СПОСОБ ПОЛЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА МИНИКЛУБНЕЙ ИЗ МИКРОРАСТЕНИЙ КАРТОФЕЛЯ В ЗАЩИЩЕННОЙ СРЕДЕ
METHOD FOR FIELD PRODUCTION OF MINITUBERS FROM POTATO MICROPLANTS IN A PROTECTED MEDIUM

Изобретение относится к области сельского хозяйства и биотехнологии, а именно к способам производства миниклубней картофеля в полевых условиях.
Известны различные способы производства миниклубней с использованием гидро- и аэропонных установок, теплиц, парников, тоннелей с опорными конструкциями для защиты микрорастений от повреждений.
Указанные способы производства мини клубней требуют значительных как единовременных (инвестиционных) затрат на создание защищенной среды: устройство громоздких, дорогостоящих несущих и ограждающих конструкций, искусственных систем, обеспечивающих условия жизнедеятельности и развития растений, так и эксплуатационных затрат.
Обычно при этом растения располагают в горшочках и пластиковых контейнерах на стеллажах или на плоской поверхности (например, в туннельных теплицах). Площади размещения растений в таких защищенных зонах определяются объемно-планировочным и конструктивным решением помещения. Это ограничивает масштабы и увеличивает себестоимость производства, приведенную на единицу площади, не позволяет производить большое количество миниклубней и в короткие сроки производить достоверную оценку хозяйственно-значимых признаков многообразия новых сортов картофеля, создаваемых в процессе селекционной работы. Дополнительная проблема, возникающая при использовании таких способов производства миниклубней, заключается в неприспособленности выращенных в искусственной среде организмов к условиям естественной среды обитания, в их низкой сопротивляемости воздействию внешних природных факторов. Более слабая иммунная система, сформированная в искусственной среде, оказывает влияние на здоровье потомства: первого полевого поколения и последующих репродукций, производство которых предусмотрено существующей системой оригинального, элитного и репродукционного семеноводства.
Известен способ гидропонного выращивания миниклубней картофеля, включающий размещение и фиксацию растения, искусственное освещение растений, подачу питательного раствора к корневой системе и сбор урожая (см. А.Ф. Садовой, В.П. Советов «Установки искусственного климата», М.: Агропромиздат, 1985 г.).
Известна гидропонная установка (патент РФ №1720593, A01G 31/02, 23.03.1992). Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к оборудованию для гидропоники. Цель изобретения - снижение трудозатрат при обслуживании установки. Гидропонная установка содержит установленные между опорами наклонные жесткие лотки 1 и систему подачи и слива питательного раствора с насосом 18 и баком 16. Лотки установлены в ряд параллельно один другому на высоте человеческого роста. Над лотками вдоль них размещены на опорах балки 10, а на них - затеняющее покрытие 13 с отверстиями для растений и держатели растений. Один конец каждого лотка установлен на опоре посредством фиксатора с возможностью отсоединения, при этом лоток опускается, вращаясь вокруг установленного на другом конце шарнира. Корневая система, растений, установленных в держателях на балках, свободно повисает в воздухе, обеспечивая возможность многократного сбора клубней или корнеплодов без травмирования надземной части растений.
Известно культивационное сооружение для выращивания растений (патент РФ №2038747, A01G 9/24, 09.07.1995), которое содержит корпус, ограничивающий культивационное помещение, снабженный светотеплонепроницаемой перегородкой, разделяющей культивационное помещение на две изолированные друг от друга и доступные для наблюдения зоны для корневой и стеблевой частей растения. Каждая из зон имеет самостоятельные приспособления для управления и контроля за ростом растения. При этом корпус, ограничивающий зону для корневой части растения, выполнен светотеплоизолированным, а корпус, ограничивающий зону для стеблевой части, может быть выполнен как светотеплоизолированным, так и светопроницаемым. Зона стеблевой части растения может быть снабжена светопрозрачной перегородкой, расположенной непосредственно над растениями.
Известен способ промышленного производства миниклубней картофеля в искусственном климате культивационного сооружения (фитотроне) (патент РФ №2157064, A01G 1/00, 10.10.2000). Указанный способ принят в качестве прототипа.
Способ включает создание управляемого воздействия на физиологические и фотосинтетические процессы на всех стадиях вегетации растений картофеля путем раздельного регулирования микроклимата (влажность, температура и газовый состав атмосферы) в стеблевой и корневой зоне фитотрона, изменения спектрального состава искусственного освещения стеблевой зоны растений картофеля в процессе вегетации и изменения состава питательного минерального раствора, используемого для питания растений в процессе вегетации. При этом создается градиент температуры в интервале от 2 до 16 градусов между атмосферой стеблевой зоны и атмосферой корневой зоны фитотрона, при этом в световой период вегетации растений градиент положителен в стеблевой зоне, а в темновой - в корневой, при этом абсолютная величина градиента температуры увеличивается в процессе роста растений и достигает своего максимума в период клубнеобразования картофеля; атмосфера в стеблевой зоне фитотрона постоянно и принудительно перемешивается; в световой период вегетации растений в атмосфере стеблевой зоне устанавливают содержание углекислого газа в размере 0,04-0,3%, в атмосфере корневой зоны растений картофеля устанавливают содержание углекислого газа в размере 0,04-0,19%; подвод питательного минерального раствора с рН 4-7,2 осуществляют при многократном, кратковременном опрыскивании или аэрозольном орошении всего объема корневой части растений; рН питательного минерального раствора в процессе роста картофеля постепенно снижают от значения 7,2 в начальный период роста растений до 4,2-4,0 в период клубнеобразования картофеля; опрыскивание или аэрозольное орошение всего объема корневой части растений питательным минеральным раствором осуществляется периодически в течение 3-45 с с интервалами между ними 1-150 мин, влажность атмосферы в корневой зоне фитотрона в процессе роста картофеля уменьшается от 95-100% в начальный период роста растений до 65-80% в период клубнеобразования картофеля при активной аэрации всего объема корневой зоны; в процессе вегетации растений картофеля изменяют спектральный состав искусственного освещения в стеблевой зоне фитотрона, а именно: на этапе роста растений используются лампы со спектром 550 - 650 нм, а на этапе клубнеобразования картофеля - лампы со спектром 365 - 700 нм, при этом интенсивность света в процессе вегетации растений составляет 80-100 Вт/м2.
Недостатками этого способа являются высокая себестоимость производства, высокая трудоемкость, более низкая приживаемость материала при высадке растений в грунт для получения первого полевого поколения, наличие ослабленных растений как следствие вегетации исходного семенного материала в искусственных условиях, ограничение возможности массового, широкомасштабного производства на больших площадях объемно-планировочными и конструктивными решениями производственного помещения.
Задача изобретения - создание способа масштабного производства миниклубней картофеля из микрорастений, обеспечивающего формирование защищенной среды и позволяющего эффективно использовать физиологические возможности растений, регулировать фотосинтетические процессы, сроки и продолжительность различных этапов вегетации.
Технический результат изобретения - повышение эффективности производства, обеспечение вегетации растений и развитие миниклубней в условиях приближенных к естественной окружающей среде, что позволяет сохранять и укреплять иммунитет, полученный при формировании здоровых микрорастений in vitro в лабораторных условиях.
Поставленный технический результат достигается тем, что способ полевого производства миниклубней из микрорастений картофеля в защищенной среде, включает размещение и фиксацию микрорастений, подачу увлажнения и питательных веществ для развития растений в период вегетации к корневой и стеблевой зонам непосредственно в поле, при этом предварительно пропашной фрезой формируют гребни на поверхности почвы, создают междурядное пространство и ложе, на которое укладывают капельную ленту с эмиттерами через 100 мм, высаживают предварительно укорененную рассаду микрорастений картофеля с таким же шагом, производят увлажняющий полив, затем гребни укрывают защитной сетью, например, 3350 ВТ BIORETE 50 MESH с размером отверстий 0,27×0,83 мм, тем самым создают защищенную зону над растениями; через 5-7 дней сеть снимают и производят окучивание микрорастений, затем вновь укладывают сеть по гребням, а в процессе вегетации проводят обработку путем опрыскивания стеблевой зоны растений через защитную сеть при давлении рабочего раствора не менее 3,5 атм химическими и биологическими средствами защиты от сорняков, болезней и вредителей, а также подачу питательных минеральных веществ к корневой зоне растений через капельную ленту.
Отличительными признаками способа полевого производства миниклубней из микрорастений картофеля в защищенной среде, является то, что
- производство миниклубней осуществляют в полевых условиях, максимально приближенных к естественным;
- размещают микрорастения в заглубленной части междурядья в ложе между гребнями без использования дополнительных опорных конструкций;
- создают в естественных для жизнедеятельности растений условиях обитания зону для их развития, защищенную от воздействия переносчиков вирусных и бактериальных инфекций, путем совмещения несущих, ограждающих и защитных функций укрытия;
- используют укрывной материал - сеть, например, марки 3350 ВТ BIORETE 50 MESH с размером отверстий 0,27×0,83 мм, которую укладывают на сформированные гребни почвы, что позволяет обеспечить не только защиту от проникновения переносчиков вирусных и бактериальных инфекций, но и осуществлять обработку растений в процессе их вегетации.
На практике способ осуществляют следующим образом.
Пропашной фрезой с гребнеобразователем формируют гребни на поверхности почвы, создают междурядное пространство и ложе, на которое укладывают капельную ленту с эмиттерами через 100 мм.
Микрорастения оздоровленного картофеля, подращенные в грунте и подготовленные для транспортировки, доставляют в поле и размещают вручную на посадочном ложе в рядке между нарезанными гребнями в полевых условиях. Растения высаживают с интервалом 100 мм рядом с предварительно уложенной капельной лентой. Для укоренения микрорастений производят увлажняющий полив, сразу же после высадки укладывают укрывной материал, например, сеть - 3350 ВТ BIORETE 50 MESH, с размерами отверстий 0,27×0,83 мм, которая, не позволяет проникать переносчикам вирусных и бактериальных инфекций внутрь защищаемой зоны. Через 5-7 дней укрывной материал снимают и производят окучивание микрорастений, а затем вновь его укладывают по гребням. Высота растений на начальном этапе развития не выходит за пределы нарезанных гребней. Это позволяет неокрепшим растениям находиться в пространстве без давления укрывного материала.
Давление укрывного материала, например, сети указанной марки на растения не превышает 0,12 кг/кв. м и не вызывает механических повреждений, препятствующих естественному развитию растений, когда высота растений превысит высоту гребня.
Сеть 3350 ВТ BIORETE 50 MESH с размером отверстий 0,27×0,83 мм обладает способностью мелкодисперсного распределения дождевых потоков, защищает растения и гребни от механических воздействий (ветер, дождь, ливень, град), а также обеспечивает защиту растений от солнечных ожогов, снижая солнечную радиацию на 20-30%.
Обработку корневой зоны растений картофеля проводят через капельный полив смесью препарата Престиж (протравитель, сочетающий в себе свойства фунгицида и инсектицида) в норме 1.5 л/га и препарата БисолбиСан (биологический фунгицид контактного действия) в норме 3 л/га.
Капельный полив проводят в достаточном объеме для поддержания влажности почвы в пределах 75-85% от наименьшей влагоемкости (НВ). Обработку от сорняков проводят опрыскиванием через сеть препаратом Зенкор в норме 0,25 кг/га и каждые 7-10 дней проводят дополнительную обработку смесью инсектицида и фунгицида в порядке профилактики.
2
Сбор миниклубней, достигших кондиционного размера, производят после десикации в конце вегетации, при этом с каждого растения получают в среднем по 4,7 шт.клубней весом в среднем 27 г., от 40 шт.растений с 1 м посадочной площади за одну вегетацию.
В результате длительной экспериментальной практики было установлено, что в полевых условиях с использованием отличительных признаков предложенного способа полевого производства миниклубней картофеля, удается значительно повысить эффективность производства: снизить единовременные инвестиционные затраты, трудоемкость, сократить эксплуатационные расходы, снизить себестоимость получаемой продукции и получать здоровое потомство картофеля, обладающего повышенным иммунитетом.
Способ полевого производства миниклубней из микрорастений картофеля в защищенной среде позволяет:
- организовать производство миниклубней картофеля (2 вегетации в год) в больших объемах (миллионы штук в год), что по совокупности признаков позволяет отнести ее к разряду широкомасштабных;
- реализовать физиологические возможности растений в естественных условиях окружающей среды с сохранением и укреплением иммунитета, не ограничивая фотосинтетические процессы;
- укладываться в сроки и продолжительность вегетации всех сортов разной спелости картофеля, создавать масштабное производство миниклубней картофеля в различных климатических зонах, в том числе, с высокой степенью распространения переносчиков заболеваний;
- снизить инвестиционные и эксплуатационные расходы по сравнению с существующими технологиями в теплицах, фитотронах, аэро- и гидропонных установках, сократить суммарную себестоимость производства миниклубней.