Воспроизводство мини-клубней в оригинальном семеноводстве картофеля, технологические приемы возделывания и их эффективность

Все больше организаций, занимающихся первичным семеноводством картофеля, переходят на современные методы массового получения исходного оригинального материала -безвирусных мини-клубней, с применением биотехнологических методов оздоровления от вирусных и прочих инфекций.

Аналитический обзор различных вариантов технологических процессов производства исходного оздоровленного материала картофеля позволил классифицировать их по способам получения мини-клубней [1]. В таблице 1 показана результативность получения мини-клубней в зависимости от способа их воспроизводства в расчете на одно оздоровленное микрорастение. Из таблицы видно, что традиционные способы воспроизводства безвирусных мини-клубней малоэффективны. Отметим, что к традиционным способам относятся варианты субстратного воспроизводства мини-клубней на стеллажах и в виде горшечной культуры, а также агрегатопоника и все варианты выращивания мини-клубней в полевых условиях. Все они характеризуются относительно небольшим коэффициентом размножения - за год (две ротации в вегетационных сооружениях и одна ротация в поле) от 6 до 25 мини-клубней от одного оздоровленного микрорастения. В среднем с одного растения традиционными способами собирают 10 мини-клубней.

Гораздо больший эффект получают при гидропонном (чистая гидропоника и аэропоника) способе выращивания мини-клубней -свыше 80 штук клубней от двух микрорастений за год (две ротации). С одного микрорастения 40 мини-клубней. Такой результат получают за счет открывающейся возможности сбора клубней по мере их нарастания. При отрыве клубня от столона на последнем появляется несколько ответвлений и на конце каждого из них образуется новый клубень, при этом период активного клубнеобразования увеличивается, растение как бы “омолаживается”. Сбор мини-клубней по мере их нарастания позволяет иметь один размерный калибр (фракцию), в результате чего значительно упрощаются условия для разработки автоматической сажалки [2]. Недостатком этого способа выращивания является неестественные условия обитания корневой системы растения (воздушно–водная среда) и дорогостоящие автоматизированные установки отказ систем которых может привести почти к моментальной гибели растений, к тому же велика вероятность перезаражения всех растений находящихся в установке при попадании в раствор инфекции.

В таблице в разделе субстратного способа выращивания представлен технологический модуль нового поколения (4 столбец).

Таблица 1- Результативность получения мини-клубней в зависимости от способа их воспроизводства

6	Способы воспроизводства мини-клубней
	Вегетационные сооружения						Поле
	Субстратные			Гидропонные			Микрорастения	Микроклубни	Рассада
	В горшках	На стеллажах	Технологический модуль нового поколения	Чистая гидропоника	Аэропоника	Агрегато-поника
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
5 s a- « 5 I Is	Высадка микрорастений в горшки. Одноразовая уборка.	Высадка микрорастений на стела-жах. Уборка одноразовая.	Высадка микрорастений или микроклубней. Сбор микро или мини-клубней периодически	Высадка микрорастений. Сбор миниклубней периодически	Высадка микрорастений. Сбор миниклубней периодически	Высадка микрорастений. Уборка одноразовая	Высадка микрорастений. Уборка разовая	Получение микроклубней в лабораторных условиях, их посадка в поле. Уборка разовая	Получение из микрорастений рассады. Высадка рассады в поле. Уборка одноразовая

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 a g-u 1 и Миниклубни 5-10 шт./раст. массой от 10 до 100 г. Миниклубни 3-8 шт./раст. массой от 10 до120 г. Микроклубни из микрорастений. > 80 шт./раст. массой 2-3 г. Миниклубни > 40 шт./раст. массой от 10 до 25 г. Миниклубни > 40 шт./раст. массой от 10 до 25 г. Миниклубни 5-10 шт./раст. массой от 10 до 120 г. Миниклубни 3-8 шт./раст. массой от 10 до 120 г. Микроклубни из пробирки 2-3 шт./раст. Миниклубни 6-12 шт./мкк* 25 шт./раст. массой от 10 до 120 г. Миниклубни 5-10 шт./раст. массой от 10 до 120 г. о Миниклубни 5-10 шт./раст. массой от 10 до 100 г. Миниклубни 3-8 шт./раст. массой от 10 до120 г. Миниклубни из микроклубней > 50 шт./мкк* >4000 шт./раст. массой 10-25 г. Миниклубни > 40 шт./раст. массой от 10 до 25 г. Миниклубни > 40 шт./раст. массой от 10 до 25 г. Миниклубни 5-10 шт./раст. массой от 10 до 120 г. 5 15 шт. клубней с двух микрорастений 11 шт. клубней с двух микрорастений 4000 шт./раст. 80 шт. клубней с двух микрорастений 80 шт. клубней с двух микрорастений 15 шт. клубней с двух микрорастений 6 шт./раст. 25 шт./раст. 8 шт./раст. мкк* - микроклубень.

Такой способ позволяет также, как и в гидропонных установках производить сбор клубней по мере их нарастания, оставляя тем самым за собой все положительные моменты гидропоники и аэропоники.

Корневая система при этом располагается в естественных для картофельного растения условиях - твердые субстраты (почвенный грунт, модифицированный цеолит и т.п.). Зона для образования столонов сформирована специальным укрытием, позволяющим производить сбор клубней по мере их нарастания. Предложенный способ позволяет воспроизводить мини-клубни не только из микрорастений (как в гидропонике), но и из микроклубней причем с большей эффективностью чем из микрорастений. Из одного микроклубня в среднем получается 50 шт. мини-клубней, тогда как из одного безвирусного растения - 40 шт. [7].

При проведении весенней ротации возникает проблема снятия периода покоя мини-клубней перед высадкой их в поле. Обработка стимуляторами для снятия периода покоя позволяет довести всхожесть клубней не более чем до 70 процентов. Поэтому при традиционных и гидропонных способах воспроизводства мини-клубней в весеннюю ротацию при посадке в поле часть из них теряется из-за низкой всхожести.

Предлагаемый технологический модуль нового поколения при производстве мини-клубней как в осеннюю, так и в весеннюю ротации (обе ротации мини-клубнями) будет иметь те же результаты, что и гидропонные способы выращивания.

Если же на технологическом модуле в весеннюю ротацию собирать с высаженных безвирусных микрорастений не мини-клубни массой 10-25 г., а микро-клубни массой 2-3 г. (их получается в среднем свыше 80 шт. с растения) и после прохождения у микро -клубней периода покоя (при хранении их в холодильных камерах) во время осенней ротации повторно высаживать микро-клубни (а не микрорастения) в технологический модуль нового поколения, то в течение года от каждого микрорастения можно получить свыше 4-х тысяч мини-клубней. Это в 100 раз больше чем при гидропонных способах выращивания и в 400 раз больше традиционных способов. Посадка мини-клубней в поле производится в мае, когда период покоя после осенней ротации у мини-клубней уже пройден. Это исключает потери урожая в питомнике “супер-суперэлита” из-за низкой всхожести мини-клубней не прошедших период покоя (что имеет место при традиционных и гидропонных способах получения миниклубней в весенних ротациях).

Картофельное растение от природы является культурой субстратной и многие ученые считают, что получение оздоровленного исходного семенного материала должно проводиться на почвенных субстратах. Поэтому, несмотря на активное распространение гидропонных технологий, продолжаются поисковые работы по разработке способов получения мини-клубней картофеля на почвенных субстратах, обеспечивающих достижение наивысшего из возможных коэффициентов размножения за счет увеличения продуктивности каждого растения. Причем клубни желательно получать одного калибра по размеру.

На протяжении ряда лет нами проводились поисковые исследования по разработке установки для высокоэффективного способа получения мини-клубней картофеля на субстратах, учитывая при этом положительные моменты гидропонных систем [3, 4].

Анализ морфологических особенностей картофельного растения позволил выдвинуть и разработать гипотезу высокоэффективного способа получения клубней картофеля при малообъемном использовании субстратов. Так как столоны образуются на затененной части стебля, стимулирование их образования предлагается проводить путем искусственного затенения и создания микроклимата в зоне образования столонов [5, 6]. При этом отпадает необходимость использования ценных питательных грунтов для окучивания растений.

Реализация данного предложения (рисунок 1) позволила сократить необходимый объем питательных субстратов для выращивания картофеля в два раза, а съемное укрытие зоны образования столонов дало возможность проводить периодический сбор клубней в процессе вегетации, что стимулирует дополнительное их образование. Внедрение предлагаемого способа получения миниклубней не требует дорогостоящих автоматизированных установок (как в гидропонике). Чтобы стимулировать процесс образования столонов достаточно разработать небольшой модуль со съемным приспособлением и, в зависимости от требуемого объема производства мини-клубней, размещать производственные модули в теплицах либо в иных вегетационных сооружениях.

Рисунок 1 - Субстратный способ получения мини-клубней со сбором их по мере нарастания

При выращивании мини-клубней в осеннюю ротацию (независимо от способа их получения) собранные клубни до высадки их в поле (май следующего года) проходят естественный период покоя. Выращенные же мини-клубни в весеннюю ротацию до высадки в поле не успевают пройти период покоя и перед посадкой требуется обработка клубней специальными препаратами для снятия периода покоя. Тем не менее, всхожесть обработанных стимуляторами миниклубней не превышает 70%, т. е. теряется до 30% потенциальной урожайности супер-суперэлитного картофеля, полученного из миниклубней весеннего сбора.

При выращивании картофеля на технологическом модуле нового поколения появляется возможность в весеннюю ротацию получать микро-клубни (свыше 80 шт. с каждого безвирусного микрорастения) и в осеннюю ротацию, после завершения периода покоя микроклубней, высаживать их в такие же установки для получения мини-клубней (свыше 50 шт. от каждого микроклубня). При такой схеме воспроизводства мини-клубней отпадает необходимость в использовании препаратов для снятия периода покоя клубней, так как это происходит естественным путем.

Заключение.

По результатам выполненных исследований можно сделать следующие выводы:

• 1.    Предлагаемая технология периодического сбора клубней (по мере нарастания), выращиваемых на твердых субстратах позволит почти в два раза сократить объем питательных субстратов, в 1,5-2,0 раза удлинить период активной продуктивности картофельного растения по сравнению с традиционной технологией, организовать получение выровненных семенных клубней требуемого размера. Технология не требует дорогостоящего оборудования и материалов, как это имеет место в случае гидропоники, а относительная простота делает ее доступной для пользования не только в специализированных хозяйствах по первичному семеноводству, но и в фермерских хозяйствах и даже на участках любителей картофелеводов.

• 2.    Создание и внедрение технологического модуля нового поколения для ускоренного воспроизводства исходного оздоровленного клубневого материала потенциально позволит увеличить выход мини-клубней с каждого микрорастения на два порядка (в 100 раз) по сравнению с перспективными на данный момент гидропонными способами.

безвирусных мини-клубней картофеля на основе биотехнологических методов // Интеллектуальные машинные технологии и техника для реализации Государственной программы развития сельского хозяйства: материалы Международной научно-технической конференции. – М.: ВИМ, 2015. – С. 245-249.