《一叶成林 植物非试管快繁技术》
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《一叶成林植物非试管快繁技术》
《一叶成林植物非试管快繁技术》
(2004.5.11)
央视国际2004年06月15日17:23
科技创造未来,科技改变生活。观众朋友,尽管每次《科技苑》节目开始的时候,我都要说这句话,但今天我的确是在被我国农业科技发展到今天这种改天换地的境界而感动着,是实实在在有感而发!我问大家,如果我现在坐在这里对观众朋友们说:给我一片绿叶,我就还你一片森林,您会相信我吗?别着急回答我,请让我们的前方记者带着我们一起去领略这样一项植物非试管快繁技术,去期待着这项快繁技术将回报给我们的那片森林。
这个小小的叶片,您能想象到吗?它在这里经过10天—20天以后就会生根,变成有叶、有茎、有根的完整植株,那么,您给我一片树叶,我还您一片森林还难吗?
其实,夸下这个海口的是这位从1991年就开始致力于植物及植物全息性、全能性研究的徐伟中。别看这个研究基地仅有插满了叶子的几个温室,但从那块豁然映入眼帘的牌子,就可以看出这里张扬着研究人员的个性。
我们用一张叶,一个芽就能培育出一个完整的植株,这
个全息就是一张叶,一个芽的信息跟整个植株的信息是一样的。这些叶片只有在温光气热各方面最佳控制的情况下,它的全能性、全息性最能表达出来。基于生物全息性和全能性的理论,用植物的叶子繁育出整个植株来,就是用温、光、汽、热、营养、激素环境的刺激,使植物本已经退化了的生理潜能得到最大的发挥,植物叶片上的生根基因尽快表达,从而实现植物叶片的快速生根,生长,长成完整植株。
记者:过去为什么一片树叶不能够来繁育呢?
徐主任:因为以前的话,因为计算机技术还没有发展到一定程度,再加上生物技术各方面还是比较落后,所以说它环境的控制没有做到精确化,最优化的控制,传统的方法,我们都是用小弓棚,盖上遮阳网,人工洒水,人工凭经验去管理,去施肥。
记者:那这叶片很快就干枯了。
徐:这个叶片一叶一芽取下来,领取材料,插到外面去,由于没有精确化的控制,很快就失水,干枯,干枯了,它光合作用能力没有了,光合作用能力没有了,它的碳源各方面不能满足它生根的需要了,看来,让叶子生根,并在二三十天内长成完整的植株,计算机对叶片周围的环境进行精确的控制是其中一项核心技术。那么,如何实现精确控制呢?我们走进了这个基地的中央控制室。
徐主任,我看您这屋里比较简陋,就一张桌子,一把椅
子,一个电脑,但是您这墙上这几个字非常显眼,数字化从这里开始,您怎么体现出来?
徐:因为我这里是控制室,一张椅子,一个电脑,那么整个控制室整个园区就是由这台电脑控制的,包括温光气热,栽培过程中的温度、湿度。
数字化的意思就是能够把农业生产过程中的具体一些
农业数字体现出来,精确化进行控制,所以叫做数字化农业。
记者:我们看一下你选择的大棚。
徐:五号基地现种喜阳植物,公众模式是专家公众模式,快繁阶段是愈伤组织期,加工下限温度是11度,降温上限温度是30度,当前这个大棚的温度是28度,它的湿度是65%。
植物非试管快繁计算机控制系统根据各种植物叶片快
速生根的各个环境指标,确定了对棚内叶片各个成长阶段的精确控制系数。而棚内的叶片不可能把它感受到的环境舒适度告诉给计算机系统。充当着娇嫩的叶片的感知器官,并负责把环境参数传输给电脑控制中枢的,是一个神奇的智能化叶片。这个就是神通广大的智能化叶片,在这个智能化叶片当中,最快感知的也就是水分了,我们来检测一下这个指挥官。说明这个叶片还是挺聪明的,真是名不虚传。
其实,不光是水分,还有苗床的温度、光照、二氧化碳的浓度以及基质里的营养的浓度,智能化叶片都可以感知
到,并能传输给计算机控制系统。
记者:咱们把这个布拿掉以后,这个湿度跑了,就喷水了。
徐:上面部分感应空气湿度,这面空气温度,下面部分感应基质湿度跟基质的EC质,也就是营养液的浓度。
记者:下面等于说咱们一个叶片生根以后的根了,这个相当于根,这个相当于叶片感受温度和湿度。
徐:对,还能感应光照,二氧化碳浓度,水分蒸发速度,它是一个集成综合的一个传感器,这部分里面是有芯片的,在传感的数据通过芯片处理以后,再通过网络传给计算机,计算机再按照我们育苗专家系统进行精确化的控制,使这些植物生存在一个最适宜的温、光、气、热营养最佳环境。
记者:它相当有生命的叶片。
徐:用计算机模拟出来,模拟植物最佳环境的叶片。
记者:如果温度不够,也反映出来,它会传到计算机里面去。
徐:温度在苗床底下,有加热线,温度不够,自动加温,再加上像现在冬季的话,双层大棚也是起加温的作用,如果光照不足,它有补光系统。
特别是秋季、冬季育苗,要做好补光工作,光照要充足,我们用植物生长灯进行补光,上面的塑料管,二氧化碳强制供应,使这个小弓棚里面的二氧化碳浓度达到一千到三千
PPM,这些叶片的光合作用效率就可以提高到最高,光合作用能力提高之后,根系形成、速度都可以加快。
现代计算机智能控制技术,通过一张小小的智能化叶片,在植物非试管快繁技术中得到充分的应用。而作为一项生物工程技术,植物非试管快繁最大的亮点,是实现了叶片的光自养能力的发挥。
我们这个系统,它的营养叫自养,也就是刚才讲的依靠光合作用,自己把水、二氧化碳,我们强制供应的二氧化碳,水在光照重组的情况下,那么让它形成糖分再通过我们的矿质营养,我们的迷雾系统补充,营养完全自己的合成,这个叫自养,自养的话,对植物来说,一个是最适宜,另外一个,这张叶片来说,自己植物发育最需要什么营养,它是最清楚了,人为配养的营养可能对它不适宜,但是叶片自己产生的营养肯定是适宜的,那么自养就是完全脱离了试管,叶片自行完成光合作用吗?
徐:这个小弓棚,这一个管,这些密闭的薄膜,就是我们相当于主培过程中的试管,大的试管,我们这非试管快繁就是不用试管进行快繁。
记者:咱们这个是透光的。
徐:透气,能够透气的微膜,它二氧化碳不能出来,氧气能进去,也叫透气膜,二氧化碳不能出来,它里面二氧化碳浓度高了,二氧化碳浓度高了,光合作用就良好了,因