Земјоделска технологија за хортикултурно инженерство на стаклена градинаОбјавено во 17:30 на 14 октомври 2022 година во Пекинг

Со континуираното зголемување на глобалното население, побарувачката на луѓето за храна се зголемува од ден на ден, а се поставуваат повисоки барања за исхрана и безбедност на храната.Одгледувањето високоприносни и висококвалитетни култури е важно средство за решавање на проблемите со храната.Сепак, на традиционалниот метод на размножување му треба долго време за да се одгледуваат одлични сорти, што го ограничува напредокот на размножувањето.За годишните култури кои се самоопрашуваат, може да поминат 10-15 години од првичното вкрстување на родител до производството на нова сорта.Затоа, со цел да се забрза напредокот на одгледувањето култури, итно е да се подобри ефикасноста на одгледување и да се скрати времето на создавање.

Брзото размножување значи да се максимизира стапката на раст на растенијата, да се забрза цветањето и плодноста и да се скрати циклусот на размножување со контролирање на условите на околината во целосно затворена просторија за раст со контролирана средина.Фабриката за растенија е земјоделски систем кој може да постигне високоефикасно растително производство преку висока прецизна контрола на животната средина во објектите и е идеална средина за брзо размножување.Условите на средината за садење, како што се светлината, температурата, влажноста и концентрацијата на CO2 во фабриката се релативно контролирани и не се или помалку под влијание на надворешната клима.Под контролирани услови на животната средина, најдобриот интензитет на светлина, време на светлина и температура може да ги забрзаат различните физиолошки процеси на растенијата, особено фотосинтезата и цветањето, со што се скратува времето на создавање на растот на културите.Користење на фабричка технологија на растенија за контрола на растот и развојот на културите, бербата на плодовите однапред, се додека неколку семиња со способност за 'ртење можат да ги задоволат потребите за размножување.

Фотопериод, главниот еколошки фактор што влијае на циклусот на раст на културите

Светлосниот циклус се однесува на алтернација на светлиот период и темниот период во еден ден.Циклусот на светлината е важен фактор кој влијае на растот, развојот, цветањето и плодноста на културите.Чувствувајќи ја промената на светлосниот циклус, културите можат да се променат од вегетативен во репродуктивен раст и целосно цветање и плодни.Различни сорти и генотипови на култури имаат различни физиолошки реакции на промените на фотопериодот.Растенијата со долга сончева светлина, штом сончевото време ќе ја надмине критичната сончева должина, времето на цветање обично се забрзува со продолжување на фотопериодот, како што се овесот, пченицата и јачменот.Неутралните растенија, без оглед на фотопериодот, ќе цветаат, како што се оризот, пченката и краставицата.На растенијата со краток рок, како што се памукот, сојата и просото, им е потребен фотопериод помал од критичната сончева должина за да цветаат.Во услови на вештачко опкружување на 8 часа светлина и 30 ℃ висока температура, времето на цветање на амарант е повеќе од 40 дена порано од она во полето.Под третман на светлосен циклус од 16/8 часа (светло/темно), сите седум генотипови на јачмен процветаа рано: Френклин (36 дена), Герднер (35 дена), Гимет (33 дена), Командер (30 дена), Флота (29). дена), Баудин (26 дена) и Локиер (25 дена).

Под вештачко опкружување, периодот на раст на пченицата може да се скрати со користење на ембриокултура за да се добијат садници, а потоа да се озрачи 16 часа и да се произведуваат 8 генерации секоја година.Периодот на растење на грашокот беше скратен од 143 дена во теренска средина на 67 дена во вештачка стаклена градина со 16 часа светлина.Со дополнително продолжување на фотопериодот до 20 часа и негово комбинирање со 21°C/16°C (ден/ноќ), периодот на растење на грашокот може да се скрати на 68 дена, а стапката на стврднување на семето е 97,8%.Во услови на контролирана средина, по 20 часа фотопериодски третман, од сеидба до цветање се потребни 32 дена, а целиот период на растење е 62-71 ден, што е пократко од оној во теренски услови за повеќе од 30 дена.Во услови на вештачка стаклена градина со фотопериод од 22 часа, времето на цветање на пченицата, јачменот, репка и леблебијата се скратува за 22, 64, 73 и 33 дена во просек, соодветно.Во комбинација со раната жетва на семиња, стапките на 'ртење на семето од рана жетва може да достигнат во просек 92%, 98%, 89% и 94%, соодветно, што може целосно да ги задоволи потребите на одгледувањето.Најбрзите сорти можат континуирано да произведат 6 генерации (пченица) и 7 генерации (пченица).Во услови на 22-часовен фотопериод, времето на цветање на овесот беше намалено за 11 дена, а 21 ден по цветањето, можеше да се гарантираат најмалку 5 остварливи семиња, а пет генерации можеше континуирано да се размножуваат секоја година.Во вештачката стаклена градина со 22-часовно осветлување, периодот на раст на леќата се скратува на 115 дена, а може да се размножуваат 3-4 генерации годишно.Во услови на 24-часовно континуирано осветлување во вештачка стаклена градина, циклусот на раст на кикириката се намалува од 145 дена на 89 дена, а може да се размножува 4 генерации во една година.

Квалитет на светлина

Светлината игра витална улога во растот и развојот на растенијата.Светлината може да го контролира цветањето со тоа што влијае на многу фоторецептори.Односот на црвено светло (R) до сино светло (B) е многу важен за цветањето на културите.Брановата должина на црвената светлина од 600 ~ 700 nm содржи врв на апсорпција на хлорофил од 660 nm, што може ефикасно да ја промовира фотосинтезата.Брановата должина на сината светлина од 400~500 nm ќе влијае на фототропизмот на растенијата, отворањето на стомаците и растот на садници.Во пченицата, соодносот на црвено светло со сина светлина е околу 1, што може да предизвика цветање најрано.Под светлосниот квалитет на R:B=4:1, периодот на раст на сортите на соја од средна и доцна соја беше скратен од 120 дена на 63 дена, а висината на растението и хранливата биомаса беа намалени, но приносот на семето не беше засегнат. , што можеше да задоволи барем едно семе по растение, а просечната стапка на 'ртење на незрели семиња беше 81,7%.Под услов на 10 часа осветлување и додаток на сина светлина, растенијата од соја станаа кратки и силни, процветаа 23 дена по сеидбата, созреваа во рок од 77 дена и можеа да се размножуваат 5 генерации во една година.

Односот на црвено светло со далеку црвено светло (FR) исто така влијае на цветањето на растенијата.Фотосензитивните пигменти постојат во две форми: апсорпција на далеку црвено светло (Pfr) и апсорпција на црвено светло (Pr).При низок сооднос R:FR, фотосензитивните пигменти се претвораат од Pfr во Pr, што доведува до цветање на долготрајните растенија.Користењето LED светла за регулирање на соодветниот R:FR(0,66~1,07) може да ја зголеми висината на растението, да го промовира цветањето на долготрајните растенија (како што се утринската слава и сладокусот) и да го инхибира цветањето на краткодневните растенија (како што е невенот ).Кога R:FR е поголем од 3,1, времето на цветање на леќата е одложено.Намалувањето на R:FR на 1,9 може да го постигне најдобриот ефект на цветање, а може да процвета на 31-от ден по сеидбата.Ефектот на црвената светлина врз инхибицијата на цветањето е посредуван од фотосензитивниот пигмент Pr.Студиите укажаа дека кога R:FR е поголем од 3,5, времето на цветање на пет мешункасти растенија (грашок, наут, грав, леќа и лупин) ќе биде одложено.Кај некои генотипови на амарант и ориз, далеку црвено светло се користи за да се унапреди цветањето за 10 дена и 20 дена соодветно.

Ѓубриво CO₂

CO₂е главниот извор на јаглерод на фотосинтезата.Висока концентрација на CO₂обично може да го промовира растот и репродукцијата на C3 едногодишните, додека ниската концентрација на CO₂може да го намали приносот на растот и репродукцијата поради ограничувањето на јаглеродот.На пример, фотосинтетичката ефикасност на C3 растенијата, како што се оризот и пченицата, се зголемува со зголемувањето на CO₂ниво, што резултира со зголемување на биомасата и рано цветање.Со цел да се реализира позитивното влијание на CO₂зголемување на концентрацијата, може да биде неопходно да се оптимизира снабдувањето со вода и хранливи материи.Затоа, под услов на неограничени инвестиции, хидропониката може целосно да го ослободи потенцијалот за раст на растенијата.Низок CO₂концентрацијата го одложи времето на цветање на Arabidopsis thaliana, додека високиот CO₂концентрацијата го забрза времето на цветање на оризот, го скрати периодот на раст на оризот на 3 месеци и се размножуваше 4 генерации годишно.Со дополнување на CO₂на 785,7 μmol/mol во кутијата за вештачки раст, циклусот на размножување на сортата соја „Енреи“ беше скратен на 70 дена и може да се размножи 5 генерации за една година.Кога CO₂концентрацијата се зголеми на 550 μmol/mol, цветањето на Cajanus cajan беше одложено за 8 ~ 9 дена, а времето на поставување и зреење на плодовите исто така беше одложено за 9 дена.Cajanus cajan акумулирал нерастворлив шеќер при висока CO₂концентрација, што може да влијае на преносот на сигналот на растенијата и да го одложи цветањето.Покрај тоа, во просторијата за раст со зголемен CO₂, бројот и квалитетот на цветовите од соја се зголемуваат, што е погодно за хибридизација, а неговата стапка на хибридизација е многу повисока од онаа на сојата одгледувана на терен.

Идни перспективи

Современото земјоделство може да го забрза процесот на одгледување култури со помош на алтернативно одгледување и одгледување на објекти.Сепак, постојат некои недостатоци во овие методи, како што се строгите географски барања, скапото управување со работната сила и нестабилните природни услови, кои не можат да гарантираат успешна жетва на семето.Одгледувањето на објектите е под влијание на климатските услови, а времето за додавање на генерации е ограничено.Сепак, размножувањето на молекуларните маркери само го забрзува изборот и одредувањето на целните особини за размножување.Во моментов, технологијата за брзо размножување е применета на Gramineae, Leguminosae, Cruciferae и други култури.Сепак, брзото одгледување на растенијата целосно се ослободува од влијанието на климатските услови и може да ја регулира околината за раст според потребите на растот и развојот на растенијата.Ефективно комбинирајќи ја фабричката фабричка технологија за брзо размножување со традиционалното размножување, одгледувањето на молекуларни маркери и други методи на размножување, под услов на брзо размножување, времето потребно за добивање на хомозиготни линии по хибридизацијата може да се намали, а во исто време, раните генерации може да се избрани за да го скратат времето потребно за да се добијат идеални особини и генерации за размножување.

Клучното ограничување на технологијата за брзо размножување на растенијата во фабриките е тоа што еколошките услови потребни за раст и развој на различни култури се сосема различни и потребно е долго време за да се добијат еколошки услови за брзо размножување на целните култури.Во исто време, поради високата цена на изградбата и работата на фабриката за растенија, тешко е да се спроведе голем експеримент за одгледување адитиви, што често доведува до ограничен принос на семе, што може да ја ограничи натамошната евалуација на карактерот на теренот.Со постепеното подобрување и подобрување на опремата и технологијата на фабричките фабрики, трошоците за изградба и работа на фабриката за фабрика постепено се намалуваат.Можно е дополнително да се оптимизира технологијата на брзо размножување и да се скрати циклусот на размножување со ефективно комбинирање на технологијата за брзо размножување во фабриката на растенијата со други техники на размножување.

КРАЈ

Цитирани информации

Лиу Каиже, Лиу Хоучен.Напредокот на истражувањето на технологијата за брзо размножување во фабриката за растенија [J].Земјоделска инженерска технологија, 2022, 42 (22): 46-49.