Картошку на поток. Ученые придумали установку, ускоряющую размножение клубней
30 Апреля 2020
Фото: Вячеслав Шишкоедов
Челябинские ученые изобрели фитотрон — круглогодичную установку, намного ускоряющую размножение элитных сортов картофеля. При этом снижается его себестоимость, повышается качество семенного материала.
-
«Включить» гения. Челябинские ученые создали конструктор для развития интеллекта
-
Съесть тарелку. Челябинские ученые придумали, как избавиться от пластикового мусора
Благодаря новой технологии размножение растений происходит в 60 раз быстрее. Причем саженцы в искусственно созданной среде прорастают экологически чистые, свободные от болезней растений. Что может дать ноу-хау для аграрной науки и наращивания производства картофеля в зоне рискованного земледелия? Об этом мы беседуем с одним из создателей фитотрона, заведующим отделом картофелеводства Южно-Уральского НИИ садоводства и картофелеводства Олегом Гордеевым.
Картошкина «родилка»
— Как родилась идея создания фитотрона?
— Раньше с размножением элитных сортов и гибридов картофеля возникало немало проблем. На экспериментальных полевых участках это долгий сезонный процесс, во многом зависящий от капризов погоды. На «тиражирование» семян уходили годы. Традиционные технологии не позволяли в короткий срок размножить селекционный материал, и мы поставили перед собой цель замкнуть полный цикл производства, от in vitro до полевых репродукций категории элиты. У кандидата сельскохозяйственных наук, старшего научного сотрудника института Василия Дергилева родилась идея поставить картофельную элиту на поток, выращивать в искусственно созданных условиях. В разработке фитотрона ему помогала стажер из ЮУрГАУ Кристина Штоль, а я отвечал за техническую часть проекта.
— Что представляет собой эта установка?
— Мы разместили ее в подвале, где картофельную рассаду можно в горшочках и кассетах выращивать круглый год, даже зимой. Для этого создали искусственный микроклимат, экономичное светодиодное и инфракрасное освещение, полив, подключили автоматику. Благодаря новой технологии размножение культурных растений происходит в 60 раз быстрее. За 35-40 дней с квадратного метра можно получать до 600 единиц посадочного материала, который оздоровлен от всех болезней и обходится гораздо дешевле полученного традиционным способом.
На создание фитотронной установки ушло около трех месяцев. За это время подобрали питательный субстрат и кассеты для выращивания рассады, световые приборы, методику полива, разработали технологию выращивания растений и мини-клубней.
Ускорение стрессом
— За счет чего картошка в фитотроне стремительно размножается?
— Уже разработана технология ускоренного получения семматериала. При этом применяется так называемый эффект стресса: клубни содержат в темноте, а затем резко включают свет, и они, «просыпаясь», быстрее дают ростки. Правда, в этом случае глазков меньше, и важно подобрать оптимальный вариант.
Сейчас наши селекционеры отрабатывают режимы, оборудование и особенности технологии выращивания семенного материала картофеля в искусственной среде. К примеру, какое лучше применить освещение, питательную среду, влажность и температуру.
— Какова дальнейшая судьба «молодняка»?
— В конце мая — начале июня картофельную рассаду из фитотрона переселят в опытные участки открытого грунта, где она адаптируется к природной среде, вырастет до взрослого состояния и даст клубни. Впрочем, возможен и комбинированный, более мягкий вариант с выращиванием мини-клубней в теплицах.
Уже скоро мы выйдем и на производственную стадию. К новинке проявляет интерес наш индустриальный партнер — фермер, который ежегодно на площади 600 га выращивает 15 тысяч тонн картофеля. На покупку посадочного материала он тратит более 1 млн рублей. Одно растение в среднем обходится в 240 рублей, а мы из него можем получить до 60 «сородичей». Тем самым фитотронная установка позволит снизить себестоимость посадочного материала до минимума: уже сегодня она для семенного мини-клубня уменьшена в 10 раз, до 20-25 рублей. В масштабах области на этом можно экономить миллионы.
Клон «из пробирки»
— Можно ли фитотронную технологию совместить с другими новинками картофелеводства?
— Почему нет? К примеру, она хорошо стыкуется с технологией микроклонального размножения, которую мы в свое время позаимствовали в Прибалтике. Ее суть в том, что растения выращивают из меристемы — крохотного кусочка листа. Полученные «из пробирки» клоны растут в стерильных условиях: не в почве, а в специальном растворе, гидропонным методом (на него в 2017 году получен патент), так удается полностью исключить попадание вредных бактерий и вирусов. Их пересаживают на доращивание в фитотронную установку, а потом в поле.
К концу этого года мы планируем реализовать еще одну задумку — обзавестись так называемым картофельным деревом, которое позволит еще более ускорить получение элитного семматериала. Оно тоже будет на гидропонике, но со своими особенностями: питательная среда не заливается, а течет, как ручей, омывая корни и создавая для растений более благоприятные условия.
— Можно ли фитотрон поставить на службу селекции?
— Над этим мы тоже работаем. К 2024 году планируем разработать новую технологию семеноводства, основанную на фитотронном оздоровлении картофеля с применением гидропонного метода. В итоге на выходе будет экологически чистый семматериал, свободный от парши, фитофтороза, картофельной гнили и прочих болезней растений.
На счету у наших селекционеров уже немало новых картофельных сортов высших репродукций. На сегодня выращено более 1,5 тысячи растений восьми сортов: «венера», «ручей», «ицил», «альбатрос» — с белой, желтой, даже фиолетовой мякотью. Они хорошо хранятся, обладают отменными вкусовыми свойствами. К примеру, в 2017 году у нас вывели сорт «кузовок», а в 2020-м направили на госиспытания «амулет».
Большие надежды возлагаем и на сорт «захар», созданный нашими учеными Василием и Тамарой Дергилевыми и доктором сельскохозяйственных наук из Оренбургского НИИСХ Алексеем Мушинским. Новинка успешно прошла все испытания, внесена в госреестр селекционных достижений и пользуется у аграриев большим спросом. Но элитных семян не хватает, чтобы решить проблему, планируем размножать «захара» фитотронным методом.
Инкубатор «с мозгами»
— Будете модернизировать эту технологию?
— В наших планах — расширить площадь фитотронной установки, добавить ей «ума». Пока степень освещения, микроклимат и другая оснастка регулируются в полуавтоматическом режиме, по таймеру, а в ближайшее время планируем поставить компьютер, который будет управлять жизненной средой картофельного инкубатора.
Кроме того, горшочки, в которых рассада выращивается в фитотроне, а затем высаживается в поле, скоро будут в «крахмальном» варианте, из растворимой экологически безвредной биопленки. Именно так: вместе с учеными ЧелГУ мы разработали технологию создания этого чудо-материала и сейчас подыскиваем инвесторов для запуска экогоршочков в производство. Прообраз есть: в этом году наши ученые создали «картофельную паутинку», своего рода спагетти из сушеного крахмала. Они хорошо хранятся, не темнеют, их можно варить, жарить… Горшочки из той же крахмальной биопленки (ее даже можно есть!) придут на смену пластику, не будут засорять природную среду. На эту технологию сейчас оформляем патент.
— Но не менее важно пройти испытание полем. Не погубят ли экстремальные условия выращенных в тепличных условиях фитоторонных неженок?
— Уверен, они выдержат. Такие растения хорошо приспосабливаются к засухе, повышенной влажности и другим сюрпризам открытого грунта. К тому же мы планируем запускать щадящие агротехнологии посадки, прополки и уборки, которые не травмируют растения, помогают быстрее адаптироваться к природной среде. Примером тому цифровизация отрасли, точное земледелие: трактор идет по спутниковому навигатору, а умная электроника определяет, на какую глубину их высадить в почву, на каком расстоянии друг от друга. Этот метод уже начинают применять при посадке рассады капусты (итальянская машина «Чичимагле»), а в перспективе его можно запустить и для «фитотронного» картофеля.
— Чем могут помочь спутниковые технологии на его уборке?
— Планируем автоматизировать и эту операцию, где пока немало ручного труда. Недавно усовершенствовали конструкцию сепаратора картофелекопалки (на нее получен патент): если раньше, чтобы изменить режим отсева грунта, приходилось выходить из трактора и делать это вручную, то теперь из кабины, автоматически. А сейчас учим машину работать и вовсе на автопилоте, по сигналу со спутника. Если поставить электромагнит, задать программу, электроника сама выберет нужный режим, без участия человека.
Я верю, со временем его заменят роботы, возьмут на себя тяжелый труд картофелевода. А оператор будет по смартфону отслеживать их работу на всех стадиях конвейера.
Фото предоставлены Олегом Гордеевым.
Картошкина «родилка»
— Как родилась идея создания фитотрона?
— Раньше с размножением элитных сортов и гибридов картофеля возникало немало проблем. На экспериментальных полевых участках это долгий сезонный процесс, во многом зависящий от капризов погоды. На «тиражирование» семян уходили годы. Традиционные технологии не позволяли в короткий срок размножить селекционный материал, и мы поставили перед собой цель замкнуть полный цикл производства, от in vitro до полевых репродукций категории элиты. У кандидата сельскохозяйственных наук, старшего научного сотрудника института Василия Дергилева родилась идея поставить картофельную элиту на поток, выращивать в искусственно созданных условиях. В разработке фитотрона ему помогала стажер из ЮУрГАУ Кристина Штоль, а я отвечал за техническую часть проекта.
— Что представляет собой эта установка?
— Мы разместили ее в подвале, где картофельную рассаду можно в горшочках и кассетах выращивать круглый год, даже зимой. Для этого создали искусственный микроклимат, экономичное светодиодное и инфракрасное освещение, полив, подключили автоматику. Благодаря новой технологии размножение культурных растений происходит в 60 раз быстрее. За 35-40 дней с квадратного метра можно получать до 600 единиц посадочного материала, который оздоровлен от всех болезней и обходится гораздо дешевле полученного традиционным способом.
На создание фитотронной установки ушло около трех месяцев. За это время подобрали питательный субстрат и кассеты для выращивания рассады, световые приборы, методику полива, разработали технологию выращивания растений и мини-клубней.
Ускорение стрессом
— За счет чего картошка в фитотроне стремительно размножается?
— Уже разработана технология ускоренного получения семматериала. При этом применяется так называемый эффект стресса: клубни содержат в темноте, а затем резко включают свет, и они, «просыпаясь», быстрее дают ростки. Правда, в этом случае глазков меньше, и важно подобрать оптимальный вариант.
Сейчас наши селекционеры отрабатывают режимы, оборудование и особенности технологии выращивания семенного материала картофеля в искусственной среде. К примеру, какое лучше применить освещение, питательную среду, влажность и температуру.
— Какова дальнейшая судьба «молодняка»?
— В конце мая — начале июня картофельную рассаду из фитотрона переселят в опытные участки открытого грунта, где она адаптируется к природной среде, вырастет до взрослого состояния и даст клубни. Впрочем, возможен и комбинированный, более мягкий вариант с выращиванием мини-клубней в теплицах.
Уже скоро мы выйдем и на производственную стадию. К новинке проявляет интерес наш индустриальный партнер — фермер, который ежегодно на площади 600 га выращивает 15 тысяч тонн картофеля. На покупку посадочного материала он тратит более 1 млн рублей. Одно растение в среднем обходится в 240 рублей, а мы из него можем получить до 60 «сородичей». Тем самым фитотронная установка позволит снизить себестоимость посадочного материала до минимума: уже сегодня она для семенного мини-клубня уменьшена в 10 раз, до 20-25 рублей. В масштабах области на этом можно экономить миллионы.
Клон «из пробирки»
— Можно ли фитотронную технологию совместить с другими новинками картофелеводства?
— Почему нет? К примеру, она хорошо стыкуется с технологией микроклонального размножения, которую мы в свое время позаимствовали в Прибалтике. Ее суть в том, что растения выращивают из меристемы — крохотного кусочка листа. Полученные «из пробирки» клоны растут в стерильных условиях: не в почве, а в специальном растворе, гидропонным методом (на него в 2017 году получен патент), так удается полностью исключить попадание вредных бактерий и вирусов. Их пересаживают на доращивание в фитотронную установку, а потом в поле.
К концу этого года мы планируем реализовать еще одну задумку — обзавестись так называемым картофельным деревом, которое позволит еще более ускорить получение элитного семматериала. Оно тоже будет на гидропонике, но со своими особенностями: питательная среда не заливается, а течет, как ручей, омывая корни и создавая для растений более благоприятные условия.
— Можно ли фитотрон поставить на службу селекции?
— Над этим мы тоже работаем. К 2024 году планируем разработать новую технологию семеноводства, основанную на фитотронном оздоровлении картофеля с применением гидропонного метода. В итоге на выходе будет экологически чистый семматериал, свободный от парши, фитофтороза, картофельной гнили и прочих болезней растений.
На счету у наших селекционеров уже немало новых картофельных сортов высших репродукций. На сегодня выращено более 1,5 тысячи растений восьми сортов: «венера», «ручей», «ицил», «альбатрос» — с белой, желтой, даже фиолетовой мякотью. Они хорошо хранятся, обладают отменными вкусовыми свойствами. К примеру, в 2017 году у нас вывели сорт «кузовок», а в 2020-м направили на госиспытания «амулет».
Большие надежды возлагаем и на сорт «захар», созданный нашими учеными Василием и Тамарой Дергилевыми и доктором сельскохозяйственных наук из Оренбургского НИИСХ Алексеем Мушинским. Новинка успешно прошла все испытания, внесена в госреестр селекционных достижений и пользуется у аграриев большим спросом. Но элитных семян не хватает, чтобы решить проблему, планируем размножать «захара» фитотронным методом.
Инкубатор «с мозгами»
— Будете модернизировать эту технологию?
— В наших планах — расширить площадь фитотронной установки, добавить ей «ума». Пока степень освещения, микроклимат и другая оснастка регулируются в полуавтоматическом режиме, по таймеру, а в ближайшее время планируем поставить компьютер, который будет управлять жизненной средой картофельного инкубатора.
Кроме того, горшочки, в которых рассада выращивается в фитотроне, а затем высаживается в поле, скоро будут в «крахмальном» варианте, из растворимой экологически безвредной биопленки. Именно так: вместе с учеными ЧелГУ мы разработали технологию создания этого чудо-материала и сейчас подыскиваем инвесторов для запуска экогоршочков в производство. Прообраз есть: в этом году наши ученые создали «картофельную паутинку», своего рода спагетти из сушеного крахмала. Они хорошо хранятся, не темнеют, их можно варить, жарить… Горшочки из той же крахмальной биопленки (ее даже можно есть!) придут на смену пластику, не будут засорять природную среду. На эту технологию сейчас оформляем патент.
— Но не менее важно пройти испытание полем. Не погубят ли экстремальные условия выращенных в тепличных условиях фитоторонных неженок?
— Уверен, они выдержат. Такие растения хорошо приспосабливаются к засухе, повышенной влажности и другим сюрпризам открытого грунта. К тому же мы планируем запускать щадящие агротехнологии посадки, прополки и уборки, которые не травмируют растения, помогают быстрее адаптироваться к природной среде. Примером тому цифровизация отрасли, точное земледелие: трактор идет по спутниковому навигатору, а умная электроника определяет, на какую глубину их высадить в почву, на каком расстоянии друг от друга. Этот метод уже начинают применять при посадке рассады капусты (итальянская машина «Чичимагле»), а в перспективе его можно запустить и для «фитотронного» картофеля.
— Чем могут помочь спутниковые технологии на его уборке?
— Планируем автоматизировать и эту операцию, где пока немало ручного труда. Недавно усовершенствовали конструкцию сепаратора картофелекопалки (на нее получен патент): если раньше, чтобы изменить режим отсева грунта, приходилось выходить из трактора и делать это вручную, то теперь из кабины, автоматически. А сейчас учим машину работать и вовсе на автопилоте, по сигналу со спутника. Если поставить электромагнит, задать программу, электроника сама выберет нужный режим, без участия человека.
Я верю, со временем его заменят роботы, возьмут на себя тяжелый труд картофелевода. А оператор будет по смартфону отслеживать их работу на всех стадиях конвейера.
Фото предоставлены Олегом Гордеевым.
Поделиться
