Располагая довольно большой листовой поверхностью, следовательно, и высокой транспирацией, картофель имеет сравнительно слабо развитую и неглубоко залегающую корневую систему. В слое почвы глубиной до 20 см располагается 60-65% корней, 16-18% - в слое 20-40 см и лишь 17-20% - глубже 40 см. В условиях Нечерноземной зоны, где сосредоточены основные площади культуры, на суглинистой почве на накопление каждого ц клубней картофеля расходуется 65,4-104 ц воды, на супесчаной – 110-140 ц (Справочник картофелевода, 1987).
Картофель предъявляет высокие требования к воздушному режиму почвы. Большое количество кислорода из почвенного воздуха в процессе дыхания поглощает корневая система, а также столоны и клубни. Суточная потребность корней в кислороде составляет примерно 1 мг на 1 г сухого вещества, а в почвенной смеси воздуха на его долю приходится не менее 15-20% по объему, содержание воздуха в почве зависит от ее скважности или порозности. На избыточно влажных почвах складывается плохой воздушный режим для растений. Такие почвы непригодны для возделывания картофеля. Чтобы иметь достаточное количество кислорода в суглинистой почве, необходимо сохранять ее в рыхлом состоянии с объемной массой в пределах 0,9-1,2 г/см³. (Интенсивная технология.., 1989).
Наиболее высокую потребность в кислороде испытывают столоны и растущие клубни. Столоны картофеля состоят из относительно крупных клеток и поэтому обладают недостаточной способностью раздвигать почвенные частицы и противостоять механическим воздействиям. То же самое относится и к растущим клубням, для нормального развития которых необходимы значительные пространства почвы, заполненные воздухом. Помимо воздушного режима почвы, важное значение для жизнедеятельности растений картофеля имеет обеспеченность их углекислым газом в надземном слое воздуха. Углерод воздуха является основным химическим элементом, из которого строится органическое вещество растения (Карманов С. Н., Кирюхин В. П., Коршунов А. В., 1988).
1.1.4 Требования картофеля к почве
Картофель – культура рыхлых почв. Корни у картофеля, выращиваемого в рыхлой почве (1,0-1,2 г/см³) хорошо ветвятся, пронизывают весь пахотный слой и уходят в подпахотный. Рыхлая почва нужна и для хорошего развития столонов и молодых клубней, которые в уплотненной почве получаются мелкие и зачастую сильно деформируются (Карманов С. Н., 1988).
На таких уплотненных почвах всходы картофеля появляются на 5-6 дней позднее, чем на почвах с плотностью 1,1-1,2 г/см³ (Растениеводство, 2006).
В Нечерноземной зоне для него пригодны хорошо окультуренные дерново-подзолистые и серые лесные почвы. Тяжелые суглинки и сильно уплотненные почвы, особенно при близком стоянии грунтовых вод, непригодны для картофеля, они препятствуют свободному развитию корней и способствуют заболеванию картофеля вследствие избыточной увлажненности. Не подходят и засоленные почвы, так как картофель характеризуется очень плохой солевыносливостью. Наилучшие условия для роста растений картофеля создаются при рН = 5-6. На сильно кислых и щелочных почвах рост картофеля ухудшается (Растениеводство, 2006).
1.1.5 Роль основных элементов питания в формировании урожая картофеля
Картофель – культура высокого выноса элементов минерального питания. В среднем на каждые 100 ц клубней картофель (с ботвой) выносит около 50 кг азота, 20 – фосфора и 80 – калия (Кореньков Д. А., 1985; Писарев Б. А., 1990; Карманов С. Н, 1988).
Эта биологическая особенность растения явилась причиной того, что картофель стали считать калиелюбивой культурой и старались внести под него в первую очередь калийные удобрения. Однако опытами научных учреждений доказано, что на большинстве почв он дает выше прибавки урожая от внесения азотных и фосфорных удобрений, меньше – калийных. Это объясняется более высоким содержанием в почвах усвояемого для растений калия, чем азота и фосфора (Писарев Б. А, 1990).
Повышенная потребность в элементах питания обуславливается его биологическими особенностями – способностью накапливать большее количество сухого вещества и слаборазвитой корневой системой. Так, в условиях Нечерноземной зоны на легких песчаных и супесчаных почвах при урожайности картофеля 150-200 ц получают 4500-6000 к.ед. с 1 гектара (Ильин В. Ф,, 1974).
Для получения одного и того же урожая клубней растения картофеля, имеющие более сильно развитую ботву, вызывают значительное увеличение выноса минеральных элементов из почвы – азота почти в 2,7 раза, фосфора в 1,6 раза, калия в 1,12 раза (Рубин Б. А, 1979).
Интенсивность поглощения питательных веществ на единицу накопления сухого вещества зависит от фазы развития растений. Отличительная особенность культуры в том, что ростовые процессы у нее идут не только во время роста ботвы, но и в период максимального прироста клубней. Это объясняет потребность культуры в питательных веществах в течение почти всего периода вегетации (Власенко Н. Е, 1997).
Потребление картофелем питательных веществ резко возрастает с ростом урожаев, но не прямо пропорционально. Как показали опыты, избыток азота в питании картофеля задерживает клубнеобразование и удлиняет вегетационный период. При этом снижается устойчивость растений к болезням, а клубней к механическим повреждениям при уборке, ухудшаются вкусовые качества, повышается содержание нитратов в клубнях (Научные основы.., 2002).
При недостатке в почве азота надземные органы картофеля развиваются слабо, уменьшается облиственность, снижается продуктивность работы листового аппарата, урожайность и крахмалистость клубней (Растениеводство, 1997).
Достаточное питание фосфором способствует улучшению белкового и углеводного обмена, ускорению роста и развития растений, лучшему развитию корневой системы, раннему клубнеобразованию и накоплению большого количества крахмала в клубнях, большей устойчивости к засухе, к болезням и механическим повреждениям, улучшению семенных качеств и лежкости клубней.
Калий способствует более интенсивному фотосинтезу, ускоряет перевод углеводов из листьев в клубни, повышает устойчивость к болезням, засухе, заморозкам и потемнению мякоти клубней. Особенно часто калийное голодание испытывают растения картофеля на пойменных землях и окультуренных торфяниках, а также на дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почвах при бессменной культуре (Научные основы.., 2002).
Для получения высоких урожаев клубням картофеля также необходимы магний, кальций, железо, сера, бор, марганец, молибден, медь, цинк, кобальт. Б. А. Рубин (1979) установил, что бор повышает урожайность до 50 ц/га и их крахмалистость на 1,0% по сравнению с контролем: марганец соответственно 22,6-52,6 ц/га или 0,4-0,7%.
1.2 Роль сорта в повышении эффективности производства картофеля
Наиболее эффективным средством получения высоких урожаев картофеля является использование высококачественного семенного материала лучших сортов, потенциал урожайности которых должен сочетаться с высокой устойчивостью к комплексам болезней и основным стрессовым факторам среды. Сорта в современном сельском хозяйстве являются незаменимым средством производства, так как доля селекционного прогресса в повышении урожайности составляет 30-50% (Неттевич Э. Д, 1992; Жученко А. А, 1999; Добруцкая О. Г., Пивоваров В. Ф., 2000; Банадысев С. А., 2000; Васильев А. А., 2004, 2006; Корзникова Е. Н., Лобанова Л. А., 2003). По мнению южно-уральских ученых, удельный вес элементов, определяющих повышение урожайности картофеля на перспективу до 2010 года, составит за счет совершенствования технологии возделывания картофеля – 15-20%, внедрения новых высокопродуктивных сортов и повышения качества семенного материала – 80-85% (Кожемякин В. С., 2001).
Значение сорта значительно возросло в условиях перехода растениеводства от химико-техногенных систем земледелия, базирующихся на всесторонней индустриализации и химизации, к адаптивным системам, направленным на сохранение и повышение плодородия почвы и рост урожайности на основе создания устойчивых агроценозов, не нарушающих естественных процессов, протекающих в биосфере (Жученко А. А., 1980; Овсянникова Ю. А., 1999).
В связи с этим, правильный выбор адаптированных сортов для местных почвенно-климатических условий – основная предпосылка и наиболее экономичный и экологичный путь повышения производства картофеля (Павлов М. А., 1984, 2002; Заикин Д. В. И др., 1987; Справочник картофелеводства, 1987; Анисимов Б. И, 1999, 2000; Шпаар Д. и др., 1999; Кожемякин В. С., 2002; Васильев А. А., Зарипов И. С., 2003; Лебедева В. А., Гаджиев Н. М., 2003).
Природно-климатические особенности в условиях Предуралья определяют повышенные требования к сортам картофеля. Основным лимитирующим фактором является короткий вегетационный период, продолжительность которого значительно колеблется по годам и составляет в среднем 180-200 дней, что сочетается с угрозой возврата поздних заморозков и недостаточной суммой активных температур (1700-2100 °С). В Удмуртской Республике для выращивания раннеспелого картофеля тепла достаточно во всех районах, картофель среднеспелых сортов может вызревать в северном районе только в 50-80%, в центральном 80-95% и в южном 90-100% (Агроклиматические ресурсы.., 1974). Поэтому в большинстве районов Волго-Вятского региона требуются преимущественно сорта раннего и среднераннего сортов созревания (Сергеева З. Ф., Синцова Н. Ф., 2001; Сергеева З. Ф., 2002). В целом по Удмуртии в структуре посадок картофеля должны преобладать устойчивые к фитофторозу и вирусным болезням среднеранние и среднеспелые сорта, так как они обеспечивают у нас наиболее высокие и устойчивые урожаи.
В настоящее время в Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию в производстве, в России представлено 200 сортов картофеля. Для возделывания по Волго-Вятскому региону включено 46 сортов, по Удмуртской Республике – 8 сортов (Симаков Е. А. и др., 2005; Павлов М. А., 2002; Бабайцева Т. А. и др., 2002; Результаты государственного сортоиспытания.., 2005, 2007). Сорта отечественной селекции (121 сорт или более 60%) составляют основу сортовых ресурсов в картофелеводстве России. Они выгодно отличаются от зарубежных аналогов по уровню адаптивности к условиям выращивания, устойчивости к болезням, содержанию сухих веществ и крахмала (Лебедева В. А., Гаджиев Н. М., 1999; Симаков Е. А., Апшев Х. Х., 2001; Экологическая оценка сортов.., 2002). Одним из выдающихся достижений отечественной селекции является создание сортов картофеля, сочетающих высокий уровень горизонтальной устойчивости к фитофторозу с ранним и среднеранним сроком созревания, таких как сорт Невский. Сорт широко возделывается при ограниченном применении химических обработок посевов.