ग्रीनहाऊस बागायती कृषी अभियांत्रिकी तंत्रज्ञान14 ऑक्टोबर 2022 रोजी बीजिंगमध्ये 17: 30 वाजता प्रकाशित

जागतिक लोकसंख्येच्या सतत वाढीसह, लोकांच्या अन्नाची मागणी दिवसेंदिवस वाढत आहे आणि अन्न पोषण आणि सुरक्षिततेसाठी उच्च आवश्यकता पुढे ठेवल्या जातात. उच्च उत्पन्न आणि उच्च-गुणवत्तेची पिके जोपासणे हे अन्नाची समस्या सोडविण्यासाठी एक महत्त्वाचे साधन आहे. तथापि, पारंपारिक प्रजनन पद्धतीस उत्कृष्ट वाण जोपासण्यास बराच वेळ लागतो, ज्यामुळे प्रजननाच्या प्रगतीस मर्यादित करते. वार्षिक स्वयं-परागण करणार्‍या पिकांसाठी, प्रारंभिक पालकांच्या क्रॉसिंगपासून नवीन विविधतेच्या उत्पादनापर्यंत 10 ते 15 वर्षे लागू शकतात. म्हणूनच, पीक प्रजननाच्या प्रगतीस गती देण्यासाठी, प्रजनन कार्यक्षमता सुधारणे आणि पिढीचा काळ कमी करणे त्वरित आहे.

जलद प्रजनन म्हणजे वनस्पतींचा वाढीचा दर जास्तीत जास्त करणे, फुलांच्या आणि फळाची गती वाढविणे आणि संपूर्ण बंद नियंत्रित पर्यावरण वाढीच्या कक्षात पर्यावरणीय परिस्थिती नियंत्रित करून प्रजनन चक्र कमी करणे. प्लांट फॅक्टरी ही एक कृषी प्रणाली आहे जी सुविधांमधील उच्च-परिशुद्धता पर्यावरणीय नियंत्रणाद्वारे उच्च-कार्यक्षमतेचे पीक उत्पादन प्राप्त करू शकते आणि वेगवान प्रजननासाठी हे एक आदर्श वातावरण आहे. कारखान्यात प्रकाश, तापमान, आर्द्रता आणि सीओ 2 एकाग्रता यासारख्या लागवडीच्या वातावरणाची परिस्थिती तुलनेने नियंत्रित करण्यायोग्य आहे आणि बाह्य हवामानामुळे कमी किंवा कमी परिणाम होत नाही. नियंत्रित पर्यावरणीय परिस्थितीत, उत्कृष्ट प्रकाशाची तीव्रता, हलकी वेळ आणि तापमान वनस्पतींच्या विविध शारीरिक प्रक्रियेस, विशेषत: प्रकाशसंश्लेषण आणि फुलांच्या गती वाढवू शकते, ज्यामुळे पिकाच्या वाढीचा कालावधी कमी होतो. पीक वाढ आणि विकास नियंत्रित करण्यासाठी प्लांट फॅक्टरी तंत्रज्ञानाचा वापर करणे, आगाऊ फळांची कापणी करणे, जोपर्यंत उगवण क्षमतेसह काही बियाणे प्रजनन गरजा पूर्ण करू शकतात.

फोटोपेरिओड, पीक वाढीच्या चक्रावर परिणाम करणारा मुख्य पर्यावरणीय घटक

प्रकाश चक्र एका दिवसात प्रकाश कालावधी आणि गडद कालावधीच्या बदलांचा संदर्भ देते. प्रकाश चक्र हा एक महत्त्वाचा घटक आहे जो पिकांच्या वाढी, विकास, फुलांचा आणि फळांवर परिणाम करतो. प्रकाश चक्रातील बदलाचा आकलन करून, पिके वनस्पतिवत् होणारी वाढीपासून पुनरुत्पादक वाढीमध्ये आणि संपूर्ण फुलांची आणि फळ देण्यास बदलू शकतात. वेगवेगळ्या पीक वाण आणि जीनोटाइपमध्ये फोटोपेरिओड बदलांना भिन्न शारीरिक प्रतिसाद आहेत. लांब-सूर्यप्रकाश वनस्पती, एकदा सूर्यप्रकाशाची वेळ गंभीर सूर्यप्रकाशाच्या लांबीपेक्षा जास्त झाल्यावर, फुलांचा वेळ सहसा ओट्स, गहू आणि बार्ली सारख्या फोटोपेरिओडच्या वाढीमुळे वेग वाढवतो. तांत्रिक, कॉर्न आणि काकडी सारख्या फोटोपेरिओडची पर्वा न करता तटस्थ झाडे फुलतील. कापूस, सोयाबीन आणि बाजरी यासारख्या शॉर्ट-डे वनस्पतींना फुलण्यासाठी गंभीर सूर्यप्रकाशाच्या लांबीपेक्षा फोटोपेरिओड कमी आवश्यक आहे. 8 एच प्रकाश आणि 30 ℃ उच्च तापमानाच्या कृत्रिम वातावरणाच्या परिस्थितीत, राजमाराच्या वातावरणाच्या तुलनेत अमरांतचा फुलांचा वेळ 40 दिवसांपेक्षा जास्त आहे. 16/8 एच प्रकाश चक्र (हलका/गडद) च्या उपचारांतर्गत, सर्व सात बार्ली जीनोटाइप्स लवकर फुलले: फ्रँकलिन (days 36 दिवस), गॅर्डनर (days 35 दिवस), गिमेट (days 33 दिवस), कमांडर (days० दिवस), फ्लीट (२ 29 दिवस), बाउडिन (26 दिवस) आणि लॉकर (25 दिवस).

कृत्रिम वातावरणाखाली, रोपे मिळविण्यासाठी गर्भ संस्कृतीचा वापर करून गहू वाढीचा कालावधी कमी केला जाऊ शकतो आणि नंतर 16 तास विकृत होतो आणि दरवर्षी 8 पिढ्या तयार केल्या जाऊ शकतात. वाटाणा वाढीचा कालावधी फील्ड वातावरणात 143 दिवसांपासून ते 16 एच प्रकाशासह कृत्रिम ग्रीनहाऊसमध्ये 67 दिवसांपर्यंत कमी केला गेला. फोटोपेरिओडला 20 एच पर्यंत वाढवून आणि त्यास 21 डिग्री सेल्सियस/16 डिग्री सेल्सियस (दिवस/रात्री) सह एकत्रित करून, वाटाणा वाढीचा कालावधी 68 दिवसांपर्यंत कमी केला जाऊ शकतो आणि बियाणे सेटिंग दर 97.8%आहे. नियंत्रित वातावरणाच्या स्थितीत, 20 तासांच्या फोटोपेरिओड ट्रीटमेंटनंतर, पेरणीपासून फुलांच्या पेरणीपासून 32 दिवस लागतात आणि संपूर्ण वाढीचा कालावधी 62-71 दिवस आहे, जो क्षेत्राच्या परिस्थितीपेक्षा 30 दिवसांपेक्षा कमी आहे. 22 एच फोटोपेरिओडसह कृत्रिम ग्रीनहाऊसच्या स्थितीत, गहू, बार्ली, बलात्कार आणि चणेचा फुलांचा वेळ अनुक्रमे 22, 64, 73 आणि 33 दिवसांनी कमी केला जातो. बियाण्यांच्या सुरुवातीच्या कापणीसह, लवकर कापणीच्या बियाण्यांचे उगवण दर अनुक्रमे 92%, 98%, 89% आणि 94% पर्यंत पोहोचू शकतात, जे प्रजननाच्या गरजा पूर्ण करू शकतात. वेगवान वाण सतत 6 पिढ्या (गहू) आणि 7 पिढ्या (गहू) तयार करू शकतात. 22 तासांच्या फोटोपेरिओडच्या स्थितीत, ओट्सचा फुलांचा वेळ 11 दिवसांनी कमी झाला आणि फुलांच्या 21 दिवसानंतर कमीतकमी 5 व्यवहार्य बियाण्याची हमी दिली जाऊ शकते आणि दरवर्षी पाच पिढ्यांचा सतत प्रसार केला जाऊ शकतो. 22-तासांच्या प्रदीपनसह कृत्रिम ग्रीनहाऊसमध्ये, मसूरची वाढीचा कालावधी 115 दिवसांपर्यंत कमी केला जातो आणि ते वर्षाकाठी 3-4 पिढ्या पुनरुत्पादित करू शकतात. कृत्रिम ग्रीनहाऊसमध्ये 24 तासांच्या सततच्या प्रदीपनाच्या स्थितीत, शेंगदाणाची वाढ चक्र 145 दिवसांवरून 89 दिवसांपर्यंत कमी केली जाते आणि एका वर्षात 4 पिढ्यांसाठी त्याचा प्रसार केला जाऊ शकतो.

हलकी गुणवत्ता

वनस्पतींच्या वाढीमध्ये आणि विकासामध्ये प्रकाश महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतो. बर्‍याच फोटोरिसेप्टर्सवर परिणाम करून प्रकाश फुलांच्या नियंत्रित करू शकतो. रेड लाइट (आर) ते ब्लू लाइट (बी) चे गुणोत्तर पीक फुलांसाठी खूप महत्वाचे आहे. 600 ~ 700 एनएमच्या रेड लाइट वेव्हलेन्थमध्ये 660 एनएमच्या क्लोरोफिलचे शोषण शिखर असते, जे प्रकाशसंश्लेषणास प्रभावीपणे प्रोत्साहित करू शकते. 400 ~ 500nm च्या निळ्या प्रकाश तरंगलांबीमुळे वनस्पती फोटोट्रोपिझम, स्टोमॅटल ओपनिंग आणि बीपासून नुकतेच तयार झालेले रोप वाढीचा परिणाम होईल. गहूमध्ये, लाल प्रकाश ते निळ्या प्रकाशाचे प्रमाण सुमारे 1 आहे, जे लवकरात लवकर फुलांना प्रवृत्त करू शकते. आर: बी = :: १ च्या प्रकाश गुणवत्तेनुसार, मध्यम आणि उशीरा-मॅटरिंग सोयाबीन वाणांचा वाढ १२० दिवस ते days 63 दिवसांपर्यंत कमी केला गेला आणि वनस्पतीची उंची आणि पौष्टिक बायोमास कमी झाली, परंतु बियाणे उत्पादनावर परिणाम झाला नाही. , जे प्रति वनस्पती किमान एक बियाणे समाधानी करू शकते आणि अपरिपक्व बियाण्यांचा सरासरी उगवण दर 81.7%होता. 10 एच प्रदीपन आणि निळ्या प्रकाश पूरकतेच्या स्थितीत, सोयाबीनची झाडे पेरणीनंतर 23 दिवसांनी लहान आणि मजबूत, बहरली, 77 दिवसांच्या आत परिपक्व झाली आणि एका वर्षात 5 पिढ्या पुनरुत्पादित होऊ शकली.

लाल प्रकाश ते दूर लाल प्रकाश (एफआर) चे प्रमाण वनस्पतींच्या फुलांवर देखील परिणाम करते. फोटोसेन्सिटिव्ह रंगद्रव्ये दोन रूपात अस्तित्त्वात आहेत: दूर लाल प्रकाश शोषण (पीएफआर) आणि रेड लाइट शोषण (पीआर). कमी आर: एफआर रेशोवर, फोटोसेन्सिटिव्ह रंगद्रव्ये पीएफआरमधून पीआरमध्ये रूपांतरित केल्या जातात, ज्यामुळे दीर्घ दिवसांच्या वनस्पतींच्या फुलांना होते. योग्य आर चे नियमन करण्यासाठी एलईडी दिवे वापरणे: एफआर (0.66 ~ 1.07) वनस्पतीची उंची वाढवू शकते, दीर्घ दिवसांच्या वनस्पतींच्या फुलांना (जसे सकाळचे ग्लोरी आणि स्नॅपड्रॅगन) वाढवू शकते आणि अल्प-दिवसाच्या वनस्पतींच्या फुलांना प्रतिबंधित करते (जसे की झेंडू ). जेव्हा आर: एफआर 3.1 पेक्षा जास्त असतो, तेव्हा मसूरचा फुलांचा वेळ उशीर होतो. आर कमी करणे: एफआर ते 1.9 चा उत्कृष्ट फुलांचा प्रभाव मिळू शकतो आणि पेरणीनंतर 31 व्या दिवशी तो फुलू शकतो. फुलांच्या निषेधावर लाल प्रकाशाचा परिणाम फोटोसेन्सिटिव्ह रंगद्रव्य पीआरद्वारे मध्यस्थी केला जातो. अभ्यासानुसार असे निदर्शनास आले आहे की जेव्हा आर: एफआर 3.5 पेक्षा जास्त असेल तेव्हा पाच लेग्युमिनस वनस्पतींचा (वाटाणा, चणा, ब्रॉड बीन, मसूर आणि ल्युपिन) फुलांचा वेळ उशीर होईल. अमरथ आणि तांदळाच्या काही जीनोटाइपमध्ये, दूर-लाल प्रकाशाचा वापर अनुक्रमे 10 दिवस आणि 20 दिवसांनी फुलांच्या वाढीसाठी केला जातो.

खत को₂

CO₂प्रकाशसंश्लेषणाचा मुख्य कार्बन स्त्रोत आहे. उच्च एकाग्रता को₂सामान्यत: सी 3 वार्षिक वाढ आणि पुनरुत्पादनास प्रोत्साहन देऊ शकते, तर कमी एकाग्रता को₂कार्बन मर्यादेमुळे वाढ आणि पुनरुत्पादन उत्पन्न कमी करू शकते. उदाहरणार्थ, तांदूळ आणि गहू सारख्या सी 3 वनस्पतींची प्रकाशसंश्लेषक कार्यक्षमता सीओच्या वाढीसह वाढते₂पातळी, परिणामी बायोमास आणि लवकर फुलांची वाढ होते. सीओचा सकारात्मक परिणाम लक्षात घेण्यासाठी₂एकाग्रता वाढते, पाणी आणि पोषक पुरवठा अनुकूल करणे आवश्यक असू शकते. म्हणूनच, अमर्यादित गुंतवणूकीच्या स्थितीत, हायड्रोपोनिक्स वनस्पतींच्या वाढीची क्षमता पूर्णपणे सोडू शकतात. लो को₂एकाग्रतेमुळे अरबीडोप्सिस थलियानाच्या फुलांच्या वेळेस उशीर झाला, तर उच्च सह₂एकाग्रतेमुळे तांदळाच्या फुलांच्या वेळेस गती वाढली, तांदळाच्या वाढीचा कालावधी कमी झाला आणि 3 महिन्यांपर्यंत आणि वर्षाकाठी 4 पिढ्यांचा प्रचार केला. पूरक सह₂कृत्रिम ग्रोथ बॉक्समध्ये 785.7μmol/मोल पर्यंत, सोयाबीन विविध प्रकारचे 'एरे' चे प्रजनन चक्र 70 दिवसांपर्यंत कमी केले गेले आणि एका वर्षात 5 पिढ्या प्रजनन करू शकतील. जेव्हा को₂एकाग्रता 550μmol/मोल पर्यंत वाढली, कॅजानस कॅजानच्या फुलांना 8 ~ 9 दिवस उशीर झाला आणि फळांची सेटिंग आणि पिकण्याची वेळ देखील 9 दिवस उशीर झाली. कॅजानस कॅजानने उच्च को येथे अघुलनशील साखर जमा केली₂एकाग्रता, ज्यामुळे वनस्पतींच्या सिग्नल प्रसारणावर परिणाम होऊ शकतो आणि फुलांच्या विलंब. याव्यतिरिक्त, वाढीव सीओसह ग्रोथ रूममध्ये₂, सोयाबीनच्या फुलांची संख्या आणि गुणवत्ता वाढते, जी संकरीत अनुकूल आहे आणि त्याचा संकरित दर शेतात पिकलेल्या सोयाबीनच्या तुलनेत जास्त आहे.

भविष्यातील संभावना

आधुनिक शेती वैकल्पिक प्रजनन आणि सुविधा प्रजननाद्वारे पीक प्रजनन प्रक्रियेस गती देऊ शकते. तथापि, या पद्धतींमध्ये काही कमतरता आहेत, जसे की कठोर भौगोलिक आवश्यकता, महाग कामगार व्यवस्थापन आणि अस्थिर नैसर्गिक परिस्थिती, जे यशस्वी बियाणे कापणीची हमी देऊ शकत नाहीत. सुविधा प्रजनन हवामानाच्या परिस्थितीमुळे प्रभावित होते आणि पिढीच्या व्यतिरिक्त वेळ मर्यादित आहे. तथापि, आण्विक मार्कर प्रजनन केवळ प्रजनन लक्ष्य लक्षणांची निवड आणि निर्धारणास गती देते. सध्या, रॅपिड प्रजनन तंत्रज्ञान ग्रॅमेनी, लेग्युमिनोसे, क्रूसीफेरे आणि इतर पिकांना लागू केले गेले आहे. तथापि, प्लांट फॅक्टरी रॅपिड जनरेशन प्रजनन हवामानाच्या परिस्थितीच्या प्रभावापासून पूर्णपणे मुक्त होते आणि वनस्पतींच्या वाढीच्या आणि विकासाच्या गरजेनुसार वाढीच्या वातावरणाचे नियमन करू शकते. पारंपारिक प्रजनन, आण्विक मार्कर प्रजनन आणि इतर प्रजनन पद्धती प्रभावीपणे प्लांट फॅक्टरी रॅपिड प्रजनन तंत्रज्ञानाचे संयोजन, वेगवान प्रजननाच्या स्थितीत, संकरीत नंतर होमोजिगस रेषा मिळविण्यासाठी लागणारा वेळ कमी केला जाऊ शकतो आणि त्याच वेळी, सुरुवातीच्या पिढ्या होऊ शकतात, आदर्श वैशिष्ट्ये आणि प्रजनन पिढ्या मिळविण्यासाठी आवश्यक वेळ कमी करण्यासाठी निवडले.

कारखान्यांमध्ये प्लांट रॅपिड प्रजनन तंत्रज्ञानाची मुख्य मर्यादा अशी आहे की वेगवेगळ्या पिकांच्या वाढीसाठी आणि विकासासाठी आवश्यक असलेल्या पर्यावरणीय परिस्थिती बर्‍याच वेगळ्या आहेत आणि लक्ष्य पिकांच्या वेगवान प्रजननासाठी पर्यावरणीय परिस्थिती मिळविण्यासाठी बराच काळ लागतो. त्याच वेळी, प्लांट फॅक्टरी बांधकाम आणि ऑपरेशनच्या उच्च किंमतीमुळे, मोठ्या प्रमाणात अ‍ॅडिटीव्ह प्रजनन प्रयोग करणे कठीण आहे, ज्यामुळे बियाणे मर्यादित होते, ज्यामुळे पाठपुरावा फील्ड वर्ण मूल्यांकन मर्यादित होऊ शकतो. प्लांट फॅक्टरी उपकरणे आणि तंत्रज्ञानाच्या हळूहळू सुधारणे आणि सुधारणेसह, वनस्पती कारखान्याचे बांधकाम आणि ऑपरेशन किंमत हळूहळू कमी होते. जलद प्रजनन तंत्रज्ञानास अधिक अनुकूल करणे आणि इतर प्रजनन तंत्रासह वनस्पती कारखाना रॅपिड प्रजनन तंत्रज्ञान प्रभावीपणे एकत्रित करून प्रजनन चक्र कमी करणे शक्य आहे.

शेवट

उद्धृत माहिती

लियू कैझे, लिऊ हौचेंग. प्लांट फॅक्टरी रॅपिड प्रजनन तंत्रज्ञानाची संशोधन प्रगती [जे]. कृषी अभियांत्रिकी तंत्रज्ञान, 2022,42 (22): 46-49.