高效節(jié)能組培系統(tǒng)的研發(fā)及其在園林植物組培中的應(yīng)用

黃曉藝　蔡林林

摘 要 現(xiàn)代社會，由于人們對生活環(huán)境的要求越來越高，為了滿足人們的需求，園林植物在快速繁殖、防病蟲害、育種等方面的技術(shù)水平也要隨之提高。植物組織培養(yǎng)技術(shù)能夠有效滿足園林植物在這一方面的需求。為了提高我國園林植物的種植質(zhì)量，科研工作者在高效節(jié)能組培系統(tǒng)的研發(fā)中投入了大量精力。闡述高效節(jié)能組培系統(tǒng)的應(yīng)用類型，分析高效節(jié)能組培系統(tǒng)的開發(fā)思路，最后介紹高效節(jié)能組培系統(tǒng)在園林植物組培當中的作用。

關(guān)鍵詞 高效節(jié)能組培系統(tǒng)；研發(fā)；園林植物組培

中圖分類號：S688 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.21.058

在現(xiàn)代社會當中，能源緊張的趨勢越來越明顯，市場競爭越來越激烈。各企業(yè)都要采取必要的節(jié)能措施，降低生產(chǎn)成本，增強企業(yè)自身的競爭力。各國政府也加大了節(jié)能技術(shù)的研發(fā)力度，并且普及應(yīng)用開來。在園林植物的種植方面，各種節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品也不斷投入應(yīng)用，構(gòu)成一個完整的高效節(jié)能組培系統(tǒng)。高效節(jié)能組培系統(tǒng)的出現(xiàn)，推動了我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，在園林植物的種植過程中發(fā)揮了重要作用。

1 高效節(jié)能組培系統(tǒng)的應(yīng)用類型

1.1 快速繁殖種苗

組織培養(yǎng)快速繁殖園林植物當中的優(yōu)秀種苗，是一種具有美好前景的應(yīng)用類型。植物組培技術(shù)能夠突破種苗生長時間的限制，促使種苗在短時間內(nèi)發(fā)育成熟。培育出來的幼苗品種純正，產(chǎn)量豐富，具有極高的商業(yè)價值，能夠滿足市場的需求。目前，我國已經(jīng)能夠運用組培技術(shù)快速培養(yǎng)一些名貴花卉和觀賞性植物。快速繁殖種苗的手段主要有兩種：第一種是利用莖的尖端和中段催生出腋芽，或利用種苗的根或葉誘導不定芽的生長；第二種是對愈傷組織進行誘導，催發(fā)出不定芽[1]。

1.2 培養(yǎng)無病毒苗

許多園林植物都會遭受各種病害的侵擾，影響植物的健康生長，甚至造成植物死亡。這一點在利用無性繁殖手段培育出來的植株當中表現(xiàn)得更加明顯。植物的病害癥狀會由于無性繁殖手段而一代一代往下傳，癥狀越來越為嚴重。為了解決這種問題，科學家在20世紀60年代初通過微莖尖培養(yǎng)的方法培育出了無病毒苗，與熱處理方法相結(jié)合，消除植物當中的大部分病毒、真菌和細菌。隨著科學技術(shù)的進一步發(fā)展，無病毒苗的培養(yǎng)、鑒定、繁殖和保存方法都進一步完善，形成了一個完整的技術(shù)體系。

1.3 育種

園林植物的育種主要有以下幾種方法：單倍體育種、胚胎培養(yǎng)、細胞融合、基因工程、培養(yǎng)細胞突變體和輻射誘變育種等[2]。以單倍體育種為例，單倍體的植物不能夠獨自結(jié)出果實，需要用秋水仙素進行處理，讓染色體加倍，這就是單倍體育種的基本原理。利用單倍體育種的園林植物有百合類、芍藥、非洲紫羅蘭等。細胞融合就是將兩種不同類型的植物細胞融合在一起，獲得雜種植株。培育出來的雜種植株往往能夠綜合兩種不同植物的優(yōu)點，具有極高的商業(yè)價值和巨大的應(yīng)用空間。

2 高效節(jié)能組培系統(tǒng)的開發(fā)

2.1 主體框架結(jié)構(gòu)

為了實現(xiàn)不同類型園林植物的共同培養(yǎng)，高效節(jié)能組培系統(tǒng)需要采取分層結(jié)構(gòu)，每層都采取抽拉式的方式，方便工作人員放置各種培養(yǎng)材料。同時，考慮到各種物質(zhì)的腐蝕作用，組培系統(tǒng)的整體框架要采用不銹鋼材質(zhì)，并利用壓塑板來進行外部裝飾。組培系統(tǒng)的整體框架要選擇適宜的長度、高度和寬度，其中長度為100～150 cm，寬度為60～80 cm，高度為150～200 cm。

2.2 控制系統(tǒng)

管理人員通過控制系統(tǒng)來對各個培養(yǎng)層進行控制，監(jiān)視整套組培系統(tǒng)的運行狀態(tài)。在控制系統(tǒng)上有光源的總開關(guān)、每層的開關(guān)控制按鈕、照度的設(shè)定按鈕和調(diào)節(jié)按鈕、定時開機按鈕和關(guān)機按鈕。其中光源總開關(guān)和每層的開關(guān)控制按鈕，分別對整套系統(tǒng)和各個培養(yǎng)層的光照進行控制；照度的設(shè)定按鈕和調(diào)節(jié)按鈕就是調(diào)節(jié)光照強度的大小，或者將光照強度調(diào)整到設(shè)定的數(shù)值；定時開機和關(guān)機按鈕就是按照規(guī)定的時段調(diào)節(jié)光照的強度，順應(yīng)培養(yǎng)層當中植物的生長規(guī)律。

2.3 光源系統(tǒng)

組培系統(tǒng)的光源通常采用能夠發(fā)出可見光的LED設(shè)備。按照亮度來區(qū)分，LED設(shè)備可以分為一般亮度的LED設(shè)備和高亮度的LED設(shè)備[3]。一般亮度的LED設(shè)備發(fā)出的可見光主要是紅光、橙光和黃光，通常用于家用電器、信息產(chǎn)品、通信產(chǎn)品、大型廣告板、交通信號燈和生物醫(yī)學等方面。高亮度的LED設(shè)備發(fā)出的可見光主要是綠光、藍光和白光，主要用于一些特殊場合的照明。而在節(jié)能高效組培系統(tǒng)當中，主要采用高亮度的白光LED燈珠。高亮度白光LED燈珠在組培系統(tǒng)當中各培養(yǎng)層的側(cè)面位置，均勻地照射到培養(yǎng)層當中。

2.4 導光系統(tǒng)

在組培系統(tǒng)當中，導光系統(tǒng)的主要材料是納米導光板。納米導光板是在澆鑄有機玻璃時，投入納米級光散射粒子而制成的，能夠?qū)⒏吡炼劝坠釲ED燈珠發(fā)射出來的光均勻散射到各個培養(yǎng)層當中。納米導光板據(jù)有很多優(yōu)點：方便加工成任意尺寸、任意形狀，使用比較靈活；轉(zhuǎn)化的光線均勻而柔和，適合植物的生長；使用壽命高，通常情況下使用壽命在8～10 a。

3 高效節(jié)能組培系統(tǒng)對園林植物培養(yǎng)的作用

高效節(jié)能組培系統(tǒng)在園林植物的培養(yǎng)當中發(fā)揮了重要作用，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

首先，在植株形態(tài)方面。以文心蘭為例，經(jīng)過高效節(jié)能組培系統(tǒng)培養(yǎng)出來的植株與利用其他傳統(tǒng)方式培養(yǎng)出來的植株相比，植株高度明顯要高，葉片的數(shù)量也更多，有利于植株更有效地進行光合作用。另外，經(jīng)過高效節(jié)能組培系統(tǒng)培養(yǎng)出來的植株與利用其他傳統(tǒng)方式培養(yǎng)出來的植株相比，根莖的長度更長，數(shù)量更多，更加深入土壤，這說明植株對土壤當中營養(yǎng)的吸收程度也比較強。

其次，在植株中物質(zhì)含量方面。以園林植物當中常見的白掌為例，利用高效節(jié)能組培系統(tǒng)培養(yǎng)出來的植株與利用其他方式培養(yǎng)出來的植株，內(nèi)部物質(zhì)的含量具有很大差異，主要體現(xiàn)在葉綠素和可溶性糖兩方面?？茖W實驗表明：利用高效組培系統(tǒng)培養(yǎng)出來的白掌植株，體內(nèi)的葉綠素a、葉綠素b的含量能夠達到植株體內(nèi)葉綠素含量的最大值，而利用其他方式培養(yǎng)出來的白掌植株，體內(nèi)葉綠素含量明顯不能達到這種水平。而在可溶性糖方面，科學家們也得出了相同的結(jié)論。這說明利用高效節(jié)能組培系統(tǒng)培養(yǎng)，能夠增強植株的新陳代謝能力，促進植株的生長發(fā)育。

4 結(jié)語

現(xiàn)代社會對園林植物種植的要求越來越嚴格。為了滿足現(xiàn)代社會對園林植物種植的需求，我國科學家開發(fā)出了新一代高效節(jié)能組培系統(tǒng)，在盡可能節(jié)省各種能源的情況下，促進園林植物的健康生長。高效節(jié)能組培系統(tǒng)能夠讓植株的形態(tài)更加優(yōu)美，內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)含量更高，對園林植物的生產(chǎn)具有良好的促進作用。

參考文獻

[1]郭威威，畢超，王兵.新型節(jié)能高效植物組培專用LED光源的研制與試驗[J].浙江農(nóng)業(yè)科學，2011（5）：1192-1195.

[2]周泓，虞俠挺.基于嵌入式的蘭科植物組培控制系統(tǒng)[J].傳感器與微系統(tǒng)，2012，31（8）：116-118.

[3]高柱，王小玲，唐軍榮，等.我國木蘭科植物組培快繁研究進展[J].江西科學，2013，31（1）：53-57.

（責任編輯：趙中正）