Клубень — подземный орган растений¶

Клубень — утолщённый подземный побег или корень растения, служащий органом запасания питательных веществ и вегетативного размножения. Относится к так называемым видоизменённым побегам (или корням, в зависимости от вида), а также к группе морфологически сходных органов запасания, куда входят луковица, корневище, клубнелуковица и корнеплод. Клубни характерны для многих семейств цветковых растений, включая паслёновые, бобовые, геснериевые и орхидные.

¶Морфология и строение

Клубень представляет собой раздутый участок стебля (реже корня), в клетках которого откладываются крахмал, воды и другие запасные вещества. Настоящий клубень покрыт чечевичками (уменьшенными устьицами), междоузлиями и глазками — спящими почками, из которых весной развиваются новые побеги. Именно наличие междоузлий и почек отличает клубень-побег от клубня-корня: у последнего нет ни почек, ни чечевичек, а есть только придаточные корни.

Типичный пример — клубень картофеля (Solanum tuberosum), который является утолщённым подземным побегом с «глазками» (почками) и мелкими чешуйками — рудиментарными листьями. Внутренняя часть клубня состоит из паренхимы, заполненной крахмальными зёрнами.

¶Клубни корневого происхождения

У ряда растений органы запасания формируются из корней или корневых утолщений. К ним относятся:

• Корневые клубни дикорастущих видов, например цикория дикого;
• Клубни бобовых — у гороха, чечевицы, бобов клубеньки образуются на корнях в результате деятельности клубеньковых бактерий (Rhizobium), фиксирующих азот;
• Клубни орхидей — у большинства наземных орхидей клубень образуется из основания стебля и содержит запасы воды и питательных веществ.

¶Клубни картофеля

Картофель — наиболее известное клубневое растение и один из важнейших продовольственных культур в России. Клубни картофеля содержат 15–25 % сухого вещества, из которого основную часть составляет крахмал (до 80 % сухого вещества). По данным сельскохозяйственной статистики, урожайность клубней в России в 2020-х годах в среднем составляет 150–180 центнеров с гектара.

Клубень картофеля покрыт кожурой (перидермой), под которой расположена флоэма, затем — сердцевидная часть с древесиной и сердцевиной. Глазки расположены по спирали, и в каждом глазке находится несколько почек, из которых наиболее развита верхушечная.

¶Клубни других культурных растений

Помимо картофеля, клубни образуют:

• Батат (Ipomoea batatas) — клубни формируются из побегов корневища;
• Земляной орех (арахис, Arachis hypogaea) — после опыления цветка плодоножка уходит в почву, и плод с семенами созревает под землёй, формируя так называемый «подземный плод», иногда ошибочно называемый клубнем;
• Клубнегнёздные растения — георгины, бегонии, глоксинии, клубни которых ежегодно отмирают и образуются заново;
• Каннa — клубневидное утолщение корневища;
• Топинамбур (Helianthus tuberosus) — клубни образуются на концах подземных побегов (корневищ).

¶Физиология клубней

В клубнях накапливаются запасные вещества, необходимые растению для перезимовки и начала нового вегетационного периода. Основные вещества — крахмал, сахара (фруктоза, сахароза, глюкоза), белки, минеральные соли. В клубнях картофеля содержится 75–80 % воды.

В период покоя в клубнях происходит физиологический покой — снижение интенсивности обменных процессов. Для прорастания клубней необходимо выполнение условий покоя: определённой температуры и продолжительности хранения. У картофеля период покоя длится от 2 до 5 месяцев в зависимости от сорта.

¶Клубни и размножение

Клубни играют важную роль в вегетативном размножении растений. Каждый глазок картофеля содержит почку, способную дать начало новому растению. При посадке клубень разрезают на части, оставляя в каждой не менее одного глазка. Этот метод позволяет быстро размножать ценные сорта и сохранять генетические особенности растения.

У дикорастущих видов клубни служат средством переживаний неблагоприятных условий — засухи, морозов. После отмирания надземной части клубень остаётся в почве и весной прорастает, давая начало новому растению.

¶Клубни в рационе человека

Клубни картофеля — основной источник крахмала в рационе жителей России и Европы. Картофель содержит витамины C, B1, B6, B9, калий, фосфор, железо. Пищевая ценность сырого картофеля — около 77 ккал на 100 граммов.

Клубни батата содержат бета-каротин, витамин A и пищевые волокна. Клубни топинамбура («иерусалимский артишок») богаты инулином — полисахаридом, который не усваивается в тонком кишечнике и служит пребиотиком.

¶Отличие клубня от других органов запасания

¶Клубень в сельском хозяйстве

Клубневые культуры занимают значительные площади в сельском хозяйстве России. По данным Росстата, в 2023 году под картофелем в России было занято около 1,1 млн гектаров, а валовой сбор составил порядка 18–20 млн тонн. Основные регионы выращивания — Центральный, Приволжский и Сибирский федеральные округа.

В промышленном картофелеводстве применяются технологии минеральных клубней, микроклубней и пататов — методов получения посадочного материала из растительных тканей, что позволяет очистить посевной фонд от вирусных инфекций.

Источники:

• Лотова Л. И. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений. — М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2010.
• Чемианов Г. И. Ботаника: учебное пособие. — М.: Академия, 2006.
• Тимофеева В. Н., Тимофеев С. В. Ботаника: учебник. — М.: Академия, 2012.
• Гуревич Я. К. Физиология растений. — Минск: Вышэйшая школа, 2011.
• Данные Росстата по сельскому хозяйству Российской Федерации, 2023.