植物非试管高效快繁技术

植物非试管高效快繁技术

植物非试管高效快繁技术的特点总结

植物非试管高效快繁技术(TERNPC)与植物组培快繁(plant tissue culture)和传统育苗技术相比的先进性，及其在技术生产运用中的特点总结如下:

一、用植物0.3-1.0厘米长的微小外植体作为繁殖单位材料，极大的节约了种质材料，所用外植体繁殖单位材料用量比常规育苗用量少3-8倍;接种速度极快，是组织培养的3-5倍。直接接种在大田沙床或营养袋中，一次成苗直至供应生产，不需任何移动，成活率高。完全离开组培大楼和全部试管快繁的条件，育苗设施简易比组织培养快繁投入低几十倍，比常规育苗也低。

二、在独创的简易条件下，无论南方北方、不同纬度、不同土壤、不同气候，一年四季(包括极端温度:低温-35度和高温42度)都可用此法连续快繁，多数品种均可达6--12代。该技术育苗较少受季节影响，一年365天均可接种繁殖。实现每代在原种植物基数上按几何级数高效增殖。一年中任何一天都可用此快繁技术启动生产。极大的拓展了技术应用的时间和空间。

三、普及率高。普通人员每天(8小时)可接种3000-5000个单位材料。一个培养四个月的生产技术工人每月可成功培育单一植物品种30,000-10,0000株纯种苗。对人才素质要求适应性极广，生产技术易于推广;二是个人操作速度比组织培养快繁和常规育苗快得多，当达到一定育苗规模以上时，生产投资效益比可达

1:5-1:10以上。它非常节约植物种质材料，一天就可以接种数十万株至上百万株(这是组织培养在世界范围内难以想象的事)，易于大面积快繁各种苗木。，易于大面积育苗产业化规模快繁各种种苗。

四、操作步骤少，生产技术工艺简单，经特殊培训较容易掌握，可广泛应用于生产。适宜大规模工厂化育苗。普通人员可参加快繁全部生产操作，且速度极快，

成苗时间时间短，极大的节约了综合生产成本和提高了人员的生产效率。一次性投入少、成本低、劳动效率极高.极大地节约了人工开支和提高了育苗生产效率。

五、技术可操作性强，易于产业化。每个经过培训合格的生产技术骨干，针对不同植物每月可生产管理3-20万株苗木，每个训练4个月以上的普通人员人年均可产出30-100万株合格种苗。创经济效益极高。现在在产业化发展中已出现了许多年产量达千万株以上的项目基地。

六、获得完整再生植株速度快，繁殖速度快。育苗成活率高达85%--100%。根系发达，一般3-6条根，多的达30-40条根。生根时间短，大多数植物。从接种第一天算起，经过15-60天生根、发芽、获得完整再生植株、炼苗即可出圃。真正实现了高效快繁。每一再生植株每15,60天繁殖一代，每代增殖系数为2,15倍。具有在原种植物数量基数上按几何级数高效增殖的显著特点。这一点同于植物组织培养在试管内快速繁育的优点。

七、采用独创的一套有效的技术体系和管理经验，与独创的针对不同植物的200多种单方或复配方的克隆补液相配合构成了TERNPC的技术指标。

八、再生苗健壮、植株均表现为无变异、开花结果早，丰产性好。许多植物当年在苗圃地就开花结果。有的花卉从接种算起20-70天就开花，花大而艳，花期比其它技术方法培育的要长。

九、成熟种苗，纯度高、无病虫、根系发达完整、根长25厘米以上，根数在3-6根，成熟芽饱满，茎高20-60厘米，定植生产大田成活率90,以上。

十、直接接种培养在营袋(或穴盘)中的绿苗纯度高，无病虫，生长3-5片叶以上，腋芽饱满，发枝能力强，根系发达，炼苗质量高,定植生产大田成活率达95%以上，生长速度均超过常规扦插苗的生长速度。

植物非试管高效快繁技术(TERNPC)带动了一个崭新的快繁先导产业的迅速发展，开创了国内外经济植物开发利用和植物无性快繁(vegetative propagation)领域的一场新的革命。

它适用范围非常广。可用于绝大多数曾用植物组培茎尖快繁和常规扦插育苗(cut tage propagation)技术可繁殖的植物，或上述两种技术均不适于繁殖的植物;可用于植物育种或濒危经济植物的快繁推广和保护;可用于自然突变植株、优良单株及多倍体优势株无性选择纯化和大量生产利用;可用于无病毒原种苗的隔离扩繁;可用于国内外新品种引种扩散;可用于各种优秀转基因植物最迅速的繁殖和早日大面积推广等等。

室外非试管克隆需要的设施

在室外进行育苗利用了自然光照，减少了人工光照的成本，因此能被大多数育苗者接受。

以年繁殖50-80万苗的中小规模为例，室外育苗需要准备的设备、设施如下:

1、简易塑料拱棚100平方米，要求宽度4-5米以上，高度1.7-2米，竹片棚

亦可;

2、石子或煤渣4方，黄沙或珍珠岩4方;有条件也可以混合部分泥炭;

3、自控育苗仪、水管、喷头等自动喷雾设施一套;

4、与拱棚相配套的塑料薄膜和透光率60-70%的遮阳网各一张。

5、如果冬季育常绿植物，可以不增加设施;如果冬季育落叶植物，可以准备地热线或空气热线相应数量。注:夏季温度适宜的季节和风力较小的地区可以不使用大棚而进行全光照喷雾育苗。

室内非试管克隆需要的设施----一般不进行室内育苗

对某些娇贵、珍稀的植物，为了防止室外操作失误，可在室内进行，以加强人为的控制，达到更好的育苗目的。此外，室内克隆冬季更方便加温。但是室内育苗的加温和人工光照都会增加育苗的成本，因此一般单位和个人很少进行室内育苗。

室内克隆需要准备的设备如下:

1、空调或其它加温设施;

2、与空间相配套的育苗架;

3、提供光照的日光灯管若干，要求光照达到3000Lx以上;

4、玻璃皿或花盆以及覆盖器皿的玻璃片或塑料薄膜;

5、压力喷壶一只;

6、育苗仪及配套管件、微喷头。

植物快繁模拟计算机的控制原理

1系统监测的环境参数及各参数的调控原理:

智能叶片是模拟植物的气孔结构及在离体情况下，对水分代谢光合作用温度条件等等要求，采用高度密集电路、特殊材料及传感技术开发而成的人造叶片，它能感知植物叶片微域环境(即叶片周围)的各项因子:温度、水分蒸发系数、叶片的水膜分布、基质水分、空气湿度、基质湿度、矿质营养的离子浓度(EC值)、环境光照等环境参数。感应的参数通过网络线传感给系统的主机部分，主机通过智能叶片反馈的参数，并结合快繁专家系统进行参数运算，再指令自动控制执行机构，进行外围设备的启停，以调控外部环境。

2环境的微域控制:

环境的微域控制是植物快繁模拟计算机系统调控各项环境因子的理论基础。因此，用户必须理解或清楚这个原理。许多用户会提出，快繁是在露天或简易的大棚内进行，外界的温湿度随时进行变化，要控制在适宜的温湿度环境好像是不可能的，即使可能也要消耗大量的能源。

其实并非这样，因为我们运用的是微域环境最优化控制技术，也就是说对植物离体材料的微小环境控制在最适范围即可，无需控制苗床或大棚的整个空间的温湿度环境，因外界的温湿度不管如何变化，真正对植物离体材料发育有影响的只是叶片表面的湿度及温度，说具体些，也就是叶片表面的温度，以及离叶片表面0.5厘米内的空气湿度，据研究表明，微域环境的温湿度与苗床空间或空气的温湿度相差很大，在高温季节的盛夏用仪器检测表明，当

0.5厘米的空气湿度在90%以上时，离叶片表面1.6厘米的空气湿度只有40%，而要使0.5厘米内的空气湿度保持在90%以上就极易实现，并且稍一弥雾就可达到，无需消耗大量的电与水。

微喷降温的道理也相似，在夏季高温常达35?以上，但采用微域环境控制技术，开启降温不久即可使叶片表面的温度降低至32?以下，基本上接近弥雾用水的温度，所以在夏季以地下水为好，降温更快，降温的幅度可达7~10?，而日常生活空调降温或加温，是对整个空间进行温度控制，所以耗电量大，升降速度也慢。所以在露天用计算机系统进行智能调控也就能理解了。

3区间模糊控制:

农业控制与工业控制不同之处，就在于工业控制对象是机器与机械，而农业控制是有生命的植物，植物是具有较强适应性与较宽适应范围的有生命生物，它对于波动的环境适应，已在进化过程中形成，不需像工业控制那样，要达到一个准确的线性值。比如工业控制上湿度或温度控制设定值都是单一的或是很窄的变幅空间，而植物对于湿度、温度的适应则有较宽的适应范围，如温度只需控制在15~33?间之间就行，基质湿度在60~80%之间，光照强度在5000LX~80000LX之间，这么大的幅度更有利于环境控制，也更能适应气候多变环境下的准确控制，否则采用单一值的线性控制，在开放多变环境下根本就难以做到，即使做到了，也会使相关设备启动频繁而过早损坏。采用区间控制既不会影响离体材料发育，又有利于数据的准确

真实采集，因为，农业传感器检测的对象是气候因子，它是随时在变化，而且是非线性的，比如天边飘过一朵云，可能是瞬间，会使光照传感器接收到光强降低的信号，如立即作出开启蔗阳网或打开补光灯的指令，就会对于使蔗阳网及补光系统长期处于频繁的启动关闭状态，判断失误同时又造成设备的无用功操作。

所以在农业控制中常用延时执行的控制方法，而且不达上下限的阈值，不发指令，即使发出执行指令，也是采用间歇法，让传感器接受到真实信号后，再进行执行，如微喷增湿与培施营养，传感器要检测到上次执行指令效果需一定的时间，喷下的营养液需缓缓地渗到基质中才能被检测到，所以在开关量的控制上采用间歇渐进的方式进行参数的调整。

另外，在多线性动态的变化环境中，运用模糊建模，模糊控制的方法，是有效可行的解决方案。这样不会出现太多控制上的矛盾问题产生。特别是一个变量会影响众多参数时，就需进行模糊的权衡运算，作出一个较为折中的控制方案。常遇到的问题，就是一方面空气温度过高，要求进行微喷降温，而一方面又是基质水分过多，这样的情况下，只能采用较大区间法与模糊控制法来实现环境的模拟。

1温度的智能化控制:

温度影响着植物离体材料的细胞分裂、光合、呼吸、蒸腾和其他生理活动，从而影响着离体材料的再生进程。各种植物离体材料的生根，对温度的要求有着自己的适宜范围，在最适温度范围内，离体材料易生根，而超过离体材料所能忍受的最低点或最高点的临界温度，不仅不能发根，反而导致死亡。

温度对嫩枝离体材料至关重要，不仅要了解适合快繁的最高和最低两个温度极限值，而且还要了解最适宜的温度范围。

如柳杉十天刺槐、紫穗槐、扁柏、赤松、黑松等最适生根温度是25?左右;也有适于较低的温度，如黑杨或落叶性园林观赏树木，以20?左右为最适温度;还有喜好较高温度的植物，如桑树、枣树或许多常绿阔叶树种，25~30?为生根最适温度。

一般木本植物离体材料愈伤组织和不定根形成与温度的关系是:8~10?有少量愈伤组织生;10~15?愈伤组织产生较快，并开始生根;15~25?最适合生根，生根率最高;25?以上生根率开始下降;28?以上时生根率迅速下降，一些树种甚至停止发根;35?以上离体材料难以成活。

因为当叶片微域环境温度超过35?高温时，光合作用降低而呼吸作用急聚增强，呼吸作用消耗的营养超过光合的积累，离体材料营养代谢处于消耗型，就不能为植物离体材料的愈伤及生根提供营养，另外高温还会大量产生脱落酸，从而大大抑制生根。而当温度低于15?时，光合效率就会降低，光合积累少，从而就会影响生根，最适光合作用温度大多为20~25?。

在快繁的智能控制条件下，用微喷降温方法来调整温度与湿度，是非常有效的。当气温上升时，微喷装置便随着温度的升高而自动增加喷雾次数，温度越高喷雾次数越多，一般能降温4~8?;当气温降低时，喷雾装置会自动随着温度的变化减少喷雾次数。由于采用微喷降温方法来调整温度，一般使苗床基质温度能保持在25?左右，这正是植物离体材料生根最为理想的温度。如果气温低到不利于生根时，可采取保温措施增设保温设备，如塑料大棚等，或是增设加温装置，以便增高温度和保持湿度，为离体材料生根创造适宜条件。有了温度控制系统，就能实现低温或高温季节的育苗，也就是可进行周年生产。

2水分对环境的智能调控作用:

水分是离体材料生根的关键因素。运用智能控制技术，能充分科学地利用水对环境的各种调节作用，为离体材料生根发育，创造了适宜的水分环境与适宜的气候环境。可通过水的作用来调整各项生根因子，如水分蒸发系数、基质水分、叶片水膜等，使生根效果达到最理想的水平。

水是生命之源，离体材料生根的首要问题是要继续生存下来。由于离体材料切离母体后，水分来源断绝了，而离体材料的蒸腾作用仍在进行，同时离体材料自切

断到快繁和在漫长的生根过程中，时刻受到因失水而死亡的威胁。为了避免不利环境的损害和保持离体材料的生存活力，就需要有充足的水分，来供应离体材料的枝叶吸收和利用。快繁智能系统，可为离体材料生根创造最合理的湿度环境，使离体材料不会因蒸腾而出现枯萎死亡现象。另外，水的控制还能为离体材料生根创造适宜温度条件。植物离体材料的生根，多数品种生根最适宜的温度在20~28?，在炎热夏季或强烈的日光照射下，高温的气候可采用智能弥雾技术来调整温度的变化，一般可使气温降低4~8?。因井水有冬暖夏凉的特性，如用井水来直接喷雾，气温将会降得更低。由于快繁智能系统，能随着气温的变化而增减喷雾次数，所以当气温升高时，喷雾次数也随着增加，气温下降时，喷雾次数也随着减少，使苗床基质温度保持在一定范围，为离体材料生根创造最为理想的适宜温度。

在弥雾的同时，还可为离体材料生根提供充足的氧气。水本身不能为离体材料生根提供氧气，但水的机械作用，能使排水良好的沙床基质，保持着充足的氧气。这是因为智能喷雾，在每次喷雾后，沙床基质内的旧空气被水排出苗床。当流动的水排出床外时，随后新鲜空气被带进沙床基质内，这样的新鲜空气，在沙床基质内频繁地流动与交换，可为离体材料生根提供充足的氧气。

避免强日照产生的危害。嫩枝离体材料生根所需的营养物质和生长素，主要是来自叶的光合作用，因此，充足的光照是离体材料生根的重要条件，也是离体材料生根的关键因素之一。但是强日照和由此产生的高温，不仅严重阻碍离体材料生根，而且很容易受到日灼的伤害，或因高温引起失水而枯萎。为了避免这些不良因素的危害，可采用喷雾降温的办法进行有效地控制，不仅克服了强光照射引起的损害，而且保持了充足的光照，合成更多的营养物质，有利于光合作用的发挥。同时这些光合产物也是由水转运到离体材料的基部，以便供给生根需用。

创造高湿度环境。在炎热的夏季，进行露地快繁育苗，为了消除强日照和高温引起的伤害，必须采用过量的喷雾来避免不利因素，所以采用智能喷雾技术，能使

离体材料在生根前总处于高湿度环境，而且都是新鲜而洁净的水，将离体材料枝叶和沙床基质冲洗的干干净净，同时高湿度为离体材料叶面吸收提供了充足的水分，使叶水势和膨压势处于正常的生理状

态，使离体材料内的细胞分裂、气孔运动、酶促反应以及光合作用等生命活动能够正常运行。另外，高湿度能使离体材料吸收的水与蒸腾达到平衡，不会因失水而引起枯萎。所以在采条后，要尽快对枝条加工制成离体材料，并及时进行药物处理和快繁，使离体材料在智能喷雾条件下，快速恢复正常的生理活动。

减少病虫害。一般认为弥雾会使致病物发展，实际上并非如此，如弥雾下的玫瑰叶上并未发现霉病，而未弥雾的反而发生霉病。因为霉菌袍子在水中不能发芽。喷水还阻止了蔷微单丝壳菌所致的粉霉的发展，其他致病物也可用此法控制。在频繁地智能弥雾条件下，纯净的自来水或井水将离体材料和苗床基质冲洗得干干净净，决不会引起各种病虫害。

3水分蒸发系数及水膜分布控制:

智能叶片还能感应叶片表面的水分蒸发速度，也就是蒸腾系数，因植物的叶片表面生理结构不同，如气孔密度，栅栏组织的厚度，叶表面的蜡质层，及老嫩程度的不同，水分蒸发存在很大差异，基于此，开发了一种能够调整叶表水膜厚与薄功能的智能叶片，失水快，易干的植物品种，使用时在计算机操作界面上把水分蒸发系数的微调柱往上调，这样智能叶片上保留的水膜就厚，植物叶片就不易干，对于老的叶或蜡质层厚的植物品种，蒸发系数的微调柱往下调，智能叶片上的水膜就变薄，这样不管是什么植物品种在苗床环境下，叶片就不会出现水分过多或过少，就能维持叶片水分的平衡，使叶片保持一定的水势和细胞膨化，使叶片光合作用正常进行。

4空气湿度的调控:

植物离体材料离开母体后，水分蒸发继续进行，而在根系还没形成前，极易失水干枯，也就是水分代谢失去平衡，从而大大影响光合作用，所以空气湿度的控制就显得极为重要，为快繁创造一个适宜的湿度环境，通过智能叶片感应空气的相对湿度，对叶片的微域环境湿度进行精确的智能控制。在快繁的第一阶段也就是细胞活化期，要求空气湿度要保持在90~100%，当湿度低于90%时，计算机经专家系统的运算，立即发出加湿的指令，开启弥雾系统进行微喷加湿，当空气湿度达到100%时，就关闭加湿系统。

随着离体材料的发育，渐渐形成愈伤组织及根原基，在此阶段可降低湿度，因此时叶片的蒸腾降低，并且愈伤组织根原基或一次水生根已有水分吸收功能，在该阶段以80~90%为最适，当叶片感应空气湿度低于80%时，计算机作出加湿指令开启弥雾，当湿度达90%时即停止加湿，通过控制系统的智能化运行，始终让快繁于苗床的植物离体材料处于最佳的湿度环境，以维持水分代谢的平衡，使光合作用正常进行。

5基质湿度的调控:

实验表明，当基质的湿度过低时，离体材料的愈伤组织容易老化，细胞坏死;当基质湿度过高时，愈伤组织容易缺氧腐烂，保持基质适宜的湿度，是防此切口腐烂的有效措施，通常基质湿度以保持在

60~80%为最佳。那么，计算机系统是如何实现控制呢,当智能叶片的基质湿度传感器检测到湿度过低时，则会发出间歇弥雾增湿的方式进行增湿，当达到适宜值时，停止弥雾，一般以达到下限值60%作为标准值，这样使湿度区间还有20%的缓冲空间，否则常会出现控制矛盾的问题。

当智能叶片把当前基质湿度传感信号传送给系统主机后，系统需先与当前相关各环境参数值进行比较权衡运算，再经专家模式作出控制决策，这样才不会造成控制上出现的矛盾现象，比如夏季常遇高温胁迫，需频繁地进行微喷降温，而基质湿

度可能此时已达到或超过设定上限值，无需环境再加湿，此时如用线性精确控制法是难以实现植物所需环境模拟创造的。特别是相关的空气湿度与叶片水分蒸发系数及空气温度间产生执行矛盾时，需采用间歇回归式负反馈调控，以最小的相关因子波动来达到最佳的控制效果。比如当基质湿度又过高时，计算机会以较少的弥雾量与较高的频率来实现环境降温，达到降温效果同时，又不会使基质湿度提高;这些控制都得通过专家系统中的模糊控制函数运算来实现。采用模糊控制，是实现农业环境非线性变化条件下，达到智能控制的一种最有效方法与最科学的解决方案。

6EC值的调控:

植物的生长发育等生理过程离不开营养，营养物质的及时补充，是植物正常健壮生长的保障。由于智能苗床是珍珠岩、河沙之类的一个无机环境，而通常配制营养液用的水溶性无机盐，这些电解质的水溶液具有导电作用，导电能力的强弱可用电导率(也就是EC值)表示，在一定浓度范围内，溶液的含盐量与电导率呈密切的正比关系，含盐量愈高，溶液的电导率愈大。因此营养液的电导率能反映溶液中盐分含量的高低，智能叶片测出基质中EC值低于1/2标准液浓度时，计算机系统将结合专家系统，智能开启营养液电磁阀，适时进行营养液的补充。但是在补充的时间上通常以晚上补充为好，因为晚上苗床温度环境稳定，水分弥雾次数较少，可以延长营养液停留在叶片表面的时间，以增进叶片的吸收。在控制上采取这样的方式补充，比如当白天智能叶片检测到营养液EC值低于设定值时，它不会马上开启补充，而是要待到当天太阳西落后的傍晚或晚上补充，一般采用间歇弥雾的方式进行补充与调整，每次补充以叶片见湿为准，经多次补充后慢慢让基质EC值达到设定值，这样不会造成营养液的浪费，也给能检测到准确的EC值给予了缓冲时间，因为营养液喷到苗床后，要待智能叶片检测到信号，需一段营养液下渗时间，否则采

用一次补充的方式，常会出现检测延后，而导致过量，这在区间模糊控制中，已说明了农业控制方式固有的特点。

7光照的调控:

光是植物光合作用的能源，没有阳光，光合作用就不能进行，不定根的形成和发育就会受到严重影响。一般来说，光照充足，光合作用旺盛，形成碳水化合物多，离体材料体内的物质积累就多。根系的产生和发育就健壮，所以光照又是离体材料生根的物质来源。但也不是光照越强越好，过强的光照会产生光抑制现象，对生根反而不利，所以对光照进行科学控制就显得较为重要。

带叶快繁时，光合产物对于根的孕育和根的生长，是起着至关重要的作用，必须有足够的光照强度和时间，以便于碳水化合物在呼吸消耗之余有所积累，这将会有更多的营养物质供应离体材料生根，提高生根率，并使苗木生长健壮。这是带叶离体材料在全日照条件下，有利于生根的原因之一。但是，长时间的强光照射，易因蒸腾失水而枯萎，采用智能弥雾方法可维持其水分代谢的平衡，保持离体材料的生命力，以便达到促进生根的目的。充足的光照，能使叶子进行光合作用，不仅能合成碳水化合物养分，更重要的是能合成生长素和生根的生物素、维生素等辅助物质，并及时转移到离体材料基部刺激生根，将会大大缩短生根时间，提高生根率。但遇夏季光照过强的季节，需注意光抑制现象产生对生根的不利影响夏季快繁是温、光最充足的季节,也是植物离体材料来源最为广泛的季节,是实施快繁工程的大好时节，可是在快繁过程中会出现其它季节不会出现的现象，也就是叶片的一些生理损坏而导致材料生根率低或黄化烂苗，这些现象除了高温、细菌滋生快速感染烂苗外，很大一部分还是生理原因，就是强光胁迫造成的光抑制现象，植物叶片的叶绿体在光合作用过程中，能获取光照中的能量参予光电反应过程，把光能转化为化学能，但过多的光能就会使叶片出现光氧化现象，而使叶片内产生大量的活性氧而损害叶片的正常代谢与生理活动，使光合作用效率反而降低，

不同的植物及不同的温度环境下，光抑制的光照强度阈值不同，但夏季的光照强度对于离体材料来说,大部分植物是过剩的，因为光抑制出现的光强比完整的植株要低得多。

在光强胁迫下，出现同化量减少，气孔关闭，或叶绿体破坏，导致叶片同化输出量大大减少，从而使材料切口发育生根所需的碳水化合物大大降低，从而影响愈合与生根，或延缓生根，使苗床的管理难度加大，导致出现生根率低或切口腐烂之现象，勿把切口腐烂归根于细菌与真菌感染与水分过多上，而疏忽了因光抑制而导致的生理破坏与能量耗竭联系起来。

在夏季的中午，光强常达8~10万勒克斯以下的强度，对未生根的离体材料来说，属于光强胁迫的阈值，在管理上，需通过人为的遮盖阴网以实现光强的适宜范围。另外光照过强其实还会破坏内源生长激素合成量的降低，而导致愈伤组织过于发达，影响根原基的正常发育。

植物快繁，除了需要一定的光照强度外，光的颜色对不定根的诱导也很重要。日本地川在海仙花和杜鹃等植物快繁中，用有色玻璃和有色玻璃纸进行遮光试验，其结果是光质不同，快繁效果也不同，蓝色和绿色的效果不显著，红色和黄色的效果显著，即红光对光合作用有效。紫外线对植物生长也有关，日光中的紫光和紫外线有抑制枝条伸长的作用，这又促使离体材料出现先生根后发芽的生理现象。另外，瞬间补光可起到长日照作用，使植物在秋冬季节不会进入休眠，实现周年繁殖。根据这一原理，设计开发了以红光光谱为主结合部分蓝光的植物生长灯，作为补光之用。

光照时间、光照强度、光谱的科学控制，是提高成活率方面较为重要的一个方面，它可以通过设施改进与计算机的自动控制得以有效的实现，在有自动遮阳的现代温室条件下，可以把遮阳电源开启系统连接上计算机，以实施智能化自动控制，当智能叶片测定外界光强超过设定值时，会自动拉上遮阴网，以防光抑制现象的产

生。同时智能叶片上的光照传感器还会记录每天的光照时间与强度，并进行光照量的乘积累加计算，再与计算机专家系统的内设光照量进行比较运算，然后作出最佳的补光方式与确定最适的补光时间，以实现光照的科学控制。

8二氧化碳的调控:

二氧化碳的调控有两种方法，如在冬季密闭大棚内育苗，可以通过二氧化碳传感器进行在线检测与控制，只要计算机中选定或设定二氧化碳浓度的上下限参数即可，当低于设定值时，会自动打开供气阀进行供气补充，达到参数值时自动关闭。而当在夏秋季节，棚内温度高，苗床处于通风对流环境时，就需采用碳酸水供给技术进行补充。

碳酸水的补充有两种模式，这些都预先在计算机程序中已设定，一种是利用时间模块，在有光照的白天每隔1小时，自动喷施含量为2400ppm的碳酸水一次，每次1分钟;还有一种是针对极难生根或极为幼嫩离体材料所采用的一种补充模式，就是利用智能叶片的见干见湿功能，以叶片干即喷的方式喷施，常结合喷水同时进行，浓度可稍淡些。

9富氧水的调控:

氧气的缺乏是造成高温季节或排水不良，苗床离体材料切口腐烂的主要原因，可以在高温季节使用，或者遇到极难生根品种繁育时，使用富氧水补充技术。它的补充方式有两种，一种是结合弥雾喷施，一种是进行基质滴灌，但生产上为了方便也是与弥雾系统结合进行喷施补给，它的控制程序也是采用时间计算机的模块控制。它的控制模式为，不分昼夜每隔

8小时弥雾一次富氧水。

生产上若遇极难生根的品种，大多采用碳酸水与富氧水结合补充的方法进行苗床喷施，可以达到极好的效果，这种方法的结合采用，可以使绝大多数通常模式下难生根的品种，都能获取极高的生根成活率，当快繁技术中极为重要的环境优化新

技术，以前的环控技术大多重视温光气热，没有把离体材料对于碳酸水及氧气的需要，作为一个重要参数控制，现代的植物非试管克隆技术，已把这两种补充技术放到重要的位置上进行运用。

非试管繁殖中离体材料的预处理技术

植物非试管繁殖与常规的各种育苗方法有很大的不同，它能把各种差异性较大的植物种类或品种统一到一种标准化操作模式上。它主要是依靠植物自身的自养能力来完成生根发育过程，一切外源药剂的处理，只作为一种辅助措施被运用，而传统的人工扦插或组培，全凭于人工药剂或配方，导致生产上出现技术操作繁琐性与结果的不一致性。而非试管繁殖主要发挥材料自身的自养能力，发挥离体材料的本能，来完成生根发育过程。通过母本的培育把材料统一起来，再通过计算机的控制，把多变的环境统一起来，这样就可以大大缩小母本材

料差异及生根和发育上的差异。可以把许多不同种类与品种的植物，运用相同的一种模式进行快繁，可以达到一致而整齐的育苗效果。

非试管繁殖要求管理的标准化与计算机控制的智能化结合，避免不可控因素对于离体材料生根发育的影响。离体材料的处理，在植物非试管克繁殖中不是主导因素，它只起到调节促进与辅助的作用，对于一些难生根的植物种类或者第一代苗启动培养时，却可起到极为重要的促进作用，也是快繁过程中不容疏忽的一个重要环节。材料预处理可以调节内源激素含量和比例，调节糖、生长素激活剂及清除生根阻碍物质。

1(生根阻碍物质的清除

对难以生根的植物，在处理离体材料时，应首先考虑清除生根的有害物质，其生根能力往往能够得到显著提高。离体材料中含有阻碍生根的物质有单宁、树胶、松节油、香脂及其他树脂，具有挥发性的特殊成分和氧化酶等，但主要是除去离体材料中的单宁和其他特殊成分如氧化酶，减轻其有害作用。在处理时一般是将离体

材料的基部，放进处理液中浸泡，要根据不同植物和母本年龄，选择适当的溶液，才能显示其效果。例如，樟树、一品红、冬青、卫矛等离体材料，用清水浸泡都能取得良好效果，用1%,3%的酒精溶液处理杜鹃花科植物或洋蔷薇6h，以及用

0.05%,0.1%的硝酸银处理杨梅、栗等，用高锰酸钾的0.1%,1%的水溶液对水蜡、女贞等许多树种的处理一般都有效果。上述各种处理，不仅清除妨碍生根的物质或消除其有害作用，而且有的还能起到促进生根的作用。由于在清除妨碍生根物质的同时，离体材料中的生根所必需的物质，在一定程度上渗出而散失掉，因而有必要对生根所必需的物质进行补充。特别是生根困难的树种或品种，应对离体材料进行植物生长激素、维生素、糖类、氮素化合物等的补充处理，主要方式是浸泡法或叶面喷施法。

2(生根促进物质调节

对于离体材料中含量不足，而且又是生根所必需的物质进行补充，以提高离体材料的生根能力。这类处理中，除了以植物生长激素处理为主体外，还有用维生素、糖类和含氮化合物等进行处理。在这些生根物质促进处理中，以植物生长激素的应用最广泛，对许多生根不良的植物，处理效果都很显著，可单独进行，也可和其他药剂或处理方法并用，更能增强处理的效果。

植物生长激素的种类很多，作为生根促进剂常在生产上应用约有吲哚丁酸、吲哚乙酸、萘乙酸以及萘乙酰胺等。在实际应用中都具有显著效果，但是随着植物种类乃至品种的不同，药剂的效果往往有很大的差异，如果植物生长激素的种类选用不当，反而会引起药害，降低快繁成活率。例如，大叶蔷薇用吲哚丁酸处理具有促进生根的效果，用萘乙酸处理就没有效果;而相反，水蜡树用萘乙酸处理有效果，用吲哚丁酸却没有效果，无刺槐用萘乙酸处理，促进生根的效果非常显著;从柳杉、松类来看，萘乙酸处理的效果却比较差，而且不稳定。因此，在进行处理时，应注意植物生长激素的种类，不要用错。为了解决这个问题，使药剂能适用于多种

树种或品种，可以将药剂混合使用。有的树种的离体材料，进行一次处理不能完全达到目的，需要进行再处理才能取得显著效果。ABT生根粉是一种复合型植物生根促进剂，具有高效和广谱性。

处理的容器避免用金属制品，因金属制品容易降低药效，可用玻璃、聚氯乙烯或磁制的清洁容器。处理场所最好选择阴凉而不太干燥的地方，在这样的条件下温度较低，能取得持续稳定的效果。离体材料应保持洁净和含水饱满的状态，基部切口朝下，不可颠倒，大致插入处理液中2,4cm深。处理后不要再浸水或用水冲洗，应直接进行快繁。如果进行大规模快繁育苗时，要采用大型容器，可将离体材料每20,50根一捆，再进行药剂处理。

在进行生长素处理时，药剂的配制是首要环节，配制时可用母液法，先配成高浓度母液，使用时再稀释成适宜浓度的生产液。操作时将生根素1g粉剂，先溶于500g95%的酒精中，再加500g凉开水，即成为1000mg/kg浓度的原液，使用时可根据不同植物种类离体材料生

根要求加水稀释，对当时用不完或不用的原液，应用棕色玻璃瓶装好，放在5?以下，避光处保存。对多数植物的快繁，一般用50,100mg/?的药液，对带叶嫩枝的离体材料浸泡约0.5,2小时。如用ABTI号生根粉处理难生根植物离体材料时，应迅速放入浓度为50mg/?的溶液中，深为2,4cm，阔叶树浸泡0.5,l小时，针叶树浸泡1,2小时，成熟的老枝材料需浸泡4,6小时。采取低浓度浸泡法的效果比较稳定，是植物非试管克隆技术普遍采用的离体材料处理办法，如赤松用，1OOmg/kg 的吲哚乙酸，浸泡离体材料基部约l小时;日本落叶松用100mg/kg的吲哚丁酸浸泡4h生根率可达75%;香柏和沙地柏用50mg/?的吲哚丁酸浸泡15h生根率有90%;青梅、山楂和银杏用吲哚丁酸50,300mg/?浸泡2h其生根率都在80%以上。

由于萘乙酸比较价廉，无论针叶树还是阔叶树，使用都比较普遍，如紫杉、刺槐、山茶、水蜡等树种，用奈乙酸处理，一般效果较好，没有发现药害。用速蘸法

进行离体材料处理，在植物非试管克隆技术工作中，一般不易采用，因为嫩枝离体材料的表皮一般都比较光滑，采用速蘸法使其基部表面上附有药物，在快繁时容易被擦掉，同时在智能间歇喷雾中，也很容易被流动的水冲刷掉。而采用浸泡法，能使药液吸收入离体材料体内，所以多采用低浓度的浸泡法处理离体材料，其效果也比较稳定。用生长素处理能提高离体材料生根能力，但必须指出，植物离体材料的生根，是一个极为复杂的生理过程，是植物本身的生物、生态、遗传学特性及与快繁时的环境条件(温度、湿度、光照、空气)有着密切的关系，是诸多生根内外因子综合作用的结果。而生长素的处理，是在上述条件作用的基础上，才能对离体材料不定根的形成起到促进作用。是离体材料进行生理调节的一种补充措施，在生产中通常采用100,200ppm的生长激素处理1,2小时，对于难生根的品种可以是

500,1000ppm高浓度处理1,2小时，极难生根品种可以更长达12,24小时，这些可因品种不同而选择不同浓度与时间，但上述两种浓度经实践证明，还是较为通用的浓度与处理时间，可以被绝大多数植物快繁上借鉴引用。

对于生长素、氧化酶、不定根的发生3者间的关系,不少学者进行过研究。有结果证明,用生长素处理植物插条时其基因表达受到促进,,,,活性明显提高(,,,,,,,,1974)。用生长素处理,,,,,;,,,,,,时,导致体内,,,和，,,,活性都大幅度提高(,,,,,,,,,,,,.,1984)。用生长素处理玫瑰的嫩枝时,体内的,,,活性也大大提高(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,.,1988)。有人认为,，,,处理所引起的根原基的发生决定于，,,对,,,和,,,合成的促进作用,从而促进基因的表达合成相关的酶。外源的，,,或插条自己合成的生长素是通过消除对基因的抑制,促进,,,合成的(郑均宝等,1991)。根原基的发生和发育需要有,,,,的合成,这些特殊的,,,,将会翻译合成某些特殊的酶,从而促进根原基发生。徐继忠等(1989)认为，,,对插条的作用,是通过，,,而起作用的。，,,能促进体内,,,、,,,、，,,,等酶的活性变化,从而促进细胞的脱分化,产生愈伤组织。在本试验中,用生长素处理插条后,在生根的愈伤组织

诱导阶段,,,,、,,,、，,,,活性均大幅度上升。到了新根形成期,各酶活性上升速度放慢,甚至稍有下降。[2]

摘要:研究了红护、樱桃砧木和石榴嫩枝扦插过程中，喷施MHS代谢调节剂对其插条成活率、生根率和保绿时间的影响，及其叶片中可溶性糖、可溶性蛋白质、叶绿素含量和SOD活性的变化。结果表明，MHS(代谢调节剂由MS培养基(不含有机类物质)附加激素6-BA和NaHS033个成分组成，据其英文简称为MHS)对扦插难、易生根植物生长均有明显促进作用。对红护插条而言，经生根剂浸根并喷施MHS后插条的成活率和生根率均最高，与清水对照相比分别提高了895.73%和735.72%，保绿时间延长了28.85do插条的可溶性糖、可溶性蛋白质和叶绿素含量随处理天数的增加而呈增高趋势，且均高于浸根处理的对照组。SOD活性在

处理初期活力有所下降，后期明显增强。由此可见，MHS是通过对插条生理生化代谢的调控来提高其成活率的。[3]

3(营养物质调节

采用维生素、糖类、氮素化合物等物质，对离体材料进行处理，也是植物离体材料生根的必要因素。

维生素处理:维生素类中的维生素H，就是生根所必需的物质——生物素，但一般在离体材料处理中，用的是和维生素H作用相同的维生素B。有人先用

20,200mg/?吲哚丁酸l

溶液，对柠檬、山茶进行20h的处理，然后再用lmg/kg的维生素B，稀释溶液进行l2h处1

理，取得了显著的效果;将维生素Bl和植物生长素并用，处理茶树、果树的离体材料，生根都有良好作用。用维生素B、B、B和维生素C，处理植物离体材料都有助于生根，如杜26l2

鹃离体材料用B处理，已成为常用的方法。由于维生素的适用范围有限，在实践中一般不l

单独使用，而需要和植物生长素并用。

糖类处理:糖类中蔗糖的效果最好，在园艺植物上一般用2%,10%的蔗糖溶液浸泡离体材料基部，时间10,24h左右，但要注意浸泡糖液的清洁和离体材料的消毒，以防止病原菌在快繁离体材料上繁殖，用2%蔗糖液对柳杉和扁柏离体材料进行10,24h处理，效果显著;用糖液处理紫杉、水蜡、黄杨等，也可取得促进生根的效果。在柳杉高龄树离体材料的快繁中，先用5%蔗糖液浸泡，然后再用0.05%萘乙酸溶液浸泡，生根率有明显的提高;用蔗糖和吲哚丁酸处理柠檬、山茶等都具有较好的效果。蜂蜜对葡萄枝条快繁生根，有显著的促进作用，以浓度为100倍的效果最佳。

矿质营养物处理:许多不同的植物加入含氮物质后，显然促进了离体材料生根，如加入有机或无机含氮化合物，能使杜鹃离体材料生根;对高龄的柳杉和生根不良品种，用尿素在叶面喷洒，可起到促进生根的作用。对于养分含量不足的离体材料，除氮素外，还应补充磷、钾等肥，并应考虑研制一种综合性的包括植物生长素以及其他养分在内的、专门用于叶面喷洒的促进生根营养液。硼能刺激离体材料生根，将硼与吲哚丁酸配合使用，使冬青离体材料生根百分率提高，增加根的长度、数目及生根速度。用硫酸铵、蔗糖和生长素并用处理木槿，能显著地刺激根的孕育。应用高锰酸钾与硝酸银处理，还有除去抑制物质的作用，使杨梅与栗子有利于不定根的形成。有的树种用二氧化锰、硫酸锰、氯化铝、二氧化铁、硫酸亚铁、硼酸等处理，可取得较好的效果。

4(刻伤处理

用锋利的刀尖在离体材料基部刻划几条纵伤口，深达木质部，为了获得最好效果，在刻伤后用生根促进剂处理伤口，这对生根更有利。有很多难生根树种的离体