Жевора с в инновационная технология выращивания мини клубней картофеля в системе аэрогидропоники

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 21.09.2024

Картофель выращивают с использованием различных методов гидропоники. В промышленных масштабах популярным является выращивание картофеля на поддонах. Известны и более современные методы выращивание картофеля. Одним из таких методов является аэро-гидропоника (см. ниже).

Выращивание картофеля на поддонах

Картофель следует сажать по углам квадрата со стороной 23 см. Поддоны должны иметь глубину 30 см. Клубни высаживают в 15-сантиметровый слой вермикулита на глубину 7,5 см. По мере роста растений вермикулит подсыпают до полной высоты поддона.

В каждом случае целую или половинную дозу удобрений растворяют в 180 л воды. Рекомендуемая питательная смесь давала в опытах хорошие результаты в течение двух лет, но картофель не очень требователен и растет на любой хорошей питательной смеси. При использовании избыточных доз сухих удобрений урожай снижался, кроме того, картофель приобретал кислый вкус.

Если в качестве основного дренажного материала над слоем камня используется содержащий кальций не промытый песок, следует тщательно наблюдать за возможным появлением дефицита марганца и цинка, так как в щелочной среде соли марганца, входящие в состав смеси микроэлементов, могут быстро перейти в недоступную растениям форму. Связывание марганца и цинка происходит также в поддонах, заполненных смесью вермикулита с песком.

В первые недели вегетации картофель потребляет мало азота. Начиная с 5-й и кончая 12-й неделей его поглощение значительно увеличивается. В период формирования клубней прекращается рост надземной части и поглощение азота постепенно падает. При высоком отношении фосфора к азоту в питательной смеси возрастает урожай и повышается качество клубней. Растения должны непрерывно получать калий, причем важно также все время поддерживать правильное соотношение между калием и азотом в питательном растворе. Растение поглощает калий и азот в равных количествах, когда оно обеспечено обоими элементами.

Для картофеля достаточно 50 мг магния в 1 л раствора, но и более высокие дозы не токсичны для него. Однако, учитывая относительно невысокую потребность картофеля в минеральном питании, не рекомендуется, чтобы осмотическое давление питательного раствора превышало одну атмосферу. Кальций играет важную роль в жизни растений, но картофелю он нужен в небольшом количестве. Растения картофеля потребляют в четыре раза меньше кальция, нежели калия. При правильном составе питательного раствора на растениях не появляются признаки недостатка марганца и бора.

Картофель любит теплые дни и холодные ночи. Солнечный свет необходим для фотосинтеза, а холодные ночи способствуют накоплению крахмала. Урожай картофеля определяется главным образом температурой корневой среды, которая зависит не только от климатических условий, но и от физических свойств корневого субстрата. Именно этим вермикулит выгодно отличается от других материалов, например от песка, гравия, пемзы, гальки и т. д., так как все они очень сильно нагреваются летом и для охлаждения их приходится смачивать питательным раствором 3-4 раза в день. Пройдя сквозь горячий песок или гравий 3-4 раза, сам питательный раствор сильно нагревается.

Совершенно иначе обстоит дело с вермикулитом. Он является природным термоизолятором, поэтому в зоне клубнеобразования всегда поддерживается умеренная температура. При опрыскивании картофеля для уничтожения болезней и вредителей нельзя применять гексахлоран. Вермикулит может поглотить незначительную часть инсектицида, который придает картофелю затхлый запах, не исчезающий даже после варки.

Картофелю нужно много воды, но она должна вытекать из поддонов возможно быстрее. В жаркие дни питательный раствор следует подавать первый раз в 6 часов утра, второй раз - в 11 часов утра. При таком распределении подкормок растения будут хорошо обеспечены водой в самый жаркий период дня. Во время максимального роста у картофеля могут появиться признаки недостатка железа. Для устранения применять Основной раствор железа "А".

При посадке нельзя вдавливать клубни в вермикулит, так как это может привести к образованию воздушных карманов; после подкормки питательным раствором клубни окажутся на поверхности. Нужно пользоваться сажальным колом или совочком. Уложенные на дно ямок клубни следует засыпать вермикулитом. Площадь питания 23х23 см.

Рекомендуемая питательная смесь: "Питательная смесь для картофеля".
Другие питательные смеси: "Питательная смесь для картофеля№2".
pH = 5,5

Выращивание картофеля методом аэро-гидропоники

Метод аэро-гидропоники дает возможность выращивания растений и получения оздоровленных семенных миниклубней картофеля в искусственных условиях, без применения почвы или других субстратов. В промышленных масштабах данный метод не получил популярности по причине низкой рентабельности, но тем не менее данная технология активно развивается.

Разработка методики выращивания безвирусного картофеля в условиях аэропонной установки и ее использование для формирования биотехнологических компетенций у учащихся сельской школы

1 Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Баганская средняя общеобразовательная школа №1

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Актуальность

Картофель – одна из основных сельскохозяйственных культур, требующая при возделывании значительных затрат на проведение агротехнических мероприятий, а также на поддержание качества семенного материала. Возделывание картофеля сопряжено с высоким риском поражения болезнями. Потери от вирусных и бактериальных болезней могут составлять от нескольких процентов до полной гибели всего урожая. Степень зараженности зависит от соблюдения многих мероприятий и многих факторов, таких как сорт растения, вид вируса. [1]

В Российской Федерации в последнее время семеноводству картофеля уделяется повышенное внимание. В настоящее время на первый план выходят инновационные технологии получения мини–клубней картофеля, позволяющие максимально ускорить процесс получения семяни делают его устойчивым к болезням, вредителям и вирусам.[2].

Оздоровление семенного материала картофеля биотехнологическими методами является важным этапом семеноводства. При получении мини–клубней в условиях теплиц велика вероятность вторичного их заражения, а коэффициент размножения недостаточно высокий.

Аэропонный метод получения мини–клубней является альтернативным традиционному и позволяет максимально ускорить процесс получения семян, но процедура выращивания и эффективность метода остаются спорной.[3]

Для практической реализации задач и стратегических направлений была разработана методика выращивания безвирусного картофеля в безсубстратной среде аэропонной установке, которая прошла успешную апробацию за период с марта по 30 апреля 2020 г.

Цель, задачи, новизна и уникальность методики

Цель методики:

Целью исследований является создание эффективной методики получения мини–клубней наиболее распространённых сортов картофеля при выращивании их аэропонным способом.

1. Получение микроклубней безвирусного картофеля в аэропонной установке.

2. Сравнение по сортам и выявление наиболее урожайного сорта картофеля.

3. Расчет рентабельности выращивания.

4. Создание методических рекомендаций по выращиванию клубней в аэропонной установке.

5. Использование возможностей исследовательской лаборатории для развития биотехнологического образования в муниципальном районе и регионе.

2.3. Новизна и уникальность методики.

1. Данная методика впервые применяется в образовательной программе школы на уровне не только района, но и региона.

2. Методика используется как профессиональный навигатор для обучающихся при выборе специальностей биотехнологических направлений.

3. Методика служит платформой для развития проектно-исследовательской деятельности, развития компетенций softskillsandhardskils .

4.Методика содействует распространению аэропоники в получении качественных семян для производства картофеля в районе и регионе.

5.Отработка методики по производству высоких урожаев картофеля (до 10 раз выше),осуществляется более быстро, и с меньшей стоимостью, чем традиционные методы выращивания.

3. Материал и метод

3.1.Аэропонная установка OverGrower.

Аэропонная установка OverGrower представляет собой автоматический прибор, конструктивно выполненный по модульной схеме. В состав установки входят следующие блоки:

3.1.1. Головное устройство с сенсорным экраном

Головное устройство OverGrower корректирует параметры роста, формируя оптимальные условия для наилучшего роста и развития растения. Благодаря не сложному интерфейсу можно с легко и быстро корректировать условия роста растений. Также пользователь может создать свой профиль выращивания, если выращиваемая культура отсутствует в базе данных.

3.1.2. Блок регуляции роста и развития растений

 Блок розеток, состоит из 10 гнезд, которые управляются головным устройством, автоматически включаются и обесточиваются от цепи электропитания, обеспечивая таким образом включение и выключение, по мере надобности, любого компонента установки обеспечивающего поддержание микроклимата и орошения.

 Блок микроклимата отвечает за постоянство заданной температуры и влажности. Состоит из кондиционера и увлажнителя воздуха.

 Блок питания состоит из источника бесперебойного питания, который отвечает за работу аэропонной установки в случае отключение электроэнергии.

 Блок датчиков состоит из датчика измерения кислотности pH, датчика измерения минерализации TDS, а также датчика температуры и влажности воздуха.

В процессе выращивания, в зависимости от стадии роста такие параметры, как количество и состав микроэлементов, температура окружающей среды и концентрация СО2 в воздухе, меняются. В то время как кислотно-щелочной баланс, температура воды, уровень влажности и уровень воды, должны быть стабильны. Управление гидропонной установкой и контроль параметров осуществляется:

 С помощью сенсорного экрана на головном устройстве;

 Через WEB-интерфейс, при подключении OverGrower к сети интернет по кабелю или wi-fi.

3.2. Описание используемых сортов растений. [5]

Использовались микрорастения сорта Импала и Розара. Данные сорта выращивались учебно-опытной бригадой в открытом грунте на полевом участке площадью 4,2 сотки. Другие сорта картофеля - Красавчик, Невский, Кузнечанка, Виктория, Романо, Скарлет заняли площадь 1,5 га.

3.2.1. Картофель Импала считают раннеспелым. Он относится к столовым сортамПолностью созревает картофель через 60 или максимум 75 суток после посадки, но огородники говорят, что первый картофель можно выкапывать из-под кустов и есть уже с 45 дня от посадки, а то и с 40.

Описание сорта Импала.

До 75 см вырастают картофельные кусты. Они густые, на 4 или 5 стеблях множество средней листвы. Она насыщенная зелёная. По краям листики немного волнистые. В соцветиях белого тона цветы, у которых жёлтая серединка. Картофель овальный с мелкими глазками. Они лишь немного углублены в овощ, у которого светлая жёлтая и гладкая на ощупь кожица. 1 овощ весит от 120 до 160 г, но встречаются и более мелкие или крупные экземпляры. Импала относится к среднеранним сортам. Считается, что овощи полностью созревают с 60 по 75 день после того, как взойдут картофельные ростки.

Урожайность, вкусовые качества

Картофель сорта импала выращивали на 1 сотке, собрали 86 кг, урожайность составила 7,25 т/г. Кожура у корнеплодов плотная. Импала отлично растёт на любых почвах. При термической обработке рассыпчатость у картофеля малая.

3.2.2. Картофель Розара – ранний высокоурожайный картофель с отличными вкусовыми качествами, устойчивый к болезням. Принят Госреестром в 1996 году, оригинаторами выступили немецкое предприятие SaKaPflanzenzuchtGbR, ряд отечественных семеноводческих фирм и аграрных институтов.

Описание сорта картофеля Розара.

Выращивали в открытом грунте. Розара формирует среднераскидистый куст с розово-фиолетовыми цветками . Продолговато-овальные клубни Розары покрыты гладкой красной кожурой. Оттенок может меняться в зависимости от состава грунта. На поверхности находятся несколько мелких неглубоких глазков, что является особенностью сортов столового назначения. Мякоть плотная, желтая.

Сорт Розара дружно формирует клубни примерно через 45 дней после появления полных всходов. Выращивали на 3 сотках. Собрали 260 кг, урожайность составила 7,53т/га.

Достоинства сорта Розара - раннее созревание, высокая урожайность, отличный вкус, одномерные красивые клубни, возможность получения хорошего урожая в зонах рискованного земледелия, устойчивость к основным болезням культуры.

Недостатки сорта Розара - клубни плохо хранятся зимой; картофель поражается колорадским жуком; все ранние сорта, включая Розару, не предназначены для длительного хранения.

Процесс выращивания

Получение микрорастений

Микрорастения, предназначенные для клональногомикроразмножения, должны быть зеленой окраски с хорошо развитой корневойсистемой и листовым аппаратом, с числом междоузлий не менее четырех. Черенки помещали в питательную смесь и через 4-7 дней получали самостоятельные микрорастения с корешками.

Устойчивые высокие урожаи картофеля и клубни хорошего качества можно получать только, если знать биологические особенности и потребности этой культуры, соблюдать необходимые агротехнические приемы. Прежде всего, нужно правильно подобрать предшественники и подготовить почву, прорастить и подготовить картофель к посадке, верно определить схему и сроки посадки, внести в лунку удобрения. Тогда дальнейший уход за ценной культурой будет минимальным.

Условия выращивания картофеля

Картофель – растение умеренного климата.

Почва для картофеля

При выращивании картофеля следует исходить из его биологических особенностей:

под картофель следует в первую очередь отводить места с легкими песчаными почвами или легкие суглинки, а также остаточно-пойменные земли;
под ранний картофель по мере возможности надо отводить участки, рано просыхающие весной и защищенные от холодных ветров с рыхлой плодородной почвой, не заплывающей при выпадении осадков.

Кислотность почвы для картофеля

Поступление питательных веществ в растения зависит от наличия их в почвенном растворе и реакции среды. На сильнокислых почвах (рН 4,5 и ниже) условия питания растений картофеля ухудшаются.

Оптимальные значения кислотности почвы для картофеля находятся в пределах рН5-6 , поэтому в необходимых случаях проводят известкование почв.
При выращивании картофеля следует исходить из того, что он является культурой рыхлых почв . Чем меньше плотность почвы в пахотном слое, особенно в зоне клубнеобразования, тем выше урожай.

Предшественники картофеля

Бессменное возделывание картофеля на одном и том же месте не рекомендуется. Нельзя сажать картофель после пасленовых. Интервал между посадками составляет 3-4 года и более. При недостатке земли допускается и двух-трёхлетний летний перерыв. При наличии свободной земли картофель лучше возвращать на прежнее место через 4-6 лет.

Хорошими предшественниками картофеля считаются:

сидеральный пар,
морковь,
столовая свекла,
капуста,
тыквенные,
лук,
зерновые,
бобовые,
зеленные культуры.

Для многих овощных культур картофель является также хорошим предшественником.
____________________________________________________________________

Посадка картофеля

Для посадки картофеля лучше использовать целые клубни мелкой и средней фракции.
Если семенного картофеля недостаточно, применяют резку крупных клубней (более 80 г). При этом части должны быть массой 40-50 г с 2-3 глазками.
Использовать слишком мелкие части клубня нецелесообразно, так как в этом случае возрастает вероятность, что они высохнут при сухой жаркой погоде.
Процесс опробковения лучше проходит, если резаные клубни хранить 3-4 дня при температуре 15°С и относительной влажности 70-85%.
Нож, которым разрезают клубни, периодически для дезинфекции отпускают в 1% раствор марганцево-кислого калия или 3% лизола.

Подготовка картофеля к посадке

Для того чтобы ускорить появление всходов картофеля и получить их более полноценными по густоте, проводят обогрев семенного материал а или проращивание на свет у. Наиболее эффективным приемом подготовки клубней к посадке является их световое проращивание .

Проращивание для раннего урожая картофеля

Для получения продукции в очень ранние сроки ( к 15-20 июня ) рекомендуется проводить комбинированное проращивание.

Пророщенные на свету клубни на 5-7 дней закладывают (послойно) во влажные опилки или торф.
Субстрат увлажняют не водой, а раствором, содержащим в 10 л 10-20 г медного купороса, 40-50 г аммиачной селитры, 60 г суперфосфата и 30-40 г хлористого калия.
При таком способе проращивания у основания ростков появляются корешки.

Перевозят картофель на поле в таре, в которой проращивали. Высаживают клубни вручную или с помощью рассадочной машины.
____________________________________________________________________

Посадочный материал

Лето, надо сказать, выдалось для урожая не самое благоприятное: в конце июля, в августе — частые ливневые затяжные дожди с понижением температуры. Огород порой сильно заливало, казалось, земля не просохнет. В начале сентября резко похолодало, опять дожди, ботва практически за пару дней на всех окрестных огородах стала коричневой, потом понемногу начала засыхать. Думаю, фитофтора нас не миновала, хотя все говорят, что это последствия ночных похолоданий.

Начал копку с сорта Удача. Первые два куста порадовали: клубни крупные, чистые.

Удача

Всего нормальных кустов было 4-5, в остальных лунках было пусто.

Весь урожай Удачи

Один куст огорчил — картошка вся в парше — в качестве семян, думаю, не пойдёт.

Утро раннее не впечатлило, хотя пара кустов были с хорошими, красивыми клубнями. Но много неправильной формы, искорёженные, да и в лунках клубней маловато.

Утро раннее, помощница, как всегда, со мной

Весь урожай Утра.

Снегирь надежды оправдал, все кусты урожайные, клубни чистые, ровные.

Урожай Снегиря

В целом, считаю, мой эксперимент удался, если не считать неприятных моментов с поражёнными кустами. По крайней мере, посадочный материал на весну 2021 года будет. Правда, не знаю, что делать с таким крупным семенным фондом, наверное, буду резать. Но это уже будет другая история и новые обсуждения.

Сейчас на очереди проверка вкусовых качеств. Танюшка решила отварить Снегирь, удивила непривычная белизна мякоти, на вкус пока не пробовали. Ну, вроде всё описал, думаю, весной выпишу ещё пару новых сортов.

Изобретение ООО "МАГ" относится к области сельского хозяйства и биотехнологии, а именно к способам производства миниклубней картофеля в полевых условиях при орошении с использованием укрывного материала (сеть).

Известны различные способы производства миниклубней с использованием гидропонных установок, теплиц, парников, тоннелей с опорными конструкциями для защиты микрорастений от повреждений.

Обычно растения при этом располагают в горшочках и пластиковых ящиках на стеллажах или плоской поверхности (в туннельных теплицах), с устройством громоздких защитных конструкции в виде теплиц или парников, площади размещения растений в которых ограничены объемно-планировочным решением помещения.

Однако, известные способы выращивания миниклубней картофеля (в теплицах, тоннелях) имеют низкую производительность, высокие эксплуатационные затраты и не относятся к разряду промышленных производств.

Задача изобретения - создание биотехнологического способа промышленного производства миниклубней картофеля в регулируемой защищенной среде, позволяющего эффективно использовать физиологические возможности растений, регулировать фотосинтетические процессы, сроки и продолжительность различных этапов вегетации.

Технический результат изобретения - повышение производительности процесса и снижение эксплуатационных расходов, обеспечение вегетации растений и развития миниклубней в естественных условиях окружающей среды, что позволяет сохранять и укреплять иммунитет, полученный при формировании здоровых микрорастений in vitro в чистых фитосанитарных условиях.

Поставленный технический результат достигается тем, что способ полевого производства миниклубней из микрорастений картофеля в защищенной среде, заключающийся в размещении и фиксации микрорастений, подачи увлажнения и питательных веществ для развития растений в период вегетации к корневой и стеблевой зонам. В процессе их вегетации проводят обработку путем опрыскивания растений химическими и биологическими средствами защиты от сорняков, болезней и вредителей через защитную сетку при давлении рабочего раствора не менее 3,5 атм. Подачу воды и питательных веществ для развития растений в период вегетации к корневой зоне растений осуществляют посредством капельной ленты с эмиттерами.

Отличительной особенностью способа промышленного производства миниклубней картофеля в полевых условиях, является то, что создается управляемое (защитное) препятствие возможности проникновения переносчиков на всех стадиях вегетации растений картофеля путем использования укрывного материала

В результате длительной экспериментальной практики было установлено, что в полевых условиях с использованием отличительных признаков предложенного биотехнологического способа промышленного производства миниклубней картофеля, удаётся значительно повысить производительность процесса и снизить эксплуатационные расходы, а также за счет применения защитной сети создать защищённую зону, обеспечивающую развитие растений в благоприятных условиях естественной среды (без воздействия патогенов) и получение здорового потомства, обладающего повышенной устойчивостью к окружающей среде.

Сеть обладает способностью мелкодисперсного распределения дождевых потоков, защищает растения и гребни от механических воздействий (ветер, дождь, ливень, град), а также обеспечивает защиту растений от солнечных ожогов, снижая солнечную радиацию на 20-30%.

Сбор миниклубней, достигших кондиционного размера, производят после десикации в конце вегетации. В конце вегетационного периода с каждого растения получают в среднем по 4,7 шт. клубней весом 27 г.

Разработанная технология позволяет организовать промышленное производство миниклубней картофеля (1-2 вегетации в год) в больших объемах (миллионы штук в год), что по совокупности признаков позволяет отнести ее к разряду промышленных. При этом с каждого растения в результате собирают более 4 штук полноценных (сравнимых с тепличными) миниклубней картофеля весом от 20-40 г каждое, от 40 шт. растений с каждого 1 м2 посадочной площади за одну вегетацию; позволяет реализовать физиологические возможности растений; не ограничивая фотосинтетические процессы; укладывается в сроки и продолжительность вегетации всех сортов разной спелости картофеля, создает возможность промышленно производить миниклубни картофеля в различных климатических зонах, в том числе, с высокой степенью распространения переносчиков заболеваний; позволяет снизить эксплуатационные расходы по сравнению с теплицами, тоннелями и опорными конструкциями для защиты микрорастений от повреждений.

Читайте также: