Sergey Banadysev, Tiến sĩ Khoa học Nông nghiệp, Doka Gene Technologies LLC
Khoai tây minitubers (MK) là thế hệ củ đầu tiên của cây khoai tây vô trùng. Lấy củ nhỏ là năm đầu tiên của chương trình hạt giống khoai tây ở tất cả các nước có nền sản xuất khoai tây phát triển. Củ khoai tây mini chỉ được trồng trong điều kiện mặt đất được bảo vệ, loại trừ rủi ro tái nhiễm các bệnh do vi rút, nấm và vi khuẩn gây ra (nếu củ từ cây vô sinh được trồng trên bãi đất trống thì không thu được củ mini như một kết quả, nhưng là trường đầu tiên tạo).
Người ta thường chấp nhận rằng đường kính của một củ nhỏ ít nhất phải là 10 mm, bất cứ thứ gì nhỏ hơn là một microtuber.
Nhu cầu về củ nhỏ để sản xuất 10 nghìn tấn giống ưu tú là: với kế hoạch 50 năm OS và ES (sản xuất giống gốc và giống ưu tú) - 400 nghìn cái; với kế hoạch bốn năm của OS và ES - 3 nghìn chiếc; với kế hoạch ba năm - XNUMX triệu chiếc.
Liên bang Nga có cơ sở khoa học và sáng tạo vững chắc của riêng mình trong lĩnh vực này. Việc giới thiệu quy mô lớn các công nghệ trồng củ mini hiện đại nhất ở Liên bang Nga luôn được tiến hành trước các quốc gia có nền trồng khoai tây phát triển khác: vì vậy công nghệ giá thể đã được giới thiệu cách đây 40 năm, 15 trung tâm công nghệ sinh học đã nghiên cứu; thủy canh - 30 năm trước, nó được sử dụng bởi Doka - Công nghệ gen, Nuôi cấy mô phân sinh; khí canh - được phát triển tại Viện Nghiên cứu Công nghệ Sinh học Nông nghiệp Toàn Nga (All-Russian Research Institute of Agricultural Biotechnology) vào đầu những năm 2000, từ năm 2010 công nghệ này đã được Trung tâm Khoai tây Quốc tế quảng bá và tích cực phổ biến khắp thế giới. Ở Liên bang Nga, cây công nghiệp để trồng củ mini được sản xuất: Cây khoai tây và cây mô phân sinh. Đồng thời, hầu hết các doanh nghiệp trồng giống trong nước vẫn sản xuất củ giống mini với số lượng nhỏ, trong giới hạn cần có kế hoạch 2 năm để thu được giống củ giống. Chỉ riêng công ty FAT-Agro đạt mức hơn XNUMX triệu chiếc / năm là đủ để chuyển sang phương án XNUMX năm.
Tăng toàn bộ sản lượng củ mini nhằm giảm sơ đồ sản xuất giống và nâng cao chất lượng sản phẩm là một cách chiến lược để phát triển sản xuất khoai tây giống. Với quan điểm này, nhiều nỗ lực đã được thực hiện trong những năm gần đây để cải thiện kỹ thuật trồng trọt. Mục tiêu chính của cải tiến là thu được càng nhiều củ nhỏ càng tốt trên mỗi cây trồng trong ống nghiệm và trên một đơn vị diện tích của nhà kính. Để đạt được điều đó, nhiều phương pháp sản xuất trồng trọt được sử dụng, nhưng không phải tất cả các giải pháp đề xuất dựa trên kết quả nghiên cứu khoa học đều cho kết quả trong sản xuất công nghiệp.
Nhiều khía cạnh của sản xuất minituber khối lượng lớn hiệu quả là bí quyết. Quá trình sản xuất khoai tây củ mini của Nga luôn được thực hiện trên cơ sở khoa học công nghệ tiên tiến và hiệu quả nhất. Và hiện nay đất nước đã có sẵn và ứng dụng những công nghệ vượt trội hơn hẳn so với trình độ thế giới.
Điều kiện chính để sản xuất củ mini đủ tiêu chuẩn là tuân thủ các quy tắc và quy định hiện hành. Khung pháp lý của Liên bang Nga về chủ đề này mang tính chất tư vấn, trong quy định hiện hành về chứng nhận cây nông nghiệp, chẳng hạn, không có từ nào về các quy tắc sản xuất và chứng nhận củ khoai tây mini. Trong tình hình như vậy, cần phải tập trung vào kinh nghiệm quốc tế. Ở tất cả các nước có nền sản xuất khoai tây giống phát triển, các yêu cầu bắt buộc về tổ chức, công nghệ và chất lượng của củ giống mini được sản xuất đã được thông qua, chính thức phê duyệt và tuân thủ nghiêm ngặt.
Các yêu cầu này cần được các doanh nghiệp trong nước chuyên sản xuất củ giống mini lấy làm cơ sở để tự chủ, cho đến khi nhà nước hình thành khung pháp lý chính thức trong lĩnh vực này. Ví dụ, ở Liên bang Nga có quy định về thiết kế công nghệ của khu liên hợp nhân giống và nhà kính sinh sản NTP-APK 1.10.09.001-02. Tuy nhiên, các nhà phát triển của CTMTQG đã không đưa vào tài liệu một phần về các đặc điểm bắt buộc của các cấu trúc dùng để trồng các loại củ nhỏ. Và có nhiều tính năng như vậy, ví dụ: nhà kính nên có cửa đôi với phòng thay đồ để thay quần áo. Khu vực thay quần áo cần được trang bị tấm lót chân và chất tẩy rửa để rửa và khử trùng tay. Cửa ra vào và tất cả các lỗ thông gió phải được che bằng lưới bảo vệ rệp (kích thước mắt lưới tối đa 0,5 x 0,9 mm). Căn phòng phải được kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm thích hợp (áp dụng cho nhà kính). Môi trường không chứa đất nên được sử dụng cho sự thích nghi của cây vô sinh. Nếu đất / hỗn hợp đất được sử dụng, nó phải được xử lý / khử trùng thích hợp để đảm bảo không có mầm bệnh trong đất.
Cây trồng nhỏ phải được lấy từ các vi cấy hoặc vi ống được chứng nhận chính thức được trồng trong môi trường vô trùng từ mô phân sinh của nguyên liệu gốc, được kiểm tra về sự không có vi-rút, vi-rút và vi khuẩn lây nhiễm vào khoai tây trong phòng thí nghiệm kiểm tra được công nhận phù hợp.
Phương pháp, quy trình, tần suất kiểm tra chất lượng nguyên liệu ở tất cả các công đoạn sản xuất củ giống mini đều được quy định nghiêm ngặt.
Nhiều thông tin thực tế có ý nghĩa đã được tích lũy về việc tối ưu hóa các giao thức vi nhân giống khoai tây. Nghiên cứu trong lĩnh vực này cho thấy nhiều cơ hội để cải thiện sự tăng trưởng và phát triển của cây trồng dựa trên những thay đổi về nồng độ và tỷ lệ các chất dinh dưỡng. Người ta đã chứng minh rằng việc sử dụng các chất điều hòa sinh trưởng trong nuôi cấy mô phân sinh khoai tây là không cần thiết, nhưng việc bổ sung một số chất, ngay cả ở nồng độ thấp, sẽ làm tăng và đẩy nhanh quá trình sản xuất nguyên liệu. Điều quan trọng là phải tối ưu hóa các điều kiện ủ của cây khoai tây vi nhân giống bằng cách sử dụng nhiều nguồn ánh sáng, chế độ chiếu sáng và hệ thống thông gió trong phòng. Với sự ra đời của đèn LED, khả năng của chúng bắt đầu được nghiên cứu tích cực liên quan đến vi nhân giống khoai tây. Quang phổ ánh sáng đỏ xa và đỏ làm tăng đặc tính sinh trưởng; tuy nhiên, sự kết hợp của ánh sáng đỏ + xanh lam + ánh sáng đỏ / trắng xa có tác dụng tốt hơn trong việc hình thành củ và tích lũy các chất chuyển hóa sơ cấp.
Công nghệ trồng củ mini được chia thành hai nhóm chính: giá thể (giống đại trà) và không giá thể (nuôi cấy trong nước và khí canh). Các công nghệ chính để sản xuất củ giống mini: trên giá thể tự nhiên (80% thể tích), thủy canh và khí canh. Việc thu được các vi ống cũng liên quan đến chủ đề MC và ngày càng được sử dụng để tái tạo hàng loạt vật liệu nguồn. Sự khác biệt giữa vi ống và minitubers nằm ở phương thức của môi trường (vi ống chỉ được phát triển trong điều kiện vô trùng trong ống nghiệm và minitubers chỉ trong điều kiện ex vitro được bảo vệ) và kích thước củ. Các kết quả và kết luận thu được trong các thí nghiệm thực tế trong nhiều trường hợp không tương ứng với các định đề lý thuyết về khả năng kích thích thụ tinh trong nuôi cấy in vitro. Điều này áp dụng cho cả chế độ ăn, việc sử dụng các chất điều hòa sinh trưởng, cũng như các điều kiện phát triển và việc sử dụng các yếu tố gây căng thẳng. Nếu thông tin được công bố công khai về các quy định công nghệ sản xuất vi ống cho phép, trong hầu hết các trường hợp, thu được kết quả khá tầm thường - khoảng hoặc hơn một chút so với một microtuber nặng 200-400 mg cho mỗi nhà máy, thì việc điều chỉnh chuyên nghiệp của công nghệ liên quan đến cụ thể điều kiện sản xuất làm tăng hiệu quả của quá trình đôi khi. Ở Liên bang Nga, có một bí quyết trong lĩnh vực này với việc sản xuất ít nhất ba vi ống nặng hơn 0,5 g từ một nhà máy trong một ống nghiệm tiêu chuẩn.
Để nuôi cấy vi ống quanh năm và cải thiện chất lượng của chúng, một số thiết kế lò phản ứng sinh học khác nhau đã được sản xuất thương mại trên thế giới. Các hệ thống bán tự động này cho phép bạn giảm bớt quá trình xử lý thủ công chuyên sâu và do đó tăng năng suất và giảm chi phí sản xuất. Các vi ống thu được trong lò phản ứng sinh học có khối lượng lớn hơn nhiều và đường kính lớn hơn. Công nghệ mới nhất trong lĩnh vực này là sự phát triển của các nhà khoa học và nhà thiết kế Nhật Bản.
Hệ thống sản xuất vi sợi quy mô lớn sử dụng túi nhựa nuôi cấy sản xuất thành công từ 100 đến 300 vi ống trên mỗi túi, tùy thuộc vào giống. Thay đổi nồng độ các chất dinh dưỡng trong điều kiện hàm lượng sacaroza, nitơ thấp hơn, tăng hàm lượng kali photphat trong môi trường có thể làm tăng tổng số và trọng lượng trung bình của các vi ống. Công nghệ Nhật Bản cho phép sản xuất 250 vi ống mỗi năm (trong ba chu kỳ vụ mùa) trong một phòng canh tác 000 m2. và 80% vi ống thu được bằng công nghệ này có khối lượng lớn hơn 1 g, tức là thích hợp trồng trực tiếp trên ruộng.
Trên khắp thế giới, việc sản xuất củ mini trên giá thể tự nhiên đang thịnh hành. Công nghệ này, mặc dù đã được thiết lập tốt, vẫn có thể được cải thiện đáng kể. Kiểu gen, thời gian và điều kiện nuôi cấy in vitro, kích thước cây trồng, khả năng tiếp xúc với các chất dinh dưỡng và chất điều hòa sinh trưởng ảnh hưởng rõ rệt đến việc tạo ra các cây nhỏ. Tuổi và xử lý trước khi trồng, điều kiện và thời kỳ cứng cây, thời vụ trồng và phát triển, thành phần môi trường đất, phương pháp trồng, mật độ trồng, liều lượng phân bón, ánh sáng cũng ảnh hưởng đến cường độ sản xuất củ nhỏ.
Nhiều chất và vật liệu tự nhiên thích hợp làm giá thể trồng khoai tây mini. Thành phần chính của chất nền nhà kính theo truyền thống là than bùn. Các thành phần thay thế - chẳng hạn như đá trân châu, vermiculite và phân trùn quế - cũng đã trở nên phổ biến gần đây do khả năng giữ nước và sục khí chấp nhận được của chúng.
Trong hầu hết các trường hợp, khi trồng củ nhỏ trong môi trường giá thể, cần phải bón phân đa lượng và vi lượng. Trong số các chuyên gia, công nghệ sử dụng tưới nước định kỳ và bón phân cho các giá thể vô sinh bằng chất dinh dưỡng được gọi là thủy canh. Công nghệ trồng khoai tây mini thủy canh có giống sử dụng giá thể trơ (cát, vỏ cây, sơ dừa…) và nuôi cấy nước tinh khiết (màng dinh dưỡng mỏng).
Tất cả các quy định của lý thuyết dinh dưỡng khoai tây liên quan đến khả năng kiểm soát quá trình hình thành củ cũng có thể được áp dụng trong canh tác thủy canh, nhưng cần có sự thay đổi đáng kể về nồng độ và tỷ lệ các chất dinh dưỡng đối với từng giống và ở các giai đoạn khác nhau. của sự phát triển sinh dưỡng, sự bắt đầu của quá trình hình thành củ và sự phát triển của củ thực vật. Các chế phẩm dung dịch dinh dưỡng được đưa ra trong hầu hết các ấn phẩm. Đồng thời, số lượng củ thu được từ một cây và từ một đơn vị diện tích khác nhau vài lần. Về những điều chỉnh có mục tiêu đối với dung dịch dinh dưỡng để tăng số lượng củ một cách triệt để (và đây chính xác là lợi thế của phương pháp thủy canh) thì có rất ít thông tin mở. Trong những năm gần đây, chỉ có một số ấn phẩm được xuất bản không có liên quan đến các sáng tác nổi tiếng của những năm trước, mà là các tài liệu gốc.
Công nghệ trồng cây lấy củ mini - khí canh - hiện đại nhất hiện nay có một số đặc điểm cơ bản. Cho đến nay, tất cả các giai đoạn tiếp theo của việc thực hiện nó đã được thực hiện, nhưng nghiên cứu khám phá vẫn tiếp tục. Giá trị đặc biệt của thông tin công nghệ khí canh là nó chỉ ra hướng phát triển minituber trên toàn thế giới hiện nay. Những phát triển này có thể áp dụng hoặc có thể được điều chỉnh cho các công nghệ trồng củ mini khác.
Việc lựa chọn công nghệ sản xuất củ giống mini cho các điều kiện cụ thể cần dựa trên cơ sở phân tích các chỉ tiêu sản xuất, mức độ rủi ro, nhu cầu sử dụng nguồn lao động, so sánh giữa chi phí đầu tư, giá thành và lợi nhuận. Mỗi công nghệ có các lựa chọn triển khai và sự dao động đáng kể trong hiệu quả sản xuất phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Tất cả các công nghệ đều sử dụng và dựa trên nguyên liệu thực vật ban đầu từ môi trường nuôi cấy vô trùng hoặc các vi ống. Công đoạn này gần như phổ biến, có thể coi là chuẩn. Trong công nghệ trồng củ mini, bạn phải lựa chọn một số lượng lớn các biến thể.
Phần lớn các công ty hạt giống lớn hiện đang trồng các loại củ nhỏ trong nhà kính bằng đất thủy tinh hoặc màng trên giá thể khoáng hữu cơ tự nhiên với việc sử dụng rộng rãi than bùn. Công nghệ này có giá thành thấp nhất trong các loại củ mini. Theo quy định, mỗi năm trồng một vụ. Ở châu Âu, việc lấy 4-5 củ từ một cây được coi là bình thường. Ứng dụng khác biệt của phân bón vi sinh, các chất có hoạt tính sinh học, PPP cho phép tăng hệ số nhân lên đến 8-10.
Các lập luận ủng hộ lò phản ứng sinh học là tính vô trùng, năng suất tối đa của củ vi sinh trên một đơn vị diện tích. Nhược điểm của lò phản ứng sinh học là cần số lượng cây nhiều, kích thước củ nhỏ, vấn đề làm chín và cơ giới hóa trồng trên ruộng.
Ưu điểm của phương pháp thủy canh là khả năng sản xuất, khả năng thực sự để kích thích quá trình ống hóa, thiết bị công nghiệp; khuyết điểm - bộ rễ kém phát triển, nguy cơ nhiễm trùng lây lan qua dung dịch dinh dưỡng, tốn nhiều công sức. Khí canh đòi hỏi nhiều không gian hơn và bóng râm hoàn toàn cho bộ rễ, do sự phát triển và cung cấp không khí tốt hơn nên có thể hình thành nhiều củ hơn so với thủy canh. Tuy nhiên, công nghệ khí canh đòi hỏi khắt khe nhất, nguồn điện không được ngắt quá nửa giờ.
Đánh giá ngắn gọn này cho thấy rằng việc phát triển một kế hoạch 2 năm để sản xuất khoai tây ưu tú bằng cách sử dụng một số lượng lớn các củ nhỏ đã trở thành hiện thực. Việc tăng khối lượng và thâm canh sản lượng đạt được bằng cách thu được số lượng củ nhỏ tối đa trên một đơn vị diện tích với số lượng cây ban đầu tối thiểu. Đất phủ và vật liệu nguồn rất đắt, vì vậy chỉ thu được 3-100 củ từ một cây là một lựa chọn không hề dễ dàng, mặc dù khối lượng củ mini chính trên thế giới vẫn được sản xuất theo cách này. Với công nghệ nền, mức sản xuất thực tế được ước tính theo các thông số sau: bình thường - XNUMX chiếc / m2, tốt - 200 miếng / m2; cao - 300 miếng / m2 cho mùa phát triển. Công nghệ thủy canh có tiềm năng sản xuất 500 củ nhỏ, khí canh - 1000 củ nhỏ trên mỗi mét vuông. m. diện tích lắp đặt cho mùa sinh trưởng. Để tham khảo: chi phí của các cơ sở trồng trọt cho công nghệ giá thể vào năm 2021 là 50 nghìn rúp. mỗi mét vuông, cho thủy canh - 100 nghìn rúp, cho khí canh - 150 nghìn rúp.
Vấn đề chính của việc trồng củ mini trong nhà là đạt được sự kết hợp giữa phát triển sinh dưỡng tích cực với hình thành củ thâm canh. Có thể tăng cường độ ống hóa bằng cách tối ưu hóa vi khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm, quang kỳ), tối ưu hóa dinh dưỡng khoáng; việc sử dụng các chất kích thích tạo củ, hạn chế sự phát triển sinh dưỡng. Đồng thời, thu được các củ nhỏ với khối lượng lớn là một nhiệm vụ phức tạp về tổ chức và công nghệ. Các sắc thái của việc thâm canh các loại củ mini đã được thông tin thương mại trong hơn 20 năm. Không có quy định nghiệp vụ nào trong lĩnh vực công, đây là bí quyết của từng doanh nghiệp riêng lẻ.
Vào quý 2022 năm 400, cuốn sách “Mini Potato Tubers” sẽ được xuất bản, trình bày và phân tích các thông tin khoa học và thương mại sẵn có về chủ đề này, đồng thời nhấn mạnh vào các phương pháp hiệu quả để tăng cường sản xuất củ mini. Khối lượng thông tin hơn XNUMX trang. Cuốn sách sẽ chỉ có sẵn khi đăng ký. Gửi đơn đến: s.banadysev @dokagene.ru