論林木組培工廠化育苗須解決的關鍵技術問題
——以山新楊組培工廠化為例

楊錦,史紹林,劉洋

(1.寧夏防沙治沙職業技術學院,寧夏 銀川750004;2.黑龍江省森林與環境科學研究院 ,黑龍江 齊齊哈爾161005;3.黑龍江省林業設計研究院,黑龍江 哈爾濱150080)

縱觀國內外組培技術的發展,以花卉業和橡膠業等為標志的植物組織培養已經開始步入實際應用階段。目前組織培養技術在基礎理論和實際操作方面不斷取得進展。時至今日,植物組織培養技術不僅已經成為現代農林業實現科技創新、跨越式發展的堅實基礎,而且也將成為易于普及和掌握,應用非常廣泛的一種育苗技術手段。但是林木生長周期長,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鍵技術問題,才能實現滿負荷、周年生產,才能減少成本,實現真正的“工廠化”。本文總結這些關鍵技術問題,旨在為林木組培工廠化育苗提供參考。

1 創造無菌環境

植物組織培養是在無菌條件下完成的,又稱離體無菌培養,因此創造無菌環境對幼苗的生長至關重要。從組培培養的車間設計到操作工人的操作細節都要嚴格區分無菌區的概念。因為污染很可能會導致組培苗全軍覆沒。在學校教學或科研實驗中往往只注意操作臺等局部的滅菌消毒,但是在工廠化育苗過程中,無菌環境從更衣室、接種室、培養室甚至存放培養基的儲藏室都應該是無菌的。在創造無菌環境具體日常工作中在對培養室等滅菌采用的方法有紫外燈滅菌、臭氧滅菌(用臭氧機定期釋放臭氧)、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。在對已經污染的苗木要做好處理,能利用的污染苗盡量也利用[1],在基礎苗較多的情況下,及時清除污染苗,在基礎苗較少的情況下,國內主要采用以抗生素為主的抗細菌、真菌加入培養基方法,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。為了達到無菌環境,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大大降低。

2 提高繁殖系數

繁殖系數是影響組培苗擴繁的最主要的因素。假如目前(11月)有1 000瓶瓶苗,每個繁殖周期以40天、分別以每個周期繁殖2倍的方案一和3倍的方案二計算(每個周期污染率控制在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。繁殖速度計算見表1:

表1 不同繁殖倍數增值速度計算結果

因此在工廠化生產過程中繁殖系數是決定高產穩產的決定性因素,為了提高繁殖系數,就從培養基配方的調節,擴繁方式的選擇上考慮適合的方法,目前除了以調整大量元素為主的基本培養基調整以外,主要通過調整激素的相對含量和絕對含量來得以實現。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,兩種方法均有優缺點,前者繁殖速度較快,但產生的問題較多,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,是試管苗生產中急待解決的一個難題。一般認為該現象是一種生理上的失調或生理病變.表現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重障礙,造成人、財、物的極大浪費。林木組培苗玻璃化在很多文獻中都有報道[2-7],近年來國內外對引起植物組培苗玻璃化有關的培養基種類、生長調節劑濃度、內源激素、瓊脂濃度、透氣性、溫度以及光照強度等問題進行了大量的研究,目前比較多的認為透氣性差、細胞分裂素濃度過高是導致玻璃化的主要因素。在山新楊工廠化中玻璃化的現象較少主要是由于我們一直維持低水平的激素水平,同時我們采用的無菌濾膜(透氣濾膜),但在大規模的生產中這種三角瓶加無菌濾膜會影響接種、制作培養基的速度,也會影響長勢。

4 提高移栽技術

組培苗移栽是組培工廠化生產的又一關鍵技術,如果組培苗移栽不過關,組培工廠化生產就功虧一簣。組培苗的移栽技術包括移栽前的處理、移栽方法選擇、移栽基質選擇、苗期管理技術、病蟲害防治等。在工廠化生產中既要考慮苗木的成活率,又應該從簡單易操作的角度出發,也要考慮工廠化生產中原料成本。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、基質如何殺菌等。移栽方法選擇上過去常規的方法是直接從固體培養基移栽到基質。因此成活率往往打折。現在國內外移栽技術常常采用管護培養、液體培養、體外生根、無糖培養等,在山新楊組培工廠化生產中,我們采用的無糖培養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用。移栽基質的選擇原則是疏松透氣、無毒害、保水保肥、具有一定的營養即可。在病蟲害防治技術中由于水肥管理等問題應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、濾水的栽培容器,栽前基質要消毒。小苗栽下后要經常噴水,及時噴施肥料,保證植物恢復生長所需養分。若遇高溫、光照強,還應搭蓋遮陽網或罩薄膜。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技術環節,才能使瓶苗移栽后順利度過緩苗期,恢復生長,長成健壯的成品苗。在基質的選擇中為了控制成本最好就地選擇部分甚至全部基質,在農牧林區可以選擇鋸末、針葉樹樹葉、當地草炭土動物排泄物、當地河沙等。通過基質消毒后,在一定前期試驗的基礎上可以推廣應用,合理降低成本。在山新楊組織培養中[8]我們試驗用無糖培養基代替瓊脂固體培養基、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、添加當地田園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

組培育苗工廠化在全面掌握關鍵技術的基礎上,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基的選擇、人員統籌安排、合理簡化培養、降低損耗品的損耗等;間接降低成本包括提高繁殖系數,控制雜菌滋生從而創造無菌環境,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系統工程,降低成本為工廠化育苗的生存提供了可能。每個環節的失敗會導致巨大的損失甚至全軍覆沒,每個環節技術的提高又積極影響生產的發展,因此,合理降低成本成為影響組培工廠化健康發展的關鍵技術問題。

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[8]史紹林,趙凌泉,徐連峰,等.淺述山新楊組培育苗的簡化培養[J].防護林科技,2005(01):93-94