Какие вещества хранятся в корнях картофеля

Обновлено: 19.09.2024

Вторым производственным процессом после уборки картофеля является его хранение. Важно не только сохранить урожай, снизить потери от порчи, но и максимально сохранить в клубнях полезные вещества. Разберемся, как меняется химический состав картофеля во время хранения и как на это влияют условия выращивания.

Состав картофеля

Картофель самый калорийный овощ, так как в нем около 75% сухих веществ находятся в виде крахмала. В 100 г картофеля содержится около 80 г воды, 10 г углеводов (крахмал от 13 до 35%, клетчатка, пектины, моно- и олигосахариды). Пищевые волокна – 2-2,5 г, жиры 0,1 г, белки 2-2,6 г, зола 1,6 г.

На витамин С приходится основная доля из всех витаминов. Его концентрация колеблется о 10 до 54 мг. Содержатся также витамины группы В (В1, В2, В6), провитамин А, органические кислоты, стерины, галакто- и стериносодержащие липиды.

Из органических кислот преобладают яблочная, лимонная и щавелевая. Из минеральных солей соли калия и фосфора. Ядовитый гликоалкалоид соланин содержится в надземных частях растения и в кожуре. В проросшей картошке его концентрация самая высокая.

Как меняется химический состав клубней

Хранение картофеля в зависимости от предназначения продукции длится от 2 до 11 месяцев. За это время в клубнях продолжаются физиологобиохимические процессы, гидролиз крахмала до моносахаридов продолжается почти до конца хранения.

Но ест зависимость содержания веществ от условий выращивания. Количество белка в клубнях к концу хранения снижается в 2 раза при применении полного состава минеральных удобрений во время выращивания. Но при использовании лишь фосфатов его содержание значительно не меняется.

Сразу после закладки на хранение в клубнях начинается гидролиз крахмала до моносахаров. Поэтому в начале хранения в картофеле резко увеличивается содержание сахаров, а к январю снижается. За полгода потери крахмала составляют около 10%.

Если овощ возделывали без применения удобрений, потери сахаров составляют 18%, при применении фосфатов 3%. Потери сахаров при использовании карбоаммофоса 10%. Самый интенсивный гидролиз клетчатки происходит в январе-феврале. Содержание клетчатки за весь период хранения уменьшается в 2 раза.

Самые большие потери витамина С происходят в ноябре и апреле и составляют около 70% от изначальной концентрации. На степень разложения аскорбиновой кислоты не влияют условия выращивания.

Содержание неорганических фосфатов снижается. В конце хранения накапливаются органические кислоторастворимые фосфаты, которые нужны для появления проростков.

Без использования минеральных удобрений при выращивании клубни теряют около 10% сухого вещества во время хранения. При внесении медленнодействующих удобрений потери во время хранения составляют около 7%.

Клубни отличаются от корневищ тем, что у них стебель короткий и толстый, а листья недоразвиты. Как и на всяком побеге, у них имеются почки и расположены они на верхушке и в пазухах недоразвитых листьев. Придаточные корни на клубнях не развиваются. Клубни у картофеля вырастают из подземных почек не сразу. Сначала из почки растёт длинный белый подземный побег — столон. Столон живёт меньше года. Верхушка со временем начинает утолщаться и превращается к осени в клубень.

В клубне накапливается много крахмала в виде мелких зёрен. Клубень картофеля — это видоизменённый побег с утолщённым стеблем и мелкими листьями.

Что делать. Рассмотрите внешнее строение клубня картофеля.

Что наблюдать. Найдите на его поверхности верхушечную и пазушные почки (глазки), рубцы от листьев (бровки) и рубец от отделившегося столона.

Что делать. Подсчитайте число глазков на клубне.

Что наблюдать. Найдите на клубне верхушку и основание.

Обратите внимание на неравномерное распределение глазков на утолщённом стебле.

Ту часть клубня, где больше глазков, называют верхушкой, а противоположную где рубец от столона — основанием.

Что делать. Разрежьте клубень на две части. На разрез клубня капните каплю раствора иода.

Как изменилась окраска разреза клубня?
Какие вещества отложены в клетках клубня?
Каково значение клубня в жизни растения?

Подготовить к отчёту. Зарисуйте в тетради внешний вид клубня и подпишите его части. Запишите признаки, доказывающие, что клубень — это побег.

Растение картофеля

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.

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.

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.

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.

Что такое клубень картофеля: ботаническое описание, развитие и применение

Научное название картофеля — паслен клубненосный. Но обычно и клубни, и растение в целом называют картошкой. Мы расскажем об анатомическом строении клубней картофеля. Эта информация поможет начинающим фермерам грамотно расходовать урожай и получать ценный посевной материал.

Что представляет собой клубень картофеля

Чем является клубень картофеля? Это вегетативное утолщение, или чрезмерно разросшаяся почка на корне растения, пригодная в пищу.

По сути клубень — это видоизмененный побег паслена клубненосного. Развивается на вершине столона — бокового побега с удлиненными междоузлиями и недоразвитыми листьями.

Как выглядит

В зависимости от сорта клубни бывают круглой, овальной, продолговатой и веретеновидной формы. Мякоть — белого, желтого, кремового, оранжевого цвета. Плотная кожица — розового, желтого, бежевого, коричневого или фиолетового цвета.

Интересно! У сорта картофеля Взрыв мякоть и кожица темно-фиолетового цвета с ореховым привкусом и ароматом.

Строение клубня

Мякоть состоит из утолщенной крахмалистой плотной ткани. Клубень покрыт пробковой корочкой, которая грубеет по мере старения (см. фото).

На заметку! Родина паслена клубненосного — Южная Америка, где он впервые был окультурен.

Внутреннее

Рассмотреть внутреннее строение картофелины можно только на свежем срезе. Подземный стебель в разрезе включает такие слои:

эпидермис — опробкованные клетки перидермы;
кора — паренхимные клетки с крахмальными зернами;
камбий — камбиальные клетки с ксилемными элементами;
сердцевина — паренхимные клетки с радиальными лучами.

Сердцевина содержит наименьшее количество крахмальных зерен. Это самая грубая часть мякоти.

Внешнее

Клубень — семенной материал для вегетативного размножения картофеля. На его поверхности располагается 7-15 глазков, по 3 почки с зачатками листьев и корешков в каждом. В рост идет исключительно центральная почка, из которой развиваются надземные побеги и корни.

Внимание! Если ростки из центрального побега повреждены, происходит замещение за счет боковых почек. Но такие побеги всегда слабее и плохо переносят неблагоприятные погодные условия в момент интенсивной вегетации.

Зависит ли от сорта

Общее строение клубня картофеля у всех сортов одинаковое. Различие лишь в окраске мякоти и кожицы картофелины и соотношении внутренних слоев по толщине.

Другие составляющие растения

Надземная часть картофеля включает:

Стебли. Прямостоячие, мясистые, с прижатыми волосками, высотой от 30 до 140 см. Обычно на кусте образуется 4-7 стеблей.
Листья. Прерывисто-непарноперисторассеченные, с 6-10 яйцевидными листочками заостренной формы. Гладкие с наружной и опушенные, ребристые с внутренней стороны. Расположены на стеблях по спирали.
Цветки. Пятичленные, собраны на верхушке в соцветия-завитки. Чашечка состоит из 5 чашелистиков. Венчик спайнолепестной, белого, желтого, розового, фиолетового цвета. После опыления пестика превращается в плод-ягоду.
Плод. Зеленая ягода, шаровидная, 1,5-2,2 см в диаметре, не пригодная в пищу.

Какая корневая система у картошки

Корневая система картофеля мочковатая, уходит на глубину 30-50 см от поверхности почвы. Максимального развития корни достигают в момент бутонизации куста, при полном созревания клубней постепенно отмирают.

Состоит из:

первичных корней, которые образуются в начале прорастания клубней;
пристолонных корней, расположенных группами по 4-5 шт.;
столонных корней.

Клубень картофеля представляет собой утолщенный и укороченный стебель, покрытый защитной пробковой тканью.

Сколько семядолей

Картофель относится к классу двудольных. При прорастании семя образует две семядоли.

Биологические особенности клубня

Образование новых клубней происходит в нижних листовых пазухах и занимает 40-70 дней с момента посадки.

Как образуется

Начало прорастания картофелин характеризуется активацией клеточного метаболизма для формирования вегетативной массы растения. Куст формирует до 20-30 клубней, но только 5-15 из них превращаются в полноценные, сохранив все сортовые характеристики.

Алгоритм развития

Развитие разделяют на условные периоды:

В процессе фотосинтеза зеленая часть растения накапливает питательные вещества и отправляет их в корневую систему, благодаря чему образуются клубни на 30-45 день посадки.
Из латеральных подпочвенных почек развиваются столоны.
С наступлением благоприятных условий наступает инициация, прекращается удлинение столона.
В фазе цветения субапикальная часть столона набухает, что приводит к накапливанию крахмала и белка.
По истечении 3-4 недель общая метаболическая активность снижается, лозы отмирают.
Кожица утолщается, скорость клеточных процессов подавляется.

В момент сбора урожая клубни готовы к длительному хранению в подвальных условиях.

Почему считается видоизмененным побегом

Столоны с клубневыми утолщениями в верхушечной части — это продолжение надземного стебля. Однако строение ткани клубня отличается от строения тканей надземной части. Наличие чешуеобразных листовых пластин свидетельствует об их вегетативном происхождении.

Дополнительное доказательство того, что клубень можно считать побегом — его способность к позеленению. Под воздействием солнечного цвета картофелины быстро меняют окраску, несмотря на отсутствие хлорофилла в клетках.

Какие болезни и вредители угрожают клубням картошки

Паслен клубненосный поражают такие заболевания:

Химический состав и свойства

Химический состав зависит от сорта картофеля, качественного состава почвы в месте произрастания и степени зрелости.

Картофельные клубни содержат:

73% воды;
15% крахмала;
2% сырого белка;
5,5% сахаров;
1% клетчатки;
0,1% жиров;
0,5% пектиновых компонентов;
0,3% титруемых кислот;
0,1% фенольных соединений;
1,5% органических соединений;
1,2% минеральных веществ.

Пищевая ценность

Калорийность картофеля, отваренного в кожице, достигает 70 ккал. В измельченном виде (пюре) — 60-65 ккал на 100 г.

Основное питательное вещество — сложный углевод крахмал. В отделах ЖКТ он расщепляется и превращается в глюкозу, которая при окислении выделяет энергию. В среднем содержание крахмала варьируется в пределах 15-25%.

В картофеле много клетчатки и пектинов, которые не раздражают слизистую желудка и тонкого кишечника. В мякоти есть витамины С, В1, В2, В6, К, РР, калий, натрий, железо, магний, медь, цинк, марганец, йод.

Польза и вред картофеля

В 100 г картофеля содержится:

400 мг калия, который необходим для работы сердечной мышцы и нормализации водного обмена в организме;
20 мг витамина С, или аскорбиновой кислоты, которая отвечает за состояние иммунитета и общую сопротивляемость вирусным заболеваниям, предотвращает цингу;
до 2% легкоусвояемого белка туберина (100% усвояемость организмом).

Вред организму может нанести употребление в пищу зеленых картофелин, которые под воздействием солнечных лучей интенсивно накапливают соланин — яд, вызывающий отравление.

Применение клубней

Картофель возделывают как однолетнюю культуру. Основная масса выращенного урожая используется для приготовления пищи. Помимо этого картофелины пригодны для кормления домашних животных, производства этанола и пищевого крахмала.

Заключение

С позиции биологической классификации, клубень считается вегетативным утолщением на корне. Это не плод паслена клубненосного, но он используется для размножения растения. Простая технология выращивания и высокая питательная ценность определили его важное место в рационе человека.

Картофель – строение корней

Рис. Подземная часть куста картофеля: 1 – старый клубень; 2 – столоны; 3 – новые клубни; 4 – корни.

Именно по клубням сорта картофеля отличаются больше всего: у них разное количество глазков, разные цвета и оттенки, как у кожуры, так и у мякоти, и, конечно же, вкус.

При этом и стебель, и листья у картофеля ядовиты. Настой из них даже можно использовать для опрыскивания других растений от вредителей.

Цветки картофеля похожи на пятиконечные звездочки, они могут быть белыми, розовыми, синими, лиловыми или фиолетовыми разных оттенков (и это уже сортовой признак), но, поскольку обычно картофель все огородники размножают клубнями, подробно останавливаться на строении цветков не стоит. У некоторых сортов цветение и вовсе очень слабое, а плоды сами не завязываются, хотя картофель – растение самоопыляющееся. Если опыление все-таки произойдет, завяжутся плоды, напоминающие крохотные помидорчики. Как и стебли с листьями, они ядовиты, есть их нельзя.

Картофель-уроженец довольно теплых (но не жарких) краев, однако, поскольку его культивируют давно, он хорошо приспособился не только к умеренному климату (в Америке ему это удалось и без помощи человека, во многом благодаря наличию клубней), но и к более суровому северному – некоторые его сорта даже в тундре выращивают. При этом надземная часть растения плохо выносит холод (и потому в северных регионах России обычно выводят раннеспелые сорта, чтобы они успели дать урожай за короткое северное лето), тогда как клубни, наоборот, больше страдают от сильной жары (поэтому на юге приходится выращивать сорта, устойчивые к высоким температурам). Быстрее всего картофель растет при температуре почвы +18°C, в этом случае всходы появляются через 14 дней после посадки, а иногда и на пару дней раньше.

В условиях интенсивных технологий рост урожайности картофеля сопровождается увеличением выноса всех элементов питания, в том числе и микроэлементов. Это повышает потребность культуры в биологически значимых для неё микроудобрениях на почвах с недостаточным и умеренным их содержанием в доступной форме.

В данной статье приводятся обобщенные результаты исследований отечественных и зарубежных ученых по содержанию микроэлементов в картофеле, симптомах их дефицита, влиянию условий возделывания на поступление в растения.

В картофелеводстве часто ищут причины неблагоприятных симптомов в период вегетации картофеля: преждевременно пожелтевшие и побуревшие молодые листья, мелкие клубни, плохое образование клубней и низкое содержание в них крахмала. В данном случае речь может идти о дефиците микроэлементов.

Такие микроэлементы, как бор, молибден, цинк, медь, марганец, необходимы картофелю для нормального роста. Важно знать влияние на картофель каждого микроэлемента, его поступление и усвоение растением, в каких обменных реакциях участвует совместно с другими питательными веществами и в каких условиях может проявляться его дефицит. Каждый микроэлемент выполняет строго определенные функции в обмене веществ растений картофеля и не может быть заменен другим.

По сравнению с макроэлементами (азотом, фосфором, калием, серой и магнием) микроэлементы даже в незначительных количествах способны влиять на обменные процессы. К примеру, 1 атом молибдена действует на миллион атомов азота. Это означает, что даже миллион атомов азота в форме нитратов, которые потребляет картофель, не обеспечит должного эффекта без одного атома молибдена.

Каждому виду растений в общей сложности необходимо около 15 питательных веществ (макро- и микроэлементов) в необходимом соотношении и количестве. Агрономам в работе с картофелем необходимо обращать внимание на соотношение разных элементов питания.

Картофель хорошо растет на почвах с широким диапазоном кислотности: при рН 5,0-6,0 — на супесчаных и рН 5,5-6,2 — на суглинистых. На урожайность культуры сильно влияет ее место в севообороте и сбалансированное питание. Отрицательное действие извести на картофель может проявиться лишь на легких, слабоокультуренных и малогумусных почвах. На почвах с высоким рН и низким содержанием подвижных форм микроэлементов рекомендуется применять микроудобрения в некорневую подкормку и на 10-20% повышенные дозы калийных удобрений в расчете на планируемую урожайность. Это повысит устойчивость растений к заболеваниям и повысит качество клубней.

Дозы микроэлементов в некорневые подкормки и их кратность для картофеля планируют в зависимости от обеспечения почвы подвижными формами микроэлементов, уровня возможной урожайности и степени кислотности почвы. В условиях Беларуси некорневые подкормки картофеля рекомендуются от всходов при высоте растений 15-20 см до начала цветения следующими дозами микроудобрений: бор — 50-75 г д. в./га, медь, цинк и марганец — 50, молибден — 20-40 г д. в./га.

Кальциевый хлороз

Все симптомы хлороза проявляются в основном при возделывании картофеля на минеральных почвах с высоким содержанием обменного кальция (более 1600 мг/кг). Хлороз может быть вызван и избытком хлора в почве, если превышены дозы калия хлористого или калийной соли.

Холодная погода весной в начале вегетации картофеля приводит к сильному дефициту железа, который проявляется светлой окраской листьев (табл. 1). Высокая влажность и плохая структура почвы усугубляют ситуацию. Эффективность азотных удобрений в этих условиях снижается, поскольку железо отвечает за превращение нитратов в нитриты. Кроме того, применение гербицидов часто может повреждать растения, так как железо входит в состав ферментов, которые участвуют в разложении гербицидов.

При высоком уровне рН почвы возникает дефицит микроэлементов. В этом случае речь идет о временном проявлении, когда повреждения можно снизить обработкой растений.

Кальциевый хлороз

Читайте также: