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

Համաշխարհային բնակչության շարունակական աճի հետ մեկտեղ մարդկանց պահանջարկը սննդի նկատմամբ օրեցօր ավելանում է, իսկ սննդամթերքի սնուցման և անվտանգության ավելի բարձր պահանջներ են առաջադրվում։Պարենային խնդիրների լուծման համար կարևոր միջոց է բարձր բերքատվության և որակյալ կուլտուրաների մշակումը։Այնուամենայնիվ, բուծման ավանդական մեթոդը երկար ժամանակ է պահանջում գերազանց սորտեր մշակելու համար, ինչը սահմանափակում է բուծման առաջընթացը:Տարեկան ինքնափոշոտվող մշակաբույսերի համար կարող է տևել 10-15 տարի սկզբնական մայր խաչմերուկից մինչև նոր սորտի արտադրությունը:Հետևաբար, մշակաբույսերի բուծման առաջընթացն արագացնելու համար հրատապ է բարելավել բուծման արդյունավետությունը և կրճատել առաջացման ժամանակը:

Արագ բուծում նշանակում է առավելագույնի հասցնել բույսերի աճի տեմպերը, արագացնել ծաղկումն ու պտղաբերությունը և կրճատել բուծման ցիկլը՝ վերահսկելով շրջակա միջավայրի պայմանները լիովին փակ վերահսկվող միջավայրի աճի սենյակում:Բույսերի գործարանը գյուղատնտեսական համակարգ է, որը կարող է հասնել բարձր արդյունավետությամբ բերքի արտադրության՝ օբյեկտներում բարձր ճշգրտությամբ բնապահպանական հսկողության միջոցով, և դա իդեալական միջավայր է արագ բուծման համար:Տնկման միջավայրի պայմանները, ինչպիսիք են լույսը, ջերմաստիճանը, խոնավությունը և CO2-ի կոնցենտրացիան գործարանում, համեմատաբար վերահսկելի են և չեն ազդում արտաքին կլիմայական պայմանների վրա կամ ավելի քիչ ազդեցություն ունեն:Վերահսկվող շրջակա միջավայրի պայմաններում լավագույն լույսի ինտենսիվությունը, լույսի ժամանակը և ջերմաստիճանը կարող են արագացնել բույսերի տարբեր ֆիզիոլոգիական գործընթացները, հատկապես ֆոտոսինթեզը և ծաղկումը, այդպիսով կրճատելով բերքի աճի գեներացման ժամանակը:Օգտագործելով բույսերի գործարանային տեխնոլոգիաները՝ վերահսկելու մշակաբույսերի աճը և զարգացումը, պտուղները նախօրոք հավաքելով, քանի դեռ բողբոջման ունակությամբ մի քանի սերմերը կարող են բավարարել բուծման կարիքները:

Ֆոտոպերոդ, մշակաբույսերի աճի ցիկլի վրա ազդող հիմնական բնապահպանական գործոնը

Լույսի ցիկլը վերաբերում է լույսի և մութ շրջանի փոփոխությանը մեկ օրվա ընթացքում:Լույսի ցիկլը կարևոր գործոն է, որն ազդում է մշակաբույսերի աճի, զարգացման, ծաղկման և պտղաբերության վրա:Լույսի ցիկլի փոփոխությունը զգալով, մշակաբույսերը կարող են վերածվել վեգետատիվ աճից վերարտադրողական աճի և ամբողջական ծաղկման և պտղաբերության:Տարբեր մշակաբույսերի սորտերը և գենոտիպերը ունեն տարբեր ֆիզիոլոգիական արձագանքներ ֆոտոժամանակաշրջանի փոփոխություններին:Երկար արևային բույսեր, երբ արևի ժամանակը գերազանցում է արևի կրիտիկական երկարությունը, ծաղկման ժամանակը սովորաբար արագանում է ֆոտոպերիոդի երկարացմամբ, ինչպիսիք են վարսակը, ցորենը և գարին:Չեզոք բույսերը, անկախ ֆոտոպերիոդից, կծաղկեն, օրինակ՝ բրինձը, եգիպտացորենը և վարունգը։Կարճ օրվա բույսերը, ինչպիսիք են բամբակը, սոյան և կորեկը, ծաղկելու համար արևի կրիտիկական երկարությունից ցածր ֆոտոժամանակ է պահանջում:Արհեստական ​​միջավայրի 8 ժամ լույսի և 30℃ բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում ամարանտի ծաղկման ժամանակը ավելի քան 40 օր շուտ է, քան դաշտային միջավայրում:16/8 ժամ լուսային ցիկլով (թեթև/մութ) գարու բոլոր յոթ գենոտիպերը վաղ են ծաղկել՝ Ֆրանկլին (36 օր), Գեյրդներ (35 օր), Գիմեթ (33 օր), Կոմանդեր (30 օր), Ֆլիտ (29 օր): օր), Baudin (26 օր) և Lockyer (25 օր):

Արհեստական ​​միջավայրում ցորենի աճի ժամկետը կարելի է կրճատել՝ օգտագործելով սաղմնային մշակույթ՝ սածիլներ ստանալու համար, այնուհետև 16 ժամ ճառագայթելով, և ամեն տարի կարող է արտադրվել 8 սերունդ։Սիսեռի աճի ժամանակահատվածը դաշտային միջավայրում 143 օրից կրճատվել է մինչև 67 օր 16 ժամ լույսով արհեստական ​​ջերմոցում:Հետագա երկարացնելով ֆոտոժամկետը՝ մինչև 20 ժամ և համատեղելով այն 21°C/16°C ջերմաստիճանի հետ (օր/գիշեր), սիսեռի աճի շրջանը կարող է կրճատվել մինչև 68 օր, իսկ սերմերի ամրացման մակարդակը՝ 97,8%:Վերահսկվող միջավայրի պայմաններում 20 ժամ ֆոտոպերիոդային մշակումից հետո ցանքից մինչև ծաղկում տևում է 32 օր, իսկ աճի ամբողջ շրջանը կազմում է 62-71 օր, ինչը ավելի կարճ է, քան դաշտային պայմաններում ավելի քան 30 օրով։22ժ ֆոտոժամկետ ունեցող արհեստական ​​ջերմոցային պայմաններում ցորենի, գարու, հափշտակի և սիսեռի ծաղկման ժամանակը կրճատվում է համապատասխանաբար միջինում 22, 64, 73 և 33 օրով։Սերմերի վաղ բերքահավաքի հետ միասին վաղ բերքահավաքի սերմերի բողբոջման տեմպերը կարող են հասնել համապատասխանաբար 92%, 98%, 89% և 94% միջինում, ինչը կարող է լիովին բավարարել բուծման կարիքները:Ամենաարագ սորտերը կարող են շարունակաբար արտադրել 6 սերունդ (ցորեն) և 7 սերունդ (ցորեն):22-ժամյա ֆոտոպերիոդի պայմաններում վարսակի ծաղկման ժամանակը կրճատվել է 11 օրով, իսկ ծաղկումից 21 օր հետո կարելի էր երաշխավորել առնվազն 5 կենսունակ սերմ և ամեն տարի շարունակաբար բազմացնել հինգ սերունդ։22-ժամյա լուսավորությամբ արհեստական ​​ջերմոցում ոսպի աճի ժամկետը կրճատվում է մինչև 115 օր, այն կարող է բազմանալ տարեկան 3-4 սերունդ։Արհեստական ​​ջերմոցում 24-ժամյա շարունակական լուսավորության պայմաններում գետնանուշի աճի ցիկլը 145 օրից կրճատվում է մինչև 89 օր, և այն կարելի է բազմացնել մեկ տարվա ընթացքում 4 սերունդ։

Լույսի որակ

Լույսը կենսական դեր է խաղում բույսերի աճի և զարգացման գործում:Լույսը կարող է վերահսկել ծաղկումը` ազդելով բազմաթիվ ֆոտոընկալիչների վրա:Կարմիր լույսի (R) և կապույտ լույսի (B) հարաբերակցությունը շատ կարևոր է մշակաբույսերի ծաղկման համար:600-700 նմ կարմիր լույսի ալիքի երկարությունը պարունակում է 660 նմ քլորոֆիլի կլանման գագաթնակետ, որը կարող է արդյունավետորեն խթանել ֆոտոսինթեզը:Կապույտ լույսի ալիքի երկարությունը 400~500 նմ կազդի բույսերի ֆոտոտրոպիզմի, ստամոքսի բացման և սածիլների աճի վրա:Ցորենի մեջ կարմիր լույսի և կապույտ լույսի հարաբերակցությունը մոտ 1 է, ինչը կարող է ամենավաղ ծաղկում առաջացնել:R:B=4:1 լույսի որակի պայմաններում միջին և ուշ հասուն սոյայի սորտերի աճի շրջանը 120 օրից կրճատվել է մինչև 63 օր, իսկ բույսի բարձրությունը և սննդային կենսազանգվածը կրճատվել են, սակայն սերմերի բերքատվությունը չի ազդել։ , որը յուրաքանչյուր բույսից կարող էր բավարարել առնվազն մեկ սերմ, իսկ չհասունացած սերմերի միջին բողբոջումը կազմել է 81,7%։10 ժամ լուսավորության և կապույտ լույսի հավելման պայմաններում սոյայի բույսերը դառնում են կարճ և ամուր, ծաղկում են ցանքից 23 օր հետո, հասունանում 77 օրվա ընթացքում և կարող են բազմանալ 5 սերունդ մեկ տարվա ընթացքում։

Կարմիր լույսի և հեռավոր կարմիր լույսի (FR) հարաբերակցությունը նույնպես ազդում է բույսերի ծաղկման վրա:Լուսազգայուն պիգմենտները գոյություն ունեն երկու ձևով՝ հեռավոր կարմիր լույսի կլանում (Pfr) և կարմիր լույսի կլանում (Pr):Ցածր R:FR հարաբերակցությամբ ֆոտոզգայուն պիգմենտները Pfr-ից վերածվում են Pr-ի, ինչը հանգեցնում է երկարօրյա բույսերի ծաղկմանը:LED լույսերի օգտագործումը համապատասխան R:FR(0.66~1.07) կարգավորելու համար կարող է մեծացնել բույսի բարձրությունը, նպաստել երկարօրյա բույսերի ծաղկմանը (օրինակ՝ առավոտվա փառքը և ցայտաղբյուրը) և արգելակել կարճատև բույսերի ծաղկումը (օրինակ՝ նարգիզը): )Երբ R:FR-ը 3.1-ից մեծ է, ոսպի ծաղկման ժամանակը հետաձգվում է:R:FR-ի կրճատումը մինչև 1,9 կարող է ստանալ լավագույն ծաղկման ազդեցությունը, և այն կարող է ծաղկել ցանքից հետո 31-րդ օրը:Կարմիր լույսի ազդեցությունը ծաղկման արգելակման վրա պայմանավորված է ֆոտոզգայուն պիգմենտով Pr.Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ երբ R:FR-ը 3,5-ից բարձր է, հինգ հատիկաընդեղեն բույսերի (սիսեռ, սիսեռ, լոբի, ոսպ և լյուպին) ծաղկման ժամանակը կհետաձգվի:Ամարանտի և բրնձի որոշ գենոտիպերի դեպքում հեռավոր կարմիր լույսն օգտագործվում է ծաղկումը զարգացնելու համար համապատասխանաբար 10 օր և 20 օր:

Պարարտանյութ CO₂

CO₂ֆոտոսինթեզի հիմնական ածխածնի աղբյուրն է։Բարձր կոնցենտրացիայի CO₂սովորաբար կարող է նպաստել C3 տարեկանների աճին և վերարտադրությանը, մինչդեռ ցածր կոնցենտրացիայի CO-ն₂կարող է նվազեցնել աճի և վերարտադրության եկամտաբերությունը ածխածնի սահմանափակման պատճառով:Օրինակ, C3 բույսերի ֆոտոսինթետիկ արդյունավետությունը, ինչպիսիք են բրինձը և ցորենը, մեծանում է CO-ի ավելացման հետ։₂մակարդակը, որի արդյունքում ավելանում է կենսազանգվածը և վաղ ծաղկումը:ՔՕ-ի դրական ազդեցությունը գիտակցելու նպատակով₂համակենտրոնացման բարձրացում, հնարավոր է, որ անհրաժեշտ լինի օպտիմալացնել ջրի և սննդանյութերի մատակարարումը:Հետևաբար, անսահմանափակ ներդրումների պայմաններում հիդրոպոնիկան կարող է լիովին ազատել բույսերի աճի ներուժը։Ցածր CO₂կոնցենտրացիան հետաձգեց Arabidopsis thaliana-ի ծաղկման ժամանակը, մինչդեռ բարձր CO₂կոնցենտրացիան արագացրել է բրնձի ծաղկման ժամանակը, կրճատել բրնձի աճի շրջանը մինչև 3 ամիս և տարածել տարեկան 4 սերունդ:Լրացնելով CO₂Արհեստական ​​աճի տուփում մինչև 785,7 մկմոլ/մոլ, սոյայի «Էնրեի» բազմացման շրջանը կրճատվել է մինչև 70 օր, և այն կարող է մեկ տարվա ընթացքում 5 սերունդ բուծել:Երբ CO₂կոնցենտրացիան ավելացել է մինչև 550 μmol/mol, Cajanus cajan-ի ծաղկումը հետաձգվել է 8-9 օրով, իսկ պտղի ամրացումը և հասունացումը նույնպես հետաձգվել է 9 օրով:Cajanus cajan-ը բարձր CO-ում կուտակել է չլուծվող շաքար₂կոնցենտրացիան, որը կարող է ազդել բույսերի ազդանշանի փոխանցման վրա և հետաձգել ծաղկումը:Բացի այդ, աճի սենյակում ավելացած CO₂, աճում է սոյայի ծաղիկների քանակը և որակը, ինչը նպաստում է հիբրիդացմանը, և դրա հիբրիդացման արագությունը շատ ավելի բարձր է, քան դաշտում աճեցված սոյայի:

Ապագա հեռանկարներ

Ժամանակակից գյուղատնտեսությունը կարող է արագացնել կուլտուրաների բուծման գործընթացը՝ այլընտրանքային բուծման և բուծման միջոցով:Այնուամենայնիվ, այս մեթոդներում կան որոշ թերություններ, ինչպիսիք են խիստ աշխարհագրական պահանջները, աշխատուժի թանկ կառավարումը և անկայուն բնական պայմանները, որոնք չեն կարող երաշխավորել հաջող սերմերի բերքահավաքը:Օբյեկտների բուծման վրա ազդում են կլիմայական պայմանները, և սերունդների ավելացման ժամանակը սահմանափակ է:Այնուամենայնիվ, մոլեկուլային մարկերների 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 սերունդների բուծումը լիովին ազատվում է կլիմայական պայմանների ազդեցությունից և կարող է կարգավորել աճի միջավայրը ըստ բույսերի աճի և զարգացման կարիքների:Արդյունավետ կերպով համատեղելով բույսերի գործարանային արագ բուծման տեխնոլոգիան ավանդական բուծման, մոլեկուլային մարկերների բուծման և բուծման այլ մեթոդների հետ, արագ բուծման պայմաններում, հիբրիդացումից հետո հոմոզիգոտ գծեր ստանալու համար պահանջվող ժամանակը կարող է կրճատվել, և միևնույն ժամանակ, վաղ սերունդները կարող են կրճատվել: ընտրված է կարճացնելու համար պահանջվող ժամանակը իդեալական հատկություններ ձեռք բերելու և բազմացման սերունդների համար:

Գործարաններում բույսերի արագ բուծման տեխնոլոգիայի հիմնական սահմանափակումն այն է, որ տարբեր մշակաբույսերի աճի և զարգացման համար պահանջվող բնապահպանական պայմանները միանգամայն տարբեր են, և երկար ժամանակ է պահանջվում թիրախային մշակաբույսերի արագ բուծման համար շրջակա միջավայրի պայմաններ ձեռք բերելու համար:Միևնույն ժամանակ, գործարանի կառուցման և շահագործման բարձր արժեքի պատճառով, դժվար է իրականացնել հավելանյութերի բուծման լայնածավալ փորձ, ինչը հաճախ հանգեցնում է սերմերի սահմանափակ բերքատվության, ինչը կարող է սահմանափակել հետագա դաշտային բնույթի գնահատումը:Գործարանի գործարանային սարքավորումների և տեխնոլոգիաների աստիճանական կատարելագործման և կատարելագործման արդյունքում գործարանի շինարարության և շահագործման ծախսերը աստիճանաբար նվազում են:Հնարավոր է հետագայում օպտիմալացնել արագ բուծման տեխնոլոգիան և կրճատել բուծման ցիկլը՝ արդյունավետ կերպով համատեղելով բույսերի արագ բուծման տեխնոլոգիան այլ բուծման տեխնիկայի հետ:

ՎԵՐՋ

Մեջբերված տեղեկություն

Liu Kaizhe, Liu Houcheng.Բույսերի գործարանային արագ բուծման տեխնոլոգիայի հետազոտության առաջընթացը [J]:Գյուղատնտեսական ճարտարագիտական ​​տեխնոլոգիա, 2022,42(22):46-49.