Усовершенствование элементов технологии выращивания мини-клубней картофеля в защищенном грунте

Полный текст

Введение

Картофелеводство является стратегической отраслью сельского хозяйства и по праву занимает центральное место в продовольственной доктрине страны [1]. Важным направлением увеличения производства картофеля является эффективное использование новых селекционных достижений, совершенствование современных агротехнологий и ускоренное продвижение их в сельскохозяйственную практику. Одной из ключевых задач при выращивании семенного картофеля является поиск наиболее эффективных путей оптимизации технологических процессов, направленных на получение оптимального уровня урожайности, количественного выхода стандартной фракции семенных клубней и обеспечение качества семенного картофеля на уровне нормативных требований стандартов [2, 3].

Современный технологический процесс производства семенного картофеля включает три основных этапа – оригинальное, элитное и репродукционное семеноводство. Основным звеном системы семеноводства картофеля в настоящее время по-прежнему остается производство высококачественного исходного материала, которое включает создание и поддержание коллекций здоровых сортов на основе меристемно-тканевой культуры, клональное размножение микрорастений, выращивание мини-клубней и диагностика фитопатогенов на всех этапах [4–6].

В настоящее время получения исходных оздоровленных мини-клубней достигается различными лабораторными способами (аэропонные, гидропонные, аэро-гидропонные) или в условиях защищенного грунта [7, 8]. Производства мини-клубней в весенне-летних сооружениях защищенного грунта, по оценкам экспертов, составляет около 80% в сравнении с альтернативными технологиями с применением гидропонных или аэропонных модулей [9]. Тепличная технология является простым и доступным способом получения мини-клубней. Клубни, произведенные таким способом, более полноценные и физиологически качественные. Однако при этом существенным недостатком является достаточно невысокий количественный выход мини-клубней с единицы площади [10].

Решение этой проблемы возможно путем повышения эффективности выращивания оздоровленного материала в теплицах, улучшение приживаемости, роста и развития пробирочных растений, увеличение массы и количества мини клубней семенной фракции, сохранения оздоровительного эффекта [11, 12].

Семеноводство картофеля на оздоровленной основе в соответствии с научно обоснованным регламентом развернуто в ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки» с 2012 г. [13]. Однако в связи с растущим спросом на высококачественный семенной материал существующих объемов недостаточно для удовлетворения потребностей сельскохозяйственных товаропроизводителей и крестьянско-фермерских хозяйств в регионе.

Цель работы – усовершенствовать технологию выращивания мини-клубней картофеля, обеспечивающую увеличение объемов производства исходного материала.

Материалы и методика исследований

Исследования выполнены в 2022–2023 гг. на базе ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки» в весенне-летней теплице по выращиванию оздоровленного семенного картофеля.

В данном опыте проведена оценка эффективности влияния общепринятой технологии выращивания мини-клубней в регионе в подготовленных грядах в сравнении с посадкой растений в квадратно-круглые 5-литровые сосуды с дренажными отверстиями на дне, наполненные торфяным субстратом, на приживаемость растений, оценка коэффициента размножения и качества семенных клубней.

В эксперименте использовали мини-растения 5 сортов картофеля различного происхождения, выращенных в культуре in vitro, допущенных для выращивания в Дальневосточном регионе, в том числе раннеспелый – Метеор, среднеранний – Адретта, среднеспелый – Дачный и среднепозднего срока созревания – Казачок, Смак.

Посадку исходного материала выполнили согласно агросрокам в III декаде мая. Опыт закладывали в 4-кратной повторности по 50 растений. В вариантах с посадкой в грядах густота стояния растений составила 20 шт./м². После посадки растений из пробирок в теплицу для снижения негативных последствий стрессовой ситуации при пересадке проводили обработку стимуляторами роста Гетероауксин (1 г/10 л) и Эпин Экстра (1 мл/5 л). Обработка осуществлялась вручную до полного промачивания почвы. Для защиты растений от грибных болезней и вредителей выполнили 4 обработки фунгицидами и инсектицидами (Ревус Топ 0,6 л/га, Ридомил Голд МЦ 2,5 кг/га, Конфидор Экстра ВДГ 0,05 кг/га, Актара 0,6 кг/га).

В период вегетации растений проводили фенологические наблюдения (учет приживаемости растений, начало и конец цветения, увядание ботвы) ¹.

Урожай собирали вручную по сортам в I декаде сентября. Оценку продуктивности проводили по числу клубней с 1 растения (шт.). Согласно требованиям ГОСТ 33996-2016 полученный урожай разделяли на две фракции по наибольшему поперечному диаметру до 0,09 см и от 0,9 до 6,0 см. Определяли количество нестандартных клубней (неправильная форма, израстание, растрескивание), наличие клубней, поврежденных болезнями и вредителями.

Результаты и обсуждение

Основным показателем, характеризующим адаптивную способность in vitro материала после его высадки в защищенный грунт, является приживаемость микрорастений. Приживаемость микрорастений картофеля – один из факторов влияния на коэффициент размножения, она определяется как отношение прижившихся растений к высаженным (табл. 1).

 

Таблица 1

Показатели приживаемости микрорастений картофеля, 2022–2023 гг.

Сорт	Вариант	Высаженные растения, шт.	Приживаемость, шт.(%)
Метеор	I	200	190 (95,0)
	II	200	199 (99,5)
Адретта	I	200	175 (87,5)
	II	200	196 (98,0)
Дачный	I	200	186 (93,0)
	II	200	200 (100)
Казачок	I	200	181 (90,5)
	II	200	197 (98,5)
Смак	I	200	163 (81,5)
	II	200	200 (100)

Примечание. Варианты: I – посадка растений в гряды, II – посадка растений в сосуды.

 

Из представленных данных в табл. 1 видно, что в варианте с посадкой микрорастений в 5-литровые сосуды приживаемость по всем изучаемым сортам была выше по сравнению с растениями, высаженными в гряды, и составила от 98,0 до 100%. В грядах приживаемость растений находилась в пределах 81,5–95,0% от высаженных растений. У сорта Смак в среднем между вариантами отмечена наибольшая разница между прижившимися растениями и составила 18,5%, или 37 растений.

В результате наблюдения за ростом и развитием растений установлено, что более короткий межфазный период от посадки до бутонизации отмечен у всех изучаемых сортов в варианте при посадке растений в сосуды. В среднем разница составила от 2 до 4 дней. Независимо от варианта посадки растений быстрое и дружное появление бутонов отмечено у среднераннего сорта Адретта и среднепозднего Казачок (41–43 дня). В варианте с посадкой растений в сосуды у всех изучаемых сортов отмечена равномерность в развитии на первом этапе роста (см. рисунок и табл. 2).

 

Вегетация in vitro растений картофеля в сосудах, 2023 г.: А – посадка растений в гряды, Б – посадка растений в сосуды

 

Таблица 2

Продолжительность межфазных периодов у микрорастений картофеля, 2022–2023 гг.

Сорт	Вариант	Посадка – бутонизация, сут.	Бутонизация – цветение, сут.	Цветение – отмирание ботвы, сут.	Вегетационный период, сут.
Метеор	I	46	9	53	108
	II	44	9	51	104
Адретта	I	43	11	55	109
	II	41	10	55	106
Дачный	I	45	14	54	113
	II	43	13	53	111
Казачок	I	43	18	56	117
	II	41	17	57	115
Смак	I	48	9	67	124
	II	44	9	67	120

Примечание. Варианты: I – посадка растений в гряды, II – посадка растений в сосуды.

 

При анализе продолжительности вегетационного периода по вариантам установлено, что сорта картофеля, высаженные в сосуды, имели более короткий период от посадки до увядания ботвы. Отчетливо это установлено на раннеспелом сорте Метеор и среднепозднем Смак, вегетационный период при выращивании мини-клубней в сосудах у этих сортов в среднем короче на 4 дня. В целом вегетационный период увеличивался от ранних сортов к поздним и составил в грядах от 108 до 124 дней, в сосудах – от 104 до 120 дней.

Основным критерием продуктивности микрорастений картофеля при их выращивании в защищенном грунте является количество сформированных мини-клубней. Коэффициент размножения зависит от сортовых особенностей, качества высаженных in vitro растений, сроков посадки и технологии выращивания [14]. Вторым немаловажным элементом урожайности, который регламентируется ГОСТ 33996-2016, является размер клубней по поперечному диаметру. Для мини-клубней он составляет от 0,9 до 6,0 см.

Результаты проведенных исследований показывают, что выращивание микрорастений в сосудах дает достоверную прибавку по отношению к грядовой технологии как по общей урожайности, так и по выходу стандартных мини-клубней у всех изучаемых сортов (табл. 3).

 

Таблица 3

Коэффициент размножения (КР) и элементы структуры урожая мини-клубней, 2022–2023 гг.

Сорт	Вариант	Общее количество мини-клубней в варианте, шт.				Выход стандартной фракции, %	КР стандартных клубней, шт./растение
		всего	стандартные	нестандартные	поврежденные вредителями
Метеор	I	680	589	78	13	86,6	3,1
	II	1847	1771	70	6	95,9	8,9
Адретта	I	606	543	54	9	89,6	3,1
	II	1288	1254	30	4	97,4	6,4
Дачный	I	969	818	67	84	84,4	4,4
	II	1575	1520	50	5	96,5	7,6
Казачок	I	523	471	34	18	90,1	2,6
	II	1111	1064	37	10	95,8	5,4
Смак	I	597	522	51	24	87,4	3,2
	II	1227	1180	37	10	96,2	5,9
НСР0,5		48,33	49,06	–	–	–	0,93

Примечание. Вариант I (посадка растений в гряды): стандартных клубней по опыту – 2943 шт., КР – 3,3; вариант II (посадка растений в сосуды): стандартных клубней по опыту – 6789 шт., КР – 6,8.

 

Анализ фракционного состава показал, что максимальный выход стандартных мини-клубней отмечен у сорта Метеор при посадке в сосуды (1771 шт.), это в 3,0 раза больше, чем при посадке этого сорта в гряды. Необходимо также отметить значительное снижение процента поврежденных клубней вредителями при выращивании растений в сосудах. Так, в среднем по сортам повреждения вредителями (медведка, проволочник) снизились на 44,0–94,0%. Самый высокий коэффициент размножения в опыте отмечен при выращивании в сосудах у сортов Метеор (8,9 шт./растения) и Дачный (7,6 шт./растения), при выходе стандартной фракции – 95,9–96,5% у того и другого.

Таким образом, по результатам исследований установлено, что выращивание микрорастений по общепринятой технологии (на грядах) менее эффективно по сравнению с выращиванием их в горшечной культуре, о чем свидетельствуют данные о среднем общем количестве полученных стандартных мини-клубней в опыте (2943 и 6789 шт. соответственно).

Заключение

По результатам сравнительной оценки 2 способов посадки микрорастений в защищенный грунт установлено, что технология выращивания мини-клубней в сосудах имеет ряд преимуществ по отношению к грядам:

• приживаемость растений составила 98,0–100%,
• значительно снизилось повреждение клубней вредителями (44,0–98,0%),
• коэффициент размножения стандартных клубней, соответствующих ГОСТ 33996-2016, увеличился в среднем по сортам в 2,3 раза.

На основании проведенных исследований при выращивании оздоровленного пробирочного материала картофеля в защищенном грунте можно рекомендовать посадку растений в сосуды емкостью 5 л, что позволит увеличить объемы семенного фонда для оригинального семеноводства картофеля в регионе.

 

¹ Методические указания по поддержанию и изучению мировой коллекции картофеля / сост. С. Д. Киру, Л. И. Костина, Э. В. Трускинов и др. СПб., 2010. 32 с.

Об авторах

Дмитрий Игоревич Волков

Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки

Автор, ответственный за переписку.
Email: volkov_dima@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-9364-9225

заведующий отделом картофелеводства и овощеводства

Россия, Уссурийск, пос. Тимирязевский

Александр Александрович Гисюк

Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки

Email: gisyuk@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6764-997X

младший научный сотрудник

Россия, Уссурийск, пос. Тимирязевский

Ирина Вячеславовна Ким

Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки

Email: kimira-80@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0656-0645

доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник

Россия, Уссурийск, пос. Тимирязевский

Вероника Николаевна Морозова

Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А. К. Чайки

Email: verunya.morozova.2023intrnet.ru@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-0902-5137

агроном

Россия, Уссурийск, пос. Тимирязевский

Список литературы

Дополнительные файлы