СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ ТОПИНАМБУРА
METHOD OF GROWING JERUSALEM ARTICHOKE PLANTS

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в семеноводстве растений топинамбура при выращивании, ускоренном размножении и отборе ценного семенного материала.
Известен способ выращивания растений топинамбура, которые часто поражаются грибными, бактериальными и вирусными болезнями. Среди грибных болезней наиболее распространены: мучнистая роса топинамбура; ржавчина белая топинамбура; ризоктониоз топинамбура; склеротиниоз - гниль бурая; гниль топинамбура; гниль мокрая топинамбура; красная гниль корней топинамбура; техасская гниль корней топинамбура; головня листьев топинамбура; переноспороз - ложная мучнистая роса топинамбура и другие грибные болезни.
Среди бактериозов известны микроорганизмы: Bacillus Corotovorus L.R.; В. arodeae Т.; В. phytophtorus А.; В. colanisorfus Н.
Вирусные болезни: первый тип - «кармашковость листьев»; второй тип - курчавость верхушечных листьев; третий тип - пестролистность. Кроме того, распространена ржавчина.
Болезни клубней топинамбура при хранении - серая гниль клубней, мягкая гниль клубней.
Основной мерой борьбы со склеротиниозом и другими болезнями является протравливание посадочного материала, заготовка и посадка лишь здоровых клубней, прореживание и уничтожение заболевших растений с визуальной оценкой посадочных клубней (1-2).
Известен способ оценки исходного материала, отбор среди них биотипов по хозяйственно-ценным признакам выращивания растений топинамбура и создания устойчиво урожайных форм (3).
Недостатком известных технологий выращивания топинамбура является использование материала низких семенных репродукций, заражение материала болезнями при его репродуцировании.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является улучшение условий выращивания топинамбура, ранняя диагностика заболеваний, повышение надежности и эффективности отбора для семеноводческих хозяйств, повышение качества получения семенного материала топинамбура.
Технический результат достигается тем, что способ выращивания растений топинамбура включает оценку исходного материала, отбор среди них биотипов по хозяйственно-ценным признакам, выращивание растений топинамбура осуществляют в пробирочной культуре на питательной агаризованной среде Мурасиге-Скуга, затем после достижения растениями 5-6 листочков и развития корневой системы производят черенкование, черенки переносят в пробирки с дополнительным введением в среду сахарозы в концентрации до 6-8%, затем растения в фазе 10-15 листочков и развития корневой системы или образования микроклубней пересаживают в горшочки с питательной смесью или в грунт, а оценку по здоровью проводят визуально, к здоровым относят растения, у которых не выделены экземпляры с признаками поражения болезнями, а отбор хозяйственно-ценных признаков производят в период уборки с покустной оценкой каждого растения.
Отличительными признаками заявленного способа является то, что выращивание растений топинамбура включает оценку исходного материала, отбор среди них биотипов по хозяйственно-ценным признакам, выращивание растений топинамбура осуществляют в пробирочной культуре на питательной агаризованной среде Мурасиге-Скуга, затем после достижения растениями 5-6 листочков и развития корневой системы проводят черенкование, черенки переносят в пробирки с дополнительным введением в среду сахарозы в концентрации до 6-8%, затем растения в фазе 10-15 листочков и развития корневой системы или образования микроклубней пересаживают в горшочки с питательной смесью или пересаживают в грунт, а оценку по здоровью проводят визуально, к здоровым относят растения, у которых не выделены экземпляры с признаками поражения болезнями. А отбор хозяйственно-ценных признаков производят в период уборки с покустной оценкой каждого растения. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого способа выращивания растений топинамбура критерию «новизна».
Сопоставительный анализ предлагаемого способа с известными техническими решениями и прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается наличием новых технологических приемов - выращивание растений топинамбура осуществляют в пробирочной культуре на питательной агаризованной среде Мурасиге-Скуга, затем после достижения растениями 5-6 листочков и развития корневой системы проводят черенкование, черенки переносят в пробирки с дополнительным введением в среду сахарозы в концентрации до 6-8%, затем растения в фазе 10-15 листочков и развития корневой системы или образования микроклубней пересаживают в горшочки с питательной смесью или пересаживают в грунт, а оценку по здоровью проводят визуально, к здоровым относят растения без признаков поражения болезнями.
Наличие новых технологических приемов в предлагаемом способе выращивания растений топинамбура и их сочетание с известными позволяет ускорить размножение и оздоровление растений, повысить качество растений топинамбура и повышение эффективности отбора, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «существенные отличия».
Способ осуществляют следующим образом.
Пример 1. Выращивание топинамбура проводят в спецпитомниках, расположенных в чистых фитосанитарных зонах.
На семенные участки растений топинамбура отводят хорошо выровненные, чистые, плодородные участки. Для выращивания топинамбура маточные растения в питомнике отбора размещают изолированно в отдалении от источников инфекции. Для посадки используют клубни топинамбура, которые предварительно отбирают визуально по симптомам заболеваний.
При индивидуальном отборе выкопанных кустов для размножения оставляют клоны, урожайные как по зеленой массе, так и по легко отделяющимся от столонов клубням, у которых рост клубней приходится на более ранний период, имеющие гнездо с крупными, выровненными правильной формы клубнями, повышенным содержанием листьев.
В течение вегетационного периода высаженных клонов проводят наблюдения, в результате которых выявляют фенотипические изменения формы, растения, иммунные к грибковым и вирусным патогенам.
Полученные в питомниках отбора визуально здоровые клубни топинамбура используют как растительный материал для микроклонального размножения в культуре «in vitro». После проращивания клубней и получения ростков длиной около 2 см их отделяют от клубней для получения пробирочной верхушки ростка с кусочком ткани размером 2-3 мм. Выделение пробирочных верхушек ростков производят скальпелем или лезвием бритвы. Для введения в асептическую культуру пробирочные верхушки ростков стерилизуют 4-5 минут в 0,1-0,2%-ном растворе диоцида или в 1-6%-ном растворе гипохлорида кальция с последующей промывкой в стерильной дистиллированной воде. Стерильные пробирочные верхушки ростков высаживают на агаризованную питательную среду Мурасиге-Скуга. Все работы проводят в асептических условиях в ламинарбоксе.
Культивирование проводят на свету при температуре +22…+24°C. Верхушки укореняются и дают побеги в течение 4-6 недель после введения в культуру. Полученные побеги размножают черенкованием в культуре «in vitro». Из одного растения получают 3-5 черенков. Таким образом, за период с ноября по май можно получить около 10000 растений нужного сорта.
После достижения растениями 5-6 листочков и развития корневой системы производят черенкование, черенки переносят в пробирки на среду Мурасиге-Скуга с дополнительным введением в среду сахарозы в концентрации до 6-8%, ингибитор вирусов панкреатическую рибонуклеазу в концентрации до 0,001-0,1% по действующему веществу. Затем растения в фазе 10-15 листочков доращивают до развития корневой системы или образования микроклубней и пересаживают в горшочки с питательной смесью или в грунт, в которые для стимулирования клубнеобразования вносят препарат Иммуноцитофит.
Биостимулятор Иммуноцитофит повышает рострегулирующую, антистрессовую активность и иммунитет к грибным и бактериальным патогенам. Он представляет собой смесь этиловых эфиров арахидоновой кислоты (действующее вещество) с мочевиной, используют в дозе 0,3-0,4 г/га, расход рабочей жидкости - 200-400 л/га.
В период вегетации оценку по здоровью проводят визуально. К здоровым относят растения, у которых не выделены экземпляры с признаками поражения болезнями. Отбор хозяйственно-ценных и морфологических признаков производят в период уборки по более высокой продуктивности с покустной оценкой каждого растения.
Пример 2. При выращивании топинамбура ценных сортов ростковыми черенками с осени закладывают предназначенные для посадки клубни на длительное проращивание. От грибной инфекции клубни обрабатывают 1%-ным водным раствором борной кислоты в дозе 1 л на 10 кг клубней. Температуру воздуха поддерживают в помещении на уровне +18…+20°C, относительная влажность - 80…90%. Проращивание проводят при переменном освещении, чередуя искусственное освещение и темноту. К весне длина ростков достигает 10…20 см и более. За 20-30 дней до посадки ростки обрезают у основания маточного клубня и приступают к черенкованию.
Отделенные от клубня ростки разрезают на стекле лезвием на кусочки длиной около 1,5 см по числу зачаточных почек. Черенки раскладывают на влажную фильтровальную бумагу в кюветы, которые опрыскивают раствором индуктора клубнеобразования Кинетин в концентрации 0,001-0,1% по действующему веществу. Затем закрывают листом стекла.
Через несколько дней черенки прорастают, на них появляются зачаточные корни и молодые ростки. Проросшие черенки высаживают в рассадные ящики с питательным грунтом. Глубина посадки черенков около 1 см, расстояние между рядами 3-5 см. Укорененная рассада пригодна для высадки в открытый грунт, или пленочно-марлевые изоляторы, или другой укрывной материал.
Для получения миниклубней топинамбура используют питательные среды, обогащенные индуктором клубнеобразования: Циркон в дозе 0,005-0,05 мл/л или Аденин в дозе 0,5-1,0 мг/л среды. Зависимость количества выросших в процессе вегетации миниклубней величиной 5 мм и более, отобранных из массы микроклубней в количестве по 10 штук в трехкратной повторности, приведена в таблице.
Параметры
Контроль
Циркон
Аденин
Количество миниклубней на растение величиной 5 мм и более, шт.
7
9
10
При выращивании топинамбура рассадным методом в открытом грунте выбирают плодородные орошаемые участки.
Известно, что при выращивании на одном месте топинамбур через 5 лет вырождается, поэтому к работе по оздоровлению приступают сразу после посадки. Отбирают растения по комплексу морфологических признаков: с высокой продуктивностью, компактным гнездом с клубнями округлой формы и отсутствием симптомов болезней.
Отбор растений топинамбура начинают с индивидуального массового отбора из местных популяций, визуальной оценки здоровых растений и новых сортов. Сортоулучшающий отбор начинают с урожая нетипичных для данного сорта и больных клубней по окраске, форме, наличию грибных и бактериальных болезней, раздавленных, порезанных.
Подготовку посадочного материала начинают с весенней переборки в хранилище. Для посадки подбирают клубни массой 25-40 г или 40-60 г.
Семенные участки пашут осенью на полную глубину пахотного слоя. Под пахоту вносят минеральные удобрения, например суперфосфат в дозе 2-3 ц/га. Весной после боронования участок культивируют на глубину 8-10 см. Под культивацию вносят суперфосфат - 1,0 ц/га, калийную соль - 0,5 ц/га, аммиачную селитру - 1,0-1,5 ц/га. Площадь питания 70×70 см или 90×70 см, по одному клубню в гнездо. Для посадки используют целые клубни, чтобы избежать перезаражения при резке. Поврежденные клубни перед посадкой выбраковывают.
Участок под топинамбур не размещают после растений, заболевающих склеротинией - бахчевые культуры, подсолнечник, цикорий и др. Кроме того, обеспечивают изоляцию от других посадок топинамбура растениями, на которых поселяются тли. В период вегетации вредят топинамбуру и другие летающие насекомые. Для борьбы с тлями используют препарат Конфидор в дозе 0,03-0,05 кг/га, расход рабочей жидкости 200-400 л/га.
На семеноводческих посадках топинамбура проводят в период вегетации 2-3 прочистки. Выбракованные растения вместе с корнями и клубнями удаляют с поля.
В период вегетации до и после появления всходов семенные участки боронуют, а затем проводят культивацию или окучивание.
Оценку продуктивности топинамбура начинают проводить с периода появления на вегетирующих кустах боковых побегов, далее во время цветения.
В питомник испытания первого года высаживают 2500-3000 растений топинамбура. В процессе вегетации из них отмечают визуально здоровые клоны.
Отобранные лучшие растения отличаются высокорослостью, а в период уборки высокой урожайностью. Растения оценивают в полевых условиях по морфологическим и хозяйственно-ценным признакам на продуктивность и наличие патогенов в скрытой форме.
Диагностику наиболее опасной болезни топинамбура склеротиниоза проводят на протяжении всей вегетации на листьях, стеблях, клубнях.
Серая гниль клубней появляется в начале вегетации. Симптомы заболевания обнаруживаются на поверхности клубней, а затем появляются светло-коричневые пятна, затем мягкая гниль. На поверхности клубней развивается серый пушистый мицелий.
Некроз - отмирание листьев. В июне-июле на краях листьев появляются темные пятна, которые, расширяясь, захватывают середину листа. Лист постепенно засыхает.
При обнаружении признаков заболеваний склеротиниоза, или сухой гнили клубней, или некроза листьев во время вегетации растений топинамбура, а также при выращивании неустойчивых к этим болезням сортов топинамбура от каждого куста берут надземную часть стебля для серологической оценки на бактериальные болезни.
В течение вегетационного периода проводят наблюдения, в результате которых выявляют фенологические признаки формы растений, иммунных к грибным и вирусным болезням.
Для стимулирования клубнеобразования отобранный семенной материал перед посадкой на первый и второй годы обрабатывают препаратом Эпин-Экстра в дозе 20 мл/т, расход рабочей жидкости - 10 л/тонну. Обработка клубней позволяет усилить ростовые процессы, увеличить урожайность, улучшить качество семян, повысить устойчивость к болезням.
На третий-четвертый год по ботве проводят дважды опрыскивание препаратом Иммуноцитофит. Топинамбур обрабатывают Иммуноцитофитом в дозе 0,3-0,4 г/га с расходом рабочей жидкости до 200-400 л/га на фазе полных всходов и в начале бутонизации.
Обработка препаратом Иммуноцитофит позволяет повысить антистрессовую активность и иммунитет к болезням. В этот период выделяют исходный материал по комплексу морфологических признаков растений. Диагностирование на наличие заболеваний проводят визуально с удалением больных растений, а сам отбор растений производят в период уборки по более высокой продуктивности и отсутствию болезней в клубневом гнезде - клоне с отбором здоровых растений и их закладкой на хранение.
Отбор кустов топинамбура на продуктивность позволяет увеличить урожайность клонов, улучшить товарные качества продукции. Показатели продуктивности определяют визуально при покустной уборке. Признак продуктивности клона закрепляется вегетативным размножением.
Анализ на скрытую (латентную) зараженность вирусными болезнями проводят на фазе бутонизации-цветения. Оценку проводят по следующим признакам: урожайность в кусте, количество клубней, скороспелость, цветение, устойчивость к грибным, бактериальным и вирусным болезням, биохимические показатели - содержание инулина в стеблях и клубнях, азотистых веществ, клетчатки, золы, микроэлементов, целлюлозы.
Отбор на продуктивность в течение пяти лет на семеноводческом участке повышает эффективность размножения исходного материала. К моменту уборки проводят последнюю браковку отобранных клонов, а затем убирают покустно каждый клон, одновременно проводят оценку этих клонов на продуктивные качества. В процессе хранения клоны выдерживают в оптимальных условиях хранения при низкой температуре или при хранении в регулируемой газовой среде, и перед посадкой клоны последний раз отбраковывают. Затем их высаживают в питомниках второго года размножения, в следующем году высаживают в питомниках третьего года выращивания. Далее урожай этого питомника передают на промышленную переработку или как семена, а следующие семенные клоны для питомника первого года отбирают из заранее приготовленного в питомнике исходного материала.
Этот способ дает возможность постоянно сохранять выявляемость и накапливаемость первичного материала с высокими продуктивными свойствами при одновременном улучшении качества производимых семян, а также позволяет ежегодно выделять самый лучший по продуктивности материал и размножать его в потомстве на протяжении всего времени семеноводства.
Использование способа выращивания и отбора растений топинамбура позволяет ускорить создание оздоровленного материала путем отбора устойчивых к инфекционным заболеваниям растений, провести раннюю диагностику заболеваний, повысить надежность и эффективность отбора для семеноводческих хозяйств.
Источники информации
1. Дунин М.С. Болезни и вредители топинамбура [текст]. / М.С. Дунин (общий редактор) // Труды ВНИИ зерновых культур. Т. VI. - М., 1935. - 204 с.
2. Королев Д.Д., Старовойтов В.И. и др. Картофель и топинамбур - продукты будущего [текст]. М.: ФГНУ «Росинформагротех». - 2007 г. - С. 171-269.
3. Устименко Г.В. Земляная груша [текст]. / Г.В. Устименко. М., 1960. - 100 с. (прототип).