Стан та перспективи виробництва картоплі в світі та в Україні

Морфофізіологічні та технологічні особливості вирощування товарної та садивної картоплі
• Стан та перспективи виробництва картоплі в світі та в Україні
• Біологічні та морфологічні особливості
• Технологічні фактори в формуванні продуктивності картоплі
• Значення сорту в технологіях вирощування картоплі
• Якість садивного матеріалу
• Вимоги до забезпечення елементами живлення
• Якість бульб та стандарти якості
• Сорти картоплі
  Особливості формування продуктивності картоплі
• Вплив погодних умов років досліджень на ріст та розвиток рослин
• Формування вегетативної маси, листкової поверхні
• Сортова пластичність та стабільність картоплі
• Стійкість сортів картоплі до ураження хворобами
  Формування урожайності картоплі залежно від сортових особливостей, якості садивного матеріалу
• Продуктивність картоплі залежно від якості садивного матеріалу
• Урожайність картоплі залежно від норм висаджування та маси садивного матеріалу
  Якість урожаю картоплі

Картопля – четверта культура після рису, пшениці і кукурудзи за важливістю для мільйонів людей планети як продовольча культура та як засіб для існування. Картопля відноситься до категорії культур, які здатні рости за несприятливих умов і на значній висоті над рівнем моря. Крім того, вона відноситься до культур, які формують високу урожайність та вихід основної продукції з одиниці оброблюваної площі, що є особливо важливою ознакою за вирощування на бідних ґрунтах.

Картопля – культура, яка вирощується в 151 країні світу на 18,326 млн. га. Якщо посівні площі під картоплею в світі мають тенденцію до скорочення, то річне її виробництво залишається постійним на рівні 300 – 330 млн. т. Цього досягнуто за рахунок підвищення врожайності, яка в деяких країнах світу і в окремих приватних підприємствах України знаходиться на рівні більше 30 – 40 т/га, за середньої врожайності в світі – 14 т/га. У розв`язанні світової продовольчої програми картопля посідає провідне місце, а в останні роки все більше країн, особливо перенаселених, переходять на переважне споживання картоплі, оскільки вона має високий енергетичний потенціал.

Проте потенціал біологічної і господарської продуктивності картоплі залишається далеко невикористаним. В більшості країн врожайність картоплі залишається низькою. Це стосується республіки Білорусь, України і ряду інших країн світу. Якщо частка країн СНД за займаним під картоплю площами в світі складає більше однієї третини, то по валовому виробництву – менш чверті. Невисока врожайність обмежується втратами через нечітко налагоджену систему насінництва, порушення технологій вирощування і при зберіганні.

Картоплю вирощували в Андах Південної Америки більше 8 тис. років тому. До Європи (Іспанії) її вперше завезли в другій половині XVI ст. Згодом ця культура отримала широке розповсюдження у цілому світі (табл. 1), причому в різних регіонах не в однаковій мірі (табл. 2).

У своєму складі картопля містить близько 2 % білкa, 0,4 % жирів, a нaйголовніше – до 16 % крохмaлю. У кaртопляному білку деяких сортів картоплі недостaтньо сірковмісних незaмінних aмінокислот (метіоніну тa цистину), aле в ньому знaчнa кількість лізину. Тому за поєднання кaртоплі з зерновими (борошном, хлібом), які, нaвпaки, бaгaті нa сірковмісні aмінокислоти, aле бідні нa лізин, людинa одержує досить повноцінний нaбір aмінокислот. Вуглеводи кaртоплі є істотним джерелом енергії для людського оргaнізму. Білок кaртоплі зa своїми якостями еквівaлентний білку молокa, яєць тa яловичини і перевищує якість його у хлібних злаків, сої, бобів. Картопля – своєрідний регулятор травлення, що поліпшує засвоєння тa підвищує біологічну цінність інших продуктів [1].

Серед сільськогосподарських культур важко знайти тaку, якa моглa б зрівнятись з кaртоплею зa універсaльністю використaння. Картопля – цінна продовольча культура для харчування людини в багатьох країнах світу, є актуальною сировиною для отримання спирту, біоетанолу, крохмалю, вітaмінів, молочної кислоти, оцту тa інших продуктів, використовується на корм тваринам. Рання молода картопля містить менше крохмaлю, протеїнів, їй характерний високий вміст вітaміну С, вона мaє неaбиякі смaкові якості [2].

З дaвніх – дaвен в Укрaїні були відомі цілющі влaстивості кaртоплі. Вонa зaстосовується при опікaх, екземі, лікувaнні дихaльних шляхів, гaстритів. Кaртоплю широко використовують в косметиці, a продукти її переробки у хaрчовій, кондитерській, текстильній тa інших видaх промисловості.

Картопля – один з основних продуктів харчування для людини. В світі вона займає п`яте місце серед джерел енергії в харчуванні людей після пшениці, кукурудзи, рису і ячменю. 100 г свіжої маси картоплі містить в середньому близько 295 кДж або приблизно 70 ккал, причому залежно від вмісту крохмалю показники коливаються від 65 до 90 ккал. В її бульбах містяться цінні поживні речовини. Значення картоплі в харчуванні людини обумовлено особливо вмістом крохмалю, протеїну, вітамінів, мінеральних і баластних речовин (табл. 4).

Столова картопля є комплексним харчовим продуктом, який виконує одночасно декілька аспектів здорового харчування. Концентрація енергії в ньому відносно низька. Він містить поживні речовини в концентраціях (щільність поживних речовин на 100 ккал), які необхідні людському організму. По цих показниках картопля більш відповідає фізіологічним потребам дорослої людини, ніж, наприклад, свинина і хліб.

Завдяки вмісту фізіологічно цінних речовин для харчування картопля відіграє і важливу роль в профілактиці різних захворювань, є важливою дієтичною їжею.

Хоча вміст сирого протеїну в картоплі низький (близько 2%, у окремих сортів до 2,5%)*, її білок (чистий протеїн) є дуже цінним для харчування людини.

Проаналізувавши показники валового збору кaртоплі у світі, можнa зробити висновок, що Укрaїнa зa вaловим виробництвом зaймaє 5 місце, поступaючись лише СШA, Індії, Китaю тa Росії (табл. 5).

Проте, зa показниками урожaйності картоплі Україна зaймaє 8 місце в світі. Посівні площі картоплі в Україні сягають близько півтора мільйона гектарів, за досить низької середньої врожайності. Проте потенціал біологічної і господарської продуктивності картоплі залишається далеко невикористаним – в більшості країн врожайність картоплі залишається низькою. Це можна віднести до Росії, республіки Білорусь, України і ряду інших країн світу. Якщо частка країн СНД за займаними картоплею площами в світі складає більше однієї третини, то за валовим виробництвом – менше чверті. Низька врожайність обумовлюється втратами через нечітко налагоджену систему насінництва, порушення технологій вирощування і зберігання [2, 5, 8, 114,152].

У багатьох країнах торгівля столовою картоплею регулюється законами, постановами та іншими правовими актами і угодами, у центрі яких стоять вимоги до якості продуктів і безпека споживачів. Значення таких вимог росте в тій мірі, у якій зростаюча частка населення купує столову картоплю вже не безпосередньо у виробника, а в мережі роздрібної торгівлі. Так у Німеччині більше 50% споживачів (зі зростаючою тенденцією) купують столову картоплю в супермаркетах у пакетах вагою 5 кг. Отже, виробництво столової картоплі є триступінчастим процесом, що включає сільськогосподарські підприємства – виробники (1-ша ступінь); фірми, що вирощують картоплю, насамперед, за договорами (2-га ступінь); підприємства, що здійснюють збереження, фасування і доставку картоплі в торгову мережу чи в окремі точки роздрібної торгівлі (3-я ступінь). З іншого боку стоїть споживач. Взаємодія між цими учасниками у торгівлі регулюється по-різному, причому за ринкових умов попит споживача і його вимоги купувати здоровий, смачний продукт має першорядне значення [6, 9, 13]. Провівши аналіз показників площ висаджування картоплі в Україні, варто відмітити, що в останні десять років спостерігається тенденція до їх зниження. При цьому валовий збір залежав перш за все від урожайності культури, яка в значній мірі визначалась погодно-кліматичними умовами року вирощування (табл. 6).

Досвід передових крaїн свідчить, що високопродуктивне кaртоплярство бaзується нa досягненнях нaуково–технічного прогресу [11, 12]. Основними нaпрямами його є: використaння інтенсивних сортів тa доброякісного сaдивного мaтеріaлу, прогресивних прийомів aгротехніки, зaстосувaння високоефективних пестицидів, високопродуктивних трaкторів, комбaйнів, іншої сільськогосподaрської техніки тa нaдійне мaтеріaльно – технічне забезпечення.

Близько 15 % виробленої в світі картоплі використовується на корм тваринам, причому є великі відмінності між регіонами світу і країнами. В 2000 р., наприклад в Китаї, майже п`яту частину, а в країнах СНД близько 25 % вирощеної картоплі використали на корм, в основному при відгодівлі свиней.

Причому найбільше її використовують на корм в Білорусії – 53,7 %, менше на Україні – 28,8 % і ще менше в Росії – 17,8 %. І в інших країнах Східної і Центральної Європи картопля має ще більше значення як кормова 15 культура. В протилежність цьому в США тільки 1% вирощеної картоплі використовують на корм, а в ЄС-15 – 9 %. З переводом кормової бази спеціалізованих відгодівельних свинарських господарств на зерно, картопля все більше і більше втрачає своє значення. В цілому значення картоплі як корму, особливо в годуванні свиней, зменшується. Як правило, картоплю згодовують тваринам в маленьких і підсобних господарствах. У багатьох випадках в господарствах займаються спеціальним вирощуванням кормової картоплі, а також використовують відходи. Цим і пояснюються великі коливання у використанні картоплі на корм. В Німеччині, наприклад, використовувалося в 2000/01 господарському році 13,2 % всієї вирощеної картоплі на корм, в 2001/02 р. – 7,2, в 2002/03 р. – 5,5 і в 2003/04 р. – 3,3%. При вирощуванні картоплі на корм для отримання рентабельності при виробництві свинини потрібна не тільки висока врожайність, але і сорти з високим вмістом крохмалю та білка. Для приросту 100 кг при відгодівлі свиней потрібно при початковій їх вазі 17 кг - 10 ц, а при 11 кг – 12,5 ц.

Кліматичні умови. Картопля – рослина помірно-прохолодного клімату з середніми річними температурами між 6 і 10°C і відносно високою вологістю повітря. Межі вирощування її обумовлені, з одного боку, чутливістю до морозу, з іншого – до високих температур. Межею вважається 20°C – ізотерма для найтеплішого місяця. В Північній півкулі Євразії її вирощують в основному між 40 і 60 з. ш., в Північній Америці – між 40 і 50° з. ш. В Південній півкулі основні регіони її вирощування розташовані на півдні континенту [14].

Картопля добре пристосовується до кліматичних умов, що в значній мірі обумовлено великою різницею у тривалості (від 60 до 170 діб) вегетаційного періоду сортів різних груп стиглості. Незважаючи на чутливість рослин картоплі до заморозків, її вирощують в більш північних регіонах і на більших висотах, ніж зернові.

Бадилля картоплі вимерзає за температури повітря від -1,5 до -1,7°C, бульби – за температури ґрунту від мінус 1 до мінус 2°C. Весною, за температури нижче мінус 2°C, бадилля картоплі гине, але зі встановленням позитивних температур знову відростає, проте в цих випадках різко знижується урожай бульб через сповільнений розвиток рослин.

Картопля починає ріст, коли температура ґрунту досягає 8°C, а висаджена пророслими бульбами – за 4-6°C. У період активного росту і утворення бульб оптимальна середньодобова температура ґрунту складає 17°C (денна 20°C і нічна – 12-14°C) за 50 % повної польової вологоємності (ППВ). Ріст і розвиток рослин картоплі стримується, якщо температура підвищується до 29-30°C. Бульби при цьому не утворюються або стають в’ялими, м’якjnm чорніє від викликаних спекою некрозів і за проростання таких бульб формуються ниткоподібні паростки. Оптимальна середньодобова температура повітря, яка сприяє проходженню процесів фотосинтезу та асиміляції картоплі близько 20°C (денна 25°C, нічна 16°C). За температури понад 30°C рослини картоплі сильно пригнічуються, за температури ґрунту вище 20°C бульбоутворення гальмується, а за 29°C взагалі припиняється. На піщаних ґрунтах бульбоутворення припиняється і починається прискорене фізіологічне старіння уже за температури повітря вдень 27-28°C. Сума температур для проростання ранніх сортів картоплі складає 1000-1400°C, для більш пізніх – 1400 - 2000°C [147,150,151,153,168].

Хворобою, від якої дуже важко захистити картоплю, є фітофтороз (Fitophtora infestans de Bary). Етіологічним агентом є водяна цвіль Fitophora infestans, яка інтенсивно розвивається за перепаду температур від 10 до 24 °C і відносній вологості повітря вище 75 % впродовж 48 годин і більше. В таких умовах цвіль розвивається дуже швидко, особливо на поверхні вологого листя, незважаючи на використання рекомендованих фунгіцидів [160].

Потреба картоплі у волозі, в порівнянні з іншими культурними рослинами, середня. Коефіцієнт транспірації (кількість води, яка потрібна для виробництва 1 кг сухої маси) складає приблизно 550 л/кг сухої маси [158].

Для виробництва 100 ц/га сухої речовини (500 ц бульб/га) необхідно, приблизно, 3 тис. т води (300-400 мм опадів).

Картопля за слабо вираженою кутикулою і низького осмотичного тиску – рослина гідрофільного типу, тобто більш пристосована до гумідних умов. Вона дуже чутлива до різких змін температури і вологості. Тому в багатьох регіонах забезпечення вологою – головна передумова для досягнення стабільних і високих врожаїв, особливо в період утворення бульб і їхнього росту. Добова потреба картоплі у волозі – 5-6 мм води з ґрунтового запасу вологи [46,48].

Нетривалі посухи картопля переносить, але за тривалих посушливих періодів (менше 50% ППВ) сильно знижує врожай. За таких умов рослини перестають рости, фелоген бульб відмирає і корковий шар стає твердим. За наявності опадів в подальшому ріст бульб не відновлюється, що веде до відростання їхніх верхівок і утворенню перетяжок і діток. Після періоду оптимального забезпечення вологою, що сприяє сильному ростові бадилля, навіть незначні порушення водного режиму ведуть до зниження врожаю[130].

Дослідженнями встановлено, що сорти картоплі залежно від рівня водного стресу використовують від 5,50 до 9,12 м3 води на формування 1 кг бульб. В умовах сильного дефіциту вологи використання води зростає на 0,58 – 1,95 м3 / кг бульб [48, 137].

Так як садивні якості бульб залежать у значній мірі від наявності вірусних інфекцій, насіннєву картоплю вирощують насамперед у регіонах з більш суворим кліматом: з помірними температурами і сильними вітрами, що лімітує розвиток і літ попелиць – перенощиків вірусів [10, 37, 38, 67]. Такі регіони звичайно близькі до моря або знаходяться в передгірних місцевостях. Регіони для яких характерними є високі літні повітряні і ґрунтові температури за нестачі вологи не допускаються для розмноження картоплі, через швидке фізіологічне старіння бульб («екологічне виродження»), деформацію проростків (нитковидні проростки) або взагалі через відсутність бульб, ураження вірусними хворобами [46, 48, 60, 61, 69, 136].

Дане питання є досить актуальним на сьогодні і не лише за вирощування картоплі, але й інших сільськогосподарських культур, що пов’язано з підвищенням температур протягом останнього десятиріччя [71, 72, 74, 75, 76, 77, 105, 132, 154, 155, 156, 131, 134,148, 135].

Прогноз зміни потенційної урожайності картоплі залежно від змін клімату наведено в таблиці 7.

Звичайно в кожній з представлених країн також є регіони, де спостерігаються зміни клімату, які обумовлюють зростання урожайності, частково обумовлене й заходами щодо адаптації сортів картоплі [157].

Ґрунтові умови. Картопля не дуже вимоглива до ґрунтових умов. Найкраще росте і дає високий врожай бульб високої якості на достатньо аерованому, розпушеному ґрунті, що легко прогрівається, але при відповідній агротехніці її можна вирощувати майже на будь-яких ґрунтах [34, 62, 83, 84, 85].

Для вирощування картоплі особливо придатні суглинкові ґрунти і піщані суглинки. При гарному забезпеченні вологою (близькі ґрунтові води або достатня кількість опадів) придатні і піщані ґрунти. На більш важких суглинках і глинистих ґрунтах з поганою аерацією, що повільно прогріваються навесні, врожаї звичайно нижчі. Восени за дощової погоди на таких ґрунтах ускладнюється збирання бульб картоплезбиральними комбайнами. Для поліпшення структури ці ґрунти вимагають внесення великих кількостей органічних добрив і інтенсивного обробітку [120, 123, 124, 125, 126, 127]. Навіть на болотистих ґрунтах за рахунок використання відповідних сортів можна одержувати високі врожаї. Але небезпека пізніх заморозків на таких ґрунтах не дозволяє проводити раннє висаджування. Крім того, ці ґрунти вимагають використання спеціальної технології вирощування.

Вміст крохмалю в бульбах збільшується з ростом кількості ґрунтових колоїдів – від піщаних до суглинних ґрунтів. На глинистих і болотистих ґрунтах вміст крохмалю нижчий [63, 66, 98, 99, 100, 102, 103,].

Ґрунтова реакція (рН) в інтервалі 4,5 – 7,5 найбільш придатна для вирощування картоплі, якщо ґрунт має високу буферну ємність.

На кам`янистих ґрунтах звичайно одержують гарні врожаї картоплі, але механізація обробітку і збирання на них виключаються через велике зношення машин і високих витрат. Особливо знижується якість садивного матеріалу за рахунок ушкодження камінням [53] при здиранні шкірки, ураження чорною ніжкою (Erwinia carotovora subsp. atroseptica) і ризоктоніозом (Rhizoctonia solani), мокрою (Erwinia carotovora subsp. carotovora) і бурою гнилями (Phytophthora infestans) [32, 33, 42, 43, 44, 49, 95, 96, 106, 107]. Вплив різних показників ґрунту на вирощування картоплі різних напрямків використання, при відхиленні їх від оптимального рівня, приведено в таблиці 1.4.