Kā iegūt augstražīgu kartupeļu sēklu 0
Katru gadu vismaz 10% no kopējās ar kartupeļiem apstādāmās platības jāapstāda ar sertificētu sēklas materiālu. Turklāt kartupeļu audzētāji saimniecībā stādīšanai drīkst izmantot kartupeļus ne ilgāk kā divus gadus pēc to sertifikācijas.
Kartupeļu pavairošana jeb sēklas materiāla gatavošana notiek veģetatīvā ceļā no mātesauga bumbuļiem, balstoties uz to reģeneratīvajām spējām. Šāds pavairošanas veids nodrošina šķirnes vienveidības saglabāšanos, tomēr tam ir arī savi trūkumi – atsevišķu slimību izraisītāji uzkrājas un savairojas, saglabājoties arī nākamās paaudzes bumbuļos, kas izraisa arvien lielāku katras nākamās ražas bumbuļu inficētību, samazinot tās kvalitāti un apjomu.
Kartupeļu ražas daudzumu un kvalitāti ietekmē vesela virkne faktoru. Dažus no ārējās vides faktoriem, piemēram, laika apstākļus, zemnieks nevar ietekmēt, dažus faktorus varam ietekmēt daļēji – augsni un tās auglību, slimību izplatīšanos un citus. Svarīgs priekšnoteikums augstas un kvalitatīvas ražas ieguvei ir augstvērtīga, tas ir, vesela un atjaunota sertificēta kartupeļu sēklas materiāla izmantošana. Kvalitatīva kartupeļu sēklas materiāla izmantošana palielina jauno ražu līdz pat 50%, salīdzinot ar nekvalitatīva, slimību skarta un novecojuša stādāmā materiāla izmantošanu, bet ir zināmi arī gadījumi, kad pavasarī izstādīta slima un novecojusi sēkla rudenī nedod ražu vispār.
Kvalitatīvs kartupeļu sēklas materiāls (bumbuļi) atbilst šādiem kritērijiem:
* sēklas materiālā nav citu šķirņu bumbuļu piejaukuma;
* tā ir brīva no bīstamākajām bakteriālajām un vīrusu slimībām (vai arī šo slimību koncentrācija nepārsniedz likumdošanā pieļaujamo);
* bumbuļi ir nebojāti, tiem nav ne iekšēju, ne ārēju mehānisku bojājumu.
Lauka apstākļos kartupeļus apdraud dažādas sēņu, baktēriju un vīrusu izraisītas slimības. Sēņu un baktēriju ierosināto slimību apkarošanai ir zināma virkne augu aizsardzības pasākumu un līdzekļu. Grūtāk ir ar vīrusslimībām, kuru izplatību uz lauka var censties ierobežot, iznīcinot galvenos vīrusu pārnēsātājus laputis, tomēr kartupeļu vīrusslimības pieder pie tām slimībām, kuru tiešai ierobežošanai praktiski nav efektīvu augu aizsardzības līdzekļu, un tas saistīts ar vīrusu bioloģiju.
Kartupeļus apdraud vairāk nekā 30 vīrusu
Vīrusi ir ļoti mazas daļiņas, kas sastāv no ģenētiskā materiāla – RNS vai DNS – un proteīnu apvalka. Augu vīrusi visbiežāk ir pavedienveida (diametrs 10–20 nm, garums – 300–700 nm), tos var ieraudzīt tikai elektronmikroskopā. Atšķirībā no dzīvajiem organismiem tie nesastāv no šūnām, un, lai vairotos, tiem nepieciešams iekļūt saimniekauga šūnā. Vīrusa ietekmē auga šūna sāk sintezēt attiecīgam vīrusam raksturīgas olbaltumvielas. Tad tiek noārdīts vīrusa apvalks un, izmantojot auga šūnas enzīmus un izejvielas, tiek pavairots vīrusa ģenētiskais materiāls un apvalks. Vīrusa RNS un proteīna apvalks ir ļoti līdzīgi augu šūnu normālām sastāvdaļām. Šo vīrusu īpašību dēļ tos ir grūti apkarot – specifisko ķīmisko augu aizsardzības līdzekļu vīrusu tiešai ierobežošanai nav, iespējama tikai augu profilakse.
Pasaulē zināmi vairāk nekā 30 kartupeļu vīrusu veidi. Visvairāk ražas zudumus ietekmējošie un biežāk sastopamie ir seši vīrusi, kuru izplatība sēklaudzēšanā tiek kontrolēta un kuru daudzumam sēklas bumbuļos ir izšķiroša loma sēklas sertificēšanas procesā.
Tos Latvijā dala divās lielās grupās. Pirmā grupa ir tā sauktās vieglās vīrusslimības – PVX, PVS, PVM un PVA. Otra grupa – smagās kartupeļu vīrusslimības, kas ir PVY un PVL.
Svarīgākie pasākumi vīrusslimību izplatības samazināšanai ir infekcijas avotu – slimo augu – iznīcināšanai (negatīvo ceru izlasei) un galveno vīrusu pārnesēju – laputu – apkarošanai ar insekticīdiem. Būtiski ir arī izvairīties no kartupeļu augu, ne tikai bumbuļu, bet arī lapu mehāniskiem bojājumiem, jo lielākā daļa vīrusu tiek pārnesti arī ar augu šūnsulu.
Tomēr jau inficēta auga bumbulis nodos vīrusa infekciju nākamajām ražas paaudzēm, turklāt vīrusu koncentrācijai būs tendence pieaugt. Liela vīrusu koncentrācija var radīt ievērojamus ražas zudumus. Lielākie ražas zudumi vērojami gadījumos, kad bumbuļos uzkrājas vairāku veidu vīrusi, kā arī tad, kad stādījumi ir pakļauti papildu ārējās vides stresa faktoriem, piemēram, lielam sausumam vai pārliekam mitrumam.
Sēklaudzēšanas shēma
Kādreiz par vīrusslimību skartiem kartupeļiem teica, ka tie izvirst. Jau 1943. gadā agronoms R. Roze atzīmēja, ka no citām slimībām tās (kartupeļu vīrusu jeb izvirtības slimības) atšķiras ar savu lielo lipīgumu un ātro vairošanās spēju. Efektīvākais vīrusslimību ierobežošanas veids ir pareiza un precīza kartupeļu sēklkopības shēma, kas sākas ar vīrusiem un citām kartupeļu slimībām pilnīgi brīvas izlases sēklas audzēšanu.
Līdz 20. gadsimta 80. gadiem Latvijā sākotnējā kartupeļu sēklaudzēšana balstījās uz šķirnei atbilstošu un veselu klonu izlasi. Kartupeļu izlases laukā tika atlasīti pēc ārējām pazīmēm šķirnei atbilstošākie veselie ceri. To inficētība ar vīrusslimībām tika pārbaudīta, izmantojot eletronmikroskopijas (zem mikroskopa vizuāli novērtējot vīrusu klātesamību) un seroloģiskās metodes (ELISA tests).
1978. gadā Priekuļos darbu uzsāka kartupeļu atveseļošanas (meristēmu) laboratorija, bet jau 80. gadu vidū kartupeļu sēklaudzēšana Latvijā tika pilnībā pārkārtota uz vīrusbrīva sēklas materiāla ieguvi no atveseļotiem kartupeļu mēģeņaugiem.
Šāda pieeja saīsināja sēklaudzēšanas shēmu un šobrīd ļauj iegūt sertificētu sēklas materiālu (C1 kategorija) sešos gados. Sēklaudzēšanas shēma Latvijā ir sadalāma vairākos posmos:
* izlases sēkla (IS);
* pirmsbāzes (PB) kategorijas sēkla, kas dalās pirmās paaudzes (PB1) un otrās paaudzes pirmsbāzes (PB2) sēklā;
* bāzes (B) kategorijas sēkla, ko iedala pirmās (B1) un otrās paaudzes bāzes (B2) sēklā;
* sertificēta (C) sēkla, ko iedala pirmās paaudzes sertificētā (C1) sēklā un otrās paaudzes sertificētā sēklā (C2), kas tālākā sēklaudzēšanā vairs nav izmantojama.
Sēklas atveseļošanas paņēmieni
Pirmais posms kartupeļu sēklaudzēšanas shēmā ir izlases sēklas iegūšana, un ceļš uz izlases kategorijas sēklu sākas ar kartupeļu atveseļošanu. Ar kādiem paņēmieniem tiek atveseļots kartupelis? Pasaulē ir zināmas un tiek lietotas vairākas metodes kartupeļu atveseļošanai no vīrusslimībām (galotņu meristēmu jeb galotņu veidotājaudu metode, termoterapija, ķīmijterapija, kā arī dažādas šo metožu kombinācijas). Vienīgā vieta Latvijā, kur šobrīd tiek veikta kartupeļu atveseļošana no vīrusslimībām, ir Valsts Priekuļu laukaugu selekcijas institūts, kur atveseļošanu veic, kombinējot galotņu meristēmu un termoterapijas metodes.
Šāds šķirņu atveseļošanas darbs ir sarežģīts un dārgs, ne vienmēr izdodas panākt pozitīvu rezultātu (no vīrusiem brīvu augu) ar pirmo piegājienu.
Kartupeļu augu atveseļošana ar meristēmu kultūras metodi pamatojas uz to, ka auga augšanas punktos 0,1–0,3 cm liela zona parasti vēl ir brīva no vīrusu infekcijas. Jo mazāka ir iegūta meristēma, jo lielāka iespēja, ka tā būs brīva no vīrusiem, tomēr ļoti mazu meristēmu iegūšanai ir arī negatīvā puse – palielinās iespēja, ka tā nespēs reģenerēties un veidot jaunu augu.
Būtisks papildu faktors, kas var nodrošināt vīrusbrīvu audu daļiņu – meristēmu – iegūšanu ir netipiska (paaugstināta) temperatūra, tāpēc kartupeļu augi tiek audzēti termokamerā ar paaugstinātu gaisa temperatūru (apmēram 37 OC), šādos apstākļos ievērojami tiek samazināts vīrusu kustības ātrums pa auga šūnām no bumbuļa uz lakstiem. Tāpēc izaugušo kartupeļu lakstu pumpuru šūnās (meristēmās) parasti nav iekļuvuši vīrusi. Šīs šūnas sterilos apstākļos tiek izdalītas (nogriežot ar smalku griezējadatu), pēc tam ievietotas mēģenēs un audzētas uz speciālas barotnes, kas bagātināta ar minerālvielām un cukuru. Lai no meristēmu šūnu kopuma varētu attīstīties jauns augs, nepieciešami noteikti gaismas un siltuma apstākļi (16 stundas apgaismojums un 8 stundas tumsa, gaisa temperatūra 22–24 0C), līdz labvēlīgā vidē augusī sīkā, ar neapbruņotu aci nesaskatāmā meristēma ir reģenerējusies un kļuvusi par apmēram 10 cm garu kartupeļa augu ar piecām sešām lapām. Kad, laboratoriski veicot pārbaudes, ir apstiprināts, ka jaunais augs nesatur vīrusu infekciju, tas tiek pievienots atveseļotu kartupeļu in vitro (mēģeņaugu) kolekcijai un vēlāk kalpo kā sākuma materiāls veselas izlases sēklas iegūšanai.
Kaut arī mēģeņaugu pavairošana tiek dēvēta par ātro pavairošanu (kas tieši tā ir, salīdzinot ar agrāk lietoto klonu pavairošanu uz lauka), tomēr ir virkne faktoru, kas nosaka to, ka vienā audzēšanas sezonā tiks iegūts limitēts skaits kartupeļu izlases sēklas bumbuļu.
Pirmais faktors – lai nodrošinātu no vīrusiem brīvus izlases sēklas bumbuļus, tie tiek audzēti ļoti ierobežotā platībā – apstākļos, kuros tiek izslēgta vīrusu pārnēsātāju klātbūtne, piemēram, siltumnīcā. Kartupeļu mēģeņaugs, izstādīts attiecīgi sagatavotā substrātā, veido nelielu bumbuļu skaitu. Dažādās valstīs veiktie novērojumi liecina, ka no viena mēģeņauga var izaudzēt divus līdz četrus kartupeļu mini bumbuļus, šāda pieredze ir arī Priekuļos, tomēr vērojamas visai būtiskas atšķirības, starp dažādām šķirnēm ir šķirnes, kas stabili gadu no gada veido lielāku bumbuļu skaitu un no kuru stādiem iespējams iegūt pat vidēji astoņus bumbuļus, bet ir arī šķirnes, kurām ilggadēji vidējais iegūstamais bumbuļu skaits no stāda ir tikai viens divi bumbuļi. Apstākļos, kad siltumnīcās nav nodrošināta automatizēta klimata kontrole, būtisku iespaidu uz iegūstamo ražu atstāj arī laikapstākļi, īpaši nelabvēlīgs ir liels karstums bumbuļu veidošanās posmā.
Spraudeņošana siltumnīcā
Lai iegūtu stādāmo materiālu, nepieciešams veikt intensīvu mēģeņaugu pavairošanu (spraudeņošanu). Pavairošana tiek veikta laboratorijas apstākļos, sadalot katru augu posmos, no kuriem katrs satur vismaz vienu lapu ar paduses pumpuru, un pārstādot šos posmus mēģenēs ar svaigu barotni. Atkarībā no šķirnes vidēji trīs nedēļu laikā no spraudeņiem izaug augs ar trim līdz pieciem posmiem, kas atkal tiek sadalīti un ievietoti mēģenēs. Lai iegūtu apmēram 100 000 veselīgus kartupeļu izlases sēklas bumbuļus, nepieciešams izaudzēt vismaz 30 000 stādus, tāpēc izlases sēklas audzētāju karstākā darbu sezona sākas jau ziemas spelgonī.
Augu stādīšana siltumnīcā tiek sākta jau marta beigās vai aprīļa sākumā un turpinās pakāpeniski līdz maija beigām.
Vasaras otrā pusē siltumnīcā izauguši no vīrusiem un citām slimībām pilnīgi brīvi minibumbuļi (pārsvarā 5–20 g smagi), kurus novāc un, pakāpeniski samazinot glabāšanas temperatūru, sagatavo ziemas guļai ar stabilu optimālu uzglabāšanas temperatūru 4 0C. Nākamajā pavasarī mazie, bet veselīgie minibumbuļi nonāk sēklaudzēšanas laukos, lai kļūtu par pirmās paaudzes pirmsbāzes kartupeļu sēklas materiālu.
