Téhnologi rékayasa tatanén hortikultura rumah kacaDipublikasikeun tabuh 17:30 dina 14 Oktober 2022 di Beijing

Kalayan paningkatan populasi global anu terus-terusan, paménta jalma kana dahareun beuki ningkat ti dinten ka dinten, sareng sarat anu langkung luhur diajukeun pikeun nutrisi sareng kaamanan pangan. Ngabudidayakeun pepelakan anu ngahasilkeun hasil anu luhur sareng kualitas luhur mangrupikeun cara anu penting pikeun ngarengsekeun masalah pangan. Nanging, metode beternak tradisional peryogi waktos anu lami pikeun melak variétas anu saé, anu ngawatesan kamajuan beternak. Pikeun pepelakan anu nyerbuki sorangan taunan, tiasa peryogi 10 ~ 15 taun ti persilangan induk awal dugi ka produksi variétas énggal. Ku alatan éta, pikeun ngagancangkeun kamajuan beternak pepelakan, penting pisan pikeun ningkatkeun efisiensi beternak sareng ngirangan waktos generasi.

Beternak gancang hartina ngamaksimalkeun laju tumuwuhna pepelakan, ngagancangkeun kembangan sareng buahna, sareng ngirangan siklus beternak ku cara ngontrol kaayaan lingkungan dina rohangan tumuwuh lingkungan anu dikontrol anu ditutup pinuh. Pabrik pepelakan mangrupikeun sistem tatanén anu tiasa ngahontal produksi pepelakan anu efisien luhur ngalangkungan kontrol lingkungan anu presisi tinggi di fasilitas, sareng éta mangrupikeun lingkungan anu idéal pikeun beternak gancang. Kaayaan lingkungan penanaman sapertos cahaya, suhu, kalembaban sareng konsentrasi CO2 di pabrik relatif tiasa dikontrol, sareng henteu atanapi kirang kapangaruhan ku iklim éksternal. Dina kaayaan lingkungan anu dikontrol, inténsitas cahaya anu pangsaéna, waktos cahaya sareng suhu tiasa ngagancangkeun rupa-rupa prosés fisiologis pepelakan, khususna fotosintésis sareng kembangan, sahingga ngirangan waktos generasi kamekaran pepelakan. Nganggo téknologi pabrik pepelakan pikeun ngontrol kamekaran sareng kamekaran pepelakan, panén buah sateuacanna, salami sababaraha siki anu gaduh kamampuan pengecambahan tiasa nyumponan kabutuhan beternak.

Fotoperiode, faktor lingkungan utama anu mangaruhan siklus kamekaran pepelakan

Siklus cahaya nujul kana silih genti periode cahaya sareng periode poék dina sadinten. Siklus cahaya mangrupikeun faktor penting anu mangaruhan kamekaran, kamekaran, kembangan sareng buah pepelakan. Ku cara ngaraosan parobahan siklus cahaya, pepelakan tiasa robih tina kamekaran vegetatif ka kamekaran réproduktif sareng kembangan sareng buah anu lengkep. Variétas sareng génotip pepelakan anu béda-béda gaduh réspon fisiologis anu béda-béda kana parobahan fotoperiode. Tutuwuhan anu gaduh sinar panonpoé anu panjang, sakali waktos sinar panonpoé ngaleuwihan panjang sinar panonpoé kritis, waktos kembangan biasana digancangkeun ku perpanjangan fotoperiode, sapertos havermut, gandum sareng barley. Tutuwuhan nétral, henteu paduli fotoperiode, bakal mekar, sapertos béas, jagong sareng bonténg. Tutuwuhan anu pondok, sapertos kapas, kedelai sareng jawawut, peryogi fotoperiode anu langkung handap tibatan panjang sinar panonpoé kritis pikeun mekar. Dina kaayaan lingkungan jieunan cahaya 8 jam sareng suhu luhur 30 ℃, waktos kembangan bayam langkung ti 40 dinten langkung awal tibatan di lingkungan lapangan. Dina perlakuan siklus cahaya 16/8 jam (caang/poék), sadaya tujuh genotip gandum mekar langkung awal: Franklin (36 dinten), Gairdner (35 dinten), Gimmett (33 dinten), Commander (30 dinten), Fleet (29 dinten), Baudin (26 dinten) sareng Lockyer (25 dinten).

Dina lingkungan jieunan, période kamekaran gandum tiasa disingget ku cara ngagunakeun kultur embrio pikeun kéngingkeun bibit, teras disinari salami 16 jam, sareng 8 generasi tiasa dihasilkeun unggal taun. Periode kamekaran kacang polong disingget tina 143 dinten di lingkungan lapangan janten 67 dinten di rumah kaca jieunan kalayan cahaya 16 jam. Ku cara manjangkeun deui fotoperiode janten 20 jam sareng ngagabungkeunana sareng 21°C/16°C (siang/wengi), période kamekaran kacang polong tiasa disingget janten 68 dinten, sareng laju penetapan siki nyaéta 97,8%. Dina kaayaan lingkungan anu dikontrol, saatos perawatan fotoperiode 20 jam, peryogi 32 dinten ti panyebaran dugi ka kembangan, sareng sadaya période kamekaran nyaéta 62-71 dinten, anu langkung pondok tibatan dina kaayaan lapangan langkung ti 30 dinten. Dina kaayaan rumah kaca jieunan kalayan fotoperiode 22 jam, waktos kembangan gandum, barley, rapeseed sareng kacang arab disingget rata-rata 22, 64, 73 sareng 33 dinten. Digabungkeun sareng panén awal siki, laju pengecambahan siki panén awal rata-rata tiasa ngahontal 92%, 98%, 89% sareng 94%, anu tiasa nyumponan kabutuhan beternak. Variétas anu panggancangna tiasa terus ngahasilkeun 6 generasi (gandum) sareng 7 generasi (gandum). Dina kaayaan fotoperiode 22 jam, waktos kembangan oat dikirangan 11 dinten, sareng 21 dinten saatos kembangan, sahenteuna 5 siki anu hirup tiasa dijamin, sareng lima generasi tiasa terus-terusan dipelak unggal taun. Dina rumah kaca jieunan kalayan cahaya 22 jam, periode pertumbuhan lentil disingkat janten 115 dinten, sareng aranjeunna tiasa baranahan salami 3-4 generasi sataun. Dina kaayaan cahaya kontinyu 24 jam di rumah kaca jieunan, siklus pertumbuhan suuk dikirangan tina 145 dinten janten 89 dinten, sareng éta tiasa dipelak salami 4 generasi dina sataun.

Kualitas cahaya

Cahaya maénkeun peran penting dina kamekaran sareng kamekaran pepelakan. Cahaya tiasa ngontrol kembangan ku cara mangaruhan seueur fotoreseptor. Babandingan cahaya beureum (R) sareng cahaya biru (B) penting pisan pikeun kembangan pepelakan. Panjang gelombang cahaya beureum 600 ~ 700 nm ngandung puncak panyerepan klorofil 660 nm, anu sacara efektif tiasa ningkatkeun fotosintésis. Panjang gelombang cahaya biru 400 ~ 500 nm bakal mangaruhan fototropisme pepelakan, bubuka stomata sareng kamekaran bibit. Dina gandum, babandingan cahaya beureum sareng cahaya biru sakitar 1, anu tiasa ngainduksi kembangan paling awal. Dina kualitas cahaya R:B = 4: 1, periode kamekaran variétas kacang kedelai tengah sareng telat asak disingkat tina 120 dinten janten 63 dinten, sareng jangkungna pepelakan sareng biomassa nutrisi dikirangan, tapi hasil siki henteu kapangaruhan, anu tiasa nyugemakeun sahenteuna hiji siki per pepelakan, sareng tingkat pengecambahan rata-rata siki anu teu acan asak nyaéta 81,7%. Dina kaayaan cahaya 10 jam sareng suplement cahaya biru, pepelakan kedelai janten pondok sareng kuat, kembangan 23 dinten saatos dipelak, dewasa dina 77 dinten, sareng tiasa baranahan salami 5 generasi dina sataun.

Babandingan cahaya beureum jeung cahaya beureum jauh (FR) ogé mangaruhan kembangan tutuwuhan. Pigmén fotosénsitip aya dina dua bentuk: panyerepan cahaya beureum jauh (Pfr) jeung panyerepan cahaya beureum (Pr). Dina babandingan R:FR anu handap, pigmén fotosénsitip dirobah tina Pfr ka Pr, anu ngabalukarkeun kembangan tutuwuhan anu panjang beurang. Ngagunakeun lampu LED pikeun ngatur R:FR (0.66~1.07) anu pas bisa ningkatkeun jangkungna tutuwuhan, ngamajukeun kembangan tutuwuhan anu panjang beurang (sapertos morning glory sareng snapdragon), sarta ngahalangan kembangan tutuwuhan anu pondok beurang (sapertos marigold). Nalika R:FR leuwih gede ti 3.1, waktu kembangan miju-miju bakal telat. Ngurangan R:FR jadi 1.9 bisa meunangkeun éfék kembangan anu pangalusna, sarta bisa mekar dina poé ka-31 sanggeus dipelak. Pangaruh cahaya beureum kana inhibisi kembangan dimediasi ku pigmén fotosénsitip Pr. Panilitian geus nunjukkeun yén nalika R:FR leuwih gede ti 3.5, waktu kembangan lima tutuwuhan legum (kacang polong, kacang arab, buncis, miju-miju jeung lupin) bakal telat. Dina sababaraha genotip bayam sareng béas, lampu beureum jauh dianggo pikeun ngamajukeun kembangan salami 10 sareng 20 dinten masing-masing.

Pupuk CO₂

CO₂nyaéta sumber karbon utama fotosintésis. CO2 konsentrasi luhur₂biasana tiasa ningkatkeun kamekaran sareng réproduksi pepelakan taunan C3, sedengkeun CO2 konsentrasi rendah₂bisa ngurangan kamekaran jeung hasil réproduksi alatan watesan karbon. Contona, efisiensi fotosintésis tutuwuhan C3, saperti béas jeung gandum, ningkat kalawan ningkatna CO2₂tingkat, ngahasilkeun paningkatan biomassa sareng kembangan awal. Dina raraga ngawujudkeun dampak positif tina CO₂kanaékan konsentrasi, panginten diperyogikeun pikeun ngaoptimalkeun suplai cai sareng nutrisi. Ku kituna, dina kaayaan investasi anu teu terbatas, hidroponik tiasa ngaleupaskeun poténsi kamekaran pepelakan sacara pinuh. CO2 anu handap₂Konsentrasina ngalambatkeun waktos kembangan Arabidopsis thaliana, sedengkeun CO2 anu luhur₂Konsentrasi ngagancangkeun waktos kembangan béas, ngirangan periode kamekaran béas janten 3 bulan, sareng nyebarkeun 4 generasi sataun. Ku cara nambihan CO₂ka 785.7μmol/mol dina kotak pertumbuhan jieunan, siklus beternak variétas kacang kedelai 'Enrei' disingget jadi 70 poé, sarta bisa beternak 5 generasi dina sataun. Nalika CO₂Konsentrasi naék jadi 550μmol/mol, kembangan Cajanus cajan kalem salila 8~9 poé, sarta waktu setel buah sarta asakna ogé kalem salila 9 poé. Cajanus cajan ngumpulkeun gula nu teu leyur dina CO2 nu luhur.₂konsentrasi, anu tiasa mangaruhan transmisi sinyal pepelakan sareng ngalambatkeun kembangan. Salian ti éta, di rohangan pertumbuhan kalayan paningkatan CO₂, jumlah sareng kualitas kembang kedele ningkat, anu kondusif pikeun hibridisasi, sareng laju hibridisasina jauh langkung luhur tibatan kedele anu dipelak di lapangan.

Prospek ka hareup

Tatanén modéren tiasa ngagancangkeun prosés beternak pepelakan ku cara beternak alternatif sareng beternak fasilitas. Nanging, aya sababaraha kakurangan dina metode ieu, sapertos sarat geografis anu ketat, manajemen tanaga kerja anu mahal sareng kaayaan alam anu teu stabil, anu henteu tiasa ngajamin panén siki anu suksés. Beternak fasilitas dipangaruhan ku kaayaan iklim, sareng waktos kanggo nambihan generasi terbatas. Nanging, beternak spidol molekuler ngan ukur ngagancangkeun pamilihan sareng nangtukeun sipat target beternak. Ayeuna, téknologi beternak gancang parantos diterapkeun kana Gramineae, Leguminosae, Cruciferae sareng pepelakan sanésna. Nanging, beternak generasi gancang pabrik pepelakan ngaleungitkeun pangaruh kaayaan iklim sacara lengkep, sareng tiasa ngatur lingkungan pertumbuhan numutkeun kabutuhan pertumbuhan sareng kamekaran pepelakan. Ngagabungkeun téknologi beternak gancang pabrik pepelakan sareng beternak tradisional, beternak spidol molekuler sareng metode beternak sanésna sacara efektif, dina kaayaan beternak gancang, waktos anu diperyogikeun pikeun kéngingkeun garis homozigot saatos hibridisasi tiasa dikirangan, sareng dina waktos anu sami, generasi awal tiasa dipilih pikeun ngirangan waktos anu diperyogikeun pikeun kéngingkeun sipat idéal sareng generasi beternak.

Watesan konci téknologi beternak gancang pepelakan di pabrik nyaéta kaayaan lingkungan anu diperyogikeun pikeun kamekaran sareng kamekaran pepelakan anu béda-béda béda-béda, sareng peryogi waktos anu lami pikeun kéngingkeun kaayaan lingkungan pikeun beternak gancang pepelakan target. Dina waktos anu sami, kusabab biaya konstruksi sareng operasi pabrik anu mahal, hésé pikeun ngalaksanakeun ékspérimén beternak aditif skala ageung, anu sering nyababkeun hasil siki terbatas, anu tiasa ngawatesan évaluasi karakter lapangan tindak lanjut. Kalayan paningkatan sareng perbaikan alat sareng téknologi pabrik pabrik sacara bertahap, biaya konstruksi sareng operasi pabrik pabrik laun-laun dikirangan. Dimungkinkeun pikeun langkung ngaoptimalkeun téknologi beternak gancang sareng ngirangan siklus beternak ku cara ngagabungkeun téknologi beternak gancang pabrik pabrik sacara efektif sareng téknik beternak anu sanés.

TUNGTUNG

Inpormasi anu dikutip

Liu Kaizhe, Liu Houcheng. Kamajuan panalungtikan téknologi pemuliaan gancang pabrik tutuwuhan [J]. Téhnologi Rékayasa Pertanian, 2022,42(22):46-49.