Күнөскана багбанчылыгынын айыл чарба инженериясынын технологиясы2022-жылдын 14-октябрында саат 17:30да Пекинде жарыяланган

Дүйнө калкынын тынымсыз өсүшү менен адамдардын азык-түлүккө болгон суроо-талабы күн сайын өсүп, азык-түлүктүн азыктуулугуна жана коопсуздугуна жогорку талаптар коюлууда. Жогорку түшүмдүү жана жогорку сапаттагы өсүмдүктөрдү өстүрүү азык-түлүк көйгөйлөрүн чечүүнүн маанилүү каражаты болуп саналат. Бирок, салттуу асылдандыруу ыкмасы эң сонун сортторду өстүрүү үчүн көп убакытты талап кылат, бул асылдандыруунун өнүгүшүн чектейт. Бир жылдык өзүн-өзү чаңдаштыруучу өсүмдүктөр үчүн баштапкы ата-энелик аргындаштыруудан жаңы сортту өндүрүүгө чейин 10-15 жыл талап кылынышы мүмкүн. Ошондуктан, өсүмдүктөрдү асылдандыруунун өнүгүшүн тездетүү үчүн асылдандыруунун натыйжалуулугун жогорулатуу жана муундаштыруу убактысын кыскартуу зарыл.

Тез көбөйүү дегенибиз, өсүмдүктөрдүн өсүү темпин максималдуу түрдө жогорулатуу, гүлдөөнү жана мөмө байлоону тездетүү жана толугу менен жабык көзөмөлдөнгөн өсүү бөлмөсүндө айлана-чөйрөнүн шарттарын көзөмөлдөө менен көбөйүү циклин кыскартуу дегенди билдирет. Өсүмдүк заводу - бул имараттарда жогорку тактыктагы экологиялык көзөмөл аркылуу жогорку натыйжалуу өсүмдүк өндүрүүгө жетише алган айыл чарба системасы жана ал тез көбөйүү үчүн идеалдуу чөйрө. Заводдогу жарык, температура, нымдуулук жана CO2 концентрациясы сыяктуу отургузуу чөйрөсүнүн шарттары салыштырмалуу көзөмөлдөнөт жана тышкы климаттын таасирине аз же аз дуушар болбойт. Көзөмөлдөнгөн айлана-чөйрө шарттарында эң жакшы жарыктын интенсивдүүлүгү, жарык убактысы жана температурасы өсүмдүктөрдүн ар кандай физиологиялык процесстерин, айрыкча фотосинтезди жана гүлдөөнү тездетип, өсүмдүктүн өсүү убактысын кыскартат. Өсүмдүк заводунун технологиясын колдонуп, өсүмдүктөрдүн өсүшүн жана өнүгүшүн көзөмөлдөө үчүн, өнүп чыгуу жөндөмүнө ээ бир нече урук көбөйүү муктаждыктарын канааттандыра алса, мөмөлөрдү алдын ала жыйнап алуу.

Фотопериод, өсүмдүктөрдүн өсүү циклине таасир этүүчү негизги экологиялык фактор

Жарык цикли бир күндүн ичинде жарык мезгилинин жана караңгы мезгилдин алмашып турушун билдирет. Жарык цикли өсүмдүктөрдүн өсүшүнө, өнүгүшүнө, гүлдөөсүнө жана мөмө байлоосуна таасир этүүчү маанилүү фактор болуп саналат. Жарык циклинин өзгөрүшүн сезүү менен, өсүмдүктөр вегетативдик өсүүдөн көбөйүү өсүүсүнө жана толук гүлдөп, мөмө байлоосуна өзгөрүшү мүмкүн. Ар кандай өсүмдүктөрдүн сорттору жана генотиптери фотопериоддун өзгөрүшүнө ар кандай физиологиялык реакцияларга ээ. Узак күнөстүү өсүмдүктөр, күн нурунун убактысы күн нурунун критикалык узундугунан ашып кеткенден кийин, гүлдөө убактысы көбүнчө фотопериоддун узарышы менен тездейт, мисалы, сулу, буудай жана арпа. Фотопериодго карабастан, күрүч, жүгөрү жана бадыраң сыяктуу нейтралдуу өсүмдүктөр гүлдөйт. Пахта, соя жана таруу сыяктуу кыска күндүк өсүмдүктөр гүлдөө үчүн күн нурунун критикалык узундугунан аз фотопериодго муктаж. 8 сааттык жарык жана 30°C жогорку температурадагы жасалма чөйрө шарттарында амаранттын гүлдөө убактысы талаа чөйрөсүнө караганда 40 күндөн ашык эрте. 16/8 сааттык жарык циклинин (ачык/караңгы) алкагында арпанын жети генотибинин баары эрте гүлдөдү: Франклин (36 күн), Гайрднер (35 күн), Гимметт (33 күн), Командир (30 күн), Флит (29 күн), Баудин (26 күн) жана Локер (25 күн).

Жасалма чөйрөдө буудайдын өсүү мезгилин эмбриондук культураны колдонуп, көчөттөрдү алуу, андан кийин 16 саат бою нурландыруу менен кыскартууга болот, ошондо жыл сайын 8 муун алууга болот. Буурчактын өсүү мезгили талаа чөйрөсүндөгү 143 күндөн 16 саат жарык менен жасалма күнөсканада 67 күнгө чейин кыскартылган. Фотопериодду андан ары 20 саатка чейин узартуу жана аны 21°C/16°C (күн/түн) менен айкалыштыруу менен буурчактын өсүү мезгилин 68 күнгө чейин кыскартууга болот, ал эми үрөндүн өнүп чыгуу ылдамдыгы 97,8% түзөт. Көзөмөлдөнгөн чөйрө шартында, 20 сааттык фотопериоддук дарылоодон кийин, себилгенден гүлдөгөнгө чейин 32 күн талап кылынат жана жалпы өсүү мезгили 62-71 күндү түзөт, бул талаа шарттарындагыга караганда 30 күндөн ашык кыска. 22 сааттык фотопериод менен жасалма күнөскана шартында буудайдын, арпанын, рапстын жана нокоттун гүлдөө убактысы орточо эсеп менен тиешелүүлүгүнө жараша 22, 64, 73 жана 33 күнгө кыскартылат. Эрте түшүм алуу менен бирге, эрте түшүм алуу менен коштолгон уруктардын өнүп чыгуу көрсөткүчү орточо эсеп менен 92%, 98%, 89% жана 94%га жетиши мүмкүн, бул селекциянын муктаждыктарын толук канааттандыра алат. Эң тез өнүп чыккан сорттор 6 муун (буудай) жана 7 муун (буудай) үзгүлтүксүз өндүрө алат. 22 сааттык фотопериод шартында сулунун гүлдөө убактысы 11 күнгө кыскарган, ал эми гүлдөгөндөн кийин 21 күндөн кийин кеминде 5 жашоого жөндөмдүү урук кепилденип, жыл сайын беш муун үзгүлтүксүз көбөйтүлүшү мүмкүн. 22 сааттык жарыктандыруусу бар жасалма күнөсканада жасмыктын өсүү мезгили 115 күнгө чейин кыскарат жана алар жылына 3-4 муун көбөйө алат. Жасалма күнөсканада 24 сааттык үзгүлтүксүз жарыктандыруу шартында жер жаңгактын өсүү цикли 145 күндөн 89 күнгө чейин кыскарат жана аны бир жылдын ичинде 4 муун көбөйтсө болот.

Жарыктын сапаты

Жарык өсүмдүктөрдүн өсүшүндө жана өнүгүшүндө маанилүү ролду ойнойт. Жарык көптөгөн фоторецепторлорго таасир этүү менен гүлдөөнү көзөмөлдөй алат. Кызыл жарыктын (R) көк жарыкка (B) катышы өсүмдүктүн гүлдөөсү үчүн абдан маанилүү. 600~700 нм кызыл жарыктын толкун узундугу 660 нм хлорофиллдин сиңүү чокусун камтыйт, ал фотосинтезди натыйжалуу түрдө күчөтө алат. 400~500 нм көк жарыктын толкун узундугу өсүмдүктөрдүн фототропизмине, стоматалдык ачылышына жана көчөттөрдүн өсүшүнө таасир этет. Буудайда кызыл жарыктын көк жарыкка катышы болжол менен 1ге барабар, бул гүлдөөнү эң эрте шарттайт. R:B=4:1 жарык сапатында орто жана кеч бышкан соя сортторунун өсүү мезгили 120 күндөн 63 күнгө чейин кыскарган, ал эми өсүмдүктүн бийиктиги жана азыктык биомассасы азайган, бирок үрөндүн түшүмдүүлүгүнө таасир эткен эмес, бул бир өсүмдүккө жок дегенде бир үрөндү камсыз кыла алган жана жетиле элек үрөндөрдүн орточо өнүп чыгуу көрсөткүчү 81,7% түзгөн. 10 сааттык жарыктандыруу жана көк жарык менен кошумча азыктандыруунун шартында, соя өсүмдүктөрү кыска жана күчтүү болуп, себилгенден кийин 23 күндөн кийин гүлдөп, 77 күндүн ичинде бышып, бир жылдын ичинде 5 муунга көбөйө алат.

Кызыл жарыктын алыскы кызыл жарыкка (FR) катышы өсүмдүктөрдүн гүлдөөсүнө да таасир этет. Фотосезгич пигменттер эки түрдө болот: алыскы кызыл жарыкты сиңирүү (Pfr) жана кызыл жарыкты сиңирүү (Pr). R:FR катышы төмөн болгондо, фотосезгич пигменттер Pfrден Prге айланат, бул узун күндүк өсүмдүктөрдүн гүлдөөсүнө алып келет. Тийиштүү R:FR (0.66~1.07) жөнгө салуу үчүн LED чырактарын колдонуу өсүмдүктүн бийиктигин жогорулатып, узун күндүк өсүмдүктөрдүн (мисалы, эртең мененки гүл жана снападрагон) гүлдөөсүнө өбөлгө түзүп, кыска күндүк өсүмдүктөрдүн (мисалы, бархат гүлүнүн) гүлдөөсүнө тоскоол болот. R:FR 3.1ден жогору болгондо, жасмыктын гүлдөө убактысы кечеңдейт. R:FRди 1.9га чейин төмөндөтүү эң жакшы гүлдөө эффектин берет жана ал себилгенден кийинки 31-күнү гүлдөй алат. Кызыл жарыктын гүлдөөнү басаңдатууга тийгизген таасири фотосезгич пигмент Pr менен шартталат. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, R:FR 3,5тен жогору болгондо, беш буурчак өсүмдүктүн (буурчак, нокот, кең буурчак, жасмык жана люпин) гүлдөө убактысы кечеңдейт. Амарантын жана күрүчтүн айрым генотиптеринде гүлдөөнү тиешелүүлүгүнө жараша 10 күнгө жана 20 күнгө алдыга жылдыруу үчүн кызыл жарык колдонулат.

Жер семирткич CO₂

CO₂фотосинтездин негизги көмүртек булагы болуп саналат. Жогорку концентрациядагы СО2₂адатта, C3 жылдык өсүмдүктөрүнүн өсүшүнө жана көбөйүшүнө өбөлгө түзө алат, ал эми аз концентрациядагы CO2₂көмүртектин чектелүүлүгүнөн улам өсүүнү жана көбөйүү түшүмүн төмөндөтүшү мүмкүн. Мисалы, күрүч жана буудай сыяктуу C3 өсүмдүктөрүнүн фотосинтетикалык эффективдүүлүгү СО2 көбөйгөн сайын жогорулайт.₂деңгээлин жогорулатат, натыйжада биомассанын көбөйүшүнө жана эрте гүлдөөгө алып келет. СО2нун оң таасирин түшүнүү үчүн₂концентрациясынын жогорулашы менен суу жана азык заттар менен камсыздоону оптималдаштыруу зарыл болушу мүмкүн. Ошондуктан, чексиз инвестиция шартында, гидропоника өсүмдүктөрдүн өсүү потенциалын толугу менен бошото алат. CO2 аз₂концентрация Arabidopsis thaliana гүлдөө убактысын кечеңдетти, ал эми жогорку CO2₂Концентрация күрүчтүн гүлдөө убактысын тездетип, күрүчтүн өсүү мезгилин 3 айга чейин кыскартып, жылына 4 муун көбөйгөн. СО2 кошумчасы менен₂жасалма өстүрүү кутучасында 785,7 мкмоль/мольго чейин көбөйгөндө, соя сортунун "Энрей" көбөйүү цикли 70 күнгө чейин кыскартылып, бир жылдын ичинде 5 муун көбөйө алган. СО качан₂концентрациясы 550 мкмоль/мольго чейин жогорулаган, Cajanus cajan гүлдөөсү 8~9 күнгө кечигип, мөмөнүн бышып жетилүү убактысы да 9 күнгө кечигип калган. Cajanus cajan жогорку CO2де эрибеген кантты топтогон.₂концентрация, бул өсүмдүктөрдүн сигнал берилишине таасир этиши жана гүлдөөнү кечеңдетиши мүмкүн. Мындан тышкары, СО2 көбөйгөн өсүү бөлмөсүндө₂, соя гүлдөрүнүн саны жана сапаты жогорулайт, бул гибриддештирүүгө ыңгайлуу, ал эми анын гибриддештирүү ылдамдыгы талаада өстүрүлгөн сояга караганда алда канча жогору.

Келечек келечеги

Заманбап айыл чарбасы альтернативдүү селекция жана жайларда селекциялоо аркылуу өсүмдүктөрдү селекциялоо процессин тездете алат. Бирок, бул ыкмаларда катаал географиялык талаптар, кымбат эмгекти башкаруу жана туруксуз жаратылыш шарттары сыяктуу кемчиликтер бар, алар ийгиликтүү үрөн жыйнап алууну кепилдей албайт. Жайларда селекциялоо климаттык шарттарга таасир этет жана муун кошуу убактысы чектелүү. Бирок, молекулярдык маркердик селекция асыл тукум максаттуу белгилерин тандоону жана аныктоону тездетет. Учурда тез асыл тукум технологиясы Gramineae, Leguminosae, Cruciferae жана башка өсүмдүктөргө колдонулуп келет. Бирок, өсүмдүк заводдорунда тез муундаштыруу климаттык шарттардын таасиринен толугу менен арылып, өсүмдүктөрдүн өсүшүнө жана өнүгүүсүнө жараша өсүү чөйрөсүн жөнгө сала алат. Өсүмдүк заводдорунда тез асыл тукумдаштыруу технологиясын салттуу селекция, молекулярдык маркердик селекция жана башка асыл тукум ыкмалары менен натыйжалуу айкалыштыруу менен, тез асыл тукумдаштыруу шартында, гибриддештирүүдөн кийин гомозиготалуу линияларды алуу үчүн талап кылынган убакытты кыскартууга болот жана ошол эле учурда идеалдуу белгилерди жана асыл тукум муундарды алуу үчүн талап кылынган убакытты кыскартуу үчүн алгачкы муундарды тандоого болот.

Заводдордо өсүмдүктөрдү тез өстүрүү технологиясынын негизги чектөөсү - ар кандай өсүмдүктөрдүн өсүшү жана өнүгүшү үчүн талап кылынган экологиялык шарттар бир топ айырмаланат жана максаттуу өсүмдүктөрдү тез өстүрүү үчүн экологиялык шарттарды алуу көп убакытты талап кылат. Ошол эле учурда, өсүмдүк заводдорун куруу жана иштетүүнүн кымбаттыгынан улам, ири масштабдуу кошумча өстүрүү экспериментин жүргүзүү кыйынга турат, бул көбүнчө уруктардын түшүмдүүлүгүнүн чектелүү болушуна алып келет, бул талаанын мүнөзүн андан ары баалоону чектеши мүмкүн. Өсүмдүк заводунун жабдуулары жана технологиясы акырындык менен жакшыртылып жана өркүндөтүлүп жаткандыктан, өсүмдүк заводун куруу жана эксплуатациялоо наркы акырындык менен төмөндөйт. Өсүмдүк заводунун тез өстүрүү технологиясын башка өстүрүү ыкмалары менен натыйжалуу айкалыштыруу менен тез өстүрүү технологиясын андан ары оптималдаштырууга жана өстүрүү циклин кыскартууга болот.

АЯГЫ

Шилтеме берилген маалымат

Лю Кайчже, Лю Хоучен. Өсүмдүктөрдү заводдо тез селекциялоо технологиясын изилдөөнүн жүрүшү [J]. Айыл чарба инженериясынын технологиясы, 2022,42(22):46-49.