Sergey Banadysev, a mezőgazdasági tudományok doktora, Doka Gene Technologies LLC
A burgonya minigumók (MK) a steril burgonyanövények első gumós utódai. A minigumók beszerzése a burgonya-vetőmag program első éve minden fejlett burgonyatermesztésű országban. A burgonya minigumókat csak védett talajviszonyok között termesztik, amely kizárja a növények vírusos, gombás és bakteriális betegségekkel való újrafertőződésének kockázatát (ha steril növények gumóit nyílt terepen termesztik, akkor nem minigumókat nyernek. eredmény, hanem az első terepgeneráció).
Általánosan elfogadott, hogy egy mini gumó átmérőjének legalább 10 mm-nek kell lennie, ami ennél kevesebb, az a mikrogumó.
A minigumók igénye 10 ezer tonna elit előállításához a következő: ötéves OS és ES rendszerrel (eredeti és elit vetőmagtermelés) - 50 ezer darab; négyéves OS és ES rendszerrel - 400 ezer darab; hároméves rendszerrel - 3 millió darab.
Az Orosz Föderáció saját szilárd tudományos és innovációs alappal rendelkezik ezen a területen. A minigumók termesztésének legmodernebb technológiáinak nagyarányú bevezetése az Orosz Föderációban mindig megelőzte a fejlett burgonyatermesztéssel rendelkező országokat: így 40 éve vezették be a szubsztrátumtechnológiát, 15 biotechnológiai központ dolgozott rajta; hidroponikus - 30 évvel ezelőtt, a Doka használja - Gene Technologies, Meristematic Cultures; aeroponic - a 2000-es évek elején az Összoroszországi Mezőgazdasági Biotechnológiai Kutatóintézetben (Összoroszországi Mezőgazdasági Biotechnológiai Kutatóintézet) fejlesztették ki, 2010 óta ezt a technológiát a Nemzetközi Burgonyaközpont támogatja, és aktívan elterjedt az egész világon. Az Orosz Föderációban minigumók termesztésére szolgáló ipari üzemeket állítanak elő: burgonyafa és merisztem. Ugyanakkor a legtöbb hazai vetőmagtermesztő vállalkozás továbbra is kis mennyiségben állít elő minigumókat, az elit megszerzéséhez szükséges ötéves rendszer szükségletein belül. Egyedül a FAT-Agro cég érte el a több mint 2 millió darabos szintet évente, ami elegendő a hároméves rendszerre való átálláshoz.
A burgonya-vetőmag-termelés fejlesztésének stratégiai módja a minigumók termelésének teljes növelése a vetőmag-termelési rendszer csökkentése és a termékminőség javítása érdekében. Ezt a szempontot szem előtt tartva az elmúlt években számos kísérlet történt a termesztési technikák javítására. Az innovációk fő célja, hogy a lehető legtöbb minigumót állítsák elő növényenként in vitro és az üvegház egységnyi területére. Ennek eléréséhez számos növénytermesztési módszert alkalmaznak, de nem minden, a tudományos kutatások eredményei alapján javasolt megoldás ad eredményt az ipari termelésben.
A hatékony, nagy volumenű minigumógyártás számos szempontja a know-how. A miniburgonyagumók oroszországi termelését mindig is a leghatékonyabb és legfejlettebb tudományos és technológiai alapokon végezték. És most az ország olyan technológiákkal rendelkezik és alkalmazott, amelyek jelentősen felülmúlják a világszintet.
A minigumók minősített előállításának elsődleges feltétele a mindenkori szabályok és előírások betartása. Az Orosz Föderáció szabályozási kerete ebben a témában tanácsadó jellegű, a mezőgazdasági termények minősítésére vonatkozó jelenlegi szabályozásban például egy szó sem esik a miniburgonyagumók előállítására és minősítésére vonatkozó szabályokról. Ilyen helyzetben a nemzetközi tapasztalatokra kell koncentrálni. Minden fejlett burgonya-vetőmag-termeléssel rendelkező országban elfogadták, hivatalosan jóváhagyták és szigorúan betartották a megtermelt minigumók szervezetére, technológiájára és minőségére vonatkozó kötelező követelményeket.
Ezeket a követelményeket a minigumók előállítására szakosodott hazai vállalkozásoknak vállalati szabványok formájában kell alapul venniük az önellenőrzéshez, amíg az állam nem alakít ki hivatalos szabályozási keretet ezen a területen. Például az Orosz Föderációban léteznek normák a tenyésztési komplexumok és szaporítóüvegházak technológiai tervezésére, az NTP-APK 1.10.09.001-02. Az NTP fejlesztői azonban nem foglaltak bele a dokumentumba a minigumók termesztésére szánt szerkezetek kötelező jellemzőiről szóló részt. És sok ilyen funkció van, például: az üvegházban dupla ajtóval kell rendelkezni, öltözővel az átöltözéshez. Az öltözőt lábpárnákkal és kézmosáshoz és fertőtlenítéshez szükséges mosószerrel kell felszerelni. A bejárati ajtókat és az összes szellőzőnyílást levéltetűvédő hálóval kell lefedni (maximum 0,5 x 0,9 mm hálószem). A helyiség hőmérsékletét és páratartalmát megfelelően szabályozni kell (üvegházra vonatkozik). A steril növények adaptálásához talajmentes táptalajt kell használni. Ha talaj/talaj keveréket használunk, azt megfelelően kezelni/sterilizálni kell, hogy biztosítsuk a talajkórokozók hiányát.
A minigumótermést hatóságilag tanúsított mikronövényekből vagy aszeptikus környezetben nevelt mikrogumókból kell beszerezni az alapanyag merisztematikus szövetéből, és megfelelően akkreditált vizsgálólaboratóriumban kell megvizsgálni a burgonyát fertőző vírusok, viroidok és baktériumok hiányát.
A minigumók előállításának minden szakaszában az anyag minőségének vizsgálatának módszerei, eljárásai és gyakorisága szigorúan szabályozott.
Nagyon sok, gyakorlatilag jelentős információ halmozódott fel a burgonya mikroszaporítási protokolljainak optimalizálásával kapcsolatban. Az ezen a területen végzett kutatások bőséges lehetőséget mutatnak a növények növekedésének és fejlődésének javítására a tápanyagok koncentrációjának és arányának változása alapján. Megállapítást nyert, hogy a burgonya merisztéma tenyésztésében növekedésszabályozók alkalmazása nem szükséges, de bizonyos anyagok hozzáadása még alacsony koncentrációban is növeli, gyorsítja az anyag termelését. Fontos a mikroszaporított burgonya inkubációs körülményeinek optimalizálása különféle fényforrások, világítási módok és helyiségszellőztetés segítségével. A LED-lámpák megjelenésével a képességeiket aktívan tanulmányozták a burgonya mikroszaporításával kapcsolatban. A vörös és távoli vörös fény spektruma növeli a növekedési jellemzőket; azonban a vörös + kék + távoli vörös/fehér fény kombinációja jobb hatással van a gumóképződésre és az elsődleges metabolitok felhalmozódására.
A minigumók termesztésének technológiái két fő csoportra oszthatók: szubsztrát (nagy változatosság) és nem szubsztrát (vízkultúra és aeroponika). A minigumók előállításának fő technológiái: természetes aljzatokon (a térfogat 80%-a), hidroponikus és aeroponikus. A mikrogumók beszerzése szintén az MC témájához kapcsolódik, és egyre gyakrabban használják az alapanyag tömeges sokszorosítására. A mikrogumók és a minigumók közötti különbség a táptalaj módozatában (a mikrogumókat csak steril in vitro körülmények között, a minigumókat csak védett ex vitro körülmények között termesztik) és a gumók méretében rejlik. A gyakorlati kísérletekben kapott eredmények és következtetések sok esetben nem egyeznek meg az in vitro tenyészetben a gumósodás stimulálásának lehetőségeivel kapcsolatos elméleti posztulátumokkal. Ez vonatkozik mind a diétára, mind a növekedésszabályozók használatára, mind a termesztési körülményekre és a stressztényezők használatára. Ha a mikrogumók előállításának technológiai előírásaira vonatkozó nyilvánosan elérhető információk a legtöbb esetben meglehetősen közepes eredményeket tesznek lehetővé - növényenként egy 200-400 mg-os mikrogumóról vagy annál valamivel többről, akkor a technológia szakszerű igazítása az adott körülményekhez képest. A termelési körülmények időnként növelik a folyamat hatékonyságát. Az Orosz Föderációban ezen a területen van olyan know-how, amely legalább három, 0,5 g-nál nagyobb tömegű mikrogumót állít elő egy növényből egy szabványos kémcsőben.
A mikrogumók egész évben történő termesztésére és minőségének javítására a világon többféle típusú bioreaktort gyártanak kereskedelmi forgalomba. Ezek a félautomata rendszerek lehetővé teszik az intenzív kézi feldolgozás csökkentését, ezáltal a termelékenység növelését és a gyártási költségek csökkentését. A bioreaktorokban nyert mikrogumók tömege sokkal nagyobb és átmérője is nagyobb. A legújabb technológia ezen a területen a japán tudósok és tervezők fejlesztése.
A nagyüzemi, műanyag tenyészzsákos mikrogumó-előállító rendszer zsákonként fajtától függően 100-300 mikrogumót termel sikeresen. A tápanyagok koncentrációjának megváltoztatása a szacharóz-, nitrogén-tartalom csökkentésével, a táptalaj kálium-foszfát szintjének növelése lehetővé tette a mikrogumók összlétszámának és átlagos tömegének növelését. A japán technológia évente 250 000 mikrogumó előállítását teszi lehetővé (három termesztési ciklusban) egy 66 m-es termesztőhelyiségben2. és az ezzel a technológiával nyert mikrogumók 80%-ának tömege meghaladja az 1 g-ot, azaz. alkalmas közvetlenül a szántóföldi ültetésre.
Világszerte uralkodik a minigumók termesztése természetes hordozókon. Ez a technológia, bár jól bevált, még mindig jelentősen fejleszthető. A genotípus, az in vitro tenyésztés időtartama és körülményei, a növény mérete, a tápanyagoknak és a növekedésszabályozóknak való kitettség jelentősen befolyásolja a minigumók termését. A palánták kora és ültetési előkezelése, a kikeményedés körülményei és időtartama, az ültetési és termesztési időszak, a talajkörnyezet összetétele, az ültetés módja, a növénytelepítés sűrűsége, a műtrágya adagok, a megvilágítás is befolyásolja. a minigumó-termelés intenzitása.
Számos természetes anyag és anyag alkalmas mini burgonyagumó termesztőközegre. Az üvegházi szubsztrátumok fő összetevője hagyományosan a tőzeg. Az alternatív összetevők - mint a perlit, vermikulit és vermikomposzt - szintén népszerűvé váltak az utóbbi időben elfogadható levegőztetési és vízmegtartó képességük miatt.
A legtöbb esetben, ha minigumókat szubsztrát kultúrában termesztenek, makro- és mikroműtrágyákat kell alkalmazni. A szakemberek körében hidroponikának nevezik azt a technológiát, amely időszakos öntözést és a terméketlen aljzatok tápanyagokkal történő trágyázását végzi. A miniburgonyagumók termesztésének hidroponikus technológiáiban inert szubsztrátokat (homok, fakéreg, kókuszdió stb.) és tiszta vízkultúrát (vékony tápanyagfilm) használó fajták vannak.
A burgonya-táplálkozás elméletének minden, a gumósodás szabályozásának lehetőségével kapcsolatos előírása alkalmazható a hidroponikus termesztésben is, de megértjük, hogy a tápanyagok koncentrációjában és arányában jelentős változtatásra van szükség fajtánként és különböző szakaszokban. a vegetatív növekedés, a gumósodás megindulása és a növényi gumók növekedése. A legtöbb publikációban a tápoldat-összetételek szerepelnek. Ugyanakkor az egy növényből és egységnyi területről nyert gumók száma többszörösen különbözik. Ami a tápoldat célzott módosításait a gumók számának radikális növelése érdekében (és éppen ez a hidroponika előnye) illeti, nagyon kevés a nyílt információ. Az elmúlt években csak néhány publikáció jelent meg nem az elmúlt évek ismert szerzeményeire való hivatkozással, hanem eredeti anyagokkal.
A minigumók termesztésének legmodernebb - aeroponikus - technológiája számos alapvető tulajdonsággal rendelkezik. A mai napig a megvalósítás minden egymást követő szakaszát kidolgozták, de a feltáró kutatás folytatódik. Az aeroponika technológiai információinak különleges értéke, hogy megmutatja a minituber fejlődésének irányát ma szerte a világon. Ezek a fejlesztések alkalmazhatók vagy adaptálhatók más minigumók termesztésére szolgáló technológiákhoz.
A minigumók speciális körülményekre történő előállításának technológiájának megválasztását a termelési mutatók elemzésén, a kockázatok szintjén, a munkaerő-forrásigényen, a beruházási költségek, a költségek és a jövedelmezőség összehasonlításán kell alapulnia. Mindegyik technológiának vannak megvalósítási lehetőségei és jelentős ingadozások a termelési hatékonyságban számos tényezőtől függően. Minden technológia steril tenyészetből vagy mikrogumókból származó kiindulási növényi anyagot használ és alapja. Ez a szakasz szinte univerzális, szabványnak tekinthető. A minigumók termesztésének technológiájában nagyszámú változó közül kell választani.
A nagy vetőmagvállalatok túlnyomó többsége jelenleg üveg- vagy fóliatalajú üvegházakban termeszt minigumókat természetes szerves-ásványi hordozón, kiterjedt tőzegfelhasználással. Ennek a technológiának a legalacsonyabb költsége van egy mini gumóhoz képest. Általános szabály, hogy évente egy növényt termesztenek. Európában normálisnak számít, ha egy növényből 4-5 gumót kapunk. A mikrotrágyák, biológiailag aktív anyagok, PPP differenciált kijuttatása lehetővé teszi a szorzótényező 8-10-ig történő növelését.
A bioreaktor melletti érvek a sterilitás, az egységnyi területre jutó mikrogumók maximális hozama. A bioreaktor hátrányai a nagyszámú növényigény, a gumók kis mérete, az érés és a szántóföldi gépesített ültetés problémája.
A hidroponika előnyei a gyárthatóság, a gumósodás serkentésének valós lehetősége, az ipari berendezések; hátrányok - a gyökérrendszer rossz fejlődése, a fertőzés veszélye a tápoldaton keresztül, munkaigényesség. Az aeroponika nagyobb teret és teljes árnyékot igényel a gyökérrendszer számára, a jobb fejlődés és levegőellátás miatt a hidroponikához képest több gumó képződhet. Az aeroponikus technológia azonban a legigényesebb, az áramellátást fél óránál tovább nem szabad megszakítani.
Ez a rövid áttekintés azt mutatja, hogy a nagyszámú minigumót használó burgonya-elit termelés hároméves programjának kidolgozása már valóság. A mennyiség növekedését és a termelés intenzifikálását úgy érik el, hogy területegységenként maximális számú minigumót állítanak elő minimális számú kiindulási növény mellett. A fedett talaj és az alapanyag drága, így egy növényből csak 2-3 gumó beszerzése kilátástalan lehetőség, bár a világon a minigumók legnagyobb mennyisége még mindig így készül. Aljzattechnológiával a tényleges termelési szintet a következő paraméterek szerint becsülik: normál - 100 db / m2, jó - 200 db/m2; magas - 300 db/m2 a tenyészidőszakra. A hidroponikus technológiával 500 mini gumó, az aeroponic technológiával 1000 minigumót lehet előállítani négyzetméterenként. m beépítési terület a vegetációs időszakra. Referenciaként: a szubsztrát technológia termesztési létesítményeinek költsége 2021-ben 50 ezer rubel volt. négyzetméterenként, hidroponikus - 100 ezer rubel, aeroponikus - 150 ezer rubel.
A minigumók beltéri termesztésének fő problémája az aktív vegetatív fejlődés és az intenzív gumóképzés kombinációja. A gumósodás intenzitása növelhető a mikroklíma (hőmérséklet, páratartalom, fotoperiódus) optimalizálásával, az ásványi táplálkozás optimalizálásával; a gumósodást serkentő szerek használata, a vegetatív növekedés korlátozása. A minigumók nagy mennyiségben történő beszerzése ugyanakkor összetett szervezési és technológiai feladat. A mini gumók intenzív termesztésének árnyalatai már több mint 20 éve kereskedelmi információk. Nincsenek nyilvánosan elérhető szakmai előírások, ez minden egyes vállalkozás know-how-ja.
2022 második negyedévében jelenik meg a „Mini burgonyagumók” című könyv, amely bemutatja és elemzi a témában elérhető tudományos és kereskedelmi információkat, hangsúlyt fektetve a minigumók termesztésének intenzitásának növelésére szolgáló hatékony módszerekre. Az információ terjedelme több mint 400 oldal, a könyv csak előfizetéssel lesz elérhető. A jelentkezéseket a következő címre küldje: s.banadysev@dokagene.ru
