Кипшакбаева Г.А., Рахимбеков А.Т., Байрон Л.Ж.

 

Казахский агротехнический университет имени С.Сейфуллина

Республика Казахстан, г.Астана

 

Инновационные методы технологии первичного семеноводства картофеля  

 

На современном этапе развития единого мирового сообщества проблема продовольственной безопасности для любой страны является актуальной.

Наблюдающаяся тенденция снижения обеспеченности продуктами питания во многих странах мира заставляет  задуматься и обратить внимание на повышение урожайности сельскохозяйственных культур, в частности, картофеля.

При непрерывном вегетативном размножении картофеля с каждой новой репродукцией его сортовые, посевные качества и урожайные свойства снижаются вследствие заражения возбудителями вирусных, грибных и бактериальных заболеваний. Поэтому требуется систематическое обновление семенного материала на оздоровленный [1].

Для получения стабильных и гарантированных урожаев картофеля необходим свободный от патогенов безвирусный посадочный материал [2].

Одна из основных задач, которая стоит сегодня перед картофелеводами республики – это повышение урожайности данной культуры при использовании оздоровленного семенного материала [3].

В основе решения этой проблемы лежит первичное семеноводство картофеля на безвирусной основе, где в качестве исходных форм используется материал, оздоровленный методом биотехнологии.

Биотехнологические методы в селекции картофеля позволяют получать оздоровленный посадочный материал. Поэтому во многих странах мира пытаются разработать новые подходы выращивания безвирусного семенного картофеля с использованием методов биотехнологии [4-7].

Корейскими изобретателями запатентован способ массового получения микроклубней картофеля [8]. Сущность этого изобретения заключается в массовом размножении микроклубней путем индукции свободных от вируса микроклубнегенных ростков, обработку их низкой температурой и культивирование на твердой питательной среде.

Культивирование микроклубней в ч.Петри протекает в контролируемых  условиях климатических камер роста.

Процесс выращивания микроклубней в климатических камерах роста включает 5 этапов (Таблица 1).

Таблица 1 –  Этапы культивирования микроклубней в климатической камере роста

Этапы

Технологические параметры

Описание

операции

1-й

световой день 16 часов, температура – 25 оС (3-4 недели)

высадка расчеренкованных пробирочных растений на специфические среды и разрастание ростков

2-й

температура - 30 оС, световой день 16 часов (1 неделя)

полученные ростки микроклубеньков в стадии быстрого размножения переносят в высокотемпературный сосуд для роста

3-й

температура - 10 оС и полная темнота (1 неделя)

культивирование микроклубеньков в низкотемпературной камере роста

4-й

в режиме «день» - температура  20 оС, в режиме «ночь» - температура  12 оС, фотопериод -6/18, свет 500 люкс (10 дней)

ростки микроклубней засеивают на индукционные среды для образования микроклубней, плотно закрывают парафином и культивируют с температурным режимом

5-й

в режиме «день» - температура  20 оС, в режиме «ночь» - температура  12 оС при полной темноте 50дней

культивирование микроклубней с температурным режимом

 

Как показывают данные таблицы, режимы проходящие в процессе роста и развития микрорастений в ч.Петри копируют и/или имитируют естественные условия развития культуры, что позволяет получать здоровый исходный посадочный материал картофеля в виде микроклубней.

 

Результаты

На экспериментальном участке закрытого грунта ТОО «BioPromTechnologies» на сортах картофеля Луса, Нур-Алем и Невский, высаженных по схеме 40*20 см проведен сравнительный анализ роста и развития при использовании разных типов посевного материала картофеля.

Отмечено, что на ранней стадии рост пробирочных растений отставал от роста  и развития микроклубней, но после двух недель они показали очень быстрый рост и к 45 дню после посадки выровнялись в развитии (Рисунок 1, Таблица 2).

1

2
                 

             15-й день после посадки                    45-й день после посадки

1 – пробирочные растения;  2- микроклубни

Рисунок 1 – Учет вегетации растений разных типов посевного материала

Данные фото отражают картину разницы типов исходного посадочного материала в начальный период и однородность развития в середине вегетации.

Таблица 2 – Сравнительный анализ роста и развития разных типов посевного материала картофеля в закрытом грунте

 

 

Сорт

Тип посевного материала

Пробирочные растения

Микроклубни

Кол-во побегов, шт

Кол-во листьев, шт

Длина стебля,см

Кол-во побегов, шт

Кол-во листьев, шт

Длина стебля,

см

15-й день учета

Луса

2 - 3

9 - 12

6 - 11

1 - 3

11 - 14

11 - 21

Нур-Алем

1 - 3

7 – 9

5 - 9

1 - 4

8 - 11

8 - 15

Невский

2 - 3

8 - 11

6 - 10

1 - 3

9 – 12

12 – 18

45-й день учета

Луса

3 - 4

15 -19

59 - 78

2 - 3

16 -19

58 - 79

Нур-Алем

1 - 3

13 - 16

53 - 59

1 - 4

12 -16

54 - 68

Невский

2 - 3

14 -17

55 - 70

1 - 3

15 -17

53 - 78

 

Согласно морфометрическим показателям, можно отметить преимущества в росте и развитии сорта Луса. Эти преимущества сохранились и при уборке урожая. Анализируя полученные результаты можно сделать вывод, что в зависимости от сорта и от типа посевного материала наибольшая продуктивность характерна для сорта Луса которая составила 26,5 т/га для пробирочных растений и 31,4 т/га для микроклубней (Таблица 3).

Таблица 3 ̶ Продуктивность сортов и типов исходного посадочного материала картофеля в защищенном грунте

Показатели

Луса

Нур-Алем

Невский

Пробирочные растения

Среднее количество клубней с 1 куста, шт

7,9

6,9

7,1

Продуктивность, т/га

26,5

23,4

25,1

Микроклубни

Среднее количество клубней с 1 куста, шт

10,7

9,3

8,9

Продуктивность, т/га

31,4

27,0

28,5

 

Между испытанными сортами обнаружены различия по формированию количества клубней на растение. Количество клубней на растение является не менее важным компонентом урожая в семенных посадках. Обработка урожайных данных по продуктивности  позволили обнаружить высокую положительную корреляцию между числом клубней и урожаем картофеля. Как видно из таблицы 3, наибольшее количество клубней на растении сформировал также сорт  Луса, которое  равно 7,9 штук для пробирочных растений и 10,7 штук для микроклубней.

В ходе выполнения эксперимента сделан структурный анализ урожая  разных сортов и разных типов посевного материала оздоровленного картофеля в защищенном грунте. Весь полученный урожай рассортирован на три фракции: менее 30 г, 30-100 г и более 100 г, полученные данные представлены  в таблице 4.

Таблица 4 – Структурный анализ урожая, %

Показатели

Луса

Нур-Алем

Невский

Пробирочные растения

1

2

3

4

Фракция < 30 г

52,3

58,4

55,8

Фракция 30-100 г

33,2

31,1

35,1

Фракция > 100 г

14,5

10,5

9,1

Микроклубни

Фракция < 30 г

43,8

56,2

49,1

Фракция 30-100 г

36,0

21,5

30,5

Фракция > 100 г

20,2

22,3

20,4

 

Согласно полученным результатам установлено, что у каждого  сорта картофеля независимо от типа посевного материала наименьший процент (9,1-22,3)% составляет фракция более 100 г, причем у урожая из пробирочных растений эта фракция более чем в два раза меньше, чем из микроклубней.

 

Обсуждение

Подобные разработки в Казахстане до настоящего времени не получили достойного развития.

Внедрение усовершенствованной технологии выращивания безвирусного семенного материала  с использованием микроклубней позволит развить новый способ массового производства элитного картофеля по доступной цене и обеспечить ими картофельные хозяйства республики в производстве продовольственного картофеля.

 

 

 

Литература

 

1. Шмыгля В.А., Лодочкин П.И. Оздоровление картофеля, пораженного вирусами: учебно-метод. пособие / под ред.С.А. Петриченко. – М.: Изд-во ТСХА, 1983. – С.32

2. Анисимов Б.В. Современные состояние и перспективы развития семеноводства картофеля.// Картофель и овощи. – 2003. –  №1. – С.27-30

3. Бутенко Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнология на их основе // Учебное пособие. – Москва. ФБК-ПРЕСС. 1999. – 81 с

4. Goodwin P.B., Kim Y.C., and Adisarwanto, T. 1980. Potato Res. 23 9 23. Hussey G. and Stacey N.J. 1981. Ann. Bot. 48: 787 796. Roset S. and Bokelmann G.S. 1976. Potato Res 19: 173 178

5. Wang P.J. and HU. C.Y. 1982. Amer Potato Jour 59: 33 39. International patent application Number: PCT/HU 86/00053, 1986

6. Пат. 5419079 Метод производства миниклубней безвирусного картофеля. / Bingjun Wang (Бин Чун Ван); Luye Wang (Лу Е Ван); Xiaohui Liu (Сяо Хуй Лиу); заявитель и патентообладатель Тяньзинский исследовательский институт овощей. Тяньзинь, Китай; опубл. 30.05.1995

7. Пат.0476441 Иностранный патент, A01H 4/00. Технология выращивания микроклубней картофеля в чашках Петри./ Oka; Ichiro заявитель и патентообладатель Сид-зубка. Япония; заявл.02.12.1996; опубл.29.12.1998

8. Пат.2075289 Южная Корея. Способ массового получения микроклубней картофеля / Хиюк Ионг; Янг-Риол Лиу; Йу-Бонг Хонг; Сеунг-Гьюн Янг; Хенг-Сун Ли; Яд Хеунг Джон; Енг-Сук Ку; заявитель и патентообладатель  Корейский институт науки и технологии (KR); заявл. 03.07.1990; опубл.06.03.07. Бюл. № 26. – 3 с