Разработка технологии производства оригинального оздоровленного семенного материала российских сортов картофеля с использованием аэропонной установки в условиях Северо-Западного региона Российской Федерации

Титульный лист и исполнители

РЕФЕРАТ

Отчет по научно-исследовательской теме выполнен на 70 листе и содержит 14 таблиц, 17 рисунков, включает в себя реферат, введение, главы, выводы, приложения. Список литературы включает 77 источника.

Ключевые слова: сорт, мини-клубни, аэропоника, оздоровление, клональное микроразмножение картофеля, витамины, in vitro, семеноводство.

Целью данной работы является выполнение исследований по разработке технологии производства оригинального оздоровленного материала российских сортов картофеля с использованием аэропонной установки для Северо-Западного региона Российской Федерации.

Объектом исследований: являлись отечественные сорта картофеля, препараты Ацикловир, витаминный комплекс Пиковит, L-аспарагиновая кислота.

Анализ полученных результатов: Впервые в условиях Северо-Западной зоны России проведены исследования препарата (Ацикловир 10-20 мг/л) по оздоровлению сортов от вирусной инфекции в условиях in vitro. В ходе работы усовершенствован процесс и методика клонального микроразмножения сортов картофеля с использованием новых препаратов, проведен подбор питательных сред на всех этапах культивирования с препаратом Пиковит 0,5-1,5 мг/л.

Разработаны новые элементы адаптации и возделывания картофеля на основе аэропонных технологий выращивания, оснащенные современным оборудованием, обеспечивающие размножение, выращивание и получение высококачественных, оздоровленных мини-клубней картофеля. Изученные приемы усовершенствования элементов семеноводства картофеля практичны и применены в условиях хозяйств различной формы собственности.

Совершенствование технологических процессов востребовано и эконо­мически выгодно это привело к сокращению материальных, трудовых и энергетических затрат производства.

ВВЕДЕНИЕ

Картофель – важная сельскохозяйственная культура, площадь, занимаемая под картофелем в мировом земледелии, превышает 18 млн. га. В России под картофелем занято около 3 млн. га пашни. Несмотря на высокий потенциал современных сортов картофеля до 80 т/га и более в большинстве хозяйств урожай не превышает 12-15 т/га. В первую очередь это связано с низким качеством семенного материала [3].

Производители семенного картофеля понимают, что крупномасштабное производство оздоровленного семенного материала невозможно без повсеместного и широкого применения новейших разработок в области сельскохозяйственной биотехнологии. Мощные биотехнологические комплексы на основе аэропонных технологий выращивания растений, оснащенные современным оборудованием, обеспечат оздоровление, диагностику и отбор исходных пробирочных растений, размножение, выращивание и получение высококачественных, оздоровленных мини-клубней картофеля. Эффективность любой технологии выращивания растений определяется возможностью регуляции каждого этапа их роста и развития [8, 25].

Большое количество мини-клубней реализует потенциал биотехнологии, на основе чего появляется возможность сокращения схемы семеноводства, которая у картофеля одна из самых длительных среди всех сельскохозяйственных культур. С учетом этой перспективы за последние годы предпринято много попыток усовершенствовать технологии получения мини-клубней, в том числе с выходом на промышленное производство мини-клубней как отдельного вида семеноводческой продукции или товара [26, 64].

Аэропонный метод получения мини–клубней является альтернативным традиционному и позволяет максимально ускорить процесс получения семян, но процедура выращивания и эффективность метода остаются до конца не изученными.

Целью данной работы является выполнение исследований по разработке технологии производства оригинального оздоровленного материала российских сортов картофеля с использованием аэропонной установки для Северо-Западного региона Российской Федерации.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи исследования:

1. Изучение наиболее эффективных концентраций питательных сред в условиях in vitro для увеличения коэффициента размножения пробирочного материала картофеля;
2. Изучение влияния бессубстратного культивирования растений на специально подобранных растворах на выход миниклубней картофеля;
3. Разработка высокотехнологичного способа производства миниклубней в условиях аэропоники;
4. Дать оценку экономической эффективности технологии получения миниклубней оригинального семенного картофеля.

В работе использованы основные методики по работе с культурой ткани.

Впервые проведены исследования препаратов по оздоровлению сортов российской селекции, рекомендованных для Северо-Западного региона Российской Федерации от вирусной и бактериальной инфекции в условиях in vitro, так как важнейшая задача семеноводства – сохранить в течение длительного времени продуктивность сортов.

В условиях Северо-Запада разработана технология размножения миниклубней оригинального материала картофеля с использованием аэропоники — высокотехнологичный способ бессубстратного культивирования растений на специально подобранных питательных растворах. Это важное агротехническое средство, позволило повысить выход оздоровленного посадочного материала.

Для выполнения научно-исследовательской работы были привлечены студенты Великолукской ГСХА, по результатам проведения опытов были успешно защищены две выпускные квалификационные работы. На основе полученного материала планируется проведение курсов повышения квалификации по направлению селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур.

Совершенствование технологических процессов востребовано и эконо­мически выгодно это привело к сокращению материальных, трудовых и энергетических затрат производства и благоприятно сказалось на экологической обстановке.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1Картофель на мировом рынке. Посевные площади

Картофель в нашей стране, наряду с хлебом, – традиционно основной продукт питания. Именно поэтому картофелеводство, будучи важнейшей отраслью сельского хозяйства в России, признано одним из приоритетных его направлений. Следует отметить, что ситуация в производстве отечественного картофеля сформировалась во многом под влиянием производства населением картофеля на своих приусадебных участках. В общей сложности из всего собираемого в стране урожая картофеля в размере 29,6 млн. т только 18% было собрано сельскохозяйственными. организациями и крестьянскими хозяйствами на основе применения современных машинных технологий. Остальные 82% урожая приходятся на сектор хозяйств населения, где преобладает преимущественно мелкотоварный и натуральный тип производства с ограниченными возможностями применения механизированных технологий и значительной долей ручного труда. Средняя урожайность картофеля в последние годы растет, но в целом еще достаточно низкая [3].

Связано это с тем, что в хозяйствах населения, производящих большую часть всего урожая картофеля, урожайность «традиционно» крайне низкая, из-за отсутствия у них сортовых качественных семян элитных классов и высших репродукций. Средняя урожайность картофеля в крестьянских (фермерских) хозяйствах примерно на 45%, а в сельскохозяйственных организациях на 80% выше, чем в хозяйствах населения [4].

Импорт семенного картофеля в Россию январе-марте 2019 года в Россию составил 3162,5 тонн семенного картофеля, что на 22,4% меньше, чем за аналогичный период 2018 года. Основной объем ввоза семенного картофеля в январе-марте 2019 года пришелся на Нидерланды это 70,2% всех поставок. Также ввоз осуществлялся из Финляндии — 13,9%, Германии — 12,6%, Беларуси — 3,2%, Франции — 0,1% [52].

В январе-марте 2019 года экспортные поставки находились на уровне 3859,5 тонн, что выше на 384,3% по отношению к аналогичному периоду 2018 года. Основной экспорт российского семенного картофеля в январе-марте 2019 года являлись Азербайджан — доля в общем объеме экспорта — 78,6%, Казахстан -19,3% и Туркмения 2,1% [14].

Посевные площади картофеля в промышленном секторе картофелеводства (без учета хозяйств населения) России в 2019 году, по предварительным данным Росстата, в хозяйствах всех категорий составили 302,3 тыс. га, что на 2,7% или на 8,5 тыс. га меньше чем в 2018 году. За 5 лет они сократились на 5,9% или на 18,9 тыс. га, за 10 лет на — 7,3% или на 23,7 тыс. га. В 2001 году площади составляли 266,0 тыс. га [60].

Крупнейшие регионы по размеру площадей картофеля в промышленном секторе картофелеводства в 2019 году, стали Астраханская область, Кемеровская область, Тюменская область, Челябинская область, Тверская область, Чувашская республика, Липецкая область, Омская область, Красноярский край, Удмуртская республика, Ростовская область, Краснодарский край, Тамбовская область, Ставропольский край, Республика Татарстан [33].

По состоянию на 1 сентября 2019 года в хозяйствах всех категорий накопано 53,4 тыс. тонн картофеля. Ход уборки характеризуется следующими данными, представленными в таблице 1.

Таблица 1- Урожая в сельскохозяйственных организациях на 01.09.2019 г.

Накопано картофеля	2019г	2019г к 2018году
		+,-	%
Всего, тонн	2264	+1242	В 2,2 раза
С 1 га, центнеров	260,2	+125,1	1925,6

В сентябре отмечается сезонное снижение оптовых и розничных цен на картофель в России, средние оптовые цены в 2019 году, составили 8,3 руб./кг без НДС (цена на объем закупки в 20 тонн) (рис.1). За месяц они снижаются примерно на 20 % или на 2,1 руб./кг, год назад цены на картофель составляли 8,5 руб./кг. Таким образом, по отношению к уровню годичной давности, оптовые цены на данную культуру снизились на 1,8% [34].

Рисунок 1 – Средние оптовые цены, на картофель в России по неделям руб./кг без НДС

Ослабление цен за год обусловлено тем, что в этом году сборы картофеля превышают объемы, которые наблюдались в прошлом году. Так, к 23 сентября 2019 года в промышленном секторе картофелеводства собрано 3,8 млн тонн картофеля, что на 0,5 млн тонн больше, чем было собрано к этой дате в прошлом году [32].

Мы представляем анализ мелкооптовых цен на картофель, который произведен на основе статистики по оптовым рынкам и овощным базам, в реализации присутствовала продукция из Московской, Нижегородской, Рязанской, Тульской областей, а также Республики Беларусь. В краткосрочном и долгосрочном периоде, отмечается снижение цен.

Средние мелкооптовые цены (цена на объем закупки в 30 кг) в Москве, на дату мониторинга составляли 12,5 руб./кг, за месяц они снизились на 7,4% (на 1,0 руб./кг), за 3 месяца — на 47,9% (на 11,5 руб./кг) [54].

По отношению к уровню годичной давности, мелкооптовая стоимость картофеля в Москве снизилась на 10,7%. В 2018 году мелкооптовые цены на картофель в Москве составляли 14,0 руб./кг (рис.2).

Рисунок 2 — Динамика мелкооптовых цен на картофель в России, руб./кг без НДС

В текущем году в Псковской области на 1 октября 2019 года валовые сборы картофеля составили – 98,4 тыс. тонн. Кроме того, Псковская область стала лучшей в Северо-Западном федеральном округе по урожайности картофеля — около 350 ц/га. В этом году аграрии региона выкопали порядка 44 тыс. тонн этого корнеплода с 1,3 тыс. га. В КФХ «Витязь» Печорского района накопали больше всего картофеля — 15 тыс. тонн, на втором месте — крестьянское хозяйство Владимира Павлова Порховского района — более 13 тыс. тонн. [33].

Требования к картофелю, которые диктует рынок, невозможно соблюсти аграриям, использующим некачественный посевной материал. Потребительские предпочтения сейчас сосредоточены на привлекательном внешнем виде клубня и хороших вкусовых качествах [52].

При выборе сорта руководствуются устойчивостью к заболеваниям и вирусам. Вирусы, которые распространяет тля, влияют на урожайность, качество и энергию роста картофеля. Псковская область была мало подвержена распространению вирусов, однако в условиях изменяющегося климата и территорий, свободных от тли, становится все меньше, поэтому картофель должен быть вирусоустойчив. Важно также наличие иммунитета картофеля к бактериальным болезням, поскольку с бактериозами трудно бороться [22, 74].

Современные производства предъявляют отдельные требования к картофелю, перерабатываемому на чипсы или заморозку. Такой картофель должен иметь определенный размер клубней с установленным количеством сухого вещества и низкое содержания сахара. Природные условия России ограничивают рост клубня и уровень сахара [16,42].

Сегодня наиболее популярны немецкие и голландские сорта картофеля, а также белорусские, менее — французские, американские, английские. Чаще всего аграрии выбирают посевной материал фирм «НОРИКА-СЛАВИЯ», «РосЕвроплант», «Солана», «Агрико», «КВС РУС», «Эйч-Зет-Пи-Си Садокас».

Важную роль в получении высокого и качественного урожая играют современные технологии, используемые при выращивании картофеля [15].

Таким образом, в целом показатели этого года говорят об успешной работе картофелеводов. Однако до сих пор отмечаются большие площади, занимаемые под импортными сортами. Велика зависимость от зарубежного посадочного материала, для изменения ситуации разработана ФНТП по картофелю. Участие в ней должно стимулировать производство отечественных сортов.

1.2 Селекция картофеля, современные тенденции и направления

Целью Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017 — 2025 годы является сокращение импортозависимости страны по основным сельскохозяйственным культурам и создание новых конкурентоспособных селекционных сортов с характеристиками, востребованными индустриальными партнёрами. Эти вопросы должны положены в основу работы организаций, участвующих в комплексных планах научных исследований подпрограммы «Развитие селекции и семеноводства картофеля» [36].

Процесс селекции картофеля — это процесс создания сортов картофеля, которые наиболее полно отвечают запросам потребителя. Зная эти качества картофеля можно приступать непосредственно к селекции, создавая сорта, наиболее полно отвечающие запросам покупателей [2, 9,11].

Создание высокопродуктивных отечественных сортов картофеля сегодня особенно актуально. Однако работа это длительная, и результатов можно ожидать не раньше, чем через несколько лет.

За последние годы сорт стал одним из определяющих факторов эффективности современного растениеводства. Роль сорта в формировании урожая доходит до 50%. Предполагается, что в будущем его значение останется таким же высоким, а в некоторых случаях еще больше возрастет [20, 68].

Сорта, созданные в конкретных почвенно-климатических условиях и отвечающие современным требованиям, способны значительно увеличить производство картофеля. Селекционной ценностью местных сортов являются их высокий адаптационный потенциал относительно определенного региона, соответствующий комплекс потребительских свойств [63, 76].

Современный сорт картофеля комбинирует более 50 различных признаков, основными из которых являются урожайность и ее компоненты, а также сроки созревания, устойчивость к распространенным болезням и вредителям, адаптивность к стрессам, к условиям применяемой агротехники и механизированной уборке; пригодность к длительному хранению [12].

В связи с большими требованиями, предъявляемыми к сортам картофеля, особенно по устойчивости к заболеваниям и вредителям, селекция этой культуры не могла долго базироваться на генетической основе одного вида S. tuberosum. Возникла необходимость вовлечения в скрещивания других видов, имеющих нужные гены. Были организованы поиски и изучение генетического разнообразия культурных и диких клубненосных видов картофеля [17, 43].

Задачи и направления селекции картофеля

Существующие сорта картофеля не удовлетворяют полностью предъявляемым к ним требованиям. Отмечены нестабильность урожайности и ее снижение под воздействием неблагоприятных внешних условий, а также в результате поражения болезнями и вредителями. В связи с этим перед селекцией ставится ряд задач, которые можно разделить на общие, региональные и специфические [21, 66].

Общая задача — создание экологически пластичных, высокоурожайных, устойчивых к болезням, вредителям и неблагоприятным условиям сортов, имеющих разные сроки созревания, обладающих высокой питательной ценностью и хорошими вкусовыми качествами и пригодных для механизированного возделывания [59].

Одна из региональных задач — выведение фитофтороустойчивых сортов для тех районов страны, где эта болезнь проявляется ежегодно и причиняет огромный ущерб картофелеводству. Другая — создание для южной зоны страны сортов картофеля, пригодных для суходольного и поливного земледелия в условиях повышенной температуры почвы и воздуха, а также двуурожайных сортов с коротким периодом покоя клубней [55, 59].

К специфическим задачам селекции нужно отнести выведение сортов, пригодных для промышленной переработки на пищевые полуфабрикаты (картофельная крупка, пюре, сушеный картофель и др.) и готовую продукцию (чипсы, помфри, крекеры и др.), а также сортов, приспособленных для выращивания из семян.

В связи с поставленными задачами разрабатываются и направления селекционной работы. Создаются высокопродуктивные сорта, устойчивые к фитофторозу, вирусным болезням, с повышенным содержанием крахмала, белка или с комплексом других важных признаков. Развитие новых направлений усложнило решение селекционных программ и потребовало организации промежуточного этапа в работе, а именно: получения специальных родительских форм — носителей отдельных ценных признаков или их сочетаний, отсутствующих у культурного вида S. tuberosum (иммунитет к вирусам, фитофторозу, нематоде, колорадскому жуку) [41].

Методы селекции

Существует несколько методов селекции: отбор, внутривидовая гибридизация, межвидовая гибридизация, метод беккросса, экспериментальная полиплоидия, экспериментальная гаплоидия, селекция на гетерозис, мутагенез, инцухт (инбридинг), клеточная селекция.

Внутривидовая гибридизация Межсортовые скрещивания между интродуцированными из разных стран сортами были получены первые отечественные сорта, имеющие высокую продуктивность и относительную устойчивость к ряду болезней: Лорх, Кореневский и др. Однако дальнейшая гибридизация между сортами S. tuberosum ssp. europaeum не принесла успеха, так как потомство от таких скрещиваний было неустойчивым к болезням и вредителям. После создания на основе межвидовой гибридизации новых сортов S. tuberosum ssp. hybridum вновь стало возможным получение высокопродуктивного, относительно устойчивого к болезням исходного материала [17, 74].

Межсортовая гибридизация широко используется для выведения сортов картофеля. При ее использовании, важны правильный подбор компонентов скрещивания и получение большого объема гибридных популяций для выделения клонов с хозяйственно ценными признаками [24].

Межвидовая гибридизация. Метод получил широкое распространение в нашей стране в начале 30-х гг. В скрещивания вовлекались дикие и культурные виды картофеля, устойчивые к различным болезням. Например, вид S. demissum использовали для получения фитофтороустойчивых сортов, таких как Удача, Чародей, Никулинский. Достаточно широко применяется в селекции на повышение крахмалистости сорта Верба и Зарево, и полевую устойчивость к фитофторе и нематодам вид S. andigenum сорта Пушкинец, Жуковский ранний [67].

Часто межвидовая гибридизация затруднена из-за нескрещиваемости многих видов с сортами и сильного доминирования негативных признаков диких видов в гибридном потомстве (длинные столоны, мелкие клубни, плохой вкус и др.), и чтобы избавиться от этих нежелательных признаков, используют бек-кроссирование [55, 71].

Исходный материал

Сорта отечественной и иностранной селекции, созданные на основе вида S. tuberosurn, обладали рядом положительных признаков (высокая урожайность и крахмалистость, хорошие вкусовые качества), но были неустойчивы к опаснейшим болезням, вредителям и стрессовым факторам. В связи с этим в 20-е гг. начались поиски источников таких признаков. После ряда экспедиций Н. И. Вавилова, С. М. Букасова, С. В. Юзепчука и других исследователей на родину картофеля в Америку, организованных в 1925-1927 гг. и позже, коллекция ВИР пополнилась большим числом диких и культурных видов, ставших донорами многих положительных признаков, отсутствующих у S. tuberosum. В странах Южной Америки были открыты культурные аборигенные виды картофеля, издавна возделываемые индейцами, например, S. phyreja, S. rybinii, и множество диких видов. В Северной Америке найдены только дикие виды [37, 39].

Известно около 150 диких и 20 культурных видов картофеля, многие из которых хорошо изучены. Так, S. commersonii устойчив к раку (агрессивным биотипам), парше обыкновенной, черной ножке, вирусам А и Y, стеблевой нематоде, колорадскому жуку, заморозкам, имеет повышенное содержание крахмала и сырого протеина [47].

В нашей стране селекция ведется по всем важнейшим направлениям: селекция на повышенное содержание крахмала и белка в клубнях, селекция на пригодность к механизированному возделыванию, селекция на устойчивость к вирусам, селекции на устойчивость к бактериальным заболеваниям, селекция на устойчивость к колорадскому жуку, селекция на устойчивость к нематоде, селекция на скороспелость и создание двухурожайных сортов, селекция на фитофтороустойчивость [38, 55].

1.3 Аэропоника в семеноводстве

Одним из факторов, определяющих урожайность картофеля, является качество семенного материала. Вегетативный способ размножения культуры способствует накоплению и быстрому распространению возбудителей заболеваний. Заражение картофеля встречается практически во всех регионах России и мира. Наиболее эффективным, экологически безопасным методом сдерживания процесса распространения инфекций картофеля является селекционный процесс, направленный на создание иммунных сортов [64, 71]. Для сортов уже введенных в реестр допущенных к использованию определен механизм поддержания качества семян в процессе семеноводства оригинального и элитного семенного материала картофеля на оздоровленной основе [6, 13, 70].

Современное семеноводство картофеля предполагает сочетание биотехнологических методов оздоровления растений на основе технологии культивирования in vitro апикальных меристем и стерильных растений с последующим выращиванием мини-клубней в защищенных условиях. При традиционном способе получения оригинальных мини-клубней в поле или тепличных условиях существует возможность повторного инфицирования растений грибной, вирусной и бактериальной инфекциями. Необходимо внедрение новых технологий выращивания высших репродукций семенного картофеля, обеспечивающих высокие темпы размножения оригинального материала в сочетании с гарантированным сохранением фитосанитарной чистоты [25, 75].

Способ круглогодичного выращивания растений в защищенных условиях в изолированном помещении при искусственном освещении в водной культуре известен достаточно давно и в сравнении с традиционной технологией, использующей почвенный субстрат, имеет ряд преимуществ [76]: отсутствуют трудоемкие и затратные мероприятия по замене или обеззараживанию старого субстрата, защиты от почвенных инфекций и вредителей; растения сбалансированно обеспечиваются питательными элементами, водой и кислородом; контролируется развитие клубней для получения однородных по размеру стандартных мини-клубней семенного картофеля [69].

Оздоровление семенного материала картофеля в культуре in vitro является важным этапом семеноводства. Аэропонный метод получения мини–клубней является альтернативным традиционному и позволяет максимально ускорить процесс получения семян [26, 65].

Аэропоника — высокотехнологичный способ бессубстратного культивирования растений на специально подобранных питательных растворах. Благодаря самым передовым научным разработкам, она становится важным агротехническим средством, позволяющим повысить выход оздоровленного посадочного материала картофеля, а также многих других культур. В отличие от гидропоники в аэропонных установках питательный раствор под давлением распыляется непосредственно на корни растений, периоды впрыскивания раствора чередуются с периодами аэрации корневой системы растений. Конструкция аэропонной установки обеспечивает свободный доступ к корневой системе и формирующимся мини-клубням растений [2].

В настоящее время этот метод пока является мало распространенным и плохо изученным, особенно в России. В мире наиболее активно данный метод разрабатывается в Латинской Америке, в том числе в Перу, Испании, Китае, Корее, Кении [1, 77].

При принципиально общих подходах не существует единой методики по выращиванию мини-клубней в аэропонных условиях. Выращивание растений картофеля в строго контролируемых условиях аэропонной установки с одной стороны повышает управляемость процессом получения продукции, а с другой — требует повышенного внимания, как к отдельным технологическим элементам, так и к их сочетанию. В настоящее время дискуссионными являются абсолютно все этапы и элементы методики, начиная с размещения растений при высадке, количества и качества подаваемого питательного раствора, интенсивности и качества освещения, до сбора готовых мини-клубней. [45].

Густота посадки растений является важным фактором при получении клубней картофеля. Ritter провел сравнительное изучение двух вариантов густоты посадки растений: 60 и 100 растений на 1 м² и по его данным достоверная прибавка в урожайности в 4 раза была достигнута при уменьшении количества растений на 1 м² [1].

Аэропоника позволяет (рис.3) на ограниченных посадочных площадях выращивать значительно большее количество растений, чем в открытом грунте или в теплице. Отсутствие между всходами конкуренции за питание и свет позволяет загущать посадки. Кроме того, убрав грунт, исключается необходимость стерилизации субстрата, борьбу с сопутствующими болезнями и упрощает уход за растениями [57].

Рисунок 3- Аэропонная установка

Крупномасштабное производство высококачественного семенного картофеля невозможно без широкого применения новейших разработок в области сельскохозяйственной биотехнологии. Мощные биотехнологические комплексы на основе аэропонных технологий, оснащенные современным оборудованием, обеспечат оздоровление, диагностику и отбор исходных пробирочных растений, размножение, выращивание и получение высококачественных, оздоровленных мини-клубней картофеля. Эффективность любой технологии выращивания растений определяется возможностью регуляции каждого этапа их роста и развития [46].

Применение современных питательных растворов способствует значительному увеличению выхода оздоровленных мини-клубней. Разработки в области проектирования технологических систем выращивания позволяют не только размещать растения на одном уровне, компактно, но и рационально заполнять объем используемых помещений путем создания дополнительных ярусов, тем самым экономя рабочую площадь и повышая выход готовой продукции [26,76].

Аэропонный способ позволяет гораздо более чутко регулировать условия абиотической среды, чем традиционные способы и технологии открытого грунта и даже абиотическая среда теплицы. Возможность оперативной регуляции среды функционирования корневой системы, является основным преимуществом аэропонных технологий. С помощью оптимально подобранных факторов минерального питания, спектрального состава света, температуры вокруг листовой поверхности, и в корневой зоне растений можно управлять метаболизмом растений, ускорять отток сахарозы из хлоропластов в клубни. Этим реально ускорить накопление крахмала в клубнях и многократно увеличить качество и количество урожая в виде мини-клубней [19, 72, 30].

Достоинства и недостатки аэропоники

Аэропоника построена на утверждении, что главной составляющей роста и развития растений является кислород. Поэтому растения, выращиваемые по принципу «кислородного насыщения», находятся в емкостях в подвешенном состоянии, их корни открыты и получают максимум воздуха. Для орошения применяется капельная система, подающая воду и питательный раствор [6, 73].

Преимущества аэропоники состоят в следующем:

• экологически чистый урожай, полученный без применения искусственных добавок;
• насыщенная кислородом среда ускоряет рост и развитие растений;
• благоприятные условия, создаваемые для культур, увеличивают урожай в несколько раз по сравнению с аналогами, выращенными в грунте или в субстрате;
• ускоренная вегетация позволяет получать урожай несколько раз в год, стабильно и без привязки к колебаниям климата;
• распылители орошают аэропонную систему с периодичностью, необходимой для оптимального роста растений;
• ухаживать за растениями просто. Например, для обновления или пересадки достаточно удалить старое растение и промыть оросительную систему [62].

Косвенными недостатками аэропоники можно считать следующие:

• растение имеет непривычный вид – корневая система слишком длинная, мощная и развитая по сравнению с остальными частями растений;
• поломки и ошибки в управлении системой орошения могут погубить урожай;
• повышенные требования к гигиене и защите от вирусов и бактерий, поскольку корневая система открыта;
• установки с подсветкой и механической оросительной системой стоят довольно дорого.

Важным параметром при выращивании растений является поддержание благоприятной температуры воздуха. Оптимальной температурой культивирования можно считать 18-22 ⁰ С днем и 14-18 ⁰ С ночью [62]. Мартиросян считает, что важным является не только сама температура культивирования, но различие в температуре воздуха и питательного раствора. В начале вегетации градиент между температурами «надземной и подземной» частей растений должен поддерживаться в интервале 8-16⁰С. При этом в дневное время разность температур должна быть положительной, а в ночное — отрицательной. Он полагает, что параметры микроклимата, поддерживаемые в период от цветения до прекращения прироста ботвы, оказывают первостепенное влияние на получение конечной урожайности [25, 76].

Важнейшее влияние на рост биомассы и урожайность мини-клубней оказывают состав и режим подачи питательного раствора. В качестве источников азота в составе питательного раствора использовал KNO₃ — 0,4 г/л и Са(NO₃)₂ — 3 г/л [14]. Выращивали растения на питательном растворе: KNO₃ — 2,2 г/л, Са(PO₄)₂ — 0,8, MgSO₄ — 0,8, Fe(ЭДТа) — 0,036, смесь микросолей Fetrilon — 0,048 г/л [6, 11]. Мартиросян Ю.Ц. рекомендует раствор Кнопа: Са(NO₃)₂ — 1 г/л, KH₂PO₄ — 0,25, КС1 — 0,125, FeCl₃ — 0,125 г/л [65]. При этом на первой неделе рекомендуют применять разбавленный в 4 раза раствор, на второй — в 2 раза, на третей неделе — неразбавленный раствор. На этапе формирования клубней ряд авторов исключают из питательного раствора аммонийные формы азота, которые провоцируют рост побегов и задерживают инициацию клубней [62, 72], при этом раствор необходимо менять каждые четыре недели. При культивировании в промышленном масштабе полная замена питательного раствора невозможна, это затрудняет контроль за качеством раствора. В этих условиях особое место занимает показатель электропроводности раствора.

Аэропонный способ выращивания растений предполагает длительные периоды нахождения растений в воздушной среде в перерывах между орошением корней питательным раствором, интервал подачи раствора и аэрации необходимо менять по мере роста растений. Чем растения старше, тем меньше должен быть период впрыска питательного раствора и соответственно дольше время аэрации корней [6, 65].

При выращивании растений в искусственных условиях для эффективного фотосинтеза необходимо обеспечить им необходимый уровень освещенности. На этапе активного наращивания надземной биомассы растений усиливают в осветительном блоке содержание оранжево-красной составляющей спектра 625-670 нм, а в период клубнеобразования — синей его составляющей 380-460 нм. Спектр излучения их должен включать в себя, кроме синего и красного другие участки спектра видимого диапазона, в том числе ближней ультрафиолетовой и дальней красной радиации [35, 48].

Важным показателем, влияющим на общую продуктивность мини-клубней при выращивании картофеля, являются продолжительность вегетации и периодичность сбора мини-клубней, связанная с нормированием размера собираемых клубней. Через 2 месяца после высадки растений в установку начинается сбор клубней с периодичностью 15 суток [1, 44].

Основным показателем эффективности выращивания семенного картофеля является коэффициент размножения, при этом количество клубней связано с их размером. В России размер мини-клубней для семенных целей регламентируется ГОСТом Р 53136-2008 [71]. Для категории оригинальных семян установлен диаметр мини-клубней 7-55 мм. Качество получаемых мини-клубней не зависит от способа их получения.

Многие авторы указывают на необходимость совершенствовать аэропонный метод выращивания картофеля, разрабатывать новые способы увеличения урожайности и коэффициента размножения мини-клубней. В мире накоплен некоторый опыт в данном вопросе, опираясь на который следует разрабатывать новые пути развития и совершенствования аэропонного метода выращивания картофеля [61].

По полученным предварительно результатам исследований аэрогидропонного круглогодичного получения, хранения и полевого испытания мини-клубней новых перспективных сортов картофеля, выявились существенные различия коэффициента размножения картофеля от сорта. В связи с этим необходимы исследования по изучению зависимости процессов размножения от сортовых особенностей картофеля и поиску возможностей увеличения выхода мини-клубней с учетом особенностей технологии размножения [2].

ГЛАВА 2 МЕСТО, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Место проведения и объект исследования

Исследования проводились в лаборатории по клональному микроразмножению растений Великолукской государственной сельскохозяйственной академии 2018 – 2019 гг, путем проведения лабораторных и полевых опытов. Объектом исследований служили сорта картофеля среднеспелой группы спелости Сивирский, Евразия, Майский цветок, Гусар.

СИВИРСКИЙ – Среднеспелый, многоклубневый. Клубни желто-красные, округлые. Средняя урожайность 35-43 т/га, товарность 85-93%, средняя масса одного товарного клубня 86-90г., под кустом формируется от 15-18 до 25 клубней. Крахмалистость 14-17,5%, вкус хороший и отличный. Фитофтороустойчив, в отдельные годы отмечается незначительное поражение бактериальными гнилями и мозаичным вирусом. Устойчив к раку, нематоде и слабовосприимчив к ризоктониозу.

ЕВРАЗИЯ — сложный межвидовой гибрид, среднераннего срока созревания. Клубни округлые желто-красные, глазки мелкие. Мякоть светло-желтая, не темнеет при резке и варке. Средняя урожайность колеблется от 30-40 т/га в ранние сроки уборки (на 45 день от всходов) 10-12 т/га. Товарность клубней 87-92%. Масса товарного клубня 87-95 грамм.

Крахмалистость варьируется от 15до 18,5 %. Вкус хороший и отличный. Устойчив по ботве и клубням к фитофторозу, бактериальным гнилям, слабовосприимчив к ризоктониозу и вирусам. Устойчив к раку им золотистой картофельной нематоде. Лёжкость хорошая.

МАЙСКИЙ ЦВЕТОК – (ГНУ Ленинградский НИИСХ «Белогорка»), среднеспелый сорт, универсальный. Урожайный, многоклубневый. Содержание крахмала в клубнях 14-17,5%. Вкус отличный. Мякоть белая. Сорт устойчив к раку, фитофторозу, вирусным заболеваниям, относительно устойчив к парше обыкновенной, ризоктониозу. Клубни ярко-розовые (очень красивые), овальные, глазки мелкие. Лежкость хорошая. Пригоден для приготовления чипсов и пюре. Сорт готовится к передаче на Госсортоиспытания.

ГУСАР (ФИРМА ЛиГА). Среднеспелый сорт. Содержание крахмала 15-17%. Вкус хороший. Мякоть кремовая не темнеющая. Устойчив к раку, к фитофторозу, парше, к вирусам. Засухоустойчив, лёжкость очень хорошая. Клубни обладают глубоким периодом покоя.

2.2 Условия проведения исследования

Псковская область расположена на Северо-Западе русской равнины между 5 5°31′ и 59°01′ северной широты, 27°20’и 31°30′ восточной долготы. Площадь Псковской области составляет 55,3 тыс. км². Протяженность территории с севера на юг 380 км, с запада на восток 260 км. Область граничит с Эстонией, Литвой, Латвией, Белоруссией, Смоленской, Тверской, Новгородской и Ленинградской областями РФ.

Климатические условия Псковской области определяются главным образом переносом теплых воздушных масс с Атлантического океана и Балтийского моря и холодных — из районов Арктики. Вторжение арктических воздушных масс вызывает резкие изменения погоды, весной и в начале лета они сопровождаются поздними заморозками, зимой — понижениями температуры, доходящими в отдельные дни до -40°С и ниже.

Среднегодовая температура воздуха +4,4°С. Годовое количество осадков (645 мм) значительно превышает испарение (около 400 мм), что обуславливает промывной режим почв.

Заметное влияние на климат оказывают местные физико-географические условия: рельеф, растительный покров, наличие крупных водоемов. Так, на всех возвышенностях области осадков выпадает на 30-40% больше, чем на равнине; в акватории Чудского озера климат суше и теплее по сравнению даже с югом области, в лесистых районах амплитуда колебания температур меньше, здесь весной дольше лежит снег, практически отсутствует поверхностный сток.

В 2019 году апрель оказался теплым и сухим, однако в 1и 2 декадах мая наблюдался возврат холодов. Вместе с тем по сравнению с предыдущим годом перепад дневных и ночных температур был не столь значительным. Лето выдалось умеренно теплым, с достаточным количеством осадков. Сентябрь был теплым и сухим, с большим количеством солнечных дней, что способствовало уборке.

Начало мая характеризовалось умеренно теплой погодой и количеством осадков, близким к среднемноголетним данным. Во второй половине мая температура воздуха значительно повысилась до 15-21 градуса в среднем, что на 6-9 градусов выше нормы. Общая сумма выпавших осадков за третью декаду мая на основной территории области составила 18-35 мм. По температурному режиму июнь был жарким (на 2,7^оС теплее обычного), июль – прохладным (1,4^оС холоднее обычного), август и сентябрь – в пределах среднемноголетних значений.

В июне преобладала теплая сухая погода с редкими дождями. В среднем за месяц температура воздуха составила 20 градусов. В отдельные периоды первой половины июня наблюдалась жаркая сухая погода с температурой воздуха в дневные часы до 25-28 градусов. Июль характеризовался температурами, близкими к среднемноголетним, около 22 градусов. Август отличался теплой погодой с незначительными дождями в третьей декаде месяца. В среднем температура воздуха составила 18-21 градус, что на 2-4 градуса выше обычной. Общая сумма осадков – 40-73 мм, 44-98% нормы. При оценке условий увлажнения учитывалось не только количество выпавших осадков, но и соответствующий температурный режим, от которого в большей степени зависело испарение влаги с поверхности почвы и транспирация растений. Поэтому наиболее объективную оценку увлажнения определяет гидротермический коэффициент. С учетом ГТК (за период с t 10^оС) вегетационный период характеризуются как влажный (ГТК 1,6-1,3).

2.3 Методика проведения исследований

Исследования проводились согласно методикам по проведению работ с культурой ткани и клонального микроразмножения картофеля, методикой по картофелю разработанными НИИКХ и кафедрой биотехнологии МСХТА [28].

Опыты проводились в четырехкратной повторности (по 20 растений) согласно методике работы с культурой ткани [27]. В процессе изучения в разные стадии развития измерялись количество корней и их длина, число междоузлий, высота растений. Статистическая обработка данных проводилась согласно методике на персональном компьютере с использованием программы «STRAZ».

Для выращивания растений из черенков мы использовали среду Мурасиге-Скуга (MS) в модификации Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. Питательную среду разливали в пробирки, закрывали ватными пробками и стерилизовали в автоклаве при давлении 0,1 МПа в течение 25 минут.

Определение зараженности вирусами в листовых пробах проводили методом ИФА, ИХА, ПЦР. В качестве образцов использовали клубни и микрорастения.

Распространенность вирусов в полевых условиях изучали в Ленинградской (лабораторный и демонстрационный участки НИИСХ «Белогорка»), Псковской (опытное поле ВГСХА, фермерское хозяйство Павлова В.И.) [48].

Хемотерапию осуществляли с использованием антивирусного препарата ацикловира в концентрации 10, 15 и 20 мг/л путем добавления в состав питательной среды.

Описание антивирусных препаратов, используемых в исследованиях: Ацикловир – российский препарат противовирусного действия. Основное действующее вещество – ацикловир. Ацикловир является современным противовирусным препаратом, применяемым для профилактики и лечения герпесвирусной инфекции. Синтетический аналог ациклического пуринового нуклеозида, обладающий высоко избирательным действием на вирусы герпеса. В инфицированных клетках, содержащих вирусную тимидинкиназу, происходит фосфорилирование и превращение в ацикловира монофосфат, под влиянием гуанилатциклазы ацикловира монофосфат преобразуется в дифосфат и под действием нескольких клеточных ферментов в трифосфат. Ацикловир трифосфат выстраивается в цепочку вирусной ДНК и блокирует ее синтез посредством конкурентного ингибирования вирусной ДНК-полимеразы. Специфичность и весьма высокая селективность действия также обусловлены преимущественным его накоплением в клетках, пораженных вирусом. Ацикловир ранее не использовался в качестве антивирусных препаратов на растениях [23].

Термотерапию проводили в термостате при относительной влажности воздуха 70 %, освещенности растений около 1 тыс. люкс, фотопериоде 12 часов. Клубни первые 7 суток обрабатывали температурой 30-32 ⁰С, в последующие 30 суток – температурой 37 ⁰С. Повторность в опыте 4-х кратная по 20растений. После завершения терапии микрорастения подвергали тестированию методом ИФА. [28].

Термотерапия эффективна в разрушении вирусных частиц уже присутствующих в клетке, но слабо действует на синтез новых вирусных частиц [27].

А) Схема опыта по оздоровлению сортов картофеля:

1. MS контроль

2. MS +Ацикловир 10 мг/л

3. MS +Ацикловир 15 мг/л

4. MS + Ацикловир 20 мг/л

Б) Схема оптимизации микроклонального размножения (таблица 2):

Таблица 2 – Схема оптимизации микроклонального размножения

Среда	Концентрация мг/л
		MS+Контроль	0
MS+Пиковит	0,5
MS+Пиковит	1,0
MS+Пиковит	1,5

Описание витамина Пиковит, используемых в исследованиях:

Пиковит – Состав таблеток Пиковит – содержание на 1 таблетку: Витамин А (ретинола пальмитат) – 180 мкг (327 МЕ), Витамин Д₃ (холекальциферол) – 2,2 мкг (88 МЕ), Витамин В₂ (рибофлавина натрия фосфат) – 0,3 мг, Витамин В₁ (тиамина гидрохлорид) – 0,25 мг, Витамин В₆ (пиридоксина гидрохлорид) – 0,3 мг, Витамин В₁₂ (цианокобаламин) – 0,2 мг, Витамин С (аскорбиновая кислота) – 10 мг, Витамин РР (никотинамид) – 3 мг, Витамин В₅ (пантотеновая кислота) – 1,2 мг, Витамин В₉ (фолиевая кислота) – 4 мкг, Кальций – 12,5 мг, Фосфор – 10 мг

Методика выращивания миниклубней в Аэропонной установке

Аэропонная установка состоит из вегетационных лотков, образующих посадочное поле, емкостей для питательного раствора, насоса, источников света с устройствами светораспределения и системы управления технологическими процессами.

Водообеспечение и минеральное питание растений осуществляется путем периодического орошения корневой системы питательным раствором, в паузах между подачей раствора происходит аэрация.

Система автоматического управления технологическими процессами обеспечивает заданную цикличность протока питательного раствора, длительность и цикличность светового  периода, осуществляет управление системой  вентиляции. На  пульт управления выведены органы управления, текущая информация о работе систем и световая индикация нештатных режимов работы.

1.Пересадка растений в аэропонику

Опыты проводились в 2019 г. в лаборатории микроклонального размножения растений картофеля, материалом исследований служили микрорастения картофеля сортов Бриз, Манифест, Одиссей, оздоровленные методом апикальной меристемы в сочетании с термо- и химиотерапией, высаживали в аэропонную установку в количестве 32 штук и проводили сравнительный анализ количественного выхода мини-клубней.

Наиболее оптимальное условия для роста и развития пробирочных растений создается при соблюдении ниже следующих условии:

а) первое время без солей в растворе, без яркого света, в прохладное место, без использования кондиционера;

б) температура раствора 16-18ºС;

в) питательные элементы добавлять только тогда, когда восстанавливается тургоцентность всех видов тканей и по всему объемов тканей [25].

2.Состав и приготовление питательного раствора

Культивирование растений в зависимости от стадии вегетации растений производится на двух типах питательного раствора – растворе А и растворе В.

Состав питательного раствора А на 100 л;

КNO₃ 25 г

NH₄NO₃ 10 г

Ca(H ₂PO₄)₂х Н ₂О 12 г

MgSO₄ х7H 2О 7,6 г

FeSO₄ х 7H ₂О 1,1 г

ЭДТА 1,4 г

Раствор микроэлементов — 2,5 мл

Состав питательного раствора В на 100 л;

КNO₃ 50 г

NH₄NO₃ 20 г

Ca(H ₂PO₄)₂х Н ₂О 24 г

MgSO₄ х7H 2О 15,2 г

FeSO₄ х 7H ₂О 2,2 г

ЭДТА 2,8 г

Раствор микроэлементов — 5 мл

Состав питательного раствора В из расчета на 100 л включает удвоенные концентрации макро- и микроэлементов, установленных для базового состава питательного раствора А.

После индицирования клубнеоброзования и до конца вегетации соли NH₄NO₃ в растворы не вносятся.

Уровень рН раствора должен быть в пределах 5,5-7,0.

Процесс выращивания растений в установке условно разбивается на 3 этапа:

1 этап – укоренение и интенсивный рост надземной биомассы;

2 этап – индукция клубнеобразования (12-17 день вегетации);

3 этап – регулярный сбор клубней (с 38- 50 дней вегетации).

На первом этапе после высадки корневая система растений, расположенных в лотке рядом, срастается и образует сплошную корневую ленту.

Признаком, характеризующим завершение первого этапа вегетации, является образование сомкнутого посева над лотками.

На втором этапе проводится индуцирование клубнеобразования (см. таблицу). В течение этапа клубнеобразования режим «ночь» является неприкосновенным – не допускается засветка посева с уровнями облучения более одного Ватта ФАР на м².

В начале третьего этапа изменяются режимы культивирования (см. таблицу) и осуществляется регулярный сбор клубней. Сбор клубней производится через день со всей установки только в утренние часы (непосредственно перед включением освещения).

Параметры оборудования инженерных систем представлены в таблице 3

Таблица 3 – Параметры оборудования инженерных систем

Наименование параметра	Этапы культивирования
	1 этап	2 этап	3 этап
Фотопериод, час/сутки	16	10	12
Температура воздуха в  режиме «День»	22-24ºС	16-18ºС	20-22ºС
Температура воздуха в режиме «Ночь»	18-20 ºС	14-16ºС	14-16ºС
Относительная влажность воздуха	75-85%	65-75%	65-75%
Температура питательного раствора	16-20ºС	15-17ºС	16-18ºС
рН раствора	5,5-7,0	5,5-7,0	5,5-7,0
Цикличность подачи питательного раствора, подача/пауза, мин.	5/10, с 15 дня вегетации

После посадки мини-клубней их уход в условиях in vivo состоял из систематических рыхлений междурядий, обработок средствами защиты растений и подкормок. Уборку мини-клубней проводили в третьей декаде августа с предварительным скашиванием ботвы за две недели до уборки. Структуру урожая определяли согласно существующим требованиям для питомника производства мини-клубней. Наблюдения и учеты в полевых опытах проводили согласно общепринятой методике исследований по культуре картофеля. Они включали фенологические наблюдения, биометрические показатели роста и развития растений, пораженность растений болезнями в течение вегетации и клубней при уборке, учет количества и массы клубней в урожае картофеля:

1. Фенологические наблюдения: начало (10%) и массовое (75%) появление всходов; первые единичные бутоны (10%) и полная бутонизация (75%); начало (10%), полное цветение (75%) растений; отмирание ботвы.

2. Биометрические исследования (количество стеблей, количество и фракционный состав клубней) проводили путем взятия растительных проб с каждого варианта опыта по пять растений с интервалом 10 дней.

3. Пораженность болезнями – визуальная оценка проявления патологий по 9-ти бальной шкале.

4. Снятие листовых проб для оценки скрытой зараженности растений вирусами методом ИФА-анализа. По листовым пробам оценивали по 200 растений для каждого сорта при скашивании ботвы в конце цветения.

5. Учет урожая клубней проводили путем фракционирования по наибольшему поперечному диаметру, с последующим подсчетом и взвешиванием урожая.

Почва на полевом участке дерново-подзолистая среднесуглинистая. Содержание в почве гумуса 2,5%, рН — 6,5. Содержание основных элементов питания: N — 50 мг/кг; Р₂О₅ — 180 мг/кг; К₂О — 200 мг/кг. Пахотный слой 25-30см, под зяблевую вспашку вносили 15 т/га компостного навоза. Предшественник — чистый пар. Фоновая доза минеральных удобрений N₉₀P₁₈₀K₁₈₀ кг/га. Повторность в полевых опытах 4 — кратная, учетная площадь делянки – 1,54 м². Схема посадки 70×25 см. Посадку клубней проводили в первой декаде мая. Обработку почвы проводили: осенью — зяблевая вспашка, весной — фрезерование и нарезка гребней. Уход заключался в одной междурядной обработке, окучивании, опрыскивании против фитофтороза при смыкании ботвы препаратом Ридомил Голд МЦ 2,5 кг/га и через 10 дней – Дитаном М-45 1,5 кг/га, ЮНИФОРМ, СЭ.

Рисунок 4 — Вегетирующие растения картофеля выращенные из мини-клубней

Подкормка вегетирующих растений: аспарагиновая кислота в концентрациях 5, 10 и 15 мг/л. Подкормка растений 2 раза в фазах бутонизация и цветение. Уборку проводили вручную. Урожай учитывали поделяночно. Полученные данные обрабатывали статистически.

Аминокислоты имеют важное значение как факторы роста, являются запасными соединениями, которые необходимы для протекания биологических процессов. Известно, что для их образования растение тратит большое количество энергии. При применении препаратов на основе аминокислот растения получают их уже в готовом виде, поэтому им не нужно тратить энергию на их синтез с макро- и микроэлементами и они сразу включают их в состав белков и ферментов. Аминокислоты можно считать стимуляторами роста растений. Они необходимы для синтеза растением необходимой в данный момент вещества, участвуют в большинстве обменных процессов. Аспарагиновая кислота – аминокислота, которая считает одной из важнейших для здорового и быстрого роста, размножения всех тканей и клеток. В организме растений присутствует в составе белков и в свободном виде. Выполняет важные функции при обмене азотосодержащих веществ. Во время образования аминокислоты аспарагина из аспарагиновой кислоты в организме связывается токсичный аммиак, что помогает очищать клетки растений. Доказано, что растения получают азот из почвы в виде нитратных, нитритных и аммонийных ионов. Лучше остальных используется растениями ионы аммиака, которые еще в корнях взаимодействуют с аспарагиновой кислотой, что и создает аспарагин. Аспарагиновая кислота и её составляющий — аспарагин, просто необходим растениям для синтеза всех без исключения белковых соединений. Как следствие, аминокислотные продукты помогают синтезировать необходимые вещества для получения высокого и качественного урожая, а также преодолевать неблагоприятные факторы среды. Аминокислоты увеличивает концентрацию хлорофилла в растении, что незамедлительно повышает способность к фотосинтезу. Хлорофиллы — это молекулы, отвечающие за поглощение энергии света. Это наделяет растениям ярко зеленым, здоровым окрасом. [10].

ГЛАВА 3 ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА КЛОНАЛЬНОГО РАЗМНОЖЕНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ СОРТОВ КАРТОФЕЛЯ В УСЛОВИЯХ IN VITRO И АЭРОПОНИКИ

3.1 Оздоровление перспективных сортов картофеля в условиях in vitro

Основой семеноводства картофеля является получение высоких, качественных и устойчивых урожаев за счет использования высококачественного семенного материала высоких категорий. Изменения в экологии, агротехнике возделывания картофеля, завоз зарубежных сортов способствует расширению ареала вирусных заболеваний, усилению их вредоносности. Получение семенного картофеля свободного от вирусной инфекции затрудняется из-за вегетативного размножения картофеля, которое способствует быстрому накоплению в клубнях грибных, бактериальных и вирусных болезней. Наибольшая опасносность вирусных болезней картофеля обусловлена тем, что под воздействием вирусов происходит снижение роста и развития растений, а также ухудшается качество клубней и соответственно урожайность [50, 51].

Оздоровление от вирусов традиционно осуществляют путем термотерапии, хемотерапии и культуры меристем. Однако термостабильные вирусы не удается уничтожить термообработкой. Хемотерапия – эффективный способ оздоровления растений от многих вирусов, но некоторые антивирусные препараты опасны для здоровья человека или проявляют фитотоксичность. В связи с этим возникает необходимость совершенствования методов оздоровления. При оздоровлении картофеля in vitro от вредоносных вирусов определялась эффективность различных концентраций препаратов, позволяющих получать большее количество жизнеспособных здоровых эксплантов. Вирусы наносят существенный ущерб посадкам картофеля и поэтому сорта, прежде чем они будут переданы в Госсорткомиссию должны быть освобождены от инфекции [53, 56].

Согласно требованиям стандарта исходный материал (микрорастения, микроклубни, мини-клубни), предназначенный для получения оригинального семенного картофеля, должен быть свободным, прежде всего, от вирусной, виройдной и бактериальной инфекции в скрытой форме, что должно подтверждаться результатами лабораторного тестирования с применением методов ИХА, ИФА и ПЦР [31].

С целью оздоровления сортов мы проводили общую термотерапию и обрабатывали клубни в течение недели повышенными температурами. Затем из клубней прошедших процедуру термотерапии получали меристему, и культивировали ее на питательных средах содержащих вещества подавляющие вирусную инфекцию. Для подбора концентрации препарата Ацикловира были проведены предварительные опыты и выявлены оптимальные концентрации. Данные по изучению влияния антивирусного препарата Ацикловира на оздоровление сортов картофеля представлены в таблице 4.

Таблица 4 – Параметры развития меристем сортов картофеля в зависимости от концентрация Ацикловира мг/л

Сорт	Препарат	Получено меристем, шт.	Выход жизнеспособных эксплантов		Выход здоровых растений-регенерантов
			шт	%	шт	%
Евразия	Контроль	72	59	81,9	3	5,0
	Ацикловир10	68	44	64,7	9	20,4
	Ацикловир15	67	49	73,1	12	24,4
	Ацикловир20	65	46	70,7	7	15,2
Сивирский	Контроль	69	42	61,7	0	0
	Ацикловир10	67	41	61,2	2	4,8
	Ацикловир15	69	49	71,0	5	11,9
	Ацикловир20	68	39	56,5	3	7,6

Традиционно на территории Псковской области наиболее существенный вред оказывает вирус Y – полосчатая мозаика, урожай снижается на 10-70%, ухудшается товарность клубней. Проявляется на листьях в период бутонизации в виде некротических черно-коричневых угловатых пятен между жилками и полосок на жилках, некрозы распространяются вниз по черешкам на стебель. Передается инфекция с клубнями от больных растений, тлями, контактным путем. Вирус М – мозаичное закручивание верхних листьев, снижение урожайности на 25-40 % и уменьшается содержание крахмала в клубнях на 2-3 %. Отмечаются мозаичность, закручивание и волнистость краев верхних листьев в виде ложечки. Сильно проявляется в период бутонизации . Изучаемые нами сорта были повреждены вирусом М и оздоровление проводили от данного вируса. Из данной таблицы видно, что изучаемые нами сорта картофеля по-разному отреагировали на применение антивирусного препарата Аликловир в представленных концентрациях.

Наибольшее количество меристем у сорта Евразия было получено на питательной среде без добавления препарата Ацикловир — 72 штуки. Максимальный выход жизнеспособных эксплантов отмечен на питательной среде с применением Ацикловира в концентрации 15 мг/л., что составило — 49 штук или 73,1% от общего количества меристем. После проведения анализов на наличие вирусной инфекции выход здоровых растений регенерантов составил 12 штук или 24,4% от общего количества полученных меристем на питательной среде с применением антивирусного препарата в концентрации 15мг/л.

У сорта Сивирский наилучшие результаты по вычленению меристем отмечены в контроле в варианте с Ацикловиром 15 мг/л, что соответственно равнялось 69 штукам. Наибольший выход жизнеспособных эксплантов – 49 штук – 71,0% зафиксирован в варианте с добавлением Ацикловира в концентрации 15 мг/л. Выход большего количества здоровых растений-регенерантов 5 штук или 11,9% от общего число также отмечено при добавлении 15 мг/л Ацикловира (рис 5). Отрицательный результат по оздоровлению изучаемых нами сортов картофеля был отмечен в варианте без применения противовирусного препарата. У сорта Евразия процент оздоровленных регенерантов составил 5,0, а у сорта Сивирский – 0 %.

Рисунок 5- Оздоровленные микрорастения сорта Сивирский

Таким образом, из проведенных нами исследований по полученным данным можно сделать следующий вывод, что применение противовирусного препарата Ацикловир положительно влияет на оздоровление растений картофеля от вируса М, и наиболее эффективная концентрация, при которой был получен больший выход здоровых растений регенерантов у двух изучаемых нами сортов является 15 мг/л.

3.2 Влияние концентраций комплекса витаминов Пиковит в питательной среде на рост и развитие растений картофеля в культуре in vitro

Семеноводство картофеля является сложным, энергозатратным и трудоемким процессом. В условиях недостатка производства отечественного семенного картофеля, одним из основных способов увеличения объемов выращивания исходного оздоровленного семенного материала, является разработка новых методов интенсификации процесса размножения семенного материала картофеля на начальных этапах семеноводства. Одним из главных элементов технологического процесса размножения высококачественного оздоровленного картофеля в оригинальном семеноводстве является получение исходного материала, свободного от вирусных и бактериальных инфекций, а также подбор компонентов питательной среды в оптимальных дозах для наилучшего роста и развития растений [7, 23].

Современные методы биотехнологии обладают неоспоримыми преимуществами и позволяют круглогодично проводить работы по производству элитного посадочного материала картофеля. Эффективное проведение таких работ обеспечивается тщательным подбором условий культивирования растений in vitro, подбору конкретно для каждого сорта питательных сред и отдельных компонентов среды, обеспечивающих максимальные параметры развития растений и их продуктивность в дальнейшем [20, 29].

Ускоренное микроразмножение осуществляется с помощью черенкования. Размещение экспланта в виде микрочеренка на новую питательную среду способствует дифференциации клеток и образованию новых органов. Рост стебля и корней начинается на 3-4 день после посадки, состав питательной среды оказывает влияние на органогенез и коэффициент размножения изучаемых сортов картофеля. Совершенствование технологии размножения исходного материала направлено на подбор оптимальных концентрации комплекса витаминов Пиковит, способствующего получению высококачественного семенного материала [59].

Витамины принадлежат к активным веществам, играющим существенную роль в культуре тканей. В процессе роста растения синтезируют необходимое им количество витаминов. Но исследования показывают, что при внесении витаминов в питательную среду рост ткани улучшается [5].

Существенное влияние на морфогенез пробирочных растений оказывает наличие или отсутствие в составе питательной среды витаминов. Так например витамин В6 является наиболее важным в поддержании баланса калия и натрия в организме и является необходимым веществом для полноценного обмена белков, углеводов и жиров [50].

Аскорбиновая кислота в растительном организме участвует в транспортировке водорода. Витамин С повышает морозостойкость растений. В молекуле витамина В6 содержится азот, главнейший элемент минерального питания растений, повышение его концентрации в питательной среде приводит к формированию мощного ассимиляционного стебле-листового аппарата. Уровень азотного питания определяет размеры и интенсивность синтеза белка и других азотистых органических соединений в растениях и, следовательно, ростовые процессы [49].

Согласно результатам наших исследований процесса морфогенеза на питательных средах с разной концентрацией витаминного комплекса Пиковит мы получили следующие данные. У среднераннего сорта картофеля Евразия положительные результаты по количеству междоузлий и высоте растений на седьмой день культивирования были получены на питательной среде с добавлением витаминного комплекса в концентрации 1,5 мг/л и соответственно равнялись 1,8 шт. и 20,3 мм (таблица 5).

На 14 день пассажа 3,7 штуки междоузлий было сформировано на среде с добавлением витаминов в концентрации 0,5 мг/л, а более высокими растения зафиксированы в варианте MS+Пиковит 1,5 мг/л и равнялась 52,1 мм. На 21 день подсчета на морфогенез растений в целом оказала положительное влияние питательная среда с добавлением витаминов в концентрации 1,5 мг/л, что по количеству междоузлий превышало стандарт на 0,1 штуки и по высоте растений на 19,4 мм.

У сорта Сивирский на седьмой день наблюдений положительный результат по количеству междоузлий отмечен на стандартной среде MS – 2,1 шт., а по высоте — 23,4 мм на среде MS+Пиковит 0,5 мг/л .

Таблица 4 – Влияние разной концентрации комплекса витаминов Пиковит на процесс морфогенеза микрорастений картофеля

На 14, 21 дни культивирования у данного сорта на количество междоузлий и высоту микрорастений положительное действие оказала питательная среда с добавлением витаминов в концентрации 1,0 мг/л, что соответственно равнялось — 4,4 шт., — 6,6 шт., и — 42,8 мм, 72,9 мм, и что превышало стандарт на 0,4 шт. и 4,0 мм.

Среднеспелый сорт Гусар большее количество междоузлий – 2,0 шт. и высоту- 18,1 мм на 7- день роста сформировал на среде MS. На 14 и 21 дни культивирования эти показатели были отмечены на среде MS+Пиковит 1,0. По количеству междоузлий превышение стандарта составило — 0,3 штуки, а по высоте растений это значение равнялось — 11,9 мм (рис. 6).

Таблица 5 – Влияние разной концентрации комплекса витаминов Пиковит на процесс морфогенеза микрорастений картофеля

Сорт	Питательная среда	Период культивирования, дни						±Кол-во междоузлий на 21-е сутки к St, шт	± Высота растений на 21-е сутки к St, мм
		7		14		21
		Кол-во междоузлий, шт.	Высота растений, мм	Кол-во междоузлий, шт.	Высота растений, мм	Кол-во междоузлий, шт.	Высота растений, мм
Евразия	MS(St)	1,2	19,1	3,3	47,8	4,6	65,4	—	—
	MS+Пиковит 0,5 мг/л	1,9	18,2	3,7	48,1	4,0	66,7	-0,6	+1,3
	MS+Пиковит 1,0 мг/л	1,5	18,0	3,0	47,7	4,2	53,8	-0,4	-11,6
	MS+Пиковит 1,5 мг/л	1,8	20,3	3,4	52,1	4,7	84,8	-0,1	+19,4
Сивирский	MS(St)	2,1	20,2	4,3	28,4	6,2	68,9	—	—
	MS+Пиковит 0,5 мг/л	1,8	23,4	4,0	35,5	6,5	69,5	+0,3	+0,6
	MS+Пиковит 1,0 мг/л	1,2	16,8	4,4	42,8	6,6	72,9	+0,4	+4,0
	MS+Пиковит 1,5 мг/л	1,0	15,3	3,2	38,9	5,7	63,2	-0,5	-5,7
Гусар	MS(St)	2,0	18,3	3,6	48,5	5,2	94,2	—	—
	MS+Пиковит 0,5 мг/л	1,6	17,9	2,7	39,3	4,7	83,4	-0,5	-10,8
	MS+Пиковит 1,0 мг/л	1,8	18,0	3,7	54,4	5,5	106,1	+0,3	+11,9
	MS+Пиковит 1,5 мг/л	1,4	17,6	3,9	48,7	5,0	99,2	-0,2	+5,0
Майский цветок	MS(St)	1,2	15,7	3,0	51,3	4,6	75,5	—	—
	MS+Пиковит 0,5 мг/л	1,5	18,1	3,8	55,6	6,0	78,7	+1,4	+3,2
	MS+Пиковит 1,0 мг/л	1,7	17,5	3,4	57,2	6,4	93,6	+1,8	+21,3
	MS+Пиковит 1,5 мг/л	1,1	13,2	2,7	47,4	5,1	80,4	+1,5	+4,9

Рисунок 6 – Развитие морфогенеза у микрорастений картофеля сорта Гусар

При изучении сорта Майский цветок были получены следующие данные: на седьмой день пассажа лучший показатель – 1,7 штуки по количеству междоузлий отмечен на среде с добавлением витаминов концентрации 1,0 мг/л., а на высоту растений положительно повлияла среда с концентрацией 0,5 мг/л. Эта же среда дала высокий результат на 14 день по количеству междоузлий – 3,8 штуки. На высоту растений в этот же день и на морфогенез в последний день пассажа положительно подействовала среда MS+Пиковит 1,0, что превысило стандарт на 1,8 штук по междоузлиям и на 21,3 мм по высоте растений.

Важным моментом при клональном микроразмножении является усиление процесса ризогенеза. Основным показателем ризогенеза для растений in vitro можно считать количество корней и их длину. Хорошо сформированная корневая система оказывает положительное влияние на онтогенез микрорастений в целом. Витаминам отводится важнейшая роль, так как например витамин В1 стимулирует развитие корневой системы растений картофеля, что позволяет растению более полно потреблять из почвы полезные вещества, а также данный витамин способствует быстрому росту растений [18].

Из проведенных исследований (таблица 6) видно, что наибольшее количество корней на седьмой день культивирования у сорта Евразия было сформировано на стандартной питательной среде – 2,9 штуки, вот большая длина их отмечена на среде MS+Пиковит 1,5 – 16,2 мм. На 14 день подсчета положительное влияние на корневую систему оказала среда с концентрацией вита-

Таблица 6 – Влияние комплекса витаминов Пиковит разной концентрации на ризогенез микрорастений картофеля

Сорт	Питательная среда	Период культивирования, дни						±Кол-во корней на 21день к St, шт.	± Длинна корней на 21день к St, мм
		7		14		21
		Кол-во корней шт.	Длинна корней, мм	Кол-во корней шт.	Длинна корней, мм	Кол-во корней шт.	Длинна корней, мм
Евразия	MS(St)	2,9	16,2	4,2	84,5	7,2	104,6	—	—
	MS+Пиковит 0,5	0,4	5,6	4,0	73,6	6,3	98,7	-0,9	-5,9
	MS+Пиковит 1,0	2,1	13,3	5,3	98,1	8,0	102,1	+0,8	-2,5
	MS+Пиковит 1,5	2,7	19,2	4,5	90,4	8,4	118,5	+1,2	+13,9
Сивирский	MS(St)	1,4	13,1	3,5	48,7	3,7	90,2	—	—
	MS+Пиковит 0,5	1,0	11,3	3,9	57,9	4,2	87,5	+0,5	-2,7
	MS+Пиковит 1,0	1,9	17,5	4,4	67,3	5,6	121,6	+1,9	+31,4
	MS+Пиковит 1,5	2,3	20,6	4,2	60,6	4,9	103,4	+1,2	+13,2
Гусар	MS(St)	2,2	17,5	3,6	82,1	4,2	98,4	—	—
	MS+Пиковит 0,5	2,0	10,6	2,9	77,5	3,8	89,2	-0,4	-9,2
	MS+Пиковит 1,0	1,8	11,8	3,8	80,2	5,3	120,2	+1,1	+21,8
	MS+Пиковит 1,5	1,5	13,3	3,0	86,4	5,0	116,7	+0,8	+18,3
Майский цветок	MS(St)	1,3	14,7	4,8	57,7	5,0	73,6	—	—
	MS+Пиковит 0,5	0,9	8,7	2,5	48,9	4,2	78,2	-0,8	+4,6
	MS+Пиковит 1,0	1,2	16,5	4,5	68,9	6,4	98,7	+1,4	+25,1
	MS+Пиковит 1,5	1,5	18,9	4,0	60,1	6,2	93,6	+1,2	+20,0

минного комплекса1,0 мг/л. и равнялась — 5,3 шт, и — 98,1 мм соответственно. В последний день культивирования микрорастений картофеля лучший результат был получен на среде MS+Пиковит 1,5, по количеству корней превышало стандарт на — 1,2 штуки, а по длине корней на – 13,9 мм.

При изучении сорта Сивирский положительное действие на ризогенез в целом оказала питательная среда с добавлением витамина в концентрации 1,5 мг/л, а в последующие дни культивирования более мощная корневая система была сформирована на среде MS+Пиковит 1,0. Что превышало стандарт на двадцать первый день на — 1,9 шт. по количеству корней и на – 31,4 мм по длине корней.

У сорта Гусар максимум по количеству и длине корней на 7 день пассажа отмечен на среде MS — 2,2 шт., и 17,5 мм. соответственно. На 14 день большее количество корней — 3,8 штуки получено на среде MS+Пиковит 1,0, а большая длина 86,4 мм на среде MS+Пиковит 1,5. Положительное влияние питательной среды MS+Пиковит 1,0 оказало на рост и развитие корней и на 21 день пассажа, и превысило стандартные значения по числу корней на — 1,1 штуки, по длине корней на 21,8 мм.

Лучший результат у сорта Майский цветок на седьмой день культивирования получен на среде с концентрацией витаминов 1,5 мг/л. А на последующие дни пассажа положительное действие на формирование корневой системы оказала питательная среда MS+Пиковит 1,0.

Важно отметить, что витамины играют важную роль на последнем этапе клонального микроразмножения растений перед высадкой растений в естественные условия.

Следовательно, из проведенных исследований выявлено, что применение витаминного комплекса Пиковит в питательной среде положительно влияет на рост и развитие микрорастений картофеля в целом. Но для получения хорошо развитых микрорастений среднераннего сорта Евразия наиболее оптимальной концентрацией является 1,5 мг/л. А для других изучаемых сортов среднеспелой группы Сивирский, Гусар и Майский цветок наилучшая питательная среда была с добавление витаминов в концентрации 1,0 мг/л.

3.3 Получение мини-клубней перспективных сортов картофеля в условиях аэропоники

Современные инновации в системе клонального микроразмножения меристемного материала и новые технологические решения позволили существенно усовершенствовать способы выращивания мини-клубней в условиях вегетационных сооружений различных типов и конструкций [64].

На протяжении многих лет получение мини-клубней было основано на использовании стеклянных грунтовых теплиц и открытого грунта. В последние годы повысилась заинтересованность производителей в использовании усовершенствованных технологий, основанных на применении гидропонной и аэропонной культуры. Эти технологии становятся все более востребованными, для ускоренного размножения меристемного материала картофеля [61].

При получении мини-клубней в условиях открытого грунта и теплиц большая вероятность вторичного их заражения вирусными и бактериальными инфекциями и коэффициент размножения при этом недостаточно высокий. Аэропонный метод получения мини-клубней является альтернативным традиционному и позволяет максимально ускорить процесс получения семян путем сокращения схемы семеноводства, которая у картофеля одна из самых длительных среди всех сельскохозяйственных культур[6].

Выращивание растений в аэропонных установках позволяет плавно переходить из условий in vitro к культивированию в условиях in vivo, при этом повышается приживаемость растений до 100%.

Аэропонный способ позволяет на ограниченных посадочных площадях выращивать значительно большее количество растений, чем в открытом грунте. Положительные результаты культивирования растений достигаются благодаря более точного и быстрого регулирования параметров корнеобитаемой среды (рН питательного раствора, содержание макро- и микроэлементов, влажность, температура питательного раствора, аэрация корней, электропроводимость питательного раствора) [75].

Аэропонная система обеспечена автоматическим управлением технологического процесса подачи питательного раствора, режимов аэрации корневой системы, длительности и цикличности светового периода, поддержания необходимой температуры и влажности в культивационном помещении.

Содержание питательных элементов, тепло- и водообеспеченность значительно влияют на рост и развитие растений картофеля. Формирование урожая – процесс не только количественный, но и качественный. Урожайность картофеля – один из главных показателей хозяйственной ценности сорта. Это комплексный признак, проявление которого зависит от генотипических особенностей сорта и условий среды произрастания. Сорт определяет величину урожая и доходность культуры. Современные сорта картофеля имеют высокую потенциальную урожайность, но они обладают как положительными, так и отрицательными свойствами, проявляющимися в разные годы по-разному[62].

Продуктивность зависит от целого ряда морфологических и биологических параметров: количество стеблей, площадь и масса листовой поверхности, количество и масса клубней в расчете на одно растение (рис. 7).

Рисунок 7 – Начало клубнеобразования у сорта Гусар

Данные исследований показали, что на стандартных питательных растворах проявились особенности каждого сорта при формировании количества и массы клубней на одном растении. Все изучаемые сорта имели высокий коэффициент размножения, среднее число стандартных мини-клубней в расчете на растение составило, от 48 до 59 штук в расчет брали клубни фракции от 10-35 мм. Наибольшее количество клубней на одно растение было отмечено у раннеспелого сорта Сивирский – 59 штук, меньше всего сформировалось у сорта Евразия – 48 штук (таблица 7).

По общему количеству собранных мини-клубней изучаемые нами сорта картофеля дали следующие показатели Сивирский — 1902 штук, у сорта Майский цветок – 1738 штуки, у сортов Евразия и Гусар оно составило 1521 и 1645 штук соответственно.

Наиболее оптимальная для дальнейшего выращивания мини-клубней является фракция от 20-30 мм. У сорта Сивирский она равнялась — 72,3%, у Евразия – 74,9% , у Гусара – 70,4% и сорта Майский цветок – 69,6%.

Количество мини-клубней более крупной фракции от 30 мм у сортов Сивирский составило — 7,8%, Евразия — 5,3%, Гусар -5,1%. Наибольшее количество мини-клубней фракции от 10 до 20 мм составляла у сорта Сивирский около — 19,9%, у сорта Евразия — 19,8% и наивысший процент у сорта Гусар — 24,5.

Таблица 7 – Количественный выход мини-клубней в аэропонной культуре

Сорт	Всего собрано мини-клубней, шт.	Фракция, мм	Средняя масса одного клубня, г	Количество клубней, шт.	Количество клубней, %
Евразия	1521	10-15	1,3-3	117	7,7
		15-20	3-7,5	184	12,1
		20-25	7,5-12	722	47,5
		25-28	12-14	307	20,2
		28-30	14-25	110	7,2
		30-35	25-30	57	3,7
		>35	>30	24	1,6
Сивирский	1902	10-15	1,3-3	168	8,8
		15-20	3-7,5	212	11,1
		20-25	7,5-12	854	44,9
		25-28	12-14	344	18,1
		28-30	14-25	175	9,3
		30-35	25-30	107	5,6
		>35	>30	42	2,2
Гусар	1645	10-15	1,3-3	160	9,7
		15-20	3-7,5	244	14,8
		20-25	7,5-12	743	45,2
		25-28	12-14	309	18,8
		28-30	14-25	105	6,4
		30-35	25-30	63	3,8
		>35	>30	21	1,3
Майский цветок	1738	10-15	1,3-3	148	8,5
		15-20	3-7,5	285	16,4
		20-25	7,5-12	791	45,5
		25-28	12-14	359	20,7
		28-30	14-25	59	3,4
		30-35	25-30	46	2,6
		>35	>30	50	2,9

Рисунок 8 – Микрорастения картофеля на доращивании в аэропонной установке на 14 день

В результате проведенных исследований при выращивании меристемного материла картофеля в аэропонной установке на стандартной питательной среде наибольший количественный выход мини-клубней был получен у сорта Сивирский — 1902 штуки с 32 растений, т.е. 59 штук на одно растение. Полученные данные говорят о высокой потенциальной урожайности данного сорта, и о возможности получения в дальнейшем урожая с хорошими товарными качествами в полевых условиях.

На следующем этапе изучения количественного выхода миниклубней в условиях аэропоники мы использовали росторегулирующие вещества. Использование этих веществ в современных технологиях возделывания картофеля – существенный фактор повышения его урожайности. Для увеличения выхода стандартной семенной фракции и повышение качества семян картофеля среды могут служить обработки вегетирующих растений микроэлементами и регуляторами роста. Поэтому для получения максимального результата в исследованиях мы использовали оздоровленные пробирочные растения картофеля, которые были высажены в аэропонную установку и была проведена обработка аспарагиновой кислотой в концентрациях 5, 10 и 15 мг/л два раза за вегетационный период (рис.9).

Рисунок 9 – Микрорастения картофеля в аэропонной установке 28 день

В результате учетов при выращивании миниклубней в аэропонной культуре (таблица 8) получены следующие данные.

Положительное действие аспарагиновой кислоты отмечается во всех вариантах, но наибольшее количество клубней по сравнению с контрольным вариантом было получено в вариантах при обработке кислотой в концентрации 10 мг/л. У сорта Евразия прибавка составила 114%, сорта Сивирский 134%, сорта Гусар 120% и у сорта Майский Цветок 121% (рис 10).

Рисунок 10 – Мини-клубни картофеля в аэропонной установке сорт Майский цветок

Таблица 8 – Продуктивность растений и структура урожая картофеля при опрыскивании аспарагиновой кислотой

Концентрация препарата, мг/л	Всего клубней, шт	Прибавка, %	Количество клубней по фракциям, шт.
			≥20 мм	20-30 мм	≤30 мм
сорт Евразия
Контроль	1521	100	301	1139	81
Аспарагиновая к-та 5	1603	105	253	1256	94
Аспарагиновая к-та 10	1735	114	290	1360	85
Аспарагиновая к-та 15	1697	112	325	1294	78
сорт Сивирский
Контроль	1902	100	380	1373	149
Аспарагиновая к-та 5	2010	106	397	1489	124
Аспарагиновая к-та 10	2543	134	473	1893	177
Аспарагиновая к-та 15	2401	126	354	1864	183
сорт Гусар
Контроль	1645	100	404	1157	84
Аспарагиновая к-та 5	1708	104	395	1223	90
Аспарагиновая к-та 10	1974	120	387	1492	95
Аспарагиновая к-та 15	1942	118	375	1460	107
сорт Майский цветок
Контроль	1738	100	433	1209	96
Аспарагиновая к-та 5	1781	102	457	1207	117
Аспарагиновая к-та 10	2107	121	376	1577	154
Аспарагиновая к-та 15	2094	120	468	1496	130

При изучении влияния факторов на изменения количества клубней, выявлена средняя степень зависимости от изменения факторов (v=14,928438) (рис. 11).

При изучении влияния факторов на прибавку, выявлена низкая степень зависимости от изменения факторов (v=9,691842) (рис. 12).

При изучении влияния факторов на изменения количества клубней до 20 мм, выявлена средняя степень зависимости от изменения факторов (v=16,742085) (рис. 13).

При изучении влияния факторов на изменения количества клубней от 20 до 30 мм, выявлена средняя степень зависимости от изменения факторов (v=16,274742) (рис. 14).

При изучении влияния факторов на изменения количества клубней от 30 мм, выявлена высокая степень зависимости от изменения факторов (v=29,831841) (рис. 15).

Рисунок 11 – Влияние концентрации препарата на количество клубней

Рисунок 12 – Влияние концентрации препарата на прибавку

Рисунок 13 – Влияние концентрации препарата на количество клубней до 20 мм

Рисунок 14 – Влияние концентрации препарата на количество клубней от 20 до 30 мм

Рисунок 15 – Влияние концентрации препарата на количество клубней от 30 мм

Максимальное количество клубней было образовано у сорта Сивирский — 2543 штуки с 32 растений картофеля. На основе анализа структуры урожая клубней выявлено, что количественный выход миниклубней оптимального размера от 20-30 мм в диаметре был получен при использовании аспарагиновой кислоты в концентрации 10 мг/л.

Таким образом, для получения максимального урожая клубней картофеля в аэропонике необходимо использовать опрыскивание вегетирующих растений картофеля аспарагиновой кислотой в концентрации 10 мг/л. Ааэропонный способ выращивания миниклубней имеет преимущества в сравнении с другими, альтернативными способами производства семенного материала, так как значительно повышает их количественный выход на одно растение в среднем 59 штук. А также этот метод позволяет контролировать процесс выращивания, экономить ресурсы и значительно повышает коэффициент размножения семенного материала.

3.4 Адаптация мини-клубней полученных в условиях аэропоники к естественным условиям

Для сохранения качественных характеристик на первом этапе размножения в современной практике используются разные технологии выращивания исходного материала, при этом главной задачей применяемых новых способов является ускоренное размножение и получение необходимых объемов семенного материала. Если выращивание микрорастений, микроклубней и мини-клубней происходит в стерильных условиях, то для получения первого полевого поколения необходимо создание специальных защитных мероприятий, обеспечивающие соблюдение параметров роста и развития растений [51].

Картофель — культура требовательная к обеспечению питательными веществами. Для формирования высоких урожаев клубней картофеля важно присутствие достаточного количества элементов питания в нужном для растений количестве. Для достижения максимальной биологической и хозяйственной эффективности производства картофеля особое значение приобретают полифункциональные химические препараты, сочетающие питательные, защитные и регуляторные свойства. Среди таких препаратов аспарагиновая кислота и её составляющий — аспарагин, просто необходим растениям для синтеза всех без исключения белковых соединений. Как следствие, аминокислотные продукты помогают синтезировать необходимые вещества для получения высокого и качественного урожая, а также преодолевать неблагоприятные факторы среды. Аминокислоты увеличивает концентрацию хлорофилла в растении, что незамедлительно повышает способность к фотосинтезу. Хлорофиллы — это молекулы, отвечающие за поглощение энергии света. Это наделяет растения ярко зеленым, здоровым окрасом [58].

В течение вегетационного периода изучаемых сортов, который длился примерно одинаково у всех 98-105 дней, проводился комплекс мероприятий согласно схеме опыта. Некорневые подкормки проводили аспарагиновой кислотой разной концентрацией два раза: первая при высоте растений 10-15 см, вторая бутонизация — начало цветения (рис.16).

По результатам работы была выделена группа сортов, различных по продолжительности периода вегетации

Рисунок 16 — Фенологические наблюдения и продолжительность вегетационного периода, дней

При изучении биометрических показателей растений картофеля из таблицы 9 видно, что при обработке аспарагиновой кислотой практически все растения были выше, чем в варианте без обработки. По высоте стеблей максимальные показатели были отмечены у сортов Евразия — 75,5 см, Сивирский – 74,8 см и Гусар – 75,6 см, в варианте с опрыскиванием кислотой в концентрации 10 мг/л. По числу стеблей растения практически не отличались во всех вариантах (рис. 17).

Рисунок 17 – Растения картофеля сорта Гусар в фазу цветения

По ассимиляционной поверхности листьев можно сказать, что аспарагиновая кислота оказала положительное действие во всех изучаемых вариантах, лучшие показатели отмечены у сортов Сивирский — 773 м²/куст и Гусар — 743 м²/куст в варианте с опрыскиванием кислотой в концентрации 10мг/л.

По накоплению массы ботвы выделился сорт Сивирский — 840 г/растение при концентрации 10мг/л у него же были максимальные показатели во всех вариантах. У остальных сортов положительная динамика также наблюдалась при обработке растений.

Таблица 9 — Биометрические показатели картофеля в зависимости от обработки аспарагиновой кислотой в условиях in vivo

Вариант	Сорт	Число стеблей на 1 куст, шт.	Высота стеблей, см	Ассимиляционная поверхность листьев м2/куст	Масса ботвы г/раст.
Контроль	Евразия	4,6	66,2	650	695
Аспарагиновая к-та 5 мг/л		4,4	72,4	702	743
Аспарагиновая к-та 10 мг/л		4,6	75,5	717	748
Аспарагиновая к-та 15 мг/л		4,4	71,5	724	764
Контроль	Сивирский	4,2	70,2	741	814
Аспарагиновая к-та 5 мг/л		4,5	73,5	754	795
Аспарагиновая к-та 10 мг/л		4,4	74,8	773	840
Аспарагиновая к-та 15 мг/л		4,4	70,5	756	798
Контроль	Гусар	4,3	68,5	721	703
Аспарагиновая к-та 5 мг/л		4,7	73,7	693	724
Аспарагиновая к-та 10 мг/л		4,6	75,6	743	739
Аспарагиновая к-та 15 мг/л		4,5	74,2	739	726
Контроль	Майский цветок	4,0	60,4	568	621
Аспарагиновая к-та 5 мг/л		4,0	62,1	581	658
Аспарагиновая к-та 10 мг/л		4,1	64,6	573	703
Аспарагиновая к-та 15 мг/л		4,3	59,5	578	693

Анализ полученных данных в зависимости от опрыскивания аспарагиновой кислотой на продуктивность картофеля показывает, что все варианты с ее применением способствовали увеличению его продуктивности (таблица 10).

Таблица 10 — Структура урожая растений картофеля в зависимости от обработки аспарагиновой кислотой в условиях in vivo

Вариант	Сорт	Всего клубней, шт./раст.	Масса клубней, г/раст.	Прибавка %	Средняя масса одного клубня, г
Контроль	Евразия	17,6	1173	100	70
Аспарагиновая к-та 5 мг/л		17,8	1214	103	75
Аспарагиновая к-та 10 мг/л		18,9	1493	110	93
Аспарагиновая к-та 15 мг/л		18,5	1457	127	79
Контроль	Сивирский	17,2	1203	100	84
Аспарагиновая к-та 5 мг/л		18,4	1313	109	89
Аспарагиновая к-та 10 мг/л		20,5	1504	125	121
Аспарагиновая к-та 15 мг/л		19,2	1467	122	92
Контроль	Гусар	16,5	1146	100	71
Аспарагиновая к-та 5 мг/л		17,2	1372	119	64
Аспарагиновая к-та 10 мг/л		18,2	1413	123	80
Аспарагиновая к-та 15 мг/л		17,6	1405	122	75
Контроль	Майский цветок	17,1	1172	100	82
Аспарагиновая к-та 5 мг/л		17,8	1379	118	85
Аспарагиновая к-та 10 мг/л		18,6	1402	120	93
Аспарагиновая к-та 15 мг/л		18,3	1385	118	89

Наибольшее количество клубней было сформировано у сорта картофеля Сивирский – 20,5 шт./растение в варианте аспарагиновая к-та 10 мг/л, что в среднем на 3,3 шт./растение больше чем в варианте без опрыскивания.

По массе клубней максимальные результаты отмечены в вариантах с опрыскиванием растений картофеля аспарагиновой кислотой в концентрации 10-15 мг/л, результаты были очень близкими по значениям, так например, у сорта Евразия при концентрации 10мг/л масса клубней равнялась – 1493 г/растение, а при 15 мг/л — 1457 г/растение соответственно. Наибольшая масса клубней была сформирована у сорта Сивирский — 1504 г/растение при концентрации 10 мг/л и 1467 г/растение при 15 мг/л. Прибавка при опрыскивании аспарагиновой кислотой в концентрации 10-15 мг/л составляет 118 -125% по сравнению с вариантом без применения данного препарата.

Применение кислоты благоприятно влияло и на увеличении размера клубней. Масса одного клубня повышалась по сортам от 10-30 г/растение по сравнению с вариантом без опрыскивания. Наиболее крупные клубни были сформированы у сортов Сивирский -121 г, Евразия и Майский цветок по 93 г при обработке 10 мг/л аспарагиновой кислотой.

Полученные данные позволяют сделать следующие выводы, применение биостимулятора аспарагиновой кислоты в концентрации 10-15 мг/л значительно повлияло на биометрические показатели растений. Число и высота стеблей, ассимиляционная поверхность листьев картофеля увеличилась в 1,3-1,5 раза по сравнению с вариантом без опрыскивания. А также увеличивает массу и количество товарных клубней, что особенно важно при выращивании картофеля в семеноводстве. Наиболее продуктивным по урожайности с применением кислоты выделился сорт картофеля Сивирский.

ГЛАВА 4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ МИНИКЛУБНЕЙ ОРИГИНАЛЬНОГО СЕМЕННОГО КАРТОФЕЛЯ МЕТОДОМ АЭРОПОНИКИ

Экономический эффект от внедрения новых технологий показывает целесообразность её внедрения. Экономический эффект может быть определён как разница приведенных затрат до внедрения и после внедрения новой технологии.

Если внедряется новая технология вместо старой, то разница приведенных затрат определяется между затратами новой и старой технологии.

Затраты при внедрении новой технологии включают:

• текущие затраты;
• единовременные затраты на создание производства по новой технологии.

Общие затраты при внедрении новой технологии определяются по показателю приведенных затрат, который рассчитывается по формуле:

Зп = С + Ен*К,			(1)
где	Зп	– приведенные затраты;
	С	– текущие затраты;
	Ен	– нормативный коэффициент экономической эффективности единовременных затрат (0,15);
	К	– единовременные затраты (капитальные вложения).

Единовременные затраты включают капитальные затраты. Текущие (эксплуатационные) затраты повторяются в производственных циклах, они осуществляются синхронно с производственной деятельностью и составляют себестоимость продукции или услуг.

Нормативный коэффициент эффективности единовременных затрат рассматривается как нормативная прибыль, которая должна быть получена от внедрения техники. Размеры нормативного коэффициента эффективности единовременных затрат тесно связаны со сроком их окупаемости.

Приведенные затраты представляют собой сумму текущих и единовременных затрат, приведенных к единому размеру с помощью нормативного коэффициента экономической эффективности.

Сравнение величины годового экономического эффекта по различным вариантам даёт возможность выбора наиболее эффективного варианта внедрения технологии с наименьшими размерами годовых приведенных затрат или с наибольшим годовым экономическим эффектом.

Для оценки экономической эффективности нами было проведено сравнение экономических показателей получения мини-клубней способом аэропоники и традиционным способом, выращивания мини-клубней в почве. Экономические показатели получения мини-клубней методом аэропоники взяты нами из результатов проведенного исследования. Экономические показатели получения мини-клубней традиционным способом взяты на основе составленной нами технологической карты (Приложение Б). Для объективности сопоставления экономической эффективности все расчеты выполнены исходя из одинакового количества выращивания микрорастений картофеля 1000 штук, что соответствует посевной площади 0,1 га традиционным способом.

Исходя из технологической карты прямые затраты выращивания 1000 микрорастений картофеля составляют 87 835 рублей, стоимость капитальных вложений 10 380,7 тыс. руб., валовое производство мини-клубней картофеля 10 000 штук (Приложение В).

Для выращивания микрорастений картофеля способом аэропоники предполагается использование 25 аэропонных установок на 40 растений. Стоимость одной аэропонной установки составляет 250 тыс. руб., а все капитальные вложения составят 6 250 тыс. руб. Период культивирования микрорастений в аэропонной установке составляет 3 месяца. За данный период, как показывает проведенное нами исследование, можно получить в среднем не менее 50 мини-клубней картофеля с одного микрорастения. Общий валовой сбор с 1000 микрорастений составит 50 000 мини-клубней (таблица 11).

Таблица 11 – Исходные данные для определения экономической эффективности получения микро-клубней картофеля методом аэропоники

Показатель	Значение показателя
Общее количество выращиваемых микрорастений картофеля, шт.	1 000
Количество выращиваемых растений в одной аэропонной установке, шт.	40
Количество аэропонных установок, шт.	25
Стоимость одной однорядной аэропонной установки на 40 растений	250,0
Капитальные затраты, тыс. руб.	6 250,0
Период культивирования, мес.	3
Сбор клубней за период культивирования с одного растения, шт	50
Валовой сбор картофеля, мини-клубней	50 000

Текущие затраты получения мини-клубней картофеля складываются из материальных затрат, включающих затраты на посадочный материл (стоимость микрорастений картофеля), затраты на питательный раствор, затраты на электроэнергию, и затраты на оплату труда с отчислениями, а также прочие прямые затраты. Общая величина материальных затрат на выращивание 1000 микрорастений картофеля составит 178 310 руб., в том числе: стоимость посадочного материала 48 000 руб., стоимость питательной среды 96 560 руб., стоимость электроэнергии 33 750 руб. (таблица 12).

Таблица 12 – Материальные затраты получения микро-клубней картофеля методом аэропоники

Показатель	Одна аэропонная установка	Общее количество аэропонных установок	Цена, руб.	Затраты, руб.
Количество выращиваемых микрорастений картофеля (посадочный материал)	40	1 000	48	48 000
Расход питательного раствора на аэропонную установку за период культивирования, л	400	10 000		96 560
питательная среда (20%)	80	2 000	48	96 000
вода (80%)	320	8 000	0,07	560
Потребление электроэнергии за период культивирования, КВт	180	4 500	7,50	33 750
Всего материальных затрат				178 310

Аэропонные установки предполагают автоматизацию многих технологических процессов, в связи с чем обслуживание 25 аэропонных установок возможно одним человеком. Его заработная плата за три месяца составит 75 000 руб., начисления на заработную плату 24 075 руб. (таблица 13 и 14).

Таблица 13 – Затраты на оплату труда при получении микро-клубней картофеля методом аэропоники

Показатель	Значение показателя
Количество обслуживающего персонала, чел	1
Размер месячной заработной платы, руб.	25 000
Затраты на заработную плату за период культивирования, руб.	75 000
Начисления на заработную плату, руб.	24 075

Таблица 14 – Сравнительная экономическая эффективность получения мини-клубней картофеля

Статья затрат	Традиционный способ получения мини-клубней	Аэропоника	Эффективность аэропоники
Прямые затраты выращивания 1000 микрорастений картофеля, руб.	87 835	291 254	в 3,3 раза
Валовой сбор картофеля, мини-клубней	10 000	50 000	в 5 раз
Себестоимость 1 мини- клубня картофеля, руб.	8,78	5,83	66,3%
Капитальные затраты (стоимость основных средств), тыс. руб.	10 380,7	6 250,0	60,2%
Нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений	0,15	0,15
Приведенные затраты получения 1 мини-клубня картофеля, руб.	8,94	5,84	65,4%
Цена реализации 1 мини-клубня картофеля, руб.	10,00	10,00
Выручка, тыс. руб.	100,0	500,0	в 5 раз
Прибыль, тыс. руб.	12,2	208,7	в 17,2 раза
Рентабельность продаж, %	12,2	41,7	+29,6

Сравнительная экономическая эффективность получения мини-клубней картофеля разными способами проведена по трем показателям: себестоимость 1 мини-клубня картофеля, приведенные затраты получения 1 мини-клубня картофеля и рентабельность продаж.

Проведенное исследование показывает значительную экономическую эффективность получения мини-клубней картофеля способом аэропоники. Общая величина прямых текущих затрат выращивания 1000 микрорастений картофеля при аэропонике в 3,3 раза выше, чем при традиционном способе. Однако, при аэропонике удается получить в 5 раз больше мини-клубней и соответственно выручки от продаж, что обуславливает большую экономическую эффективность.

Себестоимость одного мини-клубня картофеля полученного способом аэропоники составляет 5,83 руб., что на 33,7% меньше чем при традиционном способе. Выращивание растений способом аэропоники требует меньших капитальных вложений, что приводит к меньшей величине удельных приведенных затрат. При традиционном способе величина приведенных затрат в расчет на один мини-клубень картофеля составляет 8,94 руб., а при аэропонике 5,84 руб., что на 34,6% меньше.

Выращивание 1000 микрорастений картофеля способом аэропоники позволяет получить в 17,2 раза больше прибыли, чем при традиционном способе. Рентабельность продаж при этом составляет 41,7%, что на 29,6% больше чем при их выращивании в почве.

ВЫВОДЫ

• 1. Применение противовирусного препарата Ацикловир положительно влияет на оздоровление растений картофеля от вируса М, и наиболее эффективная концентрация, при которой был получен наибольший выход здоровых растений регенерантов у изучаемых нами сортов является 15 мг/л.
  2. Использование витаминного комплекса Пиковит в питательной среде положительно влияет на рост и развитие микрорастений картофеля в целом. Но для получения хорошо развитых микрорастений среднераннего сорта Евразия наиболее оптимальной концентрацией является 1,5 мг/л. А для других изучаемых сортов среднеспелой группы Сивирский, Гусар и Майский цветок наилучшая питательная среда была с добавление витаминов в концентрации 1,0 мг/л.
  3. Для получения максимального урожая клубней картофеля в аэропонике необходимо проводить опрыскивание вегетирующих растений картофеля аспарагиновой кислотой в концентрации 10 мг/л. Ааэропонный способ выращивания миниклубней имеет преимущества в сравнении с другими, альтернативными способами производства семенного материала, так как значительно повышает их количественный выход на одно растение в среднем 59 штук. А также этот метод позволяет контролировать процесс выращивания, экономить ресурсы и значительно повышает коэффициент размножения семенного материала.
  4. Применение биостимулятора аспарагиновой кислоты в концентрации 10-15 мг/л значительно повлияло на биометрические показатели растений в культуре in vitro. Число и высота стеблей, ассимиляционная поверхность листьев картофеля увеличилась в 1,3-1,5 раза по сравнению с вариантом без опрыскивания. А также увеличивает массу и количество товарных клубней, что особенно важно при выращивании картофеля в семеноводстве. Наиболее продуктивным по урожайности с применением кислоты выделился сорт картофеля Сивирский.
  5. Выращивание 1000 микрорастений картофеля способом аэропоники позволяет получить в 17,2 раза больше прибыли, чем при традиционном способе. Рентабельность продаж при этом составляет 41,7%, что на 29,6% больше чем при их выращивании в почве.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алгазин, Д. Н. Перспективы выращивания тепличных культур с применением аэропоники в условиях сибирского региона / Д. Н. Алгазин. – Текст : непосредственный // Вестник Омского государственного аграрного университета. – 2014. – No 1 (13). – С. 36–39.
2. Анисимов, Б. В. Инновационная схема оригинального семеноводства картофеля / Б. В. Анисимов, В. С. Чагунов. – Текст : непосредственный // Картофель и овощи. – 2014. – №6. – С. 25–27.
3. Анисимов, Б. В. Сортовые ресурсы и передовой опыт семеноводства картофеля / Б. В. Анисимов. – Москва: ФГНУ «Росинформагротех», 2000. – 152 с. – ISBN 5-7367-0248-7. – Текст : непосредственный.
4. Анисимов, Б. В. Сортовые ресурсы семенного картофеля на Российском рынке / Б. В. Анисимов, В. В. Тульчеев. – Текст : непосредственный // Семеноводство картофеля в современных рыночных условиях : Межрегиональный научно-практический семинар. – Казань, 2004. – С. 1–6.
5. Артюхова, С. И. Модификации питательной среды с использованием биотехнологических методов микроклонального размножения картофеля для культивирования в Омской области / С. И. Артюхова, И. В. Киргизова. – Текст : непосредственный // Омский научный вестник. – 2014. – №2. – С. 187–191.
6. Аэропонные технологии в растениеводстве / Ю. Ц. Мартиросян, А. А. Кособрюхов, Т. А. Диловарова, М. Н. Полякова. – Текст : непосредственный // Проблемы агробиотехнологии. – Москва, 2012. – С 227–240. – ISBN 978-5-7367-0901-4.
7. Бутенко, Р. Г. Культура тканей и клеток растений / Р. Г. Бутенко. – Москва, 1971. – 45 с. – Текст : непосредственный.
8. Болдарук, Д. Ю. Основные направления инновационной деятельности в картофелеводстве / Д. Ю. Болдарук, Д. В. Ходос. – Текст : непосредственный // Взгляд молодых учёных на техническую и технологическую модернизацию АПК : материалы международной научно–практической конференции молодых ученых. – Великие Луки, 2013. – С. 99–102.
9. Вечернина, Н. А. Методы биотехнологии в селекции, размножении и сохранении генофонда растений: монография / Н. А. Вечернина, О. К. Таварткиладзе ; Министерство образования и науки РФ, Алтайский государственный университет. – Барнаул : Издательство Алтайского государственного университета, 2014. – 250 с. – ISBN 978-5-7904-1675-0. – Текст : непосредственный.
10. Глез, В. М. Влияние регуляторов роста растений на болезнеустойчивость картофеля / В. М. Глез, С. В. Васильева, М. К. Деревягина. – Текст : непосредственный // Первая Всероссийская конференция по иммунитету растений к болезням и вредителям. – Санкт-Петербург : ООО «Инновационный центр защиты растений» ВИЗР, 2000. – С. 137–138.
11. Генетическое разнообразие мировой коллекции картофеля ВИР и ее использование в селекции / С. Д. Киру, Л. И. Костина, О. С. Косарева [и др.] // Достижения науки и техники АПК. – 2015. – № 7. – С. 31–34.
12. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Том 1 : Сорта растений (официальное издание). – Москва: ФГБНУ «Росинформагротех», 2017. – 484 с. – Текст : непосредственный.
13. ГОСТР 53136–2008. Картофель семенной. Технические условия : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии № 565-ст от 18 дек. 2008 г. : введен впервые : дата введения 2010–01– 01 / разработан Федеральным государственным учреждением «РОССЕЛЬХОЗЦЕНТР» совместно с Государственным научным учреждением «Научно-исследовательский институт картофельного хозяйства» Россельхозакадемии. – Текст : непосредственный // Картофель, овощи, бахчевые культуры. Технические условия: сборник ГОСТов. – Москва: Стандартинформ, 2010. – С. 11 .
14. Данилов-Данильян, А. В. Процесс импортозамещения в экономике России: особенности и мифы / А. В. Данилов-Данильян. – Текст : непосредственный // Вестник Института экономики Российской академии наук. – 2016. – № 3. – С. 20–37.
15. Дадалко, В. А. Продовольственная безопасность как составляющая национальной и экономической безопасности государства / В. А. Дадалко. – Текст : непосредственный // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. – 2013. – Т. 17, № 7(60). – С. 17–25.
16. Дзюбенко, Н. И. Генетические ресурсы культурных растений – основа продовольственной и экологической безопасности России / Н. И. Дзюбенко. – Текст : непосредственный // Вестник Российской академии наук. – 2015. – Т. 85, № 1. – С. 3–8.
17. Журавлева, Е. В. Селекция и семеноводство – комплексный подход, современное состояние и перспективы / Е. В. Журавлева. – Текст : непосредственный // Достижения науки и техники АПК. – 2015. – № 12. – С. 5–6.
18. Изучение ризогенеза сортов картофеля (Solanum tuberosum L.) в культуре in vitro / К. Ю. Гусева, И. Д. Бородулина, Е. П. Мякишева, О. К. Таварткиладзе. – Текст : непосредственный // Известия Алтайского государственного университета. – 2013. – №2. – С. 69–72.
19. Интенсивная технология производства картофеля / составитель К. А. Пшеченков. – Москва: Росагропромиздат, 1989. – 303 с.: ил. – Текст : непосредственный.
20. Калашникова, Е.А. Современные аспекты биотехнологии : учебно-методическое пособие / Е.А. Калашникова, Р.Н. Киракосян. – Москва: Издательство РГАУ-МСХА, 2016. – 125 с. – ISBN 978-5-9675-1539-2. – Текст : непосредственный.
21. Калашникова, Е. А. Основы биотехнологии : учебное пособие / Е. А. Калашникова, М. Ю. Чередникова. – Москва : Издательство РГАУ-МСХА, 2016. – 186 с. – ISBN 978-5-9675-1519-4. – Текст : непосредственный.
22. Кибиров, А. Я. Новая технология выращивания картофеля в малых формах / А. Я. Кибиров. – Текст : непосредственный // Ваш сельский консультант. – 2011. – № 2 . – С. 34–37.
23. Лебедева, Н.В. Применение витаминов при ускоренном размножении картофеля / Н. В. Лебедева, Ю. Н. Федорова. – Текст : непосредственный // Вестник российского государственного аграрного заочного университета. – 2014. – № 16(21). – C. 15–18.
24. Леонова, Н. С. Изменчивость в культуре картофеля (Solanum tuberosum L.) in vitro и возможности ее использования в селекции и семеноводстве: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук: 03.01.06 «Биотехнология» / Леонова Нина Семеновна. – Улан-Уде, 2010. – 34 с. – Текст : непосредственный.
25. Мартиросян, Ю.Ц. Аэропонные технологии в первичном семеноводстве картофеля – перспективы и преимущества / Ю. Ц. Мартиросян. – Текст : непосредственный // Картофелеводство / Всероссийский научно-исследовательский институт картофельного хозяйства им. А. Г. Лорха. – Москва, 2014. – С. 175–179
26. Мартиросян, Ю.Ц. Аэропонные технологии: перспективы производства оздоровленного семенного картофеля / Ю. Ц. Мартиросян. – Текст : непосредственный // Картофельная система. – 2014. – № 1. – С. 30–32.
27. Методические указания по использованию приемов ускоренного размножения картофеля / С. А. Банадысев, Г. А. Яковлева, В. К. Дашкевич [и др.] / Белорусский научно-исследовательский институт картофелеводства. – Самохваловичи, 2002. – 14 с. – Текст : непосредственный.
28. Методические рекомендации по технологии оздоровления сортов картофеля / Российская акад. с.-х. наук, Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт картофельного хоз-ва им. А. Г. Лорха ; [Симаков Е. А. и др.]. – Москва : ВНИИКХ Россельхозакад., 2008. – 30 с. – Текст : непосредственный.
29. Мишуров, В. П. Сортовая реакция растений картофеля на условия in vitro и состав питательной среды / В. П. Мишуров. – Текст : непосредственный // Картофель и овощи. – 2009. – №1. – С. 27.
30. Модульная технология ускоренного размножения новых перспективных сортов картофеля / Н. Н. Семчук, А. Д. Шишов, А. С. Сердюк [и др.] . – Текст : непосредственный // Вестник Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого. – 2012. – №67. – С. 86–90.
31. Назарова, В. Ф. Оптимизация элементов технологии семеноводства картофеля на основе микроклонального размножения посадочного материала: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук: 06.01.05 «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений» / Назарова Валентина Федоровна; НИИСХ. – Москва, 2011. – 21 с. – Текст : непосредственный.
32. Об утверждении доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации : Указ Президента Российской Федерации № 120 от 30 янв. 2010 г. – Текст : электронный // Президент России : [сайт]. – URL: http://kremlin.ru/acts/bank/30563 (дата обращения: 23.01.2020). – Режим доступа : свободный.
33. О мерах по реализации государственной научно-технической политики в интересах развития сельского хозяйства : Указ Президента Российской Федерации № 350 от 21 июл. 2016 г. – Текст : электронный // Президент России : [сайт]. – URL: http://kremlin.ru/acts/bank/41139 (дата обращения: 23.01.2020). – Режим доступа : свободный.
34. Об утверждении Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017–2025 годы : Постановление Правительства Российской Федерации № 996 от 25 авг. 2017 г. – Текст : электронный // Правительство России : [сайт]. – URL: http://government.ru/docs/29004/ (дата обращения: 23.01.2020). – Режим доступа : свободный.
35. Особенности выращивания мини-клубней картофеля в условиях аэропоники с применением питательных растворов на основе среды Мурасиге-скуга / З. А. Семенова [и др.]. – Текст : непосредственный // Картофелеводство: сборник научных трудов : Том 21, Часть 2 / РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству»; редколлегия: С. А. Турко (главный редактор) [и др.]. – Минск, 2013. – С. 152–159.
36. Об утверждении Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017 — 2025 годы : Постановление Правительства РФ N 996 от 25 авг. 2017 г. (ред. от 11.10.2019). – Текст : электронный // СПС КонсультантПлюс. – Режим доступа : локальный, по договору. – Обновление еженедельно.
37. Писарев, Б. А. Семеноводство картофеля / Б. А. Писарев, Л. Н. Трофимец. – Москва : Россельхозиздат, 1982. – 238 с. – Текст : непосредственный.
38. Писарев, Б. А. Сортовая агротехника картофеля / Б. А. Писарев. – Москва: Агропромиздат, 1990. – 208 с.: ил. – ISBN 5-10-000399-5. – Текст : непосредственный.
39. Производство картофеля: возделывание, уборка, хранение : Справочник / составитель Б. А. Писарев. – Москва: Росагропромиздат, 1990. – 223 с. – ISBN 5-260-00510-4. – Текст : непосредственный.
40. Сафронова, О. Н. Развитие регионального рынка семенного картофеля: на примере Пензенской области : специальность 08.00.05 — экономика и управление народным хозяйством (5. Региональная экономика. 15. Экономика, организация и управление предприятиями, отраслями и комплексами АПК и сельского хозяйства): диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / Сафронова Олеся Николаевна. – Москва, 2005. – 145 с. – Текст : непосредственный.
41. Симаков, Е. А. Стратегия развития селекции и семеноводства картофеля на период до 2020 года / Е. А .Симаков, Б. В. Анисимов, Г. И. Филиппова. – Текст : непосредственный // Картофель и овощи. – 2010. – №8. – С. 2–4.
42. Симаков, Е. А. Актуальные направления совершенствования семеноводства картофеля в Российской Федерации / Е. А. Симаков. – Текст : непосредственный // Совершенствование технологии возделывания картофеля : сборник материалов. – Пенза, 2000. – С. 42–45. – ISBN 5-8356-0025-9.
43. Система семеноводства картофеля на оздоровленной основе в республике Татарстан / Ф. Ф. Замалиева, Г. Ф. Сафиуллина, P. P. Назмиева [и др.]. – Текст : непосредственный // Вестник защиты растений. – 2006. – №1. – С. 50–55.
44. Современные технологии производства семенного картофеля. практическое руководство / Б. В. Анисимов, Е. А. Симаков, С. В. Жевора [и др.]; под общей редакцией Б. В. Анисимова. – Чебоксары, 2018. – 48 с. – ISBN 978-5-901282-22-9. – Текст : непосредственный.
45. Терентьева, Е. В. Аэропонный способ получения мини–клубней картофеля / Е. В. Терентьева, О. В. Ткаченко. – Текст : непосредственный // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. – 2017. – Вып. 1. – С. 78–84.
46. Терентьева, Е. В. Динамика формирования биомассы растений картофеля в аэропонной установке / Е. В. Терентьева, О. В. Ткаченко, Е. С. Гревцева. – Текст : электронный // Евразийский Союз Ученых. – 2015. – №7-6(16). – С. 120–122. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/dinamika-formirovaniya-biomassy-rasteniy-kartofelya-v-aeroponnoy-ustanovke (дата обращения: 24.01.2020). – Режим доступа: свободный.
47. Технологический процесс производства оригинального, элитного и репродукционного семенного материала картофеля : практическое руководство / ФГБУ «Россельхозцентр», ФГБНУ ВНИИКХ; под общей редакцией А. М. Малько, Б.В. Анисимова. – Москва, 2017. – 64 с. – Текст : непосредственный.
48. Тимофеева, О. А. Клональное микроразмножение растений : учебно-методическое пособие / О. А. Тимофеева, Ю. Ю. Невмержицкая. –Казань: Казанский университет, 2012. – 56 с. – Текст : непосредственный.
49. Трофимец, Л. Н. Использование оздоровленного исходного материала в семеноводстве картофеля на безвирусной основе / Л. Н. Трофимец, В.В. Бойко [и др.]. – Текст : непосредственный // Современные проблемы семеноводства картофеля на безвирусной основе. – Москва, 1985. – С. 77–183.
50. Укоренение in vitro сортов картофеля (Solanum tuberosum L.) / К. Ю. Гусева, И. Д. Бородулина, Е. П. Мякишева, О. К. Таварткиладзе. – Текст : непосредственный // Известия Алтайского государственного университета. – 2013. – №1. – С. 56–60.
51. Усков, А. И. Воспроизводство оздоровленного исходного материала для семеноводства картофеля: размножение исходных растений / А. И. Усков. – Текст : непосредственный // Достижения науки и техники АПК. – 2009. – №12. – С. 17–20.
52. Утверждена научно-техническая программа развития АПК до 2025 года. – Текст : электронный // Агроинвестор : [сайт]. – URL: http://www.agroinvestor.ru/technologies/news/28443-utverzhdena-nauchno-tekhnicheskaya-programma-2025 (дата обращения: 23.01.2020). – Режим доступа : свободный.
53. Федорова, Ю. Н. Повышение эффективности производства семенного картофеля путем оптимизации параметров тканевой технологии в условиях Северо-Западной зоны Российской Федерации: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук: 06.01.05 «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений» / Федорова Юлия Николаевна. – Брянск, 2011. – 42 с. – Текст : непосредственный.
54. Федеральная служба государственной статистики : [сайт]. – URL: http://www.gks.ru (дата обращения 20.03.2018). – Режим доступа: свободный.
55. Частная селекция полевых культур : учебник / Ю. Б. Коновалов, Л. И. Долгодворова, Л. В. Степанова [и др.]; под редакцией Ю. Б. Коновалова. – М. : Агропромиздат, 1990. – 542,[1] с. – (Учеб. и учеб. пособия для студентов вузов). – ISBN 5-10-001318-4. – Текст : непосредственный.
56. Частная физиология полевых культур / Е. И. Кошкин, Г. Г. Гатаулина, А. Б. Дьяков [и др.] ; под редакцией Е. И. Кошкина. – Москва: Колос, 2005. – 344 с. – ISBN 5–9532–0164–8. – Текст : непосредственный.
57. Чумак, М. С. Актуальность беспочвенного выращивания растений методом аэропоники / М. С. Чумак, Л. В. Потапенко, А. П. Волошин. – Текст : непосредственный // Современный взгляд на будущее науки : сборник статей Международной научно–практической конференции. – Уфа : Аэтерна, 2014. – С. 230–233. – ISBN 978-5-00109-059-5.
58. Шевелуха, B. C. Избранные сочинения. Том 1 : Рост растений и его регуляция в онтогенезе / B. C. Шевелуха. – Москва: Издательство ИТРК, 2016. – 594 с. – ISBN 978–5–88010–380–5. – Текст : непосредственный.
59. Шпаар, Д. Семеноводство картофеля на безвирусной основе – решающий залог для эффективного картофелеводства / Д. Шпаар, Ж. В. Блоцкая. – Текст : непосредственный // Весцi Акадэмii аграрных навук Республiкi Беларусь. – 1998. – №3. – С 52–56.
60. Эксперты ОНФ считают, что единый портал для агробизнеса поможет избавить АПК от импортозависимости. – Текст : электронный // Крестьянские ведомости : газета агробизнеса : [сайт]. – URL: http://kvedomosti.ru/news/eksperty-onf-schitayut-chto-edinyj-portal-dlya-agrobiznesa-pomozhet-izbavit-apk-ot-importozavisimosti.html (дата обращения: 23.01.2020). – Режим доступа : свободный.
61. Яковлева, Г. А. О размножении картофеля микро-мини-клубнями / Г. А. Яковлева, Г. И. Коновалова, Н. И. Подобед. – Текст : непосредственный // Известия Академии аграрных наук Республики Беларусь. – 1999. – № 3. – С. 48–51.
62. Differential Growth Response and Minituber Production of Three Potato Cultivars Under Aeroponics and Greenhouse Bed Culture / R. Tierno, A. Carrasco, E. Ritter, J. I. R. de Galarreta. – DOI: 10.1007/s12230-013-9354-8. – Text : direct // Fvtrican Journal of Potato Research. – 2014. – 91(4). – P. 346–353.
63. Espy, M. J. Real-time PCR in Clinical Microbiology: Applications for Routine Laboratory Testing. – Text : direct / M. J. Espy, J.R. Uhl, L. M. Sloan // nClin. Microbiol. Rev. – 2006. – Vol. 19. – P. 165–256.
64. Farran, Imma Potato minituber production using aeroponics: Effect of plant density and harvesting intervals / Imma Farran, Angel M. Mingo-Castel. – DOI 10.1007 / BF02869609. – Text : direct // American Journal of Potato Research. – 2006. –Vol. 83(1). – P. 47–53.
65. Fufa, M. Microtuber Induction of Two Potato (Solanum tuberosum L.) Varieties / M. Fufa, D. Mulugeta. – Text : direct //Advances in Crop Science and Technology Fufa and Diro, Adv Crop Sci Tech. – 2014. – Р.122.
66. Impact assessment of treated/untreated waste water toxicants discharge by sewage treatment plants on health, agricultural and environmental quality in waste water disposal area / K. P. Singh, D. Mohon, S. Sinha, R. Dalwani. – Text : direct // Chemosphere. – 2004. – Vol. 55. – Р. 227–255.
67. Yu, H.Y. Genomic analysis of gene expression relationships in transcriptional regulatory networks / H. Y. Yu, N. M. Luscombe, J. Qian, , M. Gerstein. – Text : direct // Trends Genet. –2003. – Vol. 19. – Р. 422–427.
68. Koleva, Gudeva Ilievski Mite Micropropagation of Potato Solanum tuberosum L. / Gudeva Liljana Koleva, S. Mitrev, Fidanka Trajkova. – Text : direct // Electronic Journal of Biology. – 2012. – Vol. 8(3). – P. 45–49.
69. Mateus–Rodríguez, J. Response of three potato cultivars grown in a novel aeroponics system for mini–tuber seed production / J. Mateus–Rodríguez, S. de Haan, I. Barker [et al.]. – DOI: 17660/ActaHor-tic.2012.947.46. – Text : direct // Acta Hortic. – 2012. – 947. – P. 361–367.
70. Muthoni, J. Mbiyu M. Up-scaling production of certified potato seed tubers in Kenya: Potential of aeroponics technology / J. Mbiyu M. Muthoni, J. N. Kabira. – Text : direct // Journal of Horticulture and Forestry. – 2011. – Vol. 3(8). – P. 238–243.
71. Physiological Growth Responses by Nutrient Interruption in Aeroponically Grown Potatoes / Dong Chil Chang, Choun Soo Hark, Sung Yeul Kim [et al.]. – DOI 10.1007/ s12230-008-9024-4. – Text : direct // Am. J. Potato Association of America. – 2008. – 85. – H. 315–323.
72. Comparison of hydroponic and aeroponic cultivation systems for the production of potato minitubers / E. Ritter, B. Angulo, P. Riga [et al.]. – DOI: 10.1007/BF02410099. – Text : direct // Potato Research. – 2001. – 44(2). – P. 127–135.
73. Rykaczewska, K. The potato minituber production from microtubers in aeroponic culture / K. Rykaczewska. – Text : direct // Plant Breeding and Acclimatization Institute – National Research Institute, Jad-wisin, Poland. – 2016. – Vol. 62, No 5. – P. 210–214.
74. Struik, H. C. Seed potato technology / H. C. Struik, S. G. Wiersema. – Wageningen: Wageningen Pres, 1999.− 383 p. – ISBN 90-74134-65-3. – Text : direct.
75. Technical and Economic Analysis of Aeroponics and other Systems for Potato Mini–Tuber Production in Latin America / J. R. Mateus–Rodriguez, S. de Haan, J. L. Andrade–Piedra [et al.]. – DOI: 10.1007 / s 12230–013–9312–5/ – Text : direct // American Journal of Potato Research. – 2013. – Vol. 90(4). – P. 357–368.
76. Use of aeroponics technique for potato (Solanum tuberosum) minitubers production in Kenya / M. W. Mbiyu, J. Muthoni, J. Kabira [et al.]. – DOI: 10.5897/JHF12.012. – Text : direct // Journal of Horticulture and Forestry. – 2012. – Vol. 4(11). – P. 172–177.
77. Wong, K. L. Ethylene biosynthesis and signaling networks / K. L. Wong, H. Li, J. R. Ecker. – Text : direct // Plant Cell. – 2002. – Vol. 14. – Р.131–151.

Приложения