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组培苗培育及其光环境调控

产品介绍

我国设施园艺发展迅速,2015年年底已达400余万hm2,每年需要几千亿株高品质植物苗的来支撑蔬菜、瓜果、花卉生产和产业发展。园艺作物育苗是进行高效设施园艺生产的基础。温室或育苗工厂条件下通过不同方式培育植物苗,培养工艺有所差异,育苗各个环节及其装备需求均需研究与标准化。

大棚蔬菜

蔬菜种子处理、蔬菜育苗基质、蔬菜穴盘苗水肥一体化精量管理、蔬菜嫁接育苗、蔬菜育苗新型装备与器具都是需要研究和产品化领域。育苗是设施园艺生产的关键,也是第一步,出于植物苗生长的不可逆转属性,育苗的质量高低直接关系到设施园艺生产的效益。目前,全国年育苗量超过1000万株的蔬菜集约化育苗企业(基地、中心)已达300余个。

植物组织培养(Plant Tissue Culture)是指在无菌条件下,将外植体(植物器官、组织、花药、花粉、体细胞等)接种到人工配制的培养基上培育成植株的技术,是一项可以通过规模化生产,在短时间内获得大量同源母本基因幼苗的生物技术,又称植物克隆育苗技术。植物组织培养育苗具有繁育速度快,不受外界气候、地域和时间等条件的约束,已成为植物遗传育种、种质资源保护和脱毒快繁的重要手段。植物组培育苗具有其他育苗方法无法比拟的优点,但是传统组培环境下组培苗生长缓慢、污染严重、存活率低、致使成品苗成本过高,不利于组培苗的大规模商品化生产。

温室大棚工程

传统组培人工光源多为荧光灯,存在一些不足。其一,光谱范围广、生物光效低。荧光灯中的绿光、红外和远红外光的光谱比例较大,植物不能利用,造成电能的浪费和电能利用率的降低:其二,发热量大,有相当多的能量以热效应的方式传递到环境中,使环境温度升高,增加培养室空调制冷的耗电量;其三,由于光源发光面的温度较高,难以近距离照射植物,降低了植物组织培养的空间利用率,而且灯具散热引起结露,还会对组培苗生长造成不良影响。通常,在组培植株增殖与生根阶段生活在小型组培容器内,光需透过封口膜或容器壁才能照射到组培植株,此过程降低了植株接受到的光强,在一定程度上改变了光质,影响了植株的生长发育。

 

荧光灯的上述缺点造成了组培苗繁育产业能耗较高的现状,一般条件下常规植物组培的能耗成本要占其运行费用的40%-50%,能耗已成为植物组培的突出问题。因此减少能耗,降低运行成本已经成为植物组培领域研究的重要方向。

 

在植物组织培养中,光合光量子通量密度(Photosynthetic Photon Flux Den-sy,PPFD)、光照周期和光谱分布对植物的光合作用和形态建成起重要作用。因此,在植物组织培养中采用LED提供照明,调控光质和PPFD,不仅能够调控组培植株的生长发育和形态建成、缩短培养周期、提高组培苗质量,而且能够大大减少能耗,降低成本。在组培苗光环境调控方面,植物种类包括甘薯(杨雅婷等,2010)、马铃薯(Miyashita等,1997;Croxdale等,1997)、彩色马蹄莲(Jao等,2005)、棉花(Li等,2010)、白鹤芋(Nhut等,2009)、菊花(Kim等,2004)等。

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