ग्रीनहाउस बागवानी कृषि इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकीबीजिंग में 14 अक्टूबर, 2022 को 17:30 बजे प्रकाशित

वैश्विक जनसंख्या की निरंतर वृद्धि के साथ, लोगों की भोजन की मांग दिन-ब-दिन बढ़ती जा रही है, और खाद्य पोषण और सुरक्षा के लिए उच्च आवश्यकताओं को आगे रखा गया है।खाद्य समस्याओं को हल करने के लिए उच्च उपज और उच्च गुणवत्ता वाली फसलों की खेती एक महत्वपूर्ण साधन है।हालांकि, पारंपरिक प्रजनन पद्धति में उत्कृष्ट किस्मों की खेती करने में लंबा समय लगता है, जो प्रजनन की प्रगति को सीमित करता है।वार्षिक स्व-परागित फसलों के लिए, प्रारंभिक जनक संकरण से नई किस्म के उत्पादन में 10-15 वर्ष लग सकते हैं।इसलिए, फसल प्रजनन की प्रगति को गति देने के लिए, प्रजनन क्षमता में सुधार करना और उत्पादन समय को कम करना अत्यावश्यक है।

तेजी से प्रजनन का अर्थ है पौधों की वृद्धि दर को अधिकतम करना, फूल और फलने में तेजी लाना और पूरी तरह से बंद नियंत्रित पर्यावरण विकास कक्ष में पर्यावरणीय परिस्थितियों को नियंत्रित करके प्रजनन चक्र को छोटा करना।प्लांट फैक्ट्री एक कृषि प्रणाली है जो सुविधाओं में उच्च-परिशुद्धता पर्यावरण नियंत्रण के माध्यम से उच्च दक्षता वाली फसल उत्पादन प्राप्त कर सकती है, और यह तेजी से प्रजनन के लिए एक आदर्श वातावरण है।कारखाने में रोपण पर्यावरण की स्थिति जैसे कि प्रकाश, तापमान, आर्द्रता और CO2 एकाग्रता अपेक्षाकृत नियंत्रणीय हैं, और बाहरी जलवायु से प्रभावित नहीं हैं या कम हैं।नियंत्रित पर्यावरणीय परिस्थितियों में, सर्वोत्तम प्रकाश तीव्रता, प्रकाश समय और तापमान पौधों की विभिन्न शारीरिक प्रक्रियाओं, विशेष रूप से प्रकाश संश्लेषण और फूलों में तेजी ला सकते हैं, इस प्रकार फसल के विकास की पीढ़ी के समय को कम कर सकते हैं।फसल की वृद्धि और विकास को नियंत्रित करने के लिए प्लांट फैक्ट्री तकनीक का उपयोग करना, अग्रिम रूप से फलों की कटाई करना, जब तक अंकुरण क्षमता वाले कुछ बीज प्रजनन आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं।

प्रकाशकाल, फसल वृद्धि चक्र को प्रभावित करने वाला मुख्य पर्यावरणीय कारक

प्रकाश चक्र एक दिन में प्रकाश अवधि और अंधेरे अवधि के प्रत्यावर्तन को संदर्भित करता है।प्रकाश चक्र एक महत्वपूर्ण कारक है जो फसलों की वृद्धि, विकास, पुष्पन और फलन को प्रभावित करता है।प्रकाश चक्र के परिवर्तन को महसूस करके, फसलें वानस्पतिक विकास से प्रजनन वृद्धि और पूर्ण फूल और फलने में बदल सकती हैं।अलग-अलग फसल किस्मों और जीनोटाइप में फोटोपीरियोड परिवर्तनों के लिए अलग-अलग शारीरिक प्रतिक्रियाएं होती हैं।लंबे समय तक धूप वाले पौधे, एक बार जब धूप का समय महत्वपूर्ण धूप की लंबाई से अधिक हो जाता है, तो फूलों का समय आमतौर पर फोटोपेरियोड के लंबे समय तक बढ़ जाता है, जैसे कि जई, गेहूं और जौ।फोटोपीरियोड की परवाह किए बिना तटस्थ पौधे खिलेंगे, जैसे चावल, मक्का और ककड़ी।कपास, सोयाबीन और बाजरा जैसे लघु-दिवसीय पौधों को खिलने के लिए महत्वपूर्ण धूप की लंबाई से कम प्रकाशकाल की आवश्यकता होती है।8h प्रकाश और 30 ℃ उच्च तापमान की कृत्रिम पर्यावरण स्थितियों के तहत, ऐमारैंथ का फूल समय क्षेत्र के वातावरण की तुलना में 40 दिन पहले से अधिक है।16/8 घंटे के प्रकाश चक्र (प्रकाश/अंधेरे) के उपचार के तहत, सभी सात जौ जीनोटाइप जल्दी खिल गए: फ्रैंकलिन (36 दिन), गैर्डनर (35 दिन), गिमेट (33 दिन), कमांडर (30 दिन), फ्लीट (29) दिन), बॉडिन (26 दिन) और लॉकयर (25 दिन)।

कृत्रिम वातावरण के तहत, अंकुर प्राप्त करने के लिए भ्रूण संस्कृति का उपयोग करके गेहूं की विकास अवधि को छोटा किया जा सकता है, और फिर 16 घंटे के लिए विकिरणित किया जा सकता है, और हर साल 8 पीढ़ियों का उत्पादन किया जा सकता है।मटर की विकास अवधि 143 दिनों से खेत के वातावरण में 16 घंटे के प्रकाश के साथ कृत्रिम ग्रीनहाउस में 67 दिनों तक कम हो गई थी।प्रकाशकाल को 20 घंटे तक और बढ़ाकर और इसे 21°C/16°C (दिन/रात) के साथ जोड़कर, मटर की विकास अवधि को 68 दिनों तक कम किया जा सकता है, और बीज सेटिंग दर 97.8% है।नियंत्रित वातावरण की स्थिति के तहत, 20 घंटे के फोटोपीरियोड उपचार के बाद, बुवाई से फूल आने तक 32 दिन लगते हैं, और पूरी वृद्धि अवधि 62-71 दिन होती है, जो कि 30 दिनों से अधिक समय तक खेत की स्थिति से कम होती है।22 घंटों के फोटोपीरियोड के साथ कृत्रिम ग्रीनहाउस की स्थिति के तहत, गेहूं, जौ, तोरिया और चना के फूलों का समय क्रमशः 22, 64, 73 और 33 दिनों तक कम हो जाता है।बीजों की शुरुआती कटाई के साथ, शुरुआती फसल के बीजों की अंकुरण दर क्रमशः 92%, 98%, 89% और 94% तक पहुंच सकती है, जो पूरी तरह से प्रजनन की जरूरतों को पूरा कर सकती है।सबसे तेज़ किस्में लगातार 6 पीढ़ियों (गेहूं) और 7 पीढ़ियों (गेहूं) का उत्पादन कर सकती हैं।22 घंटे की फोटोपीरियोड की स्थिति के तहत, जई के फूलों का समय 11 दिन कम हो गया था, और फूल आने के 21 दिन बाद, कम से कम 5 व्यवहार्य बीजों की गारंटी दी जा सकती थी, और हर साल पांच पीढ़ियों का लगातार प्रचार किया जा सकता था।22 घंटे की रोशनी वाले कृत्रिम ग्रीनहाउस में, मसूर की विकास अवधि 115 दिनों तक कम हो जाती है, और वे साल में 3-4 पीढ़ियों के लिए प्रजनन कर सकते हैं।कृत्रिम ग्रीनहाउस में 24 घंटे लगातार रोशनी की स्थिति में, मूंगफली का विकास चक्र 145 दिनों से घटकर 89 दिन हो जाता है, और इसे एक वर्ष में 4 पीढ़ियों तक प्रचारित किया जा सकता है।

हल्की गुणवत्ता

प्रकाश पौधों की वृद्धि और विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।प्रकाश कई फोटोरिसेप्टर को प्रभावित करके पुष्पन को नियंत्रित कर सकता है।फसल के फूलने के लिए लाल रोशनी (आर) से नीली रोशनी (बी) का अनुपात बहुत महत्वपूर्ण है।600 ~ 700nm के लाल बत्ती तरंग दैर्ध्य में 660nm के क्लोरोफिल का अवशोषण शिखर होता है, जो प्रकाश संश्लेषण को प्रभावी ढंग से बढ़ावा दे सकता है।400 ~ 500 एनएम की नीली रोशनी तरंगदैर्ध्य पौधे फोटोट्रोपिज्म, स्टेमाटल ओपनिंग और बीजिंग वृद्धि को प्रभावित करेगी।गेहूँ में, लाल प्रकाश और नीले प्रकाश का अनुपात लगभग 1 होता है, जो जल्द से जल्द पुष्पन को प्रेरित कर सकता है।R:B=4:1 की प्रकाश गुणवत्ता के तहत, मध्यम और देर से पकने वाली सोयाबीन की किस्मों की वृद्धि अवधि 120 दिन से घटाकर 63 दिन कर दी गई, और पौधे की ऊंचाई और पोषण बायोमास कम हो गया, लेकिन बीज की उपज प्रभावित नहीं हुई , जो प्रति पौधे कम से कम एक बीज को संतुष्ट कर सकता था, और अपरिपक्व बीजों की औसत अंकुरण दर 81.7% थी।10h रोशनी और नीली रोशनी के पूरक की स्थिति के तहत, सोयाबीन के पौधे छोटे और मजबूत हो गए, बुवाई के 23 दिन बाद खिल गए, 77 दिनों के भीतर परिपक्व हो गए, और एक वर्ष में 5 पीढ़ियों तक प्रजनन कर सके।

लाल प्रकाश और सुदूर लाल प्रकाश (FR) का अनुपात भी पौधों के पुष्पन को प्रभावित करता है।सहज वर्णक दो रूपों में मौजूद हैं: सुदूर लाल प्रकाश अवशोषण (Pfr) और लाल प्रकाश अवशोषण (Pr)।कम R:FR अनुपात में, प्रकाश-संवेदी वर्णक Pfr से Pr में परिवर्तित हो जाते हैं, जिससे दीर्घ-दिवसीय पौधों में पुष्पन होता है।उपयुक्त R:FR(0.66~1.07) को विनियमित करने के लिए एलईडी रोशनी का उपयोग पौधे की ऊंचाई बढ़ा सकता है, लंबे समय तक चलने वाले पौधों (जैसे मॉर्निंग ग्लोरी और स्नैपड्रैगन) के फूलों को बढ़ावा दे सकता है, और शॉर्ट-डे पौधों (जैसे गेंदा) के फूलों को रोक सकता है। ).जब R:FR 3.1 से अधिक होता है, तो मसूर के फूल आने के समय में देरी होती है।R:FR को 1.9 तक कम करने से सबसे अच्छा फूल प्रभाव प्राप्त हो सकता है, और यह बुवाई के 31वें दिन खिल सकता है।पुष्पन अवरोधन पर लाल बत्ती का प्रभाव प्रकाशसंवेदी वर्णक पीआर द्वारा मध्यस्थ होता है।अध्ययनों से पता चला है कि जब R:FR 3.5 से अधिक होता है, तो पांच फलीदार पौधों (मटर, चना, ब्रॉड बीन, मसूर और ल्यूपिन) के फूलों के समय में देरी होगी।ऐमारैंथ और चावल के कुछ जीनोटाइप में, दूर-लाल रोशनी का उपयोग क्रमशः 10 दिनों और 20 दिनों तक फूलों को आगे बढ़ाने के लिए किया जाता है।

उर्वरक सीओ₂

CO₂प्रकाश संश्लेषण का मुख्य कार्बन स्रोत है।उच्च सांद्रता CO₂आमतौर पर C3 वार्षिक के विकास और प्रजनन को बढ़ावा दे सकता है, जबकि कम सांद्रता CO₂कार्बन सीमा के कारण वृद्धि और प्रजनन उपज को कम कर सकता है।उदाहरण के लिए, C3 पौधों की प्रकाश संश्लेषक दक्षता, जैसे चावल और गेहूं, CO की वृद्धि के साथ बढ़ती है₂स्तर, जिसके परिणामस्वरूप बायोमास और जल्दी फूलने की वृद्धि होती है।सीओ के सकारात्मक प्रभाव का एहसास करने के लिए₂एकाग्रता में वृद्धि, पानी और पोषक तत्वों की आपूर्ति को अनुकूलित करना आवश्यक हो सकता है।इसलिए, असीमित निवेश की शर्त के तहत हीड्रोपोनिक्स पौधों की विकास क्षमता को पूरी तरह से मुक्त कर सकता है।कम सीओ₂एकाग्रता ने अरबिडोप्सिस थलियाना के फूलने के समय में देरी की, जबकि उच्च CO₂एकाग्रता ने चावल के फूलने के समय को तेज कर दिया, चावल के विकास की अवधि को 3 महीने तक छोटा कर दिया, और एक वर्ष में 4 पीढ़ियों का प्रसार किया।सीओ पूरक करके₂कृत्रिम विकास बॉक्स में 785.7μmol/mol, सोयाबीन किस्म 'एनरेई' के प्रजनन चक्र को 70 दिनों तक छोटा कर दिया गया, और यह एक वर्ष में 5 पीढ़ियों का प्रजनन कर सकता है।जब सीओ₂सघनता बढ़कर 550μmol/mol हो गई, Cajanus cajan के फूलने में 8 ~ 9 दिनों की देरी हुई, और फलों के बनने और पकने के समय में भी 9 दिनों की देरी हुई।Cajanus cajan उच्च CO2 पर अघुलनशील चीनी संचित करता है₂एकाग्रता, जो पौधों के सिग्नल ट्रांसमिशन को प्रभावित कर सकती है और फूल आने में देरी कर सकती है।इसके अलावा, बढ़े हुए सीओ के साथ विकास कक्ष में₂, सोयाबीन के फूलों की संख्या और गुणवत्ता में वृद्धि होती है, जो संकरण के लिए अनुकूल है, और इसकी संकरण दर खेत में उगाई जाने वाली सोयाबीन की तुलना में बहुत अधिक है।

भविष्य की संभावनाओं

आधुनिक कृषि वैकल्पिक प्रजनन और सुविधा प्रजनन के माध्यम से फसल प्रजनन की प्रक्रिया को तेज कर सकती है।हालाँकि, इन विधियों में कुछ कमियाँ हैं, जैसे कि सख्त भौगोलिक आवश्यकताएँ, महंगा श्रम प्रबंधन और अस्थिर प्राकृतिक परिस्थितियाँ, जो सफल बीज फसल की गारंटी नहीं दे सकती हैं।सुविधा प्रजनन जलवायु परिस्थितियों से प्रभावित होता है, और पीढ़ी के अतिरिक्त समय सीमित है।हालांकि, आणविक मार्कर प्रजनन केवल प्रजनन लक्ष्य लक्षणों के चयन और निर्धारण को तेज करता है।वर्तमान में, ग्रैमिनी, लेगुमिनोसे, क्रूसीफेरी और अन्य फसलों के लिए तेजी से प्रजनन तकनीक लागू की गई है।हालांकि, प्लांट फैक्ट्री रैपिड जनरेशन ब्रीडिंग पूरी तरह से जलवायु परिस्थितियों के प्रभाव से छुटकारा दिलाती है, और पौधों की वृद्धि और विकास की जरूरतों के अनुसार विकास के वातावरण को नियंत्रित कर सकती है।तेजी से प्रजनन की स्थिति के तहत पारंपरिक प्रजनन, आणविक मार्कर प्रजनन और अन्य प्रजनन विधियों के साथ संयंत्र कारखाने की तेजी से प्रजनन तकनीक का संयोजन, संकरण के बाद होमोजीगस लाइनों को प्राप्त करने के लिए आवश्यक समय को कम किया जा सकता है, और साथ ही, शुरुआती पीढ़ियों को भी किया जा सकता है। आदर्श गुणों और प्रजनन पीढ़ियों को प्राप्त करने के लिए आवश्यक समय को कम करने के लिए चुना गया।

कारखानों में प्लांट रैपिड ब्रीडिंग तकनीक की प्रमुख सीमा यह है कि विभिन्न फसलों की वृद्धि और विकास के लिए आवश्यक पर्यावरणीय परिस्थितियां काफी भिन्न होती हैं, और लक्ष्य फसलों के तेजी से प्रजनन के लिए पर्यावरणीय परिस्थितियों को प्राप्त करने में लंबा समय लगता है।इसी समय, संयंत्र कारखाने के निर्माण और संचालन की उच्च लागत के कारण, बड़े पैमाने पर योज्य प्रजनन प्रयोग करना मुश्किल होता है, जो अक्सर सीमित बीज उपज की ओर जाता है, जो अनुवर्ती क्षेत्र चरित्र मूल्यांकन को सीमित कर सकता है।प्लांट फैक्ट्री उपकरण और प्रौद्योगिकी के क्रमिक सुधार और सुधार के साथ, प्लांट फैक्ट्री की निर्माण और संचालन लागत धीरे-धीरे कम हो जाती है।अन्य प्रजनन तकनीकों के साथ प्लांट फैक्ट्री रैपिड ब्रीडिंग तकनीक को प्रभावी ढंग से जोड़कर रैपिड ब्रीडिंग तकनीक को और अधिक अनुकूलित करना और प्रजनन चक्र को छोटा करना संभव है।

अंत

जानकारी का हवाला दिया

लियू काइज़े, लियू हाउचेंग।प्लांट फैक्ट्री रैपिड ब्रीडिंग टेक्नोलॉजी [जे] की अनुसंधान प्रगति।कृषि इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी, 2022,42(22):46-49।