Не стоит слишком сильно закапывать диски, достаточно погружения в почву на 30-40 миллиметров. С одного растения, полученного при помощи метода перепарирования почек, на хорошо обработанной плодородной земле можно собрать от 0,5 до 2 килограммов клубней.
Микроклональное размножение. Практические аспекты. Размножение картофеля in vitro
Здравствуйте, меня зовут Сергей, и сегодня я хотел бы обратить ваше внимание на практические аспекты применения технологии микроклонального размножения растений. На нашем портале по сити-фермерству, проще говоря, по выращиванию растений в городских условиях, может показаться странным, что мы говорим о картофеле с его требованиями к огромным площадям. Как можно соединить эти, казалось бы, противоречивые элементы? Давайте разбираться.
Итак, немного напомню о самой технологии микроклонального размножения растений. Первые шаги в открытии и исследовании фитогормонов были предприняты в начале XX века. А в 1950-х годах французский биолог Жорж Морель сумел получить первые клоны растений. Он проводил эксперименты с орхидеями и добился успеха, получив из верхушечной меристемы его клона полноценные образцы материнского растения. Существенным открытием стало то, что полученные клоны были совершенно свободны от вирусов. Однако в те времена причина этого оздоровления клонов оставалась неясной.
На сегодняшний день известны более 200 различных растений, для которых технологии микроклонального размножения полностью изучены, описаны и отработаны. Я думаю, что эту цифру можно смело удвоить, поскольку многие исследовательские лаборатории продолжают развивать свои исследования, но делятся результатами не всегда, придерживаясь коммерческой тайны.
В основе технологии микроклонального размножения лежит явление, называемое тотипотентностью — способностью растительной клетки, помещенной в определенные условия, развиваться в новый полноценный растительный организм, включая все специализированные клетки и ткани. Конечно, получить клон из одной клетки — это задача непростая, и на практике такого никто не делает. Тем не менее, подобные эксперименты проводились и давали положительные результаты.
Существует несколько методов микроклонального размножения, и я перечислю основные из них, которые применяются для размножения картофеля:
- Размножение адвентивными почками.
- Размножение пазушными почками.
- Соматический эмбриогенез.
- Непрямой морфогенез.
Технология микроклонального размножения, в сравнении с другими методами вегетативного размножения, обладает многочисленными преимуществами и позволяет:
- Получать большое количество полноценного посадочного материала за короткий срок на ограниченной площади.
- Поддерживать и сохранять полную жизнеспособность множества растений.
- Производить необходимое количество растений к определённой дате.
- Максимально эффективно использовать площади под выращивание и другие ресурсы.
- Работать с растениями с минимальным контактом с окружающей средой, тем самым защищая их от патогенов.
- Размножать трудноразмножаемые виды растений.
- Получать идентичные копии гибридов и особо ценных (с высокими урожайными показателями) экземпляров растений.
- Создавать и поддерживать генетические банки живых растений на длительный срок.
- Оздоравливать растения и получать безвирусный посадочный материал.
- Ускорять селекционный процесс. В некоторых случаях селекция, занимающая 10–15 лет, может быть осуществлена за два-три года.
Теперь давайте обсудим картофель! Два последних пункта, которые были перечислены выше, крайне важны для его выращивания. Я уверен, что многие читатели нашего портала по сити-фермерству уже выращивали или собираются выращивать картофель. Эта культура традиционно размножается с помощью клубней. В условиях средней полосы России высадка картофеля производится в конце апреля или начале мая, а сбор урожая происходит в конце сентября или начале октября. В целом, срок цикла выращивания картофеля составляет около пяти месяцев. В более теплых странах, откуда картофель и родом, за один год можно получить два урожая.
Питательные среды для микроклонального размножения картофеля
Сегодня проводится множество исследований, посвящённых размножению конкретных сортов картофеля. Различные сорта могут вести себя по-разному на разных питательных средах. Часто для определения состава оптимальной питательной среды для размножения конкретного сорта в лабораториях микроклонального размножения проводятся корпоративные испытания. В ходе этих экспериментов материал, полученный от одного растения, высаживается на различные питательные среды, и опытным путем подбирается самая продуктивная среда.
Позвольте привести несколько примеров питательных сред, используемых для микроклонального размножения картофеля. В каждом случае берется универсальный состав, который также называется питательной средой, а к нему добавляются гормоны и сахароза в разных концентрациях. Универсальный состав я буду указывать первым, его элементы легко найти в открытых источниках.
Среда №1
Среда Мурасиге — Скуга
- Сахароза — 30 г/л.
- Гиббереллин — 1 г/л.
- Кинетин — 0,01 г/л.
- ИУК — 2 г/л.
Среда №2
Среда Нича
- Сахароза — 20 г/л.
- Гиббереллин — 3 г/л.
- Аденин — 0,25 г/л.
- ИУК — 1 г/л.
- Аскорбиновая кислота — 3 г/л.
Среда №3
Среда Гамборга — Эвелега
- Сахароза — 10 г/л.
- Гиббереллин — 3 г/л.
- Кинетин — 0,25 г/л.
- Аденин — 0,25 г/л.
- Аскорбиновая кислота — 5 г/л.
Разумеется, разнообразие питательных сред не ограничивается только этими тремя вариантами. Внутри и между этими вариантами существует много пространства для экспериментов, где могут изменяться как концентрации гормонов и сахарозы, так и сами гормоны и их количество.
Методы и приемы
Картофель настолько разнообразен в способах размножения, что его выращивание возможно даже при необычных подходах и методах.
Помимо обычного высаживания клубней, существуют следующие способы размножения:
- Размножение картофеля ростками;
- Укоренение черенками;
- Использование глазков;
- Размножение с помощью кожуры;
- Создание отводков;
- Использование частей длинных ростков;
- Размножение клубневыми фрагментами;
- Деление куста картофеля;
- Получение картофеля из семян.
Все указанные способы можно сгруппировать на два типа — семенное или вегетативное размножение картофеля. Традиционно большинство фермеров предпочитает использовать вегетативный метод. Тем не менее, семенной метод также merits внимание, хотя он представляет собой более сложный процесс.
Обычное размножение картофеля клубнями
Когда хватает клубней, но нет времени, огородники обычно сажают картофель традиционным способом. С осени отобранные или весной приобретённые семенные клубни особым образом подготавливаются – они проходят яровизацию. Обычно их выдерживают в тепле и под светом на протяжении трёх недель. Важно, чтобы свет был ярким, но не прямым, чтобы ростки начинали развиваться, не вытягиваясь и не истощаясь.
Следить за условиями необходимо с самого начала, когда клубни находятся дома. Если тепло будет слишком высоким, ростки, которые начали прорастать, могут расти слишком быстро. Оптимальная температура — около 25°C, хотя её можно варьировать в пределах 18–20°C. Существенным фактором остаётся и влажность. Ростки начнут активно испарять влагу из клубней — это нормальный физиологический процесс.
В отопительный сезон воздух в помещениях часто пересушивается, что негативно сказывается как на яровизации клубней, так и на самом человеке. Клубни могут начать сморщиваться и терять влагу и силу ещё до момента высадки. Решение этой проблемы состоит в том, чтобы установить сушилку в специально отведенном месте для проращивания картофеля или повесить на батареи отопления мокрые полотенца или другие тканевые материалы.
Если судить по состоянию клубней, можно понять, как им комфортно. Ростки должны быть крепкими и короткими. Когда приходит время высадки, клубни сажают традиционными методами, о которых говорится в соответствующей статье. Этот метод надёжен, но неэкономичен, и именно поэтому большинство огородников предпочитает его. Тем не менее, экспериментаторы и фермеры, которые стремятся получить больше при минимальных затратах, все чаще выбирают альтернативные методы.
Отводками
Все проросшие и подготовленные клубни картофеля, предназначенные для посадки, следует перебрать, выбрать крупные экземпляры и высадить в заранее подготовленные лунки, оставляя между ними расстояние около 15 сантиметров. Промежуток между рядами должен составлять около 40 сантиметров. Для того чтобы получить ростки через неделю, необходимо очень хорошо удобрить и прогреть почву под солнцем. Как только ботва достигнет высоты 10 сантиметров, кустик нужно осторожно выкопать вместе с клубнем, стараясь не повредить корни.
В жаркую погоду в день посадки следует накрыть кустики мокрой тканью или обильно полить, чтобы корни оставались увлажнёнными и не пересыхали. Далее необходимо аккуратно отделить сильные ростки с корнями от клубня. На этих ростках должно оставаться немного листьев. Затем саженцы следует разделить по размерам и высадить.
Перед посадкой необходимо перекопать почву и хорошо увлажнить её, чтобы облегчить акклиматизацию ростков в новом месте. Затем необходимо взрыхлить почву между рядами на глубину 15 сантиметров и аккуратно сделать тяпкой углубления глубиной около 12 сантиметров. Расстояние между саженцами должно составлять не менее 15 сантиметров, а рассаживать их нужно так, чтобы над уровнем земли оставалось около 8 сантиметров зелени.
Не стоит поливать углубления в почве, поскольку это может привести к образованию корки, которая помешает корням нормально развиваться. Полив картофеля стоит производить между рядами.
После посадки уход за клубнями должен включать следующее:
- своевременные подкормки;
- рыхление почвы;
- полив;
- уборку сорной травы;
- окучивание.
Клубни, от которых были отделены ростки, также необходимо опрыскать раствором из воды и соды в определённых пропорциях:
Лишь после этого клубни можно будет снова посадить в почву.
Когда побеги вырастут второй раз, их нужно снова обламывать и пересаживать, а картофельные корнеплоды будут высажены уже в третий раз.
Метод черенкования
Одним из самых распространённых способов размножения всех культур, включая картофель, является черенкование. Для обеспечения успеха этого метода на вашем участке необходимо сначала выбрать самый здоровый и красивый куст. Операции стоит проводить во время цветения. Растение нужно отметить, и после завершения цветения аккуратно отделить от него ботву.
Срезанные ветки следует разрезать на части длиной порядка 4 сантиметра. На каждой части должен оставаться один листочек. С побегов, которые будут использованы в качестве черенков, снимите верхние листья.
Чтобы дезинфицировать черенки, поместите их в не слишком концентрированный раствор марганца на 4 часа. Выбирайте для высадки черенков место, где есть небольшая тень. Сажать черенки необходимо в уже увлажнённую и рыхлую почву. Лучше всего высаживать их в пасмурный день. Обсуждаемое расстояние между черенками должно составлять не менее 40 сантиметров, а расстояние между рядами — приблизительно 20 сантиметров.
При высадке черенков не стоит наклонять их, а лучше, чтобы листья были слегка покрыты землёй. Далее их нужно полить и замульчировать не слишком толстым слоем перегноя и торфа.
В течение 20 дней у вас появятся клубни, а ещё через 15 дней их можно будет выкапывать вместе с черенками. Полученный картофель необходимо хорошо просушить, поместить в мешки из ткани и оставить на хранение до следующего года.
Другие вегетативные способы
Наиболее традиционным способом размножения сортового картофеля является использование клубней — это основной орган, посредством которого получается семенной материал. Однако это растение семейства пасленовых может также образовывать новые кусты из ботвы или других органов. Каждый вид и способ его вегетативного размножения достоин отдельного внимания.
Отводками
Данный способ получения рассады также имеет свои уникальные особенности. Для формирования отводков используются только здоровые и чистые клубни, которые предварительно проращиваются на ярком свету в течение 3-4 недель. Их располагают верхушечными побегами к солнцу в заранее подготовленные утепленные гряды, контейнеры, ящики или даже цветочные горшки. Между картофелинами оставляют промежутки в 20-30 миллиметров.
После посадки на них насыпают слой торфа толщиной не менее 40 миллиметров. Субстрат следует пролить теплой водой. Всходы при поддержании стабильной температуры в диапазоне 18-24 градуса появятся примерно через 8-9 дней. Когда стебли вырастают до 50-80 миллиметров, их аккуратно отделяют вместе с корешками от клубня и высаживают как самостоятельные растения.
Интересно, что маточный картофель, выкопанный для получения отводков, также может быть снова помещен в землю. Он продолжит расти в обычном режиме, но будет задерживаться с цветением и отдачей урожая. Лучше всего выделить специальное место на огороде для такой плантации.
Деление клубня
Универсальным методом увеличения количества посадочного материала является деление одного клубня. Это особенно удобно делать в тех случаях, когда доступных и качественных клубней для посадки недостаточно. Клубни разрезают острым ножом так, чтобы на каждой части оставался минимум один глазок. Существенным преимуществом данного метода является возможность использования крупных клубней, которые обычно предназначены для употребления в пищу. Разрезанные части высаживают так же, как и целые клубни, при этом нужно немного подсушить срезы, чтобы предотвратить их загнивание.
Также применяется частичное деление клубня — для повышения его урожайности и обильного ветвления ботвы. Стимулирующие надрезы помогут направить биологически активные вещества, которые используются проращиваемым материалом не только к верхушкам, но и к спящим почкам.
Вот как это делается.
- Берётся клубень, предназначенный для посадки.
- Глубоко надсекается между глазками, оставляя целую сердцевину толщиной 2-3 сантиметра.
- Процедура повторяется несколько раз.
Полученный материал высаживается обычным способом. Результат неполного деления клубня станет заметен по выходу молодых побегов — они будут заметно крепче, чем побеги, полученные из обычных целых клубней, и дадут обильный прирост зелени.
Черенкование
Размножение картофеля черенками кажется довольно необычным, но позволяет без лишних усилий увеличить объемы посадок. Для отделения подходят только верхушечные части молодых кустов с уже подросшими листьями. Перед тем как сделать черенкование, картофель сначала высаживается традиционным способом с предварительным проращиванием глазков. Когда кустик достигнет высоты около 20 сантиметров, можно отделить верхушку и прорастить корешки в воде или сразу высадить получившийся зелёный побег в питательный грунт.
Для черенкования важно обеспечить активный прирост зеленой массы у рассады. Для этого почву следует обильно удобрить перед посевом, а после высадки клубней — поддерживать рыхлую структуру почвы и регулярный полив. Можно также регулировать температуру с помощью укрывного материала на каркасах. Сроки высадки клубней могут быть сдвинуты на более ранний период, чтобы предоставить достаточно времени для укоренения черенков.
Как размножить семенами?
Генеративный способ размножения картофеля можно назвать редким. Ягоды с семенным материалом обычно собираются только с уникальных, элитных сортов. Главное преимущество такого способа размножения заключается в исключении риска заражения картофеля. Вирусные и грибковые инфекции не передаются через семена. Однако для гибридов этот метод не подходит, так как полученные семена не унаследуют свойства родительского растения.
Важно понимать, что при семенном размножении на первый год получается только посадочный материал, и полноценный урожай можно будет собрать лишь со второго года. Процесс семенного размножения включает в себя несколько этапов.
- Сбор семян. Выполняется осенью, когда ботва подсохнет после уборки урожая. Семенные ягоды аккуратно извлекаются с ветвей и раскладываются на открытом воздухе.
- Получение семенного материала. Повреждённые и начавшие гнить плоды помещаются в воду, затем разминаются. На дне ёмкости останутся семена, которые нужно вынуть, промыть и просушить.
- Посев в парники. Для этого подойдут контейнеры, даже если они будут стоять на окне. Не рекомендуется сильно засыпать семена землёй. Во время проращивания их необходимо аккуратно поливать.
- Пересадка в грунт. Это мероприятие осуществляется после прекращения возвратных заморозков. Как только минует угроза холодов, рассаду можно пересаживать на постоянное место.
Основная сложность при посадке такого материала заключается в длительности всех процессов. Семена прорастают медленно и требуют обилие органических и минеральных веществ в почве.
Также важно поддерживать правильный тепловой и влажностный режим. Период вегетации у таких саженцев значительно более длительный. Выращивание растений под пленкой занимает не менее 2 месяцев.
После пересадки в открытый грунт ситуация не меняется существенно. Взрослые кусты цветут и развиваются позже остальных. Их урожайность, как правило, невысока, а клубни часто бывают деформированными. Для последующего размножения отбираются только наиболее здоровые экземпляры с кустов, показавших лучшие результаты в плане плодоношения.
Уборка и хранение клубней картофеля
Урожай, предназначенный для длительного хранения, необходимо убирать только после полного высыхания ботвы. Из-за маленького размера картофельного севка нужно соблюдать осторожность во время уборки. Даже небольшая мелочь весом в 10 граммов может обеспечить хороший урожай в следующем году. Выкопанные клубня распределяют в сухом месте (например, в сарае, гараже или в других хозяйственных помещениях) и подсушивают в течение 3-5 дней, после чего сортируют по размерам и готовят к хранению в подвале.
Сорта картофеля для семенного размножения
- Ранние сорта: Ассоль, Фермер, Триумф, Императрица, Велина, Милена. Урожай клубней формируется на 50-65 день.
- Средние сорта: Илона, Баллада, Реванш, Краса, гибрид F1 Лада. Урожай средних сортов картофеля снимают через 80-95 дней.
- Среднепоздние сорта: Дева формирует зрелый урожай клубней через 95-110 дней.
На следующий год необходимо проводить посадку, используя полученные клубни. Не забывайте обновлять семенной материал каждые семь лет. Для этого через 5-6 лет следует снова высеять биологические семена и подготовить новый чистый посадочный материал, свободный от вирусов.
