Сергей Банадысев, Хөдөө аж ахуйн шинжлэх ухааны доктор, Doka Gene Technologies ХХК
Төмсний жижиг булцуу (MK) нь ариутгасан төмсний ургамлын анхны булцуут үр удам юм. Төмсний үйлдвэрлэл хөгжсөн бүх оронд төмсний үрийн схем хэрэгжиж эхэлсэн эхний жил бол мини булцууг авах явдал юм. Төмсний мини булцууг зөвхөн хамгаалагдсан хөрсөнд тарьдаг бөгөөд энэ нь вирус, мөөгөнцөр, бактерийн өвчнөөр өвчилсөн ургамлыг дахин халдварлах эрсдлийг үгүйсгэдэг (хэрэв ариутгасан ургамлын булцууг задгай газар ургуулсан бол мини булцууг тариалдаггүй. үр дүн, гэхдээ эхний хээрийн үеийн).
Мини булцууны диаметр нь дор хаяж 10 мм байх ёстойг ерөнхийд нь хүлээн зөвшөөрдөг бөгөөд үүнээс бага зүйл бол бичил булцуу юм.
10 мянган тонн элит үйлдвэрлэх мини булцууны хэрэгцээ нь: OS ба ES-ийн таван жилийн схемтэй (анхны болон элит үрийн үйлдвэрлэл) - 50 мянган ширхэг; үйлдлийн систем ба ES-ийн дөрвөн жилийн схемтэй - 400 мянган ширхэг; гурван жилийн схемээр - 3 сая ширхэг.
ОХУ нь энэ чиглэлээр өөрийн гэсэн шинжлэх ухаан, шинэлэг баазтай. ОХУ-д мини булцуу тариалах хамгийн орчин үеийн технологийг өргөн цар хүрээтэй нэвтрүүлэх ажлыг төмс тариалах хөгжингүй бусад орнуудаас ямагт түрүүлж явуулсаар ирсэн: иймээс субстрат технологийг 40 жилийн өмнө нэвтрүүлж, 15 биотехнологийн төв үүн дээр ажиллаж байсан; гидропоник - 30 жилийн өмнө үүнийг Doka - Gene Technologies, Meristematic Cultures ашигладаг; аэропон - 2000-аад оны эхээр Бүх Оросын Хөдөө аж ахуйн биотехнологийн судалгааны хүрээлэнд (Бүх Оросын хөдөө аж ахуйн биотехнологийн судалгааны хүрээлэн) боловсруулсан бөгөөд 2010 оноос хойш энэ технологийг Олон улсын төмсний төв сурталчилж, дэлхий даяар идэвхтэй тархаж байна. ОХУ-д мини булцуу тариалах үйлдвэрийн үйлдвэрүүд үйлдвэрлэгддэг: төмсний мод, меристем. Үүний зэрэгцээ, дотоодын ихэнх үр тариалах аж ахуйн нэгжүүд элитийг авах таван жилийн схемийн хэрэгцээний хүрээнд жижиг булцууг бага хэмжээгээр үйлдвэрлэсээр байна. Зөвхөн FAT-Агро компани жилд 2 сая гаруй нэгжийн түвшинд хүрсэн бөгөөд энэ нь гурван жилийн схемд шилжихэд хангалттай юм.
Үр тариалах схемийг багасгах, бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулах зорилгоор мини булцууны үйлдвэрлэлийг бүх талаар нэмэгдүүлэх нь төмсний үрийн үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэх стратегийн арга зам юм. Энэ үүднээс сүүлийн жилүүдэд тариалах арга техникийг сайжруулах олон оролдлого хийсэн. Инновацийн гол зорилго нь in vitro болон хүлэмжийн нэгж талбайд нэг ургамлаас аль болох олон мини булцуу авах явдал юм. Үүнд хүрэхийн тулд газар тариалангийн олон аргыг ашигладаг боловч шинжлэх ухааны судалгааны үр дүнд үндэслэн санал болгож буй бүх шийдэл нь үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлд үр дүнг өгдөггүй.
Үр ашигтай, их хэмжээний жижиг булцууны үйлдвэрлэлийн олон тал нь ноу-хау юм. Оросын жижиг төмсний булцууны үйлдвэрлэл нь шинжлэх ухаан, технологийн хамгийн үр дүнтэй, дэвшилтэт үндэслэлээр үргэлж явагддаг. Одоо тус улс дэлхийн түвшнээс илт давуу, ашиглах боломжтой технологитой болсон.
Мини булцууг чанартай үйлдвэрлэх үндсэн нөхцөл бол одоогийн дүрэм, журмыг дагаж мөрдөх явдал юм. Энэ сэдвээр ОХУ-ын зохицуулалтын тогтолцоо нь зөвлөх шинж чанартай байдаг бөгөөд хөдөө аж ахуйн үр тарианы гэрчилгээжүүлэх тухай одоогийн журамд, жишээлбэл, жижиг төмсний булцууг үйлдвэрлэх, баталгаажуулах дүрмийн талаар нэг ч үг байдаггүй. Ийм нөхцөлд олон улсын туршлагад анхаарах хэрэгтэй. Төмсний үрийн үйлдвэрлэл хөгжсөн бүх оронд үйлдвэрлэсэн мини булцууны зохион байгуулалт, технологи, чанарт тавигдах зайлшгүй шаардлагыг баталж, албан ёсоор баталж, чанд мөрдөж ирсэн.
Эдгээр шаардлагыг төрөөс энэ чиглэлээр албан ёсны зохицуулалтын тогтолцоог бүрдүүлэх хүртэл мини булцууны үйлдвэрлэлд мэргэшсэн дотоодын аж ахуйн нэгжүүд, аж ахуйн нэгжийн стандарт хэлбэрээр, өөрийгөө хянах үндэс болгон авах ёстой. Жишээлбэл, ОХУ-д үржлийн цогцолбор, нөхөн үржихүйн хүлэмжийн технологийн дизайны нормууд байдаг NTP-APK 1.10.09.001-02. Гэсэн хэдий ч NTP-ийн хөгжүүлэгчид мини булцууг ургуулах зориулалттай бүтцийн заавал байх ёстой шинж чанаруудын талаархи хэсгийг баримт бичигт оруулаагүй болно. Мөн ийм олон шинж чанарууд байдаг, жишээлбэл: хүлэмжинд хувцас солих хувцас солих өрөө бүхий давхар хаалгатай байх ёстой. Хувцас солих талбай нь гараа угаах, халдваргүйжүүлэх зориулалттай хөлийн дэвсгэр, угаалгын нунтагаар тоноглогдсон байх ёстой. Орох хаалга, агааржуулалтын бүх нүхийг aphid хамгаалах тороор хучих ёстой (торны хэмжээ хамгийн ихдээ 0,5-аас 0,9 мм). Өрөөнд температур, чийгшлийг зохих ёсоор хянаж байх ёстой (шилэн байшинд тохиромжтой). Ариутгасан ургамлыг дасан зохицоход хөрсгүй орчинг ашиглах хэрэгтэй. Хэрэв хөрс/хөрсний хольцыг ашиглаж байгаа бол хөрсний эмгэг төрүүлэгч бичил биетгүй байхын тулд зохих ёсоор эмчлэх/ариутгах шаардлагатай.
Жижиг булцууны ургацыг эх материалын меристемийн эдээс асептик орчинд ургуулсан албан ёсны гэрчилгээтэй бичил ургамал эсвэл бичил булцуунаас авч, төмсөнд халдварладаг вирус, вироид, бактери байхгүй эсэхийг магадлан итгэмжлэгдсэн шинжилгээний лабораторид шалгасан байх ёстой.
Мини булцууг үйлдвэрлэх бүх үе шатанд материалын чанарыг шалгах арга, журам, давтамжийг хатуу зохицуулдаг.
Төмсийг бичил үржүүлэх протоколыг оновчтой болгох талаар практик ач холбогдолтой олон мэдээлэл хуримтлагдсан. Энэ чиглэлийн судалгаа нь шим тэжээлийн агууламж, харьцааны өөрчлөлтөд үндэслэн ургамлын өсөлт хөгжилтийг сайжруулах өргөн боломжийг харуулж байна. Төмсний меристемийн өсгөвөрлөхөд өсөлтийн зохицуулагч хэрэглэх шаардлагагүй, харин бага концентрацитай байсан ч тодорхой бодисыг нэмснээр материалын үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлж, хурдасгадаг нь тогтоогдсон. Төрөл бүрийн гэрлийн эх үүсвэр, гэрэлтүүлгийн горим, өрөөний агааржуулалтыг ашиглан бичил үржүүлсэн төмсний ургамлын инкубацийн нөхцлийг оновчтой болгох нь чухал юм. LED чийдэн гарч ирснээр төмсний бичил үржүүлгийн талаар тэдгээрийн чадавхийг идэвхтэй судалж эхлэв. Улаан ба хол улаан гэрлийн спектр нь өсөлтийн шинж чанарыг нэмэгдүүлдэг; харин улаан + цэнхэр + хол улаан/цагаан гэрлийн хослол нь булцуу үүсэх, анхдагч метаболит хуримтлагдахад илүү сайн нөлөө үзүүлдэг.
Мини булцууг ургуулах технологийг үндсэн хоёр бүлэгт хуваадаг: субстрат (их төрлийн) ба субстрат бус (усны соёл ба аэропоник). Мини булцууг үйлдвэрлэх үндсэн технологи: байгалийн субстрат (эзэлхүүний 80%), гидропоник ба аэропоник. Микро булцууг олж авах нь МК-ийн сэдэвтэй холбоотой бөгөөд эх материалыг олноор хуулбарлахад улам бүр ашиглагдаж байна. Бичил булцуу ба жижиг булцууны ялгаа нь орчны горим (бичил булцууг зөвхөн ариутгасан in vitro нөхцөлд, мини булцууг зөвхөн хамгаалагдсан экс vitro нөхцөлд ургуулдаг) болон булцууны хэмжээ зэргээс хамаардаг. Практик туршилтаар олж авсан үр дүн, дүгнэлт нь ихэнх тохиолдолд in vitro өсгөвөрт булцууг өдөөх боломжийн талаархи онолын үзэл баримтлалтай нийцдэггүй. Энэ нь хоолны дэглэм, өсөлтийн зохицуулагчийн хэрэглээ, түүнчлэн өсөн нэмэгдэж буй нөхцөл байдал, стрессийн хүчин зүйлсийг ашиглах зэрэгт хамаарна. Хэрэв бичил булцууг үйлдвэрлэх технологийн зохицуулалтын талаархи олон нийтэд нээлттэй мэдээлэл нь ихэнх тохиолдолд нэг ургамалд 200-400 мг жинтэй нэгээс бага зэрэг дунд зэргийн үр дүнд хүрэх боломжийг олгодог бол технологийн онцлогт тохируулан мэргэжлийн түвшинд тохируулна. үйлдвэрлэлийн нөхцөл нь заримдаа үйл явцын үр ашгийг нэмэгдүүлдэг. ОХУ-д стандарт туршилтын хоолойд нэг ургамлаас 0,5 г-аас дээш жинтэй дор хаяж гурван бичил булцууг үйлдвэрлэх чиглэлээр энэ чиглэлээр ноу-хау байдаг.
Жилийн турш бичил булцууг тариалах, чанарыг сайжруулах зорилгоор биореакторын хэд хэдэн загварыг дэлхийн хэмжээнд худалдаанд гаргадаг. Эдгээр хагас автомат системүүд нь гар аргаар эрчимтэй боловсруулалтыг багасгах, улмаар бүтээмжийг нэмэгдүүлэх, үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулах боломжийг олгодог. Биореактороос олж авсан бичил булцуу нь илүү том масстай, илүү том диаметртэй байдаг. Энэ чиглэлийн хамгийн сүүлийн үеийн технологи бол Японы эрдэмтэн, дизайнеруудын бүтээн байгуулалт юм.
Гялгар үржүүлгийн уут ашиглан бичил булцууны үйлдвэрлэлийн томоохон систем нь төрөл зүйлээс хамааран нэг уутанд 100-аас 300 хүртэлх микробулцууг амжилттай үйлдвэрлэдэг. Сахароз, азотын агууламж багатай шим тэжээлийн агууламжийг өөрчлөх, тэжээллэг орчинд калийн фосфатын түвшинг нэмэгдүүлэх нь бичил булцууны нийт тоо, дундаж жинг нэмэгдүүлэх боломжтой болсон. Японы технологи нь 250 м тариалангийн өрөөнд жилд 000 микро булцууг (гурван ургацын мөчлөгт) үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.2. мөн энэ технологиор олж авсан бичил булцууны 80% нь 1 г-аас их жинтэй, i.e. талбайд шууд тарихад тохиромжтой.
Дэлхий даяар байгалийн субстрат дээр мини булцууны үйлдвэрлэл давамгайлж байна. Энэ технологи хэдийгээр сайн суурьшсан ч мэдэгдэхүйц сайжруулж чадна. Мини булцууны үйлдвэрлэлд генотип, in vitro тариалалтын үргэлжлэх хугацаа, нөхцөл, ургамлын хэмжээ, шим тэжээл, өсөлтийн зохицуулагчийн нөлөөлөл ихээхэн нөлөөлдөг. Суулгацын насжилт, тариалалтын өмнөх боловсруулалт, хатуурах нөхцөл, хугацаа, тарих, ургуулах улирал, хөрсний орчны найрлага, тарих арга, ургамал байрлуулах нягтрал, бордооны тун, гэрэлтүүлэг зэрэг нь мөн нөлөөлдөг. мини булцууны үйлдвэрлэлийн эрчим.
Олон тооны байгалийн бодис, материалууд нь жижиг төмсний булцууг тариалахад тохиромжтой. Хүлэмжийн субстратын үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг нь уламжлалт хүлэр юм. Перлит, вермикулит, вермикомпост зэрэг орц найрлага нь хүлээн зөвшөөрөгдөх агааржуулалт, ус хадгалах чадвараараа сүүлийн үед түгээмэл болсон.
Ихэнх тохиолдолд субстратын өсгөвөрт мини булцууг ургуулахдаа макро болон микро бордоо хэрэглэх шаардлагатай байдаг. Мэргэжилтнүүдийн дунд үе үе услах, үржил шимгүй субстратыг шим тэжээлээр бордох технологийг гидропоник гэж нэрлэдэг. Мини төмсний булцууг ургуулах гидропоник технологи нь идэвхгүй субстрат (элс, модны холтос, наргил мод гэх мэт), цэвэр усны соёл (нимгэн шим тэжээлийн хальс) ашиглан сортуудтай байдаг.
Булцууг хянах боломжтой холбоотой төмсний тэжээлийн онолын бүх заалтыг гидропоник тариалалтад ашиглаж болох боловч төрөл бүрийн болон өөр өөр үе шатанд шим тэжээлийн агууламж, харьцааг мэдэгдэхүйц өөрчлөх шаардлагатай гэсэн ойлголт байдаг. ургамлын өсөлт, булцууны эхлэл, ургамлын булцууны өсөлт. Шим тэжээлийн уусмалын найрлагыг ихэнх хэвлэлд өгсөн болно. Үүний зэрэгцээ, ургамлын болон нэгж талбайгаас олж авсан булцууны тоо хэд хэдэн удаа ялгаатай байдаг. Булцууны тоог эрс нэмэгдүүлэхийн тулд шим тэжээлийн уусмалд чиглэсэн тохируулга хийх талаар (мөн энэ нь гидропоникийн давуу тал юм) маш бага нээлттэй мэдээлэл байдаг. Сүүлийн жилүүдэд өнгөрсөн жилүүдийн алдартай зохиолуудыг дурдаагүй, эх материалаар нь цөөн хэдэн хэвлэл нийтлэв.
Мини булцууг ургуулах хамгийн орчин үеийн аэропон технологи нь хэд хэдэн үндсэн шинж чанартай байдаг. Өнөөдрийг хүртэл түүнийг хэрэгжүүлэх дараалсан бүх үе шатыг боловсруулсан боловч хайгуулын судалгаа үргэлжилж байна. Аэропоникийн технологийн мэдээллийн онцгой үнэ цэнэ нь өнөөдөр дэлхий даяар мини булцууны хөгжлийн чиг хандлагыг харуулж байгаа явдал юм. Эдгээр бүтээн байгуулалтууд нь мини булцууг ургуулах бусад технологид хэрэглэгдэх юм уу дасан зохицож болно.
Тодорхой нөхцөлд мини булцууг үйлдвэрлэх технологийг сонгохдоо үйлдвэрлэлийн үзүүлэлт, эрсдлийн түвшин, хөдөлмөрийн нөөцийн хэрэгцээ, хөрөнгө оруулалтын зардал, өртөг, ашигт ажиллагааны харьцуулалт зэрэгт үндэслэнэ. Технологи бүр олон хүчин зүйлээс шалтгаалж үйлдвэрлэлийн үр ашгийн мэдэгдэхүйц хэлбэлзэл, хэрэгжүүлэх сонголттой байдаг. Бүх технологи нь ариутгасан өсгөвөр эсвэл бичил булцууны анхны ургамлын материалыг ашигладаг. Энэ үе шат нь бараг бүх нийтийнх бөгөөд үүнийг стандарт гэж үзэж болно. Мини булцууг ургуулах технологийн хувьд та олон тооны хувьсагчаас сонгох хэрэгтэй.
Одоогийн байдлаар томоохон үрийн компаниудын дийлэнх нь хүлэрт өргөн хэрэглэгддэг байгалийн органик эрдэс субстрат дээр шилэн эсвэл хальсан хөрсний хүлэмжинд мини булцуу тариалж байна. Энэ технологи нь мини булцууны хамгийн бага өртөгтэй байдаг. Дүрмээр бол жилд нэг ургац ургуулдаг. Европт нэг ургамлаас 4-5 булцуу авахыг хэвийн гэж үздэг. Бичил бордоо, биологийн идэвхт бодис, PPP-ийн ялгавартай хэрэглээ нь үржүүлгийн коэффициентийг 8-10 хүртэл нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог.
Биореакторыг дэмжсэн маргаан бол үргүйдэл, нэгж талбайд ногдох бичил булцууны хамгийн их ургац юм. Биореакторын сул тал нь олон тооны ургамлын хэрэгцээ, булцууны жижиг хэмжээтэй, боловсорч гүйцсэн асуудал, талбайд механикжсан тариалалт юм.
Гидропоникийн давуу тал нь үйлдвэрлэх чадвар, булцууг өдөөх бодит боломж, үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж; сул тал - үндэс системийн сул хөгжил, шим тэжээлийн уусмалаар халдвар тархах эрсдэл, хөдөлмөрч байдал. Аэропоник нь үндэс системд илүү их зай, бүрэн сүүдэр шаарддаг тул илүү сайн хөгжил, агаарын хангамжийн ачаар гидропониктай харьцуулахад илүү олон булцуу үүсэх боломжтой. Гэсэн хэдий ч аэропоник технологи нь хамгийн эрэлт хэрэгцээтэй, эрчим хүчний хангамжийг хагас цагаас илүү хугацаагаар тасалдуулж болохгүй.
Энэхүү товч тойм нь олон тооны мини булцууг ашиглан төмсний элит үйлдвэрлэх гурван жилийн схемийг боловсруулах нь аль хэдийн бодитой болохыг харуулж байна. Үйлдвэрлэлийн хэмжээг нэмэгдүүлэх, эрчимжүүлэх нь хамгийн бага тооны анхны ургамал бүхий нэгж талбайд хамгийн их тооны мини булцуу авах замаар хийгддэг. Бүрхүүлтэй хөрс, эх материал нь үнэтэй тул нэг ургамлаас ердөө 2-3 булцуу авах нь найдваргүй сонголт боловч дэлхий дээрх мини булцууны гол эзэлхүүн ийм байдлаар үйлдвэрлэгддэг. Субстратын технологийн тусламжтайгаар үйлдвэрлэлийн бодит түвшинг дараахь үзүүлэлтүүдийн дагуу тооцоолно: хэвийн - 100 ширхэг / м2, сайн - 200 ширхэг / м2; өндөр - 300 ширхэг / м2 ургалтын улиралд. Гидропоник технологи нь квадрат тутамд 500 мини булцуу, аэропоник - 1000 мини булцуу үйлдвэрлэх боломжтой. ургалтын улиралд суурилуулах талбайн м. Лавлагааны хувьд: 2021 онд субстратын технологийн тариалангийн байгууламжийн өртөг 50 мянган рубль байв. метр квадрат, гидропоникийн хувьд - 100 мянган рубль, аэропоникийн хувьд - 150 мянган рубль.
Дотор жижиг булцуу ургуулах гол асуудал бол идэвхтэй ургамлын хөгжлийг хослуулан булцууны эрчимтэй үүсэх явдал юм. Бичил уур амьсгалыг (температур, чийгшил, фотопериод) оновчтой болгох, эрдэс тэжээлийг оновчтой болгох замаар булцууны эрчмийг нэмэгдүүлэх боломжтой; булцууны өдөөгч бодис хэрэглэх, ургамлын өсөлтийг хязгаарлах. Үүний зэрэгцээ, жижиг булцууг их хэмжээгээр авах нь зохион байгуулалт, технологийн нарийн төвөгтэй ажил юм. Мини булцууг эрчимтэй тариалах нарийн ширийн зүйлс нь 20 гаруй жилийн турш арилжааны мэдээлэл байсаар ирсэн. Нийтийн эзэмшилд мэргэжлийн зохицуулалт байдаггүй, энэ бол хувь хүн бүрийн ноу-хау юм.
2022 оны хоёрдугаар улиралд “Төмсний жижиг булцуу” ном хэвлэгдэн гарах бөгөөд уг сэдэвт шинжлэх ухаан, арилжааны боломжтой мэдээлэлд дүн шинжилгээ хийж, жижиг булцууны үйлдвэрлэлийн эрчмийг нэмэгдүүлэх үр дүнтэй аргуудыг онцолсон болно. Мэдээллийн хэмжээ 400 гаруй хуудас. Номыг зөвхөн захиалгаар авах боломжтой. Өргөдөл илгээх: с.банадысев@dokagene.ru