Картофель из пробирки — качество и продуктивность

Г.М. Сафроновская, кандидат с.-х. наук.

Отличный вкус картофеля — это не только признак сорта, но и грамотно применённая агротехника. Вкус любого сорта картофеля портится при нарушении агротехники выращивания. Клубни одного и того же сорта в разные годы, выращенного на разных почвах, отличаются по вкусу. Это объясняется различием в составе биохимических элементов. Наилучшие кулинарные качества имеет картофель при соотношении крахмала и белков 12:16. При преобладании крахмала над белками в 8 раз — клубни не разварятся, а при свыше в 16 раз — они растрескаются при варке в кожуре. Особенный вкус картофелю придают глютаминовая и аспарагиновая кислоты. На вкусовые качества также влияют содержащиеся в нем жиры, эфирные масла и спирты. 

С течением времени картофель вырождается. Особенно быстро это происходит при несбалансированном питании. Поэтому сортовой состав культуры периодически требует обновления. При приобретении семенного картофеля в первую очередь интересуются его возрастом (репродукцией). Чем моложе семенной материал, тем он здоровее и дороже стоит.

Сегодня, кроме традиционных методов размножения картофеля (выращивания из семян и клубней), его оздоровленный семенной материал получают путем микроклонального (меристемного) размножения. Микроклональное размножение незаменимо для постоянного получения в короткие сроки значительного количества качественного семенного безвирусного картофеля (использование зараженного посадочного материала ведет к значительному недобору урожайности и качества клубней, увеличивает затраты на химические методы борьбы с болезнями). 

Как оздоравливают посадочный материал? Используют культивирование картофеля из апикальной меристемы (in vitro). Меристема — это особая ткань растений, которая сохраняет способность к образованию новых клеток, угнетая синтез вирусных нуклеопротеидов (вирус не поражает меристемы на верхушках побегов). За счет деления меристемы растения растут, образуя листья, стебли, корни и цветки. Меристемная ткань сохраняется в узлах побега, почках, кончиках корней, у основания черешков листьев и цветоносах.

На первом этапе меристемные ткани отделяют от нужного экземпляра растения и помещают на питательные среды в стерильные пробирки, выдерживая их в специальном шкафу в течение 20-40 дней при освещении до 14 часов в сутки.

Через 1,0-1,5 месяца на микрочеренках образуются зачатки всех вегетативных органов растения. Подрощенные микрочеренки делят на 5-7 частей, которые снова проращивают в пробирках в течение 20-30 дней.

Когда меристемные микрочеренки образуют достаточную корневую систему, проводят их укоренение и адаптацию. Их пересаживают из пробирок в заполненные легким торфом горшочки, которые для привыкания растений к естественным условиям выращивания помещают в защищенную среду на 4-6 недель. В этот период растения уязвимы и плохо приживаются.

После укоренения и адаптации новые растения картофеля доращивают по свойственной картофелю агротехнике, высаживая в теплицу, а затем и в открытый грунт.

Полученный микроклональным способом оздоровленный картофель наследует все признаки конкретного сорта и в дальнейшем может размножаться любым способом. При микроклональном размножении сорт картофеля не приобретает никаких новых свойств. 

Важное преимущество полученного микроклональным размножением оздоровленного семенного картофеля — повышение урожайности клубней на 30-70% и предотвращение их потерь во время хранения на 30-50%.

Перед существующими традиционными способами размножения этот метод имеет следующие преимущества:

• получение генетически однородного посадочного материала;
• освобождение растений от вирусов;
• высокий коэффициент размножения;
• сокращение продолжительности селекционного процесса;
• ускорение перехода растений от ювенильной к репродуктивной фазе развития;
• возможность проведения работ в течение года и экономия площадей для выращивания посадочного материала.

Меристемный метод размножения (in vitro) давно и широко применяется в современных технологиях выращивания семенного картофеля. В странах ЕС для производства столового картофеля введено требование использования только девирусированных семян, что позволяет получать высокую урожайность и снижать применение химических СЗР. 

Известно, что такой технологический прием на посадках картофеля, как декапитация (механическое удаление верхушек стеблей на 5 см), позволяет увеличить общую листовую поверхность. При этом влияет на формирование высокой фотосинтетической площади листьев и урожайность, снижает поражаемость клубней некоторыми болезнями (Гаспарян И.Н., Евстратова Л.П.). 

Современные научные исследования. Приведём результаты исследований доктора наук Людмилы Трипольской из Вокеского ф-ла Центра аграрных и лесных наук Литвы (Вильнюс), по изучению влияния биологически активных продуктов на основе аминокислот, а также декапитации стеблей на продуктивность меристемных микроклонов раннего картофеля сорта Goda и позднего сорта Aista. 

Растения микроклонов картофеля в фазе 2-х листочков в апреле высаживали в теплицы с регулируемой температурой в полиэтиленовые емкости (объемом 6270 см), с торфяным субстратом (рНН2О 6,0, подвижный Р2О5 — 300-350 мг/кг, К2О — 350-400 мг/кг) для получения первой нулевой репродукции семян безвирусного картофеля, который на следующий год будет высаживаться в полевых условиях. В субстрат вносили удобрение Novatec Classic (NPK 12-8-16) из расчета N60P40K80 кг/га. 

Однако при пересадке микроклонов в теплицы частично нарушается корневая система. Растения попадают в среду с большей концентрацией солей, изменяющимся температурным режимом и часть микроклонов плохо приживается. Испытывая стресс, растения могут снижать продуктивность. Поэтому после посадки микроклонов в субстрат для снижения стресса применяли биоактивный продукт Prolis (пролиновую аминокислоту), а также увеличивающий осмос клетки Pompa (глютаминовая аминокислота + K2SO4), что защищало растения от повышенной концентрации солей. Спустя 30 дней биоактивные продукты вносили повторно по листьям согласно схеме опыта. Удаление верхушек стеблей проводили в начале и в фазу полной бутонизации картофеля.

Схема опыта:

1. Фон (N60P40K80 кг/га).
2. Prolis после посадки микроклонов в субстрат.
3. Prolis + Pompa после посадки микроклонов в субстрат.
4. Prolis после посадки микроклонов в субстрат и через 30 дней по листьям.
5. Prolis + Pompa после посадки микроклонов в субстрат и через 30 дней по листьям.
6. Декапитация верхушек стеблей картофеля в начале бутонизации (ВВСН 50).
7. Декапитация верхушек стеблей картофеля в фазу полной бутонизации (ВВСН 57).

Полученные из микроклонов семенные клубни дифференцировали по величине: большими считали клубни с диаметром более 2 см, средними — 1-2 см, а менее 1 см относили к мелким и их повторно высаживали в теплице. Количество клубней, выращенное из одного микроклона растения, достигало 7-18 штук.

В период вегетации раннего и позднего сортов картофеля исследовали влияние изучаемых биопродуктов и удаления верхушек стеблей на биохимический состав растений — содержание азота в растениях и накопление сахаров в листьях в период цветения ( рис. 1).

Рис. 1. Содержание азота (%) в листьях раннего и позднего картофеля в фазу цветения при обработке микроклонов биопрепаратами и декапитации

Реакция раннего и позднего сортов картофеля разная. Установлено, что растения позднего сорта картофеля Aista накапливали азота в период цветения больше, чем раннего Goda. Декапитация также увеличивала ассимиляцию азота растениями в фазу цветения, но срок проведения декапитации не влиял на поглощение азота. 

Биоактивные препараты и особенно декапитация значительно снижали накопление сахаров в листьях в период цветения, скорее всего, в силу их интенсивного оттока в столоны и формирующиеся клубни картофеля. 

Изучение продуктивности картофеля раннего сорта Goda показало, что на фоне с минеральными удобрениями формировалось в среднем 8,6 клубней при средней массе 1 клубня 14,8 г (рис. 2, 3). Их количество увеличивалось при обработках микроклонов биопродуктом Prolis до 9,1-9,5 штук/раст. Декапитация на количество клубней не влияла, но в период полной бутонизации она увеличивала массу клубня до 18,1 г. Наибольшая масса 1 клубня (19,9 г) была при двукратной обработке сорта Goda биопрепаратами Prolis + Pompa. Только при двукратном применении этих биопрепаратов получили увеличение массы клубней с 1 растения до 144 и 155 г и масса клубней коррелировала с содержанием азота в листьях в период цветения. Для семенного картофеля важен размер клубней. При двукратной обработке Prolis и Pompa и декапитации в период полной бутонизации на клубни более 2 см приходилось 60% и меньше всего (10-11%) была доля клубней менее 1 см.

На продуктивность картофеля позднего сорта Aista исследуемые продукты оказывали несколько иное влияние. Отмечалась более сильная зависимость массы клубней от содержания азота в фазу цветения в листьях. Количество клубней на 1 растении увеличивалось от 7,4 шт. на фоне до 9,6 штук от однократного применения смеси биопрепаратов Prolis и Pompa, да и декапитация оказывала большее влияние. Чем меньше было количество клубней на растении, тем меньше была масса одного клубня. Наибольшее количество клубней формировали растения при применении продукта Prolis один раз за вегетацию. 

Рис. 2. Масса клубней (г) с 1 растения микроклона раннего и позднего картофеля при обработке биопрепаратами и декапитации

Рис. 3. Влияние обработки биопрепаратами и декапитации на массу 1 клубня (г) у микроклонов раннего и позднего картофеля 

В итоге установлено, что влияние биоактивных препаратов на продуктивность микроклонов зависело от генотипа картофеля. От обработки микроклонов растений биопрепаратами отмечалась лишь тенденция повышения массы клубней раннего картофеля. Декапитация в фазу полной бутонизации значительно увеличивала массу клубней. 

Продуктивность микроклонов позднего картофеля существенно возрастала от уменьшающего стресс биоактивного препарата Prolis и его смеси с увеличивающим осмос клетки биопрепаратом Pompa дважды за вегетацию. Более эффективным на позднем сорте картофеля было удаление стеблей растений в фазу полной бутонизации (ВВСН 57). 

По мнению ученого из Литвы, экономическая оправданность обработок растений картофеля биопрепаратами и удаление верхушек в период бутонизации понятны. Такие приёмы увеличения продуктивности семенного картофеля широко используются в экологических хозяйствах Нидерландов. 

Подготовлено по материалам, опубликованным в журнале «Наше сельское хозяйство» (2019 г., №15).