Способ размножения оздоровленных растений картофеля

Способ размножения оздоровленных растений картофеля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при воспроизводстве новых и редких сортов картофеля в питомниках, индивидуальных хозяйствах, на приусадебных хозяйствах и т.д.

Известен способ размножения картофеля, включающий подготовку пробирочных растений, высадку ростковых черенков на влажную фильтровальную бумагу в кюветы с укрытием стеклом, а после появления зачаточных корней проросшие черенки высаживают в открытый грунт (1).

Известен способ размножения оздоровленных растений картофеля, включающих подготовку пробирочных растений, высадку ростковых черенков в кюветы на влажную фильтровальную бумагу, укоренение их с получением рассады, причем подготовленные растения в виде укоренившихся черенков или кусочков клубней с проросшими глазками или проросшие мини-клубни перед проращиванием обрабатывают 1%-ным раствором бактериального препарата Экстрасел и/или нематодно-бактериальным комплексом при титре 1000 инвазионных личинок энтомопатогенных нематод в 1 мл препарата, при этом в качестве питательного раствора используют 1-3%-ный раствор минеральных удобрений, 0,01-0,05%-ный раствор микроэлементов и 1%-ный раствор биоудобрений, а после проращивания в кюветах на влажной фильтровальной бумаге и появления корешков их высаживают в бумажные стаканчики емкостью 40-80 см³ или выращивание растений осуществляют в полиэтиленовой пленке с комочком питательного субстрата на основе целлита, торфа или почвенного агара (2, 3).

Недостатками описанных способов являются большая длительность процесса, значительное количество затрачиваемых материалов и оборудования, некоторое падение жизнеспособности и урожайности выращиваемых растений.

Целью настоящего изобретения является повышение жизнеспособности и иммуноустойчивости растений, упрощение технологического процесса, снижение себестоимости и повышение качества получаемого биоматериала.

Цель достигается тем, что повышение жизнеспособности, иммуноспособности и регенеративной способности посадочного материала осуществляется путем перераспределения гормонов роста и развития растений при обратно направленной стыковке высаживаемых растений.

Клубень представляет собой разросшийся гомолог стебля, у которого меристемная (наиболее активная в отношении роста) зона перемещается в наиболее удаленную от пуповинной вершинную часть клубня. В меристемной зоне гормоны роста и развития действуют активно. Таким образом, клетки клубней картофеля живут в неодинаковых микроэкологических условиях. Наиболее благоприятная микроэкологическая стадия существования клеток клубня картофеля находится в меристемной части клубня.

Напротив, пуповинная часть клубня - наименее гормонально защищенная зона и является по существу складом запасных питательных веществ, в первую очередь крахмала. Это наименее охраняемая гормонами зона клубня картофеля. Тенденция раннего (до отмирания ботвы) сбора урожая еще более усугубляет экологическое состояние клеток пуповинной части клубней. Дело в том, что остатки столонов, примыкающие к пуповинной части клубня остаются живыми после сбора урожая, после чего отмирают и загнивают, что служит дополнительным источником заражения клубней.

Меристемная часть клубня стремится оградить себя от вредного воздействия токсичных веществ и патогенов, поступающих через столон в полость клеток.

Между вершинной и пуповинной частями клубня формируется защитный гормонально-антибиотический барьер, который до последнего защищает меристемную часть. Поэтому меристемная часть клубня сохраняет жизнеспособность даже в том случае, когда пуповинная его часть полностью разрушена патогенами или токсинами (фиг.1).

По мере наступления патогенов в ходе хранения картофеля гармонально-антибиотический барьер (ГАБ) смещается в сторону меристемной части клубня, оставляя беззащитной все большую часть клубня (фиг.1.а).

Однако при этом клетки, находящиеся в пуповинной зоне клубня, сохраняют всю генетическую информацию, необходимую для построения нового идентичного материнскому организма, но находятся в неблагоприятных микроэкологических условиях. Это обстоятельство усугубляется еще и тем, что в последние годы благодаря резкому ухудшению макроэкологических условий (наводнение почв остатками гербицидов и пестицидов, солями тяжелых металлов, другими токсическими веществами) пуповинная часть клубней становится не только патогенно опасной, но и эколого-токсичной зоной клубня.

При повреждении или разрезании клубней защитная зона распространяется на всю раневую поверхность путем образования каллусно-гормонально-антибиотической зоны, предотвращающей проникновение патогенов внутрь клубней. С другой стороны, в случае ранения меристемная часть клубня стремится наиболее быстро отойти от места поражения, что выражается в усилении ростков и корней картофеля. Это свойство клубней давно уже используется при посадке резаными клубнями, что обеспечивает более ранние всходы и увеличивает число ростков и корней.

Помимо защитно-антибиотических гормонов клубней картофеля выделяют еще и другие типы гормонов. Это консервирующие и клеткоуничтожающие гормоны на случай преодоления неблагоприятных факторов внешней среды (холод, засуха и др.) и уничтожения пораженных частей растений в случае недостатка питания, поражения токсинами и патогенами. Конечной целью действия гормонов этих типов является сохранение меристемной части клубня или целого растения. По соображениям безопасности растение отдельные его части или отторгает или «переваривает».

В конце вегетации кустов картофеля «перевариванию» подвергается ботва картофеля. Получаемые при этом питательные вещества поглощаются клубнями. Уничтожению подвергается и маточный клубень картофеля, если к концу вегетации он не успел отдать кусту все свои питательные вещества. В этот период растение картофеля уже наиболее надежно сохраняет меристемную часть вновь образовавшихся клубней.

Помимо этого клубни картофеля вырабатывают специфические ген-гормоны, которые определяют морфологические особенности вида и сорта. Геносортогормоны не обладают особой устойчивостью, особенно у различного типа гибридов. В этом случае обнаруживается отрицательная тенденция к возвращению к родительским формам и разрушению нового вида. Этот процесс ускоряется присутствием в растениях картофеля вирусов различной этиологии.

Вырабатываемые генными структурами (определенные локусы хромосом, фиг.2) обладают строгой специфичностью и ответственны за проявление определенных признаков, характерных для проявления вида (цветка, цвет кожуры, цвет мякоти, формы и строения листа, опушения и т.д.). При этом возможна биоэлектрическая или волновая активация соответствующих фенотипических реакций.

На основе перераспределения ген-гормонов основан способ вегетативного скрещивания сортов картофеля с образованием новых сортов, однако получаемые таким способом сорта еще менее устойчивы, чем сорта, получаемые в результате генетического скрещивания, сопровождаемого получением гибридных семян. Это происходит по той причине, что при вегетативном скрещивании генетические структуры остаются неизменными и тенденция к сохранению родительских форм увеличивается.

Способ включает разрезание клубней, обработку их биопрепаратом Активатор-А (0,001%-ный водный раствор), стыковку клубней, высадку клубней в различных комбинациях (кленовая, гомологичная, гетерологичная, моновидная, гетеровидовая) с использованием клубней одного или нескольких сортов, уход за растениями, сбор урожая.

Процесс осуществляют следующим образом. Маточные клубни разрезают вдоль (фиг.3), обрабатывают баковой смесью Активатора-А (0,001%) + коровяк (0,01%) в соотношении 1:1 с экспозицией 10-15 минут, после чего клубни стыкуют с таким расчетом, чтобы пуповинная часть клубня соприкасалась с вершинной (фиг.4). При посадке сначала укладывают нижний слой (срезом вверх), затем укладывают верхний слой (срезом вниз) (фиг.4). В лунки или канавки для высадки клубней добавляют баковую смесь Активатора-А и коровяка (в описанной концентрации и соотношении) из расчета 50 мл на каждый маточный клубень.

Посадку осуществляют в виде звездочки (фиг.5), цепочки (фиг.6) или кольца (фиг.7) (примеры 1-8), таблица 1.

Пример 1. Клоновое воспроизводство с использованием одного резаного маточного клубня.

Пример 2. Клоновое воспроизводство с использованием резаных маточных клубней из одного куста. Посадка цепочкой.

Пример 3. Воспроизводство клубней одного сорта из разных кустов. Посадка звездочкой.

Пример 4. Воспроизводство клубней одного сорта из разных кустов. Посадка цепочкой с использованием 10 маточных клубней.

Пример 5. Воспроизводство клубней одного сорта из разных кустов. Посадка кольцом из 10 маточных клубней.

Пример 6. Воспроизводство смешанной культуры из двух сортов, относящихся к разным группам по спелости, т.е. созреванию урожая (раннеспелые, среднеспелые, позднеспелые); из группы устойчивых сортов к особо опасным патогенным организмам из группы с твердой консистенцией (желтого цвета, содержащие больше коратина) и рассыпчатой (содержащие больший процент крахмала). Посадка звездочкой (0,5 маточного клубня сорта А+0,5 маточного сорта Б)*.

Пример 7. Воспроизводство смешанной культуры двух сортов. Посадка цепочкой из 5 клубней сорта А и 5 клубней сорта Б*.

Пример 8. Воспроизводство смешанной культуры двух сортов. Посадка кольцом из 5 клубней сорта А и 5 клубней сорта Б*.

Предлагаемый способ размножения оздоровленных растений картофеля может использоваться при создании защитных посадок, используемых против мигрирующих вредителей и болезней картофеля, расположенных по периметру картофельных делянок, так как в этом случае количество воспроизведенной ботвы относительно затраченной массы клубней возрастает в 5-10 раз, что повышает эффективность защитной роли посадок. Помимо этого защитная зона дает существенно более высокий урожай продовольственного картофеля, что служит дополнительным подспорьем для огородного, приусадебного или фермерского хозяйства.

Использование предлагаемого способа приводит к резкому повышению жизнеспособности выращивания растений. Они в меньшей степени страдают от фитофтороза и других патогенных грибков и бактерий, более устойчивы к нематодам и вредителям. Полученные клубни более качественны и лучше хранятся. Урожайность (в пересчете на единицу массы затраченного биоматериала) в 2-3 раза выше контроля (таблица 1, 1a).

Корневая система высаженных таким способом растений более мощная и занимает более значительную площадь. Посадка таким способом приводит к повышению устойчивости растений и урожайности клубней при выращивании на техногенно зараженной почве и на почве, зараженной глободерозом (3 балла численности цист глободеры в почве) (таблица 2, 2а).

Предлагаемый способ обеспечивает повышение жизнеспособности и урожайности выращиваемых растений, повышение сопротивляемости растений к патогенам и вредителям, улучшение качества получаемого биоматериала.

Литература

1. Патент РФ №2041585 «Способ возделывания картофеля» 01 22.02.93 г., публ. 20.08.95 г.

2. Патент РФ №21991997 «Способ возделывания картофеля» 01 17.10.00 г., публ. 27.02.03 г.

3. Патент РФ №2206976 «Способ размножения оздоровленных растений» 01 27.07.03 г.

Таблица 1
Влияние способа размножения на морфологические особенности кустов и урожайность картофеля
№ пп	Параметры	Сорт ресурс	Сортосмесь	Ресурс	Резерв	Контроль
клоны	из разных кустов
из одного клубня	из одного куста	звездочка	цепочка из 10 клубней	кольцо из 10 клубней	звездочка (3 резерв + 3 ресурс)	цепочка из клубней резерв + 5 ресурс)	кольцо из 10 клубней(5 резерв + 5 ресурс)	базовый вариант (ресурс, резерв)
Пример, №
1	2	3	4	5	6	7	8
1.	Число стеблей в пересчете на 1 клубень	8,3	7,6	11,7	14,3	21,4	14,7	12,8	15,2	3,7
В % к контролю	224,3	205,4	316,2	386,5	578,4	397,3	345,9	464,9	100
2.	Число клубней в пересчете на 1 израсходованный клубень	11,4	12,5	24,2	17,4	20,8	20,4	25,3	24,2	8,8
В % к контролю	129,5	142,0	275,0	197,7	236,4	231,8	287,5	275,0	100
3.	Вес клубней в пересчете на 1 израсходованный клубень, кг	1,3	1,7	1,5	1,6	1,4	2,1	2,5	2.7	0,7
В % к контролю	185,7	242,9	254,2	228,6	200,0	300,0	357,1	314,3	100

Таблица 1a
Приложение к таблице 1. Определение урожайности картофеля на опытном поле дифференцировано по испытываемым вариантам в сравнительной оценке с соответствующим контролем для каждого опыта. Различные способы возделывания картофеля: цепочкой, звездочкой и кольцом, с посадкой отдельными сортами картофеля и их смесью. Люберецкий район, московская область, 2005 год.
Варианты опыта	1	2	3	4	5	6	7	8	Контроль
Средний вес клубней с полученного урожая картофеля, в перерасчете на один посаженный клубень, кг	1,3	1,7	1,5	1,6	1,4	2,1	2,5	2,7	0,7
Урожайность картофеля на посадочную пл. по 100 м2 (в числителе) и в перерасчете на пл. 1 га в тоннах при норме расхода посадочного материала: 550 клубней на 100 м2 (1,3×550=7,1 тонн и т.д.) 55000 клубней на пл. 1 га (1,3×55000=71,5 тонн на га и т.д.) (в знаменателе)

Таблица 2
Влияние способа размножения и экологических условий на морфологические особенности кустов и урожайность картофеля Сорт Невский, посадка 05.06.2005 г.
№ пп	Вариант	Число стеблей в пересчете на маточный клубень	Число клубней на 1 маточный клубень	Масса клубней в пересчете на 1 маточный клубень	Урожайность, т/га
%	%	кг	%
1.	Гумусная почва. Базовый вариант	3,2	100	8,7	100	0,72	100	39,6
2.	Гумусная почва. Посадка цепочкой из 10 клубней	11,4	356,3	12,5	147,1	1,60	222,2	88,0
3.	Техногенно засоренная почва. Базовый вариант	2,1	65,6	5,3	60,9	0,58	80,6	31,9
4.	Техногенно засоренная почва. Посадка цепочкой из 10 клубней	9,3	290,6	8,5	97,7	0,80	111,1	44,0
5.	Почва заселенная нематодами (3-й балл). Торфяник	3,8	118,8	3,7	42,5	0,32	44,4	17,6
6.	Почва заселенная нематодами (3-й балл). Торфяник*	18,6	581,2	6,5	74,7	0,74	102,8	40,7
Примечание: * - Степень зараженности почвы на опытном участке золотистой картофельной цистообразующей нематодой (ЗКЦН), 3-й балл - 750 яиц и личинок на 100 см3 воздушно-сухой почвы.

Таблица 2а
Приложение к таблице 2. Расчеты по определению урожайности картофеля в 1/га (по вариантам опыта).
1. Гумусовая почва. Контроль - обычная технология возделывания картофеля	Средний вес клубней, полученный в перерасчете на 1 посаженный маточный клубень, г	Урожайность картофеля, т/га
Пример расчета	720 г на 1 маточный клубень(720х55000)	39,6 т/га
2. Гумусовая почва. Опыт 1 - посадка цепочкой из расчета по 10 клубней	1600 г×55000	88,0 т/га
3. Техногенно загрязненная почва. Контроль. Обычная технология возделывания картофеля.	580×55000	31,9 т/га
4. Техногенно загрязненная почва. Опыт 1 - посадка цепочкой из расчета по 10 клубней	800×55000	44,0 т/га
5. Почва, зараженная золотистой картофельной цистообразующей нематодой (ЗКЦН) 3-й балл заражения - 750 яиц и личинок на 100 см3 воздушно-сухой почвы. Контроль. Обычная технология посадки картофеля. Торфяник.	320×55000	17,6 т/га
6. Почва, зараженная ЗКЦН, 3-й балл заражения - 750 яиц и личинок на 100 см3 воздушно-сухой почвы. Опыт 1 - посадка цепочкой из расчета по 10 клубней. Торфяник.	740×55000	40,7 т/га
Примечание: * - Густота стояния растений картофеля в контроле и в опыте общепринятая в агротехнике возделывания картофеля из расчета нормы расхода посадочных клубней в количестве 55000 клубней на один гектар посевной площади.

Сроки уборки урожая картофеля с загрязненной почвы ЗКЦН и в контроле, и в опыте - оптимально ранние до созревания из паразитирующих на корнях самок цист (покоящаяся стадия паразита с высоко жизнеспособным содержимым - яйцами и личинками) с одновременным удалением с поля зараженной корневой системы и ее сжиганием.

Способ размножения растений картофеля, включающий подготовку пробирочных растений, высадку ростковых черенков в кюветы на влажную фильтровальную бумагу, укоренение их с получением рассады, получения элитного посадочного материала, высадку растений в грунт, борьбу с сорняками, болезнями и вредителями, причем перед посадкой маточные клубни разрезают вдоль клубня, обрабатывают баковой смесью биопрепарата Активатор-А(0,001%) с коровяком (0,01%) в соотношении 1:1 с экспозицией 10-15 мин, а при посадке резаные клубни стыкуют с таким расчетом, чтобы пуповинная часть клубня соприкасалась с вершиной, в лунки или канавки для посадки картофеля добавляют указанную удобрительную смесь АК-А из расчета 50 мл на высаживаемый клубень, а клубни высаживают звездочкой, цепочкой или кольцом.