تولید هسته اولیه بذري سیب زمینی
دریافت فایل پی . دی . اف
نگارش: احمد رضا بلندي، حسن حمیدي، راحله احمدزاده قویدل و سعید کفایی
ویراستاران علمی: دکتر عباس صفرنژاد و دکتر سعید حسن زاده
شوراي انتشارات (به ترتیب حروف الفبا): دکتر مسعود احمدي، دکتر سید علی رضا بهشتی، دکتر محمد حسین سعیدي راد، دکتر عباس صفرنژاد، دکتر سید جواد طباطبایی یزدي، دکتر مجید عباسپور و مهندس احسان رعنایی
ناشر: مرکز تحقیقات کشاورزي و منابع طبیعی خراسان رضوي، با همکاري مدیریت هماهنگی ترویج
سازمان جهاد کشاورزي خراسان رضوي
مقدمه:
) :Solanum tubersum Lسیب زمینی(
در جهان از نظر اهمیت غذایی مقام چهارم را بعد از گندم، برنج و ذرت دارد . همچنین از نظر عملکرد تولید هیچ محصولی قادر به رقابت با این محصول نمی باشد. استفاده از غده بذري سالم با کیفیت بالا از ارقام مناسب، شرط اساسی تولید در کشاورزي پایدار است. تولید سیب زمینی از غده هاي بذري به خاطر سهولت در امر کشت، سرعت و قدرت رشد گیاه، یکنواختی در غده هاي حاصله و پتانسیل تولید بالا، متداول ترین روش تکثیر می باشد. لذا تولید تجاري سیب زمینی بر استفاده از غده هاي بذري پایه ریزي ، شده است (بلندي و حمیدي، 1387 ؛ ژانگ و همکاران ، 2004 ). تولید مینی تیوبر با استفاده از گیاهچه هاي تولید شده در آزمایشگاه، باعث تولید بذر سیب زمینی عاري از عوامل بیماری زا می گردد که علاوه بر دارا بودن کیفیت بالا ، افزایش کمی محصول را در بر دارد (ابرادویک و سوخا ، 1993 ). تولید مینی تیوبر در گلخانه، داراي مزایاي متعددي از جمله عدم محدودیت زمانی، کنترل کامل شرایط محیطی، کنترل آفات و امراض، ایجاد محیط کاملا" ایزوله و یکنواختی بیشتر ریز غده ها می باشد (بوید ، 2000 ). عواملی از قبیل نوع رقم، نوع بستر ، تراکم ،
بوته، شرایط محیطی و عملیات داشت (خاکدهی، کود و ...) که قابل کنترل هستند، کیفیت و کمیت غده هاي تولید شده را تحت تأثیر قرار می دهند. تنها زمانی می توان بیشترین عملکرد و بالاترین کیفیت را بدست آورد که تمام فاکتورها در سطح مطلوبی قرار داشته باشند (بلندي و حمیدي، 1387 ). در این نشریه تولید تجاري مینی تیوبر در شرایط گلخانه به صورت کشت مستقیم با تراکم بالا توضیح داده شده است.
روش کار:
تکثیر گیاهچه هاي عاري از ویروس در آزمایشگاه کشت بافت:
به منظور تولید و تکثیر انبوه مینی تیوبر سالم و عاري از عوامل پاتوژن به ویژه ویروس ها، ابتدا رقم مورد نظر انتخاب می گردد. سپس با استفاده از کشت مریستم و در شرایط ترموتراپی به روش کشت درون شیشه اي گیاهچه اولیه سالم تهیه می گردد. در این شرایط، دما براي مدت 16 ساعت 36 درجه سانتی گراد و براي 8 ساعت 30 درجه سانتی گراد تنظیم گردید. همچنین نور به صورت مداوم و با شدتی حدود 5000 لوکس تابانده شد و رطوبت نسبی در حدود 85 - 75درصد تنظیم گردید. گلدان ها به مدت 4 هفته تحت این شرایط قرار گرفتند.
به منظور اطمینان از سلامتی گیاهچه هاي تولید شده، تست ویروس روي گیاهچه ها انجام می شود و
گیاهچه هایی که سلامت آن ها مورد تأیید قرار گیرد، جهت تکثیر انتخاب می گردند.
مراحل تکثیر گیاهچه ها به شرح ذیل می باشد:
1- تهیه محیط کشت پایه MS ، که به آن 30 گرم در لیتر ساکارز و 7 گرم در لیتر آگار اضافه شده باشد.
2- تنظیم pH محیط کشت به حدود7/5 و سپس توزیع آن در داخل ارلن هاي 250 میلی لیتري از قرار هر ارلن 40 میلی لیتر.
3- استریل کردن ظروف محتوي محیط کشت، با استفاده از اتوکلاو در دماي 121 درجه سانتی گر اد و فشار 2/1 اتمسفر به مدت 15 دقیقه.
4- تهیه ریز قلمه از گیاهچه هاي تأیید شده، که در فضاي کاملا" استریل اتاق کشت انجام می شود . هر ریزنمونه بایستی حداقل داراي یک میان گره باشد. در داخل هر ارلن 250 میلی لیتري حاوي محیط کشت ، تعداد 5 میان گره قرار داده می شود (بلندي و ضرغامی، 1383).
5- نگهداري ظروف کشت شده در اتاقک رشد، به مدت 28 روز در دماي 2±25 درجه سانتی گراد و فتوپریود 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی (دانلی و همکاران ،2003) با شدت نور 5000 لوکس (شکل 1)
شکل 1- نماي کلی از گیاهچه هاي عاري از ویروس سیب زمینی در اتاق رشد
6- انتقال گیاهچه ها به گلخانه و تولید هسته اولیه بذري : در این مرحله نسبت به انتقال گیاهچه هاي تولید شده در آزمایشگاه و کشت آن ها در گلخانه اقدام می گردد. دیوارهاي داخلی و کف گلخانه قبل از کشت باید توسط محلول قارچ کش کاپتان با غلظت 2 درصد ضدعفونی گردد. ترکیب بستر کاشت شامل 35 درصد خاك زراعی ، 60 درصد خاکبرگ و 5 درصد کود دامی می باشد. گیاهچه هاي تکثیر شده در آزمایشگاه کشت بافت پس از انتقال به گلخانه و سازگاري به صورت مستقیم در خاك با تراکم 50 گیاهچه در متر مربع ( فاصله روي ردیف 10 سانتی متر و بین ردیف 20 سانتی متر) کشت می گردند (شکل 2).
شکل 2- کشت مستقیم گیاهچه هاي سیب زمینی حاصل از کشت In vitro در گلخانه
روش کشت مستقیم نسبت به دو روش کشت غیر مستقیم ( 1-کشت در گلدان و سپس انتقال نشاء به
زمین و 2- کشت در گلدان تا پایان فصل رشد) به دلیل کوتاه شدن طول فصل رشد، تولید بیشتر مینی تیوبر در واحد سطح و امکان کشت با تراکم بالا، برتري دارد. پس از کشت و آبیاري، به منظور سازگاري گیاهچه ها با شرایط هواي آزاد و جلوگیري از تلفات آن ها، پوشش پلاستیکی به مدت هفت روز در ارتفاع 40 سانتی متر بر روي گیاهچه ها قرار داده می شود (شکل 3).
شکل 3- استفاده از پوشش پلاستیک جهت سازگاري گیاهچه هاي سیب زمینی و بالا نگه داشتن رطوبت
میزان نور لازم در گلخانه با استفاده از ترکیب لامپ هاي فلورسنت و سدیمی (شدت نور 20000 لوکس) و فتوپریود 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی در طول فصل رشد تأمین می گردد.( 2003Donnelly, D. J W. K . Coleman, and S. E. Coleman, ( . درجه حرارت گلخانه با استفاده از سیستم فن و پد، دستگاه هیتر و همچنین نصب کولرهاي آبی در محدوده دمایی 25 - 22 درجه سانتی گراد تنظیم می گردد. دور آبیاري با توجه به نیاز آبی و فصل رشد گیاه از 8-5 روز متغیر می باشد. قبل از کشت، کود دامی کاملاً پوسیده با خاك بستر کشت مخلوط گردید. جهت تغذیه گیاهان در طول فصل رشد با توجه به آنالیز خاك بستر، از کودهاي شیمیایی NPK و سولوپتاس شماره 2 به ترتیب به میزان 200 و 10 کیلو گرم در هکتار استفاده می شود (شکل 4). عملیات خاکدهی لازم است در طول فصل رشد 3 بار با فواصل زمانی 20 روز با ترکیب ذکر شده در فوق انجام شود.
شکل 4- افزایش رشد رویشی گیاهان سیب زمینی در اثر تغذیه با کودهاي شیمیایی در گلخانه
همچنین براي افزایش کمیت و کیفیت مینی تیوبر، از کودهاي محلول فوسامکو 4 (در طول فصل رشد) و
مگافول (در انتهاي غده زایی) به ترتیب با غلظت هاي 2 و 3 در هزار استفاده می گردد. با توجه به نوع رقم و شرایط محیطی، سه تا چهار ماه پس از کاشت، نسبت به سربرداري بوته ها و سپس برداشت ریز غده ها اقدام می گردد.
در طول فصل رشد و همچنین پس از برداشت، سلامت و عاري از ویروس بودن گیاهچه ها و مینی تیوبرهای تولید شده (شکل 5) بایستی مورد تأیید مؤسسه تحقیقات ثبت و گواهی بذر کشور قرار گیرد. در نهایت غده هاي تولید شده پس از سپري شدن دوره خواب و جوانه دار شدن آن ها، در اختیار کشاورزان قرار می گیرد.
شکل 5- مینی تیوبر تولید شده در گلخانه
نتیجه گیري:
تولید مینی تیوبر به عنوان هسته اولیه بذري از گیاهچه هاي رشد یافته در شرایط In vitro به طور وسیعی در برنامه هاي تولید سیب زمینی بذري مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله مزایاي تولید مینی تیوبر در گلخانه کاهش محدودیت زمانی، کنترل شرایط محیطی، کنترل آفات و امراض، ایجاد محیط ایزوله، یکنواختی بیشتر ریز غده ها، امکان کشت با تراکم بالا و همچنین سازگاري بهتر گیاهچه هاي منتقل شده از آزمایشگاه به گلخانه می باشد. روش کشت مستقیم به دلیل کوتاه شدن طول فصل رشد، کاهش هزینه تولید، تلفات کمتر گیاهچه ها، استفاده بهتر و بیشتر از فضاي گلخانه، گسترش بیشتر ریشه، تولید بیشتر مینی تیوبر در واحد سطح و همچنین امکان کشت با تراکم بالا نسبت به دو روش کشت غیر مستقیم ( 1- کشت در گلدان و سپس انتقال نشاء به زمین و 2- کشت در گلدان تا پایان فصل رشد) از برتري خاصی برخوردار می باشد.
پیشنهادات:
1- با توجه به اینکه تولید بذر سالم به عنوان هسته اولیه بذر جهت تزریق در سیستم تولید بذر امري ضروري و اجتناب ناپذیر می باشد، لذا ضرورت دارد با توجه به نیاز کشور، برنامه ریزي لازم در این خصوص صورت گیرد.
2- براي دستیابی به هسته اولیه بذري، مواد گیاهی مختلفی به عنوان ماده گیاهی منشاء مورد استفاده قرار می گیرد که در این ارتباط گیاهچه و میکروتیوبر بیشترین کاربرد را دارند. در صورت وجود گلخانه مناسب و آماده و به ویژه در صورتی که این فضا در مجاورت آزمایشگاه باشد، استفاده از گیاهچه جهت تولید هسته اولیه بذري پیشنهاد می گردد.
3- با توجه به اینکه مینی تیوبر در گلخانه با هزینه نسبتا" سنگینی تولید می گردد، لذا به منظور استفاده از حداکثر فضاي موجود، بایستی حداکثر تراکم ممکن را اعمال نمود، لذا پیشنهاد می گردد تراکم در بسترهاي مختلف مورد بررسی قرار گیرد تا تراکم مناسب براي تولید حداکثر مینی تیوبر ممکن در واحد سطح مشخص گردد.
4- با عنایت به اینکه تراکم بسیار بالا ممکن است موجب تولید مینی تیوبرهاي با سایز کوچک شود، لذا
ضرورت دارد آزمایشاتی جهت تأثیر اندازه مینی تیوبرها بر عملکرد غده هاي سوپر الیت حاصل از کشت این مینی تیوبرها اجرا گردد تا حداقل اندازه قابل قبول مینی تیوبر براي حصول یک عملکرد مطلوب و اقتصادي مشخص شود.
منابع :
1- بلندي، ا. ر. و ح. حمیدي. 1387 . اثر اندازه و تراکم کاشت ریز غده بر تولید غده چه سیب زمینی . مجله علوم زراعی. 10 (3): 218- 208.
2- بلندي، ا. ر. و ر. ضرغامی. 1383 . بررسی فاکتورهاي مؤثر بر تولید جوانه و میکروتیوبر د ر سیب زمینی در شرایط vitro In مجله پژوهش کشاورزي،4 (2): 32-24.
3- Boyd, V. 2000. Rapid growth minituber technology. American Agricultural Technology. On line: WWW.quantumtubers.com
4- Donnelly, D. J., W. K. Coleman, and S. E. Coleman, 2003. Potato microtuber production and performance: A review. American Journal of Potato Research . Vol. Mar/Apr.
5- Obradovic, A. and C. Sukha. 1993. Effect of different potting mixes on potato minituber production. Journal of Scientific Agricultural Research. Yugoslavia. 53:39-45
6- Zhang, Z. J., Zhou W. J., and Li H. Z. 2004. The role of GA, IAA and BAP in the regulation of In vitro shoot growth and microtuberization in potato. Acta Physiol. Plant., in press.