Существуют дополнительные доказательства того, что клубень можно трактовать как видоизмененный побег, и одним из таких аргументов служит его способность к позеленению. Под воздействием солнечных лучей картофельные клубни способны быстро изменять свою окраску, даже если в клетках отсутствует хлорофилл.
Что такое клубень картофеля: ботаническое описание, развитие и применение
Научное название картофеля — паслен клубненосный. Тем не менее, в обиходе как клубни, так и само растение обычно называют картошкой. В данной статье мы подробно рассмотрим анатомическое строение клубней картофеля. Эти знания помогут начинающим фермерам рационально использовать свой урожай и получать качественный посевной материал.
- 1 Что представляет собой клубень картофеля
- 1.1 Как выглядит
- 2.1 Внутреннее
- 2.2 Внешнее
- 2.3 Зависит ли от сорта
- 3.1 Какая корневая система у картошки
- 3.2 Сколько семядолей
- 4.1 Как образуется
- 4.2 Алгоритм развития
- 4.3 Почему считается видоизмененным побегом
- 6.1 Пищевая ценность
- 6.2 Польза и вред картофеля
Что представляет собой клубень картофеля
Что собой представляет клубень картофеля? Это вегетативное утолщение, которое можно квалифицировать как чрезмерно разросшуюся почку на корневой системе растения, пригодную в процессе питания.
Клубень на самом деле является видоизмененным побегом паслена клубненосного. Он формируется на вершине столона — бокового побега, обладающего удлиненными междоузлиями и недоразвитыми листьями.
Как выглядит
В зависимости от сорта, клубни картофеля могут быть круглой, овальной, продолговатой или веретеновидной формы. Цвет мякоти варьируется от белого до желтого, кремового и оранжевого. Кожица клубней — это плотные покровы, окрашенные в розовый, желтый, бежевый, коричневый или фиолетовый цвета.
Интересно! У сорта картофеля Взрыв мякоть и кожура имеют темно-фиолетовый оттенок, обладая ореховым привкусом и специфическим ароматом.
Клубни
Клубни формируются у картофеля (см. Рис. 2), а также у хохлатки, топинамбура и других растений.
Рис. 2. Клубени картофеля
Столоны (см. Рис. 3) — это длинные тонкие подземные побеги, из которых развиваются клубни. Клубни представляют собой утолщения на концах столонов.
Глазки (см. Рис. 4) — это углубления на поверхности клубня, которые представляют собой его почки. Глазков больше на верхушке клубня.
Клубни соединены со столонами своими основаниями. Именно в клубнях накапливается крахмал.
Луковицы
Луковицы формируются у растений, таких как тюльпаны, лилии, лук и нарциссы.
Донце (см. Рис. 5) — это практически плоский стебель, находящийся в нижней части луковицы.
Чешуи (см. Рис. 6) — это видоизмененные листья, где внешние чешуи сухие и кожистые, а внутренние мясистые. В них хранится вода с растворенными сахарами и многими другими веществами.
В пазухах чешуй расположены почки (см. Рис. 7).
При прорастании луковицы формируется мочковатая корневая система.
Детки — это дочерние луковицы, способные развиваться в самостоятельное взрослое растение.
Клубнелуковица накапливает питательные вещества в донце, а не в чешуях.
Строение картофеля
Картофель — это травянистое многолетнее растение, высота которого в зависимости от сорта может достигать 100 сантиметров. Листья, как правило, отмирают после цветения, плодоношения и образования клубней. Цветки картофеля могут быть белыми, розовыми или фиолетовыми с желтыми тычинками; стоит отметить, что цвет кожицы клубней зачастую зависит от окраса цветка.
Эта культура в основном оплодотворяется перекрестным способом насекомыми, однако также имеет способность к самоопылению. Обычно сигналом для начала формирования клубней является сокращение длины светового дня, но у коммерчески выращиваемых сортов данный процесс минимизирован.
- Надземная часть растения (или ботва): мног в том числе ветвящийся куст, состоящий из нескольких стеблей (от 4 до 8);
- Листья имеют темно-зеленый цвет и прерывисто–непарно–перисто–рассеченные формы, расположенные спирально на стебле. Каждый лист состоит из средней жилки (оси) и пар боковых супротивных долей, между которыми находятся дольки, и между ними — долечки (число зависит от возраста листа), а на вершине размещается непарная доля;
- Цветы обоеполые и имеют основные части: чашечку, венчик, мужской (тычиночный) и женский (пестичный) элементы;
- Столоны, которые образуют адвентивные корни в узлах, а также новые растения из почек.
Какие плоды образует картофель
После цветения растение производит небольшие зеленые плоды, напоминающие черри-помидоры. Растения, размножающиеся из клубней, представляют собой клонированные образцы родителей.
Новыми сортами являются растения, выведенные из семян, которые потом размножаются вегетативно. Плодородные плоды содержат более 200 семян картофеля в тетраплоидных сортах.
Корнеплоды, корневища, клубни, корневые клубни относятся к корневой системе, и их не следует путать с плодами. В ботанике истинные корни (корнеплоды и корневые клубни) отличаются от некорневых (клубни и корневища).
Это связано с тем, что корневая система, как видно из первой части названия, является важной частью растения.
Столон выглядит как корневище, но, в отличие от него, представляет собой основной стебель растения. Побеги, развивающиеся из столона, формируются от уже существующего стебля, который имеет длинные междоузлия, и в конечном итоге образуют новые побеги.
Биологические особенности культуры
Период от посадки семян до созревания клубней длится от 80 до 150 дней, в зависимости от сорта картофеля. Жизненный цикл этой культуры включает процесс инициации и роста, который сменяется периодом покоя, после чего происходит прорастание с образованием следующей вегетативной генерации.
Начало прорастания после периода покоя сопровождается активизацией клеточного метаболизма, что приводит к появлению проростков из почек (глазков).
На следующем этапе формируются все растительные части. В это время происходит фотосинтез. Первые два этапа могут длиться от 30 до 70 дней, в зависимости от времени посадки, температуры почвы, условий окружающей среды, физиологического возраста клубней и характеристик конкретных сортов.
Формирование клубней происходит примерно через 30-60 дней после посадки, и начинается от латеральных подпочвенных почек, которые развиваются у основания основного стебля и под землей трансформируются в столоны из-за диагравитропического роста.
Когда условия становятся благоприятными для инициации клубней, удлинение столона прекращается. Клетки, расположенные в сердцевине и коре апикальной области столона, сначала расширяются, а затем делятся продольно.
Сочетание этих процессов приводит к увеличению объема субапикальной части столона. Эта фаза, как правило, связана с цветением (хотя и не всегда).
В процессе подготовки клубни накапливают углеводы (в основном в виде крахмала) и белки. При этом они снижают общую метаболическую активность, функционируя как сосуды для хранения питательных веществ.
Сбор клубней происходит с 90 до 160 дней после посадки, в зависимости от сортов, площади производства и рыночных условий. Крахмал обыкновенно составляет около 20% от свежего веса зрелого клубня.
После того как роскошные лозы картошки отмирают, кожица клубня становится толще и затвердевает (сахара преобразуются в крахмал), что обеспечивает лучшую защиту клубней во время сбора, блокируя возможность проникновения в них патогенных микроорганизмов.
Хотя период покоя определяется отсутствием видимого роста, спящие меристемы остаются метаболически активными, хотя скорость многих клеточных процессов при этом замедляется.
Когда клубень подвергается воздействию света, он начинает производить хлорофилл и соланин. Зеленая кожура или мякоть являются сигналом о повышении уровня содержания соланина, который является токсичным для человека. Чтобы предотвратить облучение развивающихся клубней, важно применять мульчирование. Именно поэтому клубни рекомендуется хранить в темном месте после их сбора.
Внутреннее строение
Картофель представляет собой многолетнее травянистое растение. Описание его стебля может варьироваться и зависит от конкретного сорта и гибрида. Обычно высота стебля достигает 1 метра. После цветения листья начинают отмирать, в результате чего формируются клубни. Цветки картофеля бывают белыми или фиолетовыми, с желтыми тычинками.
Для данной культуры применяются как перекрестное опыление, так и самоопыление. Сигналом к образованию клубней служит сокращение продолжительности светового дня, однако такая тенденция не всегда наблюдается у коммерческих сортов.
Описание растения картофеля будет неполным без упоминания его внутреннего строения. В растении выделяются надземная часть, листья, цветки и столоны. Последние производят корни в узлах и отвечают за развитие новых растений из почек. Надземная часть представлена ветвящимся кустом, который включает от 4 до 8 стеблей.
Листья имеют темно-зеленый цвет и сложны по своей структуре. Они располагаются по спирали на стебле. Цветки обеих полов обладают обоеполыми органами. После опадения завязей у растений начинают формироваться зеленые, небольшие плоды, напоминающие миниатюрные помидоры черри.
С семян можно вырастить новые растения, которые в дальнейшем размножаются вегетативно. В клубнях может находиться более 200 семян картофеля.
Корнеплоды и корневища составляют корневую систему, и их не следует путать с плодами. Столоны выглядят как корневища, но они представляют собой основной стебель. Побеги, формирующиеся из столона, развиваются от существующего стебля и имеют длинные междоузлия.
Биологические характеристики
С момента формирования плодов может проходить до 150 дней. У некоторых сортов этот процесс может занимать всего 80 дней. Жизненный цикл картофеля состоит из нескольких этапов, включая активный рост и период покоя.
Когда картофель выходит из состояния покоя, его метаболизм активизируется, что приводит к появлению новых отростков из глазков. В дальнейшем развивается и вся остальная часть растения. Процесс фотосинтеза также активизируется. Клубни собирают приблизительно через 2 месяца после посадки семян, когда они развиваются из латеральных точек, расположенных у основания главного стебля.
Если условия для роста клубней благоприятные, столи больше не увеличиваются в длину. В процессе этого центральные клетки начинают расширяться, после чего происходит продольное деление.
Во время расширения клубни накапливают большое количество углеводов, в основном крахмала. Кроме того, клубни сохраняют и белки. Стимулирующие факторы могут вызвать дополнительное изменение в внешнем виде картофеля, если в нем присутствует соланин: клубни начинают менять цвет и на их поверхности могут появляться зеленые участки.
Распространенные методики деления клубня
В современных источниках литературы существует множество способов увеличения посадочного материала картофеля. Одни из них предлагают высаживать в почву срезанные глазки, другие рекомендуют использовать проросшие ростки, третьи — делать стимулирующие надрезы в картофелине, а четвертые — делить куст пополам. Каждая из этих методик имеет право на существование, однако, в большинстве случаев их эффективность недостаточно изучена и часто не соответствует заявленным результатам. Это можно объяснить тем, что клубень картофеля обладает своей биологией и заложенным в него потенциалом, и мысль о неправильном подходе может создавать иллюзию успеха, но не гарантирует его.
Если внимательно рассмотреть клубень картофеля, можно заметить, что глазки на нем расположены неравномерно. Основание клубня, где он был присоединен к материнскому растению через столон, практически лишено глазков, тогда как на его макушке их значительно больше. Это означает, что если мы делим клубень поперек, как это делает большинство людей, одна получившаяся половина будет более насыщенной спящими почками, тогда как другая останется более обедненной. Стало быть, такой посадочный материал сложно назвать качественным. Чтобы обе половинки имели равный потенциал, клубень картофеля следует разрезать не поперек, а вдоль.
Кроме того, в верхней части картофелины наблюдается высокая концентрация ауксинов (стимуляторов роста), тогда как в противоположной части находятся ингибиторы (вещества, замедляющие рост). Это можно сопоставить с простой закономерностью, которую можно наблюдать — почки на клубне начинают просыпаться первыми на макушке, за ними следуют другие, в то время как почки в области, где клубень примыкает к столону, часто не пробуждаются. Это снова подтверждает тот факт, что только продольное деление клубня является биологически правильным.
Еще немного о данной методике
Для использования этого эффективного метода деления клубня рекомендуют выбирать не маленькие или средние картофелины, как это делали раньше, а достаточно большие, с характерной для культуры формой и симметрией, а также явным визуальным отсутствием болезней и повреждений. Прежде чем приступить к процессу, картофель желательно выдержать в темном, но теплом помещении в течение 10 дней. Это поможет ослабить ингибиторы (вещества, замедляющие рост) и даст толчок к пробуждению почек. Процесс деления желательно проводить в помещении с комфортной температурой и относительной влажностью воздуха около 90–95%. Инструменты, которые будут использованы для работы, следует тщательно продезинфицировать.
Для достижения наилучших результатов рекомендуется обрабатывать срезы поделенных клубней смесью золы и цемента в соотношении 5 к 1. Это не только защищает посадочный материал от инфекций, но также останавливает испарение влаги и сохраняет раневые вещества, которые были заложены в картофелину природой. Посаженный таким образом семенной материал можно будет использовать уже через три часа.
