სათბურის მებაღეობის სოფლის მეურნეობის საინჟინრო ტექნოლოგიაგამოქვეყნებულია 2022 წლის 14 ოქტომბერს 17:30 საათზე პეკინში

გლობალური მოსახლეობის მუდმივი მატებასთან ერთად, ადამიანების მოთხოვნა საკვებზე დღითიდღე იზრდება და უფრო მაღალი მოთხოვნები დგება სურსათის კვებასა და უსაფრთხოებაზე.სასურსათო პრობლემების გადაჭრის მნიშვნელოვანი საშუალებაა მაღალმოსავლიანი და ხარისხიანი კულტურების მოყვანა.თუმცა, ტრადიციული მეცხოველეობის მეთოდს დიდი დრო სჭირდება შესანიშნავი ჯიშების გაშენებას, რაც ზღუდავს მოშენების პროგრესს.ყოველწლიური თვითდამტვერავი კულტურებისთვის შეიძლება დასჭირდეს 10-15 წელი საწყისი მშობლის შეჯვარებიდან ახალი ჯიშის წარმოებამდე.ამიტომ, ნათესების მოშენების პროგრესის დაჩქარების მიზნით, აუცილებელია გამრავლების ეფექტურობის გაუმჯობესება და გამომუშავების დროის შემცირება.

სწრაფი გამრავლება ნიშნავს მცენარეების ზრდის ტემპის მაქსიმალურ გაზრდას, ყვავილობის და ნაყოფიერების დაჩქარებას და გამრავლების ციკლის შემცირებას გარემო პირობების კონტროლით სრულად დახურულ, კონტროლირებად გარემოს ზრდის ოთახში.მცენარეთა ქარხანა არის სასოფლო-სამეურნეო სისტემა, რომელსაც შეუძლია მიაღწიოს მაღალი ეფექტურობის მოსავლის წარმოებას ობიექტებში მაღალი სიზუსტის გარემოსდაცვითი კონტროლის საშუალებით და ეს არის იდეალური გარემო სწრაფი გამრავლებისთვის.გამწვანების გარემო პირობები, როგორიცაა განათება, ტემპერატურა, ტენიანობა და CO2-ის კონცენტრაცია ქარხანაში შედარებით კონტროლირებადია და არ არის ან ნაკლებად გავლენას ახდენს გარე კლიმატზე.კონტროლირებად გარემო პირობებში, საუკეთესო სინათლის ინტენსივობა, სინათლის დრო და ტემპერატურა შეიძლება დააჩქაროს მცენარეების სხვადასხვა ფიზიოლოგიური პროცესები, განსაკუთრებით ფოტოსინთეზი და ყვავილობა, რაც ამცირებს მოსავლის ზრდის თაობის დროს.მცენარეთა ქარხნის ტექნოლოგიის გამოყენება მოსავლის ზრდისა და განვითარების გასაკონტროლებლად, ნაყოფის წინასწარ მოკრეფა, თუ რამდენიმე თესლი, რომელსაც აქვს აღმოცენების უნარი, შეუძლია დააკმაყოფილოს სანაშენე საჭიროებები.

ფოტოპერიოდი, მთავარი გარემო ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს მოსავლის ზრდის ციკლზე

სინათლის ციკლი ეხება სინათლის პერიოდისა და ბნელი პერიოდის მონაცვლეობას დღეში.სინათლის ციკლი მნიშვნელოვანი ფაქტორია, რომელიც გავლენას ახდენს კულტურების ზრდაზე, განვითარებაზე, ყვავილობასა და ნაყოფიერებაზე.სინათლის ციკლის ცვლილების შეგრძნებით, ნათესები შეიძლება შეიცვალოს ვეგეტატიური ზრდიდან რეპროდუქციულ ზრდამდე და სრული ყვავილობა და ნაყოფიერება.კულტურების სხვადასხვა ჯიშებსა და გენოტიპებს აქვთ განსხვავებული ფიზიოლოგიური რეაქცია ფოტოპერიოდის ცვლილებებზე.ხანგრძლივ მზიანი მცენარეები, როდესაც მზის შუქის დრო გადააჭარბებს მზის კრიტიკულ სიგრძეს, ყვავილობის დრო ჩვეულებრივ აჩქარებს ფოტოპერიოდის გახანგრძლივებას, როგორიცაა შვრია, ხორბალი და ქერი.ნეიტრალური მცენარეები, მიუხედავად ფოტოპერიოდისა, აყვავდებიან, როგორიცაა ბრინჯი, სიმინდი და კიტრი.მოკლე დღის მცენარეებს, როგორიცაა ბამბა, სოიო და ფეტვი, ყვავილობისთვის სჭირდებათ მზის შუქის კრიტიკულ სიგრძეზე დაბალი ფოტოპერიოდი.ხელოვნური გარემოს პირობებში 8 სთ სინათლისა და 30℃ მაღალი ტემპერატურის პირობებში, ამარანტის ყვავილობის დრო 40 დღეზე მეტია ადრე, ვიდრე მინდვრის გარემოში.16/8 სთ სინათლის ციკლის (ნათელი/ბნელი) მკურნალობის დროს ქერის შვიდივე გენოტიპი ადრე ყვავილობდა: ფრანკლინი (36 დღე), გერდნერი (35 დღე), გიმეტი (33 დღე), კომანდერი (30 დღე), ფლოტი (29). დღე), ბაუდინი (26 დღე) და ლოკიერი (25 დღე).

ხელოვნურ გარემოში ხორბლის ზრდის პერიოდი შეიძლება შემცირდეს ჩითილების მისაღებად ემბრიონის კულტურის გამოყენებით, შემდეგ კი 16 საათის განმავლობაში დასხივება და ყოველწლიურად 8 თაობის წარმოება.ბარდის ზრდის პერიოდი შემცირდა 143 დღიდან მინდვრის გარემოში 67 დღემდე ხელოვნურ სათბურში 16 საათის განათებით.ფოტოპერიოდის შემდგომი გახანგრძლივებით 20 სთ-მდე და მისი კომბინაციით 21°C/16°C (დღე/ღამე), ბარდის ზრდის პერიოდი შეიძლება შემცირდეს 68 დღემდე, ხოლო თესლის დაგროვების მაჩვენებელი არის 97.8%.კონტროლირებადი გარემოს პირობებში 20 საათიანი ფოტოპერიოდული დამუშავების შემდეგ თესვიდან ყვავილობამდე გრძელდება 32 დღე, ხოლო ზრდის მთელი პერიოდი 62-71 დღეა, რაც მინდვრის პირობებში 30 დღეზე მეტით მოკლეა.ხელოვნური სათბურის პირობებში 22 სთ ფოტოპერიოდით ხორბლის, ქერის, რაფისა და წიწაკის ყვავილობის დრო მცირდება, შესაბამისად, საშუალოდ 22, 64, 73 და 33 დღით.თესლის ადრეულ მოსავალთან ერთად, ადრე მოსავლის თესლის გაღივების მაჩვენებელმა შეიძლება მიაღწიოს 92%, 98%, 89% და 94% საშუალოდ, შესაბამისად, რაც სრულად დააკმაყოფილებს მეცხოველეობის საჭიროებებს.ყველაზე სწრაფ ჯიშებს შეუძლიათ მუდმივად აწარმოონ 6 თაობა (ხორბალი) და 7 თაობა (ხორბალი).22-საათიანი ფოტოპერიოდის პირობებში შვრიის ყვავილობის დრო 11 დღით შემცირდა, ხოლო ყვავილობიდან 21 დღის შემდეგ გარანტირებული იყო მინიმუმ 5 სიცოცხლისუნარიანი თესლი და ყოველწლიურად ხუთ თაობის განუწყვეტლივ გამრავლება.ხელოვნურ სათბურში 22-საათიანი განათებით ოსპის ზრდის პერიოდი 115 დღემდე მცირდება და წელიწადში 3-4 თაობის გამრავლება შეუძლია.ხელოვნურ სათბურში 24-საათიანი უწყვეტი განათების პირობებში, არაქისის ზრდის ციკლი 145 დღიდან 89 დღემდე მცირდება და მისი გამრავლება შესაძლებელია 4 თაობით ერთ წელიწადში.

სინათლის ხარისხი

სინათლე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მცენარეების ზრდა-განვითარებაში.სინათლეს შეუძლია აკონტროლოს ყვავილობა მრავალი ფოტორეცეპტორზე ზემოქმედებით.წითელი სინათლის (R) და ლურჯი სინათლის (B) თანაფარდობა ძალიან მნიშვნელოვანია მოსავლის ყვავილობისთვის.წითელი სინათლის ტალღის სიგრძე 600-700 ნმ შეიცავს ქლოროფილის შთანთქმის პიკს 660 ნმ, რომელსაც შეუძლია ეფექტურად შეუწყოს ხელი ფოტოსინთეზს.ლურჯი სინათლის ტალღის სიგრძე 400-500 ნმ გავლენას მოახდენს მცენარის ფოტოტროპიზმზე, სტომატის გახსნასა და ნერგების ზრდაზე.ხორბალში წითელი შუქისა და ლურჯი სინათლის თანაფარდობა არის დაახლოებით 1, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ყვავილობა ყველაზე ადრე.R:B=4:1 სინათლის ხარისხის პირობებში საშუალო და გვიან მომწიფებული სოიოს ჯიშების ზრდის პერიოდი 120 დღიდან 63 დღემდე შემცირდა, მცენარის სიმაღლე და საკვები ბიომასა შემცირდა, მაგრამ თესლის მოსავლიანობაზე არ იმოქმედა. , რომელიც თითო თესლს მაინც აკმაყოფილებდა მცენარეზე და უმწიფარი თესლების გაღივების საშუალო მაჩვენებელი იყო 81,7%.10 სთ განათების და ლურჯი სინათლის დანამატის პირობებში, სოიოს მცენარეები გახდა მოკლე და ძლიერი, აყვავდნენ დათესვიდან 23 დღის შემდეგ, მომწიფდნენ 77 დღეში და შეეძლოთ გამრავლება 5 თაობის განმავლობაში ერთ წელიწადში.

წითელი სინათლის თანაფარდობა შორეულ წითელ შუქთან (FR) ასევე გავლენას ახდენს მცენარეების ყვავილობაზე.ფოტომგრძნობიარე პიგმენტები არსებობს ორი ფორმით: შორს წითელი სინათლის შთანთქმა (Pfr) და წითელი სინათლის შთანთქმა (Pr).დაბალი R:FR თანაფარდობით, ფოტომგრძნობიარე პიგმენტები გარდაიქმნება Pfr-დან Pr-ში, რაც იწვევს გრძელვადიანი მცენარეების აყვავებას.LED ნათურების გამოყენებამ შესაბამისი R:FR(0.66-1.07) დასარეგულირებლად შეიძლება გაზარდოს მცენარის სიმაღლე, ხელი შეუწყოს გრძელდღიანი მცენარეების აყვავებას (როგორიცაა დილის დიდება და სნეპდრაგონი) და შეაფერხოს ხანმოკლე მცენარეების ყვავილობა (როგორიცაა მარიგოლდი). ).როდესაც R:FR 3.1-ზე მეტია, ოსპის ყვავილობის დრო იგვიანებს.R:FR-ის 1,9-მდე შემცირებამ შეიძლება მიაღწიოს საუკეთესო ყვავილობის ეფექტს და ის შეიძლება ყვავილობდეს დათესვიდან 31-ე დღეს.წითელი შუქის მოქმედება ყვავილობის დათრგუნვაზე განპირობებულია ფოტომგრძნობიარე პიგმენტით Pr.კვლევებმა აჩვენა, რომ როდესაც R:FR 3,5-ზე მეტია, ხუთი პარკოსანი მცენარის (ბარდა, წიწილა, ლობიო, ოსპი და ლუპინი) ყვავილობის დრო გადაიდება.ამარანტისა და ბრინჯის ზოგიერთ გენოტიპში, შორს წითელი შუქი გამოიყენება ყვავილობის გასაუმჯობესებლად, შესაბამისად, 10 და 20 დღით.

სასუქი CO₂

CO₂ფოტოსინთეზის მთავარი ნახშირბადის წყაროა.მაღალი კონცენტრაციის CO₂ჩვეულებრივ შეუძლია ხელი შეუწყოს C3 წლიური მცენარეების ზრდას და გამრავლებას, ხოლო CO-ს დაბალი კონცენტრაცია₂ნახშირბადის შეზღუდვის გამო შეიძლება შეამციროს ზრდისა და რეპროდუქციის მოსავლიანობა.მაგალითად, C3 მცენარეების ფოტოსინთეზური ეფექტურობა, როგორიცაა ბრინჯი და ხორბალი, იზრდება CO-ს მატებასთან ერთად.₂დონე, რაც იწვევს ბიომასის ზრდას და ადრეულ ყვავილობას.CO-ს დადებითი გავლენის გაცნობიერების მიზნით₂კონცენტრაციის გაზრდა, შესაძლოა საჭირო გახდეს წყლისა და საკვები ნივთიერებების მიწოდების ოპტიმიზაცია.ამიტომ, შეუზღუდავი ინვესტიციის პირობებში, ჰიდროპონიკას შეუძლია სრულად გაათავისუფლოს მცენარეების ზრდის პოტენციალი.დაბალი CO₂კონცენტრაცია აჭიანურებდა Arabidopsis thaliana-ს ყვავილობის დროს, ხოლო მაღალი CO₂კონცენტრაციამ დააჩქარა ბრინჯის ყვავილობის დრო, შეამცირა ბრინჯის ზრდის პერიოდი 3 თვემდე და ამრავლებდა წელიწადში 4 თაობას.CO-ს დამატებით₂ხელოვნური ზრდის კოლოფში 785,7 μmol/mol-მდე, სოიოს ჯიშის „ენრეის“ გამრავლების ციკლი შემცირდა 70 დღემდე და მას შეეძლო 5 თაობის გამრავლება ერთ წელიწადში.როდესაც CO₂კონცენტრაცია გაიზარდა 550 μmol/mol-მდე, Cajanus cajan-ის ყვავილობა გადაიდო 8-9 დღით, ხოლო ნაყოფის დაყენება და სიმწიფის დრო ასევე გადაიდო 9 დღით.Cajanus cajan-მა დააგროვა უხსნადი შაქარი მაღალი CO-ზე₂კონცენტრაცია, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს მცენარეების სიგნალის გადაცემაზე და შეაფერხოს ყვავილობა.გარდა ამისა, ზრდის ოთახში გაზრდილი CO₂, იზრდება სოიოს ყვავილების რაოდენობა და ხარისხი, რაც ხელს უწყობს ჰიბრიდიზაციას და მისი ჰიბრიდიზაციის მაჩვენებელი გაცილებით მაღალია, ვიდრე მინდორში მოყვანილი სოიოს.

სამომავლო პერსპექტივები

თანამედროვე სოფლის მეურნეობას შეუძლია დააჩქაროს კულტურების მოშენების პროცესი ალტერნატიული მეცხოველეობისა და დაწესებულების მოშენების გზით.თუმცა, ამ მეთოდებში არის გარკვეული ხარვეზები, როგორიცაა მკაცრი გეოგრაფიული მოთხოვნები, ძვირადღირებული შრომის მართვა და არასტაბილური ბუნებრივი პირობები, რაც არ იძლევა გარანტიას წარმატებული თესლის მოსავლის აღებისას.დაწესებულების მოშენებაზე გავლენას ახდენს კლიმატური პირობები და თაობის დამატების დრო შეზღუდულია.თუმცა, მოლეკულური მარკერების გამოყვანა მხოლოდ აჩქარებს გამრავლების სამიზნე თვისებების შერჩევასა და განსაზღვრას.დღეისათვის, სწრაფი გამრავლების ტექნოლოგია გამოიყენება Gramineae, Leguminosae, Cruciferae და სხვა კულტურებზე.თუმცა, მცენარის ქარხნის სწრაფი თაობის მოშენება მთლიანად ათავისუფლებს კლიმატური პირობების გავლენას და შეუძლია ზრდის გარემოს რეგულირება მცენარის ზრდისა და განვითარების საჭიროებების შესაბამისად.მცენარეთა ქარხნული სწრაფი გამრავლების ტექნოლოგიის ტრადიციულ მეცხოველეობასთან, მოლეკულური მარკერის გამოყვანის და სხვა გამრავლების მეთოდების ეფექტურად შერწყმა, სწრაფი გამრავლების პირობებში, ჰიბრიდიზაციის შემდეგ ჰომოზიგოტური ხაზების მისაღებად საჭირო დრო შეიძლება შემცირდეს და ამავდროულად, შეიძლება შემცირდეს ადრეული თაობები. შერჩეული დროის შესამცირებლად იდეალური თვისებებისა და გამრავლების თაობების მისაღებად.

ქარხნებში მცენარის სწრაფი გამრავლების ტექნოლოგიის მთავარი შეზღუდვა არის ის, რომ სხვადასხვა კულტურების ზრდისა და განვითარებისათვის საჭირო გარემო პირობები საკმაოდ განსხვავებულია და დიდი დრო სჭირდება სამიზნე კულტურების სწრაფი მოშენებისთვის გარემო პირობების მიღებას.ამავდროულად, ქარხნის მშენებლობისა და ექსპლუატაციის მაღალი ღირებულების გამო, რთულია დანამატების მოშენების ფართომასშტაბიანი ექსპერიმენტის ჩატარება, რაც ხშირად იწვევს თესლის შეზღუდულ მოსავლიანობას, რამაც შეიძლება შეზღუდოს შემდგომი მინდვრის ხასიათის შეფასება.ქარხნის ქარხნის აღჭურვილობისა და ტექნოლოგიის თანდათანობითი გაუმჯობესებითა და გაუმჯობესებით, ქარხნის ქარხნის მშენებლობისა და ექსპლუატაციის ღირებულება თანდათან მცირდება.შესაძლებელია სწრაფი გამრავლების ტექნოლოგიის შემდგომი ოპტიმიზაცია და გამრავლების ციკლის შემცირება მცენარეთა ქარხნის სწრაფი გამრავლების ტექნოლოგიის ეფექტური შერწყმით სხვა გამრავლების ტექნიკასთან.

ᲓᲐᲡᲐᲡᲠᲣᲚᲘ

ციტირებული ინფორმაცია

ლიუ კაიჟე, ლიუ ჰოუჩენი.მცენარეთა ქარხნის სწრაფი გამოყვანის ტექნოლოგიის კვლევის პროგრესი [J].სოფლის მეურნეობის საინჟინრო ტექნოლოგია, 2022,42(22):46-49.