Картопля для свого зростання і розвитку вимагає багато поживних речовин, що обумовлює його біологічні особливості картоплі - здатність накопичувати велику кількість сухої речовини і слаборозвиненою кореневою системою.
Серед сільськогосподарських культур картопля займає одне з перших місць по виходу сухої речовини з одиниці площі. Висока продуктивність картоплі і обумовлює його підвищену потребу в поживних речовинах. Про винесення поживних речовин з грунту картоплею та іншими польовими культурами можна судити за наступними даними (див. Табл.).
Споживання поживних речовин картоплею та іншими культурами
Коренева система картоплі являє собою сукупність кореневих систем окремих стебел куща. На одне стебло доводиться в середньому 20-25 коренів, а вся рослина картоплі має всього лише 90-100 коренів. Середня вага коренів картоплі становить 7-10% від загальної ваги рослин.
У складі сухої речовини картоплі виявлено 26 різних хімічних елементів. Однак в умовах більшості грунтово-кліматичних зон рослина картоплі найбільшу потребу відчуває в азоті, фосфорі і калії.
Азот є основним компонентом білків і нуклеїнових кислот. Умови азотного харчування безпосередньо впливають на зростання, розвиток і продуктивність картоплі. У процесі харчування рослини використовують в основному мінеральні сполуки азоту - солі амонію і нітрати (солі азотної кислоти).
Недолік азоту у рослин може спостерігатися в окремі періоди зростання на всіх типах грунтів, особливо навесні, коли нітрати можуть бути вимиті в глибокі шари грунту при таненні снігу і мікробіологічні процеси протікають ще слабо. У літню пору рослини нерідко страждають від нестачі азоту на піщаних і супіщаних грунтах в результаті вимивання його зливовими дощами.
Надмірне азотне живлення сприяє надмірному розвитку бадилля на шкоду бульб, затримує дозрівання, знижує стійкість бульб до механічних пошкоджень під час збирання і до хвороб під час зберігання. Спільне внесення азотних, фосфорних і калійних добрив усуває негативну дію надлишкового азотного харчування.
Фосфор має першорядне значення в синтезі білка, в процесі росту і розмноження. Він відіграє велику роль в поліпшенні вуглеводного і білкового обміну. Дія фосфору проявляється в прискоренні зростання і розвитку рослин.
Достатнє харчування фосфором сприяє кращому розвитку кореневої системи, призводить до більш раннього клубнеобразования і більшого накопичення, крохмалю в бульбах. Крім того, фосфор позитивно впливає на водний режим рослин і сприяє їх більшої стійкості проти шкідливої дії посухи.
Велика частина фосфору в рослині картоплі знаходиться в формі органічних сполук - нуклеїнових кислот, нуклепротеідов, фосфатидів, фітину. Картопля поглинає фосфор з грунту в основному у вигляді іонів фосфорної кислоти.
При нестачі фосфору спостерігаються затримка фаз розвитку рослин, особливо цвітіння, пригноблений ріст і дрібні розміри молодого листя. На листках з'являється темно-зелена з блакитним відтінком забарвлення, від пагонів вони відходять під гострим кутом. Ознаки голодування з'являються на нижніх листках і поширюються вгору.
Недостатнє фосфорне харчування викликає железистую плямистість бульб. Як показали спостереження, недолік фосфору може бути на всіх грунтах, але частіше за все на кислих, багатих рухомими сполуками алюмінію і заліза, суглинних і глинистих дерново-підзолистих грунтах і на красноземах.
Калій, як і фосфор, є необхідним і незамінним елементом зольного живлення рослин. Він сприяє більш швидкому засвоєнню вуглекислоти листками картоплі і прискорює пересування вуглеводів з листя в бульби.
Калій впливає також на обводненість клітин рослин, чим і пояснюється відносно підвищена посухостійкість і морозостійкість рослин при достатньому калійному живленні. І відміну від азоту і фосфору він не входить до складу органічних сполук.
При нестачі калію спостерігається темно-зелена з бронзовим відтінком забарвлення листя, пожовтіння, потім побуріння і відмирання тканин по краях листя, укорочені міжвузля і більш тісне розташування часточок листа, нерівномірний ріст листової пластинки, що приводить до морщинистости листя, які передчасно втрачають тургор, засихають і обпадають. Ознаки нестачі калію з'являються на старих нижніх листках куща, потім середніх і верхніх.
Особливо часто калійне голодування відчувають рослини картоплі на заплавних землях і торфовищах. Ці грунту нерідко бідні калієм, до того ж в них міститься багато кальцію і магнію, які ускладнюють надходження калію в рослину. Недолік калію може бути і на піщаних і супіщаних дерново-підзолистих грунтах.
Дослідами встановлено, що дія того чи іншого елемента живлення в сильному ступені змінюється в залежності від забезпеченості рослин іншими поживними речовинами. Так, фосфор і калій відіграють важливу роль в засвоєнні картоплею азоту. При нестачі калію рослини картоплі не можуть використовувати аміачний азот. Для засвоєння рослинами нітратного азоту необхідний фосфор.
Споживання картоплею поживних речовин різко зростає з ростом врожаїв, але прямої пропорційності тут не спостерігається. Як показали досліди, при низькій агротехніці і невисоких урожаїв бульб рослина картоплі споживає живильних речовин на одиницю врожаю відносно більше.
Картоплі необхідні поживні речовини протягом усього вегетаційного періоду. Однак надходження їх в рослину протягом літа неоднаково. За час зростання і розвитку картоплі спостерігається то більше, то менше інтенсивне споживання всіх поживних речовин і окремо азоту, фосфору і калію.
Це обумовлюється тим, що хімічний склад різних органів рослини неоднорідний. Наприклад, в листі азоту і фосфору міститься більше, ніж в стеблах картопляного рослини, і, навпаки, калію більше міститься в стеблах, ніж у листі. Кількість фосфору зростає від нижніх ярусів листя до верхніх.
У міру формування тих чи інших органів з різним хімічним складом і різними фізіологічними функціями рослина посилено витягує з грунту ті елементи їжі, які йому необхідні для утворення цих органів. Отже, посилене споживання того чи іншого елемента живлення з грунту залежить від того, які органи рослини найбільш інтенсивно формуються в даний період.
Хімічний склад органів рослини змінюється також з їх віком. Наприклад, в листі і стеблах молодого картопляного рослини азоту, калію і фосфору міститься більше, ніж в листках і стеблах старого рослини. У листі ж старого рослини міститься більше калію і магнію. Молоді зростаючі бульби містять відносно більший відсоток азоту, фосфору і калію і менше крохмалю, ніж зрілі бульби.
У дослідах порівнювався кількість накопиченого картоплею сухої речовини і поглинених їм з грунту елементів їжі (азоту, фосфору і калію). Було встановлено, що в першу половину вегетаційного періоду, коли найбільш інтенсивно відбувається зростання картоплі, на одиницю сухої ваги рослини поглинають поживних речовин значно більше, ніж до кінця вегетації.
На кожні 100 г сухої речовини картоплі в період бутонізації з грунту поглиналося: азоту - 4,5 г, калію- 4,6, фосфору - 1,2 г; в фазу цвітіння: азоту - 3,2 г, калію - 3,5, фосфору -0,8 г; в період відмирання бадилля: азоту - 0,9 г, калію - 2,2, фосфору - 0,7 м
З наведених даних видно, що в перші періоди вегетації картоплі поживні речовини надходять в рослини більш інтенсивно, ніж в більш пізні періоди. Це пояснюється тим, що в період формування бадилля для її зростання потрібна велика кількість азоту, фосфору і калію.
Відмінною особливістю розвитку картоплі є те, що інтенсивні ростові процеси проходять не тільки в період формування бадилля, а й під час максимального приросту бульб. Період максимального приросту бульб зазвичай збігається з фазою цвітіння картоплі і з початком відмирання бадилля.
Ця біологічна особливість картоплі пояснює причину його потреби в поживних речовинах протягом майже всього вегетаційного періоду. Як відомо, бадилля у рослини картоплі починає формуватися відразу ж після появи сходів і до цвітіння, а зростання бульб картоплі проходить від початку утворення бутонів на рослинах і майже до збирання врожаю.
Слід, однак, відзначити, що з другої половини вегетації рослин картоплі, після того як бадилля досягне максимального ваги і почне відмирати, споживання поживних речовин із ґрунту значно знижується. У цей період відбувається перерозподіл поживних елементів всередині рослини, пересування їх з бадилля в бульби. Картопля з потужно розвиненою бадиллям нерідко до кінця вегетаційного періоду майже не поглинає поживних речовин із ґрунту. В даному випадку зростаючі бульби картоплі забезпечуються поживними елементами в основному за рахунок бадилля.
Максимум поглинання поживних елементів картоплею в кількісному вираженні припадає на період бутонізації та цвітіння, коли відбувається найвищий приріст надземної маси. Періоди зростання і розвитку в рослини картоплі надходить наступна кількість азоту, фосфору і калію (див. Табл.).
Надходження азоту, фосфору і калію в рослини картоплі за періодами росту і розвитку,%
Встановлено, що азотисті сполуки надходять в рослину переважно в першу половину вегетаційного періоду, коли відбувається інтенсивний розвиток бадилля. У цей період рослина картоплі вимагає і споживає багато азоту, тому що він є основним компонентом білків, що йдуть на освіту стебел і листя. При відмирання ж бадилля надходження азоту з грунту зменшується, а з початком засихання стебел майже зовсім припиняється.
Фосфорнокислий з'єднання картопля споживає в менших кількостях, ніж азотисті. Найбільша кількість фосфору картопля споживає в періоди інтенсивного утворення бадилля і бульб. Фосфорнокислиє сполуки надходять в рослину відповідно з надходженням води. Чим більше води бере рослина, тим більше воно отримує і фосфорнокислий з'єднань.
Калій необхідний картоплі для утворення бульб і має велике значення для пересування крохмалю з листя в зростаючі бульби. При нестачі калію на листках картоплі з'являються бронзові плями, розвиток рослин затримується, що веде до зниження врожаю і погіршення якості бульб.
Калій підвищує стійкість картоплі проти кільцевої гнилі, макроспоріума та інших хвороб. При нестачі калію рослини погано використовують аміачний азот. Найбільша кількість калію рослина бере з грунту в період інтенсивного росту бадилля і бульб.
Ранньостиглі сорти картоплі при вирощуванні їх на родючих ділянках до періоду максимального накопичення бадилля поглинають до 90% калію від загального його надходження за вегетаційний період. При відмирання бадилля у ранньостиглих сортів картоплі надходження калію в рослину зменшується, а калій, накопичений бадиллям, частково переміщується в бульби і частково втрачається при опадання листя.
На кількість мінеральних речовин, що поглинається рослинами з грунту, великий вплив мають погодні умови, кислотність грунту, форми добрив та інші фактори. Так, наприклад, у вологі роки картопля споживає азоту, фосфору і калію з грунту значно більше, ніж в сухі. Пояснюється це тим, що у вологі роки поживні речовини в грунті знаходяться в більш рухомому, засвоюваному для рослин стані і більше їх кількість йде на інтенсивний розвиток надземної (нетоварної) частини врожаю картоплі.
При дослідженні реакції грунту встановлено, що pH водної витяжки, рівна 5-6,5, характеризує найбільш сприятливу реакцію щодо надходження поживних елементів у рослину картоплі з грунту. Доведено також, що при високому вмісті в грунті кальцію в картопля дуже погано надходить калій, і навпаки.
Картопля, що вирощується на глинистих і суглинних грунтах, найбільше чуйний на азотні, потім на фосфорні та найменше на калійні добрива. На піщаних і супіщаних грунтах картопля дає більш високі прибавки врожаю від внесення азотних, потім калійних і фосфорних добрив. При вирощуванні на опідзолених і вилужених чорноземах він сильніше реагує на азотні і фосфорні добрива, ніж на калійні. На потужних і звичайних чорноземах картопля слабо відгукується на калійні добрива.
На окультурених торф'яно-болотних і заплавних землях більш ефективними добривами під картоплю є калійні, так як на цих грунтах засвоюваного азоту і фосфору міститься значно більше, ніж калію. Ось чому при розробці системи удобрення під картоплю не можна виходити лише з розмірів виносів рослинами азоту, фосфору і калію, а слід строго враховувати особливості ґрунтів, забезпеченість їх елементами їжі.