Կարտոֆիլի մինի պալարների արտադրության տեխնոլոգիաների արդյունավետության բարձրացում

Սերգեյ Բանադիսև, գյուղատնտեսական գիտությունների դոկտոր, Doka Gene Technologies ՍՊԸ

Կարտոֆիլի մինի պալարները (MK) ստերիլ կարտոֆիլի բույսերի առաջին պալարային սերունդն է: Մինի պալարների ձեռքբերումը կարտոֆիլի զարգացած արտադրություն ունեցող բոլոր երկրներում կարտոֆիլի սերմացուի սխեմայի առաջին տարին է: Կարտոֆիլի մինի պալարները աճեցվում են միայն պաշտպանված գրունտային պայմաններում, ինչը բացառում է բույսերի կրկնակի վարակման վտանգը վիրուսային, սնկային և բակտերիալ հիվանդություններով (եթե ստերիլ բույսերից պալարներ աճեցվում են բաց գետնին, ապա որպես մանր պալարներ չեն ստացվում. արդյունքը, բայց առաջին դաշտային սերունդը):

Ընդհանրապես ընդունված է, որ մինի-պալարների տրամագիծը պետք է լինի առնվազն 10 մմ, ամեն ինչ պակաս միկրո-պալար է:

ԳՈՎԱԶԴ

10 հազար տոննա էլիտայի արտադրության համար մինի-պալարների կարիքն է՝ ՕՀ-ի և ԷՍ-ի հնգամյա սխեմայով (օրիգինալ և էլիտար սերմարտադրություն)՝ 50 հազար հատ; OS և ES քառամյա սխեմայով - 400 հազար հատ; եռամյա սխեմայով` 3 մլն հատ.

Ռուսաստանի Դաշնությունն այս ոլորտում ունի իր ամուր գիտական ​​և նորարարական բազան: Մինի-պալարների աճեցման ամենաժամանակակից տեխնոլոգիաների լայնածավալ ներդրումը Ռուսաստանի Դաշնությունում միշտ առաջ է անցել զարգացած կարտոֆիլագործությամբ այլ երկրներից. հետևաբար, սուբստրատի տեխնոլոգիան ներդրվել է 40 տարի առաջ, դրա վրա աշխատել են 15 կենսատեխնոլոգիական կենտրոններ. հիդրոպոնիկ - 30 տարի առաջ այն օգտագործվում է Doka - Gene Technologies, Meristematic Cultures-ի կողմից; aeroponic - մշակվել է Գյուղատնտեսական կենսատեխնոլոգիայի համառուսաստանյան գիտահետազոտական ​​ինստիտուտում (Գյուղատնտեսական կենսատեխնոլոգիայի համառուսական գիտահետազոտական ​​ինստիտուտ) 2000-ականների սկզբին, 2010 թվականից այս տեխնոլոգիան խթանվել է Կարտոֆիլի միջազգային կենտրոնի կողմից և ակտիվորեն տարածվել ամբողջ աշխարհում: Ռուսաստանի Դաշնությունում արտադրվում են մինի-պալարների աճեցման արդյունաբերական գործարաններ՝ Կարտոֆիլի ծառ և Մերիստեմ: Միևնույն ժամանակ, հայրենական սերմնաբուծական ձեռնարկությունների մեծ մասը դեռևս արտադրում է մինի-պալարներ փոքր ծավալներով՝ էլիտա ձեռք բերելու հնգամյա սխեմայի անհրաժեշտության սահմաններում։ Միայն FAT-Agro ընկերությունը հասել է տարեկան ավելի քան 2 միլիոն միավորի մակարդակին, ինչը բավական է եռամյա սխեմային անցնելու համար։

Սերմերի արտադրության սխեման նվազեցնելու և արտադրանքի որակը բարելավելու նպատակով մինի-պալարների արտադրության համապարփակ աճը կարտոֆիլի սերմարտադրության զարգացման ռազմավարական միջոց է: Հաշվի առնելով այս հեռանկարը, վերջին տարիներին բազմաթիվ փորձեր են արվել բարելավելու մշակության տեխնիկան: Նորարարությունների հիմնական նպատակն է ստանալ որքան հնարավոր է շատ մինի-պալարներ մեկ բույսի համար in vitro և մեկ ջերմոցի մեկ միավորի մակերեսով: Դրան հասնելու համար օգտագործվում են բուսաբուծության բազմաթիվ մեթոդներ, սակայն գիտական ​​հետազոտությունների արդյունքների հիման վրա առաջարկվող ոչ բոլոր լուծումներն են արդյունք տալիս արդյունաբերական արտադրության մեջ։

Արդյունավետ մեծածավալ մինի խողովակների արտադրության շատ ասպեկտներ նոու-հաու են: Մինի կարտոֆիլի պալարների ռուսական արտադրությունը միշտ իրականացվել է ամենաարդյունավետ և առաջադեմ գիտական ​​և տեխնոլոգիական հիմունքներով: Իսկ այժմ երկիրն ունի հասանելի ու կիրառական տեխնոլոգիաներ, որոնք զգալիորեն գերազանցում են համաշխարհային մակարդակին։

Մինի-պալարների որակյալ արտադրության առաջնային պայմանը գործող կանոններին և կանոնակարգերին համապատասխանությունն է: Այս թեմայի վերաբերյալ Ռուսաստանի Դաշնության կարգավորող դաշտը խորհրդատվական բնույթ ունի, գյուղատնտեսական մշակաբույսերի սերտիֆիկացման գործող կանոնակարգում, օրինակ, խոսք չկա մինի կարտոֆիլի պալարների արտադրության և սերտիֆիկացման կանոնների մասին: Նման իրավիճակում անհրաժեշտ է կենտրոնանալ միջազգային փորձի վրա. Զարգացած կարտոֆիլի սերմարտադրություն ունեցող բոլոր երկրներում ընդունվել, պաշտոնապես հաստատվել և խստորեն պահպանվել են արտադրվող մինի պալարների կազմակերպման, տեխնոլոգիայի և որակի պարտադիր պահանջներ։

Այս պահանջները պետք է հիմք ընդունեն հայրենական ձեռնարկությունները, որոնք մասնագիտացած են մինի-պալարների արտադրության մեջ, ձեռնարկության ստանդարտների ձևաչափով, ինքնավերահսկման համար, քանի դեռ պետությունը չի ձևավորել այս ոլորտում պաշտոնական կարգավորող դաշտ: Օրինակ, Ռուսաստանի Դաշնությունում կան NTP-APK 1.10.09.001-02 բուծման համալիրների և վերարտադրողական ջերմոցների տեխնոլոգիական նախագծման նորմեր: Այնուամենայնիվ, NTP-ի մշակողները փաստաթղթում չեն ներառել մինի-պալար աճեցնելու համար նախատեսված կառույցների պարտադիր հատկանիշների մասին բաժինը: Իսկ նման հատկանիշները շատ են, օրինակ՝ ջերմոցը պետք է ունենա կրկնակի դուռ՝ հանդերձարանով հագուստ փոխելու համար։ Փոխվող տարածքը պետք է հագեցած լինի ոտքերի բարձիկներով և ձեռքերը լվանալու և ախտահանելու համար լվացող միջոցներով: Մուտքի դռները և օդափոխության բոլոր բացերը պետք է ծածկված լինեն աֆիդային պաշտպանիչ ցանցով (ցանցերի չափերը առավելագույնը 0,5 x 0,9 մմ): Սենյակը պետք է պատշաճ կերպով վերահսկվի ջերմաստիճանի և խոնավության համար (կիրառելի է ապակե տան համար): Ստերիլ բույսերի հարմարեցման համար պետք է օգտագործել հողազերծ միջավայր: Եթե ​​օգտագործվում է հող/հող խառնուրդ, այն պետք է պատշաճ կերպով մշակվի/ստերիլիզացվի՝ ապահովելու հողի հարուցիչների բացակայությունը:

Մինի պալար մշակաբույսը պետք է ստացվի պաշտոնապես հավաստագրված միկրոբույսերից կամ միկրոպալարներից, որոնք աճեցվել են ասեպտիկ միջավայրում սկզբնական նյութի մերիստեմատիկ հյուսվածքից, որը փորձարկվել է կարտոֆիլը վարակող վիրուսների, վիրոիդների և բակտերիաների բացակայության համար պատշաճ հավատարմագրված փորձարկման լաբորատորիայում:

Մինի-պալարների արտադրության բոլոր փուլերում նյութի որակի ստուգման մեթոդները, ընթացակարգը, հաճախականությունը խստորեն կարգավորվում են:

Կարտոֆիլի միկրոտարածման արձանագրությունների օպտիմալացման վերաբերյալ գործնականում նշանակալից շատ տեղեկություններ են կուտակվել։ Այս ոլորտում հետազոտությունները ցույց են տալիս բույսերի աճն ու զարգացումը բարելավելու լայն հնարավորություններ՝ հիմնվելով սննդանյութերի կոնցենտրացիայի և հարաբերակցության փոփոխության վրա: Հաստատվել է, որ կարտոֆիլի մերիստեմների մշակության մեջ աճի կարգավորիչների օգտագործումը պարտադիր չէ, սակայն որոշ նյութերի ավելացումը, նույնիսկ ցածր կոնցենտրացիաներում, մեծացնում և արագացնում է նյութի արտադրությունը։ Կարևոր է օպտիմալացնել միկրոբազմացող կարտոֆիլի բույսերի ինկուբացիոն պայմանները՝ օգտագործելով տարբեր լույսի աղբյուրներ, լուսավորության ռեժիմներ և սենյակի օդափոխություն: LED լամպերի հայտնվելով նրանց հնարավորությունները սկսեցին ակտիվորեն ուսումնասիրվել կարտոֆիլի միկրոբազմացման հետ կապված: Կարմիր և հեռավոր կարմիր լույսի սպեկտրը մեծացնում է աճի բնութագրերը. Այնուամենայնիվ, կարմիր + կապույտ + հեռավոր կարմիր / սպիտակ լույսի համադրությունը ավելի լավ է ազդում պալարների ձևավորման և առաջնային մետաբոլիտների կուտակման վրա:

Մինի-պալարների աճեցման տեխնոլոգիաները բաժանվում են երկու հիմնական խմբի՝ սուբստրատ (մեծ բազմազանություն) և ոչ սուբստրատ (ջրի մշակույթ և աերոպոնիկա): Մինի-պալարների արտադրության հիմնական տեխնոլոգիաները՝ բնական ենթաշերտերի վրա (ծավալի 80%), հիդրոպոնիկ և աերոպոնիկ: Միկրոպալարների ձեռքբերումը նույնպես կապված է ԲԿ թեմայի հետ և ավելի ու ավելի է օգտագործվում սկզբնական նյութի զանգվածային վերարտադրության համար: Միկրոպալարների և մինի պալարների միջև տարբերությունը կայանում է միջավայրի ռեժիմում (միկրոպալարները աճում են միայն ստերիլ in vitro պայմաններում, իսկ մինի պալարները միայն պաշտպանված ex vitro պայմաններում) և պալարների չափսերում: Գործնական փորձերի արդյունքում ստացված արդյունքները և եզրակացությունները շատ դեպքերում չեն համապատասխանում տեսական պոստուլատներին in vitro մշակույթում պալարների ձևավորման խթանման հնարավորությունների վերաբերյալ: Սա վերաբերում է ինչպես սննդակարգերին, այնպես էլ աճի կարգավորիչների օգտագործմանը, ինչպես նաև աճի պայմաններին և սթրեսային գործոնների օգտագործմանը: Եթե ​​միկրոպալարների արտադրության տեխնոլոգիական կանոնակարգերի վերաբերյալ հանրությանը հասանելի տեղեկատվությունը թույլ է տալիս, շատ դեպքերում, ստանալ բավականին միջակ արդյունքներ՝ մոտ կամ մի փոքր ավելի, քան մեկ միկրոպալար, որը կշռում է մեկ բույսի համար 200-400 մգ, ապա տեխնոլոգիայի մասնագիտական ​​ճշգրտումը կոնկրետի հետ կապված: արտադրության պայմանները երբեմն բարձրացնում են գործընթացի արդյունավետությունը: Ռուսաստանի Դաշնությունում այս ոլորտում կա նոու-հաու՝ ստանդարտ փորձանոթում մեկ գործարանից 0,5 գ-ից ավելի քաշով առնվազն երեք միկրոպալարների արտադրությամբ:

Միկրոպալարների ամբողջ տարվա աճեցման և դրանց որակի բարելավման համար աշխարհում կոմերցիոն արտադրվում են բիոռեակտորների մի քանի տարբեր նմուշներ: Այս կիսաավտոմատ համակարգերը թույլ են տալիս նվազեցնել ինտենսիվ ձեռքով մշակումը և, հետևաբար, բարձրացնել արտադրողականությունը և նվազեցնել արտադրության ծախսերը: Բիոռեակտորներում ստացված միկրոպալարներն ունեն շատ ավելի մեծ զանգված և ավելի մեծ տրամագիծ։ Այս ոլորտում վերջին տեխնոլոգիան ճապոնացի գիտնականների և դիզայներների զարգացումն է:

Պլաստիկ կուլտուրայի տոպրակների օգտագործմամբ միկրոպալարների արտադրության լայնածավալ համակարգը հաջողությամբ արտադրում է 100-ից 300 միկրոպալար յուրաքանչյուր պարկի մեջ՝ կախված բազմազանությունից: Սննդարար նյութերի կոնցենտրացիայի փոփոխությունը սախարոզայի, ազոտի ավելի ցածր պարունակության առումով, միջավայրում կալիումի ֆոսֆատի մակարդակի բարձրացումը հնարավորություն տվեց մեծացնել միկրոպալարների ընդհանուր քանակը և միջին քաշը: Ճապոնական տեխնոլոգիան թույլ է տալիս տարեկան արտադրել 250 միկրոպալար (երեք բերքահավաքի ցիկլով) 000 մ աճեցման սենյակում:^2. իսկ այս տեխնոլոգիայով ստացված միկրոպալարների 80%-ն ունեն 1 գ-ից ավելի զանգված, այսինքն. հարմար է անմիջապես դաշտում տնկելու համար:

 Ամբողջ աշխարհում գերակշռում է բնական սուբստրատների վրա մինի պալարների արտադրությունը։ Այս տեխնոլոգիան, թեև լավ հաստատված է, այնուամենայնիվ կարող է զգալիորեն բարելավվել: Գենոտիպը, in vitro աճեցման տևողությունը և պայմանները, բույսի չափը, սննդանյութերի և աճի կարգավորիչների ազդեցությունը զգալիորեն ազդում են մինի պալարի արտադրության վրա: Տնկման ընթացքում տնկիների տարիքը և նախնական մշակումը, պնդացման պայմաններն ու շրջանը, տնկման և աճի սեզոնը, հողի միջավայրի կազմը, տնկման եղանակը, բույսերի խտությունը, պարարտանյութի չափաբաժինները և լուսավորությունը նույնպես ազդում են ինտենսիվության վրա։ մինի-պալարների արտադրություն.

Բազմաթիվ բնական նյութեր և նյութեր հարմար են որպես մինի կարտոֆիլի պալար աճեցնելու միջավայր: Ջերմոցային ենթաշերտերի հիմնական բաղադրիչը ավանդաբար տորֆն է։ Այլընտրանքային բաղադրիչները, ինչպիսիք են պեռլիտը, վերմիկուլիտը և վերմիկոմպոստը, նույնպես ժողովրդականություն են ձեռք բերել վերջերս՝ շնորհիվ իրենց ընդունելի օդափոխության և ջուրը պահելու կարողության:

Շատ դեպքերում, երբ մինի-պալարները սուբստրատի մշակույթում աճեցնում են, անհրաժեշտ է կիրառել մակրո և միկրոպարարտանյութեր: Մասնագետների շրջանում պարբերաբար ջրելու և անպտուղ ենթաշերտերը սննդանյութերով պարարտացնելու տեխնոլոգիան կոչվում է հիդրոպոնիկա: Մինի-կարտոֆիլի պալարների աճեցման հիդրոպոնիկ տեխնոլոգիաները ունեն սորտեր՝ օգտագործելով իներտ ենթաշերտեր (ավազ, ծառի կեղև, կոկոս և այլն) և մաքուր ջրի մշակույթ (բարակ սննդարար թաղանթ): 

Կարտոֆիլի սնուցման տեսության բոլոր դրույթները՝ կապված պալարացման վերահսկման հնարավորության հետ, կարող են կիրառվել նաև հիդրոպոնիկ մշակության մեջ, սակայն հասկացվում է, որ անհրաժեշտ է զգալի փոփոխել սննդանյութերի համակենտրոնացումը և հարաբերակցությունը յուրաքանչյուր սորտի և տարբեր փուլերում։ վեգետատիվ աճի, պալարացման սկիզբը և բույսերի պալարների աճը։ Սննդային լուծույթների կոմպոզիցիաները տրված են հրապարակումների մեծ մասում: Միևնույն ժամանակ, բույսից և միավոր մակերեսից ստացված պալարների քանակը մի քանի անգամ տարբերվում է։ Ինչ վերաբերում է սննդանյութերի լուծույթի նպատակային ճշգրտումներին, որոնք արմատապես մեծացնում են պալարների քանակը (և սա հենց հիդրոպոնիկայի առավելությունն է), շատ քիչ բաց տեղեկատվություն կա: Վերջին տարիներին միայն մի քանի հրապարակումներ են տպագրվել ոչ թե անցյալ տարիների հայտնի ստեղծագործությունների հղումներով, այլ օրիգինալ նյութերով։ 

Մինի-պալարների աճեցման ամենաժամանակակից՝ աերոպոնիկ տեխնոլոգիան ունի մի շարք հիմնարար առանձնահատկություններ: Մինչ օրս մշակված են դրա իրականացման բոլոր հաջորդական փուլերը, սակայն հետախուզական հետազոտությունները շարունակվում են։ Աերոպոնիկայի վերաբերյալ տեխնոլոգիական տեղեկատվության հատուկ արժեքն այն է, որ այն ցույց է տալիս մինի-պալարների զարգացման ուղղությունն այսօր ամբողջ աշխարհում: Այս զարգացումները կիրառելի են կամ կարող են հարմարեցվել մինի-պալարների աճեցման այլ տեխնոլոգիաներին:

Հատուկ պայմանների համար մինի-պալարների արտադրության տեխնոլոգիայի ընտրությունը պետք է հիմնված լինի արտադրության ցուցանիշների վերլուծության, ռիսկերի մակարդակի, աշխատանքային ռեսուրսների անհրաժեշտության, ներդրումային ծախսերի, արժեքի և շահութաբերության համեմատության վրա: Յուրաքանչյուր տեխնոլոգիա ունի իրականացման տարբերակներ և արտադրության արդյունավետության զգալի տատանումներ՝ կախված բազմաթիվ գործոններից: Բոլոր տեխնոլոգիաները օգտագործում և հիմնված են ստերիլ կուլտուրայից կամ միկրոպալարներից ստացված նախնական բուսական նյութի վրա: Այս փուլը գրեթե ունիվերսալ է, այն կարելի է ստանդարտ համարել։ Մինի-պալարների աճեցման տեխնոլոգիայի մեջ դուք պետք է ընտրեք մեծ թվով փոփոխականներից:  

Սերմերի խոշոր ընկերությունների ճնշող մեծամասնությունը ներկայումս աճեցնում է մինի-պալարներ ապակե կամ թաղանթահողային ջերմոցներում բնական օրգան-հանքային սուբստրատների վրա՝ տորֆի լայնածավալ օգտագործմամբ: Այս տեխնոլոգիան ունի մինի-պալարների ամենացածր արժեքը: Որպես կանոն, տարեկան աճեցվում է մեկ բերք։ Եվրոպայում նորմալ են համարվում մեկ բույսից 4-5 պալար ստանալը։ Միկրոպարարտանյութերի, կենսաբանական ակտիվ նյութերի, ՊՄԳ-ի տարբերակված կիրառումը թույլ է տալիս բազմապատկման գործակիցը հասցնել մինչև 8-10:

 Բիոռեակտորի օգտին փաստարկներն են ստերիլությունը, միկրոպալարների առավելագույն բերքատվությունը միավոր մակերեսով։ Բիոռեակտորի թերություններն են բույսերի մեծ քանակի անհրաժեշտությունը, պալարների փոքր չափը, հասունացման և դաշտում մեքենայացված տնկման խնդիրը։

Հիդրոպոնիկայի առավելություններն են արտադրելիությունը, տուբերիզացիայի խթանման իրական հնարավորությունը, արդյունաբերական սարքավորումները; մինուսներ - արմատային համակարգի թույլ զարգացում, սնուցող լուծույթի միջոցով վարակի տարածման վտանգ, աշխատասիրություն: Աերոպոնիկան ավելի շատ տարածություն և ամբողջական ստվեր է պահանջում արմատային համակարգի համար, ավելի լավ զարգացման և օդի մատակարարման շնորհիվ ավելի շատ պալարներ կարող են առաջանալ հիդրոպոնիկայի համեմատ: Այնուամենայնիվ, աերոպոնիկ տեխնոլոգիան ամենախստապահանջն է, էլեկտրամատակարարումը չպետք է ընդհատվի կես ժամից ավելի։

Այս համառոտ ակնարկը ցույց է տալիս, որ կարտոֆիլի էլիտայի արտադրության եռամյա սխեմայի մշակումը մեծ քանակությամբ մինի-պալարների օգտագործմամբ արդեն իրականություն է։ Ծավալների ավելացումը և արտադրության ինտենսիվացումը ձեռք է բերվում նվազագույն թվով սկզբնական բույսերով միավոր մակերեսով մինի-պալարների առավելագույն քանակի ստացմամբ: Ծածկված հողը և սկզբնաղբյուրը թանկ են, ուստի մեկ բույսից ընդամենը 2-3 պալար ստանալն անհեռանկար տարբերակ է, թեև աշխարհում մինի պալարների հիմնական ծավալները դեռ այս կերպ են արտադրվում: Ենթաշերտի տեխնոլոգիայով արտադրության փաստացի մակարդակը գնահատվում է հետևյալ պարամետրերի համաձայն՝ նորմալ՝ 100 հատ/մ², լավ - 200 հատ/մ²; բարձր - 300 հատ/մ² աճող սեզոնի համար: Հիդրոպոնիկ տեխնոլոգիան ունի 500 մինի-պալար արտադրելու ներուժ, աերոպոնիկը՝ 1000 մինի-պալար մեկ քառ. մ աճող սեզոնի համար տեղադրման տարածք: Հղման համար՝ ենթաշերտի տեխնոլոգիայի մշակման օբյեկտների արժեքը 2021 թվականին կազմել է 50 հազար ռուբլի: մեկ քառակուսի մետրի համար, հիդրոպոնիկի համար՝ 100 հազար ռուբլի, աերոպոնիկի համար՝ 150 հազար ռուբլի:

Ներսում մինի-պալարների աճեցման հիմնական խնդիրը պալարների ինտենսիվ ձևավորման հետ ակտիվ վեգետատիվ զարգացման համակցումն է: Հնարավոր է բարձրացնել տուբերիզացիայի ինտենսիվությունը միկրոկլիմայի (ջերմաստիճան, խոնավություն, ֆոտոպերիոդ) օպտիմալացման միջոցով, հանքային սնուցման օպտիմալացում; տուբերացման խթանիչների օգտագործումը, վեգետատիվ աճի սահմանափակումները. Միևնույն ժամանակ, մեծ ծավալներով մինի պալարներ ստանալը բարդ կազմակերպչական և տեխնոլոգիական խնդիր է։ Մինի-պալարների ինտենսիվ աճեցման նրբությունները կոմերցիոն տեղեկատվություն են ավելի քան 20 տարի: Հանրային տիրույթում մասնագիտական ​​կանոնակարգեր չկան, սա յուրաքանչյուր առանձին ձեռնարկության նոու-հաուն է:

2022 թվականի երկրորդ եռամսյակում կհրատարակվի «Mini Potato Tubers» գիրքը՝ ներկայացնելով և վերլուծելով թեմայի վերաբերյալ առկա գիտական ​​և առևտրային տեղեկատվությունը և շեշտը դնելով մինի պալարների արտադրության ինտենսիվության բարձրացման արդյունավետ մեթոդների վրա: Տեղեկատվության ծավալը ավելի քան 400 էջ է։Գիրքը հասանելի կլինի միայն բաժանորդագրությամբ։ Հայտերն ուղարկել հետևյալ էլ. s.banadysev@dokagene.ru