Жевора с в инновационная технология выращивания мини клубней картофеля в системе аэрогидропоники

Обновлено: 18.09.2024

Данные для цитирования: . ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МИНИКЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ ДЛЯ ПЕРВИЧНОГО СЕМЕНОВОДСТВА // Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале. Сельскохозяйственные науки. ; ():-.

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.

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 выращивание и сбор миниклубней проводится в разные периоды календарного года, партии материала имеют существенную физиологическую разнокачественность 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 кинетином 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±1 о С/день и +15º±1 о С/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 эксплантов 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.

Принципы расчета производства рассады картофеля к определенному периоду посадки в теплицу

Успешная реализация принципа черенкования микроразмноженного картофеля на торфотаблетках 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 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 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.

[Жевора С.В., Овэс Е. В., Старовойтов В. И. и др.] ; Федеральное агентство научных организаций, ФГБНУ "Всероссийский научно-исследовательский институт картофельного хозяйства им. А. Г. Лорха" (ФГБНУ ВНИИКХ)

Пожалуйста, авторизуйтесь

Вы можете добавить книгу в избранное после того, как авторизуетесь на портале. Если у вас еще нет учетной записи, то зарегистрируйтесь.

Ссылка скопирована в буфер обмена

Вы запросили доступ к охраняемому произведению.

Это издание охраняется авторским правом. Доступ к нему может быть предоставлен в помещении библиотек — участников НЭБ, имеющих электронный читальный зал НЭБ (ЭЧЗ).

Если вы являетесь правообладателем этого документа, сообщите нам об этом. Заполните форму.

Разработка методики выращивания безвирусного картофеля в условиях аэропонной установки и ее использование для формирования биотехнологических компетенций у учащихся сельской школы

1 Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Баганская средняя общеобразовательная школа №1

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Актуальность

Картофель – одна из основных сельскохозяйственных культур, требующая при возделывании значительных затрат на проведение агротехнических мероприятий, а также на поддержание качества семенного материала. Возделывание картофеля сопряжено с высоким риском поражения болезнями. Потери от вирусных и бактериальных болезней могут составлять от нескольких процентов до полной гибели всего урожая. Степень зараженности зависит от соблюдения многих мероприятий и многих факторов, таких как сорт растения, вид вируса. [1]

В Российской Федерации в последнее время семеноводству картофеля уделяется повышенное внимание. В настоящее время на первый план выходят инновационные технологии получения мини–клубней картофеля, позволяющие максимально ускорить процесс получения семяни делают его устойчивым к болезням, вредителям и вирусам.[2].

Оздоровление семенного материала картофеля биотехнологическими методами является важным этапом семеноводства. При получении мини–клубней в условиях теплиц велика вероятность вторичного их заражения, а коэффициент размножения недостаточно высокий.

Аэропонный метод получения мини–клубней является альтернативным традиционному и позволяет максимально ускорить процесс получения семян, но процедура выращивания и эффективность метода остаются спорной.[3]

Для практической реализации задач и стратегических направлений была разработана методика выращивания безвирусного картофеля в безсубстратной среде аэропонной установке, которая прошла успешную апробацию за период с марта по 30 апреля 2020 г.

Цель, задачи, новизна и уникальность методики

Цель методики:

Целью исследований является создание эффективной методики получения мини–клубней наиболее распространённых сортов картофеля при выращивании их аэропонным способом.

1. Получение микроклубней безвирусного картофеля в аэропонной установке.

2. Сравнение по сортам и выявление наиболее урожайного сорта картофеля.

3. Расчет рентабельности выращивания.

4. Создание методических рекомендаций по выращиванию клубней в аэропонной установке.

5. Использование возможностей исследовательской лаборатории для развития биотехнологического образования в муниципальном районе и регионе.

2.3. Новизна и уникальность методики.

1. Данная методика впервые применяется в образовательной программе школы на уровне не только района, но и региона.

2. Методика используется как профессиональный навигатор для обучающихся при выборе специальностей биотехнологических направлений.

3. Методика служит платформой для развития проектно-исследовательской деятельности, развития компетенций softskillsandhardskils .

4.Методика содействует распространению аэропоники в получении качественных семян для производства картофеля в районе и регионе.

5.Отработка методики по производству высоких урожаев картофеля (до 10 раз выше),осуществляется более быстро, и с меньшей стоимостью, чем традиционные методы выращивания.

3. Материал и метод

3.1.Аэропонная установка OverGrower.

Аэропонная установка OverGrower представляет собой автоматический прибор, конструктивно выполненный по модульной схеме. В состав установки входят следующие блоки:

3.1.1. Головное устройство с сенсорным экраном

Головное устройство OverGrower корректирует параметры роста, формируя оптимальные условия для наилучшего роста и развития растения. Благодаря не сложному интерфейсу можно с легко и быстро корректировать условия роста растений. Также пользователь может создать свой профиль выращивания, если выращиваемая культура отсутствует в базе данных.

3.1.2. Блок регуляции роста и развития растений

 Блок розеток, состоит из 10 гнезд, которые управляются головным устройством, автоматически включаются и обесточиваются от цепи электропитания, обеспечивая таким образом включение и выключение, по мере надобности, любого компонента установки обеспечивающего поддержание микроклимата и орошения.

 Блок микроклимата отвечает за постоянство заданной температуры и влажности. Состоит из кондиционера и увлажнителя воздуха.

 Блок питания состоит из источника бесперебойного питания, который отвечает за работу аэропонной установки в случае отключение электроэнергии.

 Блок датчиков состоит из датчика измерения кислотности pH, датчика измерения минерализации TDS, а также датчика температуры и влажности воздуха.

В процессе выращивания, в зависимости от стадии роста такие параметры, как количество и состав микроэлементов, температура окружающей среды и концентрация СО2 в воздухе, меняются. В то время как кислотно-щелочной баланс, температура воды, уровень влажности и уровень воды, должны быть стабильны. Управление гидропонной установкой и контроль параметров осуществляется:

 С помощью сенсорного экрана на головном устройстве;

 Через WEB-интерфейс, при подключении OverGrower к сети интернет по кабелю или wi-fi.

3.2. Описание используемых сортов растений. [5]

Использовались микрорастения сорта Импала и Розара. Данные сорта выращивались учебно-опытной бригадой в открытом грунте на полевом участке площадью 4,2 сотки. Другие сорта картофеля - Красавчик, Невский, Кузнечанка, Виктория, Романо, Скарлет заняли площадь 1,5 га.

3.2.1. Картофель Импала считают раннеспелым. Он относится к столовым сортамПолностью созревает картофель через 60 или максимум 75 суток после посадки, но огородники говорят, что первый картофель можно выкапывать из-под кустов и есть уже с 45 дня от посадки, а то и с 40.

Описание сорта Импала.

До 75 см вырастают картофельные кусты. Они густые, на 4 или 5 стеблях множество средней листвы. Она насыщенная зелёная. По краям листики немного волнистые. В соцветиях белого тона цветы, у которых жёлтая серединка. Картофель овальный с мелкими глазками. Они лишь немного углублены в овощ, у которого светлая жёлтая и гладкая на ощупь кожица. 1 овощ весит от 120 до 160 г, но встречаются и более мелкие или крупные экземпляры. Импала относится к среднеранним сортам. Считается, что овощи полностью созревают с 60 по 75 день после того, как взойдут картофельные ростки.

Урожайность, вкусовые качества

Картофель сорта импала выращивали на 1 сотке, собрали 86 кг, урожайность составила 7,25 т/г. Кожура у корнеплодов плотная. Импала отлично растёт на любых почвах. При термической обработке рассыпчатость у картофеля малая.

3.2.2. Картофель Розара – ранний высокоурожайный картофель с отличными вкусовыми качествами, устойчивый к болезням. Принят Госреестром в 1996 году, оригинаторами выступили немецкое предприятие SaKaPflanzenzuchtGbR, ряд отечественных семеноводческих фирм и аграрных институтов.

Описание сорта картофеля Розара.

Выращивали в открытом грунте. Розара формирует среднераскидистый куст с розово-фиолетовыми цветками . Продолговато-овальные клубни Розары покрыты гладкой красной кожурой. Оттенок может меняться в зависимости от состава грунта. На поверхности находятся несколько мелких неглубоких глазков, что является особенностью сортов столового назначения. Мякоть плотная, желтая.

Сорт Розара дружно формирует клубни примерно через 45 дней после появления полных всходов. Выращивали на 3 сотках. Собрали 260 кг, урожайность составила 7,53т/га.

Достоинства сорта Розара - раннее созревание, высокая урожайность, отличный вкус, одномерные красивые клубни, возможность получения хорошего урожая в зонах рискованного земледелия, устойчивость к основным болезням культуры.

Недостатки сорта Розара - клубни плохо хранятся зимой; картофель поражается колорадским жуком; все ранние сорта, включая Розару, не предназначены для длительного хранения.

Процесс выращивания

Получение микрорастений

Микрорастения, предназначенные для клональногомикроразмножения, должны быть зеленой окраски с хорошо развитой корневойсистемой и листовым аппаратом, с числом междоузлий не менее четырех. Черенки помещали в питательную смесь и через 4-7 дней получали самостоятельные микрорастения с корешками.

Удесятирение урожая.
При традиционных методах выращивания одно растение даёт от 4 до 8 мини-клубней в течение трёх-четырёх месяцев и собираются они в один приём. Новая же технология, как утверждает руководитель производства SPK Юкка-Пекка Палохухта, позволяет увеличить число мини-клубней с растения почти до 100. Не все клубни собирают в один приём – их сбор растянут во времени, что позволяет снимать клубни определённого размера и стимулирует растение к формированию новых клубней. Всё это позволяет получать значительно большую отдачу при тех же производственных затратах.
Полевые испытания клубней, полученных с помощью аэропоники, показывают, что их качество и жизнеспособность не ниже, чем у выращенных традиционным способом, а число глазков на клубне в среднем даже выше.
Всё перечисленное делает новую технологию аэропонного выращивания семенного картофеля крайне перспективной, и руководство SPK планирует в ближайшем будущем выпустить на финский рынок картофель, выращенный с её помощью.

Читайте также: