CC BY
3
Известия Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. - 2024. - N 2. -С. 48-54. - ISSN 2308-8583.
Proceedings of the State Agricultural Academy of Velikie Luki. 2024;(2):48-54. ISSN 2308-8583. Обзорная статья
УДК 635.21:631.531.01:631.589 (470.25) EDN: SXNAHQ
Выращивание семенного картофеля методом аэропоники
1 2 Лариса Ивановна Яловик , Дарья Владимировна Власова ,
Татьяна Дмитриевна Липатова3, Екатерина Александровна Яловик4
12 3
' ' Великолукская государственная сельскохозяйственная академия, Псковская область, Великие Луки, Россия 4 Псковский государственный университет, Псков, Россия 1 [email protected] [email protected]
3
4 katia [email protected]
Аннотация. Картофель - ценный продукт питания человека, четвертый по своему значению в мире после пшеницы, кукурузы и риса. Наша страна - один из крупных производителей продовольственного картофеля в мире. Несмотря на это, в некоторых регионах, производящих картофель, урожайность остаётся невысокой. Условия Северо-Западного региона Российской Федерации, в том числе Псковской области, позволяют успешно выращивать картофель как ранних, так и более поздних сроков созревания. Но есть причины, которые не дают получить высокую и стабильную урожайность и раскрыть потенциал современных российских сортов. В статье рассматриваются причины недобора урожайности, в том числе отсутствие качественных семян для проведения сортообновления и сортосмены. Возделывать семенной картофель непросто. Здесь важны пространственная изоляция от производственных посадок и овощных культур, качественная агротехника, защита от вредных объектов и т.д. В настоящее время появилась перспективная технология, которая позволяет получить качественный семенной материал (мини-клубни картофеля) - бессубстратное выращивание или выращивание способом аэропоники. История появления метода аэропоники уходит в начало XX века, однако в России интерес возник намного позже, через 100 лет. При данном способе выращивания активно используют IT-технологии. Технология имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционным выращиванием и позволяет «уйти» от многих проблем при семеноводстве картофеля. Вышеизложенные вопросы рассматриваются в данной статье с перспективой, что в ближайшее время аэропонное культивирование семенного картофеля получит распространение во всех регионах страны.
Ключевые слова: семеноводство картофеля, мини-клубни, аэропоника Для цитирования: Яловик Л. И., Власова Д. В., Липатова Т. Д., Яловик Е. А. Выращивание семенного картофеля методом аэропоники // Известия Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. - 2024. - N 2. - С. 48-54. -https://elibrary.ru/sxnahq.
© Яловик Л. И., Власова Д. В., Липатова Т. Д., Яловик Е. А., 2024
48
Review article
Growing Seed Potato by Aeroponics Method
12 3
Larisa I. Yalovik , Daria V. Vlasova , Tatyana D. Lipatova , Ekaterina A. Yalovik4
12 3
, , State Agricultural Academy of Velikie Luki, Pskov region, Velikie Luki, Russia 4 Pskov State University, Pskov, Russia 1 [email protected] [email protected]
3
4 katia [email protected]
Abstract. Potatoes are a valuable human food product, the fourth most important in the world after wheat, corn and rice. Our country is one of the largest producers of food potato in the world. However, in some potato-producing regions, yields remain low. The conditions of the Northwestern region of the Russian Federation, including the Pskov oblast, make it possible to successfully grow potatoes both early and late maturation varieties. There are reasons that do not allow one to get high and stable yields and reveal the potentials of modern Russian varieties. The article discusses the reasons for low yields, among them being the lack of high-quality seeds for variety renewal and substitution. Cultivating seed potatoes is not easy. Distance separation from industrial plantings and vegetable crops, high-quality agricultural equipment, and protection from harmful objects are important here. Currently, a promising technology has appeared that allows one to obtain high-quality seed material (mini potato tubers) - substrate-free cultivation or cultivation by aeroponics. The history of the aeroponics method dates back to the beginning of the 20th century, but the interest to it in Russia arose much later, 100 years later. IT technologies are actively used with this cultivation method. The technology has a number of advantages over traditional cultivation and allows one to "get away" from many problems in potato seed production. There is no doubt that in the near future, aeroponic cultivation of seed potato will find investment support, and will be widespread in all regions of the country.
Keywords: potato seed production, mini tubers, aeroponics
For citation: Yalovik L. I., Vlasova D. V., Lipatova T. D., Yalovik E. A. Growing Seed Potato by Aeroponics Method. Proceedings of the State Agricultural Academy of Velikie Luki. 2024;(2):48-54. (In Russ.). https://elibrary.ru/sxnahq.
Картофель - ценный продукт питания человека, четвертый по своему значению в мире после пшеницы, кукурузы и риса [1]. В России его используют в продовольственных, кормовых и технических целях. Наша страна - один из крупнейших производителей продовольственного картофеля. Уровень производства этой культуры, по данным Минсельхоза РФ на 2023 год, составляет 8,6 млн т [2, 3]. В число ТОП-областей по выращиванию картофеля входят: Брянская (5,9%), Тульская (7,2%), Нижегородская (5,1%) [4].
Условия Северо-Западного региона Российской Федерации, в том числе Псковской области, способствуют успешному его выращиванию. Однако урожайность остаётся невысокой, не более 260 ц/га при потенциальной 700 ц/га и
выше [5]. Это связано не только с часто складывающимися неблагоприятными погодными условиями в период вегетации, но и с нарушениями технологии возделывания (отсутствие севооборота, органики, отказ от вспашки и др.), низким фитосанитарным состоянием почв и качеством посадочного материала.
Проблема получения качественного посадочного материала появилась не только в Псковской области, но и в других регионах. Ведь до недавнего времени, на протяжении нескольких десятилетий семенной картофель для дальнейшего размножения импортировали. В настоящее время обеспечение товаропроизводителей качественным семенным материалом для проведения сортообнов-ления и сортосмены стало первостепенной задачей регионов РФ. Наступает период возрождения семеноводства картофеля.
Возделывать семенной картофель непросто. Он требует значительных затрат на проведение не только агротехнических, но и химических мероприятий по причине многочисленных вредных объектов. Особое внимание следует уделять защите семенного картофеля от вирусных болезней. Здесь важны пространственная изоляция от производственных посадок и овощных культур, своевременная обработка от тли и других сосущих вредителей.
Потери от вирусных и бактериальных болезней могут составлять от нескольких процентов до полной гибели всего урожая. По подсчетам, вирусные болезни снижают урожайность картофеля от 50% и более [6].
Ещё одна проблема при размещении семенного картофеля - фитосани-тарное состояние почв. Отсутствие севооборотов, отказ от вспашки, сведение к минимуму агроприёмов, несоблюдение сроков их проведения способствовали распространению почв, накопивших вредные патогены. С каждым годом таких почв становится всё больше. В Псковской области есть пример, когда семеноводческое хозяйство «Удрайское» Великолукского района получило запрет на выращивание семенного картофеля по причине появления карантинного объекта картофеля - золотистой картофельной нематоды.
К числу проблем получения семенного картофеля можно отнести и сезонность. Ведь вырастить семенные клубни можно только в ограниченный период времени.
Для решения этих и ряда других проблем в картофелеводстве стали использовать инновационные технологии. Одной из перспективных технологий является получение мини-клубней картофеля методом аэропоники. Метод основан на бессубстратном выращивании картофеля. Суть его в том, что корни, находясь без субстрата, в воздухе, должны периодически орошаться питательным раствором, находясь в тумане. Для этого чаще используют растения картофеля, полученные из апикальных меристем. Также можно использовать готовые клубни, предварительно проросшие в тёмном помещении, или семена.
В данной технологии активно используются ^-технологии. Оптимизируют процесс специальные программы, которые обеспечивают контроль важных параметров роста растений. Сенсоры контролируют температуру, влаж-
ность и концентрацию питательных веществ, а автоматизированные системы управляют подачей раствора. Светодиоды регулируют спектр света.
История появления метода аэропоники уходит в начало XX века. В 1911 году советский ботаник В.М. Арциховский сконструировал первые аэропонные установки и доказал возможность культивирования растений без субстрата [7].
В 90-х годах ХХ века учеными Всероссийского НИИ сельскохозяйственной биотехнологии были разработаны конструкции аэропонных установок, в которых выращивали растения, оздоровленные методом апикальных меристем [7].
Шли годы, метод развивался и к 2000-м годам получил известность и применение в практике РФ. Благодаря Ю.Ц. Мартиросяну была разработана и введена в эксплуатацию аэропонная установка «Урожай 9000». Она нашла применение при ускоренном размножении семенного материала многих ценных и редких сельскохозяйственных культур.
В практике мирового сельскохозяйственного производства безсубстрат-ная технология выращивания культурных растений получила распространение в 2006 году [7]. Технология нашла широкое применение в Перу, Испании, Китае, Корее, Кении [8].
В настоящее время аэропонные технологии в России - уже не экзотика. Появилась общепринятая технология выращивания семенного картофеля аэро-понным способом.
Для культивирования данным способом необходимо помещение, оборудованное по типу фитотрона. В нем следует создать стерильные условия, оборудовать блоком климат-контроля.
Аэропонная установка (конструкция) представляет собой непрозрачный каркас с отверстиями для растений. Снизу располагается резервуар с водой. Есть бак с питательным раствором, насос для подачи жидкости и таймер.
На рисунке 1 изображена аэропонная конструкция, применяемая в ФГБОУ ВО Великолукская ГСХА.
Оздоровленные растения in vitro высаживают в аэропонную установку, выдерживая условия длинного светового дня (16 часов). В течение 1 -2 недель им необходим питательный раствор с небольшим содержанием макро- и микроэлементов.
На этапе активного наращивания надземной биомассы растения переводят на удвоенный раствор минеральных солей, усиливают в осветительном блоке содержание оранжево-красной составляющей спектра 625-670 нм. После нарастания необходимого количества биомассы исключают из питательного раствора нитрат аммония и переводят растения на короткий световой день (12 часов). В период клубнеобразования переходят на синий спектр 380-460 нм [9].
Рисунок 1 - Процесс развития микрорастения картофеля в аэропонной установке ФГБОУ ВО Великолукская ГСХА
Ю.Ц. Мартиросян рекомендует питательный раствор Кнопа: Са(КОз)2 -1 г/л, КН2РО4 - 0,25, КС1 - 0,125, БеС1з - 0,125 г/л [8]. Его подают к корням мелкодисперсным с помощью насоса и специальных форсунок из бака.
Снизу, где располагается корневая система, укрепляют сетки так, чтобы столоны в них формировали клубни. Достаточно срезать главный корень и собрать урожай. Клубни просушить. Сбор мини-клубней проводят при достижении размера 9-60 мм с учётом ГОСТ 33996-2016.
Именно по такой технологии в области выращивания картофеля методом аэропоники было проведено много исследований.
Для научно-исследовательских работ по селекции и семеноводству аэро-понные технологии применяют в Самарском и Приморском НИИСХ, Саратовском и Ставропольском ГАУ, а также в Брянском ГУ [9]. ФГБОУ ВО Великолукская ГСХА проводила исследования по данному направлению [10].
Ведение учебного процесса с их использованием осуществляют в специализированных аграрных школах республики Саха-Якутия, агроколледже г. Москва [9].
Московский «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии» также занимается исследованиями в этом направлении [9].
В промышленных масштабах они используются в Павловском Посаде. На посадочной площади 1200 м2 в течение одного года получают от 1,0 до 1,5 млн оздоровленных мини-клубней картофеля [11]. Кроме того, так выращивают в Звенигороде Московской области, в Чеченской республике. Тем не менее, в этой области ещё много вопросов, требующих изучения, начиная от выбора сортов, способных раскрыть продуктивный потенциал в условиях аэропо-ники, до непосредственно конструкций.
Таким образом, выращивание растений картофеля аэропонным методом -не просто инновационная технология, это возможность получения круглый год здоровых мини-клубней, отвечающих требованиям ГОСТ. Нет сомнений, что в ближайшее время аэропонное культивирование семенного картофеля будет находить инвестиционную поддержку и получит распространение во всех регионах страны.
Список источников
1. С картошкой всё не так просто // Коммерсантъ : [сайт]. - URL: https://www.kommersantш/doc/1794231#:~:text=Теперь%20картофель%20выращивают%20по чти%20в,30°С%20рост%20клубней%20резко%20замедляется (дата обращения: 28.05.2024).
2. Минсельхоз заявил о рекордно высоком сборе урожая картофеля за 30 лет // Ведомости : [сайт]. - URL: https://www.vedomosti.ru/business/news/2024/01/08/1014145-minselzoh-rekordno-sbore-urozhaya-kartofelya (дата обращения: 28.05.2024).
3. Минсельхоз сообщил о рекордном за 30 лет урожае картофеля в России // Мир24 : [сайт]. - URL: https://mir24.tv/news/16576880/minselhoz-zayavil-o-rekordnom-urozhae-kartofelya-za-30-let (дата обращения: 28.05.2024).
4. Картофелеводство России в 2022 году: некоторые тенденции // АБ центр : Экспертно-аналитический центр агробизнеса : [сайт]. - URL: https://ab-centre.ru/news/kartofelevodstvo-rossii-v-2022-godu-nekotorye-tendencii?ysclid=lwqe5kv7sg651928253 (дата обращения: 28.05.2024).
5. Урожайность картофеля по регионам России // Огородум.га : Умные советы садоводам : [сайт]. - URL: https://ogorodum.ru/urozhajnost-kartofelja-po-regionam-rossii.html?ysclid=lx6hdbzvmx277739927 (дата обращения: 28.05.2024).
6. Амелюшкина Т. А., Семешкина П. С. Защита семенных посадок картофеля от вирусных болезней // Защита и карантин растений. - 2011. - № 3. - С. 21-23. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/zaschita-semennyh-posadok-kartofelya-ot-virusnyh-bolezney (дата обращения: 28.05.2024).
7. Лиховид П. В. Аэропоника: история, настоящее и будущее // ГлавАграрРус : [сайт]. - URL: https://glavagronom.ru/artiries/aeroponika-istoriya-nastoyashchee-i-budushchee?ysclid=lwrm8c6k6u980460577 (дата обращения: 28.05.2024).
8. Терентьева Е. В., Ткаченко О. В. Аэропонный способ получения мини-клубней картофеля // Известия ТСХА. - 2017. - №1. - С. 75-84. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/aeroponnyy-sposob-polucheniya-mini-klubney-kartofelya (дата обращения: 28.05.2024).
9. Мартиросян Ю. Ц., Кособрюхов А. А., Мартиросян В. В. Аэропонные технологии в безвирусном семеноводстве - преимущества и перспективы // Достижения науки и техники АПК. - 2016. - №10. - С. 47-51. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/aeroponnye-tehnologii-v-bezvirusnom-semenovodstve-preimuschestva-i-perspektivy (дата обращения: 28.05.2024).
10. Федорова Ю. Н., Федорова Л. Н., Тельпук М. Б. Получение мини-клубней картофеля методом аэропоники // Главный агроном. - 2020. - № 7.
11. Мартиросян Ю. Ц. Аэропонные технологии в первичном семеноводстве картофеля -преимущества и перспективы // Методы биотехнологии в селекции и семеноводстве картофеля : материалы международной научно-практической конференции (Москва, 07 сентября-09 июля 2014 г.). - Красково : ГНУ ВНИИКХ Россельхозакадемии, 2014. - С. 175-179. -URL: https://elibrary.ru/download/elibrary 29068339 34793069.pdf (дата обращения: 28.05.2024).
_
References
1. S kartoshkoj vsyo ne tak prosto // Kommersant44 : [sajt]. - URL: https://www.kommersant.ru/doc/1794231#:~:text=Теперь%20картофель%20выращивают%20по чти%20в,30°С%20рост%20клубней%20резко%20замедляется (data obrashheniya: 28.05.2024).
2. MinsePxoz zayavil o rekordno vy'sokom sbore urozhaya kartofelya za 30 let // Vedomosti : [sajt]. - URL: https://www.vedomosti.ru/business/news/2024/01/08/1014145-minselzoh-rekordno-sbore-urozhaya-kartofelya (data obrashheniya: 28.05.2024).
3. MinsePxoz soobshhil o rekordnom za 30 let urozhae kartofelya v Rossii // Mir24 : [sajt]. -URL: https://mir24.tv/news/16576880/minselhoz-zayavil-o-rekordnom-urozhae-kartofelya-za-30-let (data obrashheniya: 28.05.2024).
4. Kartofelevodstvo Rossii v 2022 godu: nekotory'e tendencii // AB centr : E'kspertno-analiticheskij centr agrobiznesa : [sajt]. - URL: https://ab-centre.ru/news/kartofelevodstvo-rossii-v-2022-godu-nekotorye-tendencii?ysclid=lwqe5kv7sg651928253 (data obrashheniya: 28.05.2024).
5. Urozhajnosf kartofelya po regionam Rossii // Ogorodum.ru : Umny'e sovety4 sadovo-dam : [sajt]. - URL: https://ogorodum.ru/urozhainost-kartofelia-po-regionam-rossii.html?ysclid=lx6hdbzvmx277739927 (data obrashheniya: 28.05.2024).
6. Amelyushkina T. A., Semeshkina P. S . Zashhita semenny'x posadok kartofelya ot virusny'x boleznej // Zashhita i karantin rastenij. - 2011. - № 3. - S. 21-23. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/zaschita-semennyh-posadok-kartofelya-ot-virusnyh-bolezney (data obrashheniya: 28.05.2024).
7. Lixovid P. V. Ae'roponika: istoriya, nastoyashhee i budushhee // GlavAgrarRus : [sajt]. -URL: https://glavagronom.ru/articles/aeroponika-istoriya-nastoyashchee-i-budushchee?ysclid=lwrm8c6k6u980460577 (data obrashheniya: 28.05.2024).
8. Terenfeva E. V., Tkachenko O. V. Ae4roponny4j sposob polucheniya mini-klubnej kartofelya // Izvestiya TSXA. - 2017. - №1. - S. 75-84. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/aeroponnyy-sposob-polucheniya-mini-klubney-kartofelya (data obrashheniya: 28.05.2024).
9. Martirosyan Yu. Cz., Kosobryuxov A. A., Martirosyan V. V. Ae4roponny4e texnologii v bez-virusnom semenovodstve - preimushhestva i perspektivy4 // Dostizheniya nauki i texniki APK. -2016. - №10. - S. 47-51. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/aeroponnye-tehnologii-v-bezvirusnom-semenovodstve-preimuschestva-i-perspektivy (data obrashheniya: 28.05.2024).
10. Fedorova Yu. N., Fedorova L. N., TeFpuk M. B. Poluchenie mini-klubnej kartofelya metodom ae'roponiki // Glavny'j agronom. - 2020. - № 7.
11. Martirosyan Yu. Cz. Ae4roponny4e texnologii v pervichnom semenovodstve kartofelya -preimushhestva i perspektivy4 // Metody4 biotexnologii v selekcii i semenovodstve kartofelya : materia^ mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii (Moskva, 07 sentyabrya-09 iyulya 2014 g.). - Kraskovo : GNU VNIIKX RossePxozakademii, 2014. - S. 175-179. - URL: https://elibrary.ru/download/elibrary 29068339 34793069.pdf (data obrashheniya: 28.05.2024).
Информация об авторах
Л. И. Яловик - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент; Д. В. Власова - обучающаяся; Т. Д. Липатова - обучающаяся; Е. А. Яловик - обучающаяся.
Information about the authors
L. I. Yalovik - Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor;
D. V. Vlasova - student; T. D. Lipatova - student;
E. A. Yalovik - student.
Статья поступила в редакцию 30.05.2024; одобрена после рецензирования 18.06.2024; принята к публикации 26.06.2024.
The article was submitted 30.05.2024; approved after reviewing 18.06.2024; accepted for publication 26.06.2024.
