НАУЧНОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ РАСТЕНИЙ В ИСКУССТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ.
Лекция 1. ВВЕДЕНИЕ
Вопросы для рассмотрения:
История возникновения и становление гидропоники и светокультуры
Научное и практическое значение культивирования растений в искусственных условиях.
ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И СТАНОВЛЕНИЕ ГИДРОПОНИКИ И СВЕТОКУЛЬТУРЫ
О том, что растения могут расти и нормально развиваться на искусственных питательных средах, известно давно Впервые растение на водном растворе химически чистых солей было выращено в 1559 г. немецким агрохимиком Ф. Кнопиом. В России выращивание растений в искусственных условиях осуществил великий русский ученый К А Тимирязев. В 1896 г. в Нижнем Новгороде им были продемонстрированы знаменитые опыты по выращиванию растений без почвы, в физиологических растворах. К. А. Тимирязев подчеркивал, что по мере развития общества и его средств производства, культура растений без польз будет приобретать все большее распространение, как способ интенсивного производства продуктов растительного происхождения.
Впервые промышленное выращивание овощных культур на водных растворах было осуществлено в 1929 году профессором W. F. Genche Калифорнийский университет США), который выращивал беспочвенные культуры в коммерческих целях (W. F. Gerichc 1949). Он внес изменения в технику этого метола и дал ему название "гидропоника", что означает в переводе с греческого "работа с водой".
|
|
|
Американцы первые освоили возможности промышленной гидропоники. Эллис и Суонней в 1938 голу, Турнср Генри в 193^ г. д-ра Герике и Лори в 1940 г. начали широкомасштабные исследовательские работы в этой области.
Гидропонный способ выращивания растений получил широкое применение в теплицах, расположенных вблизи больших городов и промышленных центров, а также в условиях крайнего Севера, на островах Арктики и Антарктиды и в открытом грунте. В Украине это степная зона юга, в том числе Автономная республика Крым. Возрождение интенсивного сельскохозяйственного производства базируется на широком использовании ирригации с прогрессивной технологией капельного полива и фертигацией. (Фертигация — орошение с использованием растворимых удобрений в системах полива).
Выращивание растений па питательных растворах имеет ряд преимуществ. Главное из них заключается в том, что из водных растворов растения гораздо интенсивнее поглощают питательные элементы, исключаются трудоемкие процессы, связанные с использованием почвы, отпадает необходимость заготовки, транспортировки и ее частой замены в теплицах. Вместо почвы используются искусственные субстраты: мелкий щебень, гравий, цеолит, шлак, керамзит, минеральная вата, новый тепличный субстрат — кокос, которые могут использоваться длительное время без замены. Облегчается также борьба с болезнями и вредителями растений, упрощается уход за растениями, оптимизируется питание, часть трудоемких процессов может быть автоматизирована. Поэтому выращивание овощей без почвы является одним из перспективных путей снижения себестоимости тепличной продукции. Этот способ позволяет снизить себестоимость овощей на 30—40% и повысить урожайность овощных культур на 50% при значительно меньших затратах труда, чем при возделывании на почве.
|
|
|
В настоящее время крупные производственные площади по выращиванию овощей на питательных растворах в закрытых сооружениях имеются в ряде областей Украины: Винницкой, Донецкой, Харьковской, Сумской, Днепропетровской, Киевской, Кировоградской, АР Крым. Самос крупное гидропонное хозяйство Украины — акционерное общество "Комбинат Тепличный" Броварского района Киевской области. Здесь площадь закрытого грунта составляет 44,5 га.
Наряду с широким внедрением этого метода в теплицах получены положительные результаты по выращиванию овощей и в открытом грунте. В южных регионах, пустынях открытая гидропоника может найти применение па всех почвах, на скалистых и каменных массивах, песках, склонах гор. Кроме того, гидропонное выращивание растений можно практиковать при полетах на космических кораблях на дальние расстояния.
|
|
|
Еще в 1915—1991 гг, последователь Циолковского — Цандер, развивая мысль своего учителя о необходимости применения на космических кораблях "гидропоники" приступил к разработке "оранжерей авиационной легкости" без почвы. Позднее Цандер признал гидропонную культуру наиболее удачным способом выращивания растений в космических кораблях. За рубежом только в 1958 г. С. Келер (США) опубликовал предложение использовать гидропонику в обитаемых космических кораблях. Подобные эксперименты проведены и украинскими учеными в условиях космоса.
Промышленное выращивание овощных культур методом гидропоники на Украине и в других республиках бывшего СССР можно условно разделить на два этапа:
1- ый этап 1960—1980 гг. — гидропоника на щебне, керамзите;
2- ой этап с 1980 г. по настоящее время — малообъемная гидропоника с капыъным поливом на различных субстратах.
В совхозе "Киевская овощная фабрика" (директор Ю. А. Дкжарев) с 1960 года началось освоение и широкое внедрение в тепличное производство нового профессивного метода выращивания овошей на искусственных субстратах, увлажняемых питательными растворами методом подтопления. Были заложены производственные опыты, началась разработка новых установок автоматической подачи питательных растворов и их усовершенствование.
|
|
|
В 1962 г. выращивание овощей без почвы проводилось на площади 9000 м2, а в 1963 сдано в эксплуатацию еще 16000 м: теплиц.
Таким образом коллектив совхоза "Киевская овощная фабрика" первым в Советском Союзе освоил промышленную гидропонику.
Гидропонный метод выращивания тепличных овошей па гравийных субстратах нашел международное признание во многих странах мира и в процессе совершенствования получил дальнейшее развитие в виде малообъемного метода выращивания растений на различных субстратах. В настоящее время — это основной промышленный способ, позволяющий получать высокие урожаи в теплицах.
Киевским научно-исследовательским институтом питания (Jl. Н. Кононко) на протяжении ряда лет было проведено изучение химического состава и биологической ценности плодов огурцов и томата, выращенных гидропонным способом в совхозе "Киевская овощная фабрика" на питательных растворах, дифференцированных по периодам рост и развития растений (также огурцов и томата, выращенных на почве в теплицах). Полученные данные убедительно свидетельствуют о том, что по химическому составу и биологической ценности плоды огурца и томата выращенные гидропонным способом и на почвах в теплицах существенных различий не имеют, и являются полноценными продуктами питания. Это подтверждено и многочисленными зарубежными исследованиями.
НАУЧНОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ РАСТЕНИЙ В ИСКУССТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ.
Процесс выращивания растений в искусственных условиях – один из наиболее энергоемких в сельскохозяйственном производстве. Цель тепличного производства создать условия для выращивания растений с наименьшими энергетическими затратами, при этом повысить качество и количество сельскохозяйственной продукции.
Клеточная инженерия — необычайно перспективное направление современной биотехнологии. Используя методы генетики, удаётся отбирать линии таких клеток растений — продуцентов практически важных веществ, которые способны расти на простых питательных средах и в то же время накапливать ценных продуктов в несколько раз больше, чем само растение. Выращивание массы клеток растений уже используется в промышленных масштабах для получения физиологически активных соединений. Налажено, например, производство биомассы женьшеня для нужд парфюмерной и медицинской промышленности. Закладываются основы производства биомассы лекарственных растений — диоскореи и раувольфии. Разрабатываются способы выращивания клеточной массы других редких растений — продуцентов ценных веществ (родиолы розовой и др.).
Другое важное направление клеточной инженерии — клональноемикроразмножение растений на основе культуры тканей. Основан это метод на удивительном свойстве растений: из отдельной клетки или кусочка ткани в определённых условиях может вырасти целое растение, способное к нормальному росту и размножению. Этим методом из небольшой части растения можно получить до 1 млн. растений в год. Клональноемикроразмножение используется для оздоровления и быстрого размножения редких, хозяйственно ценных или вновь созданных сортов сельскохозяйственных культур. Таким путём из клеток, не заражённых вирусами, получают здоровые растения картофеля, винограда, сахарной свёклы, садовой земляники, малины и многих других культур.
В настоящее время разработаны методы микроразмножения и более сложных объектов — древесных растений (яблони, ели, сосны). На основе этих методов будут созданы технологии промышленного получения исходного посадочного материала ценных древесных пород.
Методы клеточной инженерии позволят значительно ускорить селекционный процесс при выведении новых сортов хлебных злаков и других важных сельскохозяйственных культур: срок их получения сокращается до 3-4 лет (вместо 10-12 лет, необходимых при использовании обычных методов селекции). Перспективных способом выведения новых сортов ценных сельскохозяйственных культур является также разработанный учёными принципиально новый метод слияния клеток. Этот метод позволяет получать гибриды, которые не могут быть созданы обычным путём скрещивания в силу барьера межвидовой несовместимости. Методом слияния клеток получены, например, гибриды различных видов картофеля, томатов, табака; табака и картофеля, рапса и турнепса, табака и белладонны. На основе гибрида культурного и дикого картофеля, который устойчив к вирусам и другим заболеваниям, создаются новые сорта. Аналогичным способом получают ценный селекционный материал томатов и других культур. В перспективе — комплексное использование методов генетической и клеточной инженерии для создания новых сортов растений с заранее заданными свойствами, например, ос сконструированными в них системами фиксации атмосферного азота. Большие успехи достигнуты клеточной инженерией в области иммунологии: разработаны методы получения особых гибридных клеток, производящих индивидуальные, или моноклональные, антитела. Это позволило создать высокочувствительные средства диагностики ряда тяжёлых заболеваний человека, животных и растений. Значительный вклад вносит современная биотехнология в решение такой важной проблемы, как борьба с вирусными заболеваниями сельскохозяйственных культур, наносящими большой ущерб народному хозяйству.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 939; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!