Issiqxona bog'dorchilik qishloq xo'jaligi muhandisligi texnologiyasi2022-yil 14-oktabr kuni soat 17:30 da Pekinda nashr etilgan

Dunyo aholisining uzluksiz o'sishi bilan odamlarning oziq-ovqatga bo'lgan ehtiyoji kundan-kunga ortib bormoqda va oziq-ovqat ozuqasi va xavfsizligiga yuqori talablar qo'yilmoqda. Yuqori hosildor va yuqori sifatli ekinlarni yetishtirish oziq-ovqat muammolarini hal qilishning muhim vositasidir. Biroq, an'anaviy selektsiya usuli ajoyib navlarni yetishtirish uchun uzoq vaqt talab etadi, bu esa selektsiya jarayonini cheklaydi. Bir yillik o'z-o'zini changlatadigan ekinlar uchun dastlabki ota-ona chatishtirishdan yangi navni ishlab chiqarishgacha 10-15 yil ketishi mumkin. Shuning uchun, ekinlarni selektsiya qilish jarayonini tezlashtirish uchun selektsiya samaradorligini oshirish va nasl berish vaqtini qisqartirish dolzarb ahamiyatga ega.

Tez ko'paytirish o'simliklarning o'sish sur'atini maksimal darajada oshirish, gullash va meva berishni tezlashtirish hamda to'liq yopiq nazorat ostidagi o'sish xonasida atrof-muhit sharoitlarini nazorat qilish orqali ko'payish siklini qisqartirishni anglatadi. O'simlik fabrikasi - bu ob'ektlarda yuqori aniqlikdagi ekologik nazorat orqali yuqori samarali ekinlar yetishtirishga erisha oladigan qishloq xo'jaligi tizimi va tez ko'payish uchun ideal muhitdir. Zavoddagi yorug'lik, harorat, namlik va CO2 konsentratsiyasi kabi ekish muhiti sharoitlari nisbatan nazorat qilinadi va tashqi iqlim ta'sirida deyarli yo'q. Nazorat ostidagi atrof-muhit sharoitida eng yaxshi yorug'lik intensivligi, yorug'lik vaqti va harorati o'simliklarning turli fiziologik jarayonlarini, ayniqsa fotosintez va gullashni tezlashtirishi mumkin, shu bilan hosil o'sishi vaqtini qisqartiradi. Ekin o'sishi va rivojlanishini nazorat qilish uchun o'simlik fabrikasi texnologiyasidan foydalanib, mevalarni oldindan yig'ib oling, agar unib chiqish qobiliyatiga ega bo'lgan bir nechta urug'lar ko'payish ehtiyojlarini qondira olsa.

Fotoperiod, ekinlarning o'sish sikliga ta'sir qiluvchi asosiy ekologik omil

Yorug'lik sikli kun davomida yorug'lik davri va qorong'u davrning almashinishini anglatadi. Yorug'lik sikli ekinlarning o'sishi, rivojlanishi, gullashi va meva berishiga ta'sir qiluvchi muhim omil hisoblanadi. Yorug'lik siklining o'zgarishini sezish orqali ekinlar vegetativ o'sishdan reproduktiv o'sishga va to'liq gullash va meva berishga o'tishi mumkin. Turli xil ekin navlari va genotiplari fotoperiod o'zgarishlariga turli xil fiziologik javoblarga ega. Uzoq quyoshli o'simliklar, quyosh nuri vaqti kritik quyosh uzunligidan oshib ketgandan so'ng, gullash vaqti odatda fotoperiodning uzayishi bilan tezlashadi, masalan, suli, bug'doy va arpa. Fotoperioddan qat'i nazar, neytral o'simliklar, masalan, guruch, makkajo'xori va bodring, gullaydi. Paxta, soya va tariq kabi qisqa kunlik o'simliklar gullash uchun kritik quyosh uzunligidan pastroq fotoperiodga muhtoj. 8 soatlik yorug'lik va 30 ℃ yuqori haroratli sun'iy muhit sharoitida amarantning gullash vaqti dala muhitiga qaraganda 40 kundan ko'proq oldinroq. 16/8 soatlik yorug'lik sikli (yorug'lik/qorong'u) bilan ishlov berilganda, yettita arpa genotipining barchasi erta gulladi: Franklin (36 kun), Gairdner (35 kun), Gimmett (33 kun), Commander (30 kun), Fleet (29 kun), Baudin (26 kun) va Lockyer (25 kun).

Sun'iy muhitda bug'doyning o'sish davri embrion madaniyatidan foydalanib ko'chat olish va keyin 16 soat davomida nurlantirish orqali qisqartirilishi mumkin va har yili 8 avlod hosil bo'lishi mumkin. No'xatning o'sish davri dala sharoitida 143 kundan 16 soatlik yorug'likli sun'iy issiqxonada 67 kungacha qisqartirildi. Fotoperiodni 20 soatgacha uzaytirish va uni 21°C/16°C (kunduz/tun) bilan birlashtirish orqali no'xatning o'sish davri 68 kungacha qisqartirilishi mumkin va urug'larning pishish darajasi 97,8% ni tashkil qiladi. Nazorat ostidagi muhit sharoitida, 20 soatlik fotoperiod bilan ishlov berilgandan so'ng, ekishdan gullashgacha 32 kun davom etadi va butun o'sish davri 62-71 kunni tashkil etadi, bu dala sharoitiga qaraganda 30 kundan ko'proqqa qisqaroq. 22 soatlik fotoperiodli sun'iy issiqxona sharoitida bug'doy, arpa, raps va no'xatning gullash vaqti o'rtacha mos ravishda 22, 64, 73 va 33 kunga qisqartiriladi. Urug'larning erta yig'ib olinishi bilan birgalikda, erta yig'ib olingan urug'larning unib chiqish darajasi o'rtacha mos ravishda 92%, 98%, 89% va 94% ga yetishi mumkin, bu esa selektsiya ehtiyojlarini to'liq qondira oladi. Eng tez pishadigan navlar uzluksiz 6 avlod (bug'doy) va 7 avlod (bug'doy) hosil berishi mumkin. 22 soatlik fotoperiod sharoitida suli gullash vaqti 11 kunga qisqartirildi va gullashdan 21 kun o'tgach, kamida 5 ta yashovchan urug' kafolatlanishi va har yili besh avlodni uzluksiz ko'paytirish mumkin edi. 22 soatlik yorug'likli sun'iy issiqxonada yasmiqning o'sish davri 115 kungacha qisqartiriladi va ular yiliga 3-4 avlod davomida ko'payishi mumkin. Sun'iy issiqxonada 24 soatlik uzluksiz yorug'lik sharoitida yerfıstığı o'sish sikli 145 kundan 89 kungacha qisqartiriladi va uni bir yilda 4 avlod davomida ko'paytirish mumkin.

Yorug'lik sifati

Yorug'lik o'simliklarning o'sishi va rivojlanishida muhim rol o'ynaydi. Yorug'lik ko'plab fotoreseptorlarga ta'sir qilish orqali gullashni boshqarishi mumkin. Qizil yorug'likning (R) ko'k yorug'likka (B) nisbati ekinlarning gullashi uchun juda muhimdir. 600 ~ 700 nm qizil yorug'lik to'lqin uzunligi 660 nm xlorofillning yutilish cho'qqisini o'z ichiga oladi, bu esa fotosintezni samarali ravishda rag'batlantirishi mumkin. 400 ~ 500 nm ko'k yorug'lik to'lqin uzunligi o'simlik fototropizmiga, stomatal ochilishga va ko'chat o'sishiga ta'sir qiladi. Bug'doyda qizil yorug'likning ko'k yorug'likka nisbati taxminan 1 ga teng, bu esa eng erta gullashni keltirib chiqarishi mumkin. R:B=4:1 yorug'lik sifati ostida o'rta va kech pishadigan soya navlarining o'sish davri 120 kundan 63 kungacha qisqartirildi va o'simlikning balandligi va ozuqaviy biomassasi kamaydi, ammo urug' hosildorligiga ta'sir ko'rsatilmadi, bu har bir o'simlik uchun kamida bitta urug'ni qondirishi mumkin edi va yetilmagan urug'larning o'rtacha unib chiqish darajasi 81,7% ni tashkil etdi. 10 soatlik yorug'lik va ko'k chiroq qo'shimchasi sharoitida soya o'simliklari qisqa va kuchli bo'lib, ekilganidan 23 kun o'tgach gullab, 77 kun ichida pishib yetildi va bir yilda 5 avlod davomida ko'payishi mumkin edi.

Qizil yorug'likning uzoq qizil yorug'likka (FR) nisbati ham o'simliklarning gullashiga ta'sir qiladi. Yorug'likka sezgir pigmentlar ikki shaklda mavjud: uzoq qizil yorug'likning yutilishi (Pfr) va qizil yorug'likning yutilishi (Pr). R:FR nisbati past bo'lganda, yorug'likka sezgir pigmentlar Pfr dan Pr ga aylanadi, bu esa uzoq kunlik o'simliklarning gullashiga olib keladi. Tegishli R:FR (0.66~1.07) ni tartibga solish uchun LED chiroqlaridan foydalanish o'simlik balandligini oshirishi, uzoq kunlik o'simliklarning (masalan, ertalabki shon-sharaf va snapdragon) gullashini rag'batlantirishi va qisqa kunlik o'simliklarning (masalan, kalendula) gullashini inhibe qilishi mumkin. R:FR 3.1 dan katta bo'lganda, yasmiqning gullash vaqti kechiktiriladi. R:FR ni 1.9 ga tushirish eng yaxshi gullash effektini olishi mumkin va u ekilganidan keyin 31-kuni gullashi mumkin. Qizil yorug'likning gullashni inhibe qilishga ta'siri yorug'likka sezgir pigment Pr orqali amalga oshiriladi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, R:FR 3,5 dan yuqori bo'lganda, beshta dukkakli o'simlikning (no'xat, no'xat, keng loviya, yasmiq va lupin) gullash vaqti kechiktiriladi. Amarant va guruchning ba'zi genotiplarida gullashni mos ravishda 10 kun va 20 kunga tezlashtirish uchun qizil chiroq ishlatiladi.

O'g'it CO₂

CO₂fotosintezning asosiy uglerod manbai hisoblanadi. Yuqori konsentratsiyali CO2₂odatda C3 yillik o'simliklarining o'sishi va ko'payishini rag'batlantirishi mumkin, past konsentratsiyali CO esa₂uglerod cheklanishi tufayli o'sish va ko'payish hosildorligini pasaytirishi mumkin. Masalan, guruch va bug'doy kabi C3 o'simliklarining fotosintetik samaradorligi CO2 ning ko'payishi bilan ortadi.₂darajasini oshiradi, natijada biomassaning ko'payishi va erta gullash kuzatiladi. CO2 ning ijobiy ta'sirini anglash uchun₂Konsentratsiyaning oshishi bilan suv va ozuqa moddalari ta'minotini optimallashtirish zarur bo'lishi mumkin. Shuning uchun, cheksiz investitsiyalar sharti bilan gidroponika o'simliklarning o'sish salohiyatini to'liq ishga tushirishi mumkin. Kam CO2₂konsentratsiya Arabidopsis thaliana gullash vaqtini kechiktirdi, yuqori CO2 esa₂Konsentratsiya guruchning gullash vaqtini tezlashtirdi, guruchning o'sish davrini 3 oygacha qisqartirdi va yiliga 4 avlod ko'payishiga yordam berdi. CO2 qo'shimchasi orqali₂sun'iy o'sish qutisida 785,7 mkmol/mol gacha bo'lganida, "Enrei" soya navining naslchilik sikli 70 kungacha qisqartirildi va u bir yilda 5 avlodni ko'paytirishi mumkin edi. CO2 qachon₂konsentratsiyasi 550 μmol/mol gacha oshdi, Cajanus cajan gullashi 8 ~ 9 kunga kechikdi, mevalarning pishishi va pishishi ham 9 kunga kechikdi. Cajanus cajan yuqori CO2 da erimaydigan shakarni to'pladi.₂konsentratsiya, bu o'simliklarning signal uzatilishiga ta'sir qilishi va gullashni kechiktirishi mumkin. Bundan tashqari, CO2 ko'paygan o'sish xonasida₂, soya gullari soni va sifati oshadi, bu esa duragaylanishga qulaydir va uning duragaylanish darajasi dala sharoitida yetishtirilgan soyaga qaraganda ancha yuqori.

Kelajak istiqbollari

Zamonaviy qishloq xo'jaligi muqobil selektsiya va inshoot selektsiyasi orqali ekinlarni selektsiya qilish jarayonini tezlashtirishi mumkin. Biroq, bu usullarda ba'zi kamchiliklar mavjud, masalan, qat'iy geografik talablar, qimmat mehnatni boshqarish va beqaror tabiiy sharoitlar, bu esa muvaffaqiyatli urug' yig'im-terimini kafolatlay olmaydi. Ob'ekt selektsiyasiga iqlim sharoitlari ta'sir qiladi va avlod qo'shish vaqti cheklangan. Biroq, molekulyar marker selektsiyasi faqat selektsiya maqsadli xususiyatlarini tanlash va aniqlashni tezlashtiradi. Hozirgi vaqtda tezkor selektsiya texnologiyasi Gramineae, Leguminosae, Cruciferae va boshqa ekinlarga qo'llanilgan. Biroq, o'simlik fabrikasida tezkor selektsiya iqlim sharoitlarining ta'siridan butunlay xalos bo'ladi va o'simlik o'sishi va rivojlanishi ehtiyojlariga muvofiq o'sish muhitini tartibga solishi mumkin. O'simlik fabrikasida tezkor selektsiya texnologiyasini an'anaviy selektsiya, molekulyar marker selektsiyasi va boshqa selektsiya usullari bilan samarali birlashtirib, tez selektsiya sharoitida, gibridlanishdan keyin gomozigota chiziqlarini olish uchun zarur bo'lgan vaqtni qisqartirish mumkin va shu bilan birga, ideal xususiyatlar va selektsiya avlodlarini olish uchun zarur bo'lgan vaqtni qisqartirish uchun dastlabki avlodlarni tanlash mumkin.

Zavodlarda o'simliklarni tez ko'paytirish texnologiyasining asosiy cheklovi shundaki, turli ekinlarning o'sishi va rivojlanishi uchun zarur bo'lgan atrof-muhit sharoitlari bir-biridan juda farq qiladi va maqsadli ekinlarni tez ko'paytirish uchun atrof-muhit sharoitlariga erishish uzoq vaqt talab etadi. Shu bilan birga, o'simlik zavodlarini qurish va ekspluatatsiya qilishning yuqori narxi tufayli keng ko'lamli qo'shimcha selektsiya tajribasini o'tkazish qiyin, bu ko'pincha urug' hosildorligining cheklanganligiga olib keladi, bu esa keyingi dala xususiyatlarini baholashni cheklashi mumkin. O'simlik zavodlari uskunalari va texnologiyalarining bosqichma-bosqich takomillashtirilishi va takomillashtirilishi bilan o'simlik zavodlarini qurish va ekspluatatsiya qilish xarajatlari asta-sekin kamayadi. O'simlik zavodlarining tez ko'paytirish texnologiyasini boshqa ko'paytirish usullari bilan samarali birlashtirish orqali tez ko'paytirish texnologiyasini yanada optimallashtirish va ko'paytirish siklini qisqartirish mumkin.

OXIRI

Iqtibos keltirilgan ma'lumotlar

Liu Kayzhe, Liu Houcheng. O'simliklarni zavodda tez ko'paytirish texnologiyasini tadqiq qilishdagi yutuqlar [J]. Qishloq xo'jaligi muhandisligi texnologiyasi, 2022,42(22):46-49.