Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Условия, материалы и методы научных исследований. 8
1.1 Метеорологические условия в годы проведения экспериментальной работы 8
1.2 Материалы и методы научных исследований 13
ГЛАВА 2 Способы оздоровления картофеля от вирусной инфекции 16
2.1 Обзор литературы. 16
2.1.1 Метод верхушечной меристемы 16
2.1.2 Термотерапия от вирусных болезней 17
2.1.3 Сочетание метода верхушечной меристемы с химеотерапией 21
2.1.4 Питательные среды 23
2.2 Экспериментальная часть 26
2.2.1 Влияние состава питательной среды, способа обработки от вирусной инфекции на регенерацию растений из меристемы картофеля (экспериментальная часть) 26
2.2.2 Полевое испытание меристемных линий, оздоровленных методом апикальной меристемы и термотерапии (экспериментальная часть).33
ГЛАВА 3 Ускоренное размножение оздоровленного материала картофеля 40
3.1 Обзор литературы 40
3.1.1 Микрочеренкование растений и получение микро-клубней картофеля in vitro 40
3.1.2 Укоренение верхушек и пазушных побегов, 42
3.1.3 Укоренение ростковых черенков. 43
3.1.4 Размножение картофеля отводками 44
3.1.5 Метод клубневых единиц 45
3.1.6 Биотехнология получения мини-клубней 46
3.2 Экспериментальная часть 47
3.2.1 Оценка способов ускоренного размножения картофеля 47
3.2.2 Получение мини-клубней в лабораторных условиях. 56
ГЛАВА 4 Особенности выращивания семенного картофеля на торфяных почвах 66
4.1 Обзор литературы 66
4.1.1 Использование торфяников для ускоренного размножения оздоровленного семенного картофеля 66
4.2 Экспериментальная часть 72
4.2.1 Способы подготовки посадочного материала картофеля 72
4.2.2 Влияние пропорционально возрастающих доз минеральных удобрений на урожайность и качество семенного картофеля 78
4.2.3 Урожайность семенного картофеля в зависимости от схем посадки, площадей питания и средней за вегетацию площади листьев 83
4.2.4 Сроки уборки ботвы картофеля на торфяной почве. 88
4.2.5 Влияние сроков удаления ботвы на семенные качества картофеля. 92
ГЛАВА 5 Экономическая эффективность элементов технологии выращивания оздоровленного картофеля. 91
Результаты производственной проверки 104
Выводы 106
Предложения биотехнологическим лабораториям и
Производству 108
Список использованных источников 109
Приложения 126
- Метеорологические условия в годы проведения экспериментальной работы
- Сочетание метода верхушечной меристемы с химеотерапией
- Оценка способов ускоренного размножения картофеля
- Использование торфяников для ускоренного размножения оздоровленного семенного картофеля
Введение к работе
Одним из резервов повышения урожайности картофеля является его оздоровление от вирусной инфекции. Вирусные болезни играют основную роль в снижении продуктивности картофеля. Клубень способен, накапливать и передавать инфекцию из репродукции в репродукцию, поэтому вирусные болезни обладают, высокой инфекционностью.
Известно около 30 вирусов [45], поражающих растения картофеля, экономический ущерб от которых обусловлен значительным (на 25-70%) снижением урожайности этой ценной продовольственной культуры [129,113], Вирус X при полном поражении растения снижает урожайность на 19-50%, вирус Y -на 50-80%», вирус L (скручивания листьев) в сочетании с тяжелыми формами мозаик - на 30-80% [113,52,7].
Вирусы не только снижают урожайность культуры, но и ухудшают качество семенных клубней. В них снижается содержание сухого вещества, аскорбиновой кислоты [76]. При поражении картофеля скручиванием листьев (вирус L) уменьшается содержание крахмала в клубнях на 3-5%, а витаминов - в 2-3 раза [ИЗ, 112].
Защита картофеля от вирусных болезней, борьба с ними - большая комплексная задача, стоящая перед учеными и практиками сельского хозяйства. Эффективность оздоровительных мер зависит от разумного использования всех имеющихся научных достижений^ связанных с вирусологией, селекцией и семеноводством.
Важная роль в получении высококачественного семенного материала картофеля в: последние годы принадлежит культуре меристемной ткани, позволяющей получить свободные от вирусной инфекции растения.
Решение проблемы борьбы с вирусными болезнями вегетативно размно- жаемых культур и, прежде всего, картофеля оказалось связано с двумя открытиями. '
Прежде всего, открытие в 1932 году способности недифференцированной ткани и даже отдельной клетки дать начало полноценному растению с сохранением его генотипа. Заслуга в этом принадлежит англичанину Ф. Р. Уайту и французу Р.И. Готре. Далее было доказано, что вирусы не проникают в верхушечную меристему. В 1955 году французами Ж.. Морелем и С. Марти из зоны верхушечной меристемы в 100-200 мк (0,1-0,2 мм) получены растения картофеля свободные от вирусов X и А [133]. Это положило начало значительному развертыванию работ в указанном направлении во многих лабораториях мира. Уже в 70-х годах двадцатого века таким методом были оздоровлены десятки сортов в разных странах.
Всероссийским научно-исследовательским институтом картофельного хозяйства (ВНИИКХ) в 1967 году в опытно-производственном хозяйстве "Ильин-ское" Московской области было переведено на безвирусную основу элитное семеноводство сорта Лорх. Впервые в нашей стране продемонстрирована высокая эффективность безвирусного семеноводства. Оздоровленный семенной материал сорта Лорх по урожайности превосходил обычный на 80%.
Само название "безвирусное семеноводство" несколько условно. Цель его -получить растения свободные не только от вирусных, но и других инфекций, и, как результат, повысить урожайность клубней с высоким качеством. В-ВНИИКХ в 1977 г. внедрили систему централизованного производства оздоровленного исходного материала, согласно которой институт ежегодно производил 350-400 т оздоровленного исходного материала районированных в Российской Федерации сортов картофеля.
На Среднем Урале (г. Екатеринбург) в 1990 году организована лаборатория, семеноводства картофеля, основной задачей которой является освоение метода апикальной меристемы с целью оздоровления районированных в области сортов.
Данное решение продиктовано экономической целесообразностью. Во-первых, вследствие большой отдаленности биоцентра ВНИИКХ от зоны Урала, создаются трудности с доставкой клубней и пробирочных растений. Во-вторых, стоимость заказа на оздоровление достаточно высокая. В-третьих, испытание меристемных линий в местных условиях позволяет отобрать наиболее продуктивные для условий Среднего Урала.
Данная работа выполнена в соответствии с заданием тематического плана ГУ УралНИИСХ и областного Министерства сельского хозяйства и продовольствия Свердловской области.
Цель исследований - изучить и предложить для практического семеноводства оптимальные способы оздоровления и ускоренного размножения картофеля.
Научные задачи: дать оценку современным способам оздоровления картофеля; изучить способ получения мини-клубней в осенне-зимний период в лабораторных условиях; выявить возможность использования мини-клубней в качестве посадочного материала; изучить способы ускоренного размножения и элементы технологии выращивания оздоровленного картофеля сорта Гранат на торфяных почвах; определить экономическую эффективность элементов технологии выращивания оздоровленного картофеля.
Научная новизна; Впервые в условиях Среднего Урала проведено оздоровление и определен состав питательных сред для выращивания меристемных растений. Разработан способ получения в лабораторных условиях оздоровленных мини-клубней массой 0,25 - 1,5 г и выявлена возможность их возделывания в условиях открытого грунта. На торфяной почве изучены способы ускоренного размножения, эффективность подготовки посадочного материала, отзывчивость на дозы минеральных удобрений, площади питания и схемы размещения, сроки уборки ботвы и их влияние на урожайность и коэффициенты размножения.
Практическая значимость. Результаты исследований дают возможность использовать меристемные линии, мини-клубни массой 0,25-1,5 г и 8-14г в качестве исходного материала в первичном семеноводстве, что позволит значительно снизить нормы расхода посадочного материала картофеля. Предложены производству основные элементы технологии выращивания семенного картофеля на торфяных почвах.
На защиту выносятся: способы оздоровления и ускоренного размножения семенного картофеля, подтвержденные патентами от 15.06.1998 г. № 2162631 и от 17.01.2001 г. № 2187222; особенности выращивания семенного картофеля на торфяных почвах Среднего Урала.
Апробация работы. В 1996-2003 гг. результаты исследований доложены и обсуждены на заседаниях ученого совета ГУ УралНИИСХоз, на областном семинаре картофелеводов Свердловской области (2001 г.), на третьем и шестом заседаниях координационного совета по селекции и семеноводству картофеля научных учреждений Урала, Западной Сибири, Поволжья и Северного Казахстана (г.Екатеринбург, 18-19 июля 2000 г. и 30 - 31 января 2003 г., г. Казань).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано восемь печатных работ и два патента на изобретение.
Объем диссертации 15 D машинописного текста, в том числе семь рисунков, 46 таблиц, 24 приложения.
Метеорологические условия в годы проведения экспериментальной работы
Работа выполнена в лаборатории семеноводства картофеля УралНИИСХоза в 1996 - 2003 гг. УралНИИСХоз расположен на расстоянии 22-х километров от города Екатеринбурга, на восточном склоне Уральского хребта, в пределах абрази-онно-эрозионной платформы. Географические координаты: 5650 северной широты и 6038 восточной долготы, высота над уровнем моря 200-250 метров [121].
Сумма активных температур является наиболее важным показателем ресурсов тепла для картофеля. Умеренная климатическая зона Среднего Урала находится в изотермах десятиградусных температур от 1600 до 1800С. Средний Урал относится к зоне неустойчивого увлажнения [б, 121].
Резкая засуха повторяется в десяти случаях из 30, По средним многолетним данным Уральского территориального управления по гидрометеорологии и контролю природной среды, годовая сумма осадков на Среднем Урале 524 мм, в том числе за десятиградусный период - 268 мм. Максимум осадков выпадает в июле. Метеорологические условия в период проведения опытов были различны и приведены в таблицах 1.1, 1.2 и 1.3.
Вегетационный период 1996 года на торфянике составил 78 суток. Температура воздуха была выше нормы в июне на 4,1С; в июле на 1,2С, а в августе на 0,8 С ниже среднемноголетней. Погодные условия оценены по гидротермическому коэффициенту как засушливые (ГТК=1,16). Осадков за период посадка-уборка выпало 160 мм, или 78% от нормы. Потенциальные возможности роста и развития растений картофеля не реализовались из-за дефицита влаги и осеннего раннего заморозка - 13 августа.
1997 год оказался влажным. Период вегетации картофеля длился 68 суток. Июнь был теплым, а июль и август, наоборот, прохладными и с затяжными ливневыми дождями (июнь в среднем теплее на 0,8С; а июль и август, наоборот, холоднее на 2,1 и 1,5 С, чем обычно). Заморозки наблюдались 18 июня (в воздухе минус 3С, на поверхности почвы до минус 5,2С), последний заморозок отмечался 13 августа, от которого полностью погибла надземная часть растений. Осадков за вегетацию выпало 326 мм или на 153% больше нормы. Наиболее увлажненным оказались вторая декада июля и первая декада августа, когда выпало 221 мм осадков. Отмечалось переувлажнение торфяной почвы (в междурядьях стояла вода).
Вегетационный период для картофеля в 1998 году был умеренно влажным и теплым. Количество осадков и температурный режим в период роста и развития растений картофеля были выше среднемноголетних. Осадков выпало 297 мм, температура воздуха была выше в среднем на 0,8С, чем обычно.
1999 год характеризовался температурным режимом и выпадающими осадками в пределах нормы. По теплообеспеченности благоприятными были первая и третья декады июня (от 14,4С до49,5С), первая и третья декады июля (от 20,9 до 21,4С), а также вторая декада августа (17,1 С). По гадротермическому коэффициенту (ГТ. .= 1,56) достаточно влажный. Осадков выпало 205 мм (или-102% нормы):
Погодные условия 2000 года отмечались тепло и влагообеспеченностью, оцененные по гидротермическому коэффициенту (ГТК = 2,50) как влажные. Наиболее теплым был весь июнь, вторая и третья декада июля. Так, среднемесячная температура воздуха июня на - 3,3С, вторая и третья декада июля на - 3,9 и 4,0 С выше, чем среднемноголетняя. В 2001 году период роста и развития растений картофеля длился 83 суток с температурным режимом в пределах нормы и хорошо увлажненным (FTK = 1,92 за 10С период). Более теплым был весь май, средняя температура воздуха была выше нормы на 1,6 С. Прохладной погодой отличался июнь и июль, где среднемесячная температура воздуха оказалась ниже нормы на 1,4 и 0,8 С.
Вегетационный период для картофеля в 2002 году на торфянике составил 94 суток. По гидротермическому коэффициенту (ГТК = 1,34) как с недостаточным увлажнением. Прохладным были июнь и август в среднем на 2,1 и 2,3С. В начале июля было сухо и жарко, вторая декада - прохладной с незначительными осадками. Август оказался прохладным.
Погодные условия 2003 года характеризуются температурным режимом выше нормы с недостаточным увлажнением в июле - августе. Май был теплым и влажным. Осадков выпало 118,3% от нормы. Прохладными оказались первые две декады июня, на 1,7 и 3,1С холоднее обычного, осадков выпало 239 и 319% от нормы. Третья декада была жаркой и сухой. Сумма осадков за июнь август составила 240 мм. По гидротермическому коэффициенту как влажный год (ГТК =1,62).
Таким образом, метеорологические условия за годы экспериментальной работы характеризовались значительными колебаниями. Сумма положительных температур за 10 -ный период составила: в 1996 г. - 1380С, 1997 г. - 1069, 1998 г. 1537, 1999 г. - 1309, 2000 г.- 1262, 2001 г. - 1131, 2002 г. - 1239, 2003 г. -1483. Сумма осадков соответственно 160 мм, 326,297,205, 318, 217, 166 и 240. Годы - 1996, 1997 и 2002 гг. по уровню теплообеспеченности и осадкам были неблагоприятными.
Сочетание метода верхушечной меристемы с химеотерапией
С целью повышения эффективности оздоровления семенного материала применяют метод апикальной меристемы в сочетании с методом химиотерапии [106] : использование физиологически активных веществ, тормозящих синтез вирусных частиц, путем обработки больных растений этими веществами, что дает возможность получить терминальную область апикальной меристемы большего размера [56].
В процессе оздоровления картофеля в качестве ингибиторов вирусной инфекции применяется целый ряд различных веществ, способных подавлять размножение вирусов в растениях картофеля.
Установлена способность панкреатической рибонуклеазы инактивировать вирусную инфекцию в растениях [114]. О высоком вирусоингибирующем действии панкреатической рибонуклеазы (0,001-0,1%) в культуре меристем картофеля сообщается в исследованиях Л.Н.Трофимца, Д.П.Остапенко, В.В.Бойко [134].
Бактериальная эндонуклеаза может быть использована для оздоровления растений путем обработки культуры апикальной меристемы [119].
Имеются данные, что инактивация вирусов происходит за счет проявления нук-леазами специфического ферментативного действия - деполяризации нуклеиновых кислот в момент их освобождения из белковой оболочки. Однако вполне возможно, что ингибирующий эффект может быть обусловлен и образованием комплекса вирус -РНК-аза [157,164,113].
Высокой вирусоингибирующей активностью обладает препарат синтетического происхождения ДГТ (диоксигексагидро-1,3,5-триазин). Обработка ростков клубней и опрыскивание растений препаратом ДГТ снижала количество зараженных вирусами растений от 10 до 30% .. Добавление его в питательную среду позволяет увеличить размеры эксплантантов до 1 мм и более при сохранении достаточно высокого процента здоровых растений -регенератов [62].
В.В.Бойко с соавторами [21] использовали для оздоровления картофеля сортов Малахит, Воротынский; Белоярский, ранний, Рекорд, Мостовский, Колпашевский от вирусов X и L бактериальную рибонуклеазу в концентрации 10 и 100 тыс: ед активности на 1 л, бактериальную эндонуклеазу - 100 тыс. е.а; /л и ДГТ- 0,01-0,03%. Наибольшее снижение концентрации вируса X наблюдается в растениях, культивируемых на питательной среде: с добавлением бактериальной рибонуклеазы - 10 тыс. е.а. /л, при-1пассаже до-24%, 1Г до 71,5%, прИ ЇЇГ- до 81%; бактериальной эндонуклеазе -100 тыс. е: а. / л - при I пассаже - до 31,6%, П- до 51, 5%, при III - до 62,4%. Более активным действием І обладал ДГТ. Применение его снижало концентрацию вируса X; при I пассаже от 61,9 до 90%, при II пассаже от 98,3 до 99,8%, при III от 98,5 до 99,8%, то есть способствовало полной инактивации ХВК. Эффективно снижала концентрацию LBK в растениях:картофеля in vitro бактериальная эндонуклеаза при 100 тыс. е.а. / л от 19,1% при I пассаже, до 88,9% при 1 бактериальная рибонуклеаза - от 28 до 86,4%. Добавление в питательную среду ДГТ снижало концентрацию L несколько
Процесс получения здоровых растений из меристем очень трудоемкий и требует много времени. Из-за слабой способности меристем к регенерации и низкого выхода оздоровленных растений возникает необходимость вычленения огромного количества меристем. Из 1200 меристем лишь 42 растения в течение 6-9 месяцев достигли 2-3 см. Три растения из 15 были свободны от вируса X [2]. В течение 4-9 месяцев четыре растения из 250 меристем образовали ростки до 4 см со слаборазвитыми корешками. Все они были свободны от вируса М и три - от вируса S [162].
Эффективность метода апикальной меристемы зависит от состава питательной среды. Основные ингредиенты питательных сред - макро и микроэлементы, витамины, сахара, регуляторы роста. Малейшее несоответствие в питательной среде влечет существенные изменения в росте и дифференциации меристемной ткани.
Если удается создать благоприятные условия для стеблевого морфогенеза, то из меристемы развивается целое растение. Клетки наружной зоны меристемы делятся, образуя вначале зачатки листьев, а затем листья; клетки центральной части делятся и вытягиваются, давая начало всем тканям стебля, на котором затем образуются корни [22,23].
По набору макро- и микросолей были испытаны прописи Мурасиге-Скуга, Мюллера, Ван-Гофа, Уайта и сделан вывод о наибольшей пригодности для меристем картофеля среды с минеральной основой по Мурасиге-Скуга. Среды Мурасиге-Скуга, Чудвина отличаются наиболее полным содержанием питательных вешеств и высоким содержанием азота и калия [142]. Высокое содержание в среде ионов К и NH необходимо для роста меристем, поскольку отдельная меристема, лишенная проводящей системы, обладает слабо способностью поглощения-данных ионов в достаточном количестве [173]. В начальный период роста меристема не может обеспечить себя углеводами за счет фотосинтеза, поэтому в питательные среды вводят сахара, в основном сахарозу в концентрации 2-3% [176]. Необходимым компонентом питательных сред являются регуляторы роста: ауксины, гиббереллины, цитокинины [160]; Ауксины перемещаются из апексов в зону удлинения клеток и влияют на процесс растяжения. К группе ауксинов можно отнести индольные ауксины (ИУК, ИМК, НУК, 2,4 Д) и природные фенольные соединения (феруловая кислота, конифериловый спирт, ванилин и кофейная кислота. Физиологическую активность в растениях ауксины, вводимые извне, проявляют в низких концентрациях (0,005-100 мг/л [26,108]. Природные фенольные соединения обычно обладают более слабым стимулирующим действием, чем индольные ауксины. Э. Синнот относит ауксины (ИУК, ИМК, индолилпропионовую кислоту, фени-луксусную кислоту, НУК, 2,4 Д) к числу корнеобразующих веществ [124]. Ауксин активизирует рост, деление или дифференциацию клеток,.синтез полисахаридов, нуклеиновых кислот и белков, размягчает клеточные стенки, усиливает дыхание и функциональную активность митохондрий и ряда ферментов, способствует поглощению и транспорту веществ, влияет на полупроницаемость клеточных мембран, биопотенциал тканей, на движение цитоплазмы и ее функциональные свойства [108].
Если концентрация ауксинов в питательной среде значительно выше, чем в природных условиях, они оказывают локальное действие, вызывая изгибание листьев вниз (гипокастию) и образование каллусов.
Оценка способов ускоренного размножения картофеля
Для стимулирования прорастания спящих почек клубни массой 100-120 г надрезают от вершинки до середины в двух, направлениях, перпендикулярных друг к другу, и высаживают по схеме 70x50 и 70x70 см. Коэффициент размножения увеличивается в 1,3-1,5 раза, а при разрезании клубней на четвертинки коэффициент размножения возрастает в 2-2,5 раза [40].
В ряде научно-исследовательских учреждений в нашей стране и за рубежом (Япония, США, Голландия, Канада) для выращивания элиты используют исходный материал, оздоровленный методом верхушечной меристемы; посадку и испытания проводят методом клубневых единиц [8,131,136].
Индустриальный способ беспочвенного выращивания картофеля (гидропоника) [49] нашли применение в Японии, Голландии, США, Италии, ЮАР. Институтом агрохимических проблем и гидропоники АН Армении (ИАПГ) доказана возможность и эффективность выращивания картофеля на гидропонике, выявлена определенная роль субстратов [51]. Наиболее благоприятными являются легкие субстраты с мелким диаметром частиц до 0,5 мм. Количество клубней у сорта Бирюза составило 18 шт. на куст [39];
В последние годы получили признание промышленные установки. Так, акционерное общество «Дока» и научно-производственный биотехнический центр «Фито-Тех» разработали уникальные технологии и оборудование для производства на индустриальной основе оздоровленных пробирочных растений и безвирусных мини-клубней. Гидропонные установки «Картофельное дерево-10» и «Картофельное дерево-100» позволяют получать за вегетацию 10,5-120 тыс. мини-клубней или 34-45 мини-клубней на одно растение. Масса одного мини-клубня — 6-8 г. Количество вегетации на данных установках - три. Продуктивность растений из мини-клубней, выращенных на гидропонике, на 20-30% ниже по сравнению с кустами из супер-элиты. Однако если учесть, что мини-клубни высаживают по схеме 70х(15-20) см, а суперэлиту - 70-35 см, то общий урожай картофеля с единицы площади выше при использовании мини-клубней. Продуктивность одного куста сорта Невский из мини-клубней составила 600-910 г, из суперэлиты -1160 г. Мини-клубни, выращенные на гидропонике, независимо от типа установок - высококачественный посадочный материал, позволяющий существенно повысить урожайность картофеля и значительно снизить потери при его хранении [82,13].
Институт экспериментальной ботаники Национальной академии наук Белоруссии (ИЭБ НАНБ) разработал новую технологию и создал биотехнологические комплексы для круглогодичного промышленного производства безвирусных мини-клубней картофеля в условиях зимних теплиц и закрытых помещений [152,153]. Производительность этих комплексов 1000 мини-клубней с одного метра квадратного за вегетацию, или 345 тыс. мини-клубней в год. Стоимость установки 350 тыс. долл. США. Стоимость продукции, полученной на комплексе «ДИНА-1000» за 5 лет, 420 тыс. долл. США [153].
Таким образом, анализ литературы позволяет сделать вывод о необходимости поиска менее затратных способов ускоренного размножения. Нами предложены новые способы размножения картофеля через мини-клубни, получаемые в полевых и лабораторных условиях.
При включении в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию, нового сорта картофеля возникает необходимость быстрого его внедрения в производство. Обычно на размножение нового сорта уходит до пяти лет. Использование хотя бы одного из способов ускоренного размножения картофеля позволит решить эту проблему.
Нами изучены наиболее приемлемые для семеноводческих и фермерских хозяйств Среднего Урала, не имеющих специального лабораторного оборудования, способы ускоренного размножения картофеля. Получить наибольший выход клубней от исходного клубня или растения картофеля возможно через отводки клубней, черенкование ростков от клубней, укоренение верхушечных и пазушных побегов рассады пробирочной культуры, а также получением мини-клубней от меристемньгх, клубней.
Наибольший интерес для ускоренного размножения картофеля представляет способ черенкования ростков клубня. В среднем за четыре года от одного исходного клубня нами получено 26 черенков, из которых выращено 19,8 растений, приживаемость черенков - 76%. Коэффициент размножения одного исходного клубня составил 159, а общая продуктивность — 9767 г (таблица 10).
Наилучшие результаты получены в 1998 году, коэффициент размножения был-200, а общая продуктивность - 14780 г.
Более простым, но достаточно эффективным, не требующим дополнительного ухода и длительности выгонки ростков является способ отделения отводков от клубня. За два съема укоренено 94% отводков, общая продуктивность которых составила 7152 г, а коэффициент размножения - 105.
Растения, полученные методом черенкования пробирочной культуры и высаженные затем в виде рассады в поле, имеют коэффициент размножения на одно исходное растение 19,7. В весенне-пленочных теплицах съем и укоренение верхушек можно проводить два - три раза, но к посадке в открытый грунт успевает развиться только рассада первого съема.
Использование торфяников для ускоренного размножения оздоровленного семенного картофеля
Главный принцип семеноводства сводится к тому, чтобы на семенных участках создавались такие условия, при которых растения в период вегетации бесперебойно обеспечивались бы всеми факторами жизни, необходимыми для нормального роста и развития растений Условия, необходимые для выращивания семенного картофеля с хорошими продуктивными качествами, могут быть созданы на окультуренных торфяно-болотных почвах, на которых независимо от погоды можно обеспечить нормальный; рост и развитие картофельного растения, регулируя уровень грунтовых вод. Н.А. Дорожкин и А.И; Ровдо (1949) в числе первых доказали, что периодичное выращивание семенного картофеля на торфяно-болотных почвах повышает его болезнеустойчивость и продуктивные качества [42 ]. По данным этих авторов, такой картофель меньше подвержен поражению паршой обыкновенной, ризоктонией, черной ножкой, болезням вырождения. При выращивании на торфяных почвах вырождение растений было 0,8%, а на минеральных - 3,7%. Семенной картофель, выращенный на торфяно-болотной почве, при посадке его на следующий год на минеральной почве повышает урожай на 11-30% [100,59,130].
Болотные почвы сильно отличаются от минеральных: - на 80-90% они состоят из мертвого органического вещества, обладающего высокой влагоемкостью (300-600% на абсолютно сухое вещество), скважностью (80-90%), низкой объемной массой (0,17 г/см3), поэтому считаются самыми легкими и способны удерживать большое количество воды, как общей, так и доступной для растений [15,84]; - оттаивание и прогревание торфяных почв идет медленнее, несмотря на то, что промерзают они на меньшую глубину. В результате этого полевые работы начинаются на 2-3 недели позже, чем на минеральных. Осенние земорозки наблюдаются раньше. Вегетационный период на таких почвах меньше на 25-30 суток, что необходимо учитывать при подборе сортов [38,55,146,74,67]; - на торфяных почвах произрастает очень много сорных растений. По данным С.Г. Скоропанова, их число в 70-100 раз превышает количество высеваемых культурных растений [125]; - торфяные почвы при обработке сильно увеличиваются в объеме, поэтому нуждаются в интенсивном прикатывании для поддержания равномерной влажности пахотного слоя [34]; - в этих почвах высокое содержание органических веществ, они богаты азотом, иногда фосфором, содержат мало калия. Имеются микроэлементы (медь, бор, марганец и др.), но в большинстве случаев в совершенно недостаточном количестве или недоступном для растений состоянии., Многолетние опыты и практика передовых хозяйств свидетельствуют о возможности получения высоких урожаев картофеля на осушенных торфяных почвах почти при полной механизации всех процессов его выращивания, что делает данную культуру одной из самых рентабельных [34,83]. Картофель - многолетнее травянистое растение умеренного климата, но в культуре используется как однолетнее. Корневая система мочковатая, основная масса корней на торфяных почвах находится на глубине 10-24 см. Чем выше уровень грунтовых вод, тем меньше глубина залегания основной массы корней. Клубни могут медленно прорастать уже при температуре 3-4С. Нормальны ростки появляются при 7-8С. Оптимальная температура для роста ботвы 20-21С. Образование клубней лучше идет при Л 7-18С. Рост их,прекращается при похолодании до 2С и повышении до 29С и более. Образование крахмала энергично происходит при 16-17С [17,18,104]. Наиболее благоприятные температурные условия для картофеля создаются по Н.Н.Шевченко, во время клубнеобразования, когда на торяфяной почве на глубине 5-10 см температура не превышает 18-20С, а суточные колебания незначительны [147]. По опытным данным В.П. Кокшарова и Ш.Н. Каримовой, среднемесячная температура торфяной почвы в зоне максимального распространения корней на 4С холоднее, чем на минеральных [75]. Снижение температуры ниже оптимальных величин оказывает тормозящее влияние на усвоение основных элементов питания корневой системой и задерживает развитие картофеля [16,67]. Картофель - влаголюбивое растение. Наибольшая потребность во влаге у него в период максимального развития ботвы, совпадает с массовым цветением. На образование одной весовой части сухого вещества клубней необходимо 400- 600 частей воды [55]. Оптимальная влажность почвы для картофеля (70-75% от полной влагоемкости) создается на осушенных торфяниках при уровне грунтовых вод около 105-125 см [69]. Более значительное понижение уровня грунтовых вод может в сухие годьгпривести к пересыханию почвы, а следовательно, и к снижению урожая. При слишком же мелком осушении возможно переувлажнение и ухудшение воздушного режима почвы, что снижает урожай и усиливает поражение картофеля грибными и бактериальными болезнями. По исследованиям В.П. Кокшарова, влажность почвы 50-80% от полной влагоемкости считается оптимальной, а выше 80% - избыточной [70].
Картофель предъявляет высокие требования к воздушному режиму почвы. Без обильного снабжения кислородом задерживается прорастание клубней, а прИ: особо неблагоприятных условиях после посадки на них образуются клубеньки-детки.. Усиленное кислородное питание требуется столонам;и.развивающимся на них клубенькам, нужен воздух и для нормальной деятельности корневой системы. Осушенные торфяные почвы обладают высокой скважностью и аэрацией, полностью удовлетворяют этим требованиям картофеля; Аэрация.торфяной почвы для картофеля должна составлять 22-30% объема в течение всего вегетационного периода [146]. Не следует забывать об особой требовательности картофеля к воздушному режиму даже при временной переувлажненности корнеобитаемого слоя (от подъема грунтовых вод, обильных осадков), поскольку в таких случаях растения могут сильно пострадать от недостатка воздуха.
Потребность картофеля в питательных веществах удовлетворяется природными запасами торфяных почв далеко не полностью, поэтому получение полноценных урожаев на этих почвах возможно только при регулярном внесении минеральных удобрений [1,57]. Выбор того или иного вида и дозы удобрений зависит от многих условий, прежде всего, от типа почвы, степени разложения и зольности торфа, продолжительности вегетационного периода, метереологических условий [96]. Нерегулярное внесение удобрений в нужных дозах ведет к недобору урожая. Это подтверждают результаты опыта Белорусского научно-исследовательского института мелиорации [19,7]. При выращивании картофеля без удобрений урожай составил: на хорошо окультуренной торфянойпочве 70%, на среднеокультурен-ной - 55, на вновь освоенной 20% урожая, полученного при внесении полных доз удобрений.
