Аранжавыя садаводчыя тэхналогіі сельскагаспадарчай тэхнікіАпублікавана ў 17: 30 14 кастрычніка 2022 года ў Пекіне

Па меры бесперапыннага павелічэння колькасці сусветнага насельніцтва попыт людзей на ежу расце з кожным днём, а таксама прад'яўляюцца больш высокія патрабаванні да пажыўнасці і бяспекі ежы.Вырошчванне высокапрыбытковых і якасных культур з'яўляецца важным сродкам для вырашэння праблем з ежай.Аднак традыцыйны метад размнажэння займае шмат часу, каб вырошчваць выдатныя гатункі, што абмяжоўвае ход развядзення.Для штогадовага самаапыляльнага культуры гэта можа заняць 10 ~ 15 гадоў ад першапачатковага перасячэння бацькоў да вытворчасці новага гатунку.Таму, каб паскорыць прагрэс развядзення ўраджаю, тэрмінова павысіць эфектыўнасць размнажэння і скараціць час генерацыі.

Хуткае размнажэнне азначае максімізацыю хуткасці росту раслін, паскарэнне цвіцення і плоданашэння і скарачэнне цыклу размнажэння шляхам кантролю ўмоў навакольнага асяроддзя ў цалкам закрытай пакоі для росту з кантраляваным асяроддзем.Фабрыка расьлінаў — гэта сельскагаспадарчая сыстэма, якая можа дасягнуць высокаэфэктыўнага вырошчваньня ўраджаю за кошт высокадакладнага кантролю навакольнага асяродзьдзя на аб’ектах, і гэта ідэальнае асяродзьдзе для хуткага гадоўлі.Умовы асяроддзя пасадкі, такія як асветленасць, тэмпература, вільготнасць і канцэнтрацыя CO2 на фабрыцы, можна адносна кантраляваць і знешні клімат не ўплывае або менш уплывае на іх.У кантраляваных умовах навакольнага асяроддзя лепшая інтэнсіўнасць святла, час святла і тэмпература могуць паскорыць розныя фізіялагічныя працэсы раслін, асабліва фотасінтэз і красаванне, такім чынам скарачаючы час генерацыі росту ўраджаю.Выкарыстанне заводскіх тэхналогій для кантролю росту і развіцця ўраджаю, збор пладоў загадзя, пакуль некалькі насення са здольнасцю да прарастання могуць задаволіць патрэбы селекцыі.

Фотаперыяд, асноўны фактар ​​навакольнага асяроддзя, які ўплывае на цыкл росту ўраджаю

Лёгкі цыкл ставіцца да чаргавання перыяду святла і цёмнага перыяду ў дзень.Лёгкі цыкл - важны фактар, які ўплывае на рост, развіццё, цвіценне і плоданашэнне культур.Адчуваючы змену светлавога цыклу, культуры могуць змяняцца ад вегетатыўнага росту да рэпрадуктыўнага росту і поўнага цвіцення і плоданашэння.Розныя гатункі і генатыпы маюць розныя фізіялагічныя рэакцыі на змены фотаперыяду.Расліны з доўгім вывадам, як толькі час сонечнага святла перавышае крытычную даўжыню сонечнага святла, час цвіцення звычайна паскараецца падаўжэннем фотаперыяду, напрыклад, авёс, пшаніцы і ячменю.Нейтральныя расліны, незалежна ад фотаперыяду, будуць квітнець, напрыклад, рыс, кукуруза і агурок.Кароткавыя расліны, такія як бавоўна, соя і проса, маюць патрэбу ў фотаперыядзе ніжэй, чым крытычная даўжыня сонечнага святла, каб квітнець.Ва ўмовах штучнага асяроддзя ў 8 гадзін і 30 ℃ высокай тэмпературы час цвіцення амаранта больш чым на 40 дзён раней, чым у палявых умовах.Пад лячэннем лёгкага цыкла 16/8 гадзін (лёгкі/цёмны) усе сем генатыпаў ячменю рана квітнелі: Франклін (36 дзён), Gairdner (35 дзён), Гіммет (33 дні), камандзір (30 дзён), флот (29 дзён), Baudin (26 дзён) і Lockyer (25 дзён).

У штучным асяроддзі можна скараціць перыяд росту пшаніцы, выкарыстоўваючы культуру эмбрыёнаў для атрымання ўсходаў, а затым апраменьваючы яе на працягу 16 гадзін, і кожны год можна вырабляць 8 пакаленняў.Перыяд росту гароху быў скарочаны з 143 дзён у палявых умовах да 67 дзён у штучнай цяпліцы з 16 гадзін.Пры далейшым падаўжэнні светлавога перыяду да 20 гадзін і камбінаванні яго з тэмпературай 21°C/16°C (дзень/ноч), перыяд росту гароху можа быць скарочаны да 68 дзён, а хуткасць завязвання насення складзе 97,8%.Ва ўмовах кантраляванага асяроддзя пасля 20-гадзіннай апрацоўкі светлавым перыядам ад пасева да цвіцення праходзіць 32 дні, а ўвесь перыяд росту складае 62-71 дзень, што больш чым на 30 дзён карацей, чым у палявых умовах.Ва ўмовах штучнай цяпліцы з 22-гадзінным фотаперыядам час цвіцення пшаніцы, ячменю, рапсу і нута скарачаецца ў сярэднім на 22, 64, 73 і 33 дні адпаведна.У спалучэнні з раннім ураджаем насення паказчыкі прарастання насення ранняга ўраджаю могуць дасягнуць 92%, 98%, 89% і 94% у сярэднім адпаведна, што можа цалкам задаволіць патрэбы развядзення.Самыя хуткія гатункі могуць пастаянна вырабляць 6 пакаленняў (пшаніцу) і 7 пакаленняў (пшаніцу).Пры ўмове 22-гадзіннага фотаперыяду час цвіцення авёс скараціўся на 11 дзён, а 21 дзень пасля цвіцення можа быць гарантавана па меншай меры 5 жыццяздольных насення, а пяць пакаленняў можна пастаянна распаўсюджвацца кожны год.У штучнай цяпліцы з 22-гадзінным асвятленнем перыяд росту сачавіцы скарачаецца да 115 дзён, і яны могуць размнажацца на працягу 3-4 пакаленняў у год.Пры ўмове 24-гадзіннага бесперапыннага асвятлення ў штучнай цяпліцы цыкл росту арахіса памяншаецца з 145 дзён да 89 дзён, і яго можна распаўсюджваць на працягу 4 пакаленняў за адзін год.

Якасць святла

Святло гуляе жыццёва важную ролю ў росце і развіцці раслін.Святло можа кантраляваць цвіценне, уздзейнічаючы на ​​шматлікія фотарэцэптары.Суадносіны чырвонага святла (R) да блакітнага святла (B) вельмі важна для цвіцення.Даўжыня хвалі чырвонага святла 600 ~ 700 нм змяшчае пік паглынання хларафіла 660 нм, што можа эфектыўна спрыяць фотасінтэзу.Даўжыня хвалі блакітнага святла 400 ~ 500 нм паўплывае на фотатропізм раслін, адкрыццё вусця і рост высадкі.У пшаніцы суадносіны чырвонага святла да блакітнага святла складае каля 1, што можа выклікаць цвіценне як мага раней.Пад якасцю святла R: B = 4: 1 перыяд росту сярэдняга і позняга разнавіднасці соі быў скарочаны з 120 дзён да 63 дзён, а вышыня раслін і харчовая біямаса былі зніжаныя, але на выхад насення не паўплывала , што можа задаволіць па меншай меры адно насенне на расліна, а сярэдняя хуткасць прарастання няспелых насення склала 81,7%.Пры ўмове асвятлення 10 гадзін і сіняга святла, расліны соі сталі кароткімі і моцнымі, распушчаныя праз 23 дні пасля пасеву, саспелі на працягу 77 дзён і маглі прайгравацца на працягу 5 пакаленняў за адзін год.

Суадносіны чырвонага святла да далёкага чырвонага святла (FR) таксама ўплывае на цвіценне раслін.У двух формах існуюць фотаадчувальныя пігменты: далёкае паглынанне чырвонага святла (PFR) і паглынанне чырвонага святла (PR).Пры нізкім узроўні R: FR, выключаны пігменты пераўтвараюцца з PFR у PR, што прыводзіць да цвіцення раслін шматдзённых.Выкарыстанне святлодыёдных агнёў для рэгулявання адпаведнага R: FR (0,66 ~ 1,07) можа павялічыць вышыню раслін, садзейнічаць цвіценню раслін шматдзённых (напрыклад, ранішняй славы і Snapdragon) і інгібіруе росквіт кароткачасовых раслін (напрыклад ).Калі R: FR перавышае 3,1, час цвіцення сачавіцы затрымліваецца.Зніжэнне R: FR да 1,9 можа атрымаць лепшы эфект цвіцення, і ён можа квітнець на 31 -ы дзень пасля пасева.Уплыў чырвонага святла на тармажэнне цвіцення апасродкаваны зацікаўленым пігментам PR.Даследаванні паказалі, што калі R:FR вышэй за 3,5, час цвіцення пяці зернебабовых раслін (гароху, нута, бабоў, сачавіцы і лубіна) будзе адкладзена.У некаторых генатыпах амаранта і рысу далёкае чырвонае святло выкарыстоўваецца для прасоўвання цвіцення на 10 дзён і 20 дзён адпаведна.

CO ўгнаенне₂

CO₂з'яўляецца асноўнай крыніцай вугляроду для фотасінтэзу.Высокая канцэнтрацыя CO₂Звычайна можа спрыяць росту і размнажэнню аднагадовых раслін С3, у той час як CO з нізкай канцэнтрацыяй₂Можа знізіць прыбытак росту і размнажэння з -за абмежавання вугляроду.Напрыклад, фотасінтэтычная эфектыўнасць раслін С3, такіх як рыс і пшаніца, павялічваецца з павелічэннем CO₂ўзроўню, што прыводзіць да павелічэння біямасы і пачатку цвіцення.Каб усвядоміць станоўчы ўплыў CO₂Павелічэнне канцэнтрацыі, можа спатрэбіцца аптымізаваць ваду і пажыўныя рэчывы.Такім чынам, ва ўмовах неабмежаваных інвестыцый, гідрапоніка можа цалкам вызваліць патэнцыял росту раслін.Нізкі CO₂Канцэнтрацыя затрымлівала час цвіцення Arabidopsis thaliana, а High Co₂Канцэнтрацыя паскорыла час цвіцення рысу, скараціла перыяд росту рысу да 3 месяцаў і распаўсюдзіла 4 пакаленні ў год.Шляхам дапаўнення CO₂да 785,7 мкмоль/моль у каробцы для штучнага вырошчвання, цыкл размнажэння гатунку соі «Энрэй» быў скарочаны да 70 дзён, і яна магла разводзіць 5 пакаленняў за адзін год.Калі CO₂Канцэнтрацыя павялічылася да 550 мкмоль/моль, цвіценне Каджануса Каджана затрымлівалася на працягу 8 ~ 9 дзён, а ўстаноўка садавіны і час паспявання затрымліваліся на працягу 9 дзён.Каджанус Каджан назапасіў нерастваральны цукар у High Co₂Канцэнтрацыя, якая можа паўплываць на перадачу сігналу раслін і затрымка цвіцення.Акрамя таго, у пакоі росту з павелічэннем CO₂, Колькасць і якасць кветак соі павялічваюцца, што спрыяе гібрыдызацыі, і хуткасць яе гібрыдызацыі значна вышэй, чым у соі, вырашчаных у полі.

Будучыя перспектывы

Сучасная сельская гаспадарка можа паскорыць працэс развядзення ўраджаю пры дапамозе альтэрнатыўнага развядзення і развядзення аб'ектаў.Аднак у гэтых метадаў ёсць некаторыя недахопы, такія як жорсткія геаграфічныя патрабаванні, дарагая праца і няўстойлівыя прыродныя ўмовы, якія не могуць гарантаваць паспяховага збору насення.На развядзенне ўстановы ўплываюць кліматычныя ўмовы, а час для дадання пакалення абмежаваны.Аднак развядзенне малекулярнага маркера толькі паскарае адбор і вызначэнне развядзення мэтавых прыкмет.У цяперашні час тэхналогія хуткага размнажэння ўжываецца ў Gramineae, Leguminosae, Cruciferae і іншых культурах.Тым не менш, фабрычнае развядзенне хуткага пакалення цалкам пазбаўляе ўплыву кліматычных умоў і можа рэгуляваць асяроддзе росту ў адпаведнасці з патрэбамі росту і развіцця раслін.Эфектыўна спалучаючы фабрычную тэхналогію хуткай селекцыі з традыцыйнай селекцыяй, малекулярна-маркернай селекцыяй і іншымі метадамі селекцыі, пры ўмове хуткай селекцыі час, неабходны для атрымання гомазіготных ліній пасля гібрыдызацыі, можа быць скарочаны, і ў той жа час можна атрымаць раннія пакаленні. выбраны, каб скараціць час, неабходны для атрымання ідэальных рыс і пакаленняў.

Ключавым абмежаваннем тэхналогіі хуткага развядзення раслін на заводах з'яўляецца тое, што ўмовы навакольнага асяроддзя, неабходныя для росту і развіцця розных культур, зусім іншыя, і для атрымання ўмоў навакольнага асяроддзя для хуткага развядзення мэтавых культур патрабуецца шмат часу.У той жа час, з-за высокай кошту будаўніцтва і эксплуатацыі заводаў, цяжка правесці маштабны эксперымент па развядзенні дабавак, што часта прыводзіць да абмежаванага ўраджаю насення, што можа абмежаваць ацэнку характару наступнага поля.З паступовым удасканаленнем і ўдасканаленнем завода і тэхналогіямі будаўніцтва і эксплуатацыйныя заводы паступова памяншаюцца.Можна яшчэ больш аптымізаваць тэхналогію хуткага размнажэння і скараціць цыкл размнажэння, эфектыўна спалучаючы тэхналогію хуткага развядзення раслін з іншымі метадамі размнажэння.

КАНЕЦ

Цытуецца інфармацыя

Лю Кайчжэ, Лю Хоучэн.Прагрэс даследаванняў тэхналогіі хуткага развядзення завода [J].Тэхналогія сельскагаспадарчай тэхнікі, 2022,42 (22): 46-49.