Tecnulugia di l'ingegneria agricula in serraPublicatu à 17: 30 u 14 d'ottobre di u 2022 in Pechino

Cù l'aumentu cuntinuu di a pupulazione glubale, a dumanda di e persone per l'alimentariu hè in crescita ogni ghjornu, è i requisiti più elevati sò presentati per a nutrizione è a sicurezza alimentaria.Cultivate culturi d'altu rendiment è di alta qualità hè un mezzu impurtante per risolve i prublemi alimentari.In ogni casu, u metudu di ripruduzzione tradiziunale piglia assai tempu per cultivà variità eccellenti, chì limita u prugressu di ripruduzzione.Per i culturi di l'auto-polinizazione annuali, pò piglià 10 ~ 15 anni da u cruciamentu iniziale di i genitori à a pruduzzione di una nova varietà.Dunque, per accelerà u prugressu di a ripruduzzione di culturi, hè urgente per migliurà l'efficienza di ripruduzzione è accurtà u tempu di generazione.

A ripruduzzione rapida significa per maximizà a crescita di e piante, accelerà a fioritura è a fruttificazione, è accurtà u ciculu di ripruduzzione cuntrullendu e cundizioni ambientali in una sala di crescita di l'ambiente cuntrullatu cumplettamente chjusu.A fabbrica di pianta hè un sistema agriculu chì pò ottene una produzzione di culturi d'alta efficienza per mezu di un cuntrollu ambientale d'alta precisione in e instalazioni, è hè un ambiente ideale per a ripruduzzione rapida.E cundizioni di l'ambienti di piantazione cum'è a luce, a temperatura, l'umidità è a cuncentrazione di CO2 in a fabbrica sò relativamente cuntrullabili, è ùn sò micca o menu affettati da u clima esternu.Sottu cundizioni ambientali cuntrullati, a megliu intensità di luce, u tempu di luce è a temperatura pò accelerà diversi prucessi fisiologichi di e piante, in particulare a fotosintesi è a fioritura, cusì accurtà u tempu di generazione di u crescita di i culturi.Utilizà a tecnulugia di a fabbrica di pianta per cuntrullà a crescita è u sviluppu di i culturi, a cugliera di frutti in anticipu, finu à chì uni pochi di sementi cù capacità di germinazione ponu risponde à i bisogni di ripruduzzione.

Fotoperiodu, u principale fattore ambientale chì afecta u ciculu di crescita di i culturi

U ciclu di luce si riferisce à l'alternanza di u periodu di luce è u periodu scuru in un ghjornu.U ciculu di luce hè un fattore impurtante chì afecta a crescita, u sviluppu, a fioritura è a fruttu di i culturi.Sentendu u cambiamentu di u ciculu di luce, i culturi ponu cambià da a crescita vegetativa à a crescita riproduttiva è a fioritura completa è a fruttu.Diversi varietà di culturi è genotipi anu risposti fisiologichi diffirenti à i cambiamenti di fotoperiodu.Long-sunshine plants, una volta u tempu di u sole supera a durata critica di u sole, u tempu di fioritura hè generalmente acceleratu da a prolongazione di u photoperiodu, cum'è avena, granu è orzu.I pianti neutrali, indipendentemente da u fotoperiodu, fiuriscenu, cum'è u risu, u granu è u pepino.I pianti di ghjornu curtu, cum'è u cuttuni, a soia è u millet, necessitanu un fotoperiodu più bassu di a durata critica di u sole per fiurisce.Sottu à e cundizioni di l'ambienti artificiali di 8h di luce è 30 ℃ alta temperatura, u tempu di fioritura di amaranth hè più di 40 ghjorni prima di quellu in l'ambienti di u campu.Sutta u trattamentu di u ciculu di luce 16/8 h (luce / scuru), tutti i sette genotipi di orzu fiuriscenu prima: Franklin (36 ghjorni), Gairdner (35 ghjorni), Gimmett (33 ghjorni), Commander (30 ghjorni), Fleet (29). ghjorni), Baudin (26 ghjorni) è Lockyer (25 ghjorni).

Sottu à l'ambienti artificiali, u periodu di crescita di u granu pò esse scurciatu cù l'usu di a cultura di l'embriione per ottene e piantini, è poi irradiate per 16 ore, è 8 generazioni ponu esse prudutte ogni annu.U periodu di crescita di piselli hè stata accurtata da 143 ghjorni in l'ambiente di campu à 67 ghjorni in serra artificiale cù 16h light.Allargendu ancu u fotoperiodu à 20 ore è cumminendu cù 21 ° C / 16 ° C (ghjornu / notte), u periodu di crescita di piselli pò esse scurciatu à 68 ghjorni, è a tarifa di seminazione hè di 97,8%.Sutta a cundizione di l'ambienti cuntrullati, dopu à 20 ore di trattamentu di fotoperiodu, ci vole 32 ghjorni da a simminzioni à a fioritura, è tuttu u periodu di crescita hè di 62-71 ghjorni, chì hè più cortu di quellu in i cundizioni di u campu per più di 30 ghjorni.Sutta a cundizione di serra artificiale cù fotoperiodu 22h, u tempu di fioritura di granu, orzu, colza è ceci hè scurciatu da 22, 64, 73 è 33 ghjorni in media, rispettivamente.Cumminatu cù a prima cugliera di e sementi, i tassi di germinazione di e sementi di a prima cugliera ponu ghjunghje à 92%, 98%, 89% è 94% in media, rispettivamente, chì ponu risponde à i bisogni di ripruduzzione.I variità più veloci ponu pruduce continuamente 6 generazioni (granu) è 7 generazioni (granu).Sutta a cundizione di fotoperiodu 22-hour, u tempu di fioritura di l'avena hè stata ridutta da 11 ghjorni, è 21 ghjorni dopu à fioritura, almenu 5 sementi viable puderanu esse garantitu, è cinque generazioni puderanu esse propagati continuamente ogni annu.In l'invernamentu artificiale cù l'illuminazione di 22 ore, u periodu di crescita di lenticchie hè scurciatu à 115 ghjorni, è ponu ripruduce per 3-4 generazioni annu.Sutta a cundizione di l'illuminazione cuntinua di 24 ore in serra artificiale, u ciculu di crescita di cacahuete hè ridutta da 145 ghjorni à 89 ghjorni, è pò esse propagatu per 4 generazioni in un annu.

Qualità di luce

A luce ghjoca un rolu vitale in u crescita è u sviluppu di e piante.A luce pò cuntrullà a fioritura affettendu parechji fotoreceptori.U rapportu di luce rossa (R) à u lume blu (B) hè assai impurtante per a fioritura di culturi.A lunghezza d'onda di a luce rossa di 600 ~ 700 nm cuntene u piccu di assorbimentu di clorofilla di 660 nm, chì pò prumove efficacemente a fotosintesi.A lunghezza d'onda di a luce blu di 400 ~ 500 nm influenzerà u fototropismu di a pianta, l'apertura stomatica è a crescita di piantina.In u granu, u rapportu di u lume rossu à u lume blu hè di circa 1, chì pò induce a fioritura à u più prestu.Sutta a qualità di luce di R: B = 4: 1, u periodu di crescita di variità di soia di maturazione media è tardiva hè stata accurtata da 120 ghjorni à 63 ghjorni, è l'altezza di a pianta è a biomassa nutrizionale sò ridutta, ma u rendiment di sementi ùn hè micca affettatu. , chì puderia suddisfà almenu una sumente per pianta, è a rata di germinazione media di sementi immaturi era 81,7%.Sutta a cundizione di illuminazione 10h è supplementu di luce blu, i pianti di soia sò diventati brevi è forti, fiuriscenu 23 ghjorni dopu à a simminzioni, maturu in 77 ghjorni, è puderanu riproduce per 5 generazioni in un annu.

U rapportu di u lume rossu à u lume rossu luntanu (FR) afecta ancu a fioritura di e piante.I pigmenti fotosensibili esistenu in duie forme: assorbimentu di luce rossa (Pfr) è assorbimentu di luce rossa (Pr).À un rapportu R: FR bassu, i pigmenti fotosensibili sò cunvertiti da Pfr à Pr, chì porta à a fioritura di e piante longu.Aduprendu luci LED per regulà u R: FR (0,66 ~ 1,07) appropritatu pò aumentà l'altezza di a pianta, prumove a fioritura di e piante di ghjornu longu (cum'è a gloria di a matina è u mucca di drago), è impedisce a fioritura di e piante di ghjornu curtu (cum'è a calendula). ).Quandu R:FR hè più grande di 3,1, u tempu di fioritura di e lenticchie hè ritardatu.A riduzzione di R: FR à 1,9 pò ottene u megliu effettu di fioritura, è pò fiori in u 31 ghjornu dopu a simminzioni.L'effettu di a luce rossa nantu à l'inhibizione di fioritura hè mediatu da u pigmentu fotosensibile Pr.I studii anu indicatu chì quandu R: FR hè più altu di 3,5, u tempu di fioritura di cinque leguminose (pizza, ceci, fagiolo, lenticchie è lupin) serà ritardatu.In certi genotipi di amaranth è risu, u lume rossu luntanu hè utilizatu per avanzà a fioritura da 10 ghjorni è 20 ghjorni rispettivamente.

Fertilizer CO₂

CO₂hè a principale fonte di carbone di a fotosintesi.Alta concentrazione di CO₂pò di solitu prumove a crescita è a ripruduzzione di C3 annuali, mentri cuncintrazzioni CO₂pò riduce a crescita è u rendiment di ripruduzzione per via di a limitazione di carbonu.Per esempiu, l'efficienza fotosintetica di e piante C3, cum'è u risu è u granu, aumenta cù l'aumentu di CO₂livellu, risultatu in l'aumentu di a biomassa è a prima fioritura.Per rializà l'impattu pusitivu di CO₂aumentu di a cuncentrazione, pò esse necessariu ottimisà l'approvvigionamentu d'acqua è di nutrienti.Dunque, sottu a cundizione d'investimentu illimitatu, l'idroponica pò liberà cumplettamente u potenziale di crescita di e piante.Bassu CO₂A cuncentrazione hà ritardatu u tempu di fioritura di Arabidopsis thaliana, mentri un altu CO₂A cuncentrazione accelerà u tempu di fioritura di u risu, accurtò u periodu di crescita di u risu à 3 mesi, è propagate 4 generazioni annu.Per supplementu CO₂à 785.7μmol/mol in a scatula di crescita artificiale, u ciculu di ripruduzzione di a varietà di soia 'Enrei' hè statu riduciutu à 70 ghjorni, è puderia ripruduce 5 generazioni in un annu.Quandu u CO₂A cuncentrazione hè aumentata à 550μmol / mol, a fioritura di Cajanus cajan hè stata ritardata di 8 ~ 9 ghjorni, è u tempu di maturazione di u fruttu era ancu ritardatu di 9 ghjorni.Cajanus cajan hà accumulatu u zuccheru insolubile à altu CO₂cuncentrazione, chì pò influenzà a trasmissione di signali di e piante è ritardà a fioritura.Inoltre, in a sala di crescita cù CO aumentatu₂, u numeru è a qualità di i fiori di soia aumentanu, chì hè favurevule à l'hibridazione, è a so rata d'hibridazione hè assai più altu ch'è quella di a soia cultivata in u campu.

Perspettivi futuri

L'agricultura muderna pò accelerà u prucessu di ripruduzzione di culturi per mezu di ripruduzzione alternativa è ripruduzzione di facilità.Tuttavia, ci sò qualchi difetti in questi metudi, cum'è esigenze geografiche strette, gestione di u travagliu caru è cundizioni naturali inestabile, chì ùn ponu micca guarantisci a cugliera riescita di sementi.L'allevu di facilità hè influinzatu da e cundizioni climatichi, è u tempu per l'aghjunzione di generazione hè limitatu.Tuttavia, l'allevamentu di marcatori moleculari accelera solu a selezzione è a determinazione di i tratti di destinazione di ripruduzzione.Attualmente, a tecnulugia di ripruduzzione rapida hè stata applicata à Gramineae, Leguminosae, Cruciferae è altri culturi.In ogni casu, l'allevu di a generazione rapida di a fabbrica di piante sbarazza completamente di l'influenza di e cundizioni climatichi, è pò regulà l'ambienti di crescita secondu i bisogni di a crescita è u sviluppu di e piante.Cumminendu a tecnulugia di ripruduzzione rapida di a fabbrica di piante cù a ripruduzzione tradiziunale, l'allevu di marcatura moleculare è altri metudi di ripruduzzione in modu efficace, sottu à a cundizione di ripruduzzione rapida, u tempu necessariu per ottene linee omozigote dopu l'ibridazione pò esse ridutta, è à u stessu tempu, i primi generazioni ponu esse ridotti. sceltu per accurtà u tempu necessariu per ottene caratteristiche ideali è generazioni di ripruduzzione.

A limitazione chjave di a tecnulugia di ripruduzzione rapida di e piante in e fabbriche hè chì e cundizioni ambientali necessarii per a crescita è u sviluppu di e diverse culturi sò assai diffirenti, è ci vole assai tempu per ottene e cundizioni ambientali per a ripruduzzione rapida di i culturi di destinazione.À u listessu tempu, per via di l 'altu costu di custruzzione fabbrica pianta è u funziunamentu, hè difficiule à purtà fora esperimentu di ripruduzzione additivu larga-scala, chì spessu porta à a pruduzzioni di sumente limitata, chì pò limità a valutazione di u caratteru follow-up campu.Cù u migliuramentu graduali è u migliuramentu di l'equipaggiu è a tecnulugia di a fabbrica di a pianta, u costu di custruzzione è di operazione di a fabbrica di pianta hè gradualmente ridutta.Hè pussibule ottimisà più a tecnulugia di ripruduzzione rapida è accurtà u ciculu di ripruduzzione cumminendu in modu efficace a tecnulugia di ripruduzzione rapida di a fabbrica di pianta cù altre tecniche di ripruduzzione.

FINI

L'infurmazione citata

Liu Kaizhe, Liu Houchheng.Prugressu di ricerca di a tecnulugia di ripruduzzione rapida di a fabbrica di piante [J].Tecnulugia di l'Ingenieria Agricola, 2022,42 (22): 46-49.