Меристемизация и аэропоникизация

Растения могут сопротивляться вирусной инфекции лишь в случае, если обладают генетической невосприимчивостью к ней. Так, от вирусов гибнет до 90% урожая картофеля.

В настоящее время в странах мира начинают применять методы выращивания посадочного материала из меристемы и клубеньков в пробирках.

Меристема - часть растения, которая еще не оформилась ни в стебель, ни в листья и долго сохраняет способность де­литься и образовывать новые клетки. В ней не содержится вирусов, даже если заражено все растение. Из меристемы вы­резают крошечные кусочки ткани (0,2-0,3 мм), из которых и выращивают в специальных камерах посадочный материал.

К сожалению, пока лишь 30-50% выращенных таким об­разом растений оказываются безвирусными. Поэтому осуще­ствляется тщательная выбраковка с использованием высоко­эффективных диагностических средств, определяется наличие вирусов в соке растений. В МГУ разработан высокоэффектив­ный ингибитор вирусов, а также созданы способы выделения (и устранения) 37 вирусов растений, в т.ч. мятликовых и, глав­ным образом, картофеля.

Размножение картофеля из пробирочных растений весьма эффективно. Так, в течение 4-5 месяцев из нескольких десят­ков исходных растений получают десятки тысяч, которые за­тем высаживают в грунт (в теплицах) для выращивания пер­вого поколения клубней. При улучшении семеноводства уже сейчас можно получать урожайность картофеля 20,0-25,0 т с гектара. Современное зарубежное высокопродуктивное карто­фелеводство в основе своей имеет следующие составляющие: 1) семеноводство; 2) механизацию; 3) хранение. При этом глав­ное - семенной фонд.

Семенной картофель, как правило, выращивается в лабо­раториях. Из ростка элитного клубня в пробирке получают здоровое маленькое растение. Его делят на несколько частей, и каждая из них начинает самостоятельную жизнь в пробир­ке. Эта операция повторяется много раз. Примерно через 8 месяцев из одного ростка получают 10 тысяч растений. Их пересаживают в горшочки и помещают в теплицы, формиру­ются крошечные клубни, которые и высаживают в открытый грунт.

В США, Голландии, Канаде и других странах с семенным материалом обязательно выдают фермеру документ (сертифи­кат), подтверждающий качество семенного материала (при со­держании не более 6% инфекционного материала). Три пер­вых урожая считаются элитными. Еще два следующих также используются для семенных целей, а уже шестой однозначно считается столовым. Высаживать этот картофель запрещено законом. Перед закладкой на хранение клубни обрабатывают­ся препаратами против прорастания. Однако если картофель заражен вирусами, то он пропадает и в самых современных хранилищах.

Известно, что картофель влаголюбивое, холодостойкое и светолюбивое растение, которому наиболее благоприятны су­песи, легкие и средние по гранулометрическому составу суг­линки.

Голландские картофелеводы в последние годы собирают 40-45 т клубней продовольственного картофеля и 30-35 т се­менного с 1 га.

Под картофель в Голландии отводят наиболее плодород­ные участки, пахотный слой которых содержит не менее 2- 2,5% гумуса. При выборе предшественника предпочтение от­дают озимым зерновым, так как они создают наиболее бла­гоприятные условия для роста и развития культуры. Обычно картофель на одном и том же поле размещают через 3-4 года.

Весьма высокие требования предъявляют при возделыва­нии семенного картофеля. Обязательна пространственная изо­ляция для предотвращения распространения болезней и вре­дителей.

Особое внимание уделяется применению удобрений. Орга­нические удобрения (70-100 т/га) вносят под предшествую­щую культуру или под раннюю зяблевую вспашку. Минераль­ные удобрения равномерно разбрасывают по поверхности по­чвы и сразу же заделывают на небольшую глубину. Дозы вне­сения зависят от плодородия почв.

Перед внесением минеральных удобрений, сразу после уборки озимых зерновых культур, поле обрабатывают оборот­ным плугом. При этом не допускают образования отвальных и развальных борозд. Раннюю зяблевую вспашку дополняет осенняя обработка поля культиваторами, что позволяет унич­тожить проросшие сорняки. При выпадении достаточного ко­личества осадков фермеры не спешат с весенним бороновани­ем зяби для закрытия влаги. Это позволит ускорить подсыха­ние верхнего слоя. Он лучше прогревается и «созревает». Пе­ред посадкой картофеля поле тщательно обрабатывают фре­зой или фрезой-культиватором на глубину 12-14 см. Фрезы одновременно измельчают и рыхлят почву, выравнивают и прикатывают ее. После прохода фрезы-культиватора почва ста­новится мелкокомковатой. Применение фрезерных культива­торов позволяет своевременно и качественно подготовить по­чву. Особое внимание уделяется качеству посевного материа­ла. Для посадки используют семенной картофель высокой реп­родукции, 100%-ой сортовой чистоты и всхожести. По разме­ру клубней семенной материал делят на три фракции: 28-35, 35-45, 45-55 мм. Следует отметить: чем меньше клубни, тем они дороже.

Голландские фермеры заранее проращивают клубни. Од­новременно с началом полевых работ они включают в карто­фелехранилищах калориферы и подогревают воздух до 18°С. Картофельные глазки начинают интенсивно расти. В после­дние дни температуру снижают до 8°С, но включают свет. У семенных клубней образуются крепкие темно-фиолетовые про­ростки, достигающие ко времени посадки 2-5 см.

Обязательный прием - протравливание клубней, позволя­ющий предотвратить многие грибковые и бактериальные за­болевания картофеля.

Посадку производят в оптимальные сроки. Поэтому вслед за фрезами без малейшего разрыва начинают посадку клубней 4-рядными картофелесажалками. Выдерживают глубину за­делки клубней 6 см и расстояние между клубнями в рядках 30-35 см, ширину междурядий 75 см. Густота посадки зави­сит от сорта, назначения картофеля (продовольственный или семенной) и крупности посадочного материала. В зависимости от этого на 1 га высаживают от 40 до 60 тысяч клубней, расхо­дуя 2,6-6,7 т картофеля.

Сажалки здесь оснащены специальными устройствами, которые позволяют не травмировать при посадке проросшие клубни и сами ростки. Рядки картофеля располагают с севера на юг. Сажают клубни в хорошо разрыхленную почву, из верх­него слоя которой диски картофелесажалки и формируют греб­ни, укрывающие клубни. Высота такого гребня 8-10 см, шири­на у основания 30-35 см. Будущий урожай клубней формирует­ся в гребне чуть выше дна борозды, что способствует впослед­ствии высокопроизводительной работе уборочной техники.

Остальная часть почвы в междурядьях используется для последующего формирования более емкого гребня при уходе.

На 14-18-й день после посадки, когда прорастут сорняки, а ростки картофеля приблизятся к поверхности, проводят пер­вую междурядную обработку. Цель ее - уничтожить сорняки и создать наиболее благоприятные условия для роста и разви­тия растений. Одновременно на появляющиеся всходы карто­феля при помощи пропашной фрезы насыпают слой хорошо разрыхленной почвы. Фреза-окучник, углубляясь в междуря­дье, выбрасывает почву наверх. Сзади размещен кожух, кото­рый образует гребень высотой 23 см. Чем прямее рядки при посадке, чем лучше выдержаны стыковые междурядья, тем качественнее работа фрезы-окучника. В таком виде гребень сохраняется до уборки. После дождей гребень покрывается коркой толщиной 1-1,5 см, но она обычно растрескивается, и кислород проникает к клубням. Дальнейшие междурядные обработки не проводятся. Сокращение до минимума между­рядных обработок предотвращает дополнительное воздействие на почву, ее уплотнение, снижает опасность повреждения рас­тений-столонов и клубней, уменьшает вероятность переноса вирусных и других инфекционных заболеваний рабочими органами орудий.

Однако применение пестицидов обязательно! Для борьбы с фитофторозом проводят 5-6 обработок посевов. Первая осу­ществляется до появления признаков болезни - перед смыка­нием ботвы; последующие - через 7-10 дней. До появления признаков фитофтороза предпочтение отдают препаратам кон­тактного действия, а для последующих - используют систем­ные пестициды.

Высокоэффективные химические препараты, используемые для борьбы с колорадскими жуками, обычно применяют в сочетании с препаратами против фитофтороза и тли.

Перед уборкой урожая ботву удаляют путем десикации или механическим способом (тереблением). Возможно комбини­рованное применение химического и, механического способов. В зависимости от сорта картофеля, его назначения и конкрет­ных почвенно-климатических условий клубни выдерживают в почве 10 дней и более. Этот прием способствует получению зрелых, здоровых клубней, покрытых прочной тканью, что снижает возможность механического повреждения клубней, повышает их сохранность. Для уборки картофеля используют картофелеуборочные комбайны. Часть клубней после уборки картофеля сразу помещают в хранилища, в которых поддер­живается оптимальная температура, влажность воздуха, с по­мощью компьютеров контролируются и другие параметры.

В Перу разработана новая агротехнология картофеля - аэро- поникизация, позволяющая при воздействии на корневую си­стему повышать урожайность картофеля в 6 раз.

Ландшафтнзация

Важнейшим направлением развития мирового расте­ниеводства является его инновационная биологизация, с уче­том внедрения в производство ландшафтных структур и тех­нологий. В связи с научным обоснованием ландшафтного рас­тениеводства важное значение имеет определение ландшафтных агротехнологий. Они должны быть составными, взаимосвя­занными компонентами биоэдафоконтурно-корреляционной организационно-технологической агросистемы или единого эко­логического сообщества (экоценоза), природно сочетающегося с агроэкологическими зонами, подзонами и провинциями.

Уточнение границ и площадей агроэкологических зон, под­зон и провинций весьма актуально для теоретического обо­снования новых ландшафтных агротехнологий и возможного проектирования эколого-ландшафтной пространственной струк­туры.

Уточнение площадей агроэкологических зон, подзон и про­винций будет способствовать более тщательному обозначению 10 ландшафтных типов и 720-750 ландшафтных ячеек, выде­лению ландшафтных ассоциаций и провинций.

Ландшафтные агротехнологии - оптимальная и динамич­ная составляющая эколого-ландшафтной пространственной структуры (биоэнергоэкологической конструкции), которая спо­собствует повышению ее устойчивости и биоэнергетического потенциала природного саморегулирования. При этом наибо­лее полно используется эффект биоагрофизической корреля­ции специфики агроценозов и динамичных экологических ус­ловий.

Перспективно применение моделей различных структур экосистем, которые могут служить заменителями реальных в различной степени отображающих основные принципы их орга­низации и функционирования. В частности, необходима раз­работка биоэнергетических, агрофизических и биологических моделей плодородия почв для выращивания агроценозов, в которых учитывались бы величины естественной (равновес­ной) и оптимальной плотности почвы, ее «иммунные силы, здоровье». При этом оценка плодородия почв должна корре­лировать с морфолого-биологическими особенностями возде­лываемых растений.

Важны процессы регулирования взаимодействия биоэнер­гетики экосистем при их природной, экспериментальной и математической оценке.

При сокращении площади пашни в ЕС, ее оптимизации, требуется более глубокое использование имеющихся научных данных о «естественизации» структуры природных и антро­погенных экосистем, динамики биоэнергии, рельефа, обработки почвы, удобрений, пестицидов, вида растений, густоты их сто­яния, коэффициента облиственности, сроков сева, норм высе­ва на продуктивность агроценозов.

Более того, с учетом динамичности гидротермического коэффициента по годам, целесообразно оптимизирование био­энергетического баланса экосистем, сообществ (агроценозов) повышения уровня утилизации солнечной радиации при вы­ращивании различных по морфологической специфике агро­ценозов.

В Степной зоне Европы необходима ксерофитизация агро- экосистем (агроэкоценозов), потому что около 50% возделы­ваемых сельскохозяйственных культур являются ксеромезо- фитами и мезофитами.

При ландшафтных технологиях размещение сель­скохозяйственных растений по предшественникам необходи­мо производить с учетом специфики и глубины проникнове­ния корневой системы (мочковатая, стержнекорневая и др.). Важен учет направления рядков при посеве: зерновых колосо­вых с севера на юг.

Основное внимание при возделывании сельскохо­зяйственных растений уделяется местным удобрениям (навозу, компостам и др.), а также сидератам (гороху, чине, эспарцету и др.). Ценным источником органического вещества считается солома. Органика соломы при разложении снижает отрица­тельное влияние гербицидов и является источником углекис­лого газа, потребляемого растениями. Навоз рекомендуется обязательно содержать в анаэробных условиях и компостиро­вать.

В связи с тем, что химико-синтетические азотные и другие легкоразлагающиеся минеральные удобрения отрицательно влияют на биологическую активность почвы («иммунные силы, здоровье») и поступают в растения в форме ионов, минераль­ные удобрения рекомендуется вносить лишь в труднодоступ­ной форме, переводимой в доступную с помощью микроорга­низмов. Обязательно значительное увеличение посевных пло­щадей многолетних бобовых трав (люцерны, эспарцета, кле­вера и др.), зернобобовых культур, бобово-мятликовых сме­сей и др., которые способствуют фиксации атмосферного азо­та и образованию гумуса.

При этом учитываются научные выводы сторонников аль­тернативного растениеводства о том, что необходимо «кормить почву», а не растения. Большое значение придается не только применению местных удобрений, но и их сбалансированности с посевами промежуточных культур.

Особое внимание уделяется производству качественных органических удобрении в каждом фермерском хозяйстве, при строгом регулировании на первом этапе применения ис­кусственных минеральных удобрений.

Обязательным фактором усиления взаимодействия почвы и агроценозов является нитрогинизация (инокуляция) семян бобовых, использование бактерий азопирилл, обитающих в ризосфере растений семейств мятликовых, пасленовых, сель­дерейных, способных усваивать азот атмосферы; стимулиро­вание так называемой ассоциативной азотфиксации, когда бак­терии живут не в клубеньках бобовых культур, а на поверхно­сти корней, в том числе пшеницы, риса, кукурузы, сорго, мно­гих технических культур и кормовых трав.

Считается обязательным поддержание оптимального сло­жения почв, так как неоднократное их уплотнение имеет нако­пительную специфику и приводит обычно к возрастающим негативным последствиям. Рекомендуется применять корре­лирующую с плотностью и ее механическим составом обра­ботку, которая существенно не нарушает естественного строе­ния и микробиологического состояния почвы и не приводит к интенсивной минерализации гумуса.

Предпочтение отдается орудиям с рыхлящими рабочими органами, которые не оборачивают поверхностный слой по­чвы или практикуется прямой посев семян специальными се­ялками. При этом следы от прохода почвообрабатывающей и уборочной техники следует рыхлить чизель-культиваторами или другими орудиями.

Способы обработки почвы и сева семян увязываются с ва­риациями почв и морфобиологической спецификой сельско­хозяйственных растений. На пересеченной местности, состав и чередование агроценозов увязывается с крутизной и экспо­зицией склонов, степенью смытости почв и т.д.

Площадь леса, по расчетам, должна составлять 10-11%, а древесно-кустарниковых насаждений 9-10%, или всего 19-21 % к площади суши. При этом лесополосы рекомендуется разме­щать по горизонталям местностй границ вариаций почв, их плодородия и степени смытости. Обязательна биологическая и экологическая структуризация древесно-кустарникового спек­тра лесополос и дифференциация расстояний между ними.

При внедрении ландшафтных агротехнологий обязательно освоение биоэдафоконтурнокорреляционной организационно- технологической агро- системы четырех уровней, увязанных с крутизной склонов и степенью смытости почв: 0-1°; от 1 до 3°; от 3 до 5° и свыше 5°. Для возделывания всех ландшафт- но- и биологически обоснованных агроценозов целесообразно использовать первый уровень; от 50 до 100% площади второ­го уровня - для размещения только некоторых полевых агро­ценозов; третий и четвертый уровни агросистемы рекоменду­ется отводить преимущественно под посев многолетних трав, бобово-мятликовых смесей и размещения древесно-кустарни- ковых насаждений.

Особое значение приобретает оптимизация, своевремен­ность и качество выполнения научнообоснованных техноло­гических операций, что позволит в определенной степени ни­велировать отрицательные воздействия неблагоприятной по­годы.

Обязательна многогранная оценка реакции ландшафтов на антропогенные воздействия для того, чтобы определить уро­вень биоэнергетической устойчивости (потенциала) и величи­ны их оптимальной и максимальной агроценозной нагрузки.

Ландшафтные агротехнологии предполагают обязательное их соответствие автономному механизму буферности агроэко- систем.

Обязательно учитывается положение о том, что большей мощности гумусового горизонта соответствует более тесная корреляция его с урожайностью агроценозов и возрастающим диапазоном физической спелости почвы, что позволяет обра­батывать ее при большем интервале влажности. Кроме того, необходима дифференциация технологий возделывания рас­тений, их параметрирование (оптимизация) с учетом, прежде всего, мощности гумусового горизонта, содержания гумуса (%, т/га и его качества). Следовательно, «здоровье» («иммунные силы») почвы определяется содержанием и качеством гумуса, ее микробиологической и биологической активностью, уров­нем обеспеченности растений питательными веществами и влагой, ее плотностью и гранулометрическим составом. Важ­но усиление природной стабилизационной биоэнергетики пу­тем оптимизации площади пашни, сбалансированном биоэнер­гетическом структурировании агроэкосистем.

При высокой пестроте почвенных вариаций рекомендуется вместо севооборотов применять севосмены, или чередование агроценозов только во времени. Обязательно экологическое и биологическое обоснование целесообразности отведения поля под конкретные агроценозы, которые в местных условиях мо­гут наиболее эффективно использовать биопочвенный потен­циал. Важен биологический подход к сорным растениям как составной части агроценоза; должны решаться не только воп­росы их уничтожения, но и регулирования взаимоотношений культурных и сорных растений, более эффективного использования «иммунных сил» почвы.

При ландшафтизации растениеводства для регулирования засоренности агроценозов необходимо использовать, прежде всего, агротехнические приемы, а также органические герби­циды.

Ландшафтизация технологий при дифференциации взаи­мосвязей между культурными и сорными растениями, пре­дусматривает учет общепринятых одиннадцати типов засорен­ности.

Операции ухода за агроценозом обязательно увязываются с современными 100 этапами органогенеза, а посевы озимой пшеницы еще и с экологическим эффектом времени возоб­новления ее весенней вегетации.

Необходима дифференциация и оптимизация сроков и спо­собов уборки урожая ранних зерновых культур с учетом морфо­логических особенностей культуры, сорта, потенциальной уро­жайности, скорости и равномерности созревания зерна, физи­ко-механических свойств органической массы и др. Известно, что большая часть углеводов в зерне накапливается у растений после цветения, поэтому необходимо, чтобы площадь зеленых листьев, особенно верхних, в этот период была оптимальной.

Верхний флаговый лист, верхнее междоузлие и колос в процес­се фотосинтеза создают 75-87% урожайности зерна.

Однофазная уборка урожая ранних зерновых культур дол­жна преобладать, так как только она физиологически и эконо­мически обоснована.

Обязательно существенное снижение мозаичности посевов агроценозов при тщательном регулировании сеялок, равномер­ной глубине заделки семян/ внесении минеральных и органи­ческих удобрений и др., что значительно повышает их про­дуктивность. Начало уборки урожая строго увязывается с фи­зиологическим состоянием и влажностью зерна, клубней, кор­неплодов.