Применение различных искусственных источников света для выращивания картофеля в культуре in vitro.

Применение различных искусственных источников света для выращивания картофеля в культуре in vitro.

В настоящее время требуется всё больше продуктов питания; особенно растительной пиши, которая содержит большое количество витаминов, макро- и микроэлементов. Т.е. перед аграрным комплексом поставлена задача выращивать большие партии овощных и плодовых культур в сжатые сроки и используя при этом минимум затрат энергии и других ресурсов.

Для реализации поставленных задач применяются сложные технические сооружения, автоматические теплицы, климатические камеры, фитотроны, а также целый комплекс методов, повышающих эффективность растениеводства.

Примерами таких методов является гидропоника, - способ выращивания растений без почвы, при котором растение получает из раствора все необходимые питательные вещества в нужных количествах и точных пропорциях (что почти невозможно осуществить при почвенном выращивании). Другая перспективная группа методов - клональное микроразмножение растений (МКР) – способ получения из вегетативной растительной клетки регенерантов (растений) идентичных исходным экземплярам. МКР имеет ряд следующих преимуществ:

• Получение генетически однородного материала,

• Освобождение растений от вирусов,

• Высокий коэффициент размножения,

• Сокращение продолжительности селекционного процесса,

• Ускоренный переход от ювенильной к репродуктивной фазе развития,

• Возможность проведения работ в течении всего года,

• Возможность автоматизации процесса выращивания,

• Сокращение производственных площадей для выращивания

Независимо от способа культивирования растений, важнейшим фактором является качественное и подходящее по спектру освещение. На сегодняшний день применяется несколько основных типов искусственных источников света, которые отличаются по эффективности и принципу действия.

Для выращивания растений при искусственном освещении используются, в основном, электрические источники света, разработанные специально для стимуляции роста растений за счет излучения волн электромагнитного спектра, благоприятных для фотосинтеза. Источники фитоактивного освещения используются при полном отсутствии естественного света или при его недостатке.

Искусственный свет должен обеспечивать тот спектр электромагнитного излучения, который растения в природе получают от солнца, или хотя бы такой спектр, который удовлетворял бы потребности выращиваемых растений.

В качестве источников света можно использовать лампы накаливания, люминесцентные лампы (ЛЛ), газоразрядные лампы  (ГР),  индукционные лампы, а также светодиоды. В настоящее время профессионалами, в основном, используются газоразрядные и люминесцентные лампы.

Самые низкоэффективные источники – лампы накаливания, они имеют низкий КПД и значительная часть энергии переходит в тепловое и ИК – излучение. На сегодняшний день применяются для освещения растений достаточно редко.

Достаточно распространены дуговые лампы ДНАТ, ДРЛ, и различные люминесцентные.

Но самым высокоэффективным источником светового излучения являются светодиоды. Все перечисленные источники обладают различными спектральными характеристиками, что, несомненно, влияет на скорость роста и развития растений. Обоснованный выбор источников света - достаточно непростая задача, именно поэтому исследования в области фотосинтетически – активной радиации (ФАР) являются актуальными.

Цель работы: оценить влияние спектральных характеристик различных искусственных источников света на прирост биомассы картофеля сорта «Невский» в культуре in vitro.

Задачи:

1) Получить не менее 60 молодых регенерантов картофеля сорта «Невский» на стерильной среде методами МКР.

2) Поместить в условия стабильных факторов среды, таких как температура, и фотопериод, световой поток, химические факторы питательной среды. Обеспечить облучение каждой опытной группы только одним источником света.

3) Выявить прирост сырой и сухой биомассы регенерантов за период 6 недель, оценить отличия и определить наиболее оптимальный источник освещения.

Методика проведения:

Методика проведения: в качестве модельной культуры использовали картофель «Невский» (К106).

Фотопериод: 16/8, Температура: 26ᵒ С, Время вегетации: 6 недель.

Наша работа состояла из следующих этапов:

На первом этапе из стерильной культуры картофеля «Невский» методом МКР черенкованием рассаживали по стерильным средам. Далее упаковывали в целлофан. Упакованные пробирки подписывали: указывали дату, название среды, название культуры и номер пробирки.

Вторым этапом переносили растения в ростовую камеру с тремя изолированными секциями, каждая из которых освещалась определённым типом ламп.

Коротковолновое УФ излучение отфильтровывалось силикатным стеклом, а тепловое и ИК излучение в секции с лампой накаливания отфильтровывалось плоской кюветой с водой.

Поскольку источники излучают разное количество тепла, для стабилизации температуры, воздух во всех секциях перемешивался вентилятором.

Световой поток во всех секциях был отрегулирован до 2,2 кЛк.

На третьем этапе измеряли сухой и сырой массы, подведение итогов по выполненной работе.

Подведём итоги:

По итогам проведенного исследования следует сделать следующие выводы. Если оценивать массу сырых растений, то наивысший показатель у люминесцентной лампы. Однако при рассмотрении результатов всегда учитывается масса сухого остатка, так как это чистый прирост массы за счет фотосинтеза, следовательно, можно сделать вывод, что наибольший прирост сухой массы наблюдался у двух видов ламп: накаливания и люминесцентной, но если сравнивать лампу накаливания и диодную, то различие в сухой массе незначительно.