Berotegiko nekazaritza-ingeniaritza teknologia2022ko urriaren 14an, 17:30ean argitaratua Pekinen

Munduko biztanleriaren etengabeko hazkundearekin, egunero handitzen ari da janari eskaria, eta elikagaien nutrizio eta segurtasunari buruzko eskakizun handiagoak ezartzen dira. Errendimendu handiko eta kalitate handiko laboreak lantzea elikagaien arazoak konpontzeko bide garrantzitsua da. Hala ere, hazkuntza metodo tradizionalak denbora asko behar du barietate bikainak lantzeko, eta horrek hazkuntzaren aurrerapena mugatzen du. Urtero autopolinizatzen diren laboreen kasuan, 10-15 urte igaro daitezke hasierako gurasoen gurutzaketatik barietate berri bat ekoizteko. Beraz, laboreen hazkuntzaren aurrerapena bizkortzeko, premiazkoa da hazkuntzaren eraginkortasuna hobetzea eta belaunaldi-denbora laburtzea.

Hazkuntza azkarrak landareen hazkunde-tasa maximizatzea, loratzea eta fruitua bizkortzea eta hazkuntza-zikloa laburtzea esan nahi du, ingurumen-baldintzak kontrolatuz ingurune kontrolatu itxi batean. Landare-fabrika nekazaritza-sistema bat da, instalazioetan ingurumen-kontrol zehatzaren bidez laboreen ekoizpen eraginkorra lor dezakeena, eta hazkuntza azkarrerako ingurune aproposa da. Landare-ingurunearen baldintzak, hala nola argia, tenperatura, hezetasuna eta CO2 kontzentrazioa, fabrikan nahiko kontrolagarriak dira, eta ez daude kanpoko klimaren eraginpean edo gutxiago. Ingurumen-baldintza kontrolatuetan, argi-intentsitate, argi-denbora eta tenperatura onenak landareen hainbat prozesu fisiologiko bizkortu ditzake, batez ere fotosintesia eta loratzea, eta horrela laboreen hazkuntza-denbora laburtzen da. Landare-fabrikaren teknologia erabiliz, laboreen hazkuntza eta garapena kontrolatzen dira, fruituak aldez aurretik bilduz, betiere ernetzeko gaitasuna duten hazi gutxi batzuek hazkuntza-beharrak asetzeko.

Fotoperiodoa, laboreen hazkuntza-zikloan eragina duen ingurumen-faktore nagusia

Argi-zikloak egun bateko argi-aldiaren eta ilun-aldiaren txandakatzea adierazten du. Argi-zikloa laboreen hazkuntzan, garapenean, loraldian eta fruitu-emaitzan eragina duen faktore garrantzitsua da. Argi-zikloaren aldaketa hautemanez, laboreek hazkuntza begetatiboatik ugalketa-hazkuntzara eta loraldi eta fruitu-emaitza osora alda daitezke. Laborantza-barietate eta genotipo desberdinek erantzun fisiologiko desberdinak dituzte fotoperiodoaren aldaketen aurrean. Eguzki-argia luzea duten landareetan, eguzki-argia denbora kritikoa gainditzen duenean, loraldi-denbora azkartu egiten da normalean fotoperiodoa luzatzeagatik, hala nola oloa, garia eta garagarra. Landare neutroetan, fotoperiodoa edozein dela ere, loratuko da, hala nola arroza, artoa eta pepinoa. Egun laburreko landareetan, hala nola kotoia, soja eta artatxikia, eguzki-argia denbora kritikoa baino fotoperiodo txikiagoa behar da loratzeko. 8 orduko argi eta 30 ℃-ko tenperatura altuko ingurune artifizialean, amarantoaren loraldi-denbora 40 egun baino gehiago lehenagokoa da landa-ingurunean baino. 16/8 orduko argi-zikloaren (argia/iluna) tratamendupean, zazpi garagar genotipoek goiz loratu zuten: Franklin (36 egun), Gairdner (35 egun), Gimmett (33 egun), Commander (30 egun), Fleet (29 egun), Baudin (26 egun) eta Lockyer (25 egun).

Ingurune artifizialean, gariaren hazkuntza-aldia laburtu daiteke enbrioi-kultura erabiliz plantulak lortzeko, eta ondoren 16 orduz irradiatuz, eta 8 belaunaldi sor daitezke urtero. Ilarraren hazkuntza-aldia laburtu egin zen soro-inguruneko 143 egunetik 16 orduko argiarekin negutegi artifizialean 67 egunera. Fotoperiodoa 20 ordura gehiago luzatuz eta 21 °C/16 °C-rekin (eguna/gaua) konbinatuz, ilarraren hazkuntza-aldia 68 egunera laburtu daiteke, eta hazien ezarpen-tasa % 97,8koa da. Kontrolatutako ingurunean, 20 orduko fotoperiodoaren tratamenduaren ondoren, 32 egun behar dira ereitetik loraldira arte, eta hazkuntza-aldi osoa 62-71 egun da, soro-baldintzetan baino 30 egun baino gehiago laburragoa. 22 orduko fotoperiodoa duen negutegi artifizialaren baldintzan, gari, garagar, koltza eta txitxirioaren loraldi-denbora batez beste 22, 64, 73 eta 33 egun laburtzen da, hurrenez hurren. Hazien uzta goiztiarrarekin konbinatuta, uzta goiztiarreko hazien ernetze-tasak % 92, % 98, % 89 eta % 94ra irits daitezke batez beste, hurrenez hurren, eta horrek hazkuntzaren beharrak guztiz ase ditzake. Barietate azkarrenek 6 belaunaldi (garia) eta 7 belaunaldi (garia) etengabe sor ditzakete. 22 orduko fotoperiodoaren baldintzapean, oloaren loraldi-denbora 11 egunez murriztu zen, eta loratu eta 21 egunera, gutxienez 5 hazi bideragarri bermatu zitezkeen, eta bost belaunaldi etengabe hedatu zitezkeen urtero. 22 orduko argiztapena duen negutegi artifizialean, dilisten hazkuntza-aldia 115 egunera laburtzen da, eta urtean 3-4 belaunaldiz ugal daitezke. Negutegi artifizialean 24 orduko argiztapen jarraituaren baldintzapean, kakahuetearen hazkuntza-zikloa 145 egunetik 89 egunera murrizten da, eta urtebetean 4 belaunaldiz hedatu daiteke.

Argiaren kalitatea

Argiak funtsezko zeregina du landareen hazkuntzan eta garapenean. Argiak loraldia kontrola dezake fotohartzaile askotan eraginez. Argi gorriaren (R) eta argi urdinaren (B) arteko erlazioa oso garrantzitsua da laboreen loraldirako. 600~700nm-ko argi gorriaren uhin-luzerak 660nm-ko klorofilaren xurgapen-pikoa dauka, eta horrek fotosintesia eraginkortasunez sustatzen du. 400~500nm-ko argi urdinaren uhin-luzerak landareen fototropismoan, estomen irekieran eta plantulen hazkuntzan eragina izango du. Gari-landarean, argi gorriaren eta argi urdinaren arteko erlazioa 1 ingurukoa da, eta horrek loraldia ahalik eta goizen eragin dezake. R:B=4:1 argi-kalitatearen pean, erdi-heldutasuneko eta berantiarreko soja-barietateen hazkuntza-aldia 120 egunetik 63 egunera laburtu zen, eta landarearen altuera eta nutrizio-biomasa murriztu ziren, baina hazi-errendimendua ez zen eragin, eta horrek landare bakoitzeko gutxienez hazi bat ase zezakeen, eta heldugabeko hazien batez besteko ernetze-tasa %81,7koa izan zen. 10 orduko argiztapenaren eta argi urdin osagarriaren baldintzapean, soja landareak labur eta sendo bihurtu ziren, erein eta 23 egunera loratu ziren, 77 eguneko epean heldu ziren eta urtebetean 5 belaunaldiz ugaldu ahal izan ziren.

Argi gorriaren eta argi gorri urrunaren (FR) arteko erlazioak landareen loraldian ere eragina du. Pigmentu fotosentikorrak bi formatan daude: argi gorri urrunaren xurgapena (Pfr) eta argi gorriaren xurgapena (Pr). R:FR erlazio baxuan, pigmentu fotosentikorrak Pfr-tik Pr-ra bihurtzen dira, eta horrek egun luzeko landareen loraldia dakar. LED argiak erabiliz R:FR egokia (0,66~1,07) erregulatzeko, landarearen altuera handitu daiteke, egun luzeko landareen loraldia sustatu (adibidez, ipomea eta sunflora) eta egun laburreko landareen loraldia inhibitu (adibidez, kalendula). R:FR 3,1 baino handiagoa denean, dilisten loraldi-denbora atzeratu egiten da. R:FR 1,9ra murrizteak loraldi-efektu onena lor dezake, eta erein eta 31. egunean lora daiteke. Argi gorriak loraldiaren inhibizioan duen eragina Pr pigmentu fotosentikorrak bitartekatzen du. Ikerketek adierazi dute R:FR 3,5etik gorakoa denean, bost lekadun landareren (ilar, txitxirio, baba zabal, dilista eta lupinu) loraldi-denbora atzeratu egiten dela. Amaranto eta arroz genotipo batzuetan, argi gorri urruna erabiltzen da loraldia 10 egunez eta 20 egunez aurreratzeko, hurrenez hurren.

Ongarri CO₂

CO₂fotosintesiaren karbono iturri nagusia da. CO2 kontzentrazio handia₂C3 urteko landareen hazkuntza eta ugalketa sustatu ditzake normalean, CO2 kontzentrazio baxuak, berriz,₂karbono-mugaren ondorioz hazkuntza eta ugalketa-errendimendua murriztu dezake. Adibidez, C3 landareen fotosintesi-eraginkortasuna, hala nola arroza eta gari, handitzen da CO2-aren igoerarekin batera₂maila, eta ondorioz biomasa handitzea eta loraldi goiztiarra. CO2-aren eragin positiboa gauzatzeko₂kontzentrazioa handitzen bada, beharrezkoa izan daiteke uraren eta mantenugaien hornidura optimizatzea. Beraz, inbertsio mugagabearen baldintzapean, hidroponiak landareen hazkuntza-potentziala guztiz askatu dezake. CO2 baxua₂kontzentrazioak Arabidopsis thaliana-ren loraldi-denbora atzeratu zuen, CO2 altuak, berriz,₂kontzentrazioak arrozaren loraldi-denbora bizkortu zuen, arrozaren hazkuntza-aldia 3 hilabetera laburtu zuen eta urtean 4 belaunaldi ugaldu zituen. CO2 osatuz₂785,7 μmol/mol-era hazkuntza artifizialeko kaxan, 'Enrei' soja barietatearen hazkuntza-zikloa 70 egunera laburtu zen, eta urtebetean 5 belaunaldi ugal zitzakeen. CO2-a noiz₂kontzentrazioa 550μmol/mol-era igo zenean, Cajanus cajan-en loraldia 8~9 egun atzeratu zen, eta fruituen argitzea eta heltze-denbora ere 9 egun atzeratu ziren. Cajanus cajan-ek azukre disolbaezina metatu zuen CO2 altuan₂kontzentrazioa, landareen seinaleen transmisioan eragina izan eta loraldia atzeratu dezakeena. Gainera, CO2 handitzen den hazkuntza-gelan₂, soja-loreen kopurua eta kalitatea handitzen dira, eta horrek hibridazioa errazten du, eta haren hibridazio-tasa askoz handiagoa da soroan hazitako sojarena baino.

Etorkizuneko aukerak

Nekazaritza modernoak laboreen hazkuntza prozesua bizkortu dezake hazkuntza alternatiboaren eta instalazioen hazkuntzaren bidez. Hala ere, metodo hauetan gabezia batzuk daude, hala nola, baldintza geografiko zorrotzak, lanaren kudeaketa garestia eta baldintza natural ezegonkorrak, eta horiek ezin dute hazien uzta arrakastatsua bermatu. Instalazioen hazkuntza klima-baldintzek eragiten dute, eta belaunaldien gehikuntzarako denbora mugatua da. Hala ere, markatzaile molekularren hazkuntzak hazkuntza-helburu ezaugarrien hautaketa eta zehaztapena bizkortzen du soilik. Gaur egun, hazkuntza azkarreko teknologia Gramineae, Leguminosae, Cruciferae eta beste labore batzuetan aplikatu da. Hala ere, landare-fabrikako belaunaldi azkarreko hazkuntzak klima-baldintzen eragina erabat kentzen du, eta hazkuntza-ingurunea erregulatu dezake landareen hazkuntza eta garapenaren beharren arabera. Landare-fabrikako hazkuntza azkarreko teknologia hazkuntza tradizionalarekin, markatzaile molekularren hazkuntzarekin eta beste hazkuntza-metodo batzuekin konbinatuz, hazkuntza azkarraren baldintzapean, hibridazioaren ondoren lerro homozigotoak lortzeko behar den denbora murriztu daiteke, eta, aldi berean, lehen belaunaldiak hautatu daitezke ezaugarri eta hazkuntza-belaunaldi idealak lortzeko behar den denbora laburtzeko.

Landareen hazkuntza azkarraren teknologiaren muga nagusia lantegietan datza: labore desberdinen hazkuntza eta garapenerako behar diren ingurumen-baldintzak oso desberdinak dira, eta denbora asko behar da helburuko laboreen hazkuntza azkarraren ingurumen-baldintzak lortzeko. Aldi berean, landare-lantegien eraikuntza eta funtzionamenduaren kostu handia dela eta, zaila da eskala handiko gehigarrizko hazkuntza-esperimentuak egitea, eta horrek askotan hazi-errendimendu mugatua dakar, eta horrek ondorengo eremuko ezaugarrien ebaluazioa mugatu dezake. Landare-lantegien ekipamenduaren eta teknologiaren pixkanaka hobekuntza eta hobekuntzarekin, landare-lantegien eraikuntza eta funtzionamendu-kostua pixkanaka murrizten da. Hazkuntza azkarraren teknologia gehiago optimizatu eta hazkuntza-zikloa laburtu daiteke landare-lantegien hazkuntza azkarraren teknologia beste hazkuntza-teknika batzuekin modu eraginkorrean konbinatuz.

AMAIERA

Aipatutako informazioa

Liu Kaizhe, Liu Houcheng. Landare-fabriken hazkuntza-teknologiaren ikerketa-aurrerapena [J]. Nekazaritza Ingeniaritza Teknologia, 2022,42(22):46-49.