Сергей Банадысев, ауыл шаруашылығы ғылымдарының докторы, «Doka Gene Technologies» жауапкершілігі шектеулі серіктестігі
Картоптың шағын түйнектері (МК) стерильді картоп өсімдіктерінің алғашқы түйнекті ұрпақтары болып табылады. Шағын түйнек алу картоп өндірісі дамыған барлық елдерде картоп тұқымдық схемасының бірінші жылы болып табылады. Картоптың шағын түйнектері өсімдіктердің вирустық, саңырауқұлақ және бактериялық аурулармен қайта жұқтыру қаупін жоққа шығаратын қорғалған топырақ жағдайында ғана өсіріледі (егер стерильді өсімдіктердің түйнектері ашық жерде өсірілсе, онда шағын түйнектер алынбайды. нәтиже, бірақ бірінші өріс генерациясы).
Шағын түйнек диаметрі кем дегенде 10 мм болуы керек деп жалпы қабылданған, одан кем нәрсе - микро түйнек.
10 мың тонна элита өндіру үшін шағын түйнектерге қажеттілік: ОС және ЭС бес жылдық схемасымен (түпнұсқа және элиталық тұқым өндірісі) - 50 мың дана; ОЖ және ES төрт жылдық схемасымен - 400 мың дана; үш жылдық схемамен – 3 млн. дана.
Ресей Федерациясының бұл салада өзінің берік ғылыми және инновациялық базасы бар. Ресей Федерациясында шағын түйнек өсірудің ең заманауи технологияларын ауқымды енгізу әрқашан картоп өсіру дамыған басқа елдерден озып келеді: осылайша субстрат технологиясы 40 жыл бұрын енгізілді, онда 15 биотехнологиялық орталық жұмыс істеді; гидропоникалық - 30 жыл бұрын, оны Doka - Gene Technologies, Meristematic Cultures қолданады; аэропоникалық – 2000 жылдардың басында Бүкілресейлік ауылшаруашылық биотехнология ғылыми-зерттеу институтында (Бүкілресейлік ауылшаруашылық биотехнология ғылыми-зерттеу институты) әзірленген, 2010 жылдан бастап бұл технологияны Халықаралық картоп орталығы алға жылжытып, бүкіл әлемге белсенді түрде тарады. Ресей Федерациясында шағын түйнек өсіруге арналған өнеркәсіптік зауыттар шығарылады: Картоп ағашы және Меристема. Сонымен қатар, отандық тұқым өсіруші кәсіпорындардың көпшілігі әлі де элита алудың бес жылдық схемасы қажеттілігі шегінде шағын түйнектерді шағын көлемде өндіреді. Тек FAT-Agro компаниясы жылына 2 миллионнан астам бірлік деңгейіне жетті, бұл үш жылдық схемаға көшуге жеткілікті.
Тұқым өндірісінің схемасын қысқарту және өнім сапасын жақсарту мақсатында шағын түйнектер өндірісін жан-жақты арттыру картоп тұқым шаруашылығын дамытудың стратегиялық жолы болып табылады. Осы перспективаны ескере отырып, соңғы жылдары өсіру техникасын жақсартуға көптеген әрекеттер жасалды. Инновациялардың негізгі мақсаты - бір өсімдікке in vitro және жылыжай ауданы бірлігінен мүмкіндігінше көп шағын түйнектер алу. Оған жету үшін өсімдік шаруашылығының көптеген әдістері қолданылады, бірақ ғылыми зерттеулердің нәтижелері бойынша ұсынылған шешімдердің барлығы өнеркәсіптік өндірісте нәтиже бермейді.
Тиімді жоғары көлемді шағын түйнек өндірудің көптеген аспектілері ноу-хау болып табылады. Ресейлік шағын картоп түйнектерінің өндірісі әрқашан ең тиімді және озық ғылыми-технологиялық негізде жүзеге асырылды. Ал қазір елде әлемдік деңгейден айтарлықтай жоғары болатын қолжетімді және қолданылатын технологиялар бар.
Шағын түйнектерді білікті өндірудің негізгі шарты қолданыстағы ережелер мен ережелерді сақтау болып табылады. Осы тақырып бойынша Ресей Федерациясының нормативтік-құқықтық базасы кеңестік сипатта болып табылады, ауыл шаруашылығы дақылдарын сертификаттау туралы қолданыстағы ережеде, мысалы, шағын картоп түйнектерін өндіру және сертификаттау ережелері туралы бірде-бір сөз жоқ. Мұндай жағдайда халықаралық тәжірибеге назар аудару қажет. Картоп тұқым шаруашылығы дамыған елдердің барлығында өндірілетін шағын түйнектерді ұйымдастыруға, технологиясына және сапасына қойылатын міндетті талаптар қабылданып, ресми түрде бекітілген және қатаң сақталған.
Бұл талаптарды шағын түйнек өндіруге маманданған отандық кәсіпорындар кәсіпорын стандарттары форматында, мемлекет осы саладағы ресми нормативтік-құқықтық базаны қалыптастырмайынша өзін-өзі бақылау үшін негізге алуы керек. Мысалы, Ресей Федерациясында НТП-АПК 1.10.09.001-02 асыл тұқымды кешендерді және репродукциялық жылыжайларды технологиялық жобалау нормалары бар. Дегенмен, NTP әзірлеушілері құжатқа мини-түйнек өсіруге арналған құрылымдардың міндетті ерекшеліктері туралы бөлімді қоспады. Және мұндай мүмкіндіктер өте көп, мысалы: жылыжайда киім ауыстыратын киім-кешек бөлмесі бар қос есік болуы керек. Киім ауыстыратын орын аяққа арналған жастықшалармен және қолды жууға және дезинфекциялауға арналған жуғыш затпен жабдықталуы керек. Кіру есіктері мен барлық желдеткіш саңылаулар тлиден қорғайтын тормен жабылуы керек (тордың өлшемі максимум 0,5 х 0,9 мм). Бөлмеде температура мен ылғалдылық дұрыс бақылануы керек (әйнек үйге жарамды). Стерильді өсімдіктерді бейімдеу үшін топырақсыз ортаны пайдалану керек. Топырақ/топырақ қоспасы пайдаланылса, топырақ патогендерінің болмауын қамтамасыз ету үшін оны тиісті түрде өңдеу/зарарсыздандыру қажет.
Шағын түйнек дақылы ресми сертификатталған микроөсімдіктерден немесе бастапқы материалдың меристемалық ұлпасынан асептикалық ортада өсірілген микротүйнектерден алынуы, тиісті аккредиттелген сынақ зертханасында картопты жұқтыратын вирустардың, вироидтардың және бактериялардың болмауына сыналған болуы керек.
Шағын түйнектер өндірісінің барлық кезеңдерінде материалдың сапасын тексеру әдістері, тәртібі, жиілігі қатаң түрде реттеледі.
Картопты микрокөбейту хаттамаларын оңтайландыру бойынша көптеген практикалық маңызды ақпарат жинақталды. Бұл саладағы зерттеулер қоректік заттардың концентрациясы мен арақатынасының өзгеруіне негізделген өсімдіктердің өсуі мен дамуын жақсартудың кең мүмкіндіктерін көрсетеді. Картоп меристемасының дақылында өсу реттегіштерін пайдаланудың қажеті жоқ, бірақ кейбір заттарды қосу, тіпті аз концентрацияда болса да, материалдың өндірісін арттырады және тездетеді. Әртүрлі жарық көздерін, жарықтандыру режимдерін және бөлмені желдетуді пайдалана отырып, микрокөбейтілген картоп өсімдіктерінің инкубациялық жағдайларын оңтайландыру маңызды. Жарықдиодты шамдардың пайда болуымен олардың мүмкіндіктері картопты микрокөбейтуге қатысты белсенді түрде зерттеле бастады. Қызыл және алыс қызыл жарық спектрі өсу сипаттамаларын арттырады; дегенмен, қызыл + көк + қиыр қызыл/ақ жарық комбинациясы түйнек түзілуіне және бастапқы метаболиттердің жинақталуына жақсырақ әсер етеді.
Мини-түйнек өсіру технологиялары екі негізгі топқа бөлінеді: субстрат (үлкен сорт) және субстратсыз (су мәдениеті және аэропоника). Шағын түйнектерді өндірудің негізгі технологиялары: табиғи субстратта (көлемнің 80%), гидропоникалық және аэропоникалық. Микротүбірлерді алу МК тақырыбына да қатысты және бастапқы материалды жаппай көбейту үшін көбірек қолданылады. Микротүйнектер мен шағын түйнектер арасындағы айырмашылық қоректік ортаның режимінде (микротүбірлер тек стерильді in vitro жағдайында және шағын түйнектер тек қорғалған ex vitro жағдайында ғана өсіріледі) және түйнек мөлшерінде. Практикалық эксперименттерде алынған нәтижелер мен қорытындылар көп жағдайда in vitro дақылында туберизацияны ынталандыру мүмкіндіктеріне қатысты теориялық постулаттарға сәйкес келмейді. Бұл екі диетаға да, өсу реттегіштерін пайдалануға, сондай-ақ өсіп келе жатқан жағдайларға және стресс факторларын қолдануға қатысты. Егер микротүйнектерді өндірудің технологиялық регламенті туралы жалпыға қолжетімді ақпарат көп жағдайда орташа нәтижелерге қол жеткізуге мүмкіндік берсе - бір өсімдікке салмағы 200-400 мг бір микротүйнек шамасында немесе сәл артық болса, онда спецификаға қатысты технологияны кәсіби түрде түзету қажет. өндірістік жағдайлар кейде процестің тиімділігін арттырады. Ресей Федерациясында стандартты пробиркадағы бір өсімдіктен салмағы 0,5 г-нан асатын кем дегенде үш микротүйінді өндірумен осы салада ноу-хау бар.
Микротүйнектерді жыл бойы өсіру және олардың сапасын жақсарту үшін әлемде биореакторлардың бірнеше түрлі конструкциялары коммерциялық түрде шығарылады. Бұл жартылай автоматты жүйелер интенсивті қолмен өңдеуді азайтуға, демек, өнімділікті арттыруға және өндіріс шығындарын азайтуға мүмкіндік береді. Биореакторларда алынған микротүтікшелердің массасы әлдеқайда үлкен және диаметрі үлкен. Бұл саладағы ең соңғы технология жапон ғалымдары мен конструкторларының әзірлеуі болып табылады.
Пластикалық культуралық пакеттерді қолданатын кең ауқымды микротүтіктерді өндіру жүйесі әртүрлілікке байланысты бір қапта 100-ден 300-ге дейін микротүбірлерді сәтті шығарады. Құрамында сахарозаның, азоттың аз болуы тұрғысынан қоректік заттардың концентрациясын өзгерту, ортадағы калий фосфатының деңгейін жоғарылату микротүбіртектердің жалпы саны мен орташа салмағын арттыруға мүмкіндік берді. Жапондық технология 250 м өсіру бөлмесінде жылына 000 66 микротүйінді (үш жинау циклінде) өндіруге мүмкіндік береді.2. және осы технология бойынша алынған микротүйінділердің 80% массасы 1 г-нан астам, яғни. тікелей далаға отырғызуға жарамды.
Бүкіл әлемде табиғи субстраттарда шағын түйнектер өндірісі басым. Бұл технология жақсы орнатылғанымен, әлі де айтарлықтай жақсартуға болады. Генотип, in vitro өсірудің ұзақтығы мен шарттары, өсімдік мөлшері, қоректік заттардың әсері және өсу реттегіштері шағын түйнектер өндірісіне айтарлықтай әсер етеді. Отырғызу кезіндегі көшеттердің жасы мен алдын ала өңдеуі, қатаю шарттары мен кезеңі, отырғызу және өсіру маусымы, топырақ ортасының құрамы, отырғызу әдісі, өсімдіктерді орналастыру тығыздығы, тыңайтқыш дозалары және жарықтандыру да әсер етеді. шағын түйнек өндірісінің қарқындылығы.
Көптеген табиғи заттар мен материалдар шағын картоп түйнектерін өсіруге арналған орта ретінде жарамды. Жылыжай субстраттарының негізгі компоненті дәстүрлі шымтезек болып табылады. Перлит, вермикулит және вермикомпост сияқты баламалы ингредиенттер де қолайлы аэрация мен суды ұстау қабілетіне байланысты жақында танымал болды.
Көп жағдайда субстрат мәдениетінде шағын түйнектерді өсіру кезінде макро- және микротыңайтқыштарды қолдану қажет. Мамандар арасында мезгіл-мезгіл суару және құнарсыз субстраттарды қоректік заттармен тыңайтқыш қолдану технологиясы гидропоника деп аталады. Мини-картоп түйнектерін өсіруге арналған гидропоникалық технологиялар инертті субстраттарды (құм, ағаш қабығы, кокос және т.б.) және таза су мәдениетін (жұқа қоректік пленка) қолданатын сорттарға ие.
Картопты қоректену теориясының түйнекпен күресу мүмкіндігіне қатысты барлық ережелерін гидропоникалық өсіруде де қолдануға болады, бірақ әр сорт үшін және әртүрлі кезеңдердегі қоректік заттардың концентрациясы мен арақатынасын айтарлықтай өзгерту қажеттілігі туралы түсінік бар. вегетативті өсу, түйнектенудің басталуы және өсімдік түйнектерінің өсуі. Қоректік ерітінділердің құрамы көптеген басылымдарда берілген. Бұл ретте өсімдіктен және аудан бірлігінен алынған түйнектер саны бірнеше есе ерекшеленеді. Түйнек санын түбегейлі арттыру үшін қоректік ерітіндіге бағытталған мақсатты түзетулер (және бұл гидропониканың артықшылығы) өте аз ашық ақпарат бар. Соңғы жылдары өткен жылдардағы белгілі шығармаларға сілтеме емес, түпнұсқа материалдары бар бірнеше басылымдар ғана жарық көрді.
Ең заманауи - аэропоникалық - мини-түйнек өсіру технологиясы бірқатар іргелі ерекшеліктерге ие. Бүгінгі күні оны жүзеге асырудың барлық келесі кезеңдері пысықталды, бірақ барлау зерттеулері жалғасуда. Аэропоника бойынша технологиялық ақпараттың ерекше құндылығы – ол қазіргі кезде бүкіл әлем бойынша шағын түйнектердің даму бағытын көрсетеді. Бұл әзірлемелер қолданылады немесе шағын түйнектер өсіруге арналған басқа технологияларға бейімделуі мүмкін.
Белгілі бір жағдайларға арналған шағын түйнектерді өндіру технологиясын таңдау өндірістік көрсеткіштерді, тәуекелдер деңгейін, еңбек ресурстарына қажеттілікті талдауға, инвестициялық шығындарды, өзіндік құнын және табыстылығын салыстыруға негізделуі керек. Әрбір технологияның енгізу нұсқалары және көптеген факторларға байланысты өндіріс тиімділігінің елеулі ауытқулары болады. Барлық технологиялар стерильді культурадан немесе микро түйнектерден алынған бастапқы өсімдік материалын пайдаланады және оған негізделген. Бұл кезең дерлік әмбебап, оны стандартты деп санауға болады. Мини-түйнек өсіру технологиясының өзінде сіз айнымалылардың үлкен санын таңдауыңыз керек.
Ірі тұқым өндіруші компаниялардың басым көпшілігі қазіргі уақытта шымтезектерді кеңінен қолдана отырып, табиғи органо-минералды субстраттарда шыны немесе пленка топырақты жылыжайларда шағын түйнектерді өсіреді. Бұл технология мини-түйнектің ең төмен құнына ие. Әдетте, жылына бір егін өсіріледі. Еуропада бір өсімдіктен 4-5 түйнек алу қалыпты деп саналады. Микротыңайтқыштарды, биологиялық белсенді заттарды, ППП-ны саралап қолдану көбейту коэффициентін 8-10-ға дейін арттыруға мүмкіндік береді.
Биореактордың пайдасына дәлелдер - стерильділік, аудан бірлігіне микро түйнектердің максималды өнімділігі. Биореактордың кемшілігі - өсімдіктердің көп болуы, түйнектерінің аздығы, егістікте пісу және механикаландырылған отырғызу мәселесі.
Гидропониканың артықшылығы - өндіргіштік, туберизацияны ынталандырудың нақты мүмкіндігі, өнеркәсіптік жабдық; кемшіліктері - тамыр жүйесінің нашар дамуы, қоректік ерітінді арқылы инфекцияның таралу қаупі, еңбекқорлық. Аэропоника тамыр жүйесі үшін көбірек орын мен толық көлеңкені қажет етеді, жақсы даму және ауамен қамтамасыз ету арқасында гидропоникамен салыстырғанда көбірек түйнектер пайда болуы мүмкін. Дегенмен, аэропондық технология ең талапшыл, электрмен жабдықтау жарты сағаттан артық үзілмеуі керек.
Бұл қысқаша шолу көптеген шағын түйнектерді пайдалана отырып, картоп элитасын өндірудің үш жылдық схемасын әзірлеу қазірдің өзінде шындық екенін көрсетеді. Өндіріс көлемінің ұлғаюы және интенсификациялануы бастапқы өсімдіктердің ең аз санымен аудан бірлігіне шаққанда ең көп шағын түйнек алу арқылы қол жеткізіледі. Жабық топырақ пен бастапқы материал қымбат, сондықтан бір өсімдіктен тек 2-3 түйнек алу перспективасыз нұсқа болып табылады, дегенмен әлемде шағын түйнектердің негізгі көлемі әлі де осылай өндіріледі. Субстрат технологиясымен өндірістің нақты деңгейі келесі параметрлер бойынша бағаланады: қалыпты - 100 дана / м2, жақсы - 200 дана/м2; жоғары - 300 дана/м2 вегетациялық маусымға арналған. Гидропоникалық технология 500 шаршы метрге 1000 шағын түйнек, аэропоникалық – 2021 түйнек шығаруға мүмкіндік береді. м., вегетациялық кезеңге арналған орнату алаңы. Анықтама үшін: 50 жылы субстрат технологиясы үшін өсіру қондырғыларының құны 100 мың рубль болды. шаршы метрге, гидропоника үшін - 150 мың рубль, аэропоникалық үшін - XNUMX мың рубль.
Үй-жайда шағын түйнек өсірудің негізгі мәселесі - белсенді вегетативтік дамудың түйнектің қарқынды қалыптасуымен үйлесуі. Микроклиматты (температураны, ылғалдылықты, фотопериодты) оңтайландыру, минералды қоректенуді оңтайландыру арқылы түйнектану қарқындылығын арттыруға болады; туберизация стимуляторларын қолдану, вегетативті өсуді шектеу. Сонымен қатар шағын түйнектерді үлкен көлемде алу күрделі ұйымдастырушылық-технологиялық міндет болып табылады. Шағын түйнектерді қарқынды өсірудің нюанстары 20 жылдан астам коммерциялық ақпарат болды. Қоғамдық игілікте кәсіби ережелер жоқ, бұл әрбір жеке кәсіпорынның ноу-хауы.
2022 жылдың екінші тоқсанында тақырып бойынша қолжетімді ғылыми және коммерциялық ақпаратты ұсынатын және талдай отырып, шағын түйнек өндірісінің қарқындылығын арттырудың тиімді әдістеріне баса назар аударатын «Шағын картоп түйнектері» кітабы шығарылады. Ақпарат көлемі 400 беттен асады.Кітап тек жазылым арқылы қолжетімді болады. Өтінімдерді жіберу: s.bandysev@dokagene.ru