植物组织培养苗的工厂化生产

植物组织培养苗的工厂化生产 2 试管苗工厂化生产研究进展 目录 前言………………………………………………………2 一.工厂化育苗的历史与发展现状 ……………………2 （一）国外工厂化育苗的历史与发展现状 ………………………2 （二）国内工厂化育苗的历史与发展现状 ………………………4 二 工厂化生产的主要设备和设施 ……………………6 三.工厂化生产技术 ……………………………………7 四．组培苗工厂化生产的工艺流程……………………8 五.工厂化生产的机构设置与各部门岗位职责…………………………………………………………9 六．组培工厂设计中几项重要技术参数………………10 七．生产规模与生产计划………………………………10 八．组培苗的生产成本与经济效益 …………………11 九．附录 …………………………………………………11 3

前 言 在植物组织培养过程中，根据所培养的植物种类、生产规模，选择合适的器材、设施是十分必要的，只有这样才能确保整个操作过程的顺利进行。在器材、设施的选择上，不要贪大求洋，应该在其是否实用上多下功夫。在研究型的组织培养操作中，往往对器材、设施的要求较高；而在生产型的组织培养中，则对器材、设施的要求却较为粗放，因此管理者必须根据实际情况来进行培养器材、设施的遴选。 在植物组织培养的过程中，从外植体的采收到试管苗的定植都必须要在特定的环境中进行，例如，培养基的配制要在专用的器材、设施中进行；外植体的接种要在专用的器材、设施中进行。应该根据植物组织培养不同阶段的需要，选择不同的器材、设施。只有从降低投入、提高工效、节约劳力等诸方面加以考虑，才能降低培养成本、提高培养效率。

正文 一.工厂化育苗的历史与发展现状 （一）国外工厂化育苗的历史与发展现状: 从20世纪60年代开始，发达国家的农业已经大规模实现机械化生产，美国Speedling公司的创始人之一George Todd首先推出了使用发泡聚苯材料制作的穴盘，并将其应用到花椰菜的育苗上。与此同时，美国康奈尔大学的Jim Boodley和Ray Sheldrake教授首次提出用泥、蛭石作为育苗基质，为穴盘育苗的大规模工厂化生产进一步拓宽了思路，并提供了优良、稳定的育苗基质，其后将其成功应用于蔬菜、花卉的种苗生产，目前穴盘育苗技术已经普及世界各地。这种育苗技术的核心是以泥炭、蛭石、珍珠岩等轻基质作育苗基质，用穴盘作育苗容器，采用机械化精量播种，实现一次成苗的育苗方式。由于在育苗过程中每一株幼苗根系都各自分离，移栽时只要将种苗穴盘脱出即可达到分离的目的。幼苗的根系完整，提高了移栽后的成活率，而且将育苗过程进行程序化设计，将其分为基质混合和填充、播种、基质覆盖、洒水和移栽等若干工序， 4

为机械化流水作业提供了可能，提高了种苗生产效率。穴盘育苗在美国等发达国家已形成一个新的种苗生产行业，它的出现带动了温室制造业、穴盘制造、基质加工业、精密播种设备等一批相关产业的技术进步。如果以穴盘育苗为例纵观国外工厂化育苗的发展历程，国外的工厂化育苗具有以下特点： 1. 穴盘育苗的市场需求量和供应量大 穴盘育苗在欧美等农业现代化程度比较高的国家推广普及较为迅速。商品苗生产量居于第一位的是美国，其次是意大利、法国、西班牙、荷兰，进入20世纪90年代以后，澳大利亚、日本、韩国、以色列等国家穴盘育苗也形成了一定的规模。以美国为例，最早开始专业种苗生产的公司是Speedling、Kube—Pak、Pinter和Blackmore4家公司，其中Speedling公司发明的泡沫穴盘大量应用于蔬菜种苗生产，Blackmore公司发明了硬塑胶原料穴盘，大量应用于花卉与蔬菜种苗生产。穴盘育苗的规模增长迅速，1979年，美国的花坛花卉穴盘苗生产量约为50万株，而到了1994年，北美地区（美国和加拿大）花坛花卉穴盘苗的生产，已经超过40亿株。到90年代末期，北美地区超过90％的花坛花卉均采用穴盘苗生产，加上蔬菜、盆栽植物、切花、宿根花卉、组培材料和树苗，每年的穴盘种苗生产量已经超过250亿株。随着种苗产业的发展，育苗公司的生产规模迅速扩大，90年代初，穴盘苗生产规模最大的是Speedling Transplanting和Green Heart Farms公司，包括花卉在内的商品苗年产量都在5亿～6亿株。现在这两个育苗公司商品苗年产量都扩增了1倍。产量突破了10亿株(其中蔬菜苗产量占80%以上)。除上述世界上最大的两个育苗公司外，其他公司如Grower Transplanting、Plante lNursery、Golden Fields、Santafe Nursery、Nativadad Nursery、Craven Transplant等商品苗产量都达到2亿~8亿株，西欧国家育苗场商品苗数量虽然比不上美国，但荷兰的Van De Bekerom、Beekeh Kamp以及意大利的Restyra等育苗公司年产商品苗数量也达到了2亿株以上。 穴盘育苗的发展，改变了蔬菜传统生产方式和种植制度，如美国移栽蔬菜面积大幅度上升。早在20世纪60～70年代，美国蔬菜作物95%以上是采用直播，出苗后再采用人工或机械间苗，对种子价格比较昂贵的或苗期生长特别缓慢的蔬菜则采用木箱沙培育苗，然后裸根移栽。穴盘育苗问世以来，蔬菜育苗移栽面积迅速增加，目前美国100%的芹菜、鲜食番茄、抱子甘蓝，90%的青椒，75%的花椰菜、青花菜，70%的冬春生菜，30%的甘蓝、加工番茄，都采用了穴盘育苗移栽。虽然购买商品苗费用比露地直播成本加大20%，但采用移栽苗，种植密度有保证，产量可增加20%，更主要的是移栽比直播作物长势整齐，有利于机械化收获。因此，工厂化穴盘育苗方式的出现推动了美国现代蔬菜种植方式的革命。 2. 宜地育苗，分散供苗，种苗生产专业化程度高 美国等发达国家注重农业的规模化经营，实施规模化经营的前提是建立起一整套社会化服务体系。而蔬菜商品苗的专业化生产恰恰适应了现代化大农业发展的需要。如美国加利福尼亚州是美国蔬菜主要生产基地，加利福尼亚州蔬菜，特别是鲜食蔬菜产量大约占美国市场总量的1/2。同样，加利福尼亚州蔬菜商品苗的产量约占全美国市场总需求量的2/3。1995年全美国生产经营规模2400hm2以上的蔬菜农场共44个，其中20个在加利福尼亚州，同样年产商品苗1.5亿株以上的育苗场共有25家，而13家在加利福尼亚州。因此，种苗生产都是由大型的种苗生产公司来进行，从事蔬菜种植的农场主不必自己育苗，而是委托专业种苗公司生产，种苗采用集中生产、分散供应的方式进行，形成了完整的种苗生产和供应的社会化服务体系，而这是采取传统的营养土块等育苗方式所无法实现的。 5

3. 机械化程度高，技术管理规范 工厂化育苗采用精量播种，从基质混拌、装盘、压穴到播种、覆盖、喷水等一整套作业在一条作业线上完成，并实现了自动控制。日常运行时生产线上配4名作业管理人员，生产线前端1人，负责把苗盘码放在传送带上；生产线中间操作人员负责监督检测精量播种机的作业质量；生产线末端人员负责把播种完毕的苗盘码放到叉车板上或拖车上；另外1人则负责检查料箱基质和运送苗盘。生产线运行速度为700~1000盘/h，为保证机械性能处于良好运行状态，每个育苗场均配备对机械和电十分熟悉的检修工1~2名，机械性能好，播种精度高，1穴1粒准确率可保持在98%左右，成苗率80%~95%。除苗盘码放和补苗需手工作业外，日常管理喷水、喷肥、打药均实现机械化或自动化。大型育苗公司设备周年运行，精量播种生产线经常工作14h，两班倒作业。因作物种类和育苗季节不同，每茬作物苗龄30~60d不等，平均育苗茬次5~6茬，年人均育苗量600万~800万株。 现代化育苗场设施先进，技术含量高，专业育苗公司都聘用一批素质好、技术全面、经验丰富的专家负责管理，指挥日常生产和市场运营，同时建立起了相应的规范化操作管理制度。例如，播种前检测种子活力和萌发率，发芽率低于85％的种子不能作精量播种使用；苗期不间断地检查基质理化性质、基质EC和pH；确立精确的营养液配制浓度与养分配比，喷水系统水分均匀度；建立育苗温室和催芽车间环境控制管理标准；病虫害防治；确立壮苗标准；商品苗贮运技术等。正是由于育苗工厂有可靠的机械和人员技术保障，才能实现种苗的规模化和标准化生产。

(二)国内工厂化育苗的历史及发展趋势 我国在20世纪80年代中期将穴盘育苗技术正式引进，北京蔬菜研究中心陈殿奎研究员等承担技术设备引进和消化吸收的研究工作，并在京郊花乡建起了我国第一座穴盘育苗生产场，于1987年正式投产。该育苗场从美国引进的设备主要是穴盘育苗的精量播种生产线，种子丸粒化加工设备，以及72孔和128孔的PS吸塑苗盘。育苗的主要基质是从吉林省舒兰县调入，蛭石是河北省灵寿县加工生产，育苗所用N、P、K肥料是市场上商品肥复配，育苗温室则是自行设计的四周有围墙的塑料大棚，采用暖气加温，育苗温室内配有育苗床架和行走式喷水车。花乡育苗场自1987年投入运行后，商品苗产量稳步上升，质量不断提高。1990-1993年商品苗销售量稳定在800万株/年，并经常出现供不应求的局面。春茬主要培育的蔬菜苗是为保护地提供番茄、甜(辣)椒、茄子3种茄果类菜苗及露地花椰菜、甘蓝苗，瓜类作物黄瓜、苦瓜育苗数量不多，只有10万~20万株/年；夏播苗则以芹菜苗为主，夏播苗数量占全年20%左右。花乡育苗场的成功运作使我国蔬菜育苗首次实现了专业化，供苗实现了商品化，生产过程实现了机械化。 从花乡育苗场10年来(1987-1996年)的生产运行情况来看，我国穴盘育苗成本高于美国、韩国，分析其主要原因有4点：①生产规模小，设备设施不能充分利用，没能实现满负荷运行。例如，花乡育苗场引进的精量播种生产线，每年工作时数约160h；而美国Green Heart Farms(绿心育苗公司)属同一型号的精量播种机，年工作时数不少于2400h。同样就温室设施而言，美国的育苗场每年育5~6茬苗，而花乡育苗场只有1.2茬。②劳动生产率低下。与美国育苗公司相比较，那里平均每个员工(包括管理人员)商品苗产出量达600万~800万株/年，花乡育苗场人均商品苗产出量为20万~25万株/年。③能耗燃料成本占