Sergey Banadysev, Doktor Sains Pertanian, Doka Gene Technologies LLC
Miniuber kentang (MK) adalah anak berubi pertama tumbuhan kentang steril. Mendapatkan ubi mini adalah tahun pertama skim benih kentang di semua negara dengan pengeluaran kentang yang maju. Ubi mini kentang ditanam hanya dalam keadaan tanah yang dilindungi, yang tidak termasuk risiko jangkitan semula tumbuhan dengan penyakit virus, kulat dan bakteria (jika ubi dari tumbuhan steril ditanam di tanah terbuka, maka bukan ubi mini diperoleh sebagai hasil, tetapi generasi medan pertama).
Secara amnya diterima bahawa diameter ubi mini hendaklah sekurang-kurangnya 10 mm, yang kurang ialah ubi mikro.
Keperluan untuk ubi mini untuk pengeluaran 10 ribu tan elit adalah: dengan skim lima tahun OS dan ES (pengeluaran benih asal dan elit) - 50 ribu keping; dengan skim empat tahun OS dan ES - 400 ribu keping; dengan skim tiga tahun - 3 juta keping.
Persekutuan Rusia mempunyai asas saintifik dan inovatifnya sendiri dalam bidang ini. Pengenalan berskala besar teknologi paling moden untuk menanam ubi mini di Persekutuan Rusia sentiasa dijalankan mendahului negara lain dengan penanaman kentang yang maju: jadi teknologi substrat diperkenalkan 40 tahun yang lalu, 15 pusat bioteknologi bekerja di atasnya; hidroponik - 30 tahun yang lalu, ia digunakan oleh Doka - Gene Technologies, Meristematic Cultures; aeroponik - dibangunkan di Institut Penyelidikan Bioteknologi Pertanian All-Russian (Institut Penyelidikan Bioteknologi Pertanian Semua-Rusia) pada awal 2000-an, sejak 2010 teknologi ini telah dipromosikan oleh Pusat Kentang Antarabangsa dan secara aktif tersebar di seluruh dunia. Di Persekutuan Rusia, kilang perindustrian untuk menanam ubi mini dihasilkan: Pokok Kentang dan Meristem. Pada masa yang sama, kebanyakan perusahaan penanaman benih domestik masih mengeluarkan ubi mini dalam jumlah yang kecil, dalam had keperluan untuk skim lima tahun untuk mendapatkan golongan elit. Hanya syarikat FAT-Agro yang mencapai tahap lebih 2 juta unit setahun, cukup untuk bertukar kepada skim tiga tahun.
Peningkatan habis-habisan dalam pengeluaran ubi mini untuk mengurangkan skim pengeluaran benih dan meningkatkan kualiti produk adalah cara strategik untuk membangunkan pengeluaran benih kentang. Dengan perspektif ini dalam fikiran, banyak percubaan telah dibuat dalam beberapa tahun kebelakangan ini untuk menambah baik teknik penanaman. Matlamat utama inovasi adalah untuk mendapatkan sebanyak mungkin ubi mini setiap tumbuhan secara in vitro dan per unit kawasan rumah hijau. Untuk mencapainya, banyak kaedah pengeluaran tanaman digunakan, tetapi tidak semua penyelesaian yang dicadangkan berdasarkan hasil penyelidikan saintifik memberikan hasil dalam pengeluaran perindustrian.
Banyak aspek pengeluaran minituber volum tinggi yang cekap adalah pengetahuan. Pengeluaran ubi kentang mini Rusia sentiasa dijalankan berdasarkan asas saintifik dan teknologi yang paling cekap dan maju. Dan kini negara mempunyai teknologi yang tersedia dan digunakan yang jauh lebih unggul daripada peringkat dunia.
Syarat utama untuk pengeluaran ubi mini yang layak adalah pematuhan kepada peraturan dan peraturan semasa. Rangka kerja pengawalseliaan Persekutuan Rusia mengenai topik ini adalah bersifat nasihat, dalam peraturan semasa mengenai pensijilan tanaman pertanian, sebagai contoh, tidak ada perkataan tentang peraturan untuk pengeluaran dan pensijilan ubi kentang mini. Dalam keadaan sedemikian, adalah perlu untuk memberi tumpuan kepada pengalaman antarabangsa. Di semua negara dengan pengeluaran benih kentang yang maju, keperluan mandatori untuk organisasi, teknologi dan kualiti ubi mini yang dihasilkan telah diterima pakai, diluluskan secara rasmi dan dipatuhi dengan ketat.
Keperluan ini harus diambil sebagai asas oleh perusahaan domestik yang pakar dalam pengeluaran ubi mini, dalam format piawaian perusahaan, untuk kawalan diri, sehingga negara telah membentuk rangka kerja kawal selia rasmi dalam bidang ini. Sebagai contoh, di Persekutuan Rusia terdapat norma untuk reka bentuk teknologi kompleks pembiakan dan rumah hijau pembiakan NTP-APK 1.10.09.001-02. Walau bagaimanapun, pemaju NTP tidak memasukkan bahagian dalam dokumen mengenai ciri wajib struktur yang dimaksudkan untuk menanam ubi mini. Dan terdapat banyak ciri sedemikian, sebagai contoh: rumah hijau harus mempunyai pintu berkembar dengan bilik persalinan untuk menukar pakaian. Kawasan menukar pakaian hendaklah dilengkapi dengan alas kaki dan detergen untuk mencuci dan membasmi kuman tangan. Pintu masuk dan semua bukaan pengudaraan mesti ditutup dengan jaringan perlindungan kutu daun (saiz jaringan maksimum 0,5 kali 0,9 mm). Bilik mesti dikawal dengan betul untuk suhu dan kelembapan (terpakai untuk rumah kaca). Medium bebas tanah harus digunakan untuk penyesuaian tumbuhan steril. Jika campuran tanah/tanah digunakan, ia mesti dirawat/disterilkan dengan sewajarnya untuk memastikan ketiadaan patogen tanah.
Tanaman minituber mesti diperolehi daripada tumbuhan mikro atau mikrotuber yang disahkan secara rasmi yang ditanam dalam persekitaran aseptik daripada tisu meristematik bahan sumber, diuji untuk ketiadaan virus, viroid dan bakteria yang menjangkiti kentang dalam makmal ujian yang diiktiraf dengan betul.
Kaedah, prosedur, kekerapan menguji kualiti bahan di semua peringkat pengeluaran ubi mini dikawal dengan ketat.
Banyak maklumat yang boleh dikatakan penting telah terkumpul mengenai pengoptimuman protokol pembiakan kentang. Penyelidikan dalam bidang ini menunjukkan peluang yang luas untuk meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan berdasarkan perubahan dalam kepekatan dan nisbah nutrien. Telah ditetapkan bahawa penggunaan pengawal selia pertumbuhan dalam budaya meristem kentang tidak diperlukan, tetapi penambahan bahan tertentu, walaupun pada kepekatan rendah, meningkatkan dan mempercepatkan pengeluaran bahan. Adalah penting untuk mengoptimumkan keadaan pengeraman tanaman kentang mikropropagated menggunakan pelbagai sumber cahaya, mod pencahayaan dan pengudaraan bilik. Dengan kemunculan lampu LED, keupayaan mereka mula dikaji secara aktif berhubung dengan pembiakan mikro kentang. Spektrum cahaya merah dan merah jauh meningkatkan ciri pertumbuhan; bagaimanapun, gabungan cahaya merah + biru + merah jauh/putih mempunyai kesan yang lebih baik terhadap pembentukan ubi dan pengumpulan metabolit primer.
Teknologi untuk menanam ubi mini dibahagikan kepada dua kumpulan utama: substrat (pelbagai besar) dan bukan substrat (kultur air dan aeroponik). Teknologi utama untuk pengeluaran ubi mini: pada substrat semula jadi (80% daripada jumlah), hidroponik dan aeroponik. Mendapatkan mikrotuber juga berkaitan dengan topik MC dan semakin digunakan untuk pembiakan besar-besaran bahan sumber. Perbezaan antara mikrotuber dan minituber terletak pada mod medium (mikrotuber hanya ditanam dalam keadaan steril in vitro dan minituber hanya dalam keadaan ex vitro yang dilindungi) dan saiz ubi. Keputusan dan kesimpulan yang diperoleh dalam eksperimen praktikal dalam banyak kes tidak sepadan dengan postulat teori mengenai kemungkinan merangsang pembentukan ubi dalam kultur in vitro. Ini terpakai kepada kedua-dua diet, penggunaan pengawal selia pertumbuhan, serta keadaan pertumbuhan dan penggunaan faktor tekanan. Jika maklumat yang tersedia secara terbuka mengenai peraturan teknologi untuk pengeluaran mikrotuber membolehkan, dalam kebanyakan kes, memperoleh hasil yang agak sederhana - kira-kira atau lebih sedikit daripada satu mikrotuber seberat 200-400 mg setiap tumbuhan, maka pelarasan profesional teknologi berhubung dengan khusus keadaan pengeluaran meningkatkan kecekapan proses pada masa-masa tertentu. Di Persekutuan Rusia, terdapat pengetahuan di kawasan ini dengan pengeluaran sekurang-kurangnya tiga mikrotuber seberat lebih daripada 0,5 g dari satu tumbuhan dalam tabung uji standard.
Untuk penanaman mikrotuber sepanjang tahun dan peningkatan kualitinya, beberapa reka bentuk bioreaktor berbeza dihasilkan secara komersil di dunia. Sistem separa automatik ini membolehkan anda mengurangkan pemprosesan manual yang intensif dan oleh itu meningkatkan produktiviti dan mengurangkan kos pengeluaran. Mikrotuber yang diperolehi dalam bioreaktor mempunyai jisim yang lebih besar dan diameter yang lebih besar. Teknologi terkini dalam bidang ini adalah pembangunan saintis dan pereka Jepun.
Sistem pengeluaran mikrotuber berskala besar menggunakan beg kultur plastik berjaya menghasilkan 100 hingga 300 mikrotuber setiap beg, bergantung kepada varieti. Mengubah kepekatan nutrien dari segi kandungan sukrosa, nitrogen yang lebih rendah, meningkatkan tahap kalium fosfat dalam medium memungkinkan untuk meningkatkan jumlah bilangan dan berat purata mikrotuber. Teknologi Jepun membolehkan menghasilkan 250 mikrotuber setahun (dalam tiga kitaran tuaian) di dalam bilik penanaman 000 m2. dan 80% daripada mikrotuber yang diperolehi oleh teknologi ini mempunyai jisim lebih daripada 1 g, i.e. sesuai untuk ditanam terus di ladang.
Di seluruh dunia, pengeluaran ubi mini pada substrat semula jadi berlaku. Teknologi ini, walaupun sudah mantap, masih boleh dipertingkatkan dengan ketara. Genotip, tempoh dan keadaan penanaman in vitro, saiz tumbuhan, pendedahan kepada nutrien dan pengawal selia pertumbuhan memberi kesan ketara kepada pengeluaran minituber. Umur dan pra-rawatan anak benih semasa penanaman, keadaan dan tempoh pengerasan, musim penanaman dan pertumbuhan, komposisi persekitaran tanah, kaedah penanaman, ketumpatan penempatan tumbuhan, dos baja, dan pencahayaan juga mempengaruhi keamatan pengeluaran ubi mini.
Banyak bahan dan bahan semulajadi yang sesuai sebagai medium penanaman ubi kentang mini. Komponen utama substrat rumah hijau secara tradisinya adalah gambut. Bahan-bahan alternatif - seperti perlit, vermikulit dan vermikompos - juga mendapat populariti baru-baru ini kerana pengudaraan yang boleh diterima dan kapasiti pegangan air.
Dalam kebanyakan kes, apabila menanam ubi mini dalam budaya substrat, perlu menggunakan baja makro dan mikro. Di kalangan pakar, teknologi menggunakan penyiraman berkala dan membaja substrat yang tidak subur dengan nutrien dipanggil hidroponik. Teknologi hidroponik untuk menanam ubi kentang mini mempunyai varieti menggunakan substrat lengai (pasir, kulit pokok, kelapa, dll.) dan kultur air tulen (filem nutrien nipis).
Semua peruntukan teori pemakanan kentang berhubung dengan kemungkinan mengawal ubi juga boleh digunakan dalam penanaman hidroponik, tetapi terdapat pemahaman tentang keperluan untuk perubahan ketara dalam kepekatan dan nisbah nutrien untuk setiap varieti dan pada peringkat yang berbeza. pertumbuhan vegetatif, permulaan ubi dan pertumbuhan ubi tumbuhan. Komposisi larutan nutrien diberikan dalam kebanyakan penerbitan. Pada masa yang sama, bilangan ubi yang diperoleh daripada tumbuhan dan dari kawasan unit berbeza beberapa kali. Setakat pelarasan yang disasarkan kepada larutan nutrien untuk meningkatkan bilangan ubi secara radikal (dan ini adalah kelebihan hidroponik) terdapat sedikit maklumat terbuka. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, hanya beberapa penerbitan yang diterbitkan bukan dengan rujukan kepada gubahan terkenal tahun lalu, tetapi dengan bahan asli.
Teknologi paling moden - aeroponik - untuk menanam ubi mini mempunyai beberapa ciri asas. Sehingga kini, semua peringkat berturut-turut pelaksanaannya telah diusahakan, tetapi penyelidikan penerokaan diteruskan. Nilai istimewa maklumat teknologi mengenai aeroponik ialah ia menunjukkan arah perkembangan ubi mini di seluruh dunia hari ini. Perkembangan ini boleh digunakan atau boleh disesuaikan dengan teknologi lain untuk menanam ubi mini.
Pilihan teknologi untuk pengeluaran ubi mini untuk keadaan tertentu hendaklah berdasarkan analisis penunjuk pengeluaran, tahap risiko, keperluan sumber buruh, perbandingan kos pelaburan, kos dan keuntungan. Setiap teknologi mempunyai pilihan pelaksanaan dan turun naik ketara dalam kecekapan pengeluaran bergantung kepada banyak faktor. Semua teknologi menggunakan dan berasaskan bahan tumbuhan awal daripada kultur steril atau mikrotuber. Peringkat ini hampir universal, ia boleh dianggap standard. Dalam teknologi penanaman ubi mini, anda perlu memilih daripada sejumlah besar pembolehubah.
Sebilangan besar syarikat benih besar kini menanam ubi mini dalam rumah hijau kaca atau tanah filem pada substrat organo-mineral semula jadi dengan penggunaan gambut yang meluas. Teknologi ini mempunyai kos terendah ubi mini. Sebagai peraturan, satu tanaman ditanam setiap tahun. Di Eropah, ia dianggap normal untuk mendapatkan 4-5 ubi dari satu tumbuhan. Aplikasi baja mikro yang dibezakan, bahan aktif secara biologi, PPP membolehkan untuk meningkatkan faktor pendaraban sehingga 8-10.
Hujah yang memihak kepada bioreaktor adalah kemandulan, hasil maksimum mikro-ubi per unit luas. Kelemahan bioreaktor ialah keperluan tanaman yang banyak, saiz ubi yang kecil, masalah kematangan dan penanaman secara mekanis di ladang.
Kelebihan hidroponik adalah kebolehkilangan, kemungkinan nyata untuk merangsang ubi, peralatan perindustrian; kontra - pembangunan sistem akar yang lemah, risiko jangkitan merebak melalui penyelesaian nutrien, kesusahan. Aeroponik memerlukan lebih banyak ruang dan teduhan yang lengkap untuk sistem akar, kerana pembangunan dan bekalan udara yang lebih baik, lebih banyak ubi boleh dibentuk berbanding hidroponik. Walau bagaimanapun, teknologi aeroponik adalah yang paling menuntut, bekalan kuasa tidak boleh diganggu selama lebih daripada setengah jam.
Kajian ringkas ini menunjukkan bahawa pembangunan skim tiga tahun untuk pengeluaran elit kentang menggunakan sejumlah besar ubi mini sudah menjadi kenyataan. Peningkatan volum dan intensifikasi pengeluaran dicapai dengan mendapatkan bilangan maksimum ubi mini seunit luas dengan bilangan minimum tumbuhan awal. Tanah tertutup dan bahan sumber adalah mahal, jadi mendapatkan hanya 2-3 ubi dari satu tumbuhan adalah pilihan yang tidak menjanjikan, walaupun jumlah utama ubi mini di dunia masih dihasilkan dengan cara ini. Dengan teknologi substrat, tahap pengeluaran sebenar dianggarkan mengikut parameter berikut: normal - 100 keping / m2, baik - 200 keping/m2; tinggi - 300 keping/m2 untuk musim tumbuh. Teknologi hidroponik berpotensi menghasilkan 500 ubi mini, aeroponik - 1000 ubi mini setiap persegi. m. kawasan pemasangan untuk musim yang semakin meningkat. Untuk rujukan: kos kemudahan penanaman untuk teknologi substrat pada tahun 2021 ialah 50 ribu rubel. setiap meter persegi, untuk hidroponik - 100 ribu rubel, untuk aeroponik - 150 ribu rubel.
Masalah utama penanaman ubi mini di dalam rumah adalah untuk mencapai gabungan perkembangan vegetatif aktif dengan pembentukan ubi intensif. Adalah mungkin untuk meningkatkan keamatan ubi dengan mengoptimumkan iklim mikro (suhu, kelembapan, fotokala), mengoptimumkan pemakanan mineral; penggunaan perangsang ubi, sekatan ke atas pertumbuhan vegetatif. Pada masa yang sama, mendapatkan ubi mini dalam jumlah besar adalah tugas organisasi dan teknologi yang kompleks. Nuansa penanaman intensif ubi mini telah menjadi maklumat komersial selama lebih dari 20 tahun. Tiada peraturan profesional dalam domain awam, ini adalah pengetahuan setiap perusahaan individu.
Pada suku kedua 2022, buku "Ubi Kentang Mini" akan diterbitkan, membentangkan dan menganalisis maklumat saintifik dan komersial yang tersedia mengenai topik itu, dan dengan penekanan pada kaedah yang berkesan untuk meningkatkan keamatan pengeluaran ubi mini. Jumlah maklumat adalah lebih daripada 400 halaman. Buku ini akan tersedia hanya melalui langganan. Hantar permohonan ke: s.banadysev@dokagene.ru