Kweekhuis tuinbou landbou-ingenieurswese tegnologieGepubliseer om 17:30 op 14 Oktober 2022 in Beijing

Met die voortdurende toename in die wêreldbevolking, neem mense se vraag na voedsel dag vir dag toe, en word hoër vereistes vir voedselvoeding en -veiligheid gestel.Die verbouing van hoë-opbrengs en hoë kwaliteit gewasse is 'n belangrike manier om voedselprobleme op te los.Die tradisionele teelmetode neem egter lank om uitstekende variëteite te kweek, wat die vordering van teling beperk.Vir eenjarige selfbestuiwende gewasse kan dit 10~15 jaar neem vanaf die aanvanklike ouerkruising tot die produksie van 'n nuwe variëteit.Daarom, om die vordering van gewasteling te bespoedig, is dit dringend om die teeldoeltreffendheid te verbeter en die generasietyd te verkort.

Vinnige teling beteken om die groeitempo van plante te maksimeer, blom en vrugte te versnel, en die telingsiklus te verkort deur omgewingstoestande in 'n ten volle geslote beheerde omgewing groeikamer te beheer.Plantfabriek is 'n landboustelsel wat hoë-doeltreffende gewasproduksie kan bereik deur hoë-presisie omgewingsbeheer in fasiliteite, en dit is 'n ideale omgewing vir vinnige teling.Die plantomgewingstoestande soos lig, temperatuur, humiditeit en CO2-konsentrasie in die fabriek is relatief beheerbaar, en word nie of minder deur die eksterne klimaat beïnvloed nie.Onder beheerde omgewingstoestande kan die beste ligintensiteit, ligtyd en temperatuur verskeie fisiologiese prosesse van plante, veral fotosintese en blom, versnel en sodoende die generasietyd van gewasgroei verkort.Die gebruik van plantfabriekstegnologie om gewasgroei en -ontwikkeling te beheer, vrugte vooraf te oes, solank 'n paar sade met ontkiemingsvermoë in die teelbehoeftes kan voorsien.

Fotoperiode, die belangrikste omgewingsfaktor wat gewasgroeisiklus beïnvloed

Ligsiklus verwys na die afwisseling van ligperiode en donker periode in 'n dag.Ligsiklus is 'n belangrike faktor wat die groei, ontwikkeling, blom en vrugte van gewasse beïnvloed.Deur die verandering van ligsiklus te bespeur, kan gewasse verander van vegetatiewe groei na reproduktiewe groei en volledige blom en vrugte.Verskillende gewasvariëteite en genotipes het verskillende fisiologiese reaksies op fotoperiodeveranderinge.Langsonskynplante, sodra die sonskyntyd die kritieke sonskynlengte oorskry, word die blomtyd gewoonlik versnel deur die verlenging van fotoperiode, soos hawer, koring en gars.Neutrale plante, ongeag die fotoperiode, sal blom, soos rys, mielies en komkommer.Kortdagplante, soos katoen, sojabone en giers, benodig fotoperiode wat laer is as die kritieke sonskynlengte om te blom.Onder die kunsmatige omgewingstoestande van 8 uur lig en 30 ℃ hoë temperatuur, is die blomtyd van amarant meer as 40 dae vroeër as dié in die veldomgewing.Onder die behandeling van 16/8 uur ligsiklus (lig/donker) het al sewe garsgenotipes vroeg geblom: Franklin (36 dae), Gairdner (35 dae), Gimmett (33 dae), Commander (30 dae), Fleet (29) dae), Baudin (26 dae) en Lockyer (25 dae).

Onder die kunsmatige omgewing kan die groeiperiode van koring verkort word deur embriokultuur te gebruik om saailinge te verkry, en dan vir 16 uur te bestraal, en 8 generasies kan elke jaar geproduseer word.Die groeiperiode van ertjie is verkort van 143 dae in veld omgewing tot 67 dae in kunsmatige kweekhuis met 16h lig.Deur die fotoperiode verder tot 20 uur te verleng en dit te kombineer met 21°C/16°C(dag/nag), kan die groeiperiode van ertjie tot 68 dae verkort word, en die saadsettempo is 97,8%.Onder die toestand van beheerde omgewing, na 20 uur fotoperiode behandeling, neem dit 32 dae vanaf saai tot blom, en die hele groeiperiode is 62-71 dae, wat korter is as dié in veldtoestande met meer as 30 dae.Onder die toestand van kunsmatige kweekhuis met 22h fotoperiode, word die blomtyd van koring, gars, raap en kekerertjies met gemiddeld 22, 64, 73 en 33 dae onderskeidelik verkort.Gekombineer met vroeë oes van sade, kan die ontkiemingsyfers van vroeë oes sade onderskeidelik 92%, 98%, 89% en 94% bereik, wat ten volle in die behoeftes van teling kan voorsien.Die vinnigste variëteite kan deurlopend 6 generasies (koring) en 7 generasies (koring) produseer.Onder die toestand van 22-uur-fotoperiode is die blomtyd van hawer met 11 dae verminder, en 21 dae na blom kon ten minste 5 lewensvatbare sade gewaarborg word, en vyf generasies kon jaarliks ​​voortdurend voortgeplant word.In die kunsmatige kweekhuis met 22-uur-beligting word die groeiperiode van lensies tot 115 dae verkort, en hulle kan 3-4 generasies per jaar voortplant.Onder die toestand van 24-uur deurlopende beligting in kunsmatige kweekhuise, word die groeisiklus van grondboontjies verminder van 145 dae tot 89 dae, en dit kan vir 4 generasies in een jaar gepropageer word.

Ligte kwaliteit

Lig speel 'n belangrike rol in die groei en ontwikkeling van plante.Lig kan blom beheer deur baie fotoreseptore te beïnvloed.Die verhouding van rooi lig (R) tot blou lig (B) is baie belangrik vir gewasblom.Die rooi liggolflengte van 600 ~ 700nm bevat die absorpsiepiek van chlorofil van 660nm, wat fotosintese effektief kan bevorder.Die blou lig golflengte van 400~500nm sal plantfototropisme, stomatale opening en saailinggroei beïnvloed.By koring is die verhouding van rooi lig tot blou lig ongeveer 1, wat op die vroegste blom kan veroorsaak.Onder die ligkwaliteit van R:B=4:1 is die groeiperiode van middel- en laatryp sojaboonvariëteite van 120 dae tot 63 dae verkort, en die planthoogte en voedingsbiomassa is verminder, maar die saadopbrengs is nie beïnvloed nie. , wat ten minste een saad per plant kon bevredig, en die gemiddelde ontkiemingskoers van onvolwasse sade was 81,7%.Onder die toestand van 10h beligting en blouligaanvulling, het sojaboonplante kort en sterk geword, 23 dae na saai geblom, binne 77 dae verouder, en kon vir 5 generasies in een jaar voortplant.

Die verhouding van rooi lig tot ver rooi lig (FR) beïnvloed ook die blom van plante.Fotosensitiewe pigmente bestaan ​​in twee vorme: verrooiligabsorpsie (Pfr) en rooiligabsorpsie (Pr).By 'n lae R:FR-verhouding word fotosensitiewe pigmente van Pfr na Pr omgeskakel, wat lei tot die blom van langdagplante.Deur LED-ligte te gebruik om die toepaslike R:FR(0.66~1.07) te reguleer, kan planthoogte verhoog, die blom van langdagplante (soos morning glory en leeuwenbek) bevorder en die blom van kortdagplante (soos goudsbloem) inhibeer ).Wanneer R:FR groter as 3.1 is, word die blomtyd van lensies vertraag.Die vermindering van R:FR tot 1,9 kan die beste blomeffek kry, en dit kan op die 31ste dag na saai blom.Die effek van rooi lig op blominhibisie word bemiddel deur fotosensitiewe pigment Pr.Studies het uitgewys dat wanneer R:FR hoër as 3,5 is, die blomtyd van vyf peulplante (ertjie, kekerertjie, breëboontjie, lensie en lupien) vertraag sal word.In sommige genotipes van amarant en rys word verrooi lig gebruik om blom met onderskeidelik 10 dae en 20 dae te bevorder.

Kunsmis CO₂

CO₂is die belangrikste koolstofbron van fotosintese.Hoë konsentrasie CO₂kan gewoonlik die groei en reproduksie van C3 eenjarige plante bevorder, terwyl lae konsentrasie CO₂kan die groei- en reproduksie-opbrengs verminder as gevolg van koolstofbeperking.Byvoorbeeld, die fotosintetiese doeltreffendheid van C3-plante, soos rys en koring, neem toe met die toename in CO2₂vlak, wat lei tot die toename van biomassa en vroeë blom.Om die positiewe impak van CO₂konsentrasieverhoging, kan dit nodig wees om die water- en voedingstofvoorsiening te optimaliseer.Daarom, onder die voorwaarde van onbeperkte belegging, kan hidroponika die groeipotensiaal van plante ten volle vrystel.Lae CO₂konsentrasie het die blomtyd van Arabidopsis thaliana vertraag, terwyl hoë CO₂konsentrasie het die blomtyd van rys versnel, die groeiperiode van rys tot 3 maande verkort en 4 generasies per jaar voortgeplant.Deur die aanvulling van CO₂tot 785.7μmol/mol in die kunsmatige groeikas, is die telingsiklus van sojaboonvariëteit 'Enrei' tot 70 dae verkort, en dit kon 5 generasies in een jaar teel.Wanneer die CO₂konsentrasie het tot 550μmol/mol toegeneem, die blom van Cajanus cajan is vir 8~9 dae vertraag, en die vrugset en rypwordingstyd is ook vir 9 dae vertraag.Cajanus cajan het onoplosbare suiker opgehoop by hoë CO₂konsentrasie, wat die seinoordrag van plante kan beïnvloed en blom kan vertraag.Daarbenewens, in die groeikamer met verhoogde CO₂, neem die aantal en kwaliteit van sojaboonblomme toe, wat bevorderlik is vir verbastering, en die verbasteringstempo daarvan is baie hoër as dié van sojabone wat in die veld verbou word.

Toekomsvooruitsigte

Moderne landbou kan die proses van gewasteling versnel deur middel van alternatiewe teling en fasiliteitteling.Daar is egter 'n paar tekortkominge in hierdie metodes, soos streng geografiese vereistes, duur arbeidsbestuur en onstabiele natuurlike toestande, wat nie suksesvolle saadoes kan waarborg nie.Fasiliteitteling word deur klimaatstoestande beïnvloed, en die tyd vir generasietoevoeging is beperk.Molekulêre merkerteling versnel egter net die seleksie en bepaling van teelteikeneienskappe.Tans is vinnige teelttegnologie toegepas op Gramineae, Leguminosae, Cruciferae en ander gewasse.Plantfabrieke se vinnige generasie teling raak egter heeltemal ontslae van die invloed van klimaatstoestande, en kan die groei-omgewing reguleer volgens die behoeftes van plantgroei en -ontwikkeling.Deur die vinnige teelttegnologie van plantfabrieke met tradisionele teling, molekulêre merkerteling en ander teelmetodes effektief te kombineer, onder die toestand van vinnige teling, kan die tyd wat nodig is om homosigotiese lyne na verbastering te verkry, verminder word, en terselfdertyd kan die vroeë generasies geselekteer om die tyd wat nodig is om ideale eienskappe en teelgenerasies te verkry, te verkort.

Die sleutelbeperking van vinnige teelttegnologie vir plant in fabrieke is dat die omgewingstoestande wat nodig is vir die groei en ontwikkeling van verskillende gewasse heeltemal verskil, en dit neem lank om die omgewingstoestande vir vinnige teling van teikengewasse te verkry.Terselfdertyd, as gevolg van die hoë koste van aanlegfabriekkonstruksie en -bedryf, is dit moeilik om grootskaalse byvoegteeleksperiment uit te voer, wat dikwels lei tot beperkte saadopbrengs, wat die opvolgveldkarakterevaluering kan beperk.Met die geleidelike verbetering en verbetering van aanlegfabriektoerusting en -tegnologie, word die konstruksie- en bedryfskoste van aanlegfabriek geleidelik verminder.Dit is moontlik om die vinnige teelttegnologie verder te optimaliseer en die telingsiklus te verkort deur die plantfabriek-snelteeltegnologie effektief met ander teeltegnieke te kombineer.

EINDE

Aangehaalde inligting

Liu Kaizhe, Liu Houcheng.Navorsingsvordering van vinnige teelttegnologie vir plantfabrieke [J].Landbou-ingenieurstegnologie, 2022,42(22):46-49.