УДК 635.21:631.3
А.Г. Пономарев, Н.Н. Колчин, В.Н. Зернов, С.Н. Петухов
Изложены состояние и основные недостатки российской системы селекции и семеноводства картофеля, в том числе недостаточный объем работ и низкий уровень их механизации. Приведен ряд основных мер по интенсификации развития селекции и семеноводства в России, в том числе увеличение производства мини-клубней, а также основные требования к сажалкам и уборочным машинам для механизации работ в них. Отмечена важность и необходимость ускоренного развития селекции и семеноводства картофеля в России.
Ключевые слова: картофелеводство, селекция и семеноводство картофеля.
Современный мир стремительно меняется, изменяются климат и условия возделывания с. – х. культур, появляются новые вредоносные заболевания, устойчивость растений к которым ранее не стояла на повестке дня. Появление на рынке новых продуктов питания требует повышения качества сырья. В условиях современного рынка остро ощущается дефицит высокопродуктивных сортов картофеля с повышенными качественными характеристиками, пригодных к использованию в свежем виде, к переработке, а также скороспелых и устойчивых к болезням.
В «Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию в 2016 году», представлено 409 сортов картофеля, из них более 209 – отечественные [1]. Ряд из них по основным хозяйственно ценным признакам находится на уровне мировых требований, и их потенциальные возможности обеспечивают урожайность 35–40 т/га. Такие сорта – раннеспелый сорт Удача или среднеранний сорт Невский, которые по устойчивости к фитофторозу сопоставимы, а подчас и превосходят зарубежные аналоги.
В то же время в России из 10 самых распространенных в производстве сортов картофеля более двух третей – иностранного происхождения. Это следствие того, что новые сорта российской селекции крайне медленно осваиваются нашим сельским хозяйством, а предложение со стороны европейских компаний и поставщиков семенного картофеля постоянно растет. Недостаток отечественного качественного семенного материала серьезно сдерживает рост урожайности картофеля в России, а также его эффективное сортообновление и сортосмену в хозяйствах.
Цель настоящей работы: сформулировать основные недостатки селекции и семеноводства картофеля в России и предложить комплекс мер для их устранения.
Семенным материалом с высоким качеством в России сегодня засаживают не более 60% площадей картофельных полей. Создавшееся положение усугубляет общий невысокий уровень отечественных работ в области биотехнологии и их слабое развитие в целом. Кроме того, их выполняют на основе устаревшей материально-технической базы.
Сегодня в России практически все работы по селекции и в оригинальном семеноводстве картофеля включают ручной труд. Селекционеры-картофелеводы в своей работе учитывают более 50 различных показателей, которым должен соответствовать современный новый сорт картофеля. Для выведения нового сорта требуется вырастить и оценить не менее 1 млн гибридных сеянцев. Без комплексной механизации процессов селекции и семеноводства и современного приборного оборудования – это практически невыполнимая задача.
Для отечественного картофелеводства характерны недостаточные объемы производства, гарантированно здорового (свободного от фитопатогенных вирусов) исходного материала для производства семян, выращиваемого в чистых фитосанитарных условиях. Отсутствует отечественный типовой технологический регламент производства оригинального, элитного и репродукционного семенного картофеля, основанный на современном законодательстве и обобщающий наработанный российский и зарубежный опыт.
Современная селекция картофеля в мире базируется на современных методах молекулярной генетики и биотехнологии, для их выполнения применяется соответствующее лабораторное оборудование. Необходим ускоренный перевод отечественных селекционных работ в оригинальном, элитном и репродукционном семеноводстве картофеля на современный организационный и технологический уровень. Сегодня нам необходимо также обеспечивать производство собственных мини-клубней гарантированного качества в количестве не менее 6–7 млн шт. в год, а также создать соответствующий комплекс технических средств.
Для посадки мини-клубней, полученных биотехнологическим способом со сбором их по мере нарастания, целесообразна разработка автоматической сажалки мини-клубней картофеля. За счет использования сменных ложечек высаживающих аппаратов диапазон использования этой сажалки может быть расширен до производственных посадок картофеля.
Новые сорта российской селекции крайне медленно внедряются в с. – х. производство, а предложение со стороны западноевропейских селекционных компаний и поставщиков семенного картофеля растет. Отсутствие качественного семенного материала серьезно сдерживает рост урожайности картофеля в России, а также его эффективное сортообновление и сортосмену в хозяйствах. Сказывается общий невысокий уровень развития работ в области биотехнологии и наличие устаревшей материально-технической базы селекции и семеноводства в целом.
Основные современные направления отечественных работ по селекции картофеля должны предусматривать:
- создание столовых сортов с привлекательным внешним видом клубней, с высокими кулинарными качествами, с отсутствием потемнения мякоти в сыром и вареном виде, с оригинальным цветом кожуры и др.;
- создание сортов для переработки на картофелепродукты, обладающих рядом свойств, из которых особенно важно содержание в клубнях 20–25% сухого вещества и обеспечение оптимального, не более 0,25%, уровня редуцирующих сахаров, определяющих показатели качества и окраски готового продукта;
- создание технических сортов с содержанием в клубнях крахмала не менее 18% для производства крахмала и спирта и с возможностями улучшения качественных характеристик крахмала за счет величины крахмальных зерен, соотношения амилозы и амилопектина и др.;
- обеспечение устойчивости сортов к заболеваниям и к возможности применения химических и биологических средств защиты растений.
Для облегчения и ускорения отечественных селекционных работ в теплицах и на полевых участках должны быть предусмотрены различные сменные рабочие органы и приспособления к тракторам малой мощности, а также малая механизация работ.
В механизации отечественного семеноводства картофеля там, где это возможно, следует использовать серийные машины для подготовки почвы под посадку картофеля, для ухода за посадками, сажалки разных типов, уборочную технику и машины для послеуборочной доработки и механизации работ в хранилищах. Известен опыт применения современных электронных отделителей взамен ручного труда на переборке при подготовке семенных клубней картофеля к посадке, показывающий его перспективу [2].
Серийные технические средства, применяемые на производственных посадках картофеля, подчас не могут быть использованы на селекционно-семеноводческих делянках без существенной доработки из-за специфических требований к выполняемым технологическим операциям [3]. Особенно это касается таких технологических операций, как посадка и уборка картофеля при выведении новых сортов в селекции и на начальных этапах работ по оздоровлению существующих посадок картофеля.
В селекции и оригинальном семеноводстве (при клоновом отборе) картофелесажалка должна равномерно раскладывать различные по величине клубни так, чтобы селекционер достаточно точно знал место нахождения каждого клубня или группы клубней (клона). Смешивание отдельных клубней (одноклубневых гибридов) или клонов в этом случае недопустимо, и посадку картофеля необходимо проводить строго по предварительно намеченной программе. В силу этого до настоящего времени при посадке картофеля в селекции и на первых этапах семеноводства раскладку клубней в борозды зачастую производят вручную под лопату или под лункообразователь кустарного изготовления с последующей заделкой клубней лопатой, граблями или культиватором с образованием гребней.
Семеноводческие хозяйства, предназначенные выполнять посадку гибридов и клонов картофеля, не располагают качественными клоновыми сажалками и лункообразователями.
С целью повышения качества посадки картофеля на опытных делянках и плантациях, улучшения условий труда сажальщиков и увеличения производительности требуется более совершенная клоновая сажалка с переходом от ручной закладки клубней в ее высаживающие аппараты к корректированию их западания в ячейки этих аппаратов [4].
В настоящее время, начиная с этапа супер-суперэлиты, во многих семеноводческих хозяйствах на уборке картофеля вынуждены применять производственные картофелеуборочные комбайны, теряя при этом ценных семенных клубней массой менее 35 грамм до 30% по счету.
При разработке картофелеуборочной техники, предназначенной для работы в селекционно-семеноводческих питомниках, стоит важная задача создания комплекта машин, обладающих максимальной сепарирующей способностью при минимальных потерях мелких семенных клубней для работ особенно на мелкоконтурных делянках.
Партии экспериментальных машин для семеноводства, которые были произведены в восьмидесятых годах прошлого века на опытном производстве ВНИИКХ [5] (сажалка клоновая, сажалка кассетная, подкапывающая скоба, барабан повреждений для оценки пригодности гибридов картофеля к механизированной уборке, копатель селекционный однорядный, комбайн однорядный и др.), за прошедшие годы устарели и пришли в негодность.
Уборочные машины для селекционно-семеноводческих работ должны выполнять следующие основные технологические операции:
- извлечение клубней из почвы;
- отделение их от ботвы;
- сепарацию почвенных и других примесей и растительных остатков;
- укладка выкопанных клубней на поле или в тару без смешивания гибридных номеров и без повреждений.
Требуется разработка специального комбайна и, в перспективе, уборочного комплекса (комбайн – пункт доработки – транспорт) для уборки и подготовки к длительному хранению элитной и репродукционных категорий семенного картофеля, обеспечивающего при работе достаточную производительность и минимальные повреждения клубней. Серийные машины для использования в селекции и семеноводстве необходимо выпускать в технологических модификациях по рядности и производительности и другим параметрам, в том числе иметь «мягкие» и широко регулируемые режимы работы и быть оснащенными различными приспособлениями, в том числе для предупреждения и снижения повреждений и потерь клубней.
Для механизации процесса уборки картофеля в селекции и на первых этапах семеноводства на мелких делянках имеется также необходимость в совершенствовании или в разработке новой конструкции подкапывающей скобы, а также селекционного однорядного копателя с модификацией со сбором клубней в тару. Описанные разработки позволят значительно облегчить труд селекционеров в сравнении с уборкой его вручную и сократить его затраты, уменьшить потери и снизить повреждения клубней картофеля.
В селекционных питомниках одноклубневых гибридов и питомниках отбора клонов существует потребность в создании комбайна для уборки отдельных кустов картофеля.
Отечественный стандарт на семенной картофель – ГОСТ 53136–2008. Стандартом регламентировано содержание не более 3% (по счету) клубней, не отвечающих по своим размерам установленному диапазону. Однако на производстве этот показатель практически всегда превышен из-за большого количества сортов, разнообразия их форм, различия в условиях выращивания и других факторов.
Возможно широкое применение средств механизации производственных процессов и при выращивании гибридных семян картофеля в теплицах, например, путем замены вегетационных горшков на прямоугольные кассеты, в ячейках которых будут выращивать гибридные растения. Для этого требуется разработать автоматизированный комплекс для заполнения ячеек кассет почвой, посева гибридных семян в ячейки кассет и удаления почвы и растительных остатков из кассет при завершении цикла выращивания.
При выведении новых сортов картофеля, пригодных к механизированному возделыванию, уборке и хранению, необходимо разработать и широко применять на имеющихся небольших партиях клубней новых сортов специальную методику оценки стойкости этих сортов к механическим повреждениям.
Сегодня этот показатель при уборке и других технологических операциях, оценивают при селекционных работах по специальной методике, включающей на первых этапах селекционного процесса лабораторные методы тестирования повреждаемости клубней на приборах типа ПДП, а на последнем – оценку условий их механизированной уборки в поле («комбайновый тест»). Однако эта методика имеет ряд существенных недостатков. «Комбайновый тест» невозможно применять на этапах клонового отбора, т. е. на начальных стадиях селекционного процесса. Применить его можно только перед сдачей гибрида на государственные испытания (точнее, при конкурсных сортоиспытаниях). При этом метод оценки повреждаемости клубней картофеля на лабораторных приборах дает возможность оценивать стойкость только к одному из основных видов их повреждений – к потемнению мякоти [6].
Требуется разработка такого устройства, которое могло бы обеспечить комплексную оценку семенного материала на ранних этапах селекции (при ограниченном количестве клубней), в том числе характеризовать его стойкость ко всем видам механических повреждений клубней, возникающих при их рядовой комбайновой уборке. Это устройство должно достаточно точно моделировать технологический процесс картофелеуборочного комбайна.
Решив перечисленные выше задачи, необходимо существенно увеличить общие объемы селекционных работ и оригинального, элитного и репродукционного семеноводства. Это невозможно сделать без разработки и организации производства на уровне мировых образцов комплексов названных технических средств и современного лабораторного и полевого оборудования.
Необходимо также принять срочные меры по развитию рынка отечественного семенного картофеля в России на основе современной схемы сертификации и контроля качества всех его категорий и классов с использованием новейших технологий и оборудования.
Библиографический список
- Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в 2016 году. Т. 1. Сорта растений (официальное издание). М.: ФГБНУ «Росинформагротех». 2016. С. 110–119.
- Колчин Н.Н., Елизаров В.П., Михеев В.В., Пономарев А.Г. Современные технологии и техника для подготовки семенного картофеля // Картофель и овощи. 2014. №5. С. 28–30.
- Зернов В.Н., Колчин Н.Н., Михеев В.В. Технологические приемы и технологии, применяемые в селекции и семеноводстве картофеля, их классификация // Интеллектуальные машинные технологии и техника для реализации Государственной программы развития сельского хозяйства: Сб. науч. докл. Международной научно-технической конференции. М.: ВИМ, 2015. С. 249–252.
- Зернов В.Н., Колчин Н.Н., Ясникова Н.П. Картофелесажалки для личных подсобных хозяйств // Сельский механизатор. 2015. №9. С. 18–19.
- Кузьмин Б.О., Зернов В.Н., Кузьмин П.Б., Вялов И.П., Фурина Т.А. Машины и оборудование для механизации работ в селекции, сортоиспытании и первичном семеноводстве картофеля. Каталог. Москва: ЦНТИПР, 1988.
- Заводнов В.С., Зернов В.Н., Кузьмин А.В. Комплексная оценка устойчивости клубней селекционного картофеля к механическим повреждениям // Сб. науч. тр. МИИСП. М.: МИИСП, 1990. С. 24–28.
Об авторах
Пономарев Андрей Григорьевич, канд. техн. наук, в.н.с.,
Колчин Николай Николаевич, доктор техн. наук, профессор, г.н.с.,
Зернов Виталий Николаевич, канд. техн. наук, в.н.с.,
Петухов Сергей Николаевич, канд. с.-х. наук, гл. специалист Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) E-mail: vim@vim.ru.
Mechanization is necessary for breeding and seed growing of potato
A.G. Ponomarev, PhD, leading research fellow
N.N. Kolchin, DSc, prof., chief research fellow
V.N. Zernov, PhD, leading research fellow
S.N. Petukhov, PhD, chief specialist
Federal State Agrarian and Engineering Centre VIM (FSBSI FSAC VIM)
Summary. The status and key disadvantages of the Russian system of selection and seed potatoes, including insufficient and low level of mechanization are summarized. The set of core measures to intensify the development of breeding and seed production in Russia, including the increase in the production of mini tubers as well as the basic requirements for planters and sweepers for mechanization in them is given. The importance and the need for accelerated development of breeding and seed potato in Russia are noted.
Keywords: potato growing, breeding and seed production of potatoes.
