論林木組培工廠化育苗須解決的關(guān)鍵技術(shù)問題
——以山新楊組培工廠化為例

楊錦,史紹林,劉洋

(1.寧夏防沙治沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院,寧夏 銀川750004;2.黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)研究院 ,黑龍江 齊齊哈爾161005;3.黑龍江省林業(yè)設(shè)計(jì)研究院,黑龍江 哈爾濱150080)

縱觀國(guó)內(nèi)外組培技術(shù)的發(fā)展,以花卉業(yè)和橡膠業(yè)等為標(biāo)志的植物組織培養(yǎng)已經(jīng)開始步入實(shí)際應(yīng)用階段。目前組織培養(yǎng)技術(shù)在基礎(chǔ)理論和實(shí)際操作方面不斷取得進(jìn)展。時(shí)至今日,植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅已經(jīng)成為現(xiàn)代農(nóng)林業(yè)實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新、跨越式發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),而且也將成為易于普及和掌握,應(yīng)用非常廣泛的一種育苗技術(shù)手段。但是林木生長(zhǎng)周期長(zhǎng),工廠化育苗較其他花卉和草本植物較難。林木工廠育苗只有解決關(guān)鍵技術(shù)問題,才能實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷、周年生產(chǎn),才能減少成本,實(shí)現(xiàn)真正的“工廠化”。本文總結(jié)這些關(guān)鍵技術(shù)問題,旨在為林木組培工廠化育苗提供參考。

1 創(chuàng)造無菌環(huán)境

植物組織培養(yǎng)是在無菌條件下完成的,又稱離體無菌培養(yǎng),因此創(chuàng)造無菌環(huán)境對(duì)幼苗的生長(zhǎng)至關(guān)重要。從組培培養(yǎng)的車間設(shè)計(jì)到操作工人的操作細(xì)節(jié)都要嚴(yán)格區(qū)分無菌區(qū)的概念。因?yàn)槲廴竞芸赡軙?huì)導(dǎo)致組培苗全軍覆沒。在學(xué)校教學(xué)或科研實(shí)驗(yàn)中往往只注意操作臺(tái)等局部的滅菌消毒,但是在工廠化育苗過程中,無菌環(huán)境從更衣室、接種室、培養(yǎng)室甚至存放培養(yǎng)基的儲(chǔ)藏室都應(yīng)該是無菌的。在創(chuàng)造無菌環(huán)境具體日常工作中在對(duì)培養(yǎng)室等滅菌采用的方法有紫外燈滅菌、臭氧滅菌(用臭氧機(jī)定期釋放臭氧)、甲醛+高錳酸鉀熏蒸、噴施酒精消毒液體等消毒,而且必須做到專人管理。在對(duì)已經(jīng)污染的苗木要做好處理,能利用的污染苗盡量也利用[1],在基礎(chǔ)苗較多的情況下,及時(shí)清除污染苗,在基礎(chǔ)苗較少的情況下,國(guó)內(nèi)主要采用以抗生素為主的抗細(xì)菌、真菌加入培養(yǎng)基方法,例如氨芐青霉素、硫酸鏈霉素等,或者再用外植體滅菌的方法用70% 乙醇溶液+無菌水沖洗+次氯酸鈉溶液沖洗。為了達(dá)到無菌環(huán)境,減少濕度是必要的,在濕度較低的情況下組培苗的污染率會(huì)大大降低。

2 提高繁殖系數(shù)

繁殖系數(shù)是影響組培苗擴(kuò)繁的最主要的因素。假如目前(11月)有1 000瓶瓶苗,每個(gè)繁殖周期以40天、分別以每個(gè)周期繁殖2倍的方案一和3倍的方案二計(jì)算(每個(gè)周期污染率控制在5% ),從目前(11月)開始到齊齊哈爾適合出苗的季節(jié)6月初,繁殖的苗木第一種只有2.5萬瓶,而第二種的瓶苗有18萬之多。繁殖速度計(jì)算見表1:

表1 不同繁殖倍數(shù)增值速度計(jì)算結(jié)果

因此在工廠化生產(chǎn)過程中繁殖系數(shù)是決定高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的決定性因素,為了提高繁殖系數(shù),就從培養(yǎng)基配方的調(diào)節(jié),擴(kuò)繁方式的選擇上考慮適合的方法,目前除了以調(diào)整大量元素為主的基本培養(yǎng)基調(diào)整以外,主要通過調(diào)整激素的相對(duì)含量和絕對(duì)含量來得以實(shí)現(xiàn)。繁殖方式方面主要采用以芽繁芽的方法和以段(莖段)繁段(莖段)的繁殖方式,兩種方法均有優(yōu)缺點(diǎn),前者繁殖速度較快,但產(chǎn)生的問題較多,例如苗木羸弱容易玻璃化等,后者的主要問題是繁殖系數(shù)上有可能落后于前者。

3 防止玻璃化

試管苗玻璃化在組織培養(yǎng)中普遍存在.在植物快速繁殖中可造成極大損失,是試管苗生產(chǎn)中急待解決的一個(gè)難題。一般認(rèn)為該現(xiàn)象是一種生理上的失調(diào)或生理病變.表現(xiàn)為所形成的玻璃苗葉、嫩梢水晶透明或半透明,水浸狀,卷曲,組織極易破碎,整株腫脹、失綠,已成為莖尖脫毒、工廠化育苗和材料保存等方面的嚴(yán)重障礙,造成人、財(cái)、物的極大浪費(fèi)。林木組培苗玻璃化在很多文獻(xiàn)中都有報(bào)道[2-7],近年來國(guó)內(nèi)外對(duì)引起植物組培苗玻璃化有關(guān)的培養(yǎng)基種類、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度、內(nèi)源激素、瓊脂濃度、透氣性、溫度以及光照強(qiáng)度等問題進(jìn)行了大量的研究,目前比較多的認(rèn)為透氣性差、細(xì)胞分裂素濃度過高是導(dǎo)致玻璃化的主要因素。在山新楊工廠化中玻璃化的現(xiàn)象較少主要是由于我們一直維持低水平的激素水平,同時(shí)我們采用的無菌濾膜(透氣濾膜),但在大規(guī)模的生產(chǎn)中這種三角瓶加無菌濾膜會(huì)影響接種、制作培養(yǎng)基的速度,也會(huì)影響長(zhǎng)勢(shì)。

4 提高移栽技術(shù)

組培苗移栽是組培工廠化生產(chǎn)的又一關(guān)鍵技術(shù),如果組培苗移栽不過關(guān),組培工廠化生產(chǎn)就功虧一簣。組培苗的移栽技術(shù)包括移栽前的處理、移栽方法選擇、移栽基質(zhì)選擇、苗期管理技術(shù)、病蟲害防治等。在工廠化生產(chǎn)中既要考慮苗木的成活率,又應(yīng)該從簡(jiǎn)單易操作的角度出發(fā),也要考慮工廠化生產(chǎn)中原料成本。組培苗移栽前處理包括如何煉苗、降低污染率、如何壯苗、如何在移栽前提高自主生根的潛力、基質(zhì)如何殺菌等。移栽方法選擇上過去常規(guī)的方法是直接從固體培養(yǎng)基移栽到基質(zhì)。因此成活率往往打折。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外移栽技術(shù)常常采用管護(hù)培養(yǎng)、液體培養(yǎng)、體外生根、無糖培養(yǎng)等,在山新楊組培工廠化生產(chǎn)中,我們采用的無糖培養(yǎng)大大地提高了苗木的成活率,可以在以后的組培工廠化中推廣應(yīng)用。移栽基質(zhì)的選擇原則是疏松透氣、無毒害、保水保肥、具有一定的營(yíng)養(yǎng)即可。在病蟲害防治技術(shù)中由于水肥管理等問題應(yīng)該尤其注意幼苗的猝倒病,生理性黃化等病害。因此選擇透氣的栽培基質(zhì)、濾水的栽培容器,栽前基質(zhì)要消毒。小苗栽下后要經(jīng)常噴水,及時(shí)噴施肥料,保證植物恢復(fù)生長(zhǎng)所需養(yǎng)分。若遇高溫、光照強(qiáng),還應(yīng)搭蓋遮陽網(wǎng)或罩薄膜。另外小苗健化期的病蟲害防治也不能忽視。只有掌握好小苗管理的各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié),才能使瓶苗移栽后順利度過緩苗期,恢復(fù)生長(zhǎng),長(zhǎng)成健壯的成品苗。在基質(zhì)的選擇中為了控制成本最好就地選擇部分甚至全部基質(zhì),在農(nóng)牧林區(qū)可以選擇鋸末、針葉樹樹葉、當(dāng)?shù)夭萏客羷?dòng)物排泄物、當(dāng)?shù)睾由车取Ｍㄟ^基質(zhì)消毒后,在一定前期試驗(yàn)的基礎(chǔ)上可以推廣應(yīng)用,合理降低成本。在山新楊組織培養(yǎng)中[8]我們?cè)囼?yàn)用無糖培養(yǎng)基代替瓊脂固體培養(yǎng)基、果醬瓶代替三角瓶、用過濾水代替蒸餾水、用部分自然光代替人工光照、添加當(dāng)?shù)靥飯@土部分代替草炭土等在不同程度上取得了一定的效果,合理的降低了成本。

5 小結(jié)

組培育苗工廠化在全面掌握關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,合理降低成本,合理降低成本因此又是工廠化推廣的生命線。降低成本包括直接降低成本和間接降低成本。直接降低成本包括培養(yǎng)基的選擇、人員統(tǒng)籌安排、合理簡(jiǎn)化培養(yǎng)、降低損耗品的損耗等;間接降低成本包括提高繁殖系數(shù),控制雜菌滋生從而創(chuàng)造無菌環(huán)境,防止組培苗玻璃化,提高移栽成活率等措施。組培工廠化育苗是個(gè)系統(tǒng)工程,降低成本為工廠化育苗的生存提供了可能。每個(gè)環(huán)節(jié)的失敗會(huì)導(dǎo)致巨大的損失甚至全軍覆沒,每個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)的提高又積極影響生產(chǎn)的發(fā)展,因此,合理降低成本成為影響組培工廠化健康發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問題。

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