую прочистку, удаление клубней с нитевидными побегами после весеннего предпосадочного прогревания и т. п.

В 1997 году специалистами компании «Монсанто» выведен генетически изменённый картофель с геном ВТ, который не съедобен для ряда видов вредителей.

Потери урожая картофеля от сорняков в России: 15 % [1].

3. Методика работы

3.1. Выбор объекта для наблюдения

 Для наших наблюдений и описания в ходе эксперимента мы выбрали картофель. 

Картофель – растение умеренного климата. Он хорошо растёт и даёт урожаи в солнечную прохладную погоду при частых, но не обильных дождях, на легких, хорошо удобренных почвах.  Клубни высаживаются на глубину от 5 до 10 см. Прорастание почек клубней в почве начинается при 5-8 °C (оптимальная температура для прорастания картофеля 15-20 °C). Для фотосинтеза, роста стеблей, листьев и цветения — 16-22 °C. Наиболее интенсивно клубни образуются при ночной температуре воздуха 10-13 °C. Высокая температура (ночная около 20 °C и выше) вызывает тепловое вырождение. Из семенных клубней развиваются растения с резко пониженной продуктивностью. Всходы и молодые растения повреждаются при заморозках  - 2◦С. Транспирационный коэффициент картофеля в среднем 400—500. Наибольшее количество воды растение потребляет во время цветения и клубнеобразования. Избыток влаги вреден для картофеля. На формирование надземной части и клубней расходуется много питательных веществ, особенно в период максимальных приростов вегетативной массы и начала клубнеобразования. При урожае  200—250 ц с 1 га растения извлекают из почвы 100—175 кг азота, 40-50 кг фосфора и 140—230 кг калия. Лучшие для картофеля почвы — чернозёмы, дерново-подзолистые, серые лесные, осушенные торфяники; по механическому составу — супеси, лёгкие и средние суглинки. Почва для картофеля должна быть рыхлой: в уплотнённой почве формируются мелкие и деформированные клубни. Лучшими удобрениями служат калийные соли, затем костяная мука, известь, навоз. Избыток азотных удобрений в почве нежелателен, так как это способствует разрастанию ботвы в ущерб образованию клубней.

3.2. Исследование факторов повышения урожайности картофеля

Урожайность картофеля зависит от массы факторов: от климатических и погодных условий, от качества почвы вообще и от качества обработки её перед посадкой картофеля, от выбранного сорта картофеля, от качественного семенного материала, от здоровья клубней до посадки и во время прорастания, от правильно и вовремя проведенной профилактики всевозможных «картофельных» заболеваний, от вовремя внесённых в почву удобрений и ещё от множества факторов.  Один из приёмов - обрывание цветов - практикуется некоторыми огородниками ещё с давних времен. Но вот как раз в давние времена этот приём и был необходим. Достаточно часто встречаются свидетельства, что картофель в Европе поначалу выращивали как декоративное растение, обильно и красиво цветущее. Так же встречаются описания картофеля, как растения, дающего большое количество плодов. Полагаю, что приём обрывания цветов пошел именно из-за этих особенностей старых сортов: обильного цветения и образования большого количества плодов. Но современные сорта совсем не такие. Некоторые сорта совсем не цветут. Другие сорта после цветения сами сбрасывают цвет. Где-то читал, что голландские селекционеры, при выведении новых сортов, специально отдают предпочтение нецветущим сортам. Заметил такой факт: когда говорят об обрывании цветов, то очень немногие разделяют этот приём на обрывание собственно цветов (фото 1) и обрывание бутонов (фото 2). Существует ещё промежуточный вариант: когда некоторые цветы распустились, а некоторые нет (фото 3). Почему это важно? Да просто потому, что это разные стадии развития картофельного растения. А значит, и на различные приёмы растение будет реагировать по-разному [2].

Практики заметили такой факт. Если удалить у картофеля бутоны, то очень быстро появляются новые. Это логично для растения — утеряны органы размножения, значит надо их восстановить. Такой приём приводит к дополнительной работе - обрыванию вновь появляющихся бутонов. Но это не самое неприятное. Для быстрого восстановления утраченных бутонов растения бросают все силы в ущерб накопления урожая клубней. Получается вот что: бутоны выросли, то есть растение затратило питательные вещества на развитие этих бутонов. Мы бутоны оборвали и спровоцировали повторный рост бутонов. Растение второй раз тратит питание на их восстановление, а значит, наши будущие клубни теряют уже двойную дозу питательных веществ. Когда отрываешь бутон, то растение всё равно ищет выход цветков, соответственно появляется больше боковых побегов, и соответственно увеличивается жизнь растения. У картофеля вместе с бутонизацией начинается формирование клубней. Чего проще отщипни бутончики - и столонам, и клубням достанутся совсем не лишние ресурсы. Мало того; стебель пытается восстановить цветонос в какой-нибудь пазухе и, таким образом, продлевается вегетативный период. По нашим наблюдениям - примерно на две недели. А это значит, что фотосинтез лишних две недели работает на столоны и клубни [2].

«У сортов, обильно цветущих и плодоносящих, обрывание цветов будет более действенной мерой, чем у сортов, поздно, мало цветущих и образующих мало завязей», — так считал академик Д.Н. Прянишников. Того же мнения придерживаются ученые СибНИИСХ. Это понятно. Есть сорта, которые цветут, но не дают ягод или их образуется мало. У таких сортов не нужно обрывать цветки, ведь они не влияют на размер и массу клубней. В этом тексте четко показано, что сорта с разной степенью спелости по-разному реагируют на удаление цветов.

«На юго-западе России часто бывают очень засушливые периоды именно во время цветения картофеля. Цветочная пыльца от жары и сухости бывает стерильной, и плоды не завязываются. А в богатые осадками годы, каким был 2004 год, даже здесь вырастает много и к тому же крупных плодов картофеля».
            Из этого текста понятно, что большое влияние на эффективность приёма оказывают погодные условия в текущем сезоне.

Из всего сказанного, очевидно, что на эффективность приёма одновременно оказывают влияние большое количество факторов: географические и климатические особенности, температура воздуха и почвы, влагообеспеченность, скороспелость сорта и его «плодовитость», срок посадки картофеля и длина светового дня, этап развития картофельного растения. Количество сочетаний всех этих факторов огромно.

Но, год назад, в Интернете я обнаружил видео, в котором, в частности был сюжет об обрывании цветов. Это видео - интервью с И.П. Замяткиным на его участке. Не буду цитировать, передам лишь смысл его слов. Цветы нужно обрывать только тогда, когда все цветы на цветоносе распустятся. Цветы картофеля опыляют сами себя. Когда опыление произошло, растение от цветов получает сигнал, что новые бутоны не нужны. Картофель не тратит силы и время на восстановление утраченных органов. Цветы мы удалили. Растениям остаётся направить всю энергию на накопление урожая клубней. Возможно именно этого простого момента - четкого срока обрывания цветоносов нам  хватило, для того, чтобы принять решение в пользу обрывания цветов. Решили  попробовать. Надеюсь, что увлечённые картофелеводы тоже проведут эксперимент с учётом сказанного Иваном Парфентьевичем [2].

3.3. План ухода за культурой:

1. Яровизация  -  30 дней до посадки держать в светлом, тёплом помещении.

2. Посадка: на двух участках 30 мая 2014 года.

     1. Контрольный участок.

     2. Опытный участок.

3. Окучивание: первый раз при длине всходов 15-20 см., затем до начала цветения во второй раз.      

4. Прополка: в течение лета по мере необходимости.

5. Обрывание цветков: на опытном участке.

6. Уборка урожая: 13 - 14 сентября

7. Характеристика поля:

Рельеф – ровный.

Почва – чернозем.

Засоренность - низкая.

Предшествующая культура – картофель.

Схема опыта: ширина участков - 5 м, длина – 25 м, между рядами и лунками - 50 см.

3.4. Описание исследования

Для эксперимента использовали картофель сорта «Гатчинский». Клубни его округлой формы и жёлтого цвета. В начале мая картофель был помещён в тёплое помещение для яровизации. Для опыта было использовано 40 кг картофеля. При посадке в каждую лунку было посажено по одному клубню картофеля. Посадка была произведена 30 мая 2014 года. Всходы появились одновременно на опытном и контрольном участке 6-8 июня. Первое окучивание и прополка были проведены 28 июня. 7 июля у картофеля началось цветение.   

Многих огородников волнует вопрос о том, следует ли обрывать цветки у картофеля, чтобы повысить его урожай. Мнения многих специалистов по этому поводу расходятся. Одни говорят, что цвет надо обрывать, чтобы растение не расходовало свои силы на образование завязи, другие считают, что раз картофель цветёт, это естественный процесс, так создано природой, и поэтому вмешиваться в развитие растений не следует. Для решения вопроса, какое влияние на развитие клубней оказывает удаление его цветков, был проведён эксперимент.

В одно и то же время на участке были высажены клубни картофеля одного сорта  восемь рядов, и уход за растениями на протяжении их жизни был одинаков. В контрольных рядах цветки картофеля вообще не трогали. В опытных  рядах прищипывали только распустившиеся цветки. В итоге получилось вот что. Там, где цвет оставили, клубней образовалось большое количество (до 20 шт.) средних  (размером с кулак и меньше). Удаление распустившихся цветков картофеля привело к увеличению количества и размеров клубней (до 30 шт. размером с кулак и больше). Стоит также отметить, что цветки многих сортов картофеля мало образует завязей после цветения по причинам особенности сорта,  сухой и жаркой погоды, установившейся в южных и восточных регионах. А для того, чтобы получить отличный урожай картофеля, надо создать для него благоприятные условия.       Второе окучивание было проведено 22-23 июля. В течение всего вегетационного периода проводилась прополка сорняков по мере необходимости.  Погодные условия были достаточно благоприятные, хватало тепла и влаги, а поэтому ботва картофеля была очень высокая, до одного метра.  По нашим наблюдениям  — в результате удаления цветов картофеля примерно на две недели продлевается вегетативный период. А это значит, что фотосинтез лишних две недели работает на столоны и клубни.                     Действительно, у наших соседей уже в середине августа вся картошка полегла и, в конце августа они ее выкопали. А на нашем опытном участке кусты картофеля стояли почти до середины сентября зелёные, густые,  как в середине июня, даже жалко было выкапывать. Уборка картофеля была произведена 13-14 сентября. Полученный  урожай был взвешен. 

Опытный участок:

Крупного картофеля  –  1200 кг

Мелкого картофеля  –  600кг  

 Контрольный участок:

Крупного картофеля –  650 кг 

Мелкого картофеля  – 600 кг      

Полученные  результаты доказывают, что на опытном участке картофель значительно крупнее (1 клубень до  800 г). На контрольном участке, где не обрывались цветки, крупного картофеля оказалось почти в два раза меньше, и самый крупный картофельный клубень весил  300 г. Длина клубней тоже разная:  на опытном - до 17 см., на контрольном - до 10 см.

                             Вес клубней в сравнении.

                              Размеры клубней в сравнении.

        Общий вес картофеля в сравнении.

Таким образом, обрывая цветы, нам удалось увеличить урожай картофеля на четверть, т.е. на 25%.

        Заключение

После взвешивания и измерения картофеля с контрольного и опытного участков можно сделать выводы:

1. Удаление цветов благотворно повлияло на общую урожайность картофеля, на размеры и вес клубней.
2. В дальнейшем использовать приём удаления цветов картофеля для получения высоких урожаев данной культуры. 

Список источников и литературы

1. https://ru.wikipedia.org›wiki/Паслёновые
2. prirodnoezemledelie.com›О цветках картофеля
3. http://ru.biofile.ru

Приложение

                        Диаграмма цветка картофеля

Фото 1

Фото 2

Фото 3

Плоды картофеля, почти ягодки. В них и находятся биологические семена картофеля

Опытный участок

Контрольный участок

Картофель с опытного участка