గ్రీన్హౌస్ హార్టికల్చరల్ అగ్రికల్చరల్ ఇంజనీరింగ్ టెక్నాలజీఅక్టోబర్ 14, 2022 న బీజింగ్‌లో 17: 30 వద్ద ప్రచురించబడింది

ప్రపంచ జనాభా యొక్క నిరంతర పెరుగుదలతో, ఆహారం కోసం ప్రజల డిమాండ్ రోజు రోజుకు పెరుగుతోంది మరియు ఆహార పోషణ మరియు భద్రత కోసం అధిక అవసరాలు ముందుకు వస్తాయి. అధిక-దిగుబడి మరియు అధిక-నాణ్యత పంటలను పండించడం ఆహార సమస్యలను పరిష్కరించడానికి ఒక ముఖ్యమైన సాధనం. ఏదేమైనా, సాంప్రదాయ సంతానోత్పత్తి పద్ధతి అద్భుతమైన రకాలను పండించడానికి చాలా సమయం పడుతుంది, ఇది సంతానోత్పత్తి 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 తరం సమయాన్ని తగ్గించడం అత్యవసరం.

వేగవంతమైన సంతానోత్పత్తి అంటే మొక్కల వృద్ధి రేటును పెంచడం, పుష్పించే మరియు ఫలాలు కావడం వేగవంతం చేయడం మరియు పూర్తిగా మూసివేసిన 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 వేగంగా పెంపకానికి అనువైన వాతావరణం. కర్మాగారంలో కాంతి, ఉష్ణోగ్రత, తేమ మరియు CO2 గా ration త వంటి నాటడం పర్యావరణ పరిస్థితులు సాపేక్షంగా నియంత్రించబడతాయి మరియు బాహ్య వాతావరణం ద్వారా తక్కువ లేదా తక్కువ ప్రభావితం కాదు. నియంత్రిత పర్యావరణ పరిస్థితులలో, ఉత్తమ కాంతి తీవ్రత, కాంతి సమయం మరియు ఉష్ణోగ్రత మొక్కల యొక్క వివిధ శారీరక ప్రక్రియలను వేగవంతం చేయగలవు, ముఖ్యంగా కిరణజన్య సంయోగక్రియ మరియు పుష్పించేవి, తద్వారా పంట పెరుగుదల యొక్క తరం సమయాన్ని తగ్గిస్తుంది. పంటల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధిని నియంత్రించడానికి ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీ టెక్నాలజీని ఉపయోగించడం, అంకురోత్పత్తి సామర్థ్యం ఉన్న కొన్ని విత్తనాలు సంతానోత్పత్తి అవసరాలను తీర్చగలిగినంత కాలం, పండ్లను ముందుగానే పండించడం.

ఫోటోపెరియోడ్, పంట వృద్ధి చక్రాన్ని ప్రభావితం చేసే ప్రధాన పర్యావరణ కారకం

కాంతి చక్రం ఒక రోజులో కాంతి కాలం మరియు చీకటి కాలం యొక్క ప్రత్యామ్నాయాన్ని సూచిస్తుంది. కాంతి చక్రం పంటల పెరుగుదల, అభివృద్ధి, పుష్పించే మరియు ఫలాలను ప్రభావితం చేసే ఒక ముఖ్యమైన అంశం. కాంతి చక్రం యొక్క మార్పును గ్రహించడం ద్వారా, పంటలు వృక్షసంపద పెరుగుదల నుండి పునరుత్పత్తి పెరుగుదల మరియు పూర్తి పుష్పించే మరియు ఫలాలు కాస్తాయి. వేర్వేరు పంట రకాలు మరియు జన్యురూపాలు ఫోటోపెరియోడ్ మార్పులకు వేర్వేరు శారీరక ప్రతిస్పందనలను కలిగి ఉంటాయి. పొడవైన-సన్‌షైన్ మొక్కలు, సూర్యరశ్మి సమయం క్లిష్టమైన సూర్యరశ్మి పొడవును మించినప్పుడు, పుష్పించే సమయం సాధారణంగా ఫోటోపెరియోడ్ యొక్క పొడిగింపు, వోట్స్, గోధుమ మరియు బార్లీ వంటి వేగవంతం అవుతుంది. ఫోటోపెరియోడ్‌తో సంబంధం లేకుండా తటస్థ మొక్కలు, బియ్యం, మొక్కజొన్న మరియు దోసకాయ వంటి వికసిస్తాయి. పత్తి, సోయాబీన్ మరియు మిల్లెట్ వంటి స్వల్ప-రోజు మొక్కలకు వికసించడానికి క్లిష్టమైన సూర్యరశ్మి పొడవు కంటే తక్కువ ఫోటోపెరియోడ్ అవసరం. 8 హెచ్ లైట్ మరియు 30 ℃ అధిక ఉష్ణోగ్రత యొక్క కృత్రిమ పర్యావరణ పరిస్థితులలో, అమరాంత్ యొక్క పుష్పించే సమయం క్షేత్ర వాతావరణంలో కంటే 40 రోజుల కన్నా ఎక్కువ. 16/8 గం కాంతి చక్రం (కాంతి/చీకటి) చికిత్సలో, మొత్తం ఏడు బార్లీ జన్యురూపాలు ప్రారంభంలో వికసించాయి: ఫ్రాంక్లిన్ (36 రోజులు), గైర్డ్నర్ (35 రోజులు), గిమ్మెట్ (33 రోజులు), కమాండర్ (30 రోజులు), ఫ్లీట్ (29 రోజులు), బౌడిన్ (26 రోజులు) మరియు లాక్యర్ (25 రోజులు).

కృత్రిమ వాతావరణం ప్రకారం, పిండం సంస్కృతిని పొందటానికి పిండ సంస్కృతిని ఉపయోగించడం ద్వారా గోధుమల పెరుగుదల వ్యవధిని తగ్గించవచ్చు, ఆపై 16 గంటలు వికిరణం చేయడం మరియు ప్రతి సంవత్సరం 8 తరాలు ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. PEA యొక్క పెరుగుదల కాలం 143 రోజుల నుండి క్షేత్ర వాతావరణంలో 16H కాంతితో కృత్రిమ గ్రీన్హౌస్లో 67 రోజులకు తగ్గించబడింది. ఫోటోపెరియోడ్‌ను 20H కి మరింత పొడిగించడం ద్వారా మరియు దానిని 21 ° C/16 ° C (రోజు/రాత్రి) తో కలపడం ద్వారా, PEA యొక్క పెరుగుదల వ్యవధిని 68 రోజులకు తగ్గించవచ్చు మరియు విత్తన అమరిక రేటు 97.8%. నియంత్రిత వాతావరణం యొక్క పరిస్థితిలో, 20 గంటల ఫోటోపెరియోడ్ చికిత్స తరువాత, విత్తడం నుండి పుష్పించే వరకు 32 రోజులు పడుతుంది, మరియు మొత్తం వృద్ధి కాలం 62-71 రోజులు, ఇది క్షేత్ర పరిస్థితులలో 30 రోజుల కన్నా తక్కువ. 22 హెచ్ ఫోటోపెరియోడ్‌తో కృత్రిమ గ్రీన్హౌస్ పరిస్థితిలో, గోధుమలు, బార్లీ, అత్యాచారం మరియు చిక్పా యొక్క పుష్పించే సమయం వరుసగా సగటున 22, 64, 73 మరియు 33 రోజులు తగ్గించబడుతుంది. విత్తనాల ప్రారంభ పంటతో కలిపి, ప్రారంభ పంట విత్తనాల అంకురోత్పత్తి రేట్లు వరుసగా 92%, 98%, 89% మరియు 94% కి చేరుకోవచ్చు, ఇది సంతానోత్పత్తి అవసరాలను పూర్తిగా తీర్చగలదు. వేగవంతమైన రకాలు నిరంతరం 6 తరాలు (గోధుమలు) మరియు 7 తరాలు (గోధుమలు) ఉత్పత్తి చేయగలవు. 22-గంటల ఫోటోపెరియోడ్ పరిస్థితిలో, వోట్స్ యొక్క పుష్పించే సమయం 11 రోజులు తగ్గింది, మరియు పుష్పించే 21 రోజుల తరువాత, కనీసం 5 ఆచరణీయమైన విత్తనాలను హామీ ఇవ్వవచ్చు మరియు ప్రతి సంవత్సరం ఐదు తరాలు నిరంతరం 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 ప్రకాశం యొక్క స్థితిలో, వేరుశెనగ యొక్క వృద్ధి చక్రం 145 రోజుల నుండి 89 రోజులకు తగ్గించబడుతుంది మరియు దీనిని ఒక సంవత్సరంలో 4 తరాల వరకు ప్రచారం చేయవచ్చు.

కాంతి నాణ్యత

మొక్కల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధిలో కాంతి కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. చాలా ఫోటోరిసెప్టర్లను ప్రభావితం చేయడం ద్వారా కాంతి పుష్పించేలా నియంత్రించగలదు. పంట పుష్పించడానికి ఎరుపు కాంతి (R) నుండి నీలిరంగు కాంతి (B) నిష్పత్తి చాలా ముఖ్యం. 600 ~ 700nm యొక్క ఎరుపు కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం 660nm యొక్క క్లోరోఫిల్ యొక్క శోషణ శిఖరాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది కిరణజన్య సంయోగక్రియను సమర్థవంతంగా ప్రోత్సహిస్తుంది. 400 ~ 500nm యొక్క నీలి కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం మొక్కల ఫోటోట్రోపిజం, స్టోమాటల్ ఓపెనింగ్ మరియు విత్తనాల పెరుగుదలను ప్రభావితం చేస్తుంది. గోధుమలలో, ఎరుపు కాంతి నుండి నీలిరంగు కాంతి నిష్పత్తి 1, ఇది ప్రారంభంలో పుష్పించేలా చేస్తుంది. R: B = 4: 1 యొక్క కాంతి నాణ్యతలో, మధ్య మరియు ఆలస్యంగా మార్చే సోయాబీన్ రకాలు పెరుగుదల కాలం 120 రోజుల నుండి 63 రోజులకు తగ్గించబడింది మరియు మొక్కల ఎత్తు మరియు పోషక బయోమాస్ తగ్గించబడ్డాయి, కాని విత్తన దిగుబడి ప్రభావితం కాలేదు , ఇది ఒక మొక్కకు కనీసం ఒక విత్తనాన్ని సంతృప్తిపరుస్తుంది మరియు అపరిపక్వ విత్తనాల సగటు అంకురోత్పత్తి రేటు 81.7%. 10H ప్రకాశం మరియు బ్లూ లైట్ సప్లిమెంట్ పరిస్థితిలో, సోయాబీన్ మొక్కలు చిన్నవిగా మరియు బలంగా మారాయి, విత్తనాల తర్వాత 23 రోజుల తరువాత వికసించాయి, 77 రోజుల్లో పరిపక్వం చెందాయి మరియు ఒక సంవత్సరంలో 5 తరాల వరకు పునరుత్పత్తి చేయగలవు.

ఎరుపు కాంతి యొక్క నిష్పత్తి చాలా ఎరుపు కాంతి (FR) కూడా మొక్కల పుష్పించేవారిని ప్రభావితం చేస్తుంది. ఫోటోసెన్సిటివ్ పిగ్మెంట్లు రెండు రూపాల్లో ఉన్నాయి: ఫార్ రెడ్ లైట్ శోషణ (పిఎఫ్ఆర్) మరియు రెడ్ లైట్ శోషణ (పిఆర్). తక్కువ R: FR నిష్పత్తిలో, ఫోటోసెన్సిటివ్ పిగ్మెంట్లు PFR నుండి PR గా మార్చబడతాయి, ఇది దీర్ఘ-రోజు మొక్కల పుష్పించేలా చేస్తుంది. తగిన R ని నియంత్రించడానికి LED లైట్లను ఉపయోగించడం: FR (0.66 ~ 1.07) మొక్కల ఎత్తును పెంచుతుంది, దీర్ఘకాల మొక్కల పుష్పించేలా (ఉదయం కీర్తి మరియు స్నాప్‌డ్రాగన్ వంటివి) ప్రోత్సహిస్తుంది మరియు స్వల్ప-రోజు మొక్కల పుష్పించేదాన్ని నిరోధిస్తుంది (మారిగోల్డ్ వంటివి ). R: FR 3.1 కన్నా ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, కాయధాన్యాల పుష్పించే సమయం ఆలస్యం అవుతుంది. R: FR ను 1.9 కు తగ్గించడం ఉత్తమ పుష్పించే ప్రభావాన్ని పొందవచ్చు మరియు విత్తిన 31 వ రోజున ఇది వికసిస్తుంది. పుష్పించే నిరోధంపై ఎరుపు కాంతి ప్రభావం ఫోటోసెన్సిటివ్ పిగ్మెంట్ pr ద్వారా మధ్యవర్తిత్వం చెందుతుంది. R: FR 3.5 కన్నా ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఐదు లెగ్యుమినస్ మొక్కల పుష్పించే సమయం (బఠానీ, చిక్పా, బ్రాడ్ బీన్, కాయధాన్యాలు మరియు లుపిన్) ఆలస్యం అవుతుందని అధ్యయనాలు ఎత్తిచూపాయి. అమరాంత్ మరియు బియ్యం యొక్క కొన్ని జన్యురూపాలలో, దూర-ఎరుపు కాంతి వరుసగా 10 రోజులు మరియు 20 రోజులు పుష్పించేలా ఉపయోగిస్తారు.

ఎరువులు కో₂

CO₂కిరణజన్య సంయోగక్రియ యొక్క ప్రధాన కార్బన్ మూలం. అధిక ఏకాగ్రత కో₂సాధారణంగా C3 యాన్యువల్స్ యొక్క పెరుగుదల మరియు పునరుత్పత్తిని ప్రోత్సహిస్తుంది, అయితే తక్కువ ఏకాగ్రత కో₂కార్బన్ పరిమితి కారణంగా పెరుగుదల మరియు పునరుత్పత్తి దిగుబడిని తగ్గించవచ్చు. ఉదాహరణకు, సి 3 మొక్కల కిరణజన్య సంయోగక్రియ, బియ్యం మరియు గోధుమ వంటివి, CO పెరుగుదలతో పెరుగుతాయి₂స్థాయి, ఫలితంగా బయోమాస్ పెరుగుదల మరియు ప్రారంభ పుష్పించేవి. CO యొక్క సానుకూల ప్రభావాన్ని గ్రహించడానికి₂ఏకాగ్రత పెరుగుదల, నీరు మరియు పోషక సరఫరాను ఆప్టిమైజ్ చేయడం అవసరం కావచ్చు. అందువల్ల, అపరిమిత పెట్టుబడి పరిస్థితిలో, హైడ్రోపోనిక్స్ మొక్కల వృద్ధి సామర్థ్యాన్ని పూర్తిగా విడుదల చేస్తుంది. తక్కువ కో₂ఏకాగ్రత అరబిడోప్సిస్ థాలియానా యొక్క పుష్పించే సమయాన్ని ఆలస్యం చేసింది, అధిక సహ₂ఏకాగ్రత బియ్యం యొక్క పుష్పించే సమయాన్ని వేగవంతం చేసింది, బియ్యం యొక్క వృద్ధి వ్యవధిని 3 నెలలకు తగ్గించింది మరియు సంవత్సరానికి 4 తరాలకు ప్రచారం చేసింది. CO అనుబంధం ద్వారా₂కృత్రిమ వృద్ధి పెట్టెలో 785.7μmol/mol కు, సోయాబీన్ వెరైటీ 'ఎనోయి' యొక్క సంతానోత్పత్తి చక్రం 70 రోజులకు తగ్గించబడింది మరియు ఇది ఒక సంవత్సరంలో 5 తరాలకు సంతానోత్పత్తి చేయగలదు. కో₂ఏకాగ్రత 550μmol/mol కు పెరిగింది, కాజానస్ కాజన్ యొక్క పుష్పించేది 8 ~ 9 రోజులు ఆలస్యం అయింది, మరియు పండ్ల అమరిక మరియు పండిన సమయం కూడా 9 రోజులు ఆలస్యం అయింది. కాజానస్ కాజన్ హై కో వద్ద కరగని చక్కెరను సేకరించాడు₂ఏకాగ్రత, ఇది మొక్కల సిగ్నల్ ప్రసారాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు పుష్పించే ఆలస్యం. అదనంగా, పెరిగిన CO తో వృద్ధి గదిలో₂.

భవిష్యత్ అవకాశాలు

ఆధునిక వ్యవసాయం ప్రత్యామ్నాయ పెంపకం మరియు సౌకర్యం పెంపకం ద్వారా పంటల పెంపకం ప్రక్రియను వేగవంతం చేస్తుంది. ఏదేమైనా, ఈ పద్ధతుల్లో కఠినమైన భౌగోళిక అవసరాలు, ఖరీదైన కార్మిక నిర్వహణ మరియు అస్థిర సహజ పరిస్థితులు వంటి కొన్ని లోపాలు ఉన్నాయి, ఇవి విజయవంతమైన విత్తన పంటకు హామీ ఇవ్వలేవు. సౌకర్యం పెంపకం వాతావరణ పరిస్థితుల ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది మరియు తరం చేరిక కోసం సమయం పరిమితం. ఏదేమైనా, పరమాణు మార్కర్ పెంపకం సంతానోత్పత్తి లక్ష్య లక్షణాల ఎంపిక మరియు నిర్ణయాన్ని మాత్రమే వేగవంతం చేస్తుంది. ప్రస్తుతం, గ్రామినే, లెగ్యుమినోసే, క్రూసిఫెరా మరియు ఇతర పంటలకు వేగవంతమైన సంతానోత్పత్తి సాంకేతికత వర్తించబడింది. ఏదేమైనా, మొక్కల ఫ్యాక్టరీ రాపిడ్ జనరేషన్ పెంపకం వాతావరణ పరిస్థితుల ప్రభావాన్ని పూర్తిగా వదిలించుకుంటుంది మరియు మొక్కల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధి అవసరాలకు అనుగుణంగా వృద్ధి వాతావరణాన్ని నియంత్రించగలదు. ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీ రాపిడ్ పెంపకం సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని సాంప్రదాయ పెంపకం, పరమాణు మార్కర్ పెంపకం మరియు ఇతర సంతానోత్పత్తి పద్ధతులతో సమర్థవంతంగా కలపడం, వేగవంతమైన సంతానోత్పత్తి స్థితిలో, హైబ్రిడైజేషన్ తర్వాత హోమోజైగస్ పంక్తులను పొందటానికి అవసరమైన సమయాన్ని తగ్గించవచ్చు మరియు అదే సమయంలో, ప్రారంభ తరాలు ఉండవచ్చు ఆదర్శ లక్షణాలు మరియు సంతానోత్పత్తి తరాలను పొందటానికి అవసరమైన సమయాన్ని తగ్గించడానికి ఎంపిక చేయబడింది.

కర్మాగారాలలో మొక్కల వేగవంతమైన సంతానోత్పత్తి సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క ముఖ్య పరిమితి ఏమిటంటే, వివిధ పంటల పెరుగుదల మరియు అభివృద్ధికి అవసరమైన పర్యావరణ పరిస్థితులు చాలా భిన్నంగా ఉంటాయి మరియు లక్ష్య పంటల వేగంగా పెంపకం కోసం పర్యావరణ పరిస్థితులను పొందటానికి చాలా సమయం పడుతుంది. అదే సమయంలో, ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీ నిర్మాణం మరియు ఆపరేషన్ యొక్క అధిక వ్యయం కారణంగా, పెద్ద ఎత్తున సంకలిత పెంపకం ప్రయోగాన్ని నిర్వహించడం చాలా కష్టం, ఇది తరచుగా పరిమిత విత్తన దిగుబడికి దారితీస్తుంది, ఇది తదుపరి క్షేత్ర పాత్ర మూల్యాంకనాన్ని పరిమితం చేస్తుంది. ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీ పరికరాలు మరియు సాంకేతిక పరిజ్ఞానం క్రమంగా మెరుగుదల మరియు మెరుగుదలతో, మొక్కల కర్మాగారం యొక్క నిర్మాణం మరియు ఆపరేషన్ వ్యయం క్రమంగా తగ్గుతుంది. ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీ రాపిడ్ బ్రీడింగ్ టెక్నాలజీని ఇతర సంతానోత్పత్తి పద్ధతులతో సమర్థవంతంగా కలపడం ద్వారా వేగవంతమైన సంతానోత్పత్తి సాంకేతికతను మరింత ఆప్టిమైజ్ చేయడం మరియు సంతానోత్పత్తి చక్రాన్ని తగ్గించడం సాధ్యమవుతుంది.

ముగింపు

ఉదహరించిన సమాచారం

లియు కైజే, లియు హౌచెంగ్. ప్లాంట్ ఫ్యాక్టరీ రాపిడ్ బ్రీడింగ్ టెక్నాలజీ యొక్క పరిశోధన పురోగతి [J]. అగ్రికల్చరల్ ఇంజనీరింగ్ టెక్నాలజీ, 2022,42 (22): 46-49.