Технологические технологии сельскохозяйственной инженерии теплицыОпубликовано в 17:30 14 октября 2022 года в Пекине

В связи с постоянным увеличением численности населения глобального населения, спрос людей на еду увеличивается день за днем, а более высокие требования выдвигаются для пищевого питания и безопасности. Культивирование высокодоходных и высококачественных культур является важным средством решения проблем с пищевыми продуктами. Тем не менее, традиционный метод размножения занимает много времени для развития превосходных разновидностей, что ограничивает прогресс размножения. Для ежегодных самоопыляющих культур может потребоваться 10 ~ 15 лет от первоначального пересечения родителей до производства нового сорта. Поэтому, чтобы ускорить прогресс размножения сельскохозяйственных культур, срочно повысить эффективность размножения и сократить время поколения.

Быстрое разведение означает максимизировать скорость роста растений, ускорить цветение и плодоношение, а также сократить цикл размножения, контролируя условия окружающей среды в полностью закрытой контролируемой комнате для роста окружающей среды. Завод Plant Factory-это сельскохозяйственная система, которая может достичь высокоэффективного производства сельскохозяйственных культур посредством высокого контроля окружающей среды на объектах, и это идеальная среда для быстрой размножения. Условия среды посадки, такие как свет, температура, влажность и концентрация CO2 на фабрике, относительно контролируют и не или менее влияют на внешний климат. В контролируемых условиях окружающей среды лучшая интенсивность света, легкое время и температура могут ускорить различные физиологические процессы растений, особенно фотосинтез и цветение, что сокращает время генерации роста урожая. Используя технологию завода растений для борьбы с ростом и развитием урожая, заранее собирая фрукты, если несколько семян с способностями прорастания могут удовлетворить потребности в размножении.

Фотопериод, основной фактор окружающей среды, влияющий на цикл роста урожая

Световой цикл относится к чередованию светового периода и темного периода за день. Световой цикл является важным фактором, который влияет на рост, развитие, цветение и плодоношение сельскохозяйственных культур. Ощущая изменение светового цикла, культуры могут перейти от вегетативного роста к репродуктивному росту и полному цветению и плодонождению. Различные сорта урожая и генотипы имеют разные физиологические реакции на изменения фотопериода. Растения с длинными саншинами, как только солнечное время превышает критическую длину солнечного света, время цветения обычно ускоряется в результате продления фотопериода, такого как овес, пшеница и ячмень. Нейтральные растения, независимо от фотопериода, будут цветут, такие как рис, кукуруза и огурец. Растения коротких дней, такие как хлопок, соя и просо, нуждаются в фотопериоде ниже критической длины солнечного света. В условиях искусственной среды 8 -часового света и 30 ℃ высокой температуры время цветения амаранта на 40 дней раньше, чем в полевой среде. При лечении светового цикла 16/8 ч (свет/темный) все семь генотипов ячменя цветут рано: Франклин (36 дней), Гэйрднер (35 дней), Демень (33 дня), командир (30 дней), флот (29 Дни), Боудин (26 дней) и Локьер (25 дней).

В искусственной среде период роста пшеницы может быть сокращен с использованием культуры эмбрионов для получения саженцев, а затем облучение в течение 16 часов, а 8 поколений могут производиться каждый год. Период роста гороха был сокращен с 143 дней в полевой среде до 67 дней в искусственной теплице с 16 -часовым светом. Благодаря дальнейшему продлению фотопериода до 20 часов и объединяя его с 21 ° C/16 ° C (день/ночь), период роста гороха может быть сокращен до 68 дней, а скорость установки семян составляет 97,8%. При условии контролируемой среды, после 20 часов лечения фотопериода, требуется 32 дня от посева до цветения, а весь период роста составляет 62-71 дня, что короче, чем в полевых условиях более чем на 30 дней. При условии искусственной теплицы с 22 -часовым фотопериодом, время цветения пшеницы, ячменя, изнасилования и нута сокращается на 22, 64, 73 и 33 дня в среднем соответственно. В сочетании с ранним сбором семян показатели прорастания семян раннего сбора урожая могут достигать 92%, 98%, 89% и 94% в среднем соответственно, что может полностью удовлетворить потребности размножения. Самые быстрые сорта могут непрерывно производить 6 поколений (пшеница) и 7 поколений (пшеница). При условии 22-часового фотопериода время цветения овса было уменьшено к 11 дням, а через 21 день после цветения можно было гарантировать не менее 5 жизнеспособных семян, а пять поколений могут непрерывно распространяться каждый год. В искусственной теплице с 22-часовым освещением период роста чечевицы сокращается до 115 дней, и они могут воспроизводить 3-4 поколения в год. При условии 24-часового непрерывного освещения в искусственной теплице цикл роста арахиса уменьшается с 145 дней до 89 дней, и его можно распространять в течение 4 поколений за один год.

Качество света

Свет играет жизненно важную роль в росте и развитии растений. Свет может контролировать цветение, затрагивая многие фоторецепторы. Соотношение красного света (R) к синию (B) очень важно для цветения урожая. Длина волны красного света 600 ~ 700 нм содержит пик поглощения хлорофилла 660 нм, который может эффективно способствовать фотосинтезу. Длина волны синего света 400 ~ 500 нм будет влиять на фототропизм растений, раскрытие устья и рост саженцев. В пшенице соотношение красного света и синего света составляет около 1, что может вызвать цветение в ближайшее время. Под светом качество R: B = 4: 1 период роста средних и поздних сортов сои был сокращен с 120 дней до 63 дней, а высота растения и питательная биомасса были снижены, но урожайность не была затронута , который может удовлетворить по крайней мере одно семя на растение, а средняя скорость прорастания незрелых семян составила 81,7%. При условии 10 -часового освещения и добавки синего света растения сои стали короткими и сильными, расцветали через 23 дня после посева, созрели в течение 77 дней и могли воспроизводить в течение 5 поколений за один год.

Соотношение красного света и отдаленного света (FR) также влияет на цветение растений. Фоточувствительные пигменты существуют в двух формах: поглощение дальнего красного света (PFR) и поглощение красного света (PR). При низком соотношении R: FR фоточувствительные пигменты преобразуются из PFR в PR, что приводит к цветению растений длительного дня. Использование светодиодных фонарей для регулирования соответствующего R: FR (0,66 ~ 1,07) может увеличить высоту растения, способствовать цветению растений длительного дня (таких как утренняя слава и Snapdragon) и ингибируют цветение растений короткого дня (например, на салоне. ) Когда R: FR больше 3,1, время цветения чечевицы откладывается. Сокращение R: от FR до 1.9 может получить лучший эффект цветения, и он может расцвести на 31 -й день после посева. Влияние красного света на ингибирование цветения опосредовано фоточувствительным пигментом PR. Исследования показали, что, когда R: FR выше 3,5, время цветения пяти бобовых растений (горох, нута, широкая фасоль, чечевица и люпин) будет отложено. В некоторых генотипах амаранта и риса дальний красный свет используется для продвижения цветения на 10 дней и 20 дней соответственно.

Удобрение co₂

CO₂является основным источником углерода фотосинтеза. Высокая концентрация co₂Обычно может способствовать росту и размножению годовых C3, в то время как CO₂может снизить урожайность и выходной урожай из -за ограничения углерода. Например, фотосинтетическая эффективность растений C3, таких как рис и пшеница, увеличивается с увеличением CO₂Уровень, что приводит к увеличению биомассы и раннего цветения. Чтобы понять положительное влияние CO₂Увеличение концентрации может потребоваться оптимизировать воду и питательные вещества. Следовательно, в условиях неограниченных инвестиций гидропоника может полностью высвободить потенциал роста растений. Низкий₂концентрация задержала время цветения арабидопсиса Thaliana, а высокая Co₂Концентрация ускорила время цветения риса, сократила период роста риса до 3 месяцев и распространял 4 поколения в год. Благодаря дополнению Co₂До 785,7 мкмоль/моль в ящике искусственного роста, цикл размножения сорта сои «Enrei» был сокращен до 70 дней, и он мог разводить 5 поколений за один год. Когда CO₂Концентрация увеличилась до 550 мкмоль/моль, цветение каджанус -каджана откладывалось на 8 ~ 9 дней, а настройка фруктов и время созревания также откладывали на 9 дней. Cajanus cajan накопил нерастворимый сахар в высоком уровне₂Концентрация, которая может повлиять на передачу сигнала растений и задержать цветение. Кроме того, в комнате для роста с увеличением CO₂Количество и качество цветов сои увеличиваются, что способствует гибридизации, а скорость его гибридизации намного выше, чем у соевых бобов, выращенных в полевых условиях.

Будущие перспективы

Современное сельское хозяйство может ускорить процесс размножения сельскохозяйственных культур с помощью альтернативного размножения и размножения объектов. Тем не менее, в этих методах есть некоторые недостатки, такие как строгие географические требования, дорогостоящее управление трудом и нестабильные естественные условия, которые не могут гарантировать успешный сбор семян. На разведение объектов влияет климатические условия, а время для добавления поколения ограничено. Тем не менее, размножение молекулярных маркеров только ускоряет отбор и определение гномов размножения. В настоящее время технология быстрого размножения была применена к Gramineae, Leguminosae, Cruciferae и другим культурам. Тем не менее, быстрое разведение растений быстрого поколения полностью избавится от влияния климатических условий и может регулировать среду роста в соответствии с потребностями роста и развития растений. Объединение технологии быстрого размножения растений с традиционным размножением, размножением молекулярных маркеров и другими методами размножения эффективно, при условии быстрой размножения, время, необходимое для получения гомозиготных линий после гибридизации, может быть уменьшено, и в то же время ранние поколения могут быть ранние поколения выбрано, чтобы сократить время, необходимое для получения идеальных признаков и разведения поколений.

Ключевое ограничение технологии быстрого размножения растений на фабриках заключается в том, что условия окружающей среды, необходимые для роста и развития различных культур, совершенно разные, и для получения условий окружающей среды для быстрого разведения целевых культур требуется много времени. В то же время, из-за высокой стоимости строительства и эксплуатации завода растений, трудно провести крупномасштабный эксперимент по добавлению, что часто приводит к ограниченному урожайности семян, что может ограничить оценку характера последующего поля. Благодаря постепенному улучшению и улучшению оборудования и технологий завода растений, стоимость строительства и эксплуатации на заводе завода постепенно снижается. Можно дополнительно оптимизировать технологию быстрого размножения и сократить цикл размножения, эффективно сочетая технологию быстрого размножения растений с другими методами размножения.

КОНЕЦ

Цитируемая информация

Лю Кайже, Лю Хучэн. Исследование прогресса на заводе растений быстрого размножения [J]. Технология сельскохозяйственной техники, 2022,42 (22): 46-49.