Ростовые трещины и дуплистость клубней картофеля: возможности контроля

В последние годы повышается вредоносность повреждений клубней картофеля, вызванных воздействием неинфекционных (абиотических) факторов. Такие повреждения часто называют физиологическими. Они могут быть видимыми (ростовые трещины, позеленение, разрастание чечевичек, сетчатость кожуры, деткование, повторный рост, подмораживание) или скрытыми (ржавая пятнистость, коричневая и черная сердцевина, дуплистость, ушибы мякоти). Абиотические факторы выделены в отдельную категорию, потому что, в отличие от инфекционных болезней, здесь нет заражения растений, распространения в пределах популяции и передачи через клубни в потомство. У каждого физиологического нарушения свои причины, они могут быть климатическими, почвенными, технологическими и крайне редко — в единственном числе. Ранее мы обобщили современную информацию по ржавой или железистой пятнистости клубней. На примере 2020 года актуально проанализировать возможности сдерживания растрескивания и дуплистости клубней, которые массово проявились в урожае картофеля средней полосы.

Растрескивание картофеля (ростовые трещины) — это внешнее физиологическое заболевание, при котором клубень раскалывается во время роста. Образовавшаяся трещина может занимать всю длину клубня и быть глубиной до середины клубня. Расколы обычно затягиваются кожурой, заживают, но остаются хорошо заметные углубления. Трещины роста чаще всего начинаются на апикальном конце клубня и идут в продольном направлении, но также могут начинаться от других очагов слабости, например, от чечевичек. Трещины различаются по степени тяжести: от «сетки» кожуры до глубоких звездчатых трещин (фото 1).

Растрескивание обычно не предрасполагает к гниению, если своевременно и нормально сформировалась кожура. Но трещины могут провоцировать распространение грибных и бактериальных болезней в период хранения, если кожура не окрепла. Трещины делают клубни, продаваемые в свежем виде, непривлекательными. Сильные трещины негативно влияют на качество очистки в промышленной переработке, увеличивая процент отходов при визуальной и оптической сортировке. Единственный выход, когда частота серьезных трещина высока, — это отбирать клубни с дефектом до упаковки и/или отгрузки.

Большие трещины на клубнях возникают из-за несинхронизированного роста внутренней и внешней ткани клубня. Иногда это называют разрывом. Продольные трещины образуются, когда внутренняя ткань клубня растет быстрее, чем внешние ткани, перидерма. Другими словами, внутреннее давление клубня больше, чем предел прочности кожуры или поверхностной ткани. Внезапный и быстрый рост, в основном, возможен из-за неравномерного поступления влаги в почву и быстрого неравномерного поглощения воды. Это происходит, когда после сильного дождя или чрезмерного кратковременного полива наступает период засухи (фото 2).

Растрескивание может возникнуть из-за колебаний условий окружающей среды, таких как неравномерная влажность почвы, температура почвы и воздуха, а также из-за быстрого поглощения воды и роста клубней. Трещины увеличиваются, когда относительно плохие условия выращивания быстро изменяются на относительно хорошие. К примеру, последлительного стресса от засухи или высоких температур следует нормализация погоды и чрезмерное орошение или осадки. Больше трещин бывает на растениях, которые посажены с необычно низкой плотностью. Опубликована информация о случаях возникновения трещин после разрушения, растрескивания гребней почвы, внутри которых формируются клубни.

Проблема трещин обостряется, если удобрения внесены неравномерно. Это особенно актуально, когда азотные удобрения вносятся в избытке или когда применение азотных удобрений не рассчитано должным образом. Существует также связь между низким содержанием бора в почве и повышенной интенсивностью растрескивания. Сорта картофеля отличаются по восприимчивости к растрескиванию. Большинство районированных сортов в оптимальных условиях не подвержены заболеваемости, поскольку проблемные сортообразцы выбраковываются еще в процессе сортоиспытания вне зависимости от наличия многих других достоинств.

Имеются данные о том, что растения картофеля, зараженные мозаичными вирусами, имеют повышенную частоту ростовых трещин. Ризоктониоз тоже может вызывать растрескивание клубней. Схожие симптомы возникают и при поражении картофеля неспецифическими гербицидами или глифосатом. Различать неинфекционные и инфекционные причины возникновения трещин относительно легко: в первом случае нет других видимых симптомов поражения растений, а при вирусной инфекции, ризоктониозе, повреждениях гербицидами они имеются. Ризоктониозные трещины, например, окружены сетчатой кожурой, а при вирусном или гербицидном происхождении характерные симптомы повреждений можно увидеть и на растениях. Также нужно отличать ростовые трещины от ногтевых. Последние выглядят как многочисленные надрезы кожуры ногтем большого пальца, появляются в процессе уборки или послеуборочной подготовки картофеля и имеют другие причины возникновения.

Коричневая сердцевина (коричневый центр) и полая сердцевина (дуплистость) — внутренние неинфекционные физиологические нарушения в клубнях картофеля. Эти нарушения обычно обусловлены гибелью клеток в сердцевине клубня, что приводит к потемнению мякоти. Коричневая сердцевина часто предшествует развитию дуплистости, но оба эти расстройства могут протекать раздельно. Исследователи сходятся во мнении, что эти различные симптомы являются проявлением одного физиологического повреждения, поскольку их причины одни и те же (фото 3).

Ни одно из этих расстройств не инициируется вредными организмами и не влияет на вкус или питательную ценность картофеля. Коричневая сердцевина после варки или жарки становится темной, а пустоты оставляют полость после варки или запекания, дырки после измельчения и более короткий картофель после резки. В ряде стран стандарты качества столового картофеля допускают наличие такого дефекта с ограничением размера повреждения, например, в США допускается коричневая сердцевина размером не более 10-и центовой монеты. Полая сердцевина и коричневая середина негативно влияют на качество клубней. Эти нарушения делают разрезанные свежие клубни непривлекательными, что приводит к возврату партий и отказу от повторных поставок. Сильная дуплистость отрицательно сказывается на качестве технического картофеля, перерабатываемого на любые картофелепродукты (кроме крахмала), и может привести к тому, что поставки бракуются. 

Клубни с данным повреждением не имеют внешних симптомов, увидеть его можно только после разрезания клубня. Коричневый центр характеризуется как небольшой коричневый, круглый или эллиптический непрозрачный участок диаметром 3-20 мм с размытой границей вдоль продольной оси клубня (фото 3). В клубнях круглой или овальной формы обычно в центре клубней; у длинных или продолговатых клубней может быть две коричневые области, по одной на каждом конце. Коричневые участки отчетливо видны, но постепенно переходят в непораженные ткани. Интенсивность цвета и размер дефекта могут сильно различаться. Коричневая сердцевина начинается с коричневого некротического пятна внутри сердцевины клубня. Когда она очень обширна, то поражает практически всю ткань, и в ее центре образуется трещина. Однако ткани не всегда трескаются, и может просто остаться коричневое пятно (фото 4).

В зависимости от скорости возобновления роста после стресса коричневый центр может развиться или не развиться в дуплистость. Полая сердцевина выглядит как линза или звездообразная неправильная полость в центре округлых клубней. Внутренние стены от белого до коричневого. Дуплистость также может быть в виде продольной полости, обычно вокруг центра сердцевины, но иногда расположенной вблизи апикального или базального конца клубня. Встречается крестообразная и неправильная форма, может занимать почти весь объем клубня. Иногда по продольной оси возникают множественные поперечные трещины. Крошечные начальные полости могут быть без изменения цвета мякоти, на более крупных стенки становятся коричневыми из-за образования раневой пробковой ткани. Загнивания клубней вследствие дуплистости обычно не происходит, но встречается сочетание с бактериальной мягкой и раневой водянистой гнилью (фото 4).

Первые разрушения сердцевинных клеток могут появиться очень скоро после образования клубней. Провоцирующими факторами могут быть низкие температуры (7 дней подряд с дневной температурой ниже 15 °C) и высокая относительная влажность воздуха (80-85%). В условиях медленного и стабильного роста некроз обычно развивается очень мало и остается в виде коричневой сердцевины, тогда как в неблагоприятных условиях поражение увеличивается слишком быстро, вызывая разрыв сердцевинной ткани. 

Коричневый центр и полая сердцевина — распространенное заболевание у крупногабаритных или быстрорастущих, рано созревающих клубней. Может быть поражено до половины клубней некоторых сортов. Проявляется в условиях, благоприятствующих быстрому разрастанию клубней, таких как несбалансированное внесение удобрений, сухие почвенные условия с последующим высоким уровнем влажности, почвы с низким содержанием органического вещества, особенно хорошо дренированные и в районах, где годовое количество осадков может превышать 750 мм. Широкое расстояние между растениями или разрушение гребней может увеличить частоту возникновения дуплистости. Дефицит калия также сопровождает это расстройство. 

Дуплистость чаще отмечается у очень крупных клубней. Все факторы, способствующие быстрому разрастанию клубней, могут привести к появлению этого дефекта у восприимчивого сорта: большое количество воды, избыток азота и низкая плотность посадки. Коричневый центр и пустое сердце возникают чаще, когда условия выращивания резко меняются в течение сезона, например, когда растения картофеля восстанавливаются слишком быстро после периода экологического или пищевого стресса. Когда клубни начинают быстро расти, сердцевина клубня может погибнуть и/или разорваться, оставляя пустоту в центре. Эффекты коричневого центра и дуплистости могут образоваться как во время зарождения клубней, так и во время активного роста. Если заболевание возникает в начале сезона, то ему чаще всего предшествует коричневый центр, в то время как поздно формирующиеся пустты обычно возникают без симптомов коричневого центра. Частота появления коричневого центра и дуплистости также увеличивается в периоды стресса из-за высокого или низкого уровня влажности, особенно если выпадает очень много осадков после засухи. Поскольку большие клубни более склонны к развитию этого заболевания, а большое расстояние между растениями дает более крупные клубни, то уменьшение густоты посадки может привести к более высокому распространению коричневой или полой сердцевины.

Есть различия в восприимчивости сортов картофеля к дуплистости и коричневому центру. Также как и по восприимчивости к растрескиванию, большинство районированных сортов в оптимальных условиях не подвержены заболеваемости. Проблемные сортообразцы выбраковываются на стадии селекционного процесса, до получения допуска к производственному использованию. Погодные аномалии становятся настолько существенными, что преодолевается обычный уровень устойчивости и происходит повреждение обычно не склонных к этому сортов.

Имеющаяся научная информация позволяет достаточно уверенно выделить основные и общие причины растрескивания и дуплистости клубней применительно к ситуации 2020 года. Массовое проявление этих физиологических повреждений вызвано стечением ряда неблагоприятных обстоятельств. Во-первых, это нестабильность сложившихся погодных условий, чрезмерное количество осадков и низкая температура в мае-июне и засушливость в августе. Во-вторых, существенное уменьшение густоты посадок из-за подтопления полей в мае-июне. В-третьих, переуплотнение почвы из-за тех же чрезмерных осадков, приведшее к выпиранию вверх гнезд клубнеобразования. В-четвертых, разрушение гребней в конце вегетации из-за активного роста клубней вблизи поверхности и почвенной засухи. Наблюдения за динамикой формирования урожая показали, что повреждения клубней образовались на завершающем этапе вегетации, в конце августа - начале сентября (фото 5-7). При таком сочетании провоцирующих факторов дуплистость и ростовые трещины отмечались вне зависимости от массы клубней, часто на клубнях небольшого размера, расположенных преимущественно в поверхностном слое почвы и вблизи от глубоких трещин в гребне (хорошо видно на фото 7). Нет оснований считать сортовой фактор и обеспеченность питательными веществами причинами проявления рассматриваемых дефектов, поскольку симптомы отмечены и на не подверженных ранее этим проблемам сортах, а также на очень хорошо удобренных полях. 

Возможности предотвращения или уменьшения растрескивания и дуплистости картофеля сводятся к следующему:

• выращивание сортов с высокой устойчивостью к растрескиванию и дуплистости. В целом более высок риск у мало- и крупноклубневых сортов, но нужно внимательно изучать официальные характеристики всех оцениваемых сортов по этому показателю. Особую ценность в этом плане имеют результаты независимой государственной экспертизы устойчивости сортов;
• отсрочка посадки, до тех пор пока температура почвы не достигнет надлежащего уровня, уменьшает появление коричневого центра и дуплистости;
• использование семян высокого качества. Покупка семян у проверенных поставщиков обеспечивает их хорошие санитарно-гигиенические и физиологические качества. Полное и быстрое появление всходов из семян хорошего качества гарантирует, что в посадках будет мало пробелов и пропусков из-за плохой всхожести. Соответственно, это ограничит формирование сверхкрупных клубней и уменьшит вероятность растрескивания и дуплистости в чрезмерно крупных клубнях на разреженных участках культуры;
• посадка более крупными семенами с оптимальным физиологическим состоянием снижает риск появления коричневого центра и дуплистости из-за увеличения количества стеблей и клубней, а, следовательно, уменьшения их средней массы;
• максимально равномерное размещение растений на поле с оптимальной густотой для конкретного сорта, фракции семенного материала и целевого назначения посадок;
• поддержание оптимальной влажности почвы в течение всей вегетации и, особенно, в период активного роста клубней, что по-настоящему возможно только при использовании орошения. Эффективное управление орошением. Калибровка ирригационного оборудования в начале сезона. Квалифицированное использование оборудования для мониторинга влажности почвы с целью предотвращения чрезмерного или недостаточного полива;
• правильно сбалансированная программа внесения удобрений, чтобы избежать дефицита или токсичности основных макро-и микроэлементов. Управление азотом и кальцием особенно важно. Дробное применение азота помогает добиться равномерного роста. На суглинистых почвах применять одну треть при посадке и две трети после посадки в два-три применения до смыкания ботвы в рядах. На песках вносить более 75% азота после посадки в равномерных еженедельных дозах до начала созревания. Дефицит кальция связан с дуплистостью, особенно там, где наблюдается ржавая пятнистость мякоти. Важно иметь достаточный запас кальция в почве при посадке. Растворимые удобрения, такие как нитрат кальция, применяемые после появления всходов, более эффективны для минимизации повреждений клубней, чем более высокие нормы менее растворимых форм перед посадкой. Листовые подкормки кальцием бесполезны;
• использование анализа листьев для мониторинга уровня питательных веществ. Первый учет должен быть проведен, когда самый большой клубень имеет диаметр 10 мм. Три анализа с интервалом в две недели позволят установить, соответствует ли внесение удобрений требованиям культуры и оптимальной обеспеченности. Эта информация более ценна для улучшения баланса питательных веществ в будущем цикле, поскольку существенно изменить ситуацию с питанием во второй половине вегетации уже невозможно;
• предотвращение растрескивания, разрушения гребней в конце вегетации с помощью прикатывания специальными машинами (например, модель от Гримме RR 600) отдельно после десикации или одновременно со скашиванием и измельчением ботвы (фото 8, 9).