Картофель замедляет ростовые процессы при температуре почвы ниже 7…8 °С и в то же время сильно угнетается уже при температурах почвы выше 25 °С. При высокой относительной влажности и температуре -1,0…1,5 °С чернеет и погибает ботва. Особенно неустойчивы к пониженным температурам молодые растения. Однако при медленном снижении температуры в растениях картофеля накапливаются сахара, что повышает их устойчивость к небольшим заморозкам (до -2…-3 °С).
Клубни картофеля обычно не выносят температуры -1…-2 °С, что связано прежде всего с высоким содержанием в них воды. Однако в отдельные годы благодаря постепенному охлаждению клубней в осеннее время и накоплению в них значительного количества сахара они могут даже перезимовывать в почве.
Картофель является светолюбивым растением. Только при хорошем, полном, ровном (для всей наземной вегетативной массы) освещении можно вырастить высокий урожай картофеля. При возделывании в затененных местах наблюдаются вытягивание стеблей, некоторое пожелтение ботвы и задержка образования молодых клубней.
В системе агротехнических мероприятий большое значение имеют правильные способы и нормы посадки картофеля, которые обеспечивают регулирование доступа света к ассимилирующей поверхности листьев. В условиях полевой культуры особенно важно обеспечить оптимальную площадь произрастания, при которой достигается равномерная и максимальная освещенность листьев растений не только верхних ярусов, но и нижних.
Чтобы обеспечить равномерное освещение всей вегетативной массы растений, надо правильно рассчитать размещение клубней, установить такое направление рядков, при котором будет самое лучшее освещение растений. При северо-южном, северо-западном и юго-восточном направлениях рядков растения равномернее освещаются в течение дня. При северо-южном направлении рядков, например, урожай картофеля повышается на 16-20 ц/га, а крахмалистость клубней на 1-2%.
Наиболее рациональна такая густота посадки, при которой формируется 40-50 тыс. м2 листовой поверхности на 1 га. В этом случае обеспечивается достаточная освещенность растений, ботва дольше остается жизнедеятельной, наиболее полно поглощая солнечную радиацию. Надземные органы картофеля лучше растут и развиваются при длинном дне, а клубнеобразование интенсивнее протекает при коротком.
По современной фотопериодической классификации культурные сорта картофеля относят к короткодневным растениям, но в условиях средних широт он вполне мирится с длинным днем. Сокращение продолжительности дня ускоряет развитие растений.
Для образования и функционирования столонов, для образования клубней картофеля требуется полная светоизоляция. Под светонепроницаемой (черной) органической пленкой картофель дает урожай выше и в более ранние сроки, чем при выращивании обычным способом. Эта способность картофеля может быть использована в будущем.
Клубни картофеля, пролежавшие после выкопки из земли несколько дней на свету, зеленеют, в них образуется хлорофилл и ядовитый алкалоид – соланин. Озеленение полезно для семенных клубней: накопление соланина повышает устойчивость их к болезням, озелененные клубни обладают лучшей семенной продуктивностью (прорастает наибольшее (от возможного) количество почек в глазках, ростки с высокой жизнеспособностью, крепче держатся на клубнях, не обламываются при машинной посадке). Клубни продовольственного и кормового назначения озеленять нельзя, так как они приобретают неприятный горький привкус и становятся ядовитыми.
Отношение картофеля к температуре (к теплу), освещению и продолжительности светового дня неоднозначно. При слабом освещении для нормального роста и развития растений требуется повышенная температура. В условиях продолжительного освещения картофель хорошо растет и развивается даже при пониженных температурах. Так, на севере Нечерноземной зоны (в районе Хибин) в условиях 20-часового светового дня при относительно низкой температуре (10-12°) картофель дает неплохой урожай. При таких же температурных условиях, но при сокращенном до 10 часов световом дне урожай значительно снижается, а при температуре 15-35° и удлиненном дне картофель развивал лишь ботву, клубни не завязывались.
Требования к влаге
Потребность картофеля в воде определяется его химическим составом (около 75-80% его массы – вода), образованием сравнительно большой надземной массы и урожая клубней. Транспирационный коэффициент колеблется от 65 до 130 и более воды на 1 кг сухого вещества. А так как картофельное растение способно давать высокие урожаи (до двух и более килограммов клубней и зеленой ботвы на 1 куст), то на создание такого урожая требуется много воды.
Картофель дает максимальный урожай и бывает более здоровым при высоком содержании влаги в почве – в пределах 60-80% ее полной влагоемкости. Однако переувлажнение почвы вредно для картофеля. В этом случае трудно поддерживать почву в рыхлом и воздухопроницаемом состоянии. При избытке влаги в почве в клубнях меньше накапливается сухого вещества и крахмала, растения больше поражаются грибными и бактериальными болезнями.
Требуя много влаги (до 200 кг на 100 м2 посадок в сутки), картофель в разные периоды роста и развития потребляет ее неодинаково.
При полном появлении всходов, в начале формирования ботвы, картофельное растение будет нормально расти и развиваться и при небольшом запасе влаги в почве, но этот период непродолжителен, особенно у раннеспелых сортов. По мере роста ботвы, увеличения листовой поверхности потребность картофельного растения в воде возрастает. В фазу бутонизации и начала цветения картофель очень чувствителен к недостатку влаги в почве. Этот недостаток может быть причиной сбрасывания бутонов и цветков. Максимальное количество воды требуется в период наибольшего прироста урожая клубней, интенсивного роста ботвы. Необеспечение картофельного растения водой в этот период намного больше снизит урожайность, чем в другие периоды. При длительной засухе в фазе цветения урожайность может снизиться на 50-60%, ухудшатся семенные и вкусовые качества. Оптимальная влажность зависит от температуры: при низкой температуре допустима невысокая влажность, а при температуре 19-20° – наибольший прирост клубней при влажности почвы около 100% от наименьшей полевой влагоемкости. Потребность картофельного растения в осадках (поливе) зависит от механического состава почвы, содержания в ней органических и питательных веществ, – от водных свойств почвы. Чем богаче почва питательными веществами (при высокой буферности ее), тем меньше требуется воды на образование урожая клубней.
С начала физиологического созревания основной массы клубней и начала отмирания ботвы потребность в воде у картофеля снижается: прирост клубней уменьшается, уплотняется кожура, уменьшается испарение воды листьями.
Наибольшее значение для картофеля в нашей зоне имеют июльские и августовские осадки. Для раннеспелых сортов картофеля более высокая потребность в воде во второй половине июня. Потребность картофельного растения в воде может удовлетворяться как за счет осадков (при правильном использовании их), так и за счет полива. При равном количестве осадков и дождевания в первом случае прибавка урожая больше, так как дождь увлажняет и большую толщу воздуха.
В тех хозяйствах, где влагообеспечение – ненадежный фактор, следует организовать полив. Но производство картофеля с применением дождевания (полива) должно быть рентабельным.
Картофельное растение чувствительно к недостатку влаги в почве, но для него вредно и даже губительно переувлажнение почвы. В Нечерноземной зоне в период наибольшего потребления влаги (цветение и клубнеобразование) верхней границей оптимальной влажности почвы является наименьшая полевая влагоемкость, а нижней границей 65-70% от наименьшей полевой влагоемкости. При запасах продуктивной влаги в пахотном слое больше 67-70 мм на дерново-подзолистых суглинках и супесях клубнеобразование полностью прекращается из-за переувлажнения почвы. Продолжительное переувлажнение почвы (98-100%) губительно для картофельного растения. Продолжительное переувлажнение приводит к удушению клубней, их загниванию от недостатка кислорода воздуха. Начало удушения клубней можно обнаружить по разрастающимся чечевичкам – органам дыхания клубней. Чечевички имеют светло-кремовый цвет (светлее кожуры белокожих клубней), они представляют собой рыхлые бугорки из крахмала. При повышенной температуре в переувлажненной почве клубни быстро гибнут.
Когда происходит естественное увядание ботвы, ее постепенное отмирание и прирост клубней снижается, картофельное растение все меньше берет влаги из почвы. В этот период желательна теплая погода без осадков. Она будет благоприятна для образования на клубнях толстой крепкой кожуры. Клубни, закончившие формирование при сухой теплой погоде, хорошо хранятся, обладают хорошими семенными и вкусовыми качествами. Программируя урожай, управляя ростом и развитием картофельного растения, надо подгадывать так, чтобы конец формирования клубней приходился на теплый сухой период осени.
При избытке влаги в почве и низкой температуре кожура на клубнях непрочная, она разрушается даже при слабых механических воздействиях на клубни. Такие клубни трудно хранить, у них понижены семенные качества.
Нельзя допускать переувлажнения почвы. Надо применять комплекс агроприемов против переувлажнения. В этом деле постоянно действующими факторами являются хорошие водные и воздушные свойства почвы. Их надо создавать. Почва должна обладать хорошей водопроницаемостью и водоудерживающей способностью. Против переувлажнения почвы в период вегетации картофеля необходимо провести агротехнические и гидротехнические работы: узкозагонную вспашку, гребневание поверхности поля с осени, вырыть осушительные каналы. На полях, где возможно переувлажнение, посадку клубней, надо проводить в гребни, специально нарезаемые для этой цели.
Воздушный режим почвы – важнейший фактор в жизни картофельного растения. Корневая система в процессе дыхания поглощает большое количество кислорода. Суточная потребность составляет 1 мг кислорода на 1 г сухого вещества. Особенно высокая потребность в кислороде у столонов и клубней. Поэтому в период клубнеобразования необходимо обеспечить свободный приток воздуха в зону размещения корней, столонов и клубней картофеля. Это успешно достигается на почвах с хорошим водным и воздушным режимом при правильной системе применения органических удобрений, обработки почвы, ухода за картофелем.
В одних и тех же капиллярах и скважинах не могут одновременно находиться воздух и вода. Структура почвы, система обработки ее должны быть такими, чтобы в корнеобитаемом слое почвы одновременно находились вода и воздух в соотношениях, благоприятных для картофельного растения. До роста и развития столонов, до начала клубнеобразования для корневой системы картофеля требуется не менее 5% концентрации кислорода в общем объеме воздуха в почве. С ростом столонов, а затем и клубней потребность в кислороде возрастает. В период интенсивного клубнеобразования содержание кислорода в почвенном воздухе должно быть около 20% при хорошем доступе воздуха в почву. Лучшая воздухопроницаемость у почв со скважностью 45-65% от объема почвы при оптимальной влажности ее. Высокая скважность, пористость почвы находится в прямой зависимости от ее структурности, рыхлости. Чем плотнее почва, тем ниже ее скважность. При плотности с объемным весом 1-1,2 г/см3 для дерново-подзолистой суглинистой почвы и не более 1,2-1,4 г/см3 – для супесчаных и песчаных почв кислорода в почвенном воздухе бывает достаточно, если почва не переувлажнена. В рыхлой почве свободно происходит обмен между почвенным и атмосферным воздухом. При уплотнении почвы содержание кислорода уменьшается, а концентрация углекислого газа (углекислоты) возрастает, что отрицательно сказывается на корневой системе картофеля. Для оптимального роста и развития корневой системы картофеля концентрация углекислого газа в почвенном воздухе не должна превышать одного процента. При высокой концентрации углекислого газа и недостатке кислорода в почвенном воздухе (2%) верхушки корней чернеют и загнивают. При уменьшении содержания кислорода ниже 2% картофель погибает. Для предотвращения накопления излишнего содержания углекислоты в почве, улучшения воздухообмена применяют глубокую вспашку, а если глубина гумусового горизонта не позволяет сделать это, то рыхлят подпахотный слой почвоуглубителями, производят кротование почвы. При уходе за картофелем применяют по возможности глубокое рыхление, не допуская повреждения корневой системы. Хороший воздушный обмен в почве – одно из главных условий для выращивания высокого урожая картофеля.
Требования к почве
Произрастает картофель на почвах разных типов, разновидностей, различного механического состава и различных свойств. Но высокий урожай картофеля можно получить лишь при обеспечении его всеми факторами жизни, в том числе достаточным притоком кислорода воздуха к корням растений. Это легче достигается на рыхлых почвах. Картофель считают культурой рыхлых почв.
От почвы картофель требует такой рыхлости, при которой бы она не представляла значительного механического сопротивления развитию столонов и клубней, была проницаема для воздуха, содержала достаточное количество влаги и не страдала бы от ее избытка. Для картофеля более подходящими будут почвы: супесчаные и не слишком бедные песчаные, суглинистые (особенно черноземы с высокой степенью скважности), самые лучшие – легкосуглинистые. При высоком уровне агротехники на этих почвах получают высокие урожаи картофеля с большим содержанием сухих веществ, отличных вкусовых качеств (у соответствующих сортов), хорошо хранящиеся. И наоборот, на тяжелых глинистых почвах для выращивания высоких урожаев нужно больше затрат, чтобы придать почве рыхлое состояние. Качество клубней на тяжелых почвах бывает плохое: ниже содержание крахмала, неудовлетворительные вкусовые качества, клубни плохо хранятся.
В районах, где достаточно осадков, картофель можно выращивать на бедных песчаных почвах. По способности «мириться» с такими почвами картофель стоит на первом месте среди всех сельскохозяйственных культур.
Урожай картофеля, качество его зависит от плотности, от твердости почв. На суглинистых дерново-подзолистых почвах для картофеля создаются лучшие условия и он накапливает более высокий урожай клубней при плотности почвы, равной 1,1-1,2 г/см3, на легких супесчаных почвах – 1,4-1,5 и на суглинистых черноземах – 0,9-1,1 г/см3.
Всходы картофеля на уплотненных до 1,35-1,5 г/см3 суглинистых почвах появляются на 5-6 дней позднее, чем на почвах с меньшей плотностью – 1,1-1,2 г/см3. С уплотнением почвы до 1,57-1,6 г/см3 посадочные клубни загнивают и не дают всходов. При уплотнении тяжелосуглинистой почвы до 1,4-1,5 г/см3 большая часть клубней формируются уродливыми. На таких почвах корни развиваются в верхнем слое, слабо ветвятся. На урожае уплотнение различных по механическому составу, почв сказывается по-разному. Так, на суглинистой почве уплотнение сверх 1,2 г/см3 вызывает резкое снижение урожая клубней, а на песчаной почве уплотнение до 1,5-1,6 г/см3 сказывается на урожае слабо. Черноземы – преимущественно среднего механического состава, и поэтому более благоприятное состояние почвы для картофеля будет, когда плотность ее не превысит 0,9-1,1 г/см3. На структурных черноземах, обладающих хорошими воздушными, водными и другими свойствами, выращивают высокие урожаи картофеля.Тяжелые суглинки и сильно уплотненные почвы, особенно при близком уровне грунтовых вод, непригодны для картофеля. Они препятствуют свободному развитию клубней и способствуют заболеваниям вследствие избыточной увлажненности. Не подходят для картофеля и засоленные почвы, так как он характеризуется очень плохой солее выносливостью.
Картофель может расти и развиваться и на кислых и слабощелочных почвах, но оптимальной кислотностью для него является рНсол 5-6.
Оптимальное содержание гумуса а почве должно находиться в пределах 3,5-4%. Для выращивания семенного материла хорошими почвами являются торфяники, обладающие потенциально высоким плодородием и благоприятными физическими свойствами (оптимальными скважностью и влагоемкостью, малой плотностью).