Teknoloġija ta 'inġinerija agrikola ortikulturali serraIppubblikat fil-17: 30 fl-14 ta 'Ottubru 2022 f'Beijing

Biż-żieda kontinwa tal-popolazzjoni globali, id-domanda tan-nies għall-ikel qed tiżdied jum b'jum, u jitressqu rekwiżiti ogħla għan-nutrizzjoni u s-sigurtà tal-ikel.Il-kultivazzjoni ta 'għelejjel ta' rendiment għoli u ta 'kwalità għolja hija mezz importanti biex issolvi l-problemi tal-ikel.Madankollu, il-metodu tat-tgħammir tradizzjonali jieħu ħafna żmien biex jikkultiva varjetajiet eċċellenti, li jillimita l-progress tat-tgħammir.Għall-uċuħ tar-raba 'li jdakkru lilhom infushom annwali, jista' jieħu 10 ~ 15-il sena mill-qsim inizjali tal-ġenitur għall-produzzjoni ta 'varjetà ġdida.Għalhekk, sabiex jitħaffef il-progress tat-tnissil tal-għelejjel, huwa urġenti li tittejjeb l-effiċjenza tat-tnissil u tqassar iż-żmien tal-ġenerazzjoni.

Tgħammir rapidu jfisser li timmassimizza r-rata tat-tkabbir tal-pjanti, tħaffef il-fjoritura u l-frott, u tqassar iċ-ċiklu tat-tnissil billi tikkontrolla l-kundizzjonijiet ambjentali f'kamra tat-tkabbir tal-ambjent ikkontrollat ​​kompletament magħluq.Fabbrika tal-pjanti hija sistema agrikola li tista 'tikseb produzzjoni ta' għelejjel b'effiċjenza għolja permezz ta 'kontroll ambjentali ta' preċiżjoni għolja fil-faċilitajiet, u hija ambjent ideali għal tgħammir rapidu.Il-kundizzjonijiet tal-ambjent tat-tħawwil bħad-dawl, it-temperatura, l-umdità u l-konċentrazzjoni tas-CO2 fil-fabbrika huma relattivament kontrollabbli, u mhumiex jew inqas affettwati mill-klima esterna.Taħt kundizzjonijiet ambjentali kkontrollati, l-aħjar intensità tad-dawl, ħin tad-dawl u temperatura jistgħu jaċċelleraw diversi proċessi fiżjoloġiċi ta 'pjanti, speċjalment fotosinteżi u fjuri, u b'hekk iqassar iż-żmien tal-ġenerazzjoni tat-tkabbir tal-uċuħ.L-użu tat-teknoloġija tal-fabbrika tal-pjanti biex jikkontrolla t-tkabbir u l-iżvilupp tal-uċuħ tar-raba ', il-ħsad tal-frott bil-quddiem, sakemm ftit żrieragħ b'kapaċità ta' ġerminazzjoni jistgħu jissodisfaw il-ħtiġijiet tat-tnissil.

Fotoperijodu, il-fattur ambjentali ewlieni li jaffettwa ċ-ċiklu tat-tkabbir tal-għelejjel

Iċ-ċiklu tad-dawl jirreferi għall-alternanza tal-perjodu tad-dawl u l-perjodu skur f'ġurnata.Iċ-ċiklu tad-dawl huwa fattur importanti li jaffettwa t-tkabbir, l-iżvilupp, il-fjoritura u l-frott tal-għelejjel.Billi tħoss il-bidla taċ-ċiklu tad-dawl, l-uċuħ tar-raba jistgħu jinbidlu minn tkabbir veġetattiv għal tkabbir riproduttiv u fjuri u frott kompluti.Varjetajiet u ġenotipi ta' uċuħ tar-raba' differenti għandhom reazzjonijiet fiżjoloġiċi differenti għal bidliet fil-fotoperijodi.Pjanti ta 'xemx fit-tul, ladarba l-ħin tax-xemx jaqbeż it-tul kritiku tax-xemx, il-ħin tal-fjoritura huwa ġeneralment aċċellerat bit-titwil tal-fotoperjodu, bħal ħafur, qamħ u xgħir.Pjanti newtrali, irrispettivament mill-fotoperjodu, se jiffjorixxu, bħal ross, qamħ u ħjar.Pjanti ta 'ġurnata qasira, bħall-qoton, is-sojja u l-millieġ, jeħtieġu fotoperjodu inqas mit-tul kritiku tax-xemx biex jiffjorixxu.Taħt il-kundizzjonijiet tal-ambjent artifiċjali ta 'dawl ta' 8h u temperatura għolja ta '30℃, il-ħin tal-fjoritura tal-amaranth huwa aktar minn 40 jum qabel dak fl-ambjent tal-għalqa.Taħt it-trattament ta 'ċiklu ta' dawl ta '16/8 h (dawl/dlam), is-seba' ġenotipi tax-xgħir kollha fjur kmieni: Franklin (36 jum), Gairdner (35 jum), Gimmett (33 jum), Kmandant (30 jum), Flotta (29). jum), Baudin (26 jum) u Lockyer (25 jum).

Taħt l-ambjent artifiċjali, il-perjodu ta 'tkabbir tal-qamħ jista' jitqassar bl-użu ta 'kultura ta' embrijuni biex jinkisbu nebbieta, u mbagħad irradja għal 16-il siegħa, u 8 ġenerazzjonijiet jistgħu jiġu prodotti kull sena.Il-perjodu tat-tkabbir tal-piżelli tqassar minn 143 jum fl-ambjent tal-għalqa għal 67 jum f'serra artifiċjali b'dawl 16h.Billi tkompli ttawwal il-fotoperjodu għal 20h u tgħaqqadha ma '21°C/16°C (jum/lejl), il-perjodu tat-tkabbir tal-piżelli jista' jitqassar għal 68 jum, u r-rata tal-issettjar taż-żerriegħa hija 97.8%.Taħt il-kondizzjoni ta 'ambjent ikkontrollat, wara trattament ta' fotoperjodu ta '20 siegħa, tieħu 32 jum miż-żrigħ sal-fjoritura, u l-perjodu kollu tat-tkabbir huwa 62-71 jum, li huwa iqsar minn dak f'kundizzjonijiet tal-qasam b'aktar minn 30 jum.Taħt il-kundizzjoni ta 'serra artifiċjali b'fotoperjodu ta' 22 siegħa, iż-żmien tal-fjoritura tal-qamħ, ix-xgħir, il-kolza u ċ-ċiċri jitqassar b'medja ta '22, 64, 73 u 33 jum, rispettivament.Flimkien ma 'ħsad bikri taż-żrieragħ, ir-rati ta' ġerminazzjoni taż-żrieragħ tal-ħsad bikri jistgħu jilħqu 92%, 98%, 89% u 94% bħala medja, rispettivament, li jistgħu jissodisfaw bis-sħiħ il-ħtiġijiet tat-tgħammir.L-aktar varjetajiet mgħaġġla jistgħu jipproduċu kontinwament 6 ġenerazzjonijiet (qamħ) u 7 ġenerazzjonijiet (qamħ).Taħt il-kondizzjoni ta 'fotoperjodu ta' 22 siegħa, il-ħin tal-fjoritura tal-ħafur tnaqqas bi 11-il jum, u 21 jum wara l-fjoritura, jistgħu jiġu ggarantiti mill-inqas 5 żrieragħ vijabbli, u ħames ġenerazzjonijiet jistgħu jiġu propagati kontinwament kull sena.Fis-serra artifiċjali b'illuminazzjoni ta '22 siegħa, il-perjodu ta' tkabbir tal-għads huwa mqassar għal 115-il jum, u jistgħu jirriproduċu għal ġenerazzjonijiet 3-4 fis-sena.Taħt il-kundizzjoni ta 'illuminazzjoni kontinwa ta' 24 siegħa f'serra artifiċjali, iċ-ċiklu tat-tkabbir tal-karawett jitnaqqas minn 145 jum għal 89 jum, u jista 'jiġi propagat għal 4 ġenerazzjonijiet f'sena waħda.

Kwalità tad-dawl

Id-dawl għandu rwol vitali fit-tkabbir u l-iżvilupp tal-pjanti.Id-dawl jista 'jikkontrolla l-fjoritura billi jaffettwa ħafna fotoreċetturi.Il-proporzjon ta 'dawl aħmar (R) għal dawl blu (B) huwa importanti ħafna għall-fjoritura tal-uċuħ tar-raba'.Il-wavelength tad-dawl aħmar ta '600 ~ 700nm fih il-quċċata ta' assorbiment tal-klorofilla ta '660nm, li tista' tippromwovi b'mod effettiv il-fotosintesi.Il-wavelength tad-dawl blu ta '400 ~ 500nm se jaffettwa l-fototropiżmu tal-pjanti, il-ftuħ stomatali u t-tkabbir tan-nebbieta.Fil-qamħ, il-proporzjon ta 'dawl aħmar għal dawl blu huwa ta' madwar 1, li jista 'jikkaġuna l-fjoritura l-aktar kmieni.Taħt il-kwalità tad-dawl ta 'R: B = 4: 1, il-perjodu ta' tkabbir tal-varjetajiet tas-sojja ta 'maturazzjoni tan-nofs u tard tqassar minn 120 jum għal 63 jum, u l-għoli tal-pjanti u l-bijomassa nutrittiva tnaqqsu, iżda r-rendiment taż-żerriegħa ma kienx affettwat , li setgħet tissodisfa mill-inqas żerriegħa waħda għal kull pjanta, u r-rata medja ta 'ġerminazzjoni ta' żrieragħ immaturi kienet ta '81.7%.Taħt il-kondizzjoni ta 'illuminazzjoni ta' 10h u suppliment tad-dawl blu, il-pjanti tas-sojja saru qosra u b'saħħithom, fjur 23 jum wara ż-żrigħ, immaturaw fi żmien 77 jum, u setgħu jirriproduċu għal 5 ġenerazzjonijiet f'sena waħda.

Il-proporzjon ta 'dawl aħmar għal dawl aħmar bogħod (FR) jaffettwa wkoll il-fjoritura tal-pjanti.Pigmenti fotosensittivi jeżistu f'żewġ forom: assorbiment ta 'dawl aħmar imbiegħed (Pfr) u assorbiment ta' dawl aħmar (Pr).F'proporzjon R:FR baxx, pigmenti fotosensittivi huma kkonvertiti minn Pfr għal Pr, li jwassal għall-fjoritura ta 'pjanti ta' ġurnata twila.L-użu ta 'dwal LED biex jirregola l-R: FR(0.66 ~ 1.07) xieraq jista' jżid l-għoli tal-pjanti, jippromwovi l-fjoritura ta 'pjanti ta' ġurnata twila (bħal glorja ta 'filgħodu u snapdragon), u jinibixxi l-fjoritura ta' pjanti ta 'ġurnata qasira (bħal marigold ).Meta R:FR huwa akbar minn 3.1, il-ħin tal-fjoritura tal-għads jittardja.It-tnaqqis ta 'R:FR għal 1.9 jista' jikseb l-aħjar effett ta 'fjoritura, u jista' jiffjorixxi fil-31 jum wara ż-żriegħ.L-effett tad-dawl aħmar fuq l-inibizzjoni tal-fjoritura huwa medjat minn pigment fotosensittiv Pr.Studji rrimarkaw li meta R:FR ikun ogħla minn 3.5, il-ħin tal-fjoritura ta 'ħames pjanti leguminużi (piżelli, ċiċri, fażola wiesgħa, għads u lupin) se jittardja.F'xi ġenotipi ta 'amaranth u ross, dawl aħmar imbiegħed jintuża biex javvanza l-fjoritura b'10 ijiem u 20 jum rispettivament.

Fertilizzant CO₂

CO₂huwa s-sors ewlieni tal-karbonju tal-fotosintesi.Konċentrazzjoni għolja CO₂normalment jista 'jippromwovi t-tkabbir u r-riproduzzjoni ta' C3 annwali, filwaqt li CO konċentrazzjoni baxxa₂jista' jnaqqas it-tkabbir u r-rendiment tar-riproduzzjoni minħabba l-limitazzjoni tal-karbonju.Pereżempju, l-effiċjenza fotosintetika tal-pjanti C3, bħar-ross u l-qamħ, tiżdied biż-żieda tas-CO₂livell, li jirriżulta fiż-żieda tal-bijomassa u l-fjoritura bikrija.Sabiex tirrealizza l-impatt pożittiv tas-CO₂żieda fil-konċentrazzjoni, jista 'jkun meħtieġ li tiġi ottimizzata l-provvista ta' ilma u nutrijenti.Għalhekk, taħt il-kundizzjoni ta 'investiment illimitat, l-idroponika tista' tirrilaxxa bis-sħiħ il-potenzjal tat-tkabbir tal-pjanti.CO baxx₂konċentrazzjoni ttardjat il-ħin tal-fjoritura ta 'Arabidopsis thaliana, filwaqt li CO għoli₂il-konċentrazzjoni aċċellerat iż-żmien tal-fjoritura tar-ross, naqqset il-perjodu tat-tkabbir tar-ross għal 3 xhur, u propagat 4 ġenerazzjonijiet fis-sena.Billi tissupplimenta CO₂għal 785.7μmol/mol fil-kaxxa tat-tkabbir artifiċjali, iċ-ċiklu tat-tnissil tal-varjetà tas-sojja 'Enrei' tqassar għal 70 jum, u jista 'jrabbi 5 ġenerazzjonijiet f'sena waħda.Meta l-CO₂konċentrazzjoni żdiedet għal 550μmol/mol, il-fjoritura ta 'Cajanus cajan ġiet ittardjata għal 8 ~ 9 ijiem, u l-issettjar tal-frott u l-ħin tal-maturazzjoni ġew ukoll ittardjati għal 9 ijiem.Cajanus cajan akkumula zokkor li ma jinħallx f'CO għoli₂konċentrazzjoni, li tista 'taffettwa t-trażmissjoni tas-sinjal tal-pjanti u tittardja l-fjoritura.Barra minn hekk, fil-kamra tat-tkabbir b'CO miżjuda₂, In-numru u l-kwalità tal-fjuri tas-sojja jiżdiedu, li jwasslu għall-ibridizzazzjoni, u r-rata ta 'ibridizzazzjoni tagħha hija ħafna ogħla minn dik tas-sojja mkabbra fil-qasam.

Prospetti futuri

L-agrikoltura moderna tista' tħaffef il-proċess tat-trobbija tal-uċuħ tar-raba' permezz ta' trobbija alternattiva u tnissil faċilità.Madankollu, hemm xi nuqqasijiet f'dawn il-metodi, bħal rekwiżiti ġeografiċi stretti, ġestjoni tax-xogħol għalja u kundizzjonijiet naturali instabbli, li ma jistgħux jiggarantixxu ħsad ta 'żerriegħa b'suċċess.It-trobbija tal-faċilità hija influwenzata mill-kundizzjonijiet klimatiċi, u ż-żmien għaż-żieda tal-ġenerazzjoni huwa limitat.Madankollu, it-tnissil tal-markatur molekulari jaċċellera biss l-għażla u d-determinazzjoni tal-karatteristiċi tal-mira tat-tnissil.Fil-preżent, it-teknoloġija tat-tnissil rapidu ġiet applikata għal Gramineae, Leguminosae, Cruciferae u għelejjel oħra.Madankollu, it-tnissil tal-ġenerazzjoni rapida tal-fabbrika tal-pjanti jeħles kompletament mill-influwenza tal-kundizzjonijiet klimatiċi, u jista 'jirregola l-ambjent tat-tkabbir skont il-ħtiġijiet tat-tkabbir u l-iżvilupp tal-pjanti.Li tgħaqqad it-teknoloġija tat-tgħammir rapidu tal-fabbrika tal-pjanti ma 'tgħammir tradizzjonali, tnissil ta' markatur molekulari u metodi ta 'tgħammir oħra b'mod effettiv, taħt il-kondizzjoni ta' tgħammir rapidu, il-ħin meħtieġ biex jinkisbu linji omozigoti wara l-ibridizzazzjoni jista 'jitnaqqas, u fl-istess ħin, il-ġenerazzjonijiet bikrija jistgħu jkunu magħżula biex iqassar iż-żmien meħtieġ biex jinkisbu karatteristiċi ideali u ġenerazzjonijiet tat-tnissil.

Il-limitazzjoni ewlenija tat-teknoloġija tat-tnissil rapidu tal-pjanti fil-fabbriki hija li l-kundizzjonijiet ambjentali meħtieġa għat-tkabbir u l-iżvilupp ta 'uċuħ tar-raba' differenti huma pjuttost differenti, u jieħu żmien twil biex jinkisbu l-kundizzjonijiet ambjentali għat-tnissil rapidu ta' uċuħ tar-raba 'mira.Fl-istess ħin, minħabba l-ispiża għolja tal-kostruzzjoni u l-operat tal-fabbrika tal-pjanti, huwa diffiċli li jitwettaq esperiment ta 'tgħammir addittiv fuq skala kbira, li ħafna drabi jwassal għal rendiment limitat taż-żerriegħa, li jista' jillimita l-evalwazzjoni tal-karattru ta 'segwitu tal-qasam.Bit-titjib gradwali u t-titjib tat-tagħmir u t-teknoloġija tal-fabbrika tal-pjanti, l-ispiża tal-kostruzzjoni u l-operat tal-fabbrika tal-pjanti titnaqqas gradwalment.Huwa possibbli li tiġi ottimizzata aktar it-teknoloġija tat-tgħammir rapidu u tqassar iċ-ċiklu tat-tnissil billi tgħaqqad b'mod effettiv it-teknoloġija tat-tnissil rapidu tal-fabbrika tal-pjanti ma 'tekniki oħra ta' tnissil.

TMIEM

Informazzjoni ċċitata

Liu Kaizhe, Liu Houchheng.Progress tar-riċerka tat-teknoloġija tat-tnissil rapidu tal-fabbrika tal-pjanti [J].Teknoloġija tal-Inġinerija Agrikola, 2022,42(22):46-49.