గ్రీన్హౌస్ హార్టికల్చరల్ అగ్రికల్చర్ ఇంజనీరింగ్ టెక్నాలజీబీజింగ్‌లో అక్టోబర్ 14, 2022న 17:30కి ప్రచురించబడింది

ప్రపంచ జనాభా యొక్క నిరంతర పెరుగుదలతో, ఆహారం కోసం ప్రజల డిమాండ్ రోజురోజుకు పెరుగుతోంది మరియు ఆహార పోషణ మరియు భద్రత కోసం అధిక అవసరాలు ముందుకు వచ్చాయి.అధిక దిగుబడి మరియు నాణ్యమైన పంటలను పండించడం ఆహార సమస్యలను పరిష్కరించడానికి ఒక ముఖ్యమైన మార్గం.అయినప్పటికీ, సాంప్రదాయ పెంపకం పద్ధతి అద్భుతమైన రకాలను పండించడానికి చాలా సమయం పడుతుంది, ఇది పెంపకం యొక్క పురోగతిని పరిమితం చేస్తుంది.వార్షిక స్వీయ-పరాగసంపర్క పంటల కోసం, ప్రారంభ పేరెంట్ క్రాసింగ్ నుండి కొత్త రకం ఉత్పత్తికి 10~15 సంవత్సరాలు పట్టవచ్చు.అందువల్ల, పంటల పెంపకం యొక్క పురోగతిని వేగవంతం చేయడానికి, సంతానోత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడం మరియు ఉత్పత్తి సమయాన్ని తగ్గించడం అత్యవసరం.

వేగవంతమైన సంతానోత్పత్తి అంటే మొక్కల పెరుగుదల రేటును పెంచడం, పుష్పించే మరియు ఫలాలు కాస్తాయి మరియు పూర్తిగా మూసివేయబడిన నియంత్రిత పర్యావరణ వృద్ధి గదిలో పర్యావరణ పరిస్థితులను నియంత్రించడం ద్వారా సంతానోత్పత్తి చక్రాన్ని తగ్గించడం.ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీ అనేది వ్యవసాయ వ్యవస్థ, ఇది సౌకర్యాలలో అధిక-ఖచ్చితమైన పర్యావరణ నియంత్రణ ద్వారా అధిక-సామర్థ్య పంట ఉత్పత్తిని సాధించగలదు మరియు ఇది వేగవంతమైన సంతానోత్పత్తికి అనువైన వాతావరణం.కర్మాగారంలో కాంతి, ఉష్ణోగ్రత, తేమ మరియు CO2 గాఢత వంటి మొక్కల పెంపకం పర్యావరణ పరిస్థితులు సాపేక్షంగా నియంత్రించబడతాయి మరియు బాహ్య వాతావరణం ద్వారా ప్రభావితం కావు లేదా తక్కువగా ఉంటాయి.నియంత్రిత పర్యావరణ పరిస్థితులలో, ఉత్తమ కాంతి తీవ్రత, కాంతి సమయం మరియు ఉష్ణోగ్రత మొక్కల యొక్క వివిధ శారీరక ప్రక్రియలను, ముఖ్యంగా కిరణజన్య సంయోగక్రియ మరియు పుష్పించే ప్రక్రియలను వేగవంతం చేస్తుంది, తద్వారా పంట పెరుగుదల యొక్క ఉత్పత్తి సమయాన్ని తగ్గిస్తుంది.పంట పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధిని నియంత్రించడానికి మొక్కల ఫ్యాక్టరీ సాంకేతికతను ఉపయోగించడం, ముందుగానే పండ్లను కోయడం, అంకురోత్పత్తి సామర్థ్యం ఉన్న కొన్ని విత్తనాలు సంతానోత్పత్తి అవసరాలను తీర్చగలవు.

ఫోటోపెరియోడ్, పంట పెరుగుదల చక్రాన్ని ప్రభావితం చేసే ప్రధాన పర్యావరణ కారకం

కాంతి చక్రం ఒక రోజులో కాంతి కాలం మరియు చీకటి కాలం యొక్క ప్రత్యామ్నాయాన్ని సూచిస్తుంది.కాంతి చక్రం అనేది పంటల పెరుగుదల, అభివృద్ధి, పుష్పించే మరియు ఫలాలను ప్రభావితం చేసే ఒక ముఖ్యమైన అంశం.కాంతి చక్రం యొక్క మార్పును గ్రహించడం ద్వారా, పంటలు ఏపుగా పెరగడం నుండి పునరుత్పత్తి పెరుగుదలకు మరియు పూర్తి పుష్పించే మరియు ఫలాలు కాస్తాయి.వివిధ పంట రకాలు మరియు జన్యురూపాలు ఫోటోపెరియోడ్ మార్పులకు భిన్నమైన శారీరక ప్రతిస్పందనలను కలిగి ఉంటాయి.దీర్ఘ-సూర్యకాంతి మొక్కలు, సూర్యరశ్మి సమయం క్లిష్టమైన సూర్యరశ్మి పొడవును అధిగమించిన తర్వాత, పుష్పించే సమయం సాధారణంగా వోట్స్, గోధుమ మరియు బార్లీ వంటి ఫోటోపెరియోడ్ యొక్క పొడిగింపు ద్వారా వేగవంతం అవుతుంది.ఫోటోపెరియోడ్‌తో సంబంధం లేకుండా తటస్థ మొక్కలు వరి, మొక్కజొన్న మరియు దోసకాయ వంటి వికసిస్తాయి.పత్తి, సోయాబీన్ మరియు మిల్లెట్ వంటి చిన్న-రోజు మొక్కలు పుష్పించటానికి క్లిష్టమైన సూర్యరశ్మి పొడవు కంటే తక్కువ ఫోటోపెరియోడ్ అవసరం.8h కాంతి మరియు 30℃ అధిక ఉష్ణోగ్రత యొక్క కృత్రిమ పర్యావరణ పరిస్థితులలో, ఉసిరి పుష్పించే సమయం క్షేత్ర వాతావరణంలో కంటే 40 రోజుల కంటే ముందుగానే ఉంటుంది.16/8 h కాంతి చక్రం (కాంతి/చీకటి) చికిత్సలో, మొత్తం ఏడు బార్లీ జన్యురూపాలు ముందుగానే వికసించాయి: ఫ్రాంక్లిన్ (36 రోజులు), గైర్డ్‌నర్ (35 రోజులు), గిమ్మెట్ (33 రోజులు), కమాండర్ (30 రోజులు), ఫ్లీట్ (29 రోజులు), బౌడిన్ (26 రోజులు) మరియు లాకీయర్ (25 రోజులు).

కృత్రిమ వాతావరణంలో, పిండం సంస్కృతిని ఉపయోగించి మొలకలని పొందడం ద్వారా గోధుమ పెరుగుదల కాలాన్ని తగ్గించవచ్చు, ఆపై 16 గంటల పాటు వికిరణం చేసి, ప్రతి సంవత్సరం 8 తరాలు ఉత్పత్తి చేయవచ్చు.బఠానీ ఎదుగుదల కాలం క్షేత్ర వాతావరణంలో 143 రోజుల నుండి కృత్రిమ గ్రీన్‌హౌస్‌లో 16 గంటల కాంతితో 67 రోజులకు తగ్గించబడింది.ఫోటోపెరియోడ్‌ను 20గం వరకు పొడిగించడం ద్వారా మరియు దానిని 21°C/16°C(పగలు/రాత్రి)తో కలపడం ద్వారా బఠానీ ఎదుగుదల కాలాన్ని 68 రోజులకు తగ్గించవచ్చు మరియు విత్తన అమరిక రేటు 97.8%.నియంత్రిత వాతావరణంలో, 20 గంటల ఫోటోపెరియోడ్ చికిత్స తర్వాత, విత్తడం నుండి పుష్పించే వరకు 32 రోజులు పడుతుంది, మరియు మొత్తం పెరుగుదల కాలం 62-71 రోజులు, ఇది క్షేత్ర పరిస్థితుల కంటే 30 రోజుల కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.22h ఫోటోపెరియోడ్‌తో కృత్రిమ గ్రీన్‌హౌస్ పరిస్థితిలో, గోధుమలు, బార్లీ, రేప్ మరియు చిక్‌పీల పుష్పించే సమయం వరుసగా సగటున 22, 64, 73 మరియు 33 రోజులు తగ్గిపోతుంది.విత్తనాల ప్రారంభ పంటతో కలిపి, ప్రారంభ పంట విత్తనాల అంకురోత్పత్తి రేటు వరుసగా 92%, 98%, 89% మరియు 94%కి చేరుకుంటుంది, ఇది పూర్తిగా సంతానోత్పత్తి అవసరాలను తీర్చగలదు.వేగవంతమైన రకాలు నిరంతరం 6 తరాలు (గోధుమలు) మరియు 7 తరాలు (గోధుమలు) ఉత్పత్తి చేయగలవు.22-గంటల ఫోటోపెరియోడ్ పరిస్థితిలో, వోట్స్ యొక్క పుష్పించే సమయం 11 రోజులు తగ్గించబడింది మరియు పుష్పించే 21 రోజుల తర్వాత, కనీసం 5 ఆచరణీయ విత్తనాలు హామీ ఇవ్వబడతాయి మరియు ప్రతి సంవత్సరం ఐదు తరాలు నిరంతరంగా ప్రచారం చేయబడతాయి.22 గంటల ప్రకాశంతో కృత్రిమ గ్రీన్‌హౌస్‌లో, కాయధాన్యాల పెరుగుదల కాలం 115 రోజులకు తగ్గించబడుతుంది మరియు అవి సంవత్సరానికి 3-4 తరాల వరకు పునరుత్పత్తి చేయగలవు.కృత్రిమ గ్రీన్‌హౌస్‌లో 24 గంటల నిరంతర ప్రకాశించే పరిస్థితిలో, వేరుశెనగ పెరుగుదల చక్రం 145 రోజుల నుండి 89 రోజులకు తగ్గించబడుతుంది మరియు ఇది ఒక సంవత్సరంలో 4 తరాల వరకు ప్రచారం చేయబడుతుంది.

కాంతి నాణ్యత

మొక్కల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధిలో కాంతి కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది.కాంతి అనేక ఫోటోరిసెప్టర్‌లను ప్రభావితం చేయడం ద్వారా పుష్పించడాన్ని నియంత్రిస్తుంది.రెడ్ లైట్ (R) మరియు బ్లూ లైట్ (B) నిష్పత్తి పంట పుష్పించడానికి చాలా ముఖ్యమైనది.600~700nm యొక్క ఎరుపు కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం 660nm యొక్క క్లోరోఫిల్ యొక్క శోషణ శిఖరాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది కిరణజన్య సంయోగక్రియను ప్రభావవంతంగా ప్రోత్సహిస్తుంది.400~500nm నీలి కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం మొక్కల ఫోటోట్రోపిజం, స్టోమాటల్ ఓపెనింగ్ మరియు మొలకల పెరుగుదలను ప్రభావితం చేస్తుంది.గోధుమలలో, ఎరుపు కాంతి మరియు నీలి కాంతి నిష్పత్తి దాదాపు 1, ఇది త్వరగా పుష్పించేలా చేస్తుంది.R:B=4:1 యొక్క తేలికపాటి నాణ్యతతో, మధ్య మరియు ఆలస్యంగా పక్వానికి వచ్చే సోయాబీన్ రకాల ఎదుగుదల కాలం 120 రోజుల నుండి 63 రోజులకు కుదించబడింది మరియు మొక్కల ఎత్తు మరియు పోషక జీవపదార్ధం తగ్గించబడింది, కానీ విత్తన దిగుబడి ప్రభావితం కాలేదు. , ఇది ప్రతి మొక్కకు కనీసం ఒక విత్తనాన్ని సంతృప్తి పరచగలదు మరియు అపరిపక్వ విత్తనాల సగటు అంకురోత్పత్తి రేటు 81.7%.10h ప్రకాశం మరియు బ్లూ లైట్ సప్లిమెంట్ యొక్క పరిస్థితిలో, సోయాబీన్ మొక్కలు పొట్టిగా మరియు బలంగా మారాయి, విత్తిన 23 రోజుల తర్వాత వికసిస్తాయి, 77 రోజులలో పరిపక్వం చెందుతాయి మరియు ఒక సంవత్సరంలో 5 తరాల వరకు పునరుత్పత్తి చేయగలవు.

రెడ్ లైట్ మరియు ఫార్ రెడ్ లైట్ (FR) నిష్పత్తి కూడా మొక్కల పుష్పించేలా ప్రభావితం చేస్తుంది.ఫోటోసెన్సిటివ్ పిగ్మెంట్లు రెండు రూపాల్లో ఉన్నాయి: చాలా ఎరుపు కాంతి శోషణ (Pfr) మరియు ఎరుపు కాంతి శోషణ (Pr).తక్కువ R:FR నిష్పత్తిలో, ఫోటోసెన్సిటివ్ పిగ్మెంట్లు Pfr నుండి Prకి మార్చబడతాయి, ఇది దీర్ఘ-రోజు మొక్కలు పుష్పించేలా చేస్తుంది.తగిన R:FR(0.66~1.07)ను నియంత్రించడానికి LED లైట్లను ఉపయోగించడం వలన మొక్కల ఎత్తు పెరుగుతుంది, దీర్ఘ-రోజు మొక్కలు పుష్పించేలా (ఉదాహరణకు మార్నింగ్ గ్లోరీ మరియు స్నాప్‌డ్రాగన్ వంటివి) మరియు తక్కువ-రోజు మొక్కలు (మేరిగోల్డ్ వంటివి) పుష్పించడాన్ని నిరోధిస్తుంది. )R:FR 3.1 కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, కాయధాన్యాలు పుష్పించే సమయం ఆలస్యం అవుతుంది.R:FRని 1.9కి తగ్గించడం వలన ఉత్తమ పుష్పించే ప్రభావాన్ని పొందవచ్చు మరియు విత్తిన 31వ రోజున వికసించవచ్చు.పుష్పించే నిరోధంపై ఎరుపు కాంతి ప్రభావం ఫోటోసెన్సిటివ్ పిగ్మెంట్ Pr ద్వారా మధ్యవర్తిత్వం చేయబడుతుంది.R:FR 3.5 కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఐదు పప్పుధాన్యాల మొక్కలు (బఠానీ, చిక్‌పీన్, కాయధాన్యాలు మరియు లూపిన్) పుష్పించే సమయం ఆలస్యం అవుతుందని అధ్యయనాలు సూచించాయి.ఉసిరికాయ మరియు బియ్యం యొక్క కొన్ని జన్యురూపాలలో, పుష్పించేలా వరుసగా 10 రోజులు మరియు 20 రోజులు ముందుకు సాగడానికి ఫార్-ఎరుపు కాంతిని ఉపయోగిస్తారు.

ఎరువులు CO₂

CO₂కిరణజన్య సంయోగక్రియ యొక్క ప్రధాన కార్బన్ మూలం.అధిక సాంద్రత CO₂సాధారణంగా C3 వార్షికాల పెరుగుదల మరియు పునరుత్పత్తిని ప్రోత్సహిస్తుంది, అయితే తక్కువ గాఢత CO₂కార్బన్ పరిమితి కారణంగా పెరుగుదల మరియు పునరుత్పత్తి దిగుబడిని తగ్గించవచ్చు.ఉదాహరణకు, బియ్యం మరియు గోధుమ వంటి C3 మొక్కల కిరణజన్య సంయోగ సామర్థ్యం CO పెరుగుదలతో పెరుగుతుంది.₂స్థాయి, ఫలితంగా బయోమాస్ మరియు ప్రారంభ పుష్పించే పెరుగుదల.CO యొక్క సానుకూల ప్రభావాన్ని గ్రహించడానికి₂ఏకాగ్రత పెరుగుదల, నీరు మరియు పోషకాల సరఫరాను ఆప్టిమైజ్ చేయడం అవసరం కావచ్చు.అందువల్ల, అపరిమిత పెట్టుబడి పరిస్థితిలో, హైడ్రోపోనిక్స్ పూర్తిగా మొక్కల వృద్ధి సామర్థ్యాన్ని విడుదల చేయగలదు.తక్కువ CO₂ఏకాగ్రత అరబిడోప్సిస్ థాలియానా పుష్పించే సమయాన్ని ఆలస్యం చేసింది, అయితే అధిక CO₂ఏకాగ్రత వరి యొక్క పుష్పించే సమయాన్ని వేగవంతం చేసింది, వరి పెరుగుదల వ్యవధిని 3 నెలలకు తగ్గించింది మరియు సంవత్సరానికి 4 తరాలు ప్రచారం చేసింది.COను భర్తీ చేయడం ద్వారా₂కృత్రిమ పెరుగుదల పెట్టెలో 785.7μmol/mol వరకు, సోయాబీన్ రకం 'ఎన్రీ' యొక్క సంతానోత్పత్తి చక్రం 70 రోజులకు కుదించబడింది మరియు ఇది ఒక సంవత్సరంలో 5 తరాలను సంతానోత్పత్తి చేయగలదు.ఎప్పుడు CO₂ఏకాగ్రత 550μmol/molకి పెరిగింది, కాజానస్ కాజన్ పుష్పించేది 8~9 రోజులు ఆలస్యం అయింది, మరియు పండు సెట్ మరియు పక్వానికి వచ్చే సమయం కూడా 9 రోజులు ఆలస్యం అయింది.కాజనస్ కాజన్ అధిక CO వద్ద కరగని చక్కెరను సేకరించింది₂ఏకాగ్రత, ఇది మొక్కల సిగ్నల్ ప్రసారాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు పుష్పించే ఆలస్యం.అదనంగా, పెరిగిన CO తో పెరుగుదల గదిలో₂, సోయాబీన్ పువ్వుల సంఖ్య మరియు నాణ్యత పెరుగుతుంది, ఇది హైబ్రిడైజేషన్‌కు అనుకూలంగా ఉంటుంది మరియు దాని సంకరీకరణ రేటు పొలంలో పెరిగిన సోయాబీన్స్ కంటే చాలా ఎక్కువ.

భవిష్యత్ అవకాశాలు

ఆధునిక వ్యవసాయం ప్రత్యామ్నాయ పెంపకం మరియు సౌకర్యాల పెంపకం ద్వారా పంటల పెంపకం ప్రక్రియను వేగవంతం చేస్తుంది.అయినప్పటికీ, ఈ పద్ధతుల్లో కఠినమైన భౌగోళిక అవసరాలు, ఖరీదైన శ్రమ నిర్వహణ మరియు అస్థిర సహజ పరిస్థితులు వంటి కొన్ని లోపాలు ఉన్నాయి, ఇవి విజయవంతమైన విత్తన పంటకు హామీ ఇవ్వలేవు.ఫెసిలిటీ పెంపకం వాతావరణ పరిస్థితుల ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది మరియు తరం అదనంగా సమయం పరిమితం.అయినప్పటికీ, మాలిక్యులర్ మార్కర్ బ్రీడింగ్ అనేది బ్రీడింగ్ లక్ష్య లక్షణాల ఎంపిక మరియు నిర్ణయాన్ని మాత్రమే వేగవంతం చేస్తుంది.ప్రస్తుతం, గ్రామినే, లెగ్యుమినోసే, క్రూసిఫెరా మరియు ఇతర పంటలకు వేగవంతమైన పెంపకం సాంకేతికత వర్తించబడింది.అయినప్పటికీ, ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీ వేగవంతమైన ఉత్పత్తి పెంపకం పూర్తిగా వాతావరణ పరిస్థితుల ప్రభావం నుండి బయటపడుతుంది మరియు మొక్కల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధి అవసరాలకు అనుగుణంగా వృద్ధి వాతావరణాన్ని నియంత్రించగలదు.సాంప్రదాయ పెంపకం, మాలిక్యులర్ మార్కర్ బ్రీడింగ్ మరియు ఇతర బ్రీడింగ్ పద్ధతులతో ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీ వేగవంతమైన బ్రీడింగ్ టెక్నాలజీని సమర్ధవంతంగా కలపడం, వేగవంతమైన పెంపకం పరిస్థితిలో, హైబ్రిడైజేషన్ తర్వాత హోమోజైగస్ లైన్లను పొందేందుకు అవసరమైన సమయాన్ని తగ్గించవచ్చు మరియు అదే సమయంలో, ప్రారంభ తరాలు ఆదర్శ లక్షణాలు మరియు సంతానోత్పత్తి తరాలను పొందేందుకు అవసరమైన సమయాన్ని తగ్గించడానికి ఎంపిక చేయబడింది.

కర్మాగారాల్లో మొక్కల వేగవంతమైన పెంపకం సాంకేతికత యొక్క ప్రధాన పరిమితి ఏమిటంటే, వివిధ పంటల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధికి అవసరమైన పర్యావరణ పరిస్థితులు చాలా భిన్నంగా ఉంటాయి మరియు లక్ష్య పంటల వేగవంతమైన పెంపకం కోసం పర్యావరణ పరిస్థితులను పొందేందుకు చాలా సమయం పడుతుంది.అదే సమయంలో, ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీ నిర్మాణం మరియు ఆపరేషన్ యొక్క అధిక వ్యయం కారణంగా, పెద్ద-స్థాయి సంకలిత పెంపకం ప్రయోగాన్ని నిర్వహించడం కష్టం, ఇది తరచుగా పరిమిత విత్తన దిగుబడికి దారి తీస్తుంది, ఇది ఫాలో-అప్ ఫీల్డ్ క్యారెక్టర్ మూల్యాంకనాన్ని పరిమితం చేస్తుంది.ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీ పరికరాలు మరియు సాంకేతికత యొక్క క్రమమైన మెరుగుదల మరియు అభివృద్ధితో, ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీ నిర్మాణం మరియు నిర్వహణ ఖర్చు క్రమంగా తగ్గుతుంది.మొక్కల ఫ్యాక్టరీ వేగవంతమైన పెంపకం సాంకేతికతను ఇతర పెంపకం పద్ధతులతో సమర్థవంతంగా కలపడం ద్వారా వేగవంతమైన పెంపకం సాంకేతికతను మరింత ఆప్టిమైజ్ చేయడం మరియు సంతానోత్పత్తి చక్రాన్ని తగ్గించడం సాధ్యమవుతుంది.

ముగింపు

ఉదహరించిన సమాచారం

లియు కైజే, లియు హౌచెంగ్.మొక్కల ఫ్యాక్టరీ వేగవంతమైన పెంపకం సాంకేతికత [J] పరిశోధన పురోగతి.అగ్రికల్చరల్ ఇంజనీరింగ్ టెక్నాలజీ, 2022,42(22):46-49.