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植物非試管快繁技術與其他育苗技術的區別

首頁    工程案例    植物非試管快繁技術與其他育苗技術的區別
       所謂植物非試管克隆技術就是運用計算機控制技術與生物技術有機結合的一種全新的育苗技術,通過計算機對環境的精確模擬,為植物離體材料的發育創造了 最佳的溫光氣熱營養激素環境,從而使植物的全息性得到盡快地表達,以實現種苗的快速成苗與幾何倍增,這就是植物非試管克隆新技術的技術核心,它有別于傳統 的扦插嫁接,又有別于現代的組織培養技術,但同時又是對傳統與現代各種育苗技術之集成與發展,它既具傳統育苗的易操作性,又能具現代育苗的高效性,也就是 說它克服了傳統育苗的季節限制與現代育苗的操作繁瑣及高成本弊端,而開發成功的一項全新育苗技術?,F為了讓大家對該技術有個概念性的認識,首先讓我們去了 解一下它與傳統育苗技術的區別。 
       植物非試管克隆技術它是傳統各種育苗基礎上的發展與提升,具有技術操作上的延續性,但又有創新與獨特性,現把它與扦插播種及組織培養育苗的異同點分析如下: 


1、與種子育苗的區別:
       種子育苗是農業生產上運用最多最廣的一種最常見的育苗技術,特別是在農作物及蔬菜上,它是一種最主要的育苗方式,這種育苗方式具有操作簡單而且種子來源 廣,成本又低的特點,所以它已是農業生產上最主要的一種育苗方式,但這種育苗方式對于許多種子價格高的或變異系數較大,以及種子數量有限的情況下,種子育 苗是難以達到良好而快速的效果的。
除了F1代的雜交人工制種子子外,大多數種子留種培育的種苗都存在后代性狀分離,導致農藝性狀及產量質量的參差不齊,影響商品性或者生物性狀,在生產上 運用有一定難度,除了品種選育外。另外在種子數量極為有限或價格極高的情況下,種子育苗難以在短期內擴繁出大量性狀一致商品苗,而采用非試管快繁后就可輕 松實現,另外,既使在有足夠種子數量的保障下,利用快繁也可改進種苗的綜合性狀與商品率,如大多種子苗表現為根系不整齊而且數量少而稀疏,移栽后的生長及 發育生長進程都沒有快繁苗表現得好,所以在發達國家,許多原本用種子育苗的品種如西瓜、黃瓜、豇豆等園藝蔬菜植物,它們都開始推廣與采用,先播種出苗,再 切莖斷根育苗,待重新長出快繁的無性系根系后,再移植大田,這樣除了產量提高外,抗逆性提高及發育期縮短有明顯的效果,現已在農業生產上得以運用。 
另外,對于有些轉基因的品種或者成本極高的太空種質,存在不能形成種子或種子少與昂貴的情況下,采用種子育苗難以滿足生產需要時,非試管克隆技術可以得 以有效解決。如最近流行的轉基因植物驅蚊草與熒光花卉,它不能形成種子,既使有少量種子成苗率也不高,而且后代分離與變異大,針對這些品種運用非試管克隆 技術就可體現出極大的優勢。還有一些品種如西瓜在苗期極易患猝倒病,而用非試管克隆后可以有效解決。采用種子育苗對于一些成本低變異小的農作物或蔬菜瓜果 是可以采用,但對于成本高種源少的情況下,只有非試管克隆技術才能實現優良品種的短時間內擴繁,而種子難以實現,因種子需經開花授粉及成熟漫長的制種階 段,而非試管克隆可隨時取母本植株上的營養器官枝葉芽或根進行擴繁,以解決種子周期長速度慢的問題。 
2、與嫁接育苗的區別: 
       嫁接育苗是傳統育苗中實現無性系狀態保留運用最常見的技術,在木本的果樹及瓜類植物上近年運用極為廣泛。這種方法能保持品種優良特性外,許多植物還可通 過嫁接來提高植株的抗逆性或改善某些農藝性狀,在生產上運用得到了很好的反響,但同時,也存在著技術繁瑣,時間周期過長,如遇不利的氣候環境,還會導致成 活率低或苗勢差的缺點,而且許多品種對嫁接砧木的選擇存在專一性,如果兩者不親和,除了成活率低外,還會影響壽命與品質,所以在進行嫁接育苗前一定要選擇 適合的砧木品種進行砧木苗的培育,一般品種需1-2年時間,生長快的品種也需半年左右,這樣無疑就延長了優良品種的繁苗周期,如果樹類一般快的1年,時間 長的需兩年或三年,如棗苗,板栗苗,楊梅,枇杷等,都需較長時間的培育期,才能成為一株生長可用的商品苗。

       而采用非試管克隆新技術后,上述這些品種只需截 取它的一葉一芽或一枝段及根段就可培育成一個完整的個體,如棗快只需15天即生根,25天就可移栽大田,而嫁接苗需2-3年。更為繁瑣工藝流程多,成活率 受天氣制約大,如桃苗一遇雨天成活率就極低或者即使成活也會導致嚴重流膠,成活后還需解膜與除萌,管理繁而受季節影響大。而非試管克隆新技術,只要生根成 苗后即可移栽,根系發達而成活率高,一年四季皆可移栽定植,用該方法培育的苗木,根系呈爆炸式,并且根冠比極大,適于遠距離或反季節移栽,成活率高,緩苗 期短,這是目前任何一種育苗技術所無法比擬的。 
       另外,嫁接存在的不親和現象或后期不親和現象運用快繁后可以有效解決,如最近金銀花王苗木的培育大多采用嫁接,但它會出現后期不親和于嫁接口處出現掐脖子現象,三年后遇臺風一吹就斷,給種植者帶來嚴重經濟損失,而采用快繁技術可以有效地解決,因為它屬自根苗,不存在親和性問題。 
       3、與扦插育苗的區別: 扦插育苗是我國農民在生產實踐中發明而運用了上千年的一種種苗繁育技術,這種技術最早是人們無意地把一些植物的樹枝插入土壤中,后來發現生根并成苗了, 于是人們就不斷地總結發現其中的奧妙與規律,開始觀察季節及枝條老嫩及環境的影響,總結出一套適合于各種植物的傳統扦插育苗技術,并把它用之于生產實踐。 有句古言道:有心栽花花不活,無心插柳柳成蔭,也話古人也就是最早從柳樹插枝上得到扦插技術的啟發吧,后來人們發現用柳樹汁處理枝條的切口可以促進生根, 于是又啟示人們對促進生根物質的研究,現代的扦插育苗技術已對于植物不同的季節,不同的基質,不同的環境,不同的藥劑等進行了科學而系統的研究,而且開發 了各種各樣的生根粉,其中最有權威的就是中國林科院王濤研究員開發推廣的ABT生根粉。
       這些技術及促進生根藥劑的研究為扦插育苗技術的發展提供了強勁的技術支撐,但美中不足的是,并不是所有植物都能進行扦插,也不是在任何季節都可進行扦插 繁殖,更為不足的是成活率影響的因素多,不穩定,難以在生產上大規模工廠化地實施。而非試管克隆技術可克服上述的各種缺點,又能延續傳統育苗操作上的簡易 性,易掌握性,實現種苗的工廠化生產,使育苗變得簡單高效而快速,如扦插育苗大多只有在氣候適宜的春季或秋季進行,而采用非試管克隆技術后,一年四季,不 管春夏秋冬都可實施快繁,實現周年快繁,其實在計算機控制的精確模擬環境下,能為生根成苗創造最佳的環境條件,使離體材料的生根過程穩定而高效率,生根時 間大大縮短,就是同樣的生根成活率,非試管克隆苗它具有比扦插苗更為發達而整齊的根系,這點是任何育苗技術所無法比擬的。操作簡單看似與傳統扦插相似,但 非試管克隆技術可以使比扦插材料更小的微材料快速生根與成苗,如一葉一芽,或一葉半葉,或一枝或一芽,一根等,只要是全息性較強的植物離體器官都可當作快 繁時的離體材料,而扦插大多選擇具有較多貯藏養份的大枝段大枝條作為材料,從耗材上,扦插用是更多些。從繁苗的密度上比扦插育苗更密,每平方可達 400-1000株,如結合立體多層次的架式育苗效率還可提高得更多,一個240平方米的快繁大棚,至少可年生產50-100萬株苗,是大田扦插育苗的幾 倍或幾十倍。從管理用工來說投入的成本也大大地降低,傳統扦插育苗除了扣膜保濕蔗蔭外,平時還需進行定時的澆水與病蟲害雜草的防治管理,用工量大成本高, 而在非試管克隆的育苗環境下,一切可交給計算機控制統自動完成,這樣的話就可大大地降低勞動力投入減少種苗的成本,大多數品種從繁殖至生根移栽成本不會超 過1分錢,也就是說它是成本只需扦插育苗的1/10-1/20即可。
       在適宜的品種上,采用非試管克隆新技術幾乎適用于所有的綠色植物,而扦插育苗只適于一些特定的品種與季節,就是傳統或組織培養最難繁殖的松樹及瀕危植物 百山祖冷杉也得以快繁成功,其它的瓜果蔬菜綠化藥材等皆可,在適宜品種范圍上有了質的提升。而且運用新技術培育的苗木根冠比大,適合周年移栽全年定植,大 大加快優良品種的產業化進程,如結合穴盤育苗,更可使苗木的培育移栽定植一體化,使種植引起生長不良緩慢過長的現象得以克服。采用新技術培育的苗木就是在 盛夏也可移栽,這是其他任何一種育苗方法做不到的,這種新技術結合與采納了傳統育苗易操作性的優點,摒棄環境多變性的缺點,實現了種苗的周年快速培育與多 代循環的幾何倍增,在常規扦插育苗情況下,一根枝條經扦插后一年只能成為一株苗,而非試管克隆新技術可以實現幾千倍上萬倍甚至上百萬倍的幾何級擴增,這是 扦插以及其它育苗技術不可比擬的。
       4、與組培技術的區別:
組培技術全稱為組織培養技術,就是運用植物組織或器官甚至是細胞,在密封的裝有調配好營養基質的試管瓶中,完成它的分化增殖及生根過成,使接種后的植物 組織經一段時間的培育后發育成為一個或數個完整的植株,這就是我們近代生物技術中常提及的組織培養技術,它是目前科研院??平膛c試驗的一項重要生物技術范 疇,但在生產上一直因為存在的某些瓶頸而未被大面積的采納與推廣。除了組織培養投入及運行的成本較高外,更重要的一點是它適宜的品種不廣,可操作性不強, 特別是基層的生產者更難掌握與操作。 
所以,組織培養技術在我國發展的幾十年中基本上處于研究階段如作為育種及基因工程技術的輔助工具在運用,在生產上除了一些技術簡單的香蕉、甘蔗、草莓商 品苗及馬鈴薯脫毒外,在木本植物及瓜果蔬菜的運用上極少,除了成本因素外,技術也還是一個瓶頸,特別是木本植物的誘導生根上,存在的問題還是很多,目前還 難以在生產上推廣運用。既使許多品種在試管內能良好發育,但也同樣存在移栽后成活率低或緩苗難生長勢差等生理障礙現象。那么非試管克隆技術它是如何克服組 培技術的缺點而實現了一種新型的組織培養新路徑呢?其實植物非試管克隆新技術從泛義的角度來說也是組織培養技術,但不同的是一個是在試管里而一個是在快繁 苗床的大田基地里,培育環境有一天壤之別,一個需要無菌的密閉環境,一個是在開放的環境,一個是在全人人補光環境下,一個是在全天候的自然光環境下,一個 是利用加糖的人工培養基為育苗基質,而一個是在沒有任何有機質及糖的無機珍珠巖基質。一個是利用幼嫩的剛分化或無分化的組織或莖尖,一個是利用已完成形態 分化的組織或器官,一個是通過分化不定芽以實現幾何倍增,一個是利用芽莖營養生長來實現離體材料的增殖,也有部份可以運用增生的不定芽來完成增殖,但大多 數品種是利用莖的生長來擴大繁殖材料。
       一個需經過嚴格煉苗才能適應大田環境,一個只需簡單煉苗就能培育成對環境有很強適應性的快繁苗,除了這些區別外,在生理上它們存在實質性的區別,真因為 這些區別,而使傳統的組培苗成活率低適應性差而難以在生產上推廣運用?,F把它們的區別剖析如下,組織培養過程是一個以異養為主,自養為輔的寄生型育苗過 程,試管內組織的發育所需的營養與能量都是依靠培養基中的糖與礦質營養來提供的,屬于異養型代謝。而非試管快繁技術,它的離體組織材料是在沒有任何糖的無 機基質環境中進行,它的能量代謝全賴于組織本身的光合作用能力與貯藏的營養物質,它的整個代謝過程是自力更生的自養型代謝,兩種不同代謝類型所培育的苗對 環境就存在完全不同的適應性,自養型的具有很強適應性,稍作煉苗就可移栽至自然環境,而試管內培育的小苗,長在瓶內時看起來苗勢還是不錯,但一旦移致大 田,就出現死苗萎蔫,究其生理原因,發現在密閉瓶內生長的小苗,由于長期長在高度缺氧與二氧化碳的環境下,它的呼吸作用模式與光合作用模式沒有完全建立, 出現氣孔缺失現象或者所謂的玻璃苗現象,另外,在瓶內生長的小苗,它在營養器官的形成長所需的能量與營養大多是由基質直接供應與滿足,而非試管快繁苗它主 要依靠自已自身的光合作用與葉片環境吸收為主,它在培育過程中已形成了完整而發達的維管束,有利于移栽后的營養吸收代謝,而瓶內組織苗常有維管束發育不好 或不連通不發育的問題,所以當它移至大田后還會出現吸收及光合作用呼吸作用等生理之障礙問題,這是導致組培成活率低的最關鍵因子。而非試管快繁,它是依賴 于組織或葉片自身的光合代謝能力以完成它整個植株發育的營養與能量,所以它的根系特別發達,因為它利用葉片源源不斷的光合作用能力提供了大量的自養碳源, 而且再加上切口環境透氣保濕良好,不像組培基質瓊脂缺乏透氣性,所以它的根系發育特別多而發達,是任何一種育苗技術無可比較的。
       除了這些區別外,非試管快繁技術具有比組培更高的增殖率,因為移栽后的小苗,在全價營養液及適宜自然環境下比在瓶內有更快的生長量與生物量,如驅蚊草小 苗移至大田后,在1-2個月內至少可增殖15-20個葉片與芽,為下代的繼代循環提供了幾何級增長的離體材料,這樣一個葉芽在一年內致少可培育上百萬株種 苗,而且成本極低,只需一個塑料大棚與數個增殖培育大棚就可完成了,而如果采用組織培養技術,光組培相關設施設備與器具,就需投入幾百萬元,而且時間又長 又繁瑣,一般人也難以掌握。 
總之育苗技術是農業生產環節中最為重要技術要求也相對較高的技術,面對當前我國農業生產情況,已從單家獨戶散戶經營型向專業戶公司經營型轉變,農業產業 區劃也從傳統零散無序向因地制宜有序有計劃地區域化產業化發展,各自形成了初具產業優勢的地方品牌與當地名特優產品,隨著產業化不斷推廣,原來自育苗自栽 培自留種的傳統種苗培育方式肯定已不能適應當前產業化大規?;l展的需求,所以必須在新時期下,要迅速開發形成一種適合產業化工廠化集約化的先進育苗技 術,在這種新形勢,國內外也有相關的許多專家投入了這個領域的研究開發,其中最具先進性與代表性的就是千葉大學的閉鎖型光自養技術,這項技術集成了目前生 物領域計算機領域及材料科技領域中最為先進的技術,利用了植物強大的光自養能力,建立了一種與傳統組織相似但又有很大超越與提高的新型育苗技術體系與流程。 
       在此同時,在采納國外先進技術的同時,能結合我國生產實際,不生搬硬套也不默守沉規,在科學引進消化吸收與創新基礎上,研發出適合我國當前一 個時期生產力水平的工廠化育苗新技術----植物非試管快繁技術。這種技術在育苗技術指標上基本與國外接近,而成本只需國外相似技術的1/10,在我國推 廣具有實用性與可操作性,現在該技術已在我國大江南北推廣建立了500多個示范點與基地,為我國種苗產業的發展作出了積極的貢獻。如果有興趣的讀者,可繼 續閱讀,以下篇幅將會教你如何掌握與運用這項新型而先進的育苗新技術。

2019年10月12日 17:12
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