Для роста и развития картофелю необходимо повышенное количество питательных веществ. В составе сухого вещества картофеля насчитывается 26 различных химических элементов. Наибольшую потребность картофель испытывает в азоте, фосфоре, калии, кальции и магнии. Потребность в элементах питания возрастает по мере роста ботвы и достигает максимума в фазу цветения. В это время растения потребляют из почвы 60% азота и фосфора и более 50% калия. С началом отмирания ботвы потребность в элементах питания постепенно уменьшается и после её засыхания прекращается.

В среднем для формирования 1 т клубней растения из почвы выносят 5 - 6 кг азота, 8 - 10 кг калия, 1,5 - 2 кг фосфора, около 4 кг кальция и 2 кг магния.

По внешним признакам растения можно судить о недостатках того или иного элемента питания.

При недостатке в почве азота подземные органы картофеля развиваются слабо, листья приобретают бледно-зеленую окраску и торчат вверх, снижается урожай и крахмалистость клубней. При избытке азота наблюдается чрезмерный рост ботвы, задерживается образование клубней и удлиняется период вегетации и т.д. Растению вредны как недостаток, так и избыток азота. При нормальном азотном питании растение лучше усваивает калий и фосфор.

Достаточное питание фосфором способствует лучшему развитию корневой системы, раньше наступает период клубнеобразования, увеличивается урожай и крахмалистость клубней, улучшаются их лежкость и семенные качества. При недостатке фосфора задерживается развитие растений, особенно цветение и созревание, замедляется рост побегов и корней, листья мелкие и узкие.

Калий играет большую роль в процессах фотосинтеза, белковом и углеводном обменах, существенно влияет на урожайность и качество картофеля, повышает устойчивость к заморозкам и болезням. При недостатке калия листья приобретают бронзовую окраску, становятся морщинистыми и преждевременно отмирают, корневая система развивается слабее, клубни приобретают несколько удлинённую форму, бывают мелкими.

Для нормального роста и развития картофеля и получения высоких урожаев клубней необходимы кальций, магний, железо, марганец, сера, медь, цинк. Только при наличии всех этих элементов в почве для развития картофеля обеспечивается его наивысшая продуктивность.

Весь период роста картофеля условно разделяют на три части. Первый период - от всходов до начала цветения. На том тапе главным образом увеличивается масса ботвы. Прирост клубней незначителен.

Второй период охватывает цветение и продолжается до прекращения прироста ботвы, практически до начала ее увядания. В то время происходит наиболее интенсивный прирост клубней.

Третий период - от прекращения прироста ботвы до естественного ее увядания. Прирост клубней продолжается, но менее интенсивно, чем во второй период.

Наиболее важен в формировании клубней второй период, в то время накапливается до 65...75% конечного урожая. Погодные условия складывающиеся в тот период, определяют уровень урожая.

Для растений картофеля очень важен температурный режим, так при 10...12 ⁰С в умеренно влажной почве дают всходы на 25...27-й день, при 14...16 ⁰С - на 18...22-й день. Лучшая температура для проращивания клубней в условиях средней полосы 18...22 ⁰C. Сочетание хорошей влагообеспеченности почвы и оптимальной температуры во время прорастания способствуют ускоренному появлению всходов.

Наиболее благоприятная температура для клубнеобразования 15...20 ⁰C. При температуре нее 6 ⁰С и выше 23 ⁰С прирост клубней задерживается, а при 26...29 ⁰C клубнеобразование прекращается.

Картофель - светолюбивое растение. Потому большое значение имеет выбор оптимальной густоты стояния. Наиболее целесообразно такая густота стояния, при которой в конкретных условиях произрастания растений обеспечивается формирование около 40 тыс. м² листовой поверхности на 1 га это соответствует при средней норме внесения удобрений 230...250 тыс. стеблей на 1 га у продовольственного и 250...270 тыс. стеблей у семенного картофеля.

Картофель предъявляет высокие требования к воздушному режиму почвы. Чтобы иметь достаточное количество кислорода в суглинистой почве, необходимо сохранить ее в рыхлом состоянии с объемной массой не менее 0.9...1.2 г/см³.

Картофель - растение, требовательное к влажности почвы. Наиболее благоприятные условия для роста картофеля и образования высокого урожая клубней создаются при влажности почвы от 60% ППВ до 100% ППВ. Снижение влажности почвы до 40% ППВ в условиях средней полосы снижает урожай на 40% и более.

Для обеспечения высоких урожаев картофеля в средней полосе необходимо, чтобы а вегетацию выпадало не менее 300 мм осадков.

Картофель имеет специфические требования к корневому питанию. ту важную биологическую особенность обуславливает слаборазвитая корневая система. Для нормального роста, развития и накопления урожая картофель нуждается в большем количестве питательных веществ, чем многие другие полевые культуры.

С 1 т клубней и соответствующим количеством ботвы (0.4 т) и корневых остатков выносят, кг: N-5...6, Р₂O₅ - 1.5 .2, K₂O - 7...10. [5]

В растения картофеля азот поступает в течение всей вегетации, однако больше всего его потребляется в период бутонизации - цветения. В то же время хорошая обеспеченность азотом на ранних этапах роста способствует более быстрому и мощному формированию вегетативной массы. Благодаря тому растения продуктивнее используют весенние запасы влаги в почве и лучше формируют урожай клубней.

Фосфор картофель потребляет в течение всей вегетации; в период бутонизации - цветения поглощение фосфора усиливается. Во время формирования ботвы интенсивно поступает калий.

Отношение питательных веществ N: Р₂О₅: К₂О в урожаи составляет 1: 0.3: 1.4.

Питательная ценность

Химический состав клубней колеблется в довольно широких пределах и зависит от ряда факторов: сорта, степени зрелости, почвенных и климатических условий, количества и качества удобрений и т.д. Содержание воды в клубнях колеблется от 64 до 86%, соответственно содержание сухих веществ равно 14-36%. Такие же колебания соблюдаются и в отношении отдельных компонентов. Поэтому приводим средние и округленные данные.

Из сухих веществ клубня можно выделить: 18,5% крахмала, 0,8% сахара, 1,5% пентозанов и пектиновых веществ, 1,0% клетчатки, 2,0% азотистых веществ, 0,2% жира и 1,0% золы (минеральные соли). Крахмал, сахара, пентозаны, пектиновые вещества и клетчатка относятся к углеводам.

Сахара картофеля представлены главным образом глюкозой (виноградный сахар). Меньше в картофеле сахарозы (свекловичный сахар) и совсем немного фруктозы (плодовый сахар). Повышенное содержание сахаров в клубнях нежелательно. Во-первых, они ухудшают вкус картофеля, во-вторых, при переработке ведут к увеличению потерь, так как растворяются в воде, и, в-третьих, соединяясь с продуктами распада белков (с аминокислотами), образуют темноокрашенные соединения. В подмороженном картофеле содержание Сахаров всегда выше. Дело в том, что в картофеле постоянно идёт распад крахмала на сахара. В обычных условиях сахара расходуются на дыхание клубней, но при низкой температуре дыхание сильно понижается, концентрация сахара становится выше, и картофель приобретает сладкий вкус.

Из прочих углеводов, содержащихся в картофеле, пентозаны являются продуктами частичного разложения пентоз, т.е. простых Сахаров, в молекуле которых не шесть атомов углерода, а пять. Пектиновые вещества - это высокомолекулярные соединения, играющие роль клея в растительных тканях. Клетчатка - тоже высокомолекулярный углевод образует кожицу картофеля.

Азотистые вещества картофеля состоят, прежде всего, из белков. Белок картофеля - туберин содержит все необходимые организму человека аминокислоты. К сожалению, содержание белка в картофеле мало (примерно 1,5%). Правда, картофеля мы съедаем во много раз больше, чем яиц или мяса, поэтому он играет определенную роль в поставке белка нашему организму. Кроме белка, в картофеле находятся и другие, содержащие азот, соединения (свободные аминокислоты и др.). Жира в картофеле содержится настолько мало, что он практически не имеет значения для характеристики пищевой ценности клубней.

В золе картофеля найдено более 20 минеральных элементов. Некоторые из них (фосфор, калий, магний, железо, кальций и др.) играют большую роль в процессе обмена веществ. Особое физиологическое значение имеют фосфор и калий. Кроме того, в золе картофеля найдено около 10 микроэлементов (медь, марганец и др.), менее 1 мг каждого из них в 100 г сухого вещества картофеля.

Ферменты (биологические катализаторы, вещества белковой природы, регулирующие ход химических реакций в растительных и животных продуктах) играют очень важную роль как в обмене веществ клубня, так и в других процессах, происходящих, например, при хранении картофеля. Всем известно, если разрезать клубень картофеля, то срез быстро темнеет. Этот процесс происходит под влиянием фермента тирозиназы, которая вызывает окисление аминокислоты тирозина кислородом воздуха и образование темноокрашенного соединения. Вот почему очищенный от кожуры картофель хранят не на воздухе, а обязательно в воде, в которой свободный кислород практически отсутствует.

Обзор химического состава был бы неполным, если бы мы не упомянули об ядовитом веществе, содержащемся в картофеле. Соланин - сложное вещество, состоящее из молекулы сахара (глюкозы) и физиологически очень активного вещества - алкалоида соланоидина. Достаточно съесть за один раз 200 мг соланина (всего 0,2 г!), как наступит отравление. Однако содержание соланина в нормальных здоровых клубнях не превышает 2-10 мг в 100 г картофеля. Значит, чтобы отравиться картофелем, надо за один раз съесть не менее 3,5-4 кг. Кто же, даже из самых больших любителей картофеля, сможет съесть такую порцию?! Но надо учитывать, что количество соланина резко увеличено в зеленых частях клубня, образующихся при неправильном хранении картофеля. Потому все позеленевшие части клубней необходимо тщательно удалять еще до начала тепловой обработки.

Клубни содержат витамины А (в виде каротина), В1, В2, В6, С, К, РР и др. В 100 г картофеля содержится до 0,38 мг провитамина А, 0,11 мг витамина В1, 0,06 мг - В2, 0,22 мг - В6, 0,57 мг - РР и 12 мг витамина С. Каждый из названных выше витаминов по своему важен для здоровья человека. Особо следует остановиться на витамине С (аскорбиновая кислота) и роли картофеля в обеспечении человека этим витамином. Давно известно, что витамин С предохраняет организм человека от заболевания цингой. Отсюда и произошло химическое название витамина: аскорбиновая кислота, т.е. кислота, сводящая на нет скорбут (цингу). Известно, что витамин С важен для предупреждения цинги, предупреждения и лечения простуды. Среди овощей одно из первых мест по содержанию витамина С принадлежит картофелю. По данным разных авторов, содержание аскорбиновой кислоты в 100 г свежего картофеля колеблется от 4 до 25 мг. А ранней осенью, в первый месяц после уборки картофеля, содержание витамина С в нем может достигать 40 мг на 100 г! Конечно, в плодах шиповника, черной смородины или даже красного пер ца содержится больше витамина С. Но если сравнить, сколько мы съедаем в день черной смородины (не говоря уже о красном перце) и сколько картофеля, станет ясно, какую роль играет скромная картошка в нашем питании. Достаточно съесть 200-300 г раннего картофеля, чтобы обеспечить организм суточной нормой витамина С. В истории известны случаи, когда вслед за неурожаем картофеля возникала вспышка цинги.

Около 80% сухой массы клубней составляет крахмал. Содержание крахмала зависит от сорта. Наименьшее количество его в клубнях раннеспелых сортов - 12...14%, наибольшее у поздних - 20...23%. Максимальное содержание крахмала отмечается у ранних сортов на 90-й день после посадки, у среднеспелых - на 100-й, у поздних - на 120...130-й день. Больше крахмала накапливается в клубнях, выращенных на легкосуглинистых почвах, чем на супесях и торфяниках. Обычно в средних по размеру клубнях (60...100 г) процент крахмала выше, чем в крупных, особенно у позднеспелых сортов.