Вступить в чат

При поддержке РоссельхозБанк
30 марта 2023 г.

Цифровизация семеноводства картофеля

Интервью Интервью

Селекция и семеноводство картофеля в России развиваются в сторону импортозамещения. Кто в это вовлечен, какие процессы протекают и что можно цифровизировать? Заглянули в корень проблем с Марией Поляковой — агрономом с 15-летним опытом.

Знакомьтесь, Мария Полякова — агроном по селекции и семеноводству картофеля, консультант, один из авторов сорта «Пламя» и двух патентов по периоду покоя клубней картофеля, а ещё редактор новостей журнала «Картофельная система» и наставник, изучивший весь процесс семеноводства картофеля от пробирки до поля.

1

Уточним: селекция — это процесс создания нового сорта, а семеноводство — это система размножения готовых сортов. Оба направления опираются на два критерия: здоровье растений и соответствие сорту.

 

— Мария, здравствуйте! Многие процессы сейчас осуществляют вручную. Давайте разберем технологию и посмотрим, что можно цифровизировать или заменить ИИ.
— Здравствуйте, хочется сначала погрузить немного в предысторию, чтобы отсечь многие вопросы. Начнем с условий для семеноводства картофеля.

Картофель произошел из высокогорья Чили и Перу, а значит в искусственных условиях важно имитировать разницу температур, влажность и защиту от вирусов. Ведь в естественной среде многие насекомые-переносчики не могут подняться на горные высоты.

В семеноводстве картофеля существует требование пространственной изоляции семенных участков: не менее 2 км от других посадок, чтобы защититься от тли. 
Её мониторят простейшим методом: в желтый тазик наливают мыльную воду и каждый день считают, сколько нападало тли. Если её становится много, то планируют обработку участка.

— Есть другие требования к полю?
— Да, для семенного хозяйства выбирается место с доступом воды и легкой, аэрируемой почвой, хотя может подойти и хорошо удобренная песчаная. 

Расскажу про этапы развития картофеля.
Выстроим цепочку: исходный материал оригинальный семенной картофель элитный семенной репродукционный товарный. Товарный поступает в магазины, но без предыдущих материалов до него бы не дошли.

Исходный материал
Это сорта картофеля, которые не заражены вирусными инфекциями. Такие заболевания картофеля вызывают вырождение, т.е. с накоплением инфекции происходит потеря урожая вплоть до 90%. Из 50 зарегистрированных вирусов у нас гостировали и проверяют всего шесть. Здоровые сорта хранят в Российском генбанке в высокогорье Северной Осетии-Алании.

2
Мини-клубни
Для перехода на этот этап картофель проходит оздоровление, о котором позже. Оздоровленные растения черенкуют в стерильном ламинарном боксе. Специально обученный человек разрезает их на узлы, каждый из которых сажает в пробирку в питательную среду. Один оператор делает около тысячи черенкований в день. Затем пробирочные растения высаживают в зимние теплицы, чтобы исключить переносчиков заболеваний. Однако раз в 7-10 дней проводится химобработка баковой смесью пестицида, фунгицида и стимулятором роста по необходимости. Агроном наблюдает за растениями постоянно, проводит в теплице и поле фитопрочистки, удаляя подозрительные растения.

В конце вегетации ботва в теплице сжигается реглоном, чтобы питательные вещества из ботвы перешли в клубни и сформировалась хорошая кожура для хранения. Так получаются тепличные мини-клубни, которые продают или выращивают дальше. Один мини-клубень стоит от 30 до 80 рублей.

Тепличные мини-клубни высаживают в поле — их потомство называется первым полевым. Это не идеальный картофель, ведь даже на удаленном участке могут попадать сортовые примеси: с картофелесажалки или при переборке, которые проходят вручную или полуавтоматическим способом.

Элитный и репродукционный
После первого полевого поколения идет супер-суперэлита. Условия остаются прежние: обход поля, сжигание ботвы, частые химобработки и присмотр агронома. Если мониторинг выявляет заболевания, проводят внеплановые химобработки. На этапе теплицы заражение инфекциями не допускается вообще, а далее с каждой категорией семян снижаются требования и появляются допуски по вирусам. Первая и вторая репродукции становятся суперэлитой картофеля. Из них уже отбирают продукт для последнего этапа — товарного.


— Поговорим об оздоровлении картофеля. Как проходит диагностика? Как устроен процесс?
— Для исходного материала проводят визуальный осмотр на скручивание, деформации, мозаики. После чего подключают методы ИФА (иммунно-ферментный анализ) и ПЦР (полимеразная цепная реакция). Оба метода гостированные, разница в стоимости и точности. Также применяют ИХА — это иммунохроматография на тест-полосках, как на ковид или беременность.

Агроном может применить ИХА в поле. Берем сок подозрительного растения, перетираем в зип-пакетике с сеточкой, окунаем полоску на 10 минут и смотрим на результат

— Как получают материал для банка здоровых сортов и последующего размножения?
— Строго в лаборатории микроклонального размножения. Есть три метода работы — это термотерапия, химиотерапия и метод извлечения апикальной меристемы. Расскажу о двух, все манипуляции и контроль проводятся вручную.

Метод термотерапии
Как отдельный метод не используется, это просто первый шаг оздоровления — проращивание в термостате. Помещаем клубни в термостат при температуре от 37 до 40 градусов, которая помогает от некоторых вирусов. 

Химиотерапия 
Это добавление в питательную среду для выращивания специальных лекарств. Т.е. растение культивируется в пробирке совместно с лекарством несколько месяцев, затем его пересаживают на стандартную среду. Химия выводится за время выращивания. По окончании растение диагностируют и размножают, если оно здорово. 

— Оздоровлением и размножением занимаются разные хозяйства?
— Есть хозяйства полного цикла: у кого и лаборатории, и теплицы, и поле. А есть хозяйства, у которых что-то отсутствует, они покупают недостающее звено. Больше ценятся хозяйства полного цикла и агрономы, кто может с нуля довести до урожая. У меня опыт работы именно такой — система полного цикла.

Существует еще дорогостоящая схема, которая заинтересует перспективами. Пробирочные растения можно высадить на аэропонной или гидропонной установке.

С одного пробирочного растения, которое высадили в рассаду, а затем по горшкам в теплицу, получают от 6 до 20 клубней. На аэропонных и гидропонных установках получают с одного куста от 80 до 250 клубней. Количество зависит от сорта и конструкции установки

Аэропоника — это подача под давлением питательного раствора в корневую зону растений, а в гидропонике корни затапливают на некоторое время. Из плюсов второго метода — многократное использование раствора и доступ к корням, т.е. мы в любой момент открываем нижнюю часть установки и собираем урожай. Хоть каждую неделю. 

«У меня получилось удержать растения на установке в молодом и здоровом состоянии 9 месяцев»

У Международного центра картофеля в Перу много таких установок, они так размножают и поддерживают семенной материал. У нас развиваются такие технологии, большая мотивация появилась с трендом на отечественные сорта, развитие нашей селекции и семеноводства. 

— Где такие центры сейчас находятся? Наверное, учёные в Москве, а основная масса полей в Краснодаре?
— У нас есть специальная научно-техническая программа по развитию селекции и семеноводства, поэтому таких мест становится больше, присоединяются вузы. Лаборатории есть в аграрных университетах Чебоксар, Брянска, Москвы, Питера — везде стараются взращивать специалистов, потому что по федеральной программе нужно создавать свои сорта и разбираться, что с ними делать.

— Территориально концентрация в центральной части России?
Не только. В Сибири очень хорошая школа. У нас есть требования по экологическому сортоиспытанию, т.е. их регистрируют в определенных регионах, но условный сибирский сорт может себя не так хорошо проявить в центральном районе. 

— У нас хорошие отношения с Чили и Перу. Как обстоят дела с другими странами?
— Санкции семенного материала не коснулись, поставки продолжаются. Из собственных разработок пока мало хороших сортов и здорового семенного материала.

У нас накопили запас свободных от патентов сортов, т.е. за их использование не нужно платить. Это поможет развить отечественное семеноводство, и по моей оценке, к 2030 году достигнем продовольственной безопасности по семенному картофелю

Что из процесса можно автоматизировать? Какой опыт применяют в других странах и каких технологий нам не хватает?
— Автоматизировать можно фитопрочистки, когда с поля удаляются сортовые примеси или больные растения. Мы это делаем вручную, если повезёт, то двумя агрономами.

Мы окрашиваем из баллончика подозрительные растения, которые потом выкапывают наёмные бригады. В других странах этим занимается специальная машина. Существует бюджетный вариант — платформа, на которой сидит агроном и либо помечает растения, либо сразу выдергивает. Ещё применяют роботов, когда «умная» программируемая система сама определяет, где есть примесь, что вытащить, сама едет и убирает.


Также вручную высаживаем рассаду. С машинами для картофелеводства, а особенно для семеноводства большая проблема. Например, в производстве в принципе нет маленьких сажалок или рассадопосадочных машин.

— Какой темп набрала цифровизация направления?
— Темпы растут, но доступность не увеличивается. У холдингов есть дроны, ПО, система облета и обработка полей. С дрона можно выпускать энтомофагов или вести  ультрамалообъемное опрыскивание очагов фитофторы. Ведь семеноводство часто ведётся на полях посреди леса, куда не проедет трактор. К сожалению, семеноводы не могут себе позволить таких дронов. Да и вопрос: есть ли они в таком количестве сейчас?

— Какой спрос на семенной картофель? Или агрономы действуют по старинке, отбирая в урожае лучшие клубни?
— Отбор лучших и посадка семенной фракции остались только у дачников. Все понимают важность семеноводства, чтоб не копить болезни. Без этапа семеноводства невозможно выращивать картофель. Можно покупать первую продукцию каждый год и потом продавать товарный картофель. Но если хочется сохранить качество и несколько лет материал использовать, то нужно покупать материал высоких репродукций.

— А есть статистика, насколько его хватает?
— В Москве есть возможность купить семенной материал как в Тимирязевской академии, так и у маленьких хозяйств. Если купить суперэлиту, то этого хватит на 5 лет посадок. Фермеры могут купить миниклубни, получить первое полевое поколение, половину его продать, а половину оставить семеноводу, который будет дальше вести материал с сохранением качества.

Есть нюанс с документами: нужно вызывать апробатора и получать бумаги, что материал должного качества

Обычно семенной материал обновляют через год-два, чтобы поддерживать качество материала, к тому же так можно попробовать новые сорта.

— А что насчёт севооборота? Картошка попадает раз в 4 года. Какие обновления происходят за этот срок? 
— Для семенного картофеля среди предшественников и озимая пшеница, и белая горчица для оздоровления почвы. Может быть ещё ячмень и медоносы, чтобы разнообразить продукцию. Севооборот не такой, как для товарного картофеля.

— Как что-то из этого автоматизировать? Можно ли контроль осуществлять удаленно?
— По мониторингу всё равно апробатор должен приехать и посмотреть на поле вживую. Дроны помогут агроному там, куда не добраться пешком или на машине. Агроном может облететь поле, рассмотреть сортовую примесь, понять, на какое поле идти в первую очередь. После такой подготовки можно пригласить инспектора из Россельхозцентра, который пройдет физически и подтвердит, что всё в порядке.

— Вы консультируете фермеров и агрономов? Помогаете выстроить полный цикл?
— Да, я консультирую по всем этапам. Мы запускали аэропонные и гидропонные производства. Я оздоравливаю растения и делаю клубневой анализ как независимый эксперт. Выезжаю в командировки по России и не только. Например, кто-то хочет купить семенной материал, но не уверен в качестве: приезжаю и оцениваю, стоит покупать или нет.

— Какие технологии нужны в лаборатории? Что не хватает?
— Хочется подтянуть диагностику, например, ИФА и ПЦР равны, хотя они показывают разные концентрации. Не хватает оснащения и автоматизации процессов.

У нас лишили аккредитации часть лабораторий, которые делали диагностику, поэтому услуги стали менее доступны фермерам. С поля нужно сдать 250 проб, чтобы получить документы. И раньше диагностика ИФА стоила порядка 80 рублей, а ПЦР около 800 рублей, то сейчас цены взлетели до 300 и 3 500 рублей соответственно — и это за один образец из 250.

— В итоге, это сказывается на конечной стоимости для потребителя?
— Да, но с годами с каждым клубнем стоимость становится меньше. Когда мало здоровых клубней, они стоят очень дорого. Но это больше касается семеноводческого картофеля, на товарный этот хвост не так сильно бьет.

— Какие специалисты сейчас нужны?
— Семеноводов-агрономов не хватает, особенно квалифицированных и обученных. Рабочей силы для очистки мало. Не хватает грамотных управленцев, которые представляют процесс изнутри, кто болеет за дело и знает, какие трудности на разных этапах.

Для цифровизации не хватает квалифицированного тракториста с хорошей техникой, на которой будет оборудование с поддержкой технологий точного земледелия

— А хранение? Знаю о контейнерном, где ставят повышенные требования. Контроль проводят вручную или автоматизировали?
— Контейнерный способ оптимален для семенного картофеля, потому что в хранилищах любое отклонение от нормы приведет к гибели всего урожая. Стоит вкладываться в систему климат-контроля. А еще появились системы, которые подают этилен, чтобы клубни не прорастали раньше времени.

— Есть места, где не нужна автоматизация?
— В товарном картофеле можно отказаться — в семеноводстве без автоматики мы потеряем целый материал.

— Какой процент приживаемости на поле?
— У миниклубней всхожесть 95-100%, у рассады около 90-95% при соблюдении условий. Участок подбираем с возможностью полива: рядом вода и можно осуществить дождевание либо капельный полив, когда по капельницам вода подводится отдельно к каждому растению.

— Это дорогая система полива. Тут могли бы помочь дроны?
— Поливная норма для картофеля слишком высокая, дроны не переносят такое большое количество. 

— К кому обращаться, если хочется решить какую-то из задач?
— Можно смело идти к агрономам и директорам хозяйств, кто решил заниматься семеноводством. Можно к консультантам, кто в курсе и занимается развитием. У нас есть и голландцы, кто консультирует, потому что наша система построена на основе их, мы многое используем до сих пор. 

Контакты для связи с Марией Поляковой:
E-mail: kromashka@gmail.com
telegram: @seagull_with_potatoes