Семеноводство картофеля в России: история и современность.

Система семеноводства картофеля в России имеет относительно небольшую историю – в сравнении, например, с западноевропейскими странами, где она сформировалась на несколько десятилетий раньше. Сложившаяся в 60-е годы прошлого столетия в СССР организационная структура производства семенного картофеля была представлена тремя основными звеньями.

В первое звено входили хозяйства, производившие элиту (элитхозы), во второе – хозяйства, размножающие элиту (семхозы), в третье – семенные участки колхозов и совхозов, производивших товарный картофель.

Первые нормативно-регуляторные положения в сфере семеноводства картофеля были разработаны и введены в действие в середине 60-х годов, включая «Положение об элите картофеля» и «Положение о семенных участках картофеля в колхозах и совхозах» (1966). В первых двух звеньях непосредственно под контролем государственных сельскохозяйственных органов управления проводилось выращивание элитного картофеля в соответствии с «Положением об элите картофеля». Позднее было принято «Положение о первичных питомниках выращивания элиты картофеля», разработанное НИИ картофельного хозяйства и утвержденное Министерством сельского хозяйства СССР (1971).

В третьем звене в соответствии с «Положением о семенных участках картофеля в колхозах и совхозах» проводилось размножение репродукционного семенного картофеля (внутрихозяйственное семеноводство) для использования его в производстве товарного картофеля. Семенной участок рассматривался как важнейшее звено внутрихозяйственного семеноводства, обеспечивающее потребности хозяйств в семенном картофеле районированных сортов для производства товарного картофеля. Площадь семенного участка составляла примерно 20-30% от общих посевов картофеля в хозяйстве.

В соответствии со сложившейся в 60-е годы системой семеноводства хозяйства покупали семенной картофель – элиту, поставляемую из элитовыращивающих хозяйств, или сортовой картофель первой-второй репродукций из семеноводческих хозяйств (рис 1).

В организации и проведении работ, связанных с заготовкой, сохранением и реализацией элитного и сортового семенного картофеля, большая роль отводилась объединению «Сортсемовощ». Структурные подразделения объединения «Сортсемовощ» в районах своей деятельности закупали и реализовали элиту, сортовой семенной картофель для сортообновления и сортосмены, а также закупали, хранили и реализовали республиканские и местные фонды элиты и сортового семенного картофеля районированных сортов.

Специалисты объединения «Сортсемовощ» совместно с представителями сельскохозяйственных органов и контрольно-семенных лабораторий принимали участие в оценке и приемке посевов и подготовленных к реализации партий элиты. Кроме того, они проводили полевые обследования, апробацию и клубневые анализы сортового семенного картофеля первой репродукции, предназначенного для заготовки и реализации на сортообновление и сортосмену. По данным официальной статистики в СССР, к концу 80-х годов общий объем заготавливаемого и реализуемого объединением «Сортсемовощ» семенного картофеля высших репродукций составлял более 300 тыс. тонн, в том числе в РСФСР более 100 тыс. тонн. Следует отметить, что до начала 70-х годов в РСФСР объем производства элитного картофеля был крайне недостаточным (25-28 тыс. тонн в год), а его качество нуждалось в существенном улучшении. Наиболее интенсивное развитие элитного семеноводства картофеля в России относится к середине 70-80-х годов. Именно в этот период было начато радикальное усовершенствование организационно-методических основ, технологических процессов и схем элитного семеноводства и были достигнуты высокие темпы увеличения объемов производства элиты (рис. 2).

Сложившаяся в РСФСР к середине 70-х годов организационная структура семеноводства картофеля, основанная на более углубленной специализации хозяйств по производству семенного материала раз- личных ступеней размножения, включала три этапа:

1. выращивание супер-суперэлиты в специализированных хозяйствах по первичному семеноводству картофеля;
2. передача супер-суперэлиты в элитовыращивающие хозяйства (элитхозы) и получение в них элиты путем двукратного репродуцирования;
3. передача элиты непосредственно в колхозы и совхозы для размножения и производства товарного картофеля не ниже III-V репродукций (рис. 3).

Созданная сеть специализированных хозяйств по производству семенного картофеля позволила уже в начале 80-х годов довести объемы продажи элиты до 100-110 тыс. тонн, с таким расчетом, чтобы на каждые 100 га товарных посадок картофеля в колхозах и совхозах приходилось не менее 5 т элитного картофеля. Важная роль в этой работе отводилась Всероссийскому производственно-научному объединению по семеноводству картофеля «Россемкартофель», которое было создано в 1976 г. как структурное подразделение в составе Министерства сельского хозяйства РСФСР.

В состав объединения в тот период входили Научно-исследовательский институт картофельного хозяйства (НИИКХ), Селекционный центр НИИКХ, Опытно-конструкторское бюро, опытные станции и опытно-производственные хозяйства НИИКХ, а также более 50 специализированных совхозов, расположенных в 17 областях и 6 автономных республиках РСФСР. На базе 24-х специализированных хозяйств были организованы лаборатории НИИКХ по первичному семеноводству картофеля. Организация объединения «Россемкартофель» позволила значительно улучшить семеноводческую работу в тех областях, краях и автономных республиках, где в общей сложности в тот период было сосредоточено около 80% общероссийского объема производства картофеля.

Кроме того, объединение «Россемкартофель» обеспечивало единое централизованное управление производством элитного и сортового семенного картофеля на всей территории РСФСР, осуществляя непосредственную связь по вопросам семеноводства картофеля с местными сельскохозяйственными органами и научно-исследовательскими учреждениями.

В специализированных хозяйствах объединения «Россемкартофель» была заложена хорошая основа для значительного увеличения объемов первичного семеноводства по районированным и перспективным сортам. В 1979 году лабораториями первичного семеноводства НИИКХ на базе специализированных хозяйств были сформированы питомники первичного семеноводства по 44 наиболее востребованным в производстве сортам картофеля. По официальным данным МСХ РСФСР, площади выращивания супер- элитного картофеля увеличились с 149 га в 1976-м до 495 га в 1979 году и элитного картофеля соответственно с 382 до 1313 га (Анисимов, 1981). Это стало возможным благодаря централизованной поддержке со стороны государства и целевому выделению по Постановлению Совмина РСФСР (1976 г.) значительных средств, которые были направлены на развитие материально-технической базы специализированных элитно-семеноводческих хозяйств в наиболее крупных регионах картофелеводства и создание в них хорошо оснащенных для того времени лабораторно-тепличных семеноводческих комплексов, а также строительство необходимых для этих целей емкостей картофелехранилищ.

Наряду с развитием организационной структуры семеноводства картофеля в период 70-80-х годов одной из актуальных проблем стала необходимость радикального совершенствования методов и оптимизации схем ведения элитного семеноводства картофеля. Устоявшаяся практика тех лет была ориентирована на клоновое семеноводство. Обычно в большинстве элитовыращивающих хозяйств исходные растения для первичного семеноводства отбирали в питомниках клонов 1-го года на основе визуальной оценки растений в поле и проведения лабораторного анализа листовых проб методом серодиагностики. Однако часть клонов в год отбора довольно часто подвергалась новому заражению. При этом вновь зараженные растения при проверке в поле могли дать отрицательную реакцию на вирусы и, как правило, в год заражения их не удавалось выявить и отбраковать. В результате отобранные в клонах 1-го года растения с отрицательной реак- цией на вирусы при испытании в потомстве уже на следующий год оказывались зараженными в боль- шей или меньшей степени, в зависимости от сорта и условий вегетационного периода предшествующего года. Более успешные результаты были получены с применением дополнительной проверки зараженности отобранного клонового материала в зимний период методом индексации на основе «глазкового теста» (выращивание растений из отдельных глазков клубней (индексов) в лабораторно-тепличных условиях). Это позволяло с гораздо большей степенью достоверности выявить и отбраковать клубни зараженных растений и клонов до высадки их в поле.

Результаты работ, проведенных во Всесоюзном институте защиты растений (ВИЗР), показали, что применение серологического метода по строго определенной системе клонового семеноводства в условиях Северо-Западного региона позволило получить семенной материал, свободный от инфекции наиболее распространенных вирусов (X, S, M). Проведенные В.И. Садовниковой (1965 г.) специальные методические опыты, в которых были проанализированы десятки тысяч растений, позволили сделать вполне обоснованный вывод о том, что в условиях Северо-Запада семенной материал, полученный по схеме клонового семеноводства, можно в течение длительного времени поддерживать в состоянии, свободном от вирусной инфекции (рис. 4). При этом было также показано, что применение только негативного отбора путем удаления из посадок зараженных растений таких результатов не давало.

В последующие годы, на основе результатов исследований НИИКХ и накопленного опыта, было установлено, что в качестве исходного материала для выращивания супер-суперэлиты более эффективно использовать не отдельные кусты, отбираемые в питомнике клонов 1-го года, а отдельные здоровые (свободные от инфекций) клубни, отбираемые в специальном питомнике отбора с обязательной проверкой каждого из них методом серодиагностики в системе послеуборочного контроля. Для ежегодного возобновления питом- ника отбора на каждые 100 т супер-суперэлитного картофеля рекомендовалось высаживать около 4000 проиндексированных клубней, что позволяло значительно сократить затраты и количество проводимых анализов.Рис. 5. Распределение и границы отбора клонов при оценке гнезда в зависимости от схем посадки (сорт Раменский, 1979- 1981)

С этой целью для закладки питомника отбора использовали проиндексированные крупные клубни массой 100 г и более. Посадку таких клубней проводили при ширине междурядий 140 см и расстоянии между клубнями в рядке 70 см.

Результаты исследований, проведенных на базе опытно-производственного хозяйства «Заворово» НИИКХ, показали, что такая схема посадки проиндексированных клубней в питомнике отбора обеспечивала максимальное увеличение количества клубней в урожае в расчете на каждый исходный клубень. Так, в одном из опытов по изучению различных схем закладки питомников отбора нового в тот период сорта Раменский были получены следующие результаты. В контрольном варианте (посадка по обычной схеме 70х30 см, клубни массой 60-80 г) при уборке оказалось 45% кустов с числом клубней до 10 штук на куст, которые обычно при отборах выбраковывают. Из числа остальных 55% кустов 47% было с числом клубней 11-20 штук и только 8% с количеством клубней от 21 до 30 штук на куст.

В опытном варианте (посадка по схеме 140х70 см, крупные клубни массой 100 г) только 11% кустов были не пригодны для отбора (с количеством клубней менее 10 штук на куст). Остальные 89% кустов имели гораздо большее количество клубней, в том числе 47% –до 20 клубней на куст, 24% – от 21 до 30 и 18% – от 31 до 50 клубней на куст (рис. 5).

Очень важно также отметить, что такая схема посадки создавала наиболее благоприятные условия не только для роста и развития растений, но и для удобного проведения тщательных визуальных осмотров каждого растения в период вегетативного роста, а также выполнения всех необходимых профилактических и защитных мероприятий в питомнике отбора.

В процессе дальнейшего совершенствования системы семеноводства картофеля в специализированных хозяйствах был принят ряд эффективных мер по улучшению его качества по основным районированным в тот период и перспективным сортам. С этой целью в НИИКХ была разработана и в порядке широкой производственной проверки успешно испытана новая для того времени технология получения и ускоренного размножения исходного материала, оздоровленного методом верхушечной меристемы, которая постепенно становилась основой системы безвирусного семеноводства картофеля (Трофимец, Бойко, Анисимов и др., 1990). Разработанная технология включала следующие основные элементы:

• подготовка клубней для вычленения верхушечных меристем; проверка их исходной зараженности методом иммуноферментного анализа (ИФА); проращивание в темноте при температуре 35-37 °C в течение одного-двух месяцев;

• вычленение меристем размером 100-200 мкм в микробиологическом боксе под бинокулярным микроскопом с масштабной сеткой при увеличении в 30-50 раз и высадкой их в пробирки на питательную среду с минеральной основой по Мурасиге-Скугу с повышенным содержанием кинетина;

• выращивание растений в пробирках в помещении с регулируемыми условиями температуры, влажности и освещенности (температура 23 °C, влажность воздуха 70%, освещенность 5-10 тыс. лк при 12-часовом светопериоде);

• расчеренковка полученных растений по коли- честву междоузлий и посадка черенков на питательную среду в пробирки; использование одного черенка у основания каждого растения для определения зараженности методом электронной микро-скопии и иммуноферментного анализа (ИФА);
• повторная двух-трехкратная проверка линий на зараженность вирусами методом ИФА в процессе черенкования;
• пересадка растений из пробирок в теплицы для получения урожая клубней;
• проверка тепличных растений методом ИФА;применение методов ускоренного размножения in vitro с целью получения больших партий исходного материала, необходимого для семеноводческой работы (укоренение верхушек и пазушных побегов растений, посадка черенков с ограниченной площадью питания – 6х6 см, черенкование ростков после длительного проращивания клубней и др.);
• полевое испытание и размножение тепличных меристемных клонов в строгой пространственной изоляции от любых других посадок картофеля.

Применение разработанной технологии позволяло в течение одного года получать несколько тысяч меристемных клонов для включения их в первичное семеноводство картофеля.

В процессе освоения в широкой практике технологии получения меристемного исходного материала для выращивания безвирусного семенного картофеля в НИИКХ были инициированы специальные исследования в направлении совершенствования технологического процесса последовательного размножения безвирусных растений с испытанием их потомства в первичных полевых питомниках и доведением до супер-суперэлиты и элиты. Одновременно ставились задачи о возможности сокращения сроков выращивания элиты (особенно новых и перспективных сортов), улучшения качества и снижения затрат на ее производство. Для решения поставленных задач в 1972-1977 годах в отделе семеноводства НИИКХ были изучены различные варианты схем выращивания элиты: с двухгодичным испытанием клонов (традиционная схема), с одногодичным клоновым питомником, а также различные варианты экспериментальных схем с одногодичным клоновым отбором и размножением объединенного клонового материала с применением метода клубневых единиц.

На основании результатов исследований, проведенных В.Н. Акатьевым в условиях Московской области при использовании оздоровленного методом верхушечной меристемы исходного материала, для широкого применения в практике была рекомендована схема ведения элитного семеноводства с одногодичным испытанием клонов, включающая:

1. Полевое испытание меристемных клонов.
2. Предварительное размножение объединенных клонов.
3. Размножение.
4. Выращивание супер-суперэлиты.
5. Выращивание суперэлиты.
6. Выращивание элиты.

Объемы и последовательность выполняемых работ по данной схеме элитного семеноводства представлены на рисунке 6.

Для достижения более высокого коэффициента размножения в питомниках полевого испытания меристемных клонов и предварительного размножения существенный положительный эффект был получен при выращивании здорового (свободного от инфекций) материала с применением метода клубневых единиц. Сущность этого метода заключалась в следующем: перед посадкой клубни массой от 60 г в каждом клоне разрезали на несколько частей с таким расчетом, чтобы масса каждой части была не менее 30 г, с одним-двумя глазками. Все части от каждого разрезанного клубня, составляющие клубневую единицу», помещали в отдельный пакет. Все пакеты с клубневыми единицами от одного клона помещали в отдельную тару. Подготовленные таким образом клоны высаживали в одну строчку. При посадке разделяли границы между клонами, внутри которых также разграничивали клубневые единицы. В каждом клоне сначала высаживали клубневые единицы с большим числом семенных частей, затем с меньшим (в убывающем порядке) и заканчивали нерезаными мелкими клубнями фракции 25-50 г (рис.7). На практике нередко использовали и более простой способ, когда клубни разрезали за несколько недель до посадки, оставляя соединительную перемычку в центре или у основания клубня. В этом случае части клубня оставались прижатыми одна к другой. Окончательно клубни разделяли на части непосредственно при посадке.

Дополнительной тары для клубневых единиц при этом не требовалось.

В период вегетации растения оценивали и проверяли на вирусы визуально и серологически. При обнаружении в клубневой единице хотя бы одного больного растения ее выбраковывали полностью, однако весь клон при этом не браковали, а удаляли только соответствующую клубневую единицу, т.е. группу растений, полученных от одного клубня. Полученные данные показали, что посадка клонового питомника методом клубневых единиц по большинству сортов позволяла в полтора-два раза увеличить коэффициент размножения и соответственно значительно уменьшить количество отбираемых растений и клонов и существенно сократить затраты в расчете на 100 т супер-суперэлитного картофеля. При этом значительный эффект был получен от замены наиболее трудоемкого питомника клонов второго года на питомник предварительного размножения объединенных клонов.

По аналогии с методом клубневых единиц, основанном на применении резки посадочных клубней, в питомниках первичного семеноводства при использовании меристемного исходного материала получили также достаточно широкое распространение в практике и другие приемы повышения коэффициента размножения, особенно выращивание картофельной рассады из ростковых черенков в торфяных горшочках с последующей высадкой их в поле, размножение отводками, стеблевыми черенками и др. (Анисимов, Максакова, 1975).

На основе сравнительных испытаний различных вариантов схем элитного семеноводства было показано, что при использовании исходного материала, полученного методом культуры меристемы в сочетании с клональным микроразмножением, сроки производства элитного картофеля могут быть сокращены до трех-четырех лет, что было особенно актуально для ускоренного размножения и продвижения в практику новых и перспективных сортов. В опытно-производственных хозяйствах НИИКХ в условиях Московской области по всем изученным вариантам экспериментальных схем были получены партии супер-суперэлиты картофеля высокого качества. Супер-суперэлита, полученная по схеме с одногодичным испытанием клонов, имела в зависимости от сорта от 90 до 99 % здоровых растений, т.е. была практически одинаковой с супер-суперэлитой, полученной по схеме с двухгодичным испытанием клонов. Уровень урожайности супер-суперэлиты картофеля, полученной по различным схемам, также был практически одинаковым и находился в пределах 300-350 ц/га.

Одним из важнейших направлений в раз- витии системы безвирусного семеноводства картофеля стала организация централизованного производства исходного безвирусного материала в крупных объемах для обеспечения специализированных хозяйств по первичному семеноводству. С этой целью в рамках объединения «Россемкартофель» было запланировано производство супер-суперэлиты на безвирусной основе в количестве 7,5 тыс. т по 34 наиболее востребованным в тот период сортам. Согласно расчету, представленному в таблице 1, для выращивания запланированного объема супер-суперэлиты из меристемного исходного материала с применением методов ускоренного размножения в теплицах НИИКХ на площади 1,2 га ежегодно выращивали 400 тыс. клубней, убирая урожай каждого растения в отдельный пакет. Полученный материал передавали в опытно-производственные хозяйства института, где их высаживали в клоновых питомниках – на площади 8 га при строгом соблюдении установленных норм пространственной изоляции не менее 0,5 км от посадок более низких классов семенного картофеля. В период вегетации на изолированных полевых участках особенно тщательно проводили все необходимые агротехнические и фитосанитарные мероприятия.

Полученный объединенный клоновый материал в количестве 160 т распределяли в 24 спецхоза с лабораториями первичного семеноводства (из расчета 2 т на производство каждых 100 т супер-суперэлиты). Общая площадь питомников предварительного размножения в спецхозах по первичному семеноводству составляла 40 га, с нее получали 800 т се- менного материала. В следующем году этот материал высаживали на площади 200 га в питомнике размножения и получали 3000 т клубней, которые использовали в следующем году для посадки на площади 750 га и получения 7500 т супер-суперэлиты стандартной семенной фракции (табл. 1).

Таблица 1. Организация на базе НИИКХ для специализированных хозяйств по первичному семеноводству картофеля (Трофимец, Анисимов, Литун, 1978)

По данным НИИКХ при выращивании супер-суперэлиты по схеме централизованного производства безвирусного исходного материала за счет улучшения качества урожайность в элите и ее репродукциях повышалась в среднем по всем испытуемым сортам на 20-25 %.

Начиная с 90-х годов, в ходе проводимых реформ в АПК, часть спецхозов по первичному семеноводству и элитхозов прекратили свое существование, и объемы элитного производства картофеля резко сократились, что существенно осложнило и во многом нарушило сложившуюся систему проведения периодической сортосмены и регулярного сортообновления картофеля в связи с острым недостатком семян высших репродукций для хозяйств с товарным производством картофеля. Только к концу 90-х годов система семеноводства картофеля в России постепенно стала выстраиваться на принципах рыночных отношений на основе созданной к тому времени законодательной и нормативной базы в сфере селекции и семеноводства сельскохозяйственных растений (Малько, Анисимов и др., 2003).

В этот период особенно большое внимание было уделено развитию и совершенствованию нормативно-регуляторной базы в сфере контроля качества и сертификации семенного картофеля с учетом накопленного опыта лучших мировых практик. Это позволило в значительной степени оптимизировать нормативные требования к товарному качеству различных категорий семенного картофеля в направлении их унификации и приближения к современным международно-согласованным нормативным требованиям (Anisimov, 1999; Anisimov, 2005; Simakov, Anisimov, 2006, 2007)

После введения в действие Закона о семеноводстве (1997 г.) в Российской Федерации была установлена единая стандартизированная система классификации семенного картофеля, включающая три категории семенного материала: Оригинальный семенной картофель включает исходный материал (микрорастения, микроклубни, мини-клубни), первое полевое поколение из мини-клубней и супер-суперэлитный семенной картофель (второе полевое поколение), произведенный оригинатором сорта или уполномоченным им лицом и предназначенный для производства элитного семенного картофеля.

Элитный семенной картофель: семенной картофель (суперэлита, элита), полученный от последовательного размножения оригинального семенного картофеля.

Репродукционный семенной картофель: семенной картофель (1-2 репродукции), полученный от последовательного размножения элитного семенного картофеля.

Сравнительный анализ систем классификации, принятых в России и странах ЕС, показывает, что категория оригинального семенного картофеля условно может приравниваться к категории предбазисного семенного картофеля (PB). Соответственно, категория элитного семенного картофеля может быть равнозначна категории базисного семенного картофеля (классы SE и E) и категория репродукционного семенного картофеля сопоставима с категорией сертифицированного семенного картофеля (классы А 1-2). Вместе с тем, при сравнении сопоставимых категорий по числу полевых поколений семенного картофеля в РФ и странах ЕС наглядно прослеживаются существенные различия (табл. 2).

Таблица 2. Сравнение сопоставимых категорий семенного картофеля по числу полевых поколений в РФ и странах ЕС

В современной российской системе классификации семенного картофеля согласно ГОСТ 33996-2016 «Картофель семенной. Технические условия и методы определения качества» максимальное число полевых поколений не должно превышать 6 ступеней размножения, в том числе для категории ОС – 2, ЭС – 2 и РС – 2 поколения. В странах ЕС согласно рекомендации Европейской семенной ассоциации (ESA) максимально допускается до 9 полевых поколений, в том числе в категории предбазисных семян – 4, базисных – 3 и сертифицированных – 2 полевых поколения (Anisimov, 2007; Simakov, Anisimov 2008).

В общем виде современная схема последовательных этапов производства оригинального, элитного и репродукционного семенного картофеля представлена на рисунке 8.

Основное преимущество представленной на схеме современной организационной структуры семеноводства заключается в том, что все три ее структурных блока последовательных этапов производства оригинального, элитного и репродукционного семенного картофеля неразрывно связаны между собой прямыми связями. Это открывает новые реальные возможности развития наиболее эффективных форм кооперации между всеми участвующими субъектами, включая профильные организации науки и бизнес-структуры.

В современных условиях дальнейшее развитие крупнотоварного производства картофеля невозможно без хорошо налаженной системы обеспечения картофелеводческих сельхозпредприятий, крестьянских (фермерских) хозяйств и индивидуальных предпринимателей сортовыми качественными семенами элитных классов и высших репродукций. В этой связи увеличение объемов производства и кардинальное повышение качества оригинального и элитного семенного картофеля становится одним из ключевых приоритетов стабильного и рентабельного ведения отрасли картофелеводства.

Сложившаяся ситуация с использованием имеющегося потенциала отечественных сортов картофеля требует ускоренного наращивания объемов производства семенного материала. Таким образом, принятие эффективных мер по модернизации материально-технической базы семеноводства картофеля и создание необходимой инфраструктуры селекционно-семеноводческих центров становятся одними из наиболее актуальных задач в развитии картофелеводства России. При этом важное значение будет иметь успешная реализация комплексных научно-технических проектов (КНТП), выполняемых в рамках Подпрограммы «Развитие селекции и семеноводства картофеля» Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017-2030 годы. Успешная реализация ключевых приоритетных решений в этом направлении в ближайшей перспективе будет во многом способствовать инновационному развитию отрасли, обеспечению стабильного валового производства картофеля, созданию современных логистических систем продвижения на рынок лучших сортов от российских оригинаторов, снижению импортозависимости и обеспечению продовольственной безопасности России.