У картофеля клубень
Выращивая картофель, вряд ли кто-то серьёзно задумывается над строением клубня и его химических свойствах, однако обо всём что мы едим желательно знать как можно больше. Простая с виду картошка, таит в себе много интересных фактов, о которых вы сейчас и узнаете.
Содержание
Что такое клубень картофеля?
Научное и «простонародное» определение клубня имеют существенные отличия, поэтому, чтобы прийти к истине, стоит сопоставить собственные знания с академическим значением этого понятия.
Определение клубня
Картофельный клубень являет собой своеобразное вегетативное утолщение стебля культуры, формирующееся в подземной части растения. Находящийся под почвой стебель принято называть «столоном», а на самих клубнях можно различить узлы (глазки) и междоузлия.
Важно! Для выращивания картофеля отлично подойдёт не только целый посадочный материал, но и разрезанные половины клубней, главное, чтобы на них было достаточное количество жизнеспособных глазков. Чтобы добиться максимально обильного урожая, перед высадкой клубней в почву, картофель желательно прорастить, добиваясь формирования новых проростков, длиной не меньше чем 0,5 см.
В структуру каждого такого узла входит листовой след, который в благоприятных условиях быстро растёт и превращается в новый стебель, который в дальнейшем будет представлять стандартную вегетативную надземную часть картофельного куста.
Внутреннее и внешнее строение
Если внешнее строение клубня можно частично оценить при визуальном осмотре, то его внутренние элементы, вместе с основными слоями, придётся рассматривать под микроскопом. Именно он позволяет увидеть эпидермис, кору, камбий, сердцевину и сосудистые щепотки овоща, а также узнать, как выглядит подземная часть стебля в разрезе.
Эпидермис (у зрелых клубней его называют шкуркой) — самый верхний, защитный слой, состоящий из опробкованных клеток перидермы (ещё одна укрывная ткань). Сразу под этим слоем находится кора, образованная паренхимными клетками с крахмальными зёрнами и ситоподобными трубками флоэмы (являют собой ведущие элементы луба).
Под корой можно рассмотреть слой камбиальных клеток, от которого до центральной части клубня отходят ксилемные элементы.
В центральной части картофеля сосредоточено большое количество паренхимных сердцевинных клеток, а сама средина расходится к ним радиальными лучами. Паренхимные клетки клубневой части содержат в себе крахмальные зёрна, наибольшее количество которых сосредоточено во внутренней части коры и внешних слоях сердцевины.
Меньше всего этих элементов содержится в водянистых клетках центральной части сердцевины.
Вам также интересно будет ознакомиться с технологией выращивания картофеля в мешках.
Биологические особенности
Биологические особенности роста и развития картофеля во многом зависят от сорта овоща, но в среднем первый урожай можно собирать уже через 80–150 дней, после высадки посадочного материла. Все клубни начинают своё развитие от латеральных подпочвенных почек, которые формируются при основании главного стебля. В максимально благоприятных условиях, в определённый момент удлинение столона останавливается, а находящиеся внутри его апикальной области клетки вначале расширяются, а затем начинают своё продольное деление.
Все вместе описанные процессы вызывают набухание субапикального участка столона, что внешне проявляется цветением растения (в редких случаях оно отсутствует).
Увеличиваясь в размерах, новые картофельные клубни накапливают белки и углеводы, по большей части представленные крахмалом. С их появлением метаболическая активность внутри клубня немного снижается, и он начинает играть роль обычного сосуда для хранения питательных веществ. В среднем, доля крахмала внутри овоща составляет не меньше 18% от его общей свежей массы.
После отмирания надземных побегов (зелёный цвет сменяется коричневым, а затем лозы полностью засыхают) можно приступать к сбору урожая, ведь клубни картофеля уже точно успели затвердеть и вероятность повреждения плодов во время сбора максимально снизилась.
Важно! Если кожура на поверхности картофеля зелёного цвета, значит, в нём содержится большое количество соланина — ядовитого вещества, вредного для человека. Чтобы предупредить его накопления в клубнях стоит своевременно окучивать и мульчировать кусты, тем самым защищая подземную часть растения от солнечного излучения.
Химический состав и пищевая ценность
Химический состав съедобной части картофеля во многом зависит от сорта культуры, условий её произрастания, ухода за растением и зрелости самых клубней. В среднем в процентном соотношении одна картофелина содержит в себе:
При хранении собранного урожая количество содержащегося в клубнях крахмала снижается, что объясняется гидролитическим распадом его сахаров под воздействием пониженных температур в хранилище. Помимо уже указанных веществ, зрелые картофельные клубни полезны для человеческого организма ещё и высоким содержанием витаминов С, В1, В2, В6, К, РР.
Что же касается калорийности приготовленного картофеля, то в 100 г пюре содержится примерно 66 ккал, а старые клубни, приготовленные в мундире, характеризуются наличием 78–80 ккал.
Знаете ли вы? Самым дорогим в мире картофелем заслужено признан сорт La Bonnotte, выращиваемый на острове Нурмуатье во Франции. За 1 кг этого продукта, по разным данным, просят от 400 до 700 долларов.
Как развивается клубень картофеля
Принимая во внимание биологические особенности картофельных плодов можно чётко определить все стадии его развития. Как известно, картофелины образуются утолщениями корневищ (подземной стеблевой части), развивающимися в нижних листовых пазухах, поэтому в жизненном цикле картофеля различают несколько основных этапов:
- Инициация и активный рост клубней.
- Период покоя без существенных изменений характеристик основной части растения.
- Прорастание, которое, в конечном счёте, приводит к последующей вегетативной генерации (под воздействием усилившегося клеточного метаболизма из глазков начинают появляться проростки).
- После прорастания картофеля начинается формирование всех растительных частей культуры, происходит фотосинтез.
На образование новых клубней (будущего урожая) необходимо не меньше 30–60 дней с момента высадки семенного материала, после чего, в течение следующего 1-2 месяцев, новые плоды будут расти и развиваться до состояния полной зрелости.
Примечательно, что образование подземных частей многих сортов картофеля завершается тогда, когда почва прогревается до температуры +25…+27 °C.
Знаете ли вы? Вопреки распространённому мнению, далеко не вся картошка на Земле растёт в почве. В тропических регионах нашей планеты существую разновидности растения, произрастающие с деревьев. Существует даже 15-метровое картофельное дерево, но кроме круглогодичного цветения оно больше ничем не радует человека.
Почему клубень картофеля следует считать видоизменённым побегом?
Если внимательно изучить ботаническое описание картофеля, то ответить на этот вопрос совсем не сложно. Все подземные побеги с формирующимися клубневыми утолщениями в верхушечной части, являются продолжением надземного стебля, поскольку берут своё начало от его основания. Однако ткани клубней во многом отличаются от тканей надземной части, поэтому об их вегетативном происхождении свидетельствует наличие на молодом картофеле недоразвитых, чешуеобразных листовых пластин. Отмирая, они оставляют на поверхности будущего урожая дугообразные отметины, с 2-3 почками внутри. Вместе с бровками такие следы формируют летки.
Дополнительным свидетельством того, что клубень можно рассматривать как видоизменённый побег, служит его способность к изменению цвета при воздействии солнечного излучения. Несмотря на отсутствие в плодах картофеля хлорофилла, они могут зеленеть не хуже листвы и надземной части стебля.
Вредители и болезни
Несмотря на то, какой сорт картофеля перед вами, он наверняка состоит из стандартного набора тканей, слегка отличающихся своей структурой. Правда, именно эти отличия часто влияют на устойчивость растения к разнообразным овощным недугам и вредителям, поэтому полностью исключить вероятность появления проблем невозможно.
Самыми частыми причинами нарушения развития культуры становятся:
- Фитофтороз — заболевание, вызванное мицелиальным микроорганизмом Phytophthora infestans, который быстро распространяется в тканях листовых пластин и самых клубнях. Патоген долгое время сохраняется в растительных остатках с прошлого сезона и успешно зимует в почве, поэтому для предупреждения заражения культуры не стоит оставлять на огороде мусор, а саму почву перед морозами лучше перекопать. При сильном заражении, без фунгицидных составов обойтись не получиться, а значит стоит обратить внимание на современные препараты вроде «Ацидана», «Татту», «Бордосской смеси», приобрести которые можно в любом садоводческом магазине.
- Спорангии. Этот недуг часто вызван воздействием на растение бесполых микроскопических спор, которые в благоприятных условиях очень быстро перемещаются по воздуху или воде. Попадая на листву картофеля, они высвобождают зооспоры, а те, в свою очередь, отправляют зародышевую трубку в ткани зелёной части растения. Внешне наличие проблемы заметно по коричневым пятнам, образующимся на разных участках листьев. Со временем такие участки растягиваются и приводят к активизации гнилостных процессов в эпидермисе растения.
- Парша (обыкновенная и серебристая). В первом случае развитие проблемы вызывает патогенный микроорганизм Streptomyces scabies, а во втором растение страдает от Helminthosporium solani. Первыми признаками заболеваний считается появление на растении коричневых пятен неправильной формы и образование светло-коричневых участков на самих клубнях, которые быстро изменяют проходимость кожицы и нарушают влагообмен. Вкус поражённого картофеля может не отличаться от свойств здоровых экземпляров, но качество плодов всё равно будет снижено (обычно у инфицированного растения замедляется рост и мельчают клубни). Идеальными условиями для активного развития болезни будет повышенная влажность воздуха на фоне высокой температуры окружающей среды.
- Ооспороз (парша бугристая) — ещё одна грибковая болезнь картофеля, возбудителем которой в данном случае является гриб Polyscytalum pustulans. Он изменяет состояние глазок на поверхности клубней и проявляется в виде округлых пустул, цвет которых практически не отличается от окраса основной поверхности здорового картофеля. Как и в предыдущих случаях, справиться с проблемой помогут своевременные профилактические мероприятия (например, соблюдение севооборота и своевременный уход за почвой) и использование фунгицидов.
Из вредителей, особенно опасными для картофельных насаждений считаются колорадский жук, фторимея (она же картофельная моль), нематоды и большая тля, чьё присутствие можно заметить по ухудшению состояния зелёной массы культуры. Кроме того, не меньше вреда ей приносят слизни, прокладывающие туннели внутри плодов и вызывающие их гниение.
Бороться с вредителями можно путём регулярного ручного сбора взрослых особей и личинок, а также с помощью специальных инсектицидов, вроде «Бомбардир», «Калипсо», «Каратэ Зеон».
Внимательно изучив особенности строения, роста и развития картофельных клубней, а также уделив внимание требованиям к выращиванию культуры, можно существенно снизить вероятность развития любой из перечисленных проблем, а всё что останется — наслаждаться вкусными и питательными картофельными плодами.
Растение картофеля, выросшее из клубня, образует куст высота которого 50-80 см. Число стеблей в кусте (обычно 3-6), их толщина, способность к ветвлению зависят от сорта и условий произрастания.
В начале развития стебли прямостоячие, в дальнейшем у большинства сортов изогнутые. В поперечном сечении они угловатые или округлые, диаметром до 20 мм, часто с прямыми или волнистыми сильно развитыми крылообразными придатками. Окраска стеблей зеленая или с антоциановой пигментацией. Подземные побеги называются столонами. Они утолщаются на вершинах и образуют начало новых клубней. На каждом стебле развиваются 6-7 и более столонов длиной 15-20 см, у некоторых сортов до 40-50 см. В зависимости от длины столонов гнезда картофеля бывают разбросанные (что крайне осложняет уход за посадками и их уборку) и компактные.
Строение клубня картофеля
Молодой клубень покрыт эпидермисом, зрелый — опробковевшей кожурой, гладкой или сетчатой. Кожура непроницаема для воздуха, но в ней имеются отверстия — чечевички, через которые осуществляется дыхание. Под кожурой находятся клетки коры, заполненные крахмальными зернами, затем слой образовательной ткани (камбия), кольцо сосудисто-волокнистых пучков и сердцевина, также содержащая крахмал.
На поверхности клубней в углублениях, обрамленных листовым рубцом, или бровкой (след опавшего недоразвитого листа) расположены глазки. Они расположены по спирали. В вершине молодой части клубня их находится больше, чем в средней и в нижней части. В каждом глазке 3-4 почки, но прорастает обычно только одна средняя, наиболее развитая, 4 и лишь при повреждении ростка трогается в рост другая почка. Самые сильные ростки дают почки верхних глазков. Почки, проросшие в темноте, образуют бледные удлиненные тонкие ростки, называемые этиолированными. На свету образуются укороченные и плотные ростки. В зависимости от сорта форма основания, окраска и опушение ростков различны.
Клубни картофеля
Окраска ростков (зеленая, красно-фиолетовая и сине-фиолетовая) лучше различима на клубнях, пророщенных при слабом освещении. Основная форма клубня округлая (редко роговидная или вальковидная), удлиненная и овальная; наружная окраска (белая, желтая, розовая, светло-красная, красная, синяя) зависит от пигмента, заключенного в клетках коры или кожуры, и толщины опробковевшего слоя. Мякоть также может быть разной окраски — белая, кремовая, желтая, редко красная и синяя. В России наиболее распространены сорта с белой мякотью клубней.
Строение растения картофеля
Корневая система картофеля мочковатая, сравнительно слабо развитая (масса ее составляет 7-7,5% массы всего растения), ветвится до 3-го порядка; развивается из глазков клубня и из почек стеблевых узлов подземной части стебля и столонов. Основная масса корней расположена в пахотном 25-сантиметровом слое, но отдельные тяжи могут проникать на глубину 110-200 см.
Строение картофеля
Лист картофеля простой непарноперисторассеченный состоит из нескольких пар долей, долек и долечек, расположенных в разных сочетаниях на главном черешке (стержне), и заканчивается одной непарной долей. Строение, степень рассеченности листа, размеры и форма долей, длина, положение и форма черешка — важные сортовые признаки. Пластинка листа всегда в различной степени опушена, окраска от желто-зеленой до темно-зеленой.
Растение картофеля
Соцветие картофеля состоит из 2-3, редко 4 вилкообразно расходящихся завитков, расположенных на цветоносе, который закладывается в пазухе 6-8-го листа и выше (у более позднеспелых сортов). Цветки картофеля 5-членные со спайнолистной чашечкой и неполно сросшимися белыми, красно-фиолетовыми, сине-фиолетовыми или синими долями венчика; тычинок 5 с желтыми или оранжевыми пыльниками; завязь верхняя, обычно двухгнездная.
Цветы картофеля
Картофель — самоопылитель; перекрестное опыление наблюдается редко. У многих сортов пыльцевые зерна сморщены и бесплодны (мужская стерильность). Плод — шарообразная, овальная или реповидная сочная 2-гнездная ягода, содержащая большое число (иногда более 200) очень мелких семян. Масса 1000 семян 0,5-0,6 г.
Анатомическое строение клубня. Клубень картофеля как видоизмененный стебель по анатомическому строению очень похож на стебель этого растения. На разрезе молодого клубня в центре можно видеть сердцевину, окруженную кольцом проводящих пучков и камбием. Кнаружи от камбия размещаются широкий слой лубяной паренхимы вместе с сосудистыми пучками и эпидермис.
Анатомическое строение клубня можно рассмотреть на его продольном разрезе невооруженным глазом, однако лучше это сделать под микроскопом на готовых и специально окрашенных препаратах.
Определение содержания крахмала в клубнях. Определение, содержания крахмала в клубнях картофеля прямым путем представляет некоторые трудности и требует много времени. Поэтому на практике обычно пользуются косвенными методами, которые дают быстрые, хотя и менее точные результаты. К таким способам относят определение крахмала в клубнях но плотности при помощи ареометра и картофельных весов ВГ1-5.
В основе весового метода лежит известное правило: чем больше в клубнях картофеля воды и меньше сухих веществ, тем ближе их плотность к плотности воды, и, наоборот, чем меньше в клубнях картофеля воды и больше сухих веществ, тем большая разница между их плотностью и плотностью воды.
Зная плотность картофеля, по таблице 78 находят соответствующее ей содержание сухого вещества.
Предположим, что плотность картофеля, равна 1,0858. При такой плотности в клубнях картофеля содержится 20,927 % сухого вещества. Сухое вещество картофеля, кроме крахмала, включает сахар, клетчатку, белковые вещества, органические кислоты и соли, на долю которых приходится 7,252 %. Вычитая эту величину из общего содержания сухих веществ, находят содержание крахмала в клубнях картофеля: 20,927 — 7,252 == 13,675, или округляя 13,7.
Доливая в этот раствор воду, доводят его до такой концентрации, чтобь1 большая часть клубней плавала посредине, а число всплывших на поверхность и лежащих на дне клубней было одинаковое. Это будёт означать, что плотность раствора соответствует плотности клубней. Затем при помощи ареометра определяют плотность раствора. Пользуясь таблицей 70, находят соответствующее этой плотности процентное содержание сухого вещества в клубнях.
Картофельные весы ВП-5 предназначены для определения содержания крахмала в клубнях картофеля в пределах от 10 до 30 % и их загрязненности от 0 до 60 %.
На левом коромысле по резьбовому стержню 7 перемещаются противовесы грубой регулировки тары 5.
На правом ее конце имеется скоба с регуляторами тонкой настройки 9, в которой укреплен подвижной указатель равновесия. По полотну коромысла перемещается основная гиря 10, а по дополнительной линейке—малая гпря 11. Опорная призма коромысла лежнт на подушках стойки 12, которая прикреплена к плите каркаса. К грузоприемной призме с помощью подушки и серьги 13 подвешивается чаша 2 с грузом тары. Корзины 3 до пользования весами укрепляют на запас ном крючке каркаса. Весы имеют арретир н отвес.
Рисунки к данной главе:
| Форма клубней картофеля |  |
| Раз-реп через молодой клубень картофеля |  |
| Продольный разрез зрелого клубня картофеля | |
Тесты
652-01. Сходство клубня картофеля с побегом липы заключается в том, что у клубня есть
А) почки
Б) запас крахмала
В) листья
Г) цветки
Ответ
А
652-02. Луковица – видоизменённый побег, это доказывает наличие на ней
А) главного корня
Б) почек-глазков
В) подземных столонов
Г) плоского стебля – донца
Ответ
Г
652-03. Корневище – видоизменённый побег, это доказывает наличие на корневище
А) главного корня
Б) плёнчатых чешуек
В) плоского стебля – донца
Г) механических волокон
Ответ
Б
652-04. К видоизменённым побегам относится съедобная часть
А) моркови
Б) картофеля
В) свёклы
Г) репы
Ответ
Б
652-05. Сходство клубня картофеля с побегом тополя заключается в наличии
А) почек
Б) запаса крахмала
В) листьев
Г) глазков
Ответ
А
652-06. Корневище – это видоизменённый
А) побег
Б) клубень
В) главный корень
Г) придаточный корень
Ответ
А
652-07. Клубень – видоизменённый побег, это доказывает наличие на клубне
А) плёнчатых чешуек
Б) почек-глазков
В) мясистых и сочных чешуй
Г) плоского стебля – донца
Ответ
Б
652-08. Что представляет собой клубень картофеля?
А) подземный побег
Б) видоизмененный стебель
В) корневище
Г) корнеплод
Ответ
А
652-09. Верны ли следующие суждения о видоизменённых органах растений?
1. Корневище – это орган минерального питания растений.
2. В нижней части луковицы репчатого лука расположен плоский стебель – донце, на нём развиваются видоизменённые листья.
А) верно только 1
Б) верно только 2
В) верны оба суждения
Г) оба суждения неверны
Ответ
Б
652-10. Какой из видоизменённых органов является видоизменённым побегом?
Ответ
Г
652-11. Луковица — видоизмененный побег, встречающийся у
А) лилии
Б) картофеля
В) пырея
Г) папоротника
Ответ
А
652-12. Подземный побег можно отличить от видоизменённых корней по наличию у него
А) почек
Б) корневых волосков
В) боковых и придаточных корней
Г) запасающей ткани
Ответ
А
652-13. Какое растение размножается с помощью луковицы?
А) тюльпан
Б) картофель
В) морковь
Г) земляника
Ответ
А
652-14. Какой из видоизменённых органов является видоизменённым побегом?
Ответ
Г
652-15. Верны ли следующие суждения о видоизменённых органах растений?
1. Внутренние мясистые и сочные листья луковицы лука содержат запасы воды и питательных веществ.
2. На корневищах растений находятся плёнчатые чешуйки – видоизменённые листья.
А) верно только 1
Б) верно только 2
В) верны оба суждения
Г) оба суждения неверны
Ответ
В
652-16. Отличаются по строению, но являются видоизменениями одного и того же органа растения
А) лист мака и стебель одуванчика
Б) корень ржи и побег кукурузы
В) клубень картофеля и плод георгина
Г) луковица тюльпана и корневище ландыша
Ответ
Г
652-17. В результате утолщения боковых и придаточных корней образуются
А) воздушные корни
Б) корневые клубни
В) корнеплоды
Г) корни-присоски
Ответ
Б
652-18. Усики гороха посевного – это видоизменённые
А) боковые побеги
Б) листочки сложного листа
В) прилистники
Г) выросты побега
Ответ
Б
652-19. Какой из изображённых органов растений является видоизменённым корнем?
Ответ
Г
652-20. Верны ли следующие суждения о видоизменённых органах растений?
1. К видоизменённым корням относят корневища, клубни и луковицы.
2. У гороха имеются усики, которые представляют собой видоизменённые листья.
А) верно только 1
Б) верно только 2
В) верны оба суждения
Г) оба суждения неверны
Ответ
Б
Еще можно почитать
ЗЗУБРОМИНИМУМ: готовимся к ЕГЭ быстро
«БИОРОБОТ» — это онлайн-тестирование
