Sergey Banadysev, Doktor Ilmu Pertanian, Doka Gene Technologies LLC
Potato minitubers (MK) merupakan keturunan pertama dari tanaman kentang mandul. Memperoleh umbi mini adalah tahun pertama skema benih kentang di semua negara dengan produksi kentang maju. Umbi mini kentang ditanam hanya dalam kondisi tanah yang terlindung, yang mengecualikan risiko infeksi ulang tanaman dengan penyakit virus, jamur, dan bakteri (jika umbi dari tanaman steril ditanam di tanah terbuka, maka umbi mini tidak diperoleh sebagai hasil, tetapi generasi lapangan pertama).
Secara umum diterima bahwa diameter umbi mini harus setidaknya 10 mm, apa pun yang kurang adalah umbi mikro.
Kebutuhan umbi mini untuk produksi 10 ribu ton elit adalah: dengan skema lima tahun OS dan ES (produksi benih asli dan elit) - 50 ribu keping; dengan skema empat tahun OS dan ES - 400 ribu keping; dengan skema tiga tahun - 3 juta keping.
Federasi Rusia memiliki basis ilmiah dan inovatif yang kuat di bidang ini. Pengenalan skala besar dari teknologi paling modern untuk menanam umbi mini di Federasi Rusia selalu dilakukan di depan negara-negara lain dengan penanaman kentang yang dikembangkan: sehingga teknologi substrat diperkenalkan 40 tahun yang lalu, 15 pusat bioteknologi mengerjakannya; hidroponik - 30 tahun yang lalu, digunakan oleh Doka - Gene Technologies, Meristematic Cultures; aeroponik - dikembangkan di Institut Penelitian Bioteknologi Pertanian Seluruh Rusia (Institut Penelitian Bioteknologi Pertanian Seluruh Rusia) pada awal 2000-an, sejak 2010 teknologi ini telah dipromosikan oleh Pusat Kentang Internasional dan secara aktif menyebar ke seluruh dunia. Di Federasi Rusia, tanaman industri untuk menanam umbi mini diproduksi: Pohon Kentang dan Meristem. Pada saat yang sama, sebagian besar perusahaan penanam benih dalam negeri masih memproduksi umbi mini dalam volume kecil, dalam batas kebutuhan skema lima tahun untuk mendapatkan elit. Hanya perusahaan FAT-Agro yang mencapai level lebih dari 2 juta unit per tahun, yang cukup untuk beralih ke skema tiga tahun.
Peningkatan produksi ubi jalar secara habis-habisan untuk mengurangi skema produksi benih dan meningkatkan kualitas produk merupakan cara strategis untuk mengembangkan produksi benih kentang. Dengan mempertimbangkan perspektif ini, banyak upaya telah dilakukan dalam beberapa tahun terakhir untuk meningkatkan teknik kultivasi. Tujuan utama inovasi adalah untuk mendapatkan umbi mini sebanyak mungkin per tanaman secara in vitro dan per satuan luas rumah kaca. Untuk mencapainya, banyak metode produksi tanaman digunakan, tetapi tidak semua solusi yang diusulkan berdasarkan hasil penelitian ilmiah memberikan hasil dalam produksi industri.
Banyak aspek produksi minituber volume tinggi yang efisien adalah pengetahuan. Produksi umbi kentang mini Rusia selalu dilakukan atas dasar ilmiah dan teknologi yang paling efisien dan maju. Dan sekarang negara ini memiliki teknologi yang tersedia dan diterapkan yang secara signifikan lebih unggul dari tingkat dunia.
Kondisi utama untuk produksi umbi mini yang berkualitas adalah kepatuhan terhadap aturan dan peraturan saat ini. Kerangka peraturan Federasi Rusia tentang topik ini bersifat nasihat, dalam peraturan saat ini tentang sertifikasi tanaman pertanian, misalnya, tidak ada sepatah kata pun tentang aturan untuk produksi dan sertifikasi umbi kentang mini. Dalam situasi seperti itu, perlu untuk fokus pada pengalaman internasional. Di semua negara dengan produksi benih kentang yang maju, persyaratan wajib untuk organisasi, teknologi dan kualitas umbi mini yang diproduksi telah diadopsi, disetujui secara resmi dan dipatuhi dengan ketat.
Persyaratan ini harus diambil sebagai dasar oleh perusahaan domestik yang berspesialisasi dalam produksi umbi mini, dalam format standar perusahaan, untuk pengendalian diri, sampai negara membentuk kerangka peraturan resmi di bidang ini. Misalnya, di Federasi Rusia ada norma untuk desain teknologi kompleks pemuliaan dan rumah kaca reproduksi NTP-APK 1.10.09.001-02. Namun, pengembang NTP tidak memasukkan dalam dokumen bagian tentang fitur wajib dari struktur yang dimaksudkan untuk menumbuhkan umbi mini. Dan ada banyak fitur seperti itu, misalnya: rumah kaca harus memiliki pintu ganda dengan ruang ganti untuk berganti pakaian. Area ganti harus dilengkapi dengan alas kaki dan deterjen untuk mencuci dan mendisinfeksi tangan. Pintu masuk dan semua bukaan ventilasi harus ditutup dengan kasa pelindung kutu (ukuran kasa maksimum 0,5 kali 0,9 mm). Ruangan harus dikontrol dengan baik untuk suhu dan kelembaban (berlaku untuk rumah kaca). Media bebas tanah harus digunakan untuk adaptasi tanaman steril. Jika campuran tanah/tanah digunakan, maka harus diperlakukan/disterilkan dengan tepat untuk memastikan tidak adanya patogen tanah.
Tanaman umbi mini harus diperoleh dari tanaman mikro bersertifikat resmi atau umbi mikro yang ditanam di lingkungan aseptik dari jaringan meristematik bahan sumber, diuji untuk tidak adanya virus, viroid, dan bakteri yang menginfeksi kentang di laboratorium pengujian yang terakreditasi dengan baik.
Metode, prosedur, frekuensi pengujian kualitas bahan pada semua tahap produksi umbi mini diatur secara ketat.
Banyak informasi praktis yang signifikan telah dikumpulkan tentang optimasi protokol mikropropagasi kentang. Penelitian di bidang ini menunjukkan banyak peluang untuk meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan tanaman berdasarkan perubahan konsentrasi dan rasio nutrisi. Telah ditetapkan bahwa penggunaan zat pengatur tumbuh dalam budidaya meristem kentang tidak diperlukan, tetapi penambahan zat tertentu, bahkan pada konsentrasi rendah, meningkatkan dan mempercepat produksi bahan. Penting untuk mengoptimalkan kondisi inkubasi tanaman kentang mikropropagasi menggunakan berbagai sumber cahaya, mode pencahayaan, dan ventilasi ruangan. Dengan munculnya lampu LED, kemampuannya mulai dipelajari secara aktif dalam kaitannya dengan mikropropagasi kentang. Spektrum cahaya merah dan merah jauh meningkatkan karakteristik pertumbuhan; namun, kombinasi cahaya merah + biru + merah jauh/putih memiliki efek yang lebih baik pada pembentukan umbi dan akumulasi metabolit primer.
Teknologi untuk menumbuhkan umbi mini dibagi menjadi dua kelompok utama: substrat (varietas besar) dan non-substrat (kultur air dan aeroponik). Teknologi utama untuk produksi umbi mini: pada substrat alami (80% dari volume), hidroponik dan aeroponik. Memperoleh mikrotuber juga terkait dengan topik MC dan semakin banyak digunakan untuk reproduksi massal bahan sumber. Perbedaan antara mikrotuber dan minituber terletak pada cara medium (mikrotuber hanya ditumbuhkan pada kondisi in vitro steril dan minituber hanya pada kondisi ex vitro terlindung) dan ukuran umbi. Hasil dan kesimpulan yang diperoleh dalam eksperimen praktis dalam banyak kasus tidak sesuai dengan postulat teoretis mengenai kemungkinan merangsang tuberisasi dalam kultur in vitro. Ini berlaku untuk diet, penggunaan zat pengatur tumbuh, serta kondisi pertumbuhan dan penggunaan faktor stres. Jika informasi yang tersedia untuk umum tentang peraturan teknologi untuk produksi mikrotuber memungkinkan, dalam banyak kasus, untuk mendapatkan hasil yang agak biasa-biasa saja - sekitar atau sedikit lebih dari satu mikrotuber dengan berat 200-400 mg per tanaman, maka penyesuaian profesional teknologi sehubungan dengan spesifik kondisi produksi meningkatkan efisiensi proses di kali. Di Federasi Rusia, ada pengetahuan di bidang ini dengan produksi setidaknya tiga mikrotuber dengan berat lebih dari 0,5 g dari satu pabrik dalam tabung reaksi standar.
Untuk budidaya mikrotuber sepanjang tahun dan peningkatan kualitasnya, beberapa desain bioreaktor yang berbeda diproduksi secara komersial di dunia. Sistem semi-otomatis ini memungkinkan Anda mengurangi pemrosesan manual yang intensif sehingga meningkatkan produktivitas dan mengurangi biaya produksi. Umbi mikro yang diperoleh dalam bioreaktor memiliki massa yang jauh lebih besar dan diameter yang lebih besar. Teknologi terbaru di bidang ini adalah pengembangan ilmuwan dan desainer Jepang.
Sistem produksi mikrotuber skala besar menggunakan kantong kultur plastik berhasil menghasilkan 100 hingga 300 mikrotuber per kantong, tergantung varietasnya. Mengubah konsentrasi nutrisi dalam hal kandungan sukrosa, nitrogen yang lebih rendah, meningkatkan kadar kalium fosfat dalam media memungkinkan untuk meningkatkan jumlah total dan berat rata-rata umbi mikro. Teknologi Jepang memungkinkan untuk menghasilkan 250 mikrotuber per tahun (dalam tiga siklus panen) di ruang budidaya 000 m2. dan 80% umbi mikro yang diperoleh dengan teknologi ini memiliki massa lebih dari 1 g, mis. cocok ditanam langsung di lapangan.
Di seluruh dunia, produksi umbi mini pada substrat alami berlaku. Teknologi ini, meskipun sudah mapan, masih dapat ditingkatkan secara signifikan. Genotipe, durasi dan kondisi budidaya in vitro, ukuran tanaman, paparan nutrisi dan zat pengatur tumbuh sangat mempengaruhi produksi umbi mini. Umur dan perlakuan awal bibit saat tanam, kondisi dan masa pengerasan, musim tanam dan tumbuh, komposisi lingkungan tanah, cara tanam, kepadatan penempatan tanaman, dosis pemupukan, dan pencahayaan juga mempengaruhi. intensitas produksi umbi mini.
Banyak bahan dan bahan alami yang cocok sebagai media tanam umbi ubi mini. Komponen utama substrat rumah kaca secara tradisional adalah gambut. Bahan alternatif - seperti perlit, vermikulit dan kascing - juga telah mendapatkan popularitas baru-baru ini karena aerasi dan kapasitas menahan air yang dapat diterima.
Dalam kebanyakan kasus, ketika menanam umbi mini dalam kultur substrat, perlu untuk menerapkan pupuk makro dan mikro. Di antara spesialis, teknologi yang menggunakan penyiraman berkala dan pemupukan substrat tidak subur dengan nutrisi disebut hidroponik. Teknologi hidroponik untuk menanam umbi kentang mini memiliki varietas yang menggunakan substrat lembam (pasir, kulit pohon, kelapa, dll.) dan kultur air murni (lapisan nutrisi tipis).
Semua ketentuan teori nutrisi kentang dalam kaitannya dengan kemungkinan pengendalian tuberisasi juga dapat diterapkan dalam budidaya hidroponik, tetapi ada pemahaman tentang perlunya perubahan yang signifikan dalam konsentrasi dan rasio nutrisi untuk setiap varietas dan pada tahap yang berbeda. pertumbuhan vegetatif, inisiasi tuberisasi dan pertumbuhan umbi tanaman. Komposisi larutan nutrisi diberikan di sebagian besar publikasi. Pada saat yang sama, jumlah umbi yang diperoleh dari tanaman dan dari satu satuan luas berbeda beberapa kali. Sejauh penyesuaian yang ditargetkan pada larutan nutrisi untuk secara radikal meningkatkan jumlah umbi (dan inilah keuntungan hidroponik) sangat sedikit informasi yang terbuka. Dalam beberapa tahun terakhir, hanya beberapa publikasi yang diterbitkan tidak dengan referensi ke komposisi terkenal tahun lalu, tetapi dengan bahan asli.
Teknologi - aeroponik - yang paling modern untuk menumbuhkan umbi mini memiliki sejumlah fitur mendasar. Sampai saat ini, semua tahapan implementasinya telah berhasil, tetapi penelitian eksplorasi terus berlanjut. Nilai khusus dari informasi teknologi pada aeroponik adalah menunjukkan arah perkembangan umbi mini di seluruh dunia saat ini. Perkembangan ini dapat diterapkan atau dapat disesuaikan dengan teknologi lain untuk menanam umbi mini.
Pilihan teknologi untuk produksi umbi mini untuk kondisi tertentu harus didasarkan pada analisis indikator produksi, tingkat risiko, kebutuhan sumber daya tenaga kerja, perbandingan biaya investasi, biaya dan profitabilitas. Setiap teknologi memiliki opsi implementasi dan fluktuasi signifikan dalam efisiensi produksi tergantung pada banyak faktor. Semua teknologi menggunakan dan didasarkan pada bahan tanaman awal dari kultur steril atau mikrotuber. Tahap ini hampir universal, dapat dianggap standar. Dalam teknologi penanaman umbi mini, Anda harus memilih dari sejumlah besar variabel.
Sebagian besar perusahaan benih besar saat ini menanam umbi mini di rumah kaca tanah kaca atau film pada substrat organo-mineral alami dengan penggunaan gambut secara ekstensif. Teknologi ini memiliki biaya terendah dari umbi mini. Sebagai aturan, satu tanaman ditanam per tahun. Di Eropa, mendapatkan 4-5 umbi dari satu tanaman dianggap biasa. Aplikasi pupuk mikro yang berbeda, zat aktif biologis, PPP memungkinkan untuk meningkatkan faktor perkalian hingga 8-10.
Argumen yang mendukung bioreaktor adalah sterilitas, hasil maksimum umbi mikro per satuan luas. Kerugian dari bioreaktor adalah kebutuhan tanaman dalam jumlah besar, ukuran umbi yang kecil, masalah pematangan dan penanaman mekanis di lapangan.
Keuntungan hidroponik adalah kemampuan manufaktur, kemungkinan nyata untuk merangsang tuberisasi, peralatan industri; kontra - perkembangan sistem akar yang buruk, risiko infeksi menyebar melalui larutan nutrisi, tenaga. Aeroponik membutuhkan lebih banyak ruang dan naungan lengkap untuk sistem akar, karena pengembangan dan pasokan udara yang lebih baik, lebih banyak umbi yang dapat terbentuk dibandingkan dengan hidroponik. Namun, teknologi aeroponik adalah yang paling menuntut, catu daya tidak boleh terputus selama lebih dari setengah jam.
Tinjauan singkat ini menunjukkan bahwa pengembangan skema tiga tahun untuk produksi kentang elit dengan menggunakan umbi mini dalam jumlah besar sudah menjadi kenyataan. Peningkatan volume dan intensifikasi produksi dicapai dengan memperoleh jumlah maksimum umbi mini per satuan luas dengan jumlah tanaman awal minimum. Tanah penutup dan bahan sumbernya mahal, jadi memperoleh hanya 2-3 umbi dari satu tanaman adalah pilihan yang tidak menjanjikan, meskipun volume utama umbi mini di dunia masih diproduksi dengan cara ini. Dengan teknologi substrat, tingkat produksi aktual diperkirakan sesuai dengan parameter berikut: normal - 100 buah / m2, bagus - 200 buah/m2; tinggi - 300 buah/m2 untuk musim tanam. Teknologi hidroponik berpotensi menghasilkan 500 umbi mini, aeroponik - 1000 umbi mini per m2021. m. dari area instalasi untuk musim tanam. Sebagai referensi: biaya fasilitas budidaya untuk teknologi substrat pada tahun 50 adalah 100 ribu rubel. per meter persegi, untuk hidroponik - 150 ribu rubel, untuk aeroponik - XNUMX ribu rubel.
Masalah utama menanam umbi mini di dalam ruangan adalah untuk mencapai kombinasi perkembangan vegetatif aktif dengan pembentukan umbi intensif. Dimungkinkan untuk meningkatkan intensitas tuberisasi dengan mengoptimalkan iklim mikro (suhu, kelembaban, fotoperiode), mengoptimalkan nutrisi mineral; penggunaan stimulan tuberisasi, pembatasan pertumbuhan vegetatif. Pada saat yang sama, mendapatkan umbi mini dalam volume besar adalah tugas organisasi dan teknologi yang kompleks. Nuansa budidaya intensif umbi mini telah menjadi informasi komersial selama lebih dari 20 tahun. Tidak ada peraturan profesional dalam domain publik, ini adalah pengetahuan masing-masing perusahaan.
Pada kuartal kedua tahun 2022, buku “Umbi Kentang Mini” akan diterbitkan, menyajikan dan menganalisis informasi ilmiah dan komersial yang tersedia tentang topik tersebut, dan dengan penekanan pada metode yang efektif untuk meningkatkan intensitas produksi umbi mini. Volume informasi lebih dari 400 halaman Buku ini hanya akan tersedia dengan berlangganan. Kirim lamaran ke: s.banadysev@dokagene.ru