植物非试管快繁技术在蔬菜快繁及断根育苗上的运用

1、植物非试管快繁技术在蔬菜快繁及断根育苗上的运用植物非试管快繁技术在蔬菜快繁及断根育苗上的运川徐伟忠，陈银华，赵根（浙江省丽水市农科所农业智能化快繁中心 丽水:323000）摘要:综合性分析了传统种了育苗对于高档瓜果蔬菜苗培育上存在时间长成本高的缺 点，指出了采用非试管快繁技术在蔬菜无性苗繁育上及断根苗培育上的优点，原理、操作 方法与运用前景，并以西瓜、甜瓜、彩椒、番茄为例，介绍快繁技术了蔬菜种苗生产上的 具体运用。关键诃：非试管，快繁，瓜果，蔬菜，断根育苗，无性苗，生根目前我国瓜果蔬菜的繁殖育苗大多沿袭着传统的种子播种育苗方法为主,这种方法具有 简单方便而适用于t家万户零散育苗的优点,但随着当

2、前蔬菜产业化发展，规模化生产的需 耍,专业化的育苗机构相继成立，引进先进的全自动播种育苗设备与结合穴盘苗的生产已成 为当前育苗高科技的象征。但这种方法对于一些高档的良种蔬菜的育苗成本还是较高，特 别是种子昂贵的一些f1代杂交种，转基因品种或太空蔬菜，而采用无性育苗技术屮的非 试管快繁技术却可以使成本犬幅度的降低，育苗期大大缩短，产量提高，收获期得以捉前 的优点，特别是在无性快繁苗的培育上或者断根苗的生根上具有高效，快捷而实用之特 点，是当前瓜果蔬菜育苗中一项重要的辅助技术。、在快繁技术在f1代杂交种子及太空蔬菜育苗上的皿川许多蔬菜或花卉的f1代进li种了价格昂贵，生产成本较高，而月.每年都要从

3、国外大量 购入，而采用非试管无性快繁技术后，对以运用少量的种子苗进行无性繁殖及多代循环， 为生产提供人量遗传性能稳定的无性苗，即可节省投资乂可提高育苗效率，在蔬菜及花卉 上应用前呆广泛，如以色列彩椒，网纹甜瓜，无籽西瓜，樱桃番茄等高档蔬菜及花卉都可 运用该技术进行无性苗的培育。现以网纹甜瓜的育苗为例进行快繁育苗与非试管育苗的苗期及成木比较。通过进行甜瓜 侧蔓快繁育苗和播种育苗的比较实验，可以得出如下结论：用甜瓜侧蔓快繁育苗可明显缩短育苗期，8-9天即对移栽，而播种苗需33天，采用无性 苗可使甜瓜的整个生育期提前24-25天，达到提早收获产品的目的。而jj.这种育苗法省 工、省时，成活率高，能够

4、迅速进行人量繁殖，是一种较好的快速育苗法。另外，这种育 苗法可以在同一个甜瓜栽培温室屮进行育苗，当甜瓜接近收获时，利用温室的角落进行侧 蔓的营养液培养，当甜瓜收获以后，可立即整地作畦，然后将培养生根的侧蔓快繁苗定植 移栽到温室中，这样可充分利用温室资源，提高温室的利用率和经济效益。更重要是，当前网纹甜瓜人多优良品种都为fl代杂交种子，种子售价高，需每茬购 种,以普通品种计每粒需3-5角,优良品种更高达8角至1元,这样可为每亩地种子投入 节省数百至上千元的投入，这对于产业化降低投入，加快生产过程，缩短生育周期意义极 大，特别是种子价格特高的优良品种，用快繁技术的多代循环技术，一粒种子可年扩繁几

5、十至上百万株种苗，而且成木低，苗势乂壮，一般每株无性苗的生产成本不会超过1分 钱。运用它对人人降低优良品种成本，加快良种的覆盖速度与品种结构调整的步伐。另外太空种子的价格更高，也是当前难以推广应用的主要一个限制因子，如太空巨型南 瓜、丝瓜、西瓜等，有些其至要儿十元一颗种子，而且大多数品种乂不能自留种，在这种 情况下如采用快繁技术，一株太空蔬菜植株就可经多代循环技术培育出成上万的遗传稳 定后代，这对于太空蔬菜的产业化发展无疑是条最为有效的技术捷径。二、快繁技术在断根育苗上的运用断根快繁种植蔬菜，是最近口木推行的新技术。方法是在蔬菜播种岀苗的幼苗朗，从根 颈处齐地平茬，将切下的苗干作为材料，快繁至

6、预先准备好的苗床上，经过23天，新 根即从下切口部位发出.成为壮苗。适于断根快繁的菜类有西红柿、黄瓜、西瓜、甜椒、 豆科蔬菜等，另外菜花、茎椰菜也有成功的希望。1. 断根快繁优点快繁苗的根可以同时生出：所以苗生长整齐，结果部位降低，容易保持营养牛长与牛殖 生长的平衡；由于地上部的茎和地下部的根也是平衡的。因而花开得多，果实结得人 °2. 断根快繁的方法方法冇三种：一是幼苗断根快繁，即将冇2片真叶的苗子从子叶下35厘米处的根颈 部位切断，对徒长的苗也要同样剪短，然后快繁至珍珠岩苗床;二是成苗断根快繁，是将 定植的苗子从中部切断，用切下的苗干作材料，快繁后10天左右再移植；三是利用腋芽

7、（侧枝）快繁，即利用从叶腋长出的侧枝作材料，结合修剪，将长15厘米左右的侧枝作为 离体材料快繁。此法既不用种了，乂便于从母株上选品质较好的侧枝。腋芽快繁在西红 柿、甜瓜栽培上应用最多。断根快繁的方法是把取下的材料放在遮光的容器里运至育苗基地，苗床上铺珍珠岩或结 合穴盘育苗，温度保持在25°c左右，空气湿度90%以上，先把珍珠岩轻轻刨开，深约2厘米 再将材料插入，并按实基质，使材料和珍珠岩密接，在智能苗床内一般3-5天即町生根.。3. 西红柿腋芽的利川和快繁西红柿的腋芽是栽培上主枝的累赘，摘去腋芽，既冇利丁-通风透光，使养分集中，果实 变大，乂能得到许多快繁材料培育壮苗。如果下一季要栽

8、培不同品种，要先种十分z的 预备品种，供采腋芽用。收获结束时，即将叶全部剪去，一棵挨一棵地按倒，促使腋芽萌 发，然后采作快繁材料。采用断根快繁的苗子，45个叶即能发出花序，结果早，部位 低。4. 蔬菜快繁发根机制断根快繁在苗床里生根的快慢，因床温不同而有差别。例如，瓜类在25°c时需50多个 小时，其他果菜类需70多个小时:30°c以上时能提前出根，但根量较少，温度低时，发出 的很多而苗壮。发根过程，首先是切口愈伤组织发达隆起，不久在周围发根。根与茎中的 养分通路是直接联系的，由于叶和叶片合成的激素便转移到切口部位。凶与茎直接联系的 根会一齐发岀，所以发根一开始便迅速生长。

9、这也是兼管营养生长与生殖生长的根所具有 的特点。三、如何进行瓜果蔬菜的快繁操作1、品种选择：选择一些种了价格较高，或者传统种了播种时育苗时间过长，效率过低 的品种，可选些当前种子较昂贵成本高的品种，如无籽西瓜、彩椒、网纹甜瓜、日本小黄 瓜、太空蔬菜、或者转基因品种。这些品种采用快繁更具优势与效益。2、母木园建立：瓜果蔬菜人多是草木杭物，具用播种后出苗生长较快的特点，扱好选 择保温条件好，设施较大的联栋温室内建立第一代蔬菜母本园。采用常规方法播种育苗后 移栽至土壤肥沃的地片进行栽培，在管理上注重肥水管理，以促进营养枝蔓的快速生长， 为获取更多离体材料作好准备。3、摘花去蕾，减少营养消耗：对于作为

10、母本栽培的植株，要经常性地抹花去蕾，以节 省营养消耗，生氏出更多的牛k旺盛的用于无性繁殖的营养体，如枝、芽、蔓等。瓜果蔬 菜类不如木木植物，具有非常快速的生长速度，所以用它快繁进行多代循环吋具有很高的 增殖系数与快繁代数，一颗小黄瓜的种子在温室条件下，经增殖培养、多代循坏、无性扩 繁可培育出上百万种品种纯正遗传稳定的无性苗。4、快繁苗床建立：按照植物非试管快繁技术标准要求，建立起具有计算机自动控制 温、光、气热、营养、水分的智能化苗床，并铺上厚约10-15cm的珍珠岩或蛭石为基质。5、离休材料制作与处理：从母本植株上，截取帯叶的枝条或藤蔓作为材料，用锋利丿j 片制成下切口为马耳形的带叶离体材料

11、，可以是一叶一芽也可以是带叶枝段，要求下切口 以靠近茎节的部位为好，这个部位生根数量更多，生根速度更快。制好的材料最好用 loooppmlba 根促进剂进行切口速蘸处理，以促进切口形成更多的不定根根系，生根时间 也可缩短。6、接种与管理：把制好的离体材料小心地接种入珍珠岩苗床里，密度以叶片不巫叠为 准，一般每平方可繁殖400-600株。另外，需注意的是，针对草木的瓜果蔬菜类易失水萎 薦z特点，在接种操作时，需在智能控制系统开启的环境下进行，以防失水影响成活。在 智能化苗床里，一般西瓜3-4天、番茄7-10天、甜瓜8-9天就对生根移栽。7、移栽与定植：快繁苗具有发达的不定根根系，具有根冠比大的特

12、点，而月在珍珠岩 环境下移栽，不会有断根现象发生，根系能完整保持。生产上，只需在傍晚移栽定植，并 浇足定根水即可，如果盛夏天气移栽，对于次日早晨与傍晚再浇一次水，就町确保秧苗成 活。植物非试管快繁技术虽在操作与运川推广上没有种子育苗那样方便简洁，而且又需专川 设施设备与基地建设，但対于工厂化规模化的现代种苗产业来说，采用非试管快繁技术， 进行高档瓜果蔬菜的快繁，提供根系发达而整齐的无性苗，还是具有非常重要的生产实际 意义的。当前，发达国家的许多设施栽培基地已开始推广与运用这项技术进行无性苗及断 根苗的培育，以节省成本、缩短心产周期及提高产量，而对我国当前种苗产业化还是比较 薄弱的情况下，它作为

13、瓜果蔬菜育苗的一种补充还是具有重要生产意义的，特别是在太空 蔬菜，及引进的种子昂贵蔬菜品种，或受国外制种技术垄断的品种來说，还是具有非常广 阔的产业发展空间的。多花筋骨草试管花瞧，上面的多花筋骨草快耍开花了.无刺火練试管花的好品种无刺火棘是火棘的一个变种，属于蔷薇科火棘属(pyracantha),常绿灌木或小乔木。 叶倒卵形或倒卵状长圆形，先端钝圆开微凹，边缘冇钝锯齿。花白色，由多锂集成复伞房 花序。花期4月-5月。呆近球形，深红色，果期9月-11月。无刺火软其叶小，无刺，一个小小的枝段都有很强的开花结果能力，而且其快繁也非常 的容易，一般十儿犬其根系就非讯的发达，现在其刚是形成大量花苞的时候

14、，是做试管花 和用來去根水培最好的时候，快繁生根后移栽到试管屮，刚好是开花的时候。海棠试管花材料的培育海棠花试管花非常的漂亮，可用于室内的各种地方的摆放。首先将其母株进行分株，按 每一个芽切下作为一个繁殖材料，通过快繁宝的处理，再把他放到快繁苗床进行催根，| 天左右就能形成发达的根系，下图是316号繁殖3. 25号其发达的根系。此时把其珍珠岩 洗掉就可以移栽到试管中了。新型的非试管克隆技术及未来的展望植物非试管克降技术是光自养微繁技术的发展，是组培技术与传统抒插育苗技术的综合 与提升。它的发展与计算机技术、工业技术、生物技术的发展是息息相关的，是一门综合 性很强的交叉学科，是其它技术发展与运用

15、的产物，随着科技的不断发展，一些新的技 术、新的工艺、新的材料技术的不断涌现开发与运用，使梢物非试管克隆技术得以不断的 完善与提高。特别是在开放坏境下杀菌技术的改进，新手段与方法的运用，都使这种开放 式的育苗技术带來一次又一次的发展契机。现就未來的发展趋势与科研方向作些描述，能 给人们提供一些新的思路-、太阳能供电的非试管克隆系统。随着当前水电资源的i渐廣乏与紧张，这种以电水为主要资源的动力农业，将面临着极 大挑战，在系统中进行技术改进，以实施节能高效地育苗，开发绿色环保的电力资源，以 适合当前我国广大农村的生产力状况，倡导与发展一种可持续发展的循环型的种苗工产模式，将是今后的一个重要课题与方

16、向。如利用太阳能风力发电及人力发电结合的坏保型电 资源开发，开发一种能实现电力自供的非试管克隆系统，就更能适应我国广褒的媼土，广 阔的农村，不会因电与水受限而影响快繁基地的建设与扩展，可以利用太阳能提水技术解 决供水问题，利用太阳能风力及人力结合的发电技术解决系统运行的一切供电问题。进行 系统改造，配佥建设一些较为省电的执行部件，如二极管补光，半导体加温致冷、超声波 的加湿雾化等技术都町以人人降低水电资源的浪费消耗。二、闭锁型苗木生产系统闭锁型苗木生产系统是室内快繁基础上的提升与发展,是目前i本国最为先进的苗木快 繁体系，它具有生产效率高节能特点外，更重要的是具有环境可控性与稳定性更佳,史适于

17、 各种植物的快繁与生产，而且更易实施集约化与工厂化生产，培育出的种苗具冇较高的商品 率，也就是成活率更高种苗长势更整齐比其它各种方法生产的种苗生长更好.在一个隔热封 闭的系统内，创造植物最佳的生长发育模式，可以使一些难繁殖的植物变得容易，使因季节 变化而影响育苗的因素排除，是一个全天候的人工智能控制环境另外，在技术体系的实现 上采用各种节能方式，比温室育苗具有更高的效率与效益，而目-种苗的培育期缩短生长发育 加快，是冃前用于瓜果蔬菜药材林业绿化等各种经济植物繁殖的瑕佳模式.在技术集成上采 用led光源补光,结合光谱配伍技术实现光环境光效率的最优化最节能化.在能源技术上采 用半导体二极管与半导体

18、致冷加热技术，使获取相同生物产量的耗能率大人降低，另外，在 二氧化碳的循环利用上比开放系统更易实现，它能使植物呼吸释放的二氧化碳实现再循环, 在空间利用上比温室育苗或原来的室内快繁更有效,立体层次更多，层间可大幅度缩小.在 系统内部的通风循坏装置上采用人量低功耗的玄流小风扇，人人促进了植物的气体交换与 气体的充分利用甚至还可结合智能机器人技术实现管理的无人化，环境操作的无菌化，达 到系统运行的高度集成智能化它除了上述特点外，在运用空间上也更广阔如种子育苗，离 体材料快繁，及嫁接苗的培育,还可利用空闲时间进行高档反季蔬菜花卉的生产总乙它是 冃前国内国际上扱为先进项的育苗新模式，对以在农村，城郊，

19、甚至城区人而积推广,不受任 何环境及地理条件和气候z限制.是城币农业的一种好项口，也是下岗职工利用届室及废弃 厂化进行再创业的首选致富项目。三、气雾快繁法-一雾增殖技术气雾快繁法国外叫雾增殖育苗法，是当前最先进的一种育苗方法，它与基质快繁相比，生 根速度更快，成活率更高，究其原因,主要有以下儿个方面的改进与优化首先离体材料的切 口是暴露于定植板的气雾室或气雾槽中，血但足完全悬空的状态，具有很充足的通气供氧坏 境,不会因基质过湿而缺氧腐根，有了充足的氧坏境，使有氧呼吸成为能量转换代谢的主要 方式，相同重量光介作用产物的代谢能量释放量大大提高，是无氧呼吸的几倍，使切口部位 细胞分裂及根原基的发育获

20、取充足的能量与营养物质.这是生根快的主导因索另外以空气 为介质后，病菌滋牛的场所比基质受到最人的限制，即使有病菌入侵也不会造成整个苗床的 大危害.在常规快繁中常出现高温季节苗床细菌真菌的滋工，从而使切口导管堵塞,而出现 虽环境水量充足，但离体材料还是枯萎，主要是水分的正常运输受到了影响.另外,气雾繁能为根系的生长创造最小的机械阻力，也能在某种程度上促进根系的发育， 在固态基质中，如珍珠岩或輕石等，虽冇好的物理性状，但总会对根系的伸长生长及壮根生 长带来或多或少的机械阻力.而在气雾屮，根系可以完全自由地舒展.所以采用气雾法后，大多数的品种生根时间比原來基质法要缩短1/2-1/4的时间，成活率 提

21、高20%-30%,或更高，移栽成活的生根苗，操作更方便，根系更完整，是其他任何一种方法所 不能比拟的.但气雾法唯一缺点，就是一旦停电，对外界气候波动的适应性极差，如处理不慎 就会造成人的损失，如失水旱害而死苗必须采用精确的计算机控制系统及配备发电机随 着各项控制技术、材料技术的完善，气雾法将会在生长单位或科研所广泛地得到运用。四、超声波生物育苗箱利川长方形的箱体代替类似于组培的大试管，运川各种物理技术创造无菌坏境，结合计 算机控制技术创造温光气热适宜环境,利用化物技术提供适合离体材料发育的营养液,从 而达到组织分化与生长生根的技术li的。现所箱体的结构及功能介绍如下，它是一种适合 于小规模农场

22、家户进行自供育苗的一种简易装置，也可用于细胞工程进行组培培养或科研 活动。这种育苗箱由三大部份及各种纽件构成：育苗室、气雾室、超声波发生器。现把结构简 述如下，整个箱体由全透明的玻璃制作而成，规格人小视生产量而定，玻璃内壁喷涂上纳 米银杀菌材料，起到空间抑菌的效杲。然后用不透光的隔板在箱体一端1/5空间处隔一气 室，注意隔板需选择不透光冃较厚的塑料隔板，以防气室内紫外线穿透进入育苗室。并于 气室内装上紫外线杀菌灯，气室内壁要求喷涂光触媒纳米杀菌材料，这种材料在紫外线照 射卜-能发挥极强的杀菌作用，从而创造了一个具有杀菌抑菌功能的无菌气室空腔。箱体外 配置一台小型的超声波雾化器，并外接一条输雾管

23、道，把气雾接入玻璃箱的气雾室内，这 些气雾是由营养液、激素或加入糖配制而成的培养液，经雾化器产生的气雾先进入气雾室 进行杀菌处理，然后经隔板上小孔进入育苗室。以上三人部份构成了超声波生物育苗箱的总体框架，耍达到好的有苗效果还需配置若干 组件：（1）接种网架，由普通2-4mm网孔的塑料网制成的一个支撑架，把它置于育苗室内， 作为接种固定支撑离体材料用；（2）环控系统：由二极管补光灯、半导体致冷加热器、 巴流小风扇、电场发生装置、永磁体、微控制器组成。在育苗箱的顶面与侧面装贴二极管 补光灯，由红蓝灯组成，r/b比例为5/1,光強达3000-5000lx；半导体致冷加热片装于气 雾室的顶端起到加温与

24、致冷作用；直流防水小风扇均匀布设于网架上下育苗室内，起到微 风对流的作用；再丁接种网架上方平行布设一层电场网，并接上发生器，产牛电场能促进 离体材料发育及细胞组织的极性化。箱体的底部均匀放置几块强度为0.8t的永磁体，也 是起到极化组织促进牛根的作用；最后把这些环控小部件都联接上微控制器实现运行的自 动控制。（3）离体培养，这种装置即可以用于大材料的牛根培养，也可以用于微材料的 分化工长培养，如果大材料牛根培养可不需加糖，作为快速催根装置使用；如果是茎尖或 纽培分化培养产生的微型茎段，可以在营养液中加入糖，以利于快速分化与生根；但如果 是用于规模生产，可以配上二氧化碳钢瓶进行强制供气，实现光自

25、养无糖培育，也可在不 加糖情况下实现微型离体材料如茎尖的分化与生根培养。这种装置具有很强的实用性，箱体虽小但一次也至少可育儿t株苗，适合于农场及小企 业农业生产中自给苗的生产。使用时安装与操作方便，培育的小苗根系特别发达，稍经炼 苗即可移栽，可用于蔬菜、绿化苗、果树、药材等植物的培养，特别是一些较难生根的站种，采川这种方法可以取得更理想的效果，现在这种装置除了用于生产外，还川于科研上 的试管外生根培养与细胞工程的组织培养，是一种校为先进而实用的非试管育苗新技术。植物卄试管克隆技术的硏究及快繁产业的发展都是一个无止境的产业，特别是当今各交 叉学科发展迅猛的时代，时时都有可能产生新技术革命，快繁技术也然。它没有止境更不 会停止发展的脚步，它将以国际前沿为纵坐标，以交叉学科