Sergey Banadysev, דוקטור למדעי החקלאות, Doka Gene Technologies LLC
פקעות תפוחי אדמה (MK) הן הצאצא הפקעת הראשון של צמחי תפוחי אדמה סטריליים. השגת מיני פקעות היא השנה הראשונה של תוכנית זרעי תפוחי האדמה בכל המדינות עם ייצור תפוחי אדמה מפותחים. מיני פקעות תפוחי אדמה גדלות רק בתנאי קרקע מוגנים, אשר אינם כוללים את הסיכונים של הדבקה חוזרת של צמחים במחלות ויראליות, פטרייתיות וחיידקיות (אם גדלים פקעות מצמחים סטריליים באדמה פתוחה, אז לא מתקבלות פקעות מיני כ תוצאה, אבל דור השדה הראשון).
מקובל מקובל שקוטר מיני-פקעת צריך להיות לפחות 10 מ"מ, כל דבר פחות הוא מיקרו-פקעת.
הצורך במיני-פקעות לייצור של 10 אלף טון של עילית הוא: עם תכנית חמש שנים של מערכת הפעלה ו-ES (ייצור זרעים מקוריים ומובחרים) - 50 אלף חתיכות; עם תוכנית לארבע שנים של מערכת הפעלה ו-ES - 400 אלף חתיכות; עם תוכנית לשלוש שנים - 3 מיליון חתיכות.
לפדרציה הרוסית יש בסיס מדעי וחדשני מוצק משלה בתחום זה. ההקדמה בקנה מידה גדול של הטכנולוגיות המודרניות ביותר לגידול מיני-פקעות בפדרציה הרוסית תמיד בוצעה לפני מדינות אחרות עם גידול תפוחי אדמה מפותחים: אז טכנולוגיית המצע הוצגה לפני 40 שנה, 15 מרכזים ביוטכנולוגיים עבדו עליה; הידרופוני - לפני 30 שנה, הוא משמש את Doka - Gene Technologies, Meristematic Cultures; aeroponic - פותח במכון המחקר הכל-רוסי לביוטכנולוגיה חקלאית (מכון המחקר הכל-רוסי לביוטכנולוגיה חקלאית) בתחילת שנות ה-2000, מאז 2010 טכנולוגיה זו מקודמת על ידי מרכז תפוחי האדמה הבינלאומי ומופצת באופן פעיל ברחבי העולם. בפדרציה הרוסית מיוצרים מפעלי תעשייה לגידול מיני-פקעות: עץ תפוחי אדמה ומריסטם. יחד עם זאת, רוב המפעלים המקומיים לגידול זרעים עדיין מייצרים מיני-פקעות בכמויות קטנות, בגבולות הצורך בתוכנית של חמש שנים להשגת האליטה. רק חברת FAT-Agro הגיעה לרמה של יותר מ-2 מיליון יחידות בשנה, וזה מספיק כדי לעבור לתכנית לשלוש שנים.
עלייה כוללת בייצור מיני פקעות על מנת לצמצם את מערך ייצור הזרעים ולשפר את איכות המוצר היא דרך אסטרטגית לפיתוח ייצור זרעי תפוחי אדמה. בהתחשב בפרספקטיבה זו, נעשו בשנים האחרונות ניסיונות רבים לשפר את טכניקות הטיפוח. המטרה העיקרית של החידושים היא להשיג כמה שיותר מיני פקעות לצמח במבחנה וליחידת שטח של החממה. כדי להשיג זאת, נעשה שימוש בשיטות רבות לייצור יבולים, אך לא כל הפתרונות המוצעים על סמך תוצאות המחקר המדעי נותנים תוצאות בייצור תעשייתי.
היבטים רבים של ייצור מיני-חצפת יעיל בנפח גבוה הם ידע. הייצור הרוסי של מיני פקעות תפוחי אדמה בוצע תמיד על הבסיס המדעי והטכנולוגי היעיל והמתקדם ביותר. וכעת יש למדינה טכנולוגיות זמינות ויישומיות עדיפות משמעותית על הרמה העולמית.
התנאי העיקרי לייצור מוסמך של מיני פקעות הוא עמידה בכללים והתקנות הנוכחיים. המסגרת הרגולטורית של הפדרציה הרוסית בנושא זה היא מייעצת במהותה, בתקנה הנוכחית על הסמכת גידולים חקלאיים, למשל, אין מילה על הכללים לייצור והסמכה של פקעות מיני-תפוחי אדמה. במצב כזה יש צורך להתמקד בניסיון בינלאומי. בכל המדינות עם ייצור זרעי תפוחי אדמה מפותחים, אומצו דרישות מחייבות לארגון, לטכנולוגיה ולאיכות של מיני-פקעות המיוצרות, אושרו רשמית ונשמרו בקפדנות.
דרישות אלו צריכות להילקח כבסיס על ידי מפעלים מקומיים המתמחים בייצור מיני-פקעות, במתכונת של תקני ארגון, לשליטה עצמית, עד שהמדינה תגבש מסגרת רגולטורית רשמית בתחום זה. לדוגמה, בפדרציה הרוסית יש נורמות לעיצוב טכנולוגי של מתחמי רבייה וחממות רבייה NTP-APK 1.10.09.001-02. עם זאת, מפתחי ה-NTP לא כללו במסמך סעיף על תכונות החובה של מבנים המיועדים לגידול מיני-פקעות. ויש הרבה תכונות כאלה, למשל: לחממה צריכה להיות דלת כפולה עם חדר הלבשה להחלפת בגדים. יש לצייד את אזור ההחתלה בכריות כף הרגל ובחומר ניקוי לשטיפת וחיטוי ידיים. דלתות כניסה וכל פתחי האוורור חייבים להיות מכוסים ברשת הגנה מפני כנימות (גודל רשת מקסימום 0,5 על 0,9 מ"מ). החדר חייב להיות מבוקר כראוי לטמפרטורה ולחות (מתאים לבית זכוכית). יש להשתמש בתווך נטול אדמה להסתגלות של צמחים סטריליים. אם נעשה שימוש בתערובת אדמה/אדמה, יש לטפל/לעקר אותה כראוי כדי להבטיח היעדר פתוגנים בקרקע.
יש להשיג את יבול המיני פקעת מצמחי מיקרו או פקעות מאושרים רשמית שגדלו בסביבה אספטית מהרקמה המריסטמטית של חומר המקור, שנבדקו על היעדר וירוסים, וירואידים וחיידקים המדביקים תפוחי אדמה במעבדת בדיקה מוסמכת כהלכה.
שיטות, נוהל, תדירות בדיקת איכות החומר בכל שלבי הייצור של מיני פקעות מוסדרים בקפדנות.
הרבה מידע משמעותי למעשה הצטבר על אופטימיזציה של פרוטוקולי מיקרו ריבוי תפוחי אדמה. מחקר בתחום זה מראה הזדמנויות רבות לשפר את הצמיחה וההתפתחות של צמחים בהתבסס על שינויים בריכוז וביחס של חומרים מזינים. הוכח שאין צורך בשימוש במווסת צמיחה בתרבית מריסטמים תפוחי אדמה, אך הוספת חומרים מסוימים, גם בריכוזים נמוכים, מגבירה ומאיצה את ייצור החומר. חשוב לייעל את תנאי הדגירה של צמחי תפוחי אדמה המופצים במיקרו באמצעות מקורות אור שונים, מצבי תאורה ואוורור החדר. עם הופעת מנורות LED, היכולות שלהן החלו להיחקר באופן פעיל ביחס למיקרו-ריבוי תפוחי אדמה. ספקטרום האור האדום והאדום הרחוק מגבירים את מאפייני הצמיחה; עם זאת, לשילוב של אדום + כחול + אור אדום/לבן רחוק יש השפעה טובה יותר על היווצרות הפקעת והצטברות מטבוליטים ראשוניים.
טכנולוגיות לגידול מיני פקעות מתחלקות לשתי קבוצות עיקריות: מצע (מגוון רב) ובלתי מצע (תרבית מים ואירופוניקה). הטכנולוגיות העיקריות לייצור מיני-פקעות: על מצעים טבעיים (80% מהנפח), הידרופוניים ואירופוניים. השגת מיקרו-פקעות קשורה גם לנושא MC ומשמשת יותר ויותר לשחזור המוני של חומר המקור. ההבדל בין מיקרו פקעות למיני פקעות טמון במצב המדיום (מיקרו פקעות גדלות רק בתנאים סטריליים במבחנה ומיני פקעות רק בתנאי חוץ מוגנים) ובגודל הפקעת. התוצאות והמסקנות שהתקבלו בניסויים מעשיים במקרים רבים אינן תואמות להנחות תיאורטיות לגבי האפשרויות לעורר שחפת בתרבית חוץ גופית. זה חל הן על דיאטות, על שימוש במווסת גדילה, כמו גם על תנאי גידול ושימוש בגורמי סטרס. אם מידע זמין לציבור על התקנות הטכנולוגיות לייצור מיקרו פקעות מאפשר ברוב המקרים להשיג תוצאות בינוניות למדי - בערך או קצת יותר ממיקרו פקעת אחת במשקל 200-400 מ"ג לצמח, אזי התאמה מקצועית של הטכנולוגיה ביחס ספציפית. תנאי הייצור מגבירים את יעילות התהליך לפעמים. בפדרציה הרוסית יש ידע בתחום זה עם ייצור של לפחות שלוש מיקרו-פקעות במשקל של יותר מ-0,5 גרם ממפעל אחד במבחנה סטנדרטית.
לגידול כל השנה של מיקרו פקעות ושיפור איכותן, מספר עיצובים שונים של ביוריאקטורים מיוצרים באופן מסחרי בעולם. מערכות חצי אוטומטיות אלו מאפשרות להפחית עיבוד ידני אינטנסיבי ולכן להגדיל את הפרודוקטיביות ולהפחית את עלויות הייצור. למיקרו-פקעות המתקבלות בביוריאקטורים יש מסה גדולה בהרבה וקוטר גדול יותר. הטכנולוגיה העדכנית ביותר בתחום זה היא פיתוח של מדענים ומעצבים יפנים.
מערכת ייצור המיקרו-פקעות בקנה מידה גדול באמצעות שקיות תרבית מפלסטיק מייצרת בהצלחה בין 100 ל-300 מיקרו-פקעות לשקית, תלוי במגוון. שינוי ריכוז החומרים התזונתיים במונחים של תכולה נמוכה יותר של סוכרוז, חנקן, הגדלת רמת אשלגן פוספט במדיום אפשרו להגדיל את המספר הכולל והמשקל הממוצע של המיקרו-פקעות. הטכנולוגיה היפנית מאפשרת לייצר 250 מיקרו פקעות בשנה (בשלושה מחזורי קציר) בחדר גידול של 000 מ'2. ול-80% מהמיקרו-פקעות המתקבלות בטכנולוגיה זו יש מסה של יותר מ-1 גרם, כלומר. מתאים לשתילה ישירות בשטח.
בכל העולם שורר ייצור מיני פקעות על מצעים טבעיים. טכנולוגיה זו, למרות שהיא מבוססת היטב, עדיין ניתנת לשיפור משמעותי. גנוטיפ, משך ותנאים של גידול חוץ גופי, גודל הצמח, חשיפה לחומרי מזון ומווסת צמיחה משפיעים במידה ניכרת על ייצור המיני פקעת. הגיל והטיפול המקדים של השתילים בזמן השתילה, תנאי ותקופת ההתקשות, עונת השתילה והגידול, הרכב סביבת הקרקע, אופן השתילה, צפיפות הצבת הצמח, מינוני הדשן והתאורה משפיעים אף הם. עוצמת ייצור הפקעת המיני.
חומרים וחומרים טבעיים רבים מתאימים כמדיום לגידול מיני פקעות תפוחי אדמה. המרכיב העיקרי של מצעי חממה הוא כבול מסורתי. מרכיבים אלטרנטיביים - כמו פרלייט, ורמיקוליט ו-וורמיקומפוסט - זכו גם הם לפופולריות לאחרונה בשל יכולת האוורור והאחיזה המקובלת שלהם.
ברוב המקרים, כאשר מגדלים מיני פקעות בתרבות מצע, יש צורך ליישם דשן מאקרו ומיקרו. בין המומחים, הטכנולוגיה המשתמשת בהשקיה תקופתית ודישון מצעים פוריים עם חומרים מזינים נקראת הידרופוניקה. לטכנולוגיות הידרופוניות לגידול מיני פקעות תפוחי אדמה יש זנים באמצעות מצעים אינרטיים (חול, קליפת עץ, קוקוס וכו') ותרבות מים טהורים (סרט מזין דק).
ניתן ליישם את כל הוראות תורת תזונת תפוחי האדמה ביחס לאפשרות שליטה בשחפת גם בגידול הידרופוני, אך ישנה הבנה לצורך בשינוי משמעותי בריכוז ויחס רכיבי התזונה לכל זן ובשלבים שונים. של צמיחה וגטטיבית, התחלת פקעות וגידול פקעות צמחים. תמיסות תזונתיות ניתנות ברוב הפרסומים. יחד עם זאת, מספר הפקעות המתקבלות מצמח ומיחידת שטח שונה מספר פעמים. בכל הנוגע להתאמות הממוקדות לתמיסת התזונתי להגדלה קיצונית של מספר הפקעות (וזה בדיוק היתרון של הידרופוניקה) יש מעט מאוד מידע פתוח. בשנים האחרונות יצאו לאור רק פרסומים בודדים שלא עם הפניות לחיבורים הידועים של השנים האחרונות, אלא עם חומרים מקוריים.
לטכנולוגיה המודרנית ביותר - אירופונית - לגידול מיני-פקעות יש מספר תכונות בסיסיות. עד כה, כל השלבים העוקבים של יישומו כבר עובדו, אך מחקר חקר נמשך. הערך המיוחד של מידע טכנולוגי על אירופוניקה הוא בכך שהוא מראה את כיוון ההתפתחות של מיני פקעות ברחבי העולם כיום. פיתוחים אלו ישימים או ניתנים להתאמה לטכנולוגיות אחרות לגידול מיני-פקעות.
בחירת הטכנולוגיה לייצור מיני פקעות לתנאים ספציפיים צריכה להתבסס על ניתוח מדדי ייצור, רמת הסיכונים, הצורך במשאבי עבודה, השוואת עלויות השקעה, עלות ורווחיות. לכל טכנולוגיה אפשרויות הטמעה ותנודות משמעותיות ביעילות הייצור בהתאם לגורמים רבים. כל הטכנולוגיות משתמשות ומבוססות על חומר צמחי ראשוני מתרבית סטרילית או מיקרו-פקעות. שלב זה הוא כמעט אוניברסלי, זה יכול להיחשב סטנדרטי. בעצם הטכנולוגיה של גידול מיני פקעות, אתה צריך לבחור מתוך מספר רב של משתנים.
הרוב המכריע של חברות הזרעים הגדולות מגדלות כיום מיני-פקעות בחממות אדמת זכוכית או סרט על מצעים אורגנו-מינרליים טבעיים עם שימוש רב בכבול. לטכנולוגיה זו יש את העלות הנמוכה ביותר של מיני-פקעת. ככלל, מגדלים יבול אחד בשנה. באירופה, זה נחשב נורמלי לקבל 4-5 פקעות מצמח אחד. יישום מובחן של מיקרו-דשנים, חומרים פעילים ביולוגית, PPP מאפשרים להגדיל את גורם הכפל עד 8-10.
הטיעונים לטובת הביו-ריאקטור הם סטריליות, התשואה המקסימלית של מיקרו-פקעות ליחידת שטח. החסרונות של ביוריאקטור הם הצורך במספר רב של צמחים, גודל הפקעות הקטן, בעיית ההבשלה ושתילה ממוכנת בשטח.
היתרונות של הידרופוניקה הם יכולת ייצור, אפשרות אמיתית לגירוי שחפת, ציוד תעשייתי; חסרונות - התפתחות לקויה של מערכת השורשים, הסיכון להתפשטות זיהום דרך התמיסה התזונתית, עמל. אירופוניקה דורשת יותר מקום וצל מלא למערכת השורשים, עקב פיתוח ואספקת אוויר טובים יותר, ניתן ליצור יותר פקעות לעומת הידרופוניקה. עם זאת, הטכנולוגיה האירופונית היא התובענית ביותר, אין להפסיק את אספקת החשמל למשך יותר מחצי שעה.
סקירה קצרה זו מראה כי הפיתוח של תוכנית לשלוש שנים לייצור עילית תפוחי אדמה באמצעות מספר רב של מיני פקעות כבר מציאות. הגידול בהיקפים והתעצמות הייצור מושגת על ידי קבלת המספר המרבי של מיני פקעות ליחידת שטח עם מספר מינימלי של צמחים ראשוניים. אדמה מכוסה וחומר מקור יקרים, ולכן השגת רק 2-3 פקעות מצמח אחד היא אופציה לא מבטיחה, אם כי הנפחים העיקריים של מיני פקעות בעולם עדיין מיוצרים בצורה זו. עם טכנולוגיית המצע, רמת הייצור בפועל מוערכת לפי הפרמטרים הבאים: רגיל - 100 חתיכות / מ'2, טוב - 200 חתיכות/מ'2; גבוה - 300 חתיכות/מ'2 לעונת הגידול. לטכנולוגיה הידרופונית יש פוטנציאל לייצר 500 מיני פקעות, אירופוניות - 1000 מיני פקעות למ"ר. מ' של שטח התקנה לעונת הגידול. לעיון: עלות מתקני הטיפוח לטכנולוגיית מצע בשנת 2021 הייתה 50 אלף רובל. למ"ר, עבור הידרופוני - 100 אלף רובל, עבור אירופונית - 150 אלף רובל.
הבעיה העיקרית של גידול מיני פקעות בתוך הבית היא להשיג שילוב של התפתחות וגטטיבית אקטיבית עם היווצרות פקעות אינטנסיבית. אפשר להגביר את עוצמת השחפת על ידי ייעול המיקרו אקלים (טמפרטורה, לחות, photoperiod), אופטימיזציה של תזונה מינרלית; שימוש בחומרים ממריצים לשחפת, הגבלות על צמיחה וגטטיבית. יחד עם זאת, השגת מיני פקעות בהיקפים גדולים היא משימה ארגונית וטכנולוגית מורכבת. הניואנסים של גידול אינטנסיבי של מיני-פקעות הם מידע מסחרי כבר יותר מ-20 שנה. אין תקנות מקצועיות ברשות הרבים, זה הידע של כל מפעל בנפרד.
ברבעון השני של שנת 2022 יתפרסם הספר "מיני פקעות תפוחי אדמה", המציג ומנתח מידע מדעי ומסחרי זמין בנושא, ובדגש על שיטות יעילות להגברת עוצמת ייצור המיני פקעות. נפח המידע הוא למעלה מ-400 עמודים.הספר יהיה זמין רק במנוי. שלח בקשות ל: s.banadysev@dokagene.ru