Forceja Hortikultura Agrikultura Inĝenieristika TeknologioEldonita je la 17a: 30 la 14an de oktobro 2022 en Pekino

Kun la kontinua kresko de la tutmonda loĝantaro, la postulo de homoj pliiĝas tagon post tago, kaj pli altaj postuloj estas prezentitaj por nutraĵa nutrado kaj sekureco. Kultivi altkvalitajn kaj altkvalitajn kultivaĵojn estas grava rimedo por solvi manĝajn problemojn. Tamen la tradicia reprodukta metodo bezonas longan tempon por kultivi bonegajn variojn, kio limigas la progreson de reproduktado. Por ĉiujaraj mem-polenigaj kultivaĵoj, ĝi eble daŭros 10 ~ 15 jarojn de la komenca gepatra transirejo al la produktado de nova vario. Tial, por rapidigi la progreson de rikolta reproduktado, estas urĝe plibonigi la reproduktan efikecon kaj mallongigi la generacion.

Rapida reproduktado signifas maksimumigi la kreskon de plantoj, akceli floradon kaj fruktadon kaj mallongigi la reproduktan ciklon per kontrolado de mediaj kondiĉoj en tute fermita kontrolita medio -kreska ĉambro. Plant Factory estas agrikultura sistemo, kiu povas atingi alt-efikan kulturproduktadon per alt-preciza media kontrolo en instalaĵoj, kaj ĝi estas ideala medio por rapida reproduktado. La kondiĉoj de planto -medio kiel lumo, temperaturo, humido kaj CO2 -koncentriĝo en la fabriko estas relative kontroleblaj, kaj ne estas aŭ malpli tuŝitaj de la ekstera klimato. Sub kontrolitaj mediaj kondiĉoj, la plej bona malpeza intenseco, malpeza tempo kaj temperaturo povas akceli diversajn fiziologiajn procezojn de plantoj, precipe fotosintezon kaj floradon, tiel mallongigante la generacion tempon de kresko de kultivaĵoj. Uzante plantfabrikan teknologion por regi kreskon kaj disvolviĝon de kultivaĵoj, rikoltante fruktojn anticipe, kondiĉe ke kelkaj semoj kun ĝermanta kapablo povas plenumi la reproduktajn bezonojn.

Fotoperiodo, la ĉefa media faktoro influanta rikoltciklon

Luma ciklo rilatas al la alternado de malpeza periodo kaj malhela periodo en tago. Luma ciklo estas grava faktoro, kiu influas kreskon, disvolviĝon, floradon kaj fruktadon de kultivaĵoj. Sentante la ŝanĝon de malpeza ciklo, kultivaĵoj povas ŝanĝiĝi de vegetaĵa kresko al reprodukta kresko kaj kompleta florado kaj fruktado. Malsamaj rikoltaj varioj kaj genotipoj havas malsamajn fiziologiajn respondojn al fotoperiodaj ŝanĝoj. Long-sunaj plantoj, post kiam la sunbrilo superas la kritikan sunbrilon, la floranta tempo estas kutime akcelita per la plilongigo de fotoperiodo, kiel aveno, tritiko kaj hordeo. Neŭtralaj plantoj, sendepende de fotoperiodo, floras, kiel rizo, maizo kaj kukumo. Mallongaj plantoj, kiel kotono, sojfabo kaj mijo, bezonas fotoperiodon pli malaltan ol la kritika sunbrilo por flori. Sub la artefaritaj mediaj kondiĉoj de 8h lumo kaj 30 ℃ alta temperaturo, la floranta tempo de amaranto estas pli ol 40 tagojn pli frue ol tiu en la kampo -medio. Sub la traktado de 16/8 h malpeza ciklo (lumo/malhela), ĉiuj sep hordeaj genotipoj floris frue: Franklin (36 tagoj), Gairdner (35 tagoj), Gimmett (33 tagoj), komandanto (30 tagoj), floto (29 tagoj), Baudin (26 tagoj) kaj Lockyer (25 tagoj).

Sub la artefarita medio, la kreskoperiodo de tritiko povas esti mallongigita per uzado de embria kulturo por akiri plantidojn, kaj poste irradiante dum 16 horoj, kaj 8 generacioj povas esti produktitaj ĉiujare. La kreskoperiodo de PEA estis mallongigita de 143 tagoj en kampa medio ĝis 67 tagoj en artefarita forcejo kun 16h lumo. Per plua plilongigo de la fotoperiodo al 20h kaj kombinante ĝin kun 21 ° C/16 ° C (tago/nokto), la kreskoperiodo de PEA povas esti mallongigita ĝis 68 tagoj, kaj la semo -agordo estas 97,8%. Sub la kondiĉo de kontrolita medio, post 20 horoj fotoperioda kuracado, necesas 32 tagoj de semado ĝis florado, kaj la tuta kreskoperiodo estas 62-71 tagoj, kio estas pli mallonga ol tiu en kampaj kondiĉoj je pli ol 30 tagoj. Sub la kondiĉo de artefarita forcejo kun 22h fotoperiodo, la floranta tempo de tritiko, hordeo, seksperforto kaj kikero estas mallongigita per 22, 64, 73 kaj 33 tagoj averaĝe respektive. Kombinita kun frua rikolto de semoj, la ĝermaj indicoj de fruaj rikoltaj semoj povas atingi 92%, 98%, 89% kaj 94% averaĝe respektive, kiuj povas plene plenumi la bezonojn de reproduktado. La plej rapidaj varioj povas kontinue produkti 6 generaciojn (tritiko) kaj 7 generaciojn (tritiko). Sub la kondiĉo de 22-hora fotoperiodo, la floranta tempo de aveno reduktiĝis je 11 tagoj, kaj 21 tagojn post florado, almenaŭ 5 fareblaj semoj povus esti garantiitaj, kaj kvin generacioj povus esti kontinue propagataj ĉiujare. En la artefarita forcejo kun 22-hora lumigado, la kreskoperiodo de lentoj estas mallongigita al 115 tagoj, kaj ili povas reproduktiĝi dum 3-4 generacioj jare. Sub la kondiĉo de 24-hora kontinua lumigado en artefarita forcejo, la kreska ciklo de arakido reduktiĝas de 145 tagoj al 89 tagoj, kaj ĝi povas esti disvastigita dum 4 generacioj en unu jaro.

Luma kvalito

Lumo ludas esencan rolon en la kresko kaj disvolviĝo de plantoj. Lumo povas kontroli floradon tuŝante multajn fotoreceptorojn. La rilatumo de ruĝa lumo (R) al blua lumo (B) estas tre grava por rikolta florado. La ondolongo de ruĝa lumo de 600 ~ 700nm enhavas la absorban pinton de klorofilo de 660nm, kiu povas efike antaŭenigi fotosintezon. La blua luma ondolongo de 400 ~ 500nm influos plantan fototropismon, stomatan malfermon kaj plantadon. En tritiko, la rilatumo de ruĝa lumo al blua lumo estas ĉirkaŭ 1, kio povas indukti floradon plej frue. Sub la malpeza kvalito de R: B = 4: 1, la kreskoperiodo de mezaj kaj malfruaj maturigaj sojfaboj estis mallongigita de 120 tagoj ĝis 63 tagoj, kaj la planto alteco kaj nutra biomaso reduktiĝis, sed la semo-rendimento ne estis tuŝita , kiu povus kontentigi almenaŭ unu semon per planto, kaj la meza ĝermanta indico de nematuraj semoj estis 81,7%. Sub la kondiĉo de 10h -lumigado kaj blua luma suplemento, sojfabaj plantoj fariĝis mallongaj kaj fortaj, floris 23 tagojn post semado, maturiĝis ene de 77 tagoj, kaj povis reproduktiĝi dum 5 generacioj en unu jaro.

La rilatumo de ruĝa lumo al tre ruĝa lumo (FR) ankaŭ influas la floradon de plantoj. Fotosensivaj pigmentoj ekzistas en du formoj: fora ruĝa lumo -absorbo (PFR) kaj ruĝa lumo -absorbo (PR). Je malalta R: FR-proporcio, fotosensivaj pigmentoj estas konvertitaj de PFR al PR, kio kondukas al florado de longtempaj plantoj. Uzi LED-lumojn por reguligi la taŭgan R: FR (0,66 ~ 1.07) povas pliigi plantan altecon, antaŭenigi la floradon de longtempaj plantoj (kiel matena gloro kaj Snapdragon) kaj malhelpi la floradon de mallongaj tagaj plantoj (kiel Marigold ). Kiam R: FR estas pli granda ol 3.1, la floranta tempo de lentoj prokrastas. Redukti R: FR al 1.9 povas akiri la plej bonan floran efikon, kaj ĝi povas flori la 31 -an tagon post semado. La efiko de ruĝa lumo sur floranta inhibicio estas mediaciita per fotosensiva pigmento PR. Studoj rimarkis, ke kiam R: FR estas pli alta ol 3,5, la floranta tempo de kvin legomaj plantoj (PEA, Chickpea, Broad Bean, Lentil kaj Lupin) prokrastos. En iuj genotipoj de amaranto kaj rizo, malproksima ruĝa lumo estas uzata por antaŭenigi floradon je 10 tagoj kaj 20 tagoj respektive.

Sterko co₂

CO₂estas la ĉefa karbona fonto de fotosintezo. Alta Koncentriĝo Co₂Kutime povas antaŭenigi kreskon kaj reproduktadon de C3 -jaraj, dum malalta koncentriĝo₂eble reduktos la rendimenton de kresko kaj reprodukto pro limigo de karbono. Ekzemple, la fotosinteza efikeco de C3 -plantoj, kiel rizo kaj tritiko, pliiĝas kun la kresko de CO₂Nivelo, rezultigante la kreskon de biomaso kaj frua florado. Por realigi la pozitivan efikon de CO₂Koncentra kresko, eble necesas optimumigi la akvon kaj nutran provizon. Tial, sub la kondiĉo de senlima investo, hidroponiko povas plene liberigi la kreskan potencialon de plantoj. Malalta CO₂koncentriĝo prokrastis la floran tempon de Arabidopsis thaliana, dum alta co₂Koncentriĝo akcelis la floran tempon de rizo, mallongigis la kreskan periodon de rizo al 3 monatoj, kaj propagandis 4 generaciojn jare. Suplementante CO₂al 785,7μmol/mol en la artefarita kreska skatolo, la reprodukta ciklo de sojfabo 'Enrei' mallongiĝis ĝis 70 tagoj, kaj ĝi povis bredi 5 generaciojn en unu jaro. Kiam la CO₂Koncentriĝo pliiĝis al 550μmol/mol, la florado de Cajanus caJan estis prokrastita dum 8 ~ 9 tagoj, kaj la frukta agordo kaj maturiĝo estis ankaŭ prokrastitaj dum 9 tagoj. Cajanus Cajan amasigis nesolveblan sukeron ĉe alta co₂koncentriĝo, kiu povas influi la signalan transdonon de plantoj kaj prokrasti floradon. Krome, en la kreska ĉambro kun pliigita CO₂, la nombro kaj kvalito de sojfabaj floroj pliiĝas, kio kondukas al hibridigo, kaj ĝia hibridiga indico estas multe pli alta ol tiu de sojfaboj kreskitaj sur la kampo.

Estontaj Perspektivoj

Moderna agrikulturo povas plirapidigi la procezon de rikolta reproduktado per alternativa reproduktado kaj instalaĵo. Tamen, ekzistas iuj mankoj en ĉi tiuj metodoj, kiel striktaj geografiaj postuloj, multekosta labora administrado kaj malstabilaj naturaj kondiĉoj, kiuj ne povas garantii sukcesan seman rikolton. Instalaĵa reproduktado estas influita de klimataj kondiĉoj, kaj la tempo por generacia aldono estas limigita. Tamen, molekula markanta reproduktado nur akcelas la elekton kaj determinon de reproduktaj celaj trajtoj. Nuntempe, rapida reprodukta teknologio estis aplikita al Gramineae, Leguminosae, Cruciferae kaj aliaj kultivaĵoj. Tamen, plantfabriko rapida generacio reproduktado tute forigas la influon de klimataj kondiĉoj kaj povas reguligi la kreskan medion laŭ la bezonoj de plantokresko kaj disvolviĝo. Kombinante plantfabrikon rapidan reproduktan teknologion kun tradicia reproduktado, molekula markilo -reproduktado kaj aliaj reproduktaj metodoj efike, sub la kondiĉo de rapida reproduktado, la tempo bezonata por akiri homozigotajn liniojn post hibridigo povas esti reduktita, kaj samtempe la fruaj generacioj povas esti Selektita por mallongigi la tempon bezonatan por akiri idealajn trajtojn kaj reproduktajn generaciojn.

La ŝlosila limigo de planto rapida reprodukta teknologio en fabrikoj estas, ke la mediaj kondiĉoj bezonataj por kresko kaj disvolviĝo de malsamaj kultivaĵoj estas tute malsamaj, kaj necesas multe da tempo por akiri la mediajn kondiĉojn por rapida reproduktado de celaj kultivaĵoj. Samtempe, pro la alta kosto de konstruado kaj funkciado de plantoj, estas malfacile efektivigi grandskalan aldonan reproduktan eksperimenton, kiu ofte kondukas al limigita semo-rendimento, kiu eble limigas la sekvan kampan karakteron. Kun la laŭgrada plibonigo kaj plibonigo de plantaj fabrikaj ekipaĵoj kaj teknologio, la konstrua kaj operacia kosto de plantfabriko iom post iom reduktiĝas. Eblas plue optimumigi la rapidan reproduktan teknologion kaj mallongigi la reproduktan ciklon per efike kombini la rapidan reproduktan teknologion kun aliaj reproduktaj teknikoj.

Fino

Cititaj informoj

Liu Kaizhe, Liu Houcheng. Esplora Progreso de Rapida Reprodukta Teknologio [J]. Agrikultura Inĝenieristika Teknologio, 2022,42 (22): 46-49.