Teknolojia ya Uhandisi wa Kilimo cha GreenhouseIliyochapishwa saa 17: 30 Oktoba 14, 2022 huko Beijing

Pamoja na kuongezeka kwa idadi ya watu ulimwenguni, mahitaji ya watu ya chakula yanaongezeka siku kwa siku, na mahitaji ya juu huwekwa mbele kwa lishe ya chakula na usalama. Kukuza mazao ya juu na mazao ya hali ya juu ni njia muhimu ya kutatua shida za chakula. Walakini, njia ya jadi ya kuzaliana inachukua muda mrefu kukuza aina bora, ambayo hupunguza maendeleo ya kuzaliana. Kwa mazao ya kujipenyeza ya kila mwaka, inaweza kuchukua miaka 10 ~ 15 kutoka kwa mzazi wa kwanza kuvuka hadi uzalishaji wa aina mpya. Kwa hivyo, ili kuharakisha maendeleo ya ufugaji wa mazao, ni haraka kuboresha ufanisi wa kuzaliana na kufupisha wakati wa kizazi.

Uzalishaji wa haraka unamaanisha kuongeza kiwango cha ukuaji wa mimea, kuharakisha maua na matunda, na kufupisha mzunguko wa kuzaliana kwa kudhibiti hali ya mazingira katika chumba cha ukuaji wa mazingira kilichofungwa kikamilifu. Kiwanda cha mmea ni mfumo wa kilimo ambao unaweza kufikia uzalishaji wa mazao ya hali ya juu kupitia udhibiti wa mazingira wa hali ya juu katika vifaa, na ni mazingira bora kwa ufugaji wa haraka. Mazingira ya upandaji wa mazingira kama vile mwanga, joto, unyevu na mkusanyiko wa CO2 kwenye kiwanda huweza kudhibitiwa, na haujaathiriwa au chini ya hali ya hewa ya nje. Chini ya hali ya mazingira inayodhibitiwa, kiwango bora cha taa, wakati wa mwanga na joto zinaweza kuharakisha michakato mbali mbali ya kisaikolojia ya mimea, haswa picha na maua, na hivyo kufupisha wakati wa ukuaji wa mazao. Kutumia teknolojia ya kiwanda cha mmea kudhibiti ukuaji wa mazao na maendeleo, kuvuna matunda mapema, kwa muda mrefu kama mbegu chache zilizo na uwezo wa kuota zinaweza kukidhi mahitaji ya kuzaliana.

Photoperiod, sababu kuu ya mazingira inayoathiri mzunguko wa ukuaji wa mazao

Mzunguko wa mwanga unamaanisha ubadilishaji wa kipindi cha mwanga na kipindi cha giza kwa siku. Mzunguko wa mwanga ni jambo muhimu ambalo linaathiri ukuaji, ukuaji, maua na matunda ya mazao. Kwa kuhisi mabadiliko ya mzunguko wa mwanga, mazao yanaweza kubadilika kutoka ukuaji wa mimea hadi ukuaji wa uzazi na maua kamili na matunda. Aina tofauti za mazao na genotypes zina majibu tofauti ya kisaikolojia kwa mabadiliko ya picha. Mimea ya jua ya jua, mara tu wakati wa jua unazidi urefu muhimu wa jua, wakati wa maua kawaida huharakishwa na kupanuka kwa picha, kama vile shayiri, ngano na shayiri. Mimea ya upande wowote, bila kujali upigaji picha, itakua, kama mchele, mahindi na tango. Mimea ya siku fupi, kama vile pamba, soya na mtama, zinahitaji picha ya chini kuliko urefu muhimu wa jua. Chini ya mazingira ya mazingira ya bandia ya 8h na joto la 30 ℃, wakati wa maua wa amaranth ni zaidi ya siku 40 mapema kuliko ile katika mazingira ya uwanja. Chini ya matibabu ya mzunguko wa 16/8 h (mwanga/giza), genotypes zote saba za shayiri zilitoka mapema: Franklin (siku 36), Gairdner (siku 35), Gimmett (siku 33), kamanda (siku 30), meli (29 siku), Baudin (siku 26) na Lockyer (siku 25).

Chini ya mazingira ya bandia, kipindi cha ukuaji wa ngano kinaweza kufupishwa kwa kutumia utamaduni wa kiinitete kupata miche, na kisha kuwasha kwa masaa 16, na vizazi 8 vinaweza kuzalishwa kila mwaka. Kipindi cha ukuaji wa Pea kilifupishwa kutoka siku 143 katika mazingira ya shamba hadi siku 67 katika chafu ya bandia na taa 16h. Kwa kuongeza muda zaidi wa picha hadi 20h na kuichanganya na 21 ° C/16 ° C (mchana/usiku), kipindi cha ukuaji wa Pea kinaweza kufupishwa hadi siku 68, na kiwango cha kuweka mbegu ni 97.8%. Chini ya hali ya mazingira yaliyodhibitiwa, baada ya matibabu ya masaa 20, inachukua siku 32 kutoka kwa kupanda hadi maua, na kipindi chote cha ukuaji ni siku 62-71, ambayo ni fupi kuliko ile katika hali ya uwanja kwa zaidi ya siku 30. Chini ya hali ya chafu ya bandia na picha ya 22h, wakati wa maua wa ngano, shayiri, ubakaji na vifaranga hufupishwa na siku 22, 64, 73 na 33 kwa wastani, mtawaliwa. Imechanganywa na mavuno ya mapema ya mbegu, viwango vya kuota vya mbegu za mavuno mapema vinaweza kufikia 92%, 98%, 89% na 94% kwa wastani, mtawaliwa, ambayo inaweza kukidhi mahitaji ya kuzaliana. Aina za haraka sana zinaweza kuendelea kutoa vizazi 6 (ngano) na vizazi 7 (ngano). Chini ya hali ya picha ya masaa 22, wakati wa maua wa oats ulipunguzwa kwa siku 11, na siku 21 baada ya maua, angalau mbegu 5 zenye faida zinaweza kuhakikishwa, na vizazi vitano vinaweza kuenezwa kila mwaka. Katika chafu ya bandia na uangazaji wa masaa 22, kipindi cha ukuaji wa lenti hufupishwa kwa siku 115, na wanaweza kuzaliana kwa vizazi 3-4 kwa mwaka. Chini ya hali ya kuangaza kwa masaa 24 katika chafu ya bandia, mzunguko wa ukuaji wa karanga hupunguzwa kutoka siku 145 hadi siku 89, na inaweza kuenezwa kwa vizazi 4 katika mwaka mmoja.

Ubora wa mwanga

Mwanga una jukumu muhimu katika ukuaji na maendeleo ya mimea. Nuru inaweza kudhibiti maua kwa kuathiri picha nyingi. Uwiano wa taa nyekundu (R) hadi taa ya bluu (B) ni muhimu sana kwa maua ya mazao. Nuru nyekundu ya taa ya 600 ~ 700nm ina kilele cha chlorophyll ya 660nm, ambayo inaweza kukuza vizuri photosynthesis. Nuru ya taa ya bluu ya 400 ~ 500nm itaathiri upigaji picha wa mimea, ufunguzi wa tumbo na ukuaji wa miche. Katika ngano, uwiano wa taa nyekundu hadi taa ya bluu ni karibu 1, ambayo inaweza kusababisha maua mapema. Chini ya ubora wa taa ya R: B = 4: 1, kipindi cha ukuaji wa aina ya soya ya kati na marehemu ilifupishwa kutoka siku 120 hadi siku 63, na urefu wa mmea na biomasi ya lishe ilipunguzwa, lakini mavuno ya mbegu hayakuathiriwa , ambayo inaweza kukidhi angalau mbegu moja kwa kila mmea, na kiwango cha wastani cha kuota cha mbegu za mchanga kilikuwa 81.7%. Chini ya hali ya uangazaji wa 10h na kuongeza taa ya bluu, mimea ya soya ikawa fupi na yenye nguvu, iliongezeka siku 23 baada ya kupanda, kukomaa ndani ya siku 77, na inaweza kuzaliana kwa vizazi 5 katika mwaka mmoja.

Uwiano wa taa nyekundu hadi taa nyekundu (FR) pia huathiri maua ya mimea. Rangi za picha zinapatikana katika aina mbili: kunyonya kwa taa nyekundu (PFR) na ngozi nyekundu (PR). Kwa kiwango cha chini cha R: FR, rangi za picha hubadilishwa kutoka PFR hadi PR, ambayo husababisha maua ya mimea ya siku ndefu. Kutumia taa za LED kudhibiti r inayofaa: FR (0.66 ~ 1.07) inaweza kuongeza urefu wa mmea, kukuza maua ya mimea ya siku ndefu (kama vile utukufu wa asubuhi na Snapdragon), na kuzuia maua ya mimea ya siku fupi (kama vile Marigold ). Wakati R: FR ni kubwa kuliko 3.1, wakati wa maua wa lenti umecheleweshwa. Kupunguza R: FR hadi 1.9 inaweza kupata athari bora ya maua, na inaweza Bloom siku ya 31 baada ya kupanda. Athari za taa nyekundu kwenye kizuizi cha maua hupatanishwa na rangi ya picha ya PR. Uchunguzi umeonyesha kuwa wakati R: FR ni ya juu kuliko 3.5, wakati wa maua wa mimea mitano ya kunde (pea, vifaranga, maharagwe mapana, lenti na lupine) itacheleweshwa. Katika genotypes zingine za amaranth na mchele, taa nyekundu-mbali hutumiwa kuendeleza maua kwa siku 10 na siku 20 mtawaliwa.

Mbolea mwenza₂

CO₂ndio chanzo kikuu cha kaboni cha photosynthesis. Mkusanyiko wa hali ya juu₂Kawaida inaweza kukuza ukuaji na uzazi wa mwaka wa C3, wakati colectionation co₂inaweza kupunguza ukuaji na mavuno ya uzazi kwa sababu ya kiwango cha kaboni. Kwa mfano, ufanisi wa picha za mimea ya C3, kama vile mchele na ngano, huongezeka na kuongezeka kwa CO₂kiwango, kusababisha kuongezeka kwa biomasi na maua ya mapema. Ili kutambua athari chanya za CO₂Kuongezeka kwa mkusanyiko, inaweza kuwa muhimu kuongeza maji na usambazaji wa virutubishi. Kwa hivyo, chini ya hali ya uwekezaji usio na kikomo, hydroponics inaweza kutolewa kikamilifu uwezo wa ukuaji wa mimea. CO ya chini₂Mkusanyiko ulichelewesha wakati wa maua wa Arabidopsis thaliana, wakati CO ya juu₂Mkusanyiko uliharakisha wakati wa maua wa mchele, kufupisha kipindi cha ukuaji wa mchele hadi miezi 3, na kueneza vizazi 4 kwa mwaka. Kwa kuongeza ushirikiano₂hadi 785.7μmol/mol kwenye sanduku la ukuaji wa bandia, mzunguko wa kuzaliana wa aina ya soya 'enrei' ulifupishwa hadi siku 70, na inaweza kuzaliana vizazi 5 katika mwaka mmoja. Wakati mwenza₂Mkusanyiko uliongezeka hadi 550μmol/mol, maua ya Cajanus Cajan yalicheleweshwa kwa siku 8 ~ 9, na mpangilio wa matunda na wakati wa kukomaa pia ulicheleweshwa kwa siku 9. Cajanus Cajan alikusanya sukari isiyo na maji kwenye ushirikiano wa juu₂Mkusanyiko, ambao unaweza kuathiri maambukizi ya ishara ya mimea na kuchelewesha maua. Kwa kuongezea, katika chumba cha ukuaji na CO iliyoongezeka₂, Idadi na ubora wa maua ya soya huongezeka, ambayo yanafaa kwa mseto, na kiwango chake cha mseto ni kubwa zaidi kuliko ile ya soya zilizopandwa kwenye uwanja.

Matarajio ya baadaye

Kilimo cha kisasa kinaweza kuharakisha mchakato wa kuzaliana kwa mazao kwa njia ya ufugaji mbadala na ufugaji wa kituo. Walakini, kuna mapungufu kadhaa katika njia hizi, kama vile mahitaji madhubuti ya kijiografia, usimamizi wa kazi wa gharama kubwa na hali ya asili isiyo na msimamo, ambayo haiwezi kuhakikisha mavuno ya mbegu yenye mafanikio. Ufugaji wa kituo unasababishwa na hali ya hali ya hewa, na wakati wa kuongeza kizazi ni mdogo. Walakini, ufugaji wa alama ya Masi huharakisha uteuzi na uamuzi wa sifa za kuzaliana. Kwa sasa, teknolojia ya ufugaji wa haraka imetumika kwa gramineae, leguminosae, cruciferae na mazao mengine. Walakini, ufugaji wa kiwanda cha haraka cha kiwanda huondoa kabisa ushawishi wa hali ya hewa, na inaweza kudhibiti mazingira ya ukuaji kulingana na mahitaji ya ukuaji wa mmea na maendeleo. Kuchanganya Teknolojia ya Ufugaji wa Kiwanda cha Haraka na Uzalishaji wa Jadi, Uzalishaji wa Masi na Njia zingine za Kuzaliana kwa ufanisi, chini ya Hali ya Uzalishaji wa Haraka, Wakati Unaohitajika Kupata Mistari ya Homozygous Baada ya mseto unaweza kupunguzwa, na wakati huo huo, vizazi vya mapema vinaweza kuwa kuchaguliwa kufupisha wakati unaohitajika kupata sifa bora na vizazi vya kuzaliana.

Kizuizi muhimu cha teknolojia ya ufugaji wa haraka katika viwanda ni kwamba hali ya mazingira inayohitajika kwa ukuaji na maendeleo ya mazao tofauti ni tofauti kabisa, na inachukua muda mrefu kupata hali ya mazingira kwa uzalishaji wa haraka wa mazao ya lengo. Wakati huo huo, kwa sababu ya gharama kubwa ya ujenzi wa kiwanda cha mmea na operesheni, ni ngumu kufanya majaribio ya kuzaliana kwa kiwango kikubwa, ambayo mara nyingi husababisha mavuno ya mbegu, ambayo inaweza kupunguza tathmini ya tabia ya uwanja. Pamoja na uboreshaji wa taratibu na uboreshaji wa vifaa vya kiwanda cha mmea na teknolojia, gharama ya ujenzi na operesheni ya kiwanda cha mmea hupunguzwa polepole. Inawezekana kuongeza zaidi teknolojia ya kuzaliana haraka na kufupisha mzunguko wa kuzaliana kwa kuchanganya vizuri teknolojia ya kiwanda cha kuzaliana haraka na mbinu zingine za kuzaliana.

Mwisho

Habari iliyotajwa

Liu Kaizhe, Liu Houcheng. Maendeleo ya utafiti wa kiwanda cha ufugaji wa kiwanda cha haraka [J]. Teknolojia ya Uhandisi wa Kilimo, 2022,42 (22): 46-49.