හරිතාගාර උද්‍යාන විද්‍යාත්මක කෘෂිකාර්මික ඉංජිනේරු තාක්ෂණය2022 ඔක්තෝබර් 14 වන දින බීජිං හි 17:30 ට ප්‍රකාශයට පත් කරන ලදී

ගෝලීය ජනගහනයේ අඛණ්ඩ වැඩිවීමත් සමඟ, ආහාර සඳහා ජනතාවගේ ඉල්ලුම දිනෙන් දින වැඩි වන අතර, ආහාර පෝෂණය සහ ආරක්ෂාව සඳහා ඉහළ අවශ්‍යතා ඉදිරිපත් කෙරේ. ඉහළ අස්වැන්නක් සහ උසස් තත්ත්වයේ භෝග වගා කිරීම ආහාර ගැටළු විසඳීම සඳහා වැදගත් මාධ්‍යයකි. කෙසේ වෙතත්, සාම්ප්‍රදායික අභිජනන ක්‍රමය විශිෂ්ට ප්‍රභේද වගා කිරීමට බොහෝ කාලයක් ගත වන අතර එමඟින් අභිජනනයේ ප්‍රගතිය සීමා වේ. වාර්ෂික ස්වයං-පරාගණය වන භෝග සඳහා, ආරම්භක මාපිය හරස් කිරීමේ සිට නව ප්‍රභේදයක් නිෂ්පාදනය කිරීම දක්වා වසර 10~15 ක් ගතවිය හැකිය. එබැවින්, බෝග අභිජනනයේ ප්‍රගතිය වේගවත් කිරීම සඳහා, අභිජනන කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම සහ උත්පාදන කාලය කෙටි කිරීම හදිසි වේ.

වේගවත් අභිජනනය යනු ශාකවල වර්ධන වේගය උපරිම කිරීම, මල් පිපීම සහ ගෙඩි හට ගැනීම වේගවත් කිරීම සහ සම්පූර්ණයෙන්ම වසා දැමූ පාලිත පරිසර වර්ධන කාමරයක පාරිසරික තත්ත්වයන් පාලනය කිරීමෙන් අභිජනන චක්‍රය කෙටි කිරීමයි. ශාක කර්මාන්ත ශාලාව යනු පහසුකම්වල ඉහළ නිරවද්‍යතාවයකින් යුත් පාරිසරික පාලනයක් හරහා ඉහළ කාර්යක්ෂම බෝග නිෂ්පාදනයක් ලබා ගත හැකි කෘෂිකාර්මික පද්ධතියක් වන අතර එය වේගවත් අභිජනනය සඳහා කදිම පරිසරයකි. කර්මාන්ත ශාලාවේ ආලෝකය, උෂ්ණත්වය, ආර්ද්‍රතාවය සහ CO2 සාන්ද්‍රණය වැනි රෝපණ පරිසර තත්ත්වයන් සාපේක්ෂව පාලනය කළ හැකි අතර බාහිර දේශගුණයෙන් අඩු හෝ අඩු බලපෑමක් ඇති නොකරයි. පාලිත පාරිසරික තත්ත්වයන් යටතේ, හොඳම ආලෝක තීව්‍රතාවය, ආලෝක කාලය සහ උෂ්ණත්වය ශාකවල විවිධ භෞතික විද්‍යාත්මක ක්‍රියාවලීන් වේගවත් කළ හැකිය, විශේෂයෙන් ප්‍රභාසංස්ලේෂණය සහ මල් පිපීම, එමඟින් බෝග වර්ධනයේ උත්පාදන කාලය කෙටි කරයි. බෝග වර්ධනය සහ සංවර්ධනය පාලනය කිරීම සඳහා ශාක කර්මාන්තශාලා තාක්ෂණය භාවිතා කිරීම, ප්‍රරෝහණ හැකියාව ඇති බීජ කිහිපයකට අභිජනන අවශ්‍යතා සපුරාලිය හැකි තාක් කල්, කල්තියා පලතුරු අස්වැන්න නෙළීම.

බෝග වර්ධන චක්‍රයට බලපාන ප්‍රධාන පාරිසරික සාධකය වන ප්‍රකාශ කාලපරිච්ඡේදය

ආලෝක චක්‍රය යනු දිනක ආලෝක කාලය සහ අඳුරු කාලය වෙනස් වීමයි. ආලෝක චක්‍රය යනු බෝගවල වර්ධනය, සංවර්ධනය, මල් පිපීම සහ ගෙඩි හට ගැනීමට බලපාන වැදගත් සාධකයකි. ආලෝක චක්‍රයේ වෙනස දැනීමෙන්, බෝග ශාකමය වර්ධනයේ සිට ප්‍රජනන වර්ධනය දක්වා සහ සම්පූර්ණ මල් පිපීම සහ ගෙඩි හට ගැනීම දක්වා වෙනස් විය හැකිය. විවිධ බෝග ප්‍රභේද සහ ප්‍රවේණි වර්ග ප්‍රකාශ කාල පරිච්ඡේද වෙනස්කම් වලට වෙනස් භෞතික විද්‍යාත්මක ප්‍රතිචාර දක්වයි. දිගු හිරු එළිය ඇති ශාක, හිරු එළිය කාලය තීරණාත්මක හිරු එළිය දිග ඉක්මවා ගිය පසු, ඕට්ස්, තිරිඟු සහ බාර්ලි වැනි ප්‍රකාශ කාල පරිච්ඡේද දිගු කිරීම මගින් මල් පිපෙන කාලය සාමාන්‍යයෙන් වේගවත් වේ. ප්‍රකාශ කාල පරිච්ඡේද නොසලකා උදාසීන ශාක, සහල්, ඉරිඟු සහ පිපිඤ්ඤා වැනි පිපෙනු ඇත. කපු, සෝයා බෝංචි සහ මෙනේරි වැනි කෙටි දින ශාක පිපීමට තීරණාත්මක හිරු එළිය දිගට වඩා අඩු ප්‍රකාශ කාල පරිච්ඡේදයක් අවශ්‍ය වේ. පැය 8 ක ආලෝකය සහ 30 ℃ ඉහළ උෂ්ණත්වයේ කෘතිම පරිසර තත්වයන් යටතේ, අමරන්ත් වල මල් පිපෙන කාලය ක්ෂේත්‍ර පරිසරයේ දින 40 කට වඩා කලින් වේ. පැය 16/8 ආලෝක චක්‍රයේ (ආලෝකය/අඳුරු) ප්‍රතිකාරය යටතේ, බාර්ලි ප්‍රවේණි වර්ග හතම කලින් මල් පිපුණා: ෆ්‍රෑන්ක්ලින් (දින 36), ගයිඩ්නර් (දින 35), ගිමෙට් (දින 33), කමාන්ඩර් (දින 30), ෆ්ලීට් (දින 29), බෝඩින් (දින 26) සහ ලොක්යර් (දින 25).

කෘත්‍රිම පරිසරය යටතේ, බීජ පැල ලබා ගැනීම සඳහා කළල සංස්කෘතිය භාවිතා කිරීමෙන් තිරිඟු වර්ධන කාලය කෙටි කළ හැකි අතර, පසුව පැය 16 ක් ප්‍රකිරණය කිරීමෙන්, සෑම වසරකම පරම්පරා 8 ක් නිපදවිය හැකිය. කව්පි වල වර්ධන කාලය ක්ෂේත්‍ර පරිසරයේ දින 143 සිට පැය 16 ක ආලෝකයක් සහිත කෘතිම හරිතාගාර තුළ දින 67 දක්වා කෙටි කරන ලදී. ප්‍රකාශ කාලය පැය 20 දක්වා තවදුරටත් දීර්ඝ කර 21°C/16°C (දිවා/රාත්‍රී) සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීමෙන්, කඩල වල වර්ධන කාලය දින 68 දක්වා කෙටි කළ හැකි අතර, බීජ සැකසීමේ අනුපාතය 97.8% කි. පාලිත පරිසරයේ තත්ත්වය යටතේ, පැය 20 ක ප්‍රකාශ කාල පරිච්ඡේද ප්‍රතිකාරයෙන් පසු, වැපිරීමේ සිට මල් පිපීම දක්වා දින 32 ක් ගත වන අතර, මුළු වර්ධන කාලය දින 62-71 ක් වන අතර, එය ක්ෂේත්‍ර තත්වයන්ට වඩා දින 30 කට වඩා කෙටි වේ. පැය 22ක ප්‍රකාශ කාලපරිච්ඡේදයක් සහිත කෘතිම හරිතාගාරයක තත්ත්වය යටතේ, තිරිඟු, බාර්ලි, ස්ත්‍රී දූෂණ සහ කඩල වල මල් පිපෙන කාලය සාමාන්‍යයෙන් දින 22, 64, 73 සහ 33 කින් කෙටි වේ. මුල් බීජ අස්වැන්න සමඟ ඒකාබද්ධව, මුල් අස්වැන්න බීජ වල ප්‍රරෝහණ අනුපාතය සාමාන්‍යයෙන් පිළිවෙලින් 92%, 98%, 89% සහ 94% දක්වා ළඟා විය හැකි අතර එමඟින් අභිජනනයේ අවශ්‍යතා සම්පූර්ණයෙන්ම සපුරාලිය හැකිය. වේගවත්ම ප්‍රභේදවලට අඛණ්ඩව පරම්පරා 6ක් (තිරිඟු) සහ පරම්පරා 7ක් (තිරිඟු) නිපදවිය හැකිය. පැය 22ක ප්‍රකාශ කාලපරිච්ඡේදයේ තත්ත්වය යටතේ, ඕට්ස් වල මල් පිපෙන කාලය දින 11 කින් අඩු කරන ලද අතර, මල් පිපීමෙන් දින 21 කට පසු, අවම වශයෙන් ශක්‍ය බීජ 5ක් සහතික කළ හැකි අතර, සෑම වසරකම පරම්පරා පහක් අඛණ්ඩව ප්‍රචාරය කළ හැකිය. පැය 22ක ආලෝකකරණයක් සහිත කෘතිම හරිතාගාරය තුළ, පරිප්පු වල වර්ධන කාලය දින 115 දක්වා කෙටි කර ඇති අතර, ඒවා වසරකට පරම්පරා 3-4ක් ප්‍රජනනය කළ හැකිය. කෘතිම හරිතාගාර තුළ පැය 24 පුරාම අඛණ්ඩ ආලෝකකරණයේ තත්ත්වය යටතේ, රටකජු වල වර්ධන චක්‍රය දින 145 සිට දින 89 දක්වා අඩු වන අතර, එය වසරක් තුළ පරම්පරා 4 ක් සඳහා ප්‍රචාරණය කළ හැකිය.

ආලෝක තත්ත්වය

ශාකවල වර්ධනය හා සංවර්ධනය සඳහා ආලෝකය වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. බොහෝ ප්‍රකාශ ප්‍රතිග්‍රාහකවලට බලපෑම් කිරීමෙන් ආලෝකයට මල් පිපීම පාලනය කළ හැකිය. බෝග මල් පිපීම සඳහා රතු ආලෝකයේ (R) සහ නිල් ආලෝකයේ (B) අනුපාතය ඉතා වැදගත් වේ. රතු ආලෝක තරංග ආයාමය 600~700nm හි හරිතප්‍රද අවශෝෂණ උච්චතම අවස්ථාව අඩංගු වන අතර එමඟින් ප්‍රභාසංස්ලේෂණය ඵලදායී ලෙස ප්‍රවර්ධනය කළ හැකිය. 400~500nm හි නිල් ආලෝක තරංග ආයාමය ශාක ප්‍රකාශ තාපගතිකවාදය, ස්ටෝමැටල් විවෘත කිරීම සහ බීජ පැළ වර්ධනයට බලපානු ඇත. තිරිඟු වල, රතු ආලෝකයේ සිට නිල් ආලෝකයේ අනුපාතය 1 ක් පමණ වන අතර, එය මුල් අවධියේදී මල් පිපීමට හේතු විය හැක. R:B=4:1 හි ආලෝක ගුණාත්මකභාවය යටතේ, මැද සහ ප්‍රමාද වූ පරිණත සෝයා බෝංචි ප්‍රභේදවල වර්ධන කාලය දින 120 සිට දින 63 දක්වා කෙටි කරන ලද අතර, ශාක උස සහ පෝෂණ ජෛව ස්කන්ධය අඩු කරන ලදී, නමුත් බීජ අස්වැන්නට බලපෑමක් සිදු නොවූ අතර, එය ශාකයකට අවම වශයෙන් එක් බීජයක්වත් තෘප්තිමත් කළ හැකි අතර, නොමේරූ බීජ වල සාමාන්‍ය ප්‍රරෝහණ අනුපාතය 81.7% කි. පැය 10 ක ආලෝකකරණය සහ නිල් ආලෝක අතිරේකය යටතේ, සෝයා බෝංචි පැළ කෙටි හා ශක්තිමත් විය, වැපිරීමෙන් දින 23 කට පසු මල් පිපී, දින 77 ක් ඇතුළත පරිණත වූ අතර, වසරක් තුළ පරම්පරා 5 ක් ප්‍රජනනය කළ හැකි විය.

රතු ආලෝකයේ සිට ඈත රතු ආලෝකයේ අනුපාතය (FR) ශාකවල මල් පිපීම කෙරෙහි ද බලපායි. ප්‍රභාසංවේදී වර්ණක ආකාර දෙකකින් පවතී: ඈත රතු ආලෝක අවශෝෂණය (Pfr) සහ රතු ආලෝක අවශෝෂණය (Pr). අඩු R:FR අනුපාතයකදී, ප්‍රභාසංවේදී වර්ණක Pfr සිට Pr බවට පරිවර්තනය වන අතර එමඟින් දිගු දිවා ශාකවල මල් පිපීමට හේතු වේ. සුදුසු R:FR(0.66~1.07) නියාමනය කිරීම සඳහා LED විදුලි පහන් භාවිතා කිරීමෙන් ශාක උස වැඩි කළ හැකි අතර, දිගු දිවා ශාකවල (උදෑසන තේජස සහ ස්නැප්ඩ්‍රැගන් වැනි) මල් පිපීම ප්‍රවර්ධනය කළ හැකි අතර, කෙටි දිවා ශාකවල (මැරිජෝල්ඩ් වැනි) මල් පිපීම වළක්වයි. R:FR 3.1 ට වඩා වැඩි වූ විට, පරිප්පු වල මල් පිපෙන කාලය ප්‍රමාද වේ. R:FR 1.9 දක්වා අඩු කිරීමෙන් හොඳම මල් පිපෙන බලපෑම ලබා ගත හැකි අතර, වැපිරීමෙන් පසු 31 වන දින එය පිපෙන්නට පුළුවන. මල් පිපීම වැළැක්වීමට රතු ආලෝකයේ බලපෑම ප්‍රභාසංවේදී වර්ණක Pr මගින් මැදිහත් වේ. අධ්‍යයනවලින් පෙන්වා දී ඇත්තේ R:FR අගය 3.5 ට වඩා වැඩි වූ විට, රනිල කුලයට අයත් ශාක පහක (කව්පි, කඩල, පුළුල් බෝංචි, පරිප්පු සහ ලුපින්) මල් පිපෙන කාලය ප්‍රමාද වන බවයි. අමරන්ත් සහ සහල් වල සමහර ප්‍රවේණි වර්ගවල, මල් පිපීම පිළිවෙලින් දින 10 කින් සහ දින 20 කින් වැඩි කිරීමට දුර-රතු ආලෝකය භාවිතා කරයි.

පොහොර CO₂

CO₂ප්‍රභාසංස්ලේෂණයේ ප්‍රධාන කාබන් ප්‍රභවය වේ. ඉහළ සාන්ද්‍රණයකින් යුත් CO₂සාමාන්‍යයෙන් C3 වාර්ෂික වර්ධනය සහ ප්‍රජනනය ප්‍රවර්ධනය කළ හැකි අතර, අඩු සාන්ද්‍රණයකින් යුත් CO₂කාබන් සීමා කිරීම හේතුවෙන් වර්ධනය හා ප්‍රජනන අස්වැන්න අඩු විය හැක. උදාහරණයක් ලෙස, සහල් සහ තිරිඟු වැනි C3 ශාකවල ප්‍රභාසංස්ලේෂණ කාර්යක්ෂමතාව CO2 වැඩි වීමත් සමඟ වැඩි වේ.₂මට්ටම, ජෛව ස්කන්ධය වැඩි වීමට සහ මුල් මල් පිපීමට හේතු වේ. CO2 හි ධනාත්මක බලපෑම අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා₂සාන්ද්‍රණය වැඩි වීමත් සමඟ ජලය සහ පෝෂක සැපයුම ප්‍රශස්ත කිරීම අවශ්‍ය විය හැකිය. එබැවින්, අසීමිත ආයෝජන කොන්දේසිය යටතේ, හයිඩ්‍රොපොනික් විද්‍යාවට ශාකවල වර්ධන විභවය සම්පූර්ණයෙන්ම මුදා හැරිය හැක. අඩු CO₂සාන්ද්‍රණය ඉහළ CO2 සමඟ Arabidopsis thaliana මල් පිපෙන කාලය ප්‍රමාද කළේය.₂සාන්ද්‍රණය සහල්වල මල් පිපෙන කාලය වේගවත් කළ අතර, සහල්වල වර්ධන කාලය මාස 3 දක්වා කෙටි කළ අතර, වසරකට පරම්පරා 4 ක් ප්‍රචාරණය කළේය. CO₂කෘතිම වර්ධන පෙට්ටියේ 785.7μmol/mol දක්වා, 'Enrei' සෝයා බෝංචි ප්‍රභේදයේ අභිජනන චක්‍රය දින 70 දක්වා කෙටි කරන ලද අතර, එය වසරක් තුළ පරම්පරා 5 ක් බෝ කළ හැකිය. CO₂සාන්ද්‍රණය 550μmol/mol දක්වා වැඩි වූ අතර, කැජනස් කැජන් මල් පිපීම දින 8~9 ක් ප්‍රමාද වූ අතර, ඵල සැකසීම සහ ඉදීමේ කාලය ද දින 9 ක් ප්‍රමාද විය. කැජනස් කැජන් ඉහළ CO2 හි දිය නොවන සීනි රැස් කළේය.₂සාන්ද්‍රණය, එය ශාකවල සංඥා සම්ප්‍රේෂණයට බලපාන අතර මල් පිපීම ප්‍රමාද කළ හැකිය. ඊට අමතරව, CO2 වැඩි වූ වර්ධන කාමරයේ₂, සෝයා බෝංචි මල් ගණන සහ ගුණාත්මකභාවය වැඩි වන අතර එය දෙමුහුන්කරණයට හිතකර වන අතර එහි දෙමුහුන්කරණ අනුපාතය ක්ෂේත්‍රයේ වගා කරන සෝයා බෝංචි වලට වඩා බෙහෙවින් වැඩි ය.

අනාගත අපේක්ෂාවන්

විකල්ප අභිජනනය සහ පහසුකම් අභිජනනය මගින් නවීන කෘෂිකර්මාන්තයට බෝග අභිජනන ක්‍රියාවලිය වේගවත් කළ හැකිය. කෙසේ වෙතත්, මෙම ක්‍රමවල දැඩි භූගෝලීය අවශ්‍යතා, මිල අධික ශ්‍රම කළමනාකරණය සහ අස්ථායී ස්වාභාවික තත්වයන් වැනි අඩුපාඩු කිහිපයක් ඇති අතර එමඟින් සාර්ථක බීජ අස්වැන්නක් සහතික කළ නොහැක. පහසුකම් අභිජනනය දේශගුණික තත්ත්වයන් මගින් බලපානු ලබන අතර, උත්පාදන එකතු කිරීමේ කාලය සීමිතය. කෙසේ වෙතත්, අණුක සලකුණු අභිජනනය අභිජනන ඉලක්ක ලක්ෂණ තෝරා ගැනීම සහ තීරණය කිරීම වේගවත් කරයි. වර්තමානයේ, ග්‍රාමිනේ, ලෙගුමිනෝසා, කුරුසිෆෙරා සහ අනෙකුත් භෝග සඳහා වේගවත් අභිජනන තාක්ෂණය යොදාගෙන ඇත. කෙසේ වෙතත්, ශාක කර්මාන්තශාලා වේගවත් උත්පාදන අභිජනනය දේශගුණික තත්ත්වයන්ගේ බලපෑමෙන් සම්පූර්ණයෙන්ම මිදෙන අතර, ශාක වර්ධනයේ සහ සංවර්ධනයේ අවශ්‍යතා අනුව වර්ධන පරිසරය නියාමනය කළ හැකිය. සාම්ප්‍රදායික අභිජනනය, අණුක සලකුණු අභිජනනය සහ අනෙකුත් අභිජනන ක්‍රම සමඟ ඵලදායී ලෙස ශාක කර්මාන්තශාලා වේගවත් අභිජනන තාක්ෂණය ඒකාබද්ධ කිරීමෙන්, වේගවත් අභිජනනයේ කොන්දේසිය යටතේ, දෙමුහුන්කරණයෙන් පසු සමජාතීය රේඛා ලබා ගැනීමට අවශ්‍ය කාලය අඩු කළ හැකි අතර, ඒ සමඟම, පරමාදර්ශී ලක්ෂණ සහ අභිජනන පරම්පරා ලබා ගැනීමට අවශ්‍ය කාලය කෙටි කිරීම සඳහා මුල් පරම්පරා තෝරා ගත හැකිය.

කර්මාන්තශාලාවල ශාක වේගවත් අභිජනන තාක්ෂණයේ ප්‍රධාන සීමාව වන්නේ විවිධ භෝගවල වර්ධනය හා සංවර්ධනය සඳහා අවශ්‍ය පාරිසරික තත්ත්වයන් බෙහෙවින් වෙනස් වන අතර, ඉලක්කගත භෝගවල වේගවත් අභිජනනය සඳහා පාරිසරික තත්ත්වයන් ලබා ගැනීමට බොහෝ කාලයක් ගත වීමයි. ඒ සමඟම, ශාක කර්මාන්තශාලා ඉදිකිරීමේ සහ ක්‍රියාත්මක කිරීමේ අධික පිරිවැය නිසා, මහා පරිමාණ ආකලන අභිජනන අත්හදා බැලීමක් සිදු කිරීම දුෂ්කර වන අතර, එය බොහෝ විට සීමිත බීජ අස්වැන්නකට හේතු වන අතර එමඟින් පසු විපරම් ක්ෂේත්‍ර චරිත ඇගයීම සීමා කළ හැකිය. ශාක කර්මාන්තශාලා උපකරණ සහ තාක්ෂණය ක්‍රමයෙන් වැඩිදියුණු කිරීම සහ වැඩිදියුණු කිරීමත් සමඟ, ශාක කර්මාන්තශාලාවේ ඉදිකිරීම් සහ මෙහෙයුම් පිරිවැය ක්‍රමයෙන් අඩු වේ. ශාක කර්මාන්තශාලා වේගවත් අභිජනන තාක්ෂණය අනෙකුත් අභිජනන ශිල්පීය ක්‍රම සමඟ ඵලදායී ලෙස ඒකාබද්ධ කිරීමෙන් වේගවත් අභිජනන තාක්ෂණය තවදුරටත් ප්‍රශස්ත කිරීමට සහ අභිජනන චක්‍රය කෙටි කිරීමට හැකි වේ.

අවසානය

උපුටා දක්වන ලද තොරතුරු

ලියු කයිෂේ, ලියු හූචෙන්. ශාක කර්මාන්තශාලා වේගවත් අභිජනන තාක්ෂණයේ පර්යේෂණ ප්‍රගතිය [J]. කෘෂිකාර්මික ඉංජිනේරු තාක්ෂණය, 2022,42(22):46-49.