Картофель

Родиной современного картофеля многие ботаники считают Анды в Перу и Боливии. Завоеватели Перу в 1537 г. впервые вывезли картофель в Европу.

Многие исследователи полагают, что картофель в США завезли из Европы первые переселенцы из Ирландии в 1719 г. Спустя некоторый период, культура картофеля завоевала в США всю зону умеренного климата. В настоящее время это ведущая культура и занимает одно из первых мест в сельскохозяйственном производстве страны. За последние 20 лет площади под картофелем в США сократились почти наполовину, а урожайность с единицы площади удвоилась. Это произошло в результате повышения агротехники, улучшения семеноводства, а также использования большого количества минеральных удобрений и фунгицидов.

Начиная с 1965 г. производство картофеля в США стабилизировалось на уровне 13-14 млн. т. В 1970 г. оно достигло 14,1 млн. т -на 200 тыс. т (на 1,4%) больше, чем в 1969 г. Площади под этой культурой за последние 10 лет почти не изменяются и составляют 1,5-1,6 млн. га. Средняя урожайность в 1970 г. была 235 ц с 1 га.

Основными картофелеводческими районами являются штаты Айдахо, Мэн, Вашингтон и Калифорния.

Существенно изменилась в последние годы структура производства картофеля. Из 700 тыс. фермерских хозяйств, занимающихся выращиванием картофеля, более 64% валового сбора производится крупными коммерческими хозяйствами, фермы которых занимают под картофель 25-30 га и более.

В связи с большими различиями в природно-климатических условиях штатов и районов в США выращивают картофель в течение круглого года. Однако наибольший процент получаемого картофеля (69,3% общего урожая) приходится на осенний период. Сравнительно мало американцы получают свежего картофеля (1,5-1,6%) в зимний и ранневесенний периоды. Основными районами осеннего производства картофеля являются штаты Айдахо и Орегон. В отдельные годы они дают около 72% урожая от валовых сборов картофеля в стране. Прц этом основная доля приходится на штат Айдахо. Иногда только в одном этом штате производят более 58% картофеля.

Значительное количество товарного картофеля собирают в штатах Колорадо, Калифорния, Вашингтон, Юта, Монтана, Невада и др. В среднем эти штаты дают более 80 млн. ц высококачественного картофеля. Широко возделывают картофель также в штатах Нью-Йорк, Пенсильвания, Коннектекут, Массачусетс, Вермонт и др. Более 21% осенней продукции картофеля дает северо-центральная зона страны.

Сбор урожая картофеля по штатам строго регламентирован по датам. Так, при зимней выкопке картофеля в штате Флорида более 90% убирают в период с 15 февраля по 15 апреля, а в Калифорнии - с 1 декабря по 15 марта. При ранневесенней уборке урожая в этом штате наиболее оптимальным сроком является период с 1 апреля по 31 мая, а в штате Техас -с 1 по 30 апреля. Позднюю весеннюю выкопку картофеля начинают с 25 апреля по 5 июня. Массовая осенняя уборка клубней картофеля проводится с 10-15 сентября по 15 октября.

В настоящее время потребление картофеля на душу населения составляет более 50 кг в год. Американцы считают, что картофель характеризуется не только высокой питательной ценностью, но и является продуктом, который не приводит к ожирению организма. В картофеле много витаминов С и В.

Сортимент картофеля в США велик и разнообразен. Однако в производстве выращивают преимущественно высокоурожайные сорта с хорошими товарными качествами клубней. Возделываемые сорта картофеля подразделяются на кормовые, технические и столовые. Сорта, предназначенные для технической переработки (на крахмал, спирт) и на кормовые цели, характеризуются крупными клубнями и высокой урожайностью. Столовые сорта в отличие от кормового картофеля характеризуются наибольшим содержанием в клубнях белка, различных витаминов и отличаются хорошим вкусом. Они, как правило,, имеют выравненные с мелкими или чуть заметными глазками клубни средних размеров.

По длине вегетационного периода столовые сорта картофеля при возделывании в США подразделяются на очень ранние - 70-80 дней, ранние - 80-90, среднеранние - 90-100, средне-поздние- 100-120, поздние-120-140, очень поздние - более 140 дней.

Сорта неодинаково реагируют на различные болезни. Установлено, что вирусные болезни наиболее часто и активнее поражают одни и те же сорта в определенных условиях.

В последние годы селекционеры различных опытных станций создали более 200 сортов на основе перспективного иммунного образца из Панамы - Гарнет Чили. Все эти новые сорта широко используются в производстве. Они характеризуются гладкой поверхностью, неглубокими глазками, средними размерами клубней и белой мякотью. К этой группе сортов относятся: Чиппева, Кеннебек, Рассет Бербанк, Катадин, Норд-гольд Рассет, Ред Понтиак, Себаго, Ириш Кобблер, Ред ла Сода, Норланд, Грин Маунтэин, Уайт Роз, Чероки, Кесвик, Панго, Хантер и др.

Из всех перечисленных сортов наибольшей популярностью пользуется универсальный сорт картофеля Кеннебек. Его выращивают во всех районах США, обладающих континентальным климатом. Этот картофель продают в свежем виде, замороженным, сушеным и консервированным, его можно печь, жарить на сковороде, жарить по-французски узкими и тонкими столбиками, отваривать, приготовлять пюре, делать хрустящий картофель и даже получать крахмал для выпечки мучных изделий и блинчиков.

Сорт Кеннебек был выведен в 1940 г. доктором Р. В. Экли в Белтсвилле, в настоящее время он дает более 14% продукции от валовых урожаев картофеля в стране. В создании сорта приняли участие такие известные сорта, как Эрлайн, Катадин, Чиппева и образец, интродуцированный из ГДР. В результате переопыления этих сортов была выведена популяция, которая впоследствии размножалась в штате Мэн, где она и получила свое название. Несмотря на хорошую продуктивность, сорт Кеннебек уступает по урожайности своему предку - сорту Катадин и сорту Рассет Бербанк. Но, несмотря на это, сорт Кеннебек с каждым годом все больше завоевывает симпатии фермеров, вытесняя сорт Катадин и Расеет Бербанк.

В настоящее время в лабораториях доктора Экли в Белтсвилле выведено большое количество новых более совершенных линий картофеля, которые по урожайности клубней, устойчивости к болезням и вредителям значительно превосходят сорт Кеннебек.

Из болезней картофеля широкое распространение в США получили пятнистость листьев, или альтернария, фитофтора,, черная ножка и ризоктония. Во влажных и теплых штатах страны нередко на стеблях и листьях картофеля появляется серая гниль.

Из болезней на клубнях картофеля наибольшее распространение получили различные гнили, вызываемые грибами, бактериями. При хранении картофеля наибольшее распространение-получили фузариум, черная парша и различные некрозы.

В последние годы Министерство сельского хозяйства США издало каталог перспективных сортов, где приводятся краткие-сведения о поведении сортов и их устойчивость к различным болезням. Из каталога видно, что наиболее устойчивыми сортами к парше оказались Бланка, Чероки, Эрли Джем, Меномини, Навайо, Онтарио, Плимут, Панго, Редскин. Фитофтороустойчивыми сортами отмечены Казота, Чероки, Фанди, Кеннебек, Меномини, Мерримак.

Сорта Хоума, Меномини, Онтарио, Ред Бьюти, Саранак,. Секвоя отмечены как устойчивые к вертициллярному вилту.

Устойчивые к мозаике оказались сорта Чероки, Чиппева,. Катадин, Кеннебек, Мерримак, Редскин, Сако, Себаго, Титон.

К желтой карликовости растений и закручиванию листьев-оказались устойчивыми сорта Себаго, Хоума и Катадин.

При изучении вирусных заболеваний особое внимание обращалось на выявление вирусов X, Y, A, S и M. Определение вирусов на картофеле проводится серологическими методами.

При изучении вирусных заболеваний в США обращают особое внимание на переносчиков. Исследованиями установлено,, что наиболее распространенными переносчиками вирусов являются два вида тлей: картофельная и зеленая персиковая. Картофельная тля переносит 6 видов вирусов, а зеленая персиковая - 9. В условиях США встречаются и другие виды тли,. но они менее распространены и опасны, чем первые два.

Изучение образцов диких и культурных видов картофеля на устойчивость к тле и различным вирусным заболеваниям проводится в США в лабораториях, теплицах и полевых условиях опытных станций Белтсвилла, Глен-Дейла и Стюджен-Бей.

В результате изучения большого сортового и видового разнообразия культурного и дикого картофеля на устойчивость к различным видам тли было установлено, что отдельные виды картофеля характеризовались высокой иммунностью к зеленой персиковой тле. Причем устойчивость отдельных видов к тле была постоянной в течение ряда лет. Характерно, что тля на сеянцах дикого картофеля S. роlyadenium погибала в течение трех дней. Несколько других видов, включая S. сhacoense и 5. commersonii, оказались одинаково устойчивыми. Сравнительно высокий уровень устойчивости к различным видам тли наблюдался у дикого картофеля S. bulbocastanum.

Е. В. Radcliffe и F. I. Lauer (1968) обнаружили наибольшую устойчивость к тле у видов, родиной которых является Мексика. Особенно высокой устойчивостью характеризовались S. stenophylidium (Bitt.) и S. trifidum Corr. (S. michoacanum) из серии Pinnatisecta Rydb., а также дикие виды S. hjertingii Hawkes, S. роlytrichon и S. stoloniferum из серии Longipedicellate Buk.

Из 66 исследуемых видов картофеля с наибольшей устойчивостью к зеленой персиковой тле оказались S. drachistotrichum (Bitt) Rydb, S. chiguidenum Ochoa, S. etuberosum Linde, S. gourlayi Hawkes, S. huanca - bambense Ochoa, S. michoacanum (Bitt) Redb., S. sanctae - rosae Hawkes и S. stenophylidium.

Меньшей устойчивостью к зеленой персиковой тле характеризовались виды S. andreanum Baker, S. chiguidenum, S. gourlayi, S. hjertingii, S. infundibuliforme Phil, S. multidissectum Hawkes. У коммерческих сортов картофеля устойчивость к тле может быть улучшена селекцией внутри вида S. tuberosum даже без введения генов устойчивости от вышеперечисленных диких видов картофеля.

Проведенные многочисленные опыты по устойчивости различных видов картофеля показали, что дикорастущий картофель S. асаule Bitt. также наиболее устойчив к вирусу X, а виды картофеля S. stoloniferum schlechtd и S сhacoense Bitt. отмечены устойчивыми к вирусу Y.

При полевой оценке устойчивыми к пятнистости листьев оказались виды S. demissum Linde и S stoloniferum (Е. В. Radcliffe и Е. J. Zauer, 1966).

Из других вредителей, повреждающих картофель в США, наиболее распространенными являются колорадский жук, картофельный кузнечик, земляная блошка, листовая блоха и бурильщики. Однако самым опасным из всех перечисленных вредителей является колорадский жук. При большом заселении он может в несколько дней уничтожить всю листву картофеля со всего поля. Кроме того, жуки являются распространителями таких заболеваний, как коричневая и кольцевая гнили клубней.

В результате исследований, проведенных в США, установлено, что S. demissum Linde. и S сhacoense Bitt. оказались наиболее устойчивыми видами картофеля к колорадскому жуку. Листья картофеля S. demissum почти не населяются личинками жука, хотя взрослые особи и питаются ими. Устойчивость S. demissum к колорадскому жуку считается полигенной и рецессивной. Однако устойчивость S. demissum исчезала, если селекционеры путем селекции добивались улучшения качества.

Наиболее устойчивым как к личинкам, так и к взрослым особям оказался вид картофеля S сhacoense. Хотя некоторые популяции в F₁ были восприимчивы к жукам, но уже в последующих поколениях устойчивость его восстанавливалась.

Беккроссы с S. tuberosum не были успешными, так как качество картофеля и устойчивость к колорадскому жуку коррелируют отрицательно.

В условиях США и Канады очень опасным и вредоносным на плантациях картофеля является картофельный кузнечик Empoasca fabae (Harris). Исследованиями установлено, что вид картофеля S. Роlyadenium Greenm является устойчивым к картофельному кузнечику. Три тесно связанных вида: S сhacoense , S. соmmersonii Dun. и S. сaldasii Dun. характеризовались также высокой устойчивостью к этому вредителю.

Позднее было установлено, что из 150 исследуемых видов картофеля 30 оказались устойчивыми к картофельному кузнечику. К ним относятся S сhacoense, S. demissum, Pinnatisectum Dun., S. guerreroense Corr, S. kurtzinum Bitt. et Wittm. S. oxycarpum Schiede, S. pinnatisectum, S. poliadenium Spolytrichon Rudb и др.

Из вредителей, повреждающих клубни, наиболее вредоносными и опасными являются проволочники, медведки, слизни и нематоды. Картофельные нематоды - это микроскопические черви, сильно повреждающие клубни.

Изучение различных видов картофеля показало, что S spegazzinii Bitt. и S. Verne Bit. аnd Wittm оказались наиболее устойчивыми к различным расам картофельных нематод (Е. В. Radcliffe, F. J. Lauer, 1966).

В связи с повышенной устойчивостью дикорастущих видов картофеля к различным вирусным заболеваниям и ряду вредителей селекционеры США все чаще используют их при выведении новых сортов и гибридов. Для поддержания и сохранения образцов различных видов картофеля в живом виде для дальнейшего изучения их в США в 1950 г. была создана специализированная межрегиональная опытная станция в г. Стюджен Бей (штат Висконсин).

В настоящее время коллекция картофеля на этой станции включает более 3000 различных образцов, собранных из 39 стран мира. Из них 1200 образцов представляют 88 видов картофеля, 900 межвидовых гибридов, улучшенный селекционный материал и большое количество возделываемых коммерческих сортов. Около 19% всех образцов коллекции картофеля сохраняется в виде клубней и 81%-в виде семян. На станции имеется гербарий, который содержит более 1100 образцов. Регулярно издаются каталоги-справочники перспективных образцов, в которых дана подробная характеристика по морфологическим, биологическим и хозяйственно ценным признакам и свойствам.

При изучении коллекции картофеля большое внимание обращается на устойчивость образцов к вирусным болезням. Определение иммунности образцов картофеля к вирусам проводится в теплицах, где специально высевают определенные культуры-индикаторы (томаты, перец, лебеда) и прививают больные растения на исследуемые здоровые растения картофеля.

На станции создана генетическая коллекция картофеля, имеются гаплоидные, диплоидные, триплоидные, тетраплоидные формы, которые широко используют в селекционной работе. Например, при преодолении нескрещиваемости отдельных видов картофеля используют гаплоиды, которые легко скрещиваются с большинством диплоидных видов. Проводят дополнительные исследования по передаче определенных генов для успешного использования различных дикорастущих видов в селекционной работе по улучшению картофеля.

В селекционной работе с картофелем широко применяют S. acaule Bitt. в качестве переходного звена при скрещиваниях для использования ценной зародышевой плазмы диплоидных видов S. pinnatisectum и S. bulbocastanum из Мексики.

Тетраплоидный вид 5. апсПдепшп, тесно связанный с культурным картофелем S. tubeosum, представляет собой огромный резервуар зародышевой плазмы, но, к сожалению, недостаточно используется селекционерами США и Канады. Этот вид картофеля очень широко распространен в Южной Америке и включает в себя большое генетическое разнообразие. Известно, что вид S. andigenum обладает рядом ценных признаков и oсвойств. К ним в первую очередь относится высокая устойчивость к таким заболеваниям, как фитофтора, черная ножка, бактериальное увядание, кольцевая гниль, а также к различным расам нематоды.

Характерной особенностью этого вида картофеля является повышенная иммунность к вирусам X и Y, а также большое содержание белка и крахмала. Кроме того, он хорошо скрещивается с культурным картофелем.

Использование S. andigenum затруднительно, так как этот вид имеет ряд нежелательных признаков (мелкие клубни, длинные столоны, позднеспелость и т. д.). Однако при скрещивании его с культурным картофелем и при последующем беккроссировании можно получить ценное потомство.

В последние годы получены 22 сорта картофеля, устойчивых. к фитофторе. Они создавались в результате гибридизации мексиканских гексаплоидных форм S. demissum с S. tuberosum.

Исследованиями установлено, что отдельные растения диких мексиканских тетраплоидов S. stoloniferum обладают устойчивостью к фитофторе и иммунностью к вирусу Y.

На опытной станции в Стюджен Бей проводятся большие исследования по изучению морозоустойчивости сортового и видового разнообразия картофеля. Более 586 образцов дикого и культурного картофеля было изучено на устойчивость к низким температурам (-2,8°С). Наиболее устойчивыми оказались образцы S. acaule, S. chomatophilium, S. соmmersonii, S. curtilobum, S. demissum и S. sanctaerosae.

В результате проведенного колхицинирования клубней тетра-плоидного S. acaule на этой опытной станции были получены октаплоидные формы, которые характеризуются максимальной морозостойкостью и хорошей скрещиваемостью с S. tuberosum. В результате последующего беккроссирования полученного потомства с S. tuberosum выведенные гибриды отличались морозостойкостью и высокой иммунностью к вирусу X.

Однако из изученных 102 межвидовых гибридов наибольшей устойчивостью все-таки характеризовались гибриды, полученные от скрещивания образцов S. acaule (Р. W. Ross, Р. R. Rowe-1965).

При создании морозостойких сортов картофеля селекционеры США широко используют морозостойкие гибриды, синтезированные из нескольких источников устойчивости к холоду.

Холодоустойчивые гибриды, как донорские родители в скрещиваниях с 24-хромосомными образцами S. tuberosum, могут давать более высокую степень устойчивости, которая может быть закреплена беккроссированием.

Большинство ученых США считают, что холодостойкость у картофеля является количественным признаком, хотя имеются доказательства, что в картофеле есть гены морозостойкости, которые также принимают участие (Р. W. Ross, Р. R. Rowe-1965).

При выведении новых коммерческих сортов селекционеры США широко используют интродуцированные сорта культурного картофеля. Так, С. Ф. Кларк указывал, что сорт картофеля Rough Perple Chili, интродуцированный из Панамы, входит в родословную более 200 американских сортов. Важную роль в картофелеводстве США сыграли два европейских сорта картофеля: Sutton^,s Flourball и Busola. Первый входит в родословную 65 американских сортов, а второй -64. Австрийский сорт Petronius входит в родословную 17 современных американских сортов, сорт Jubel - 10 сортов.

При выведении засухоустойчивых сортов широко изучают дикорастущие виды, а также межвидовые гибридизации. На опытных станциях США гаплоидные, диплоидные, тетраплоид-ные, гексаплоидные и октаплоидные формы скрещивают с образцами Солянум туберозум.

Итоги изучения коллекции дикорастущих, полиплоидных форм и их гибридов, а также коммерческих сортов картофеля в виде отчетов рассылают по всем опытным станциям, работающим с этой культурой.

Селекция картофеля в США проводится по следующим направлениям: создание высокопродуктивных сортов, устойчивых к вредителям и болезням (особое внимание обращено на устойчивость к раку и нематоде); выведение сортов с хорошими товарными и вкусовыми качествами клубней с целью использования их для приготовления чипсов и других продуктов; создание высокоурожайных сортов картофеля для кормовых целей; выведение сортов картофеля с высоким содержанием крахмала в клубнях для промышленного использования.

Большие требования предъявляются к новым селекционным сортам: устойчивость к механическим повреждениям, наименьшее количество редуцированных Сахаров (для специальных нужд перерабатывающей промышленности), высокое содержание каротина (на пищевые цели) и большое содержание белка и сухого вещества (при выращивании на кормовые цели). Кроме того, сорта должны хорошо отзываться на агротехнические приемы, а на высоких азотных фонах не должен существенно удлиняться вегетационный период. В сыром виде клубни не должны окрашиваться под влиянием двухчасового освещения солнцем.