Forceja hortikultura agrikultura inĝenierartoteknologioEldonita je la 17:30 la 14-an de oktobro 2022 en Pekino

Kun la kontinua kresko de la tutmonda populacio, la postulo de homoj pri manĝaĵo pliiĝas tago post tago, kaj pli altaj postuloj estas prezentitaj por nutrado kaj sekureco de manĝaĵoj.Kultivi altkvalitajn kaj altkvalitajn kultivaĵojn estas grava rimedo por solvi manĝaĵojn.Tamen, la tradicia reprodukta metodo bezonas longan tempon por kultivi bonegajn variojn, kio limigas la progreson de reproduktado.Por ĉiujaraj mempolenaj kultivaĵoj, ĝi povas daŭri 10 ~ 15 jarojn de la komenca gepatra transiro ĝis la produktado de nova vario.Tial, por akceli la progreson de reproduktado de kultivaĵoj, urĝas plibonigi la reproduktan efikecon kaj mallongigi la generan tempon.

Rapida reproduktado signifas maksimumigi la kreskorapidecon de plantoj, akceli floradon kaj fruktado, kaj mallongigi la reproduktan ciklon kontrolante mediajn kondiĉojn en plene fermita kontrolita medio-kreskĉambro.Plantfabriko estas agrikultura sistemo, kiu povas atingi alt-efikecan kultivaĵon per altpreciza medikontrolo en instalaĵoj, kaj ĝi estas ideala medio por rapida reproduktado.La plantaj mediokondiĉoj kiel lumo, temperaturo, humideco kaj koncentriĝo de CO2 en la fabriko estas relative regeblaj, kaj ne aŭ malpli influas la ekstera klimato.Sub kontrolitaj mediaj kondiĉoj, la plej bonaj lumintenso, lumtempo kaj temperaturo povas akceli diversajn fiziologiajn procezojn de plantoj, precipe fotosintezon kaj floradon, tiel mallongigante la generadaŭron de kreskado de kultivaĵoj.Uzante plantfabrikan teknologion por kontroli kreskon kaj disvolviĝon de kultivaĵoj, anticipe rikoltante fruktojn, kondiĉe ke kelkaj semoj kun ĝerma kapablo povas kontentigi la reproduktajn bezonojn.

Fotoperiodo, la ĉefa media faktoro influanta kultivaĵkreskciklon

Lumciklo rilatas al la alterno de lumperiodo kaj malhela periodo en tago.Luma ciklo estas grava faktoro, kiu influas la kreskon, disvolviĝon, floradon kaj fruktodonadon de kultivaĵoj.Sentante la ŝanĝon de lumciklo, kultivaĵoj povas ŝanĝiĝi de vegetativa kresko al genera kresko kaj kompleta florado kaj fruktado.Malsamaj kultivaĵvariaĵoj kaj gentipoj havas malsamajn fiziologiajn respondojn al fotoperiodaj ŝanĝoj.Long-sunbrilaj plantoj, post kiam la sunbrila tempo superas la kritikan sunbrilon, la florado estas kutime akcelita per la plilongigo de fotoperiodo, kiel aveno, tritiko kaj hordeo.Neŭtralaj plantoj, sendepende de fotoperiodo, floras, kiel rizo, maizo kaj kukumo.Mallong-tagaj plantoj, kiel ekzemple kotono, sojfabo kaj milio, bezonas fotoperiodon pli malaltan ol la kritika sunbrila longo por flori.Sub la artefarita medio-kondiĉoj de 8h lumo kaj 30℃ alta temperaturo, la flora tempo de amaranto estas pli ol 40 tagojn pli frue ol tiu en la kampa medio.Sub la traktado de 16/8 h lumciklo (lumo/mallumo), ĉiuj sep hordeaj gentipoj frue floris: Franklin (36 tagoj), Gairdner (35 tagoj), Gimmett (33 tagoj), Komandanto (30 tagoj), Fleet (29). tagoj), Baudin (26 tagoj) kaj Lockyer (25 tagoj).

Sub la artefarita medio, la kreskoperiodo de tritiko povas esti mallongigita per uzado de embriokulturo por akiri plantidojn, kaj poste surradiado dum 16 horoj, kaj 8 generacioj povas esti produktitaj ĉiujare.La kreskoperiodo de pizo estis mallongigita de 143 tagoj en kampmedio al 67 tagoj en artefarita forcejo kun 16h lumo.Plilongigante la fotoperiodon al 20h kaj kombinante ĝin kun 21°C/16°C (tago/nokte), la kreskoperiodo de pizo povas esti mallongigita al 68 tagoj, kaj la sema agorda indico estas 97,8%.Sub la kondiĉo de kontrolita medio, post 20 horoj fotoperioda traktado, necesas 32 tagoj de semado ĝis florado, kaj la tuta kreskoperiodo estas 62-71 tagoj, kio estas pli mallonga ol tiu en kampokondiĉoj je pli ol 30 tagoj.Sub la kondiĉo de artefarita forcejo kun 22h fotoperiodo, la florado de tritiko, hordeo, kolzo kaj kikero estas mallongigita je 22, 64, 73 kaj 33 tagoj averaĝe respektive.Kombinita kun frua rikolto de semoj, la ĝermado de fruaj rikoltaj semoj povas atingi 92%, 98%, 89% kaj 94% averaĝe respektive, kiuj povas plene kontentigi la bezonojn de reproduktado.La plej rapidaj varioj povas senĉese produkti 6 generaciojn (tritiko) kaj 7 generaciojn (tritiko).Sub la kondiĉo de 22-hora fotoperiodo, la florado de aveno estis reduktita je 11 tagoj, kaj 21 tagojn post florado, almenaŭ 5 viveblaj semoj povus esti garantiitaj, kaj kvin generacioj povus esti kontinue disvastigitaj ĉiujare.En la artefarita forcejo kun 22-hora lumigado, la kreska periodo 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 kreskciklo de arakido estas reduktita 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 influante multajn fotoreceptorojn.La rilatumo de ruĝa lumo (R) al blua lumo (B) estas tre grava por kultivaĵoflorado.La ondolongo de ruĝa lumo de 600~700nm enhavas la absorban pinton de klorofilo de 660nm, kiu povas efike antaŭenigi fotosintezon.La ondolongo de blua lumo de 400~500nm influos plantan fototropismon, stomatan malfermon kaj kreskon de plantidoj.En tritiko, la proporcio de ruĝa lumo al blua lumo estas proksimume 1, kio povas stimuli floradon plej frue.Sub la malpeza kvalito de R:B=4:1, la kreska periodo de mezaj kaj malfruaj maturaj sojfaboj mallongiĝis de 120 tagoj al 63 tagoj, kaj la plantalteco kaj nutra biomaso estis reduktitaj, sed la semproduktado ne estis tuŝita. , kiu povis kontentigi almenaŭ unu semon per planto, kaj la meza ĝermado de nematuraj semoj estis 81.7%.Sub la kondiĉo de 10h lumigado kaj blua lumo suplemento, sojfaboj iĝis mallongaj kaj fortaj, floris 23 tagojn post semado, maturiĝis ene de 77 tagoj, kaj povis reproduktiĝi dum 5 generacioj en unu jaro.

La proporcio de ruĝa lumo al malproksima ruĝa lumo (FR) ankaŭ influas la floradon de plantoj.Fotosentemaj pigmentoj ekzistas en du formoj: malproksime ruĝa lumsorbado (Pfr) kaj ruĝa lumsorbado (Pr).Je malalta R:FR-proporcio, fotosentemaj pigmentoj estas konvertitaj de Pfr al Pr, kiu kondukas al la florado de longtagaj plantoj.Uzado de LED-lumoj por reguligi la taŭgan R:FR(0.66~1.07) povas pliigi plantalton, antaŭenigi la floradon de longtagaj plantoj (kiel matena gloro kaj muikanalo), kaj malhelpi la floradon de mallongaj plantoj (kiel ekzemple marigold). ).Kiam R:FR estas pli granda ol 3.1, la florado de lentoj estas prokrastita.Redukti R:FR al 1.9 povas akiri la plej bonan floran efikon, kaj ĝi povas flori en la 31-a tago post semado.La efiko de ruĝa lumo sur flora inhibicio estas mediaciita per fotosentema pigmento Pr.Studoj montris, ke kiam R:FR estas pli alta ol 3,5, la florado de kvin legumaj plantoj (pizo, kikero, fazeolo, lento kaj lupeno) estos prokrastita.En kelkaj gentipoj de amaranto kaj rizo, malproksime 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 de CO₂povas kutime antaŭenigi la kreskon kaj reproduktadon de C3-jaraĵoj, dum malalta koncentriĝo CO₂povas redukti la kreskon kaj reproduktadon pro karbonlimigo.Ekzemple, la fotosinteza efikeco de C3-plantoj, kiel ekzemple rizo kaj tritiko, pliiĝas kun la pliiĝo de CO.₂nivelo, rezultigante la kreskon de biomaso kaj frua florado.Por realigi la pozitivan efikon de CO₂koncentriĝo pliiĝo, eble necesas optimumigi la akvon kaj nutraĵprovizon.Tial, sub la kondiĉo de senlima investo, hidroponiko povas plene liberigi la kreskopotencialon de plantoj.Malalta CO₂koncentriĝo prokrastis la floradon de Arabidopsis thaliana, dum alta CO₂koncentriĝo akcelis la floradon de rizo, mallongigis la kreskoperiodon de rizo al 3 monatoj, kaj disvastigis 4 generaciojn jare.Suplementante CO₂al 785.7μmol/mol en la artefarita kreskskatolo, la reprodukta ciklo de sojfaba vario 'Enrei' estis mallongigita al 70 tagoj, kaj ĝi povis reprodukti 5 generaciojn en unu jaro.Kiam la CO₂koncentriĝo pliiĝis al 550 μmol/mol, la florado de Cajanus cajan estis prokrastita dum 8 ~ 9 tagoj, kaj la fruktfarado kaj maturiĝotempo ankaŭ estis prokrastitaj dum 9 tagoj.Cajanus cajan akumulis nesolveblan sukeron je alta CO₂koncentriĝo, kiu povas influi la signalan transdonon de plantoj kaj prokrasti floradon.Krome, en la kreskĉambro kun pliigita CO₂, la nombro kaj kvalito de sojfaboj pliiĝas, kio estas favora al hibridigo, kaj ĝia hibridigo estas multe pli alta ol tiu de sojfaboj kultivitaj sur la kampo.

Estontaj perspektivoj

Moderna agrikulturo povas akceli la procezon de kultivaĵbredado per alternativa reproduktado kaj instalaĵbredado.Tamen, estas iuj mankoj en ĉi tiuj metodoj, kiel striktaj geografiaj postuloj, multekosta laboradministrado kaj malstabilaj naturaj kondiĉoj, kiuj ne povas garantii sukcesan rikolton de semoj.Instalaĵbredado estas influita de klimataj kondiĉoj, kaj la tempo por generacia aldono estas limigita.Tamen, molekula markreproduktado nur akcelas la elekton kaj persistemon de reproduktaj celtrajtoj.Nuntempe, rapida reprodukta teknologio estis aplikata al Gramineae, Leguminosae, Kruciferae kaj aliaj kultivaĵoj.Tamen, plantfabriko rapida genera bredado tute forigas la influon de klimataj kondiĉoj, kaj povas reguligi la kreskan medion laŭ la bezonoj de planto kresko kaj disvolviĝo.Kombinante plantfabrikan rapidan reproduktan teknologion kun tradicia bredado, molekula markilo-bredado kaj aliaj reproduktaj metodoj efike, sub la kondiĉo de rapida reproduktado, la tempo bezonata por akiri homozigotajn liniojn post hibridiĝo povas esti reduktita, kaj samtempe, la fruaj generacioj povas esti reduktita. elektita por mallongigi la tempon necesan por akiri idealajn trajtojn kaj reproduktajn generaciojn.

La ŝlosila limigo de planto-rapida reprodukta teknologio en fabrikoj estas, ke la mediaj kondiĉoj necesaj por la kresko kaj disvolviĝo de malsamaj kultivaĵoj estas sufiĉe malsamaj, kaj necesas longa tempo por akiri la mediajn kondiĉojn por rapida reproduktado de celitaj kultivaĵoj.Samtempe, pro la alta kosto de fabriko konstruo kaj funkciado, estas malfacile efektivigi grandskalan aldonan reproduktan eksperimenton, kiu ofte kondukas al limigita semo-rendimento, kio povas limigi la sekvan kampan karakteron taksadon.Kun la laŭpaŝa plibonigo kaj plibonigo de plantfabrika ekipaĵo kaj teknologio, la konstrua kaj operacia kosto de plantfabriko iom post iom malpliiĝas.Eblas plue optimumigi la rapidan reproduktan teknologion kaj mallongigi la reproduktan ciklon efike kombinante la plantfabrikan rapidan reproduktan teknologion kun aliaj reproduktaj teknikoj.

FINO

Cititaj informoj

Liu Kaizhe, Liu Houchheng.Esplorprogreso de plantfabriko rapida reprodukta teknologio [J].Agricultural Engineering Technology, 2022,42(22):46-49.