Greenhouse Horticultural Agricultural Engineering TechnologyNai -publish sa 17: 30 noong Oktubre 14, 2022 sa Beijing

Sa patuloy na pagtaas ng pandaigdigang populasyon, ang demand ng mga tao para sa pagkain ay tumataas araw -araw, at ang mas mataas na mga kinakailangan ay isusulong para sa nutrisyon at kaligtasan ng pagkain. Ang paglilinang ng mataas na ani at de-kalidad na mga pananim ay isang mahalagang paraan upang malutas ang mga problema sa pagkain. Gayunpaman, ang tradisyunal na pamamaraan ng pag -aanak ay tumatagal ng mahabang panahon upang linangin ang mahusay na mga uri, na naglilimita sa pag -unlad ng pag -aanak. Para sa taunang mga pananim na pollinating sa sarili, maaaring tumagal ng 10 ~ 15 taon mula sa paunang magulang na tumatawid sa paggawa ng isang bagong iba't-ibang. Samakatuwid, upang mapabilis ang pag -unlad ng pag -aanak ng ani, kagyat na pagbutihin ang kahusayan sa pag -aanak at paikliin ang oras ng henerasyon.

Ang mabilis na pag -aanak ay nangangahulugang i -maximize ang rate ng paglago ng mga halaman, mapabilis ang pamumulaklak at fruiting, at paikliin ang pag -aanak ng siklo sa pamamagitan ng pagkontrol sa mga kondisyon ng kapaligiran sa isang ganap na saradong kinokontrol na silid ng paglago ng kapaligiran. Ang pabrika ng halaman ay isang sistemang pang-agrikultura na maaaring makamit ang paggawa ng mataas na kahusayan sa pamamagitan ng mataas na katumpakan na kontrol sa kapaligiran sa mga pasilidad, at ito ay isang mainam na kapaligiran para sa mabilis na pag-aanak. Ang mga kondisyon ng kapaligiran ng pagtatanim tulad ng ilaw, temperatura, kahalumigmigan at konsentrasyon ng CO2 sa pabrika ay medyo nakokontrol, at hindi o hindi gaanong apektado ng panlabas na klima. Sa ilalim ng kinokontrol na mga kondisyon sa kapaligiran, ang pinakamahusay na ilaw ng ilaw, oras ng ilaw at temperatura ay maaaring mapabilis ang iba't ibang mga proseso ng physiological ng mga halaman, lalo na ang fotosintesis at pamumulaklak, sa gayon paikliin ang oras ng henerasyon ng paglago ng ani. Gamit ang teknolohiya ng pabrika ng halaman upang makontrol ang paglaki at pag -unlad ng ani, ang pag -aani ng mga prutas nang maaga, hangga't ang ilang mga buto na may kakayahang tumubo ay maaaring matugunan ang mga pangangailangan sa pag -aanak.

Photoperiod, ang pangunahing kadahilanan sa kapaligiran na nakakaapekto sa siklo ng paglago ng ani

Ang light cycle ay tumutukoy sa kahalili ng panahon ng ilaw at madilim na panahon sa isang araw. Ang light cycle ay isang mahalagang kadahilanan na nakakaapekto sa paglaki, pag -unlad, pamumulaklak at pagbagsak ng mga pananim. Sa pamamagitan ng sensing ang pagbabago ng light cycle, ang mga pananim ay maaaring magbago mula sa paglaki ng vegetative hanggang sa paglaki ng reproduktibo at kumpletong pamumulaklak at fruiting. Ang iba't ibang mga uri ng ani at genotypes ay may iba't ibang mga tugon sa physiological sa mga pagbabago sa photoperiod. Ang mga halaman na pang-long, kapag ang oras ng sikat ng araw ay lumampas sa kritikal na haba ng sikat ng araw, ang oras ng pamumulaklak ay karaniwang pinabilis ng pagpapahaba ng photoperiod, tulad ng mga oats, trigo at barley. Ang mga neutral na halaman, anuman ang photoperiod, ay mamulaklak, tulad ng bigas, mais at pipino. Ang mga panandaliang halaman, tulad ng cotton, toyo at millet, ay nangangailangan ng photoperiod na mas mababa kaysa sa kritikal na haba ng sikat ng araw upang mamukadkad. Sa ilalim ng mga kondisyon ng artipisyal na kapaligiran ng 8h light at 30 ℃ mataas na temperatura, ang oras ng pamumulaklak ng amaranth ay higit sa 40 araw bago kaysa sa kapaligiran sa bukid. Sa ilalim ng paggamot ng 16/8 h light cycle (ilaw/madilim), lahat ng pitong barley genotypes ay namumulaklak nang maaga: Franklin (36 araw), Gairdner (35 araw), Gimmett (33 araw), kumander (30 araw), armada (29 araw), Baudin (26 araw) at Lockyer (25 araw).

Sa ilalim ng artipisyal na kapaligiran, ang panahon ng paglago ng trigo ay maaaring paikliin sa pamamagitan ng paggamit ng kultura ng embryo upang makakuha ng mga punla, at pagkatapos ay mag -iilaw sa loob ng 16 na oras, at 8 henerasyon ang maaaring magawa bawat taon. Ang panahon ng paglago ng pea ay pinaikling mula sa 143 araw sa kapaligiran sa bukid hanggang 67 araw sa artipisyal na greenhouse na may 16H light. Sa pamamagitan ng karagdagang pagpapahaba sa photoperiod hanggang 20h at pagsasama -sama nito sa 21 ° C/16 ° C (araw/gabi), ang panahon ng paglago ng pea ay maaaring paikliin sa 68 araw, at ang rate ng setting ng binhi ay 97.8%. Sa ilalim ng kondisyon ng kinokontrol na kapaligiran, pagkatapos ng 20 oras na paggamot ng photoperiod, tatagal ng 32 araw mula sa paghahasik hanggang sa pamumulaklak, at ang buong panahon ng paglago ay 62-71 araw, na mas maikli kaysa sa mga kondisyon ng bukid ng higit sa 30 araw. Sa ilalim ng kondisyon ng artipisyal na greenhouse na may 22h photoperiod, ang oras ng pamumulaklak ng trigo, barley, panggagahasa at chickpea ay pinaikling ng 22, 64, 73 at 33 araw sa average, ayon sa pagkakabanggit. Pinagsama sa maagang pag -aani ng mga buto, ang mga rate ng pagtubo ng mga maagang pag -aani ng mga buto ay maaaring umabot sa 92%, 98%, 89% at 94% sa average, ayon sa pagkakabanggit, na maaaring ganap na matugunan ang mga pangangailangan ng pag -aanak. Ang pinakamabilis na uri ay maaaring patuloy na makagawa ng 6 na henerasyon (trigo) at 7 henerasyon (trigo). Sa ilalim ng kondisyon ng 22-oras na photoperiod, ang oras ng pamumulaklak ng mga oats ay nabawasan ng 11 araw, at 21 araw pagkatapos ng pamumulaklak, hindi bababa sa 5 mabubuhay na mga buto ay maaaring garantisado, at ang limang henerasyon ay maaaring patuloy na ipalaganap bawat taon. Sa artipisyal na greenhouse na may 22-oras na pag-iilaw, ang panahon ng paglago ng mga lentil ay pinaikling sa 115 araw, at maaari silang magparami ng 3-4 na henerasyon sa isang taon. Sa ilalim ng kondisyon ng 24 na oras na patuloy na pag-iilaw sa artipisyal na greenhouse, ang pag-ikot ng paglago ng mani ay nabawasan mula sa 145 araw hanggang 89 araw, at maaari itong ipalaganap sa loob ng 4 na henerasyon sa isang taon.

Magaan ang kalidad

Ang ilaw ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa paglaki at pag -unlad ng mga halaman. Maaaring kontrolin ng ilaw ang pamumulaklak sa pamamagitan ng nakakaapekto sa maraming mga photoreceptors. Ang ratio ng pulang ilaw (R) hanggang asul na ilaw (B) ay napakahalaga para sa pamumulaklak ng pag -crop. Ang pulang ilaw na haba ng haba ng 600 ~ 700nm ay naglalaman ng pagsipsip ng rurok ng chlorophyll ng 660Nm, na maaaring epektibong maisulong ang fotosintesis. Ang asul na haba ng haba ng haba ng 400 ~ 500nm ay makakaapekto sa phototropism ng halaman, pagbubukas ng stomatal at paglaki ng punla. Sa trigo, ang ratio ng pulang ilaw sa asul na ilaw ay tungkol sa 1, na maaaring mag -udyok ng pamumulaklak sa pinakauna. Sa ilalim ng magaan na kalidad ng r: b = 4: 1, ang panahon ng paglago ng gitna at huli-maturing na mga soybean varieties ay pinaikling mula sa 120 araw hanggang 63 araw, at ang taas ng halaman at nutritional biomass ay nabawasan, ngunit ang ani ng binhi ay hindi apektado , na maaaring masiyahan ang hindi bababa sa isang binhi bawat halaman, at ang average na rate ng pagtubo ng mga hindi pa nabubuong buto ay 81.7%. Sa ilalim ng kondisyon ng 10H Pag -iilaw at Blue Light Supplement, ang mga halaman ng toyo ay naging maikli at malakas, namumulaklak 23 araw pagkatapos ng paghahasik, matured sa loob ng 77 araw, at maaaring magparami ng 5 henerasyon sa isang taon.

Ang ratio ng pulang ilaw sa malayong pulang ilaw (FR) ay nakakaapekto rin sa pamumulaklak ng mga halaman. Ang mga photosensitive pigment ay umiiral sa dalawang anyo: malayo ang pulang ilaw na pagsipsip (PFR) at pagsipsip ng pulang ilaw (PR). Sa isang mababang r: ratio ng FR, ang mga photosensitive pigment ay na-convert mula sa PFR hanggang PR, na humahantong sa pamumulaklak ng mga mahabang araw na halaman. Ang paggamit ng mga ilaw ng LED upang ayusin ang naaangkop na R: FR (0.66 ~ 1.07) ay maaaring dagdagan ang taas ng halaman, itaguyod ang pamumulaklak ng mga mahabang halaman (tulad ng kaluwalhatian sa umaga at snapdragon), at pagbawalan ang pamumulaklak ng mga panandaliang halaman (tulad ng marigold ). Kapag ang R: FR ay mas malaki kaysa sa 3.1, ang oras ng pamumulaklak ng mga lentil ay naantala. Ang pagbabawas ng R: FR hanggang 1.9 ay maaaring makakuha ng pinakamahusay na epekto ng pamumulaklak, at maaari itong mamukadkad sa ika -31 araw pagkatapos ng paghahasik. Ang epekto ng pulang ilaw sa pagsugpo sa pamumulaklak ay pinagsama ng photosensitive pigment PR. Itinuro ng mga pag -aaral na kapag ang R: FR ay mas mataas kaysa sa 3.5, ang oras ng pamumulaklak ng limang leguminous na halaman (pea, chickpea, malawak na bean, lentil at lupine) ay maaantala. Sa ilang mga genotypes ng amaranth at bigas, ang malalayong ilaw ay ginagamit upang isulong ang pamumulaklak ng 10 araw at 20 araw ayon sa pagkakabanggit.

Fertilizer co₂

CO₂ay ang pangunahing mapagkukunan ng carbon ng fotosintesis. Mataas na konsentrasyon co₂maaaring karaniwang itaguyod ang paglaki at pagpaparami ng mga taunang C3, habang ang mababang konsentrasyon CO₂maaaring mabawasan ang ani ng paglago at pagpaparami dahil sa limitasyon ng carbon. Halimbawa, ang photosynthetic na kahusayan ng mga halaman ng C3, tulad ng bigas at trigo, ay nagdaragdag sa pagtaas ng CO₂antas, na nagreresulta sa pagtaas ng biomass at maagang pamumulaklak. Upang mapagtanto ang positibong epekto ng co₂Pagtaas ng konsentrasyon, maaaring kinakailangan upang ma -optimize ang supply ng tubig at nutrisyon. Samakatuwid, sa ilalim ng kondisyon ng walang limitasyong pamumuhunan, ang hydroponics ay maaaring ganap na mailabas ang potensyal na paglago ng mga halaman. Mababang co₂naantala ng konsentrasyon ang oras ng pamumulaklak ng Arabidopsis thaliana, habang ang mataas na CO₂Pinabilis ng konsentrasyon ang oras ng pamumulaklak ng bigas, pinaikling ang panahon ng paglago ng bigas hanggang 3 buwan, at ipinalaganap ang 4 na henerasyon sa isang taon. Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng co₂Sa 785.7μmol/mol sa artipisyal na kahon ng paglago, ang pag -aanak ng pag -aanak ng iba't ibang toyo na 'enrei' ay pinaikling sa 70 araw, at maaari itong mag -breed ng 5 henerasyon sa isang taon. Kapag ang co₂Ang konsentrasyon ay nadagdagan sa 550μmol/mol, ang pamumulaklak ng Cajanus cajan ay naantala sa loob ng 8 ~ 9 araw, at ang setting ng prutas at oras ng paghihinog ay naantala din sa loob ng 9 araw. Si Cajanus Cajan ay nagtipon ng hindi matutunaw na asukal sa mataas na co₂konsentrasyon, na maaaring makaapekto sa paghahatid ng signal ng mga halaman at pagkaantala ng pamumulaklak. Bilang karagdagan, sa silid ng paglago na may pagtaas ng co₂.

Hinaharap na mga prospect

Ang modernong agrikultura ay maaaring mapabilis ang proseso ng pag -aanak ng ani sa pamamagitan ng alternatibong pag -aanak at pag -aanak ng pasilidad. Gayunpaman, mayroong ilang mga pagkukulang sa mga pamamaraang ito, tulad ng mahigpit na mga kinakailangan sa heograpiya, mamahaling pamamahala sa paggawa at hindi matatag na likas na mga kondisyon, na hindi masiguro ang matagumpay na pag -aani ng binhi. Ang pag -aanak ng pasilidad ay naiimpluwensyahan ng mga kondisyon ng klimatiko, at ang oras para sa karagdagan ng henerasyon ay limitado. Gayunpaman, ang pag -aanak ng molekular na marker ay nagpapabilis lamang sa pagpili at pagpapasiya ng mga katangian ng target na pag -aanak. Sa kasalukuyan, ang mabilis na teknolohiya ng pag -aanak ay inilapat sa Gramineae, Leguminosae, Cruciferae at iba pang mga pananim. Gayunpaman, ang mabilis na pag -aanak ng pabrika ng halaman ay ganap na mapupuksa ang impluwensya ng mga klimatiko na kondisyon, at maaaring umayos ang kapaligiran ng paglago ayon sa mga pangangailangan ng paglago at pag -unlad ng halaman. Ang pagsasama -sama ng pabrika ng mabilis na teknolohiya ng pag -aanak na may tradisyonal na pag -aanak, pag -aanak ng molekular na marker at iba pang mga pamamaraan ng pag -aanak nang epektibo, sa ilalim ng kondisyon ng mabilis na pag -aanak, ang oras na kinakailangan upang makakuha ng mga homozygous line pagkatapos ng pag -hybrid ay maaaring mabawasan, at sa parehong oras, ang mga unang henerasyon ay maaaring maging Napili upang paikliin ang oras na kinakailangan upang makakuha ng mga perpektong katangian at mga henerasyon ng pag -aanak.

Ang pangunahing limitasyon ng mabilis na teknolohiya ng pag -aanak ng halaman sa mga pabrika ay ang mga kondisyon sa kapaligiran na kinakailangan para sa paglaki at pag -unlad ng iba't ibang mga pananim ay naiiba, at tumatagal ng mahabang panahon upang makuha ang mga kondisyon ng kapaligiran para sa mabilis na pag -aanak ng mga target na pananim. Kasabay nito, dahil sa mataas na gastos ng konstruksyon at operasyon ng pabrika ng halaman, mahirap isagawa ang malakihang eksperimento sa pagdaragdag ng additive, na madalas na humahantong sa limitadong ani ng binhi, na maaaring limitahan ang pagsusuri ng follow-up na character na pagsusuri. Sa unti -unting pagpapabuti at pagpapabuti ng kagamitan at teknolohiya ng pabrika ng halaman, ang konstruksiyon at operasyon na gastos ng pabrika ng halaman ay unti -unting nabawasan. Posible upang higit pang ma -optimize ang mabilis na teknolohiya ng pag -aanak at paikliin ang pag -aanak ng ikot sa pamamagitan ng epektibong pagsasama ng pabrika ng pabrika ng mabilis na pag -aanak sa iba pang mga diskarte sa pag -aanak.

Magtapos

Nabanggit na impormasyon

Liu Kaizhe, Liu Houcheng. Pag -unlad ng pananaliksik ng pabrika ng pabrika ng mabilis na pag -aanak ng teknolohiya [j]. Teknolohiya ng Agrikultura ng Agrikultura, 2022,42 (22): 46-49.