CC BY
105
ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИНИКЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ ДЛЯ ПЕРВИЧНОГО СЕМЕНОВОДСТВА
Корнацкий Сергей Аркадьевич
Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов», г. Москва
Аннотация:
Целью исследований была разработка принципиально новой схемы получения миниклубней картофеля в первичтам семеноводстве. В качестве элемента изучения использовали рассаду картофеля, полученную непосредственной высадкой черенков in vitro длиной 6-8 см на торфотаблетки Jiffy 7 диаметром 36 мм. Приживаемость черенков в условиях периодического верхнего мелкодисперсного полива (15 мин полив / 20 мин интервал) в течении двух недель составила 100%. Полученную рассаду высадили в пленочной теплице в горшки с торфяным субстратом объемом 5 л для получения миниклубней. При 100% приживаемости рассады в горшках, через 2,5 мес. вегетации по сорту Ред Скарлет с каждого горшка было получено от 12 до 34 миниклубней массой от 13 до 37 г.
Abstract:
The aim of research was to develop a fundamentally new schemes of potato minitubers in primary seed. As part of the study used a potato seedlings obtained directly landing in vitro cuttings 6-8 cm long on peat pellets Jiffy 7 with a diameter of 36 mm. Survival rate of the cuttings in a periodic top-fine irrigation (watering 15 minutes / 20 minutes interval) for two weeks was 100%. The resulting seedlings are planted in greenhouses in pots with peat substrate 5 liter to produce minitubers. At 100% survival of seedlings in the pots, after 2.5 months. vegetation on the Red Scarlet cultivar from each pot were received from 12 to 34 minitubers weighing from 13 to 37g.
Ключевые слова: клональное микроразмножение, рассадный картофель, торфотаблетки, микроклубни, миниклубни, первичное семеноводство.
Keywords: clonal micropropagation, potato seedlings, peat pellets, microtubers, minitubers, primary seed.
Одним из главных факторов, гарантирующих достижение урожая картофеля 40-50 т/га и более в широком диапазоне почвенно-климатических условий, является высококачественный, свободный от патогенов, исходный материал. Больные и зараженные растения, несущие признаки патогенеза различного происхождения, в конечном итоге формируют клубни низкого качества по ряду показателей и при этом существенно снижают урожайность.
Основой современного элитного семеноводства картофеля в странах с развитой экономикой является получение качественного исходного оздоровленного материала на основе комбинирования методов термотерапии и клонального микроразмножения, а также научно и экономически обоснованное его распространение среди потенциальных потребителей.
В настоящее время на практике чаще всего реализуют следующие производственные схемы кло-нального микроразмножения картофеля, вовлеченные в первичное семеноводство: микрочеренкование in vitro и получение микроклубней in vitro [1]. Основной и наиболее востребованный прием, ставший классикой отечественной биотехнологиии реализуемый в основном в неизменном виде уже несколько десятилетий, это микрочеренкование in vitro, способ достаточно надежный и эффективный, позволяющий из одноглазковых черенков за 3 -6 недель получать растения с 5-ю-8-ю узлами, соответственно с коэффициентом размножения 1:5-8. Если же материал выводится из размножения и передается непосредственно в систему первичного семеноводства, то требуются специальные превентивные мероприятия по защите растений от всех
возможных патогенов, далеко не всегда снижающие в этом случае ощутимый процент потерь. Высадка стерильных неадаптированных микрорастений объективно сопряжена с перемещением больших количеств пробирок к месту посадки, связана со значительными объемами ручного труда во время посадки и ухода в чрезвычайно некомфортных для работы условиях защищенного грунта [2].
Вторая схема ориентирована на получение микроклубней в условиях in vitro, а это также имеет ряд серьезных ограничений. Очень часто необходимо уточнение параметров питательных сред, уровней абиотических факторов культивирования, обеспечение должного физиологического статуса микроклубней перед посадкой, подбор соотношения компонентов субстрата для оптимизации выращивания растений. Отработка этих позиций требуется, в первую очередь, для обеспечения эффективного процесса клубнеобразования, то есть получения однородных по размеру микроклубней, в предсказуемых количествах и в прогнозируемых временных интервалах, что реализовать весьма проблематично [2].
Кроме упомянутых выше, также достаточно давно, как элемент технологии первичного семеноводства весьма активно продвигается аэрогидропонная система выращивания миниклубней, при которой процесс их образования протекает практически непрерывно в искусственных условиях в специальных установках. В данном случае не требуются условия стерильности, высок выход материала, его собирают партиями, по мере формирования миниклубней [3]. Однако, ввиду того, что выращи-
вание и сбор миниклубней проводится в разные периоды календарного года, партии материала имеют существенную физиологическую разнокачествен-ность и без специальных мероприятий, чаще всего, не могут быть использованы сразу для посадки в теплицу, поскольку не дадут дружных всходов, а, соответственно, синхронного роста и развития, что весьма нежелательно.
Объектами исследований служили сорта зарубежной селекции: Ред Скарлет, Эстима. Для культивирования применяли общеизвестную питательную среду Murashige и Skoog (1962). Поверхностная стерилизация исходного материала обеспечивалась 1%-ным раствором азотнокислого серебра. Введение в культуру проводили в феврале, используя верхушки этиолированных побегов. Размножение выполняли на питательной среде с ки-нетином в концентрации 0,02 мг/л. Для посадки использовали колбы объемом 250 мл, в каждую из которых высаживали по 12 одноузловых микрочеренков. Для укупорки колб применяли, промышленно изготавливаемые, ватно-марлевые косметические диски диаметром 5,5 см [4]. Стерильные культуры помещали в светокомнату с заданными режимами окружающей среды (интенсивность освещения 4,5-5,5 клк, 16 часовой фотопериод с температурой +20±1оС/день и
Успешная реализация принципа черенкования микроразмноженного картофеля на торфотаблет-ках позволяет существенным образом изменить технологию выращивания микроклубней. Изменения касаются, прежде всего, самого трудоемкого и высокозатратного этапа - высадки микрорастений в условия защищенного грунта. Реализуемая ранее схема очень существенно ограничивала производительность подобных работ, их эффективность и, соответственно, результативность. Посадка изнеженных и неадаптированных растений, как правило, сопровождается существенными их потерями на начальном этапе из-за патогенеза различной природы как в зоне корнеобитания, так и надземной части растений. Дополняет негативный эффект и резкая смена факторов среды, а, именно, уровней влажности и температуры воздуха. И, конечно, очень важна высокая квалификация и навыки персонала, проводящего подобную работу, требующая особой пунктуальности выполнения технологических операций. А если еще иметь ввиду, что все это
39
+15°±1оС/ночь). При высадке микрорастений размером 6-8 см на адаптацию использовали торфяные таблетки Jiffy 7 диаметром 36 мм. Адаптацию проводили в теплице в условиях периодического верхнего мелкодисперсного полива (15 мин полив/ 20 мин интервал) в течение двух недель.
Начало культивирования осуществляли традиционно этапом введения в стерильную культуру. В ходе исследований не было выявлено существенных различий по приживаемости начальных экс-плантов изучаемых сортов на питательной среде, которая составляла 85-90%. Ранее нами была уже отработана система выращивания одноглазковых микрочеренков в больших культивационных сосудах объемом 250 мл, где растения нормально и полноценно развивались, давая через 1,5 месяцев побеги длиной 6-8 см [2], которые в течение цикла размножения использовали для дальнейшего черенкования. Полученный опыт позволил достаточно точно планировать производство рассады к определенному периоду посадки в защищенном грунте (таблица 1). Начав размножение с 60 микрорастений и проведя 3 черенкования с интервалом 1,5 мес., можно получить более 6000 единиц материала, пригодного для высадки на торфотаблетки и последующего выращивания рассады.
Таблица 1.
происходит в условиях защищенного грунта, легких весенних теплицах или тоннелях при температуре +30°С и выше, то низкая технологичность данного процесса становится более, чем очевидной. То есть, реальная посадка 1000 растений и более уже становится достаточно проблематичной по выполнению в оптимальные агротехнические сроки, особенно учитывая технологическую пригодность самого материала.
Разрабатываемая нами технология практически полностью снимает остроту данной проблемы, перенося наиболее трудоёмкий процесс высадки растительного материала в комфортные условия лаборатории. Подготовленные микрочеренки длиной 5-6 см в начальной стадии укоренения высаживали на предварительно увлажненные торфотаблетки, после чего контейнеры или поддоны с высаженными черенками помещали в теплицу с периодическим верхним мелкодисперсным поливом на период 10-12 дней. Данного времени было достаточно, чтобы у формирующихся растений развивалась работоспособная корневая система
Исходное количество материала, срок начала этапа и его длительность 15 ноября (че-ренкова-ние), 1,5 мес. колбы/микрочеренки 1 января (че-ренкова-ние), 1,5 мес. колбы/микрочеренки 15 февраля (че-ренкова-ние), 1,5 мес. колбы/микрочеренки 1 - 5 апреля (посадка мик-роче-ренков на торфо-таблетки) 6- 20 апреля (укоре-не-ние мик-роче-рен-ков и адаптация рассады)
5 колб х12=60 или пробирки - 60 шт. 60х5*= 300 23 колб (посадка) х12 270x5=1350 110 колб (посадка) х12 1320х5=6600 546 колб (посадка) х12
Выход рассады 6000 шт.
* - из расчета получения 5-ти одноглазковых микрочеренков с 1 микрорастения
Принципы расчета производства рассады картофеля к определенному периоду посадки в теплицу
40
за счет формирования новых придаточных корней, хорошо осваивающая объем торфотаблетки. Массовое появление корней на поверхности торфотаблетки свидетельствовало о готовности материала к посадке в защищенный грунт, которая выполнялась чрезвычайно просто, производительно и не требовала каких-либо специальных навыков. Достаточно было лишь разложить рассаду картофеля в посадочные лунки, по диаметру несколько превышающие диаметр торфотаблеток, подготовленные заранее в горшках с субстратом или на грядах. При обеспечении верхнего мелкодисперсного автоматизированного полива, никакие дополнительные операции, связанные с посадкой не требовались. Растения в таком случае первоначально существуют автономно, затем корневая система начинает осваивать новый объем субстрата, а посадочная лунка постепенно заиливается почвогрунтом, что усиливает придаточное корнеобразование. Как показали исследования, приживаемость полученной рассады составила 100%. Такой эффект достигался за счет того, что высаживаемая рассада имела прямостоячие прочные стебли толщиной 2-2,5 мм и высотой 6-10 см, мощный листовой аппарат, хорошо функционирующую корневую систему.
Важным технологическим преимуществом разрабатываемой системы была отмечена высокая синхронность развития растений в течение вегетации, что позволило через 2,5 мес. получить хороший выход миниклубней, особенно по сорту Ред Скарлет. У данного сорта было получено от 12 до 34 миниклубней массой от 13 до 37 г в расчете на 1 исходное растение. Клубни сорта Эстима оказались несколько крупнее - от 27 г до 86 г, при количестве от 5 до 14 шт./горшок.
Успешные результаты использования рассады на торфяных таблетках при выращивании миниклубней могут способствовать снижению затрат на их производство и иметь перспективу механизации посадки растений меристемного картофеля в защищенном грунте по аналогии с кассетной рассадой любых овощных культур.
Список литературы:
1. Анисимов Б.В., Чугунов В.С. Инновационная схема оригинального семеноводства картофеля // Картофель и овощи. - Москва: ООО«КАРТО И ОВ» - 2014. - №6. - С. 25-27
2. Корнацкий С.А. Технологическая альтернатива в первичном семеноводстве картофеля./ Картофель и овощи. - Москва: ООО«КАРТО И ОВ».-2015. - №12. - с.24 - 26
3. Хутинаев О.С., Анисимов Б.В., Юрлова С.М., Мелешин А.А. Мини-клубни методом аэрогидропоники / Картофель и овощи. - Москва: ООО«КАРТО И ОВ».- 2016. - №11. - с.28 - 30
4. Корнацкий С.А. Клональное микроразмножение в системе первичного семеноводства картофеля // Межотраслевой институт «Наука и образование». - 2014. - №3. - С. 112-113
Об авторе
Сергей Аркадьевич Корнацкий, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Российский университет дружбы народов
e-mail: [email protected] , т.89162015160
142718 Россия, Московская обл., Ленинский р-н, пос. Измайлово, д.7. кв.54
