全人工光型植物工廠煙草栽培技術(shù)

李萬元 劉艷嬌 毛世強(qiáng) 李玉江

摘要 煙草具有可高效表達(dá)外源基因的特性，使其成為許多科學(xué)研究的材料，被稱為“植物王國的小白鼠”。植物工廠代表了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向，具有不受或較少受外界自然環(huán)境因素影響的特點，可實現(xiàn)作物周年連續(xù)性生產(chǎn)。本文總結(jié)全人工光型植物工廠煙草栽培技術(shù)，包括育苗盤及水培槽消毒、營養(yǎng)液配制及循環(huán)、播種育苗、定植、后期管理等方面內(nèi)容。

關(guān)鍵詞 煙草；全人工光型植物工廠；栽培技術(shù)

中圖分類號 S572 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B 文章編號 1007-5739（2018）22-0019-02

Abstract Because of high efficient expression of exogenous genes，tobacco has become the material of many scientific researches，and thus called "the laboratory mouse of plant world".Plant factory is not or less affected by external natural environment factors，can realize annual continuous crop production，which is the direction of modern agriculture development. This paper summarized the cultivation techniques of tobacco in all artificial light plant factory，including disinfection of seedling tray and hydroponic tank，preparation and circulation of nutrient solution，sowing and seedling raising，planting，and post-management.

Key words tobacco；all artificial light plant factory；cultivation technique

全人工光型植物工廠作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的高級階段，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，是農(nóng)業(yè)與工業(yè)緊密結(jié)合的具體表現(xiàn)。作物可在植物工廠中進(jìn)行周年性連續(xù)生產(chǎn)，且由于植物工廠中可對光照、溫度、濕度、CO2濃度以及營養(yǎng)液環(huán)境條件進(jìn)行智能控制，通過調(diào)節(jié)外在環(huán)境條件可加快植物生長周期，從而縮短生產(chǎn)及研發(fā)周期。同時，由于全人工光型植物工廠通過營養(yǎng)液循環(huán)供給植物生長所需養(yǎng)分，屬于室內(nèi)半密閉式生產(chǎn)管理，能有效阻隔蟲害的發(fā)生，同時通過對育苗盤及水培槽的消毒即可有效防治植物病害，生產(chǎn)的產(chǎn)品具有干凈衛(wèi)生、無污染、無農(nóng)藥殘留等特點。

煙草具有容易被侵染、可高效表達(dá)外源基因的特點，因而許多植物學(xué)知識研究如光周期、植物營養(yǎng)、光合作用、光呼吸、有機(jī)代謝以及有關(guān)病毒和轉(zhuǎn)基因研究等均以其為科研生物材料，同時在生物分子及醫(yī)藥行業(yè)常被用作生物反應(yīng)器合成高附加值產(chǎn)品。煙草作為容易被外界微生物“入侵”的植物，也就意味著更容易被感染，成活率會大幅度下降。為有效解決該問題，同時實現(xiàn)周年性批量生產(chǎn)，植物工廠與煙草生產(chǎn)的結(jié)合十分必要?，F(xiàn)對全人工光型植物工廠煙草栽培技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，以期為該技術(shù)的推廣提供參考。

1 育苗盤及水培槽消毒

育苗盤及水培槽每次使用前必須進(jìn)行消毒處理，可選用1%～2%漂白粉或10%～15%次氯酸鈉溶液或1%～2%福爾馬林溶液將育苗盤浸泡24 h左右后用清水沖洗干凈；也可選用濃度較高的次氯酸鈉溶液對育苗盤及水培槽進(jìn)行噴灑消毒后用清水沖洗干凈，更節(jié)省時間。

2 營養(yǎng)液配制及循環(huán)

營養(yǎng)液可選用改良的Hoagland′s配方，利用硝酸將pH值調(diào)節(jié)至5.8～6.2，避免使用金屬容器配制營養(yǎng)液，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致容器被腐蝕，同時注意水溶液的避光，防止綠藻見光大量滋生。營養(yǎng)液容器內(nèi)應(yīng)放置增氧設(shè)備，以增加水中的含氧量。為減少耗電量，營養(yǎng)液可通過調(diào)節(jié)定時開關(guān)裝置進(jìn)行定時循環(huán)，每循環(huán)0.5 h，關(guān)閉2～3 h。

3 播種育苗

3.1 種子消毒

煙草種子在浸種前需要進(jìn)行消毒處理，以消滅附著在種皮上的炭疽病和各種細(xì)菌病的病原菌，起到防病保苗的效果。煙草種子較小，可用種子袋包裹后置于1%硫酸銅溶液或1%次氯酸鈉溶液中浸泡15 min，或置于75%酒精中浸泡5 min后取出，用無菌水清洗2～3次即可[1]。

3.2 浸種催芽

將消過毒的種子置于白色布袋或種子袋中，放置在盛有20～30 ℃清水的容器之中，浸泡6～10 h后取出揉搓，去除種子表皮角質(zhì)和膠質(zhì)后清水沖洗，繼續(xù)浸泡12～24 h，待種子吸飽水即可取出。浸種完成后取出種子用濕毛巾包裹置于催芽箱內(nèi)（或平底穴盤中，加蓋塑料罩保溫保濕）催芽，溫度設(shè)置為25 ℃，每隔8～12 h濕潤毛巾并翻動種子補(bǔ)充水分、氧氣1次。60～72 h種子露白后即可播種。

3.3 播種

為有效減少病害發(fā)生及節(jié)省后期洗苗移栽環(huán)節(jié)時間，選擇將露白種子播在水培育苗海綿中，海綿放置在常規(guī)無孔育苗穴盤之中，穴盤內(nèi)清水水位高度保持在1.0～1.5 cm（保持海綿吸水到種子所在位置高度）之間，加蓋塑料罩，溫度保持在25～28 ℃之間，每隔12～24 h及時補(bǔ)水通風(fēng)，可將塑料罩揭開進(jìn)行手動噴灑溫水，放置于LED植物燈下25～35 cm，光照強(qiáng)度為1.2萬～1.6萬lx）。3～5 d后2片子葉完全展開，煙草苗進(jìn)入自養(yǎng)階段，此時可從穴盤底部澆1/5改良的Hoagland′s配方營養(yǎng)液。大十字期，露出海綿的根系長度達(dá)3～5 cm即可移栽定植[2]。

4 定植

將每塊水培育苗海綿塊直接移栽定植到相應(yīng)水槽穴孔之中，定植時水槽水位調(diào)節(jié)到海綿浸入水中0.5 cm左右位置，過高則容易淹沒煙草莖基部，造成煙草生長點長期缺氧，出現(xiàn)爛莖及爛根現(xiàn)象；過低則容易導(dǎo)致海綿吸水不足，同時根系活力弱、吸水能力差，造成吸水不足干旱致死，水位保持該高度持續(xù)3 d。煙草植株新根露出并進(jìn)行伸長即可緩慢下調(diào)水位至距離海綿0.5～2.0 cm處，以利于根系的下扎伸長、側(cè)根的發(fā)生，從而形成茂密的根系，保證上方植株充分的水分及養(yǎng)分供應(yīng)；同時后期植株根系需氧量逐漸增大，也利于側(cè)根從空氣中吸收氧氣。

5 后期管理

定植后使用改良的Hoagland′s配方配制營養(yǎng)液，EC值保持在1 500～2 100 uS/cm之間，pH值保持在5.8～6.2之間，營養(yǎng)液每月定期更換1次；LED植物燈光照強(qiáng)度維持在1.2萬～1.6萬lx，環(huán)境溫度白天維持在28 ℃左右，夜間維持在20 ℃左右；相對濕度維持在50%～70%之間，注意及時通風(fēng)換氣[3-4]。

由于植物工廠種植的煙草材料主要用于科研及醫(yī)藥用途，不推薦藥物防治病蟲害，日常操作嚴(yán)格按照無菌操作要求實施，如發(fā)生病蟲害可及時將病株及周圍可能感染的植株清除并重新更換營養(yǎng)液，注意通風(fēng)換氣，室內(nèi)進(jìn)行消毒滅菌操作。

6 參考文獻(xiàn)

[1] 榮湘民，李元沅，陳忠文，等.煙草專用肥配方的初步研究[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，1996（3）：38-39.

[2] 王進(jìn).探析煙草種植技術(shù)[J].福建農(nóng)業(yè)，2015（2）：73.

[3] 姜仕豪，黨康，章永泰，等.光照強(qiáng)度、溫度和連續(xù)光照對水培生菜硝酸鹽積累的影響[J].長江蔬菜，2014（12）：36-39.

[4] 孟霖，徐宜民，宋文靜，等.紅藍(lán)單色光對水培煙草幼苗生長發(fā)育及生理特性的影響[J].中國煙草學(xué)報，2015，21（5）：55-61.