Ջերմոցային այգեգործական գյուղատնտեսական ինժեներական տեխնոլոգիաՀրապարակվել է 2022 թվականի հոկտեմբերի 14-ին, ժամը 17:30-ին, Պեկինում

Աշխարհի բնակչության անընդհատ աճի հետ մեկտեղ, մարդկանց սննդի պահանջարկը օրեցօր աճում է, և ավելի բարձր պահանջներ են ներկայացվում սննդի սննդարարության և անվտանգության համար: Բարձր բերքատվություն և բարձրորակ մշակաբույսերի մշակումը սննդային խնդիրները լուծելու կարևոր միջոց է: Այնուամենայնիվ, ավանդական բուծման մեթոդը երկար ժամանակ է պահանջում գերազանց սորտերի մշակման համար, ինչը սահմանափակում է բուծման առաջընթացը: Տարեկան ինքնափոշոտվող մշակաբույսերի համար սկզբնական մայրական խաչասերումից մինչև նոր տեսակի ստացումը կարող է տևել 10-15 տարի: Հետևաբար, մշակաբույսերի բուծման առաջընթացը արագացնելու համար անհրաժեշտ է բարելավել բուծման արդյունավետությունը և կրճատել սերնդափոխության ժամանակը:

Արագ բուծումը նշանակում է բույսերի աճի տեմպը մեծացնել, ծաղկումն ու պտղաբերումն արագացնել, ինչպես նաև բուծման ցիկլը կրճատել՝ լիովին փակ, վերահսկվող միջավայրի աճի սենյակում շրջակա միջավայրի պայմանները վերահսկելով: Բույսերի գործարանը գյուղատնտեսական համակարգ է, որը կարող է հասնել բարձր արդյունավետությամբ բերքի արտադրության՝ օբյեկտներում բարձր ճշգրտությամբ շրջակա միջավայրի վերահսկողության միջոցով, և այն իդեալական միջավայր է արագ բուծման համար: Գործարանում տնկման միջավայրի պայմանները, ինչպիսիք են լույսը, ջերմաստիճանը, խոնավությունը և CO2 կոնցենտրացիան, համեմատաբար կառավարելի են և չեն ազդվում արտաքին կլիմայից կամ ավելի քիչ են ազդվում դրանցից: Վերահսկվող շրջակա միջավայրի պայմաններում լույսի լավագույն ինտենսիվությունը, լուսավորության ժամանակը և ջերմաստիճանը կարող են արագացնել բույսերի տարբեր ֆիզիոլոգիական գործընթացներ, մասնավորապես՝ ֆոտոսինթեզը և ծաղկումը, այդպիսով կրճատելով բերքի աճի ժամանակը: Բույսերի գործարանի տեխնոլոգիան օգտագործելով՝ մշակաբույսերի աճն ու զարգացումը վերահսկելու համար, մրգերը նախապես հավաքեք, քանի դեռ մի քանի սերմ, որոնք ունեն ծլելու ունակություն, կարող են բավարարել բուծման կարիքները:

Ֆոտոպերիոդ՝ մշակաբույսերի աճի ցիկլի վրա ազդող հիմնական շրջակա միջավայրի գործոնը

Լույսի ցիկլը վերաբերում է օրվա ընթացքում լուսային և մութ շրջանների հերթագայությանը: Լույսի ցիկլը կարևոր գործոն է, որը ազդում է մշակաբույսերի աճի, զարգացման, ծաղկման և պտղաբերման վրա: Լույսի ցիկլի փոփոխությունը զգալով՝ մշակաբույսերը կարող են անցնել վեգետատիվ աճից վերարտադրողական աճի և լիարժեք ծաղկման ու պտղաբերման: Տարբեր մշակաբույսերի տեսակները և գենոտիպերը տարբեր ֆիզիոլոգիական արձագանքներ ունեն լուսաշրջանի փոփոխություններին: Երկար արևոտ բույսերի դեպքում, երբ արևի լույսի ժամանակը գերազանցում է արևի լույսի կրիտիկական տևողությունը, ծաղկման ժամանակը սովորաբար արագանում է լուսաշրջանի երկարացման պատճառով, ինչպիսիք են վարսակը, ցորենը և գարին: Չեզոք բույսերը, անկախ լուսաշրջանից, կծաղկեն, ինչպիսիք են բրինձը, եգիպտացորենը և վարունգը: Կարճօրյա բույսերը, ինչպիսիք են բամբակը, սոյան և կորեկը, ծաղկելու համար կարիք ունեն արևի լույսի կրիտիկական տևողությունից ցածր լուսաշրջանի: 8 ժամ լույսի և 30℃ բարձր ջերմաստիճանի արհեստական ​​միջավայրի պայմաններում ամարանտի ծաղկման ժամանակը ավելի քան 40 օր ավելի շուտ է, քան դաշտային միջավայրում: 16/8 ժամյա լուսային ցիկլի (լույս/մութ) ազդեցության տակ գարու բոլոր յոթ գենոտիպերը վաղ ծաղկեցին՝ Ֆրանկլին (36 օր), Գայրդներ (35 օր), Գիմմետ (33 օր), Կոմանդոր (30 օր), Ֆլիթ (29 օր), Բոդեն (26 օր) և Լոքյեր (25 օր):

Արհեստական ​​միջավայրում ցորենի աճի ժամանակահատվածը կարելի է կրճատել՝ օգտագործելով սաղմնային կուլտուրա՝ սածիլներ ստանալու համար, ապա ճառագայթելով 16 ժամ, և ամեն տարի կարող է ստացվել 8 սերունդ։ Ոլոռի աճի ժամանակահատվածը դաշտային միջավայրում կրճատվել է 143 օրից մինչև 67 օր՝ 16 ժամ լուսավորությամբ արհեստական ​​ջերմոցում։ Ֆոտոպերիոդը մինչև 20 ժամ երկարացնելով և այն 21°C/16°C (ցերեկ/գիշեր) ջերմաստիճանի հետ համատեղելով՝ ոլոռի աճի ժամանակահատվածը կարելի է կրճատել մինչև 68 օր, իսկ սերմերի ձևավորման արագությունը՝ 97.8%։ Վերահսկվող միջավայրի պայմաններում, 20 ժամ ֆոտոպերիոդային մշակումից հետո, ցանքից մինչև ծաղկում տևում է 32 օր, իսկ աճի ամբողջ ժամանակահատվածը կազմում է 62-71 օր, ինչը ավելի քան 30 օրով կարճ է, քան դաշտային պայմաններում։ 22 ժամ ֆոտոպերիոդով արհեստական ​​ջերմոցի պայմաններում ցորենի, գարու, կանոլայի և սիսեռի ծաղկման ժամանակը կրճատվում է միջինը համապատասխանաբար 22, 64, 73 և 33 օրով։ Սերմերի վաղ բերքահավաքի հետ միասին, վաղ բերքահավաքի սերմերի բողբոջման մակարդակը կարող է հասնել համապատասխանաբար միջինում 92%, 98%, 89% և 94%, ինչը կարող է լիովին բավարարել բուծման կարիքները: Ամենաարագ սորտերը կարող են անընդհատ տալ 6 սերունդ (ցորեն) և 7 սերունդ (ցորեն): 22-ժամյա լուսապարբերության պայմաններում վարսակի ծաղկման ժամանակը կրճատվել է 11 օրով, իսկ ծաղկումից 21 օր անց կարելի է երաշխավորել առնվազն 5 կենսունակ սերմ, և ամեն տարի կարող է անընդհատ բազմացվել հինգ սերունդ: 22-ժամյա լուսավորությամբ արհեստական ​​ջերմոցում ոսպի աճի ժամանակահատվածը կրճատվում է մինչև 115 օր, և դրանք կարող են բազմանալ տարեկան 3-4 սերունդ: Արհեստական ​​ջերմոցում 24-ժամյա անընդհատ լուսավորության պայմաններում գետնանուշի աճի ցիկլը կրճատվում է 145 օրից մինչև 89 օր, և այն կարող է բազմացվել մեկ տարվա ընթացքում 4 սերունդ:

Լույսի որակը

Լույսը կենսական դեր է խաղում բույսերի աճի և զարգացման մեջ: Լույսը կարող է կարգավորել ծաղկումը՝ ազդելով բազմաթիվ լուսընկալիչների վրա: Կարմիր լույսի (R) և կապույտ լույսի (B) հարաբերակցությունը շատ կարևոր է մշակաբույսերի ծաղկման համար: Կարմիր լույսի 600~700 նմ ալիքի երկարությունը պարունակում է քլորոֆիլի 660 նմ կլանման գագաթնակետ, որը կարող է արդյունավետորեն խթանել ֆոտոսինթեզը: Կապույտ լույսի 400~500 նմ ալիքի երկարությունը կազդի բույսերի լուսատրոփության, ատամների բացման և սածիլների աճի վրա: Ցորենի մեջ կարմիր լույսի և կապույտ լույսի հարաբերակցությունը մոտ 1 է, ինչը կարող է ամենավաղը ծաղկում առաջացնել: R:B=4:1 լույսի որակի դեպքում միջին և ուշ հասունացող սոյայի սորտերի աճի ժամանակահատվածը կրճատվել է 120 օրից մինչև 63 օր, և բույսի բարձրությունը և սննդային կենսազանգվածը նվազել են, բայց սերմերի բերքատվությունը չի ազդվել, որը կարող է բավարարել առնվազն մեկ սերմ մեկ բույսի համար, իսկ անհաս սերմերի միջին բողբոջման մակարդակը կազմել է 81.7%: 10-ժամյա լուսավորության և կապույտ լույսի հավելման պայմաններում սոյայի բույսերը կարճացան և ուժեղացան, ծաղկեցին ցանելուց 23 օր հետո, հասունացան 77 օրվա ընթացքում և կարողացան մեկ տարվա ընթացքում բազմանալ 5 սերունդ։

Կարմիր լույսի և հեռավոր կարմիր լույսի (FR) հարաբերակցությունը նույնպես ազդում է բույսերի ծաղկման վրա: Լուսազգայուն գունանյութերը գոյություն ունեն երկու ձևով՝ հեռավոր կարմիր լույսի կլանում (Pfr) և կարմիր լույսի կլանում (Pr): R:FR ցածր հարաբերակցության դեպքում լուսազգայուն գունանյութերը Pfr-ից վերածվում են Pr-ի, ինչը հանգեցնում է երկար օրվա բույսերի ծաղկմանը: LED լույսերի օգտագործումը համապատասխան R:FR (0.66~1.07) կարգավորելու համար կարող է մեծացնել բույսի բարձրությունը, խթանել երկար օրվա բույսերի (օրինակ՝ առավոտյան փառքի և սնկափայլի) ծաղկումը և արգելակել կարճ օրվա բույսերի (օրինակ՝ նարգիզ) ծաղկումը: Երբ R:FR-ը մեծ է 3.1-ից, ոսպի ծաղկման ժամանակը հետաձգվում է: R:FR-ը մինչև 1.9 նվազեցնելը կարող է լավագույն ծաղկման ազդեցությունը ստանալ, և այն կարող է ծաղկել ցանելուց հետո 31-րդ օրը: Կարմիր լույսի ազդեցությունը ծաղկման արգելակման վրա միջնորդվում է լուսազգայուն գունանյութ Pr-ով: Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ երբ R:FR-ը 3.5-ից բարձր է, հինգ լոբազգի բույսերի (ոլոռ, սիսեռ, լայն լոբի, ոսպ և լուպին) ծաղկման ժամանակը կուշանա: Ամարանտի և բրնձի որոշ գենոտիպերում մուգ կարմիր լույսն օգտագործվում է ծաղկումը համապատասխանաբար 10 և 20 օրով առաջ մղելու համար:

Պարարտանյութի ընկերություն₂

CO₂ֆոտոսինթեզի հիմնական ածխածնի աղբյուրն է։ Բարձր կոնցենտրացիայով CO₂սովորաբար կարող է խթանել C3 միամյա բույսերի աճը և վերարտադրությունը, մինչդեռ CO-ի ցածր կոնցենտրացիան₂կարող է նվազեցնել աճի և վերարտադրության բերքատվությունը՝ ածխածնի սահմանափակման պատճառով: Օրինակ, C3 բույսերի, ինչպիսիք են բրնձը և ցորենը, ֆոտոսինթեզի արդյունավետությունը մեծանում է CO2-ի ավելացման հետ մեկտեղ:₂մակարդակ, ինչը հանգեցնում է կենսազանգվածի աճի և վաղ ծաղկման: CO-ի դրական ազդեցությունը գիտակցելու համար₂կոնցենտրացիայի աճի դեպքում կարող է անհրաժեշտ լինել օպտիմալացնել ջրի և սննդանյութերի մատակարարումը: Հետևաբար, անսահմանափակ ներդրումների դեպքում հիդրոպոնիկան կարող է լիովին բացահայտել բույսերի աճի ներուժը: Ցածր CO2₂կոնցենտրացիան հետաձգեց Arabidopsis thaliana-ի ծաղկման ժամանակը, մինչդեռ բարձր CO2-ն₂կոնցենտրացիան արագացրեց բրնձի ծաղկման ժամանակը, կրճատեց բրնձի աճի ժամանակահատվածը մինչև 3 ամիս և տարեկան բազմացրեց 4 սերունդ։ CO-ի լրացումով₂արհեստական ​​աճեցման տուփում մինչև 785.7 մկմոլ/մոլ, «Էնրեյ» սոյայի սորտի բուծման ցիկլը կրճատվեց մինչև 70 օր, և այն կարող էր բուծել 5 սերունդ մեկ տարվա ընթացքում։ Երբ CO-ն₂կոնցենտրացիան բարձրացավ մինչև 550 մկմոլ/մոլ, Cajanus cajan-ի ծաղկումը հետաձգվեց 8-9 օրով, իսկ պտղի ձևավորման և հասունացման ժամանակը նույնպես հետաձգվեց 9 օրով: Cajanus cajan-ը կուտակեց անլուծելի շաքար CO2-ի բարձր ջերմաստիճանում:₂կոնցենտրացիա, որը կարող է ազդել բույսերի ազդանշանի փոխանցման վրա և ուշացնել ծաղկումը: Բացի այդ, աճող CO2-ով սենյակում₂, սոյայի ծաղիկների քանակը և որակը մեծանում են, ինչը նպաստում է հիբրիդացմանը, և դրա հիբրիդացման արագությունը շատ ավելի բարձր է, քան դաշտում աճեցված սոյայի դեպքում։

Ապագա հեռանկարներ

Ժամանակակից գյուղատնտեսությունը կարող է արագացնել մշակաբույսերի բուծման գործընթացը՝ այլընտրանքային բուծման և արտադրական բուծման միջոցով: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդներն ունեն որոշ թերություններ, ինչպիսիք են խիստ աշխարհագրական պահանջները, թանկարժեք աշխատուժի կառավարումը և անկայուն բնական պայմանները, որոնք չեն կարող երաշխավորել սերմերի հաջող բերքահավաք: Գործարանային բուծման վրա ազդում են կլիմայական պայմանները, և սերունդների ավելացման ժամանակը սահմանափակ է: Այնուամենայնիվ, մոլեկուլային մարկերային բուծումը միայն արագացնում է բուծման թիրախային հատկանիշների ընտրությունը և որոշումը: Ներկայումս արագ բուծման տեխնոլոգիան կիրառվել է Gramineae, Leguminosae, Cruciferae և այլ մշակաբույսերի վրա: Այնուամենայնիվ, բույսերի գործարանային արագ սերնդի բուծումը լիովին ազատվում է կլիմայական պայմանների ազդեցությունից և կարող է կարգավորել աճի միջավայրը՝ համաձայն բույսերի աճի և զարգացման կարիքների: Բույսերի գործարանային արագ բուծման տեխնոլոգիան ավանդական բուծման, մոլեկուլային մարկերային բուծման և բուծման այլ մեթոդների հետ արդյունավետորեն համատեղելով՝ արագ բուծման պայմաններում կարելի է կրճատել հիբրիդացումից հետո հոմոզիգոտ գծեր ստանալու համար անհրաժեշտ ժամանակը, և միևնույն ժամանակ, կարելի է ընտրել վաղ սերունդներ՝ կրճատելու իդեալական հատկանիշների և բուծման սերունդների ստացման համար անհրաժեշտ ժամանակը:

Գործարաններում բույսերի արագ բուծման տեխնոլոգիայի հիմնական սահմանափակումն այն է, որ տարբեր մշակաբույսերի աճի և զարգացման համար անհրաժեշտ շրջակա միջավայրի պայմանները բավականին տարբեր են, և նպատակային մշակաբույսերի արագ բուծման համար շրջակա միջավայրի պայմաններ ստանալու համար երկար ժամանակ է պահանջվում: Միևնույն ժամանակ, գործարանի կառուցման և շահագործման բարձր արժեքի պատճառով դժվար է իրականացնել մեծածավալ հավելումային բուծման փորձեր, ինչը հաճախ հանգեցնում է սերմերի սահմանափակ բերքատվության, ինչը կարող է սահմանափակել հետագա դաշտային բնութագրերի գնահատումը: Գործարանի սարքավորումների և տեխնոլոգիայի աստիճանական կատարելագործման և կատարելագործման հետ մեկտեղ, գործարանի կառուցման և շահագործման արժեքը աստիճանաբար նվազում է: Հնարավոր է ավելի օպտիմալացնել արագ բուծման տեխնոլոգիան և կրճատել բուծման ցիկլը՝ արդյունավետորեն համատեղելով բույսերի գործարանի արագ բուծման տեխնոլոգիան բուծման այլ տեխնիկաների հետ:

ԱՎԱՐՏ

Մեջբերված տեղեկատվություն

Լյու Կայժե, Լյու Հոուչենգ։ Բույսերի գործարանի արագ բուծման տեխնոլոգիայի հետազոտության առաջընթացը [J]։ Գյուղատնտեսական ճարտարագիտական ​​տեխնոլոգիա, 2022,42(22):46-49։