摘要:本文介紹了組培快繁技術(shù)的基本程序和發(fā)展概況,并結合本中心多年從事花卉種苗工廠(chǎng)化生產(chǎn)情況,概述本項技術(shù)的運用現狀、關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節,提出在花卉產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中,質(zhì)量和效率是企業(yè)生存和發(fā)展的基礎和前提,過(guò)硬的技術(shù)和嚴格的管理則是提高質(zhì)量和效率的關(guān)鍵,并就存在問(wèn)題進(jìn)行了分析和討論。
關(guān)鍵詞:組培快繁技術(shù),花卉種苗,產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)
1 組培快繁技術(shù) 組織培養的依據是植物細胞的全能性,即指具有完整細胞核的植物細胞,都具有形成完整植株所必須的全部遺傳信息,從而具備發(fā)展成完整植株的能力,在適宜的培養條件下任何一個(gè)細胞都可以發(fā)育成一個(gè)新的個(gè)體。組織培養是在無(wú)菌條件下利用人工培養基培養植物的細胞、組織、器官等外植體,使其形成完整小植株的繁殖方法,根、莖、葉、花器官,甚至細胞及原生質(zhì)體等均可作為組培的材料。
1.1 花卉組培概況 組培技術(shù)自20世紀60年代開(kāi)始運用于生產(chǎn)以來(lái),已經(jīng)在農作物的脫毒、快繁、育種等各個(gè)方面取得了令人矚目的成績(jì),我國20世紀70年嗲以后才開(kāi)始快繁技術(shù)的研究,20世紀80年代以后開(kāi)始運用。蘭花是最早運用也是最成功花卉,通過(guò)原球莖的增殖,一個(gè)莖尖外植體一年可以繁殖種苗幾十萬(wàn)株,形成了當時(shí)的“蘭花工業(yè)”。之后此技術(shù)開(kāi)始運用于月季、香石竹、菊花、唐菖蒲、非洲菊等許多花卉作物的種苗生產(chǎn),此外在脫毒培養、種質(zhì)保存、新品種培育等方面也開(kāi)展了較多的工作。利用組培快繁技術(shù)能短時(shí)、高效的提供性狀一致的優(yōu)質(zhì)種源這一特性,在加速選育種過(guò)程中獲得的性狀優(yōu)良的品種、品系及生產(chǎn)過(guò)程中出現的芽變、名、優(yōu)、新品種及有利用價(jià)值的野生花卉的迅速推廣及運用上起到了積極的推動(dòng)作用,各科研院校和企業(yè)著(zhù)力于花卉的組培技術(shù)研究及生產(chǎn)開(kāi)發(fā),形成了一批集科研和開(kāi)發(fā)于一體的大型花卉種苗企業(yè),就云南來(lái)講,有年產(chǎn)200萬(wàn)株以上組培室8-10家。對培養基、環(huán)境因子的影響進(jìn)行了深入研究,探討了玻璃化、畸形、黃化、變異的形成機理和防治措施,種苗快繁是組織培養技術(shù)在生產(chǎn)中運用最為廣泛的一項技術(shù),近幾年在花卉種苗工廠(chǎng)化生產(chǎn)中廣泛運用,對推動(dòng)花卉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。
1.2 組培程序 1.2.1 材料選擇
首先在引種、試種及市場(chǎng)調查的基礎上,選適栽的優(yōu)良種品種,并在其中挑選花色純正、健壯、無(wú)病蟲(chóng)害的優(yōu)良單株作為取材母株,然后根據其組培特性取合適的部位作為外植體。
1.2.2 材料消毒
將材料在洗滌劑溶液中清洗干凈后,在0.1%-0.2%氯化汞中消毒10-20min,再在0.1%-0.2%次氯酸鈉溶液中浸泡10min,用無(wú)菌水漂洗3次,在整個(gè)消毒過(guò)程中,要不斷的搖動(dòng)容器器,使其能夠均勻全面的消毒。滅軍劑種類(lèi)和濃度是決定進(jìn)種成功的關(guān)鍵。
1.2.3 生長(cháng)和分化
將外植體接種于含有各種營(yíng)養物質(zhì)和激素的培養基中,MS培養基是運用最為廣泛和有效的培養基,它適于多數花卉作物組織培養,生長(cháng)素和細胞分裂素的種類(lèi)和濃度因花卉種類(lèi)和品種以及誘導、增殖、生根等不同階段而有所不同,經(jīng)過(guò)愈傷組織和不定芽的誘導和分化及叢芽增添制,形成許多芽叢,最后將達到生根質(zhì)量標準的小苗進(jìn)行生根培養,形成具有根、莖、葉的完整小植株,不少研究者對影響生長(cháng)與分化的培養基和環(huán)境條件進(jìn)行了深入的研究,在激素方面對不同階段和種類(lèi)的激素需求進(jìn)行了許多試驗研究,此外在外植體種類(lèi)、部位、溫度、光強、光質(zhì)等方面也進(jìn)行了較詳細研究。
1.2.4 瓶苗過(guò)度
過(guò)度是使苗逐漸適應外界環(huán)境的過(guò)程,它是組培苗生產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節,直接關(guān)系到組培生產(chǎn)能否順利進(jìn)行,要洗凈根部培養基后再移栽并進(jìn)行精細的管理:前期遮陰存濕,之后逐漸控水和加光,成活以后要加強肥水管理,并增加光照。對不同類(lèi)花卉所需過(guò)度基質(zhì)、環(huán)境等方面開(kāi)展了一些研究,隨著(zhù)現代化栽培設施的引進(jìn)和利用,通過(guò)溫室過(guò)渡、蒸汽消毒和自控噴灌,在基質(zhì)的重復利用和環(huán)境的調控上有了極大改進(jìn),顯著(zhù)提高了苗的過(guò)渡的成苗率。
2 運用 2.1 花卉快繁現狀 到20世紀90年代,快繁技術(shù)在花卉生產(chǎn)中的運用快速發(fā)展,無(wú)論雜種類(lèi)和數量上均達到鼎盛時(shí)期,為種苗的工廠(chǎng)化生產(chǎn)提供了廣闊前景,在多種花卉上運用取得成功,特別在鮮切花的規;a(chǎn)上,每年通過(guò)組培生產(chǎn)的種苗達幾千萬(wàn)株,主要以滿(mǎn)天星、情人草、月季、蝴蝶蘭、非洲菊、勿忘我、菊花、洋桔梗、孔雀草等種類(lèi)為主,觀(guān)葉植物特別是一些熱帶雨林類(lèi)花卉植物如紅掌、紅寶石、綠巨人、蕨類(lèi)、龜背竹、花葉芋、朱蕉、綠籮等進(jìn)行了大規模的組培生產(chǎn),球根花卉的組培研究以唐菖蒲和百合比較深入,從不同的外植體進(jìn)行誘導培養并獲得了再生植株,近年彩色馬蹄蓮的研究和運用有了很大進(jìn)展,云南農科院和深圳四季青花卉公司等單位在引種比較基礎上進(jìn)行了規;a(chǎn)并在種球培養、處理等方面摸索出一些經(jīng)驗,已有部分組培種球在生產(chǎn)中運用,產(chǎn)生了很好的社會(huì )和經(jīng)濟效益,郁金香的研究工作也比較深入,但以試驗研究為主,進(jìn)行批量生產(chǎn)的報道少見(jiàn),總的來(lái)講,由于球根類(lèi)的特殊性,在大規模的生產(chǎn)上運用較少;盆花的運用以名貴品種及播種后代分裂嚴重不能正常收種的種類(lèi)為主,肉質(zhì)多漿類(lèi)主要是解決生長(cháng)速度慢、增殖率低的問(wèn)題,除蘆薈等少數作物在生產(chǎn)中工廠(chǎng)化運用外,其他如仙人球類(lèi)植物的研究和運用都較少;蘭花的種苗工廠(chǎng)化生產(chǎn)在臺灣、泰國早已成規模,以洋蘭生產(chǎn)為主,我國近年新建了一些專(zhuān)業(yè)化的蘭花種苗公司,利用國內的人力和資源從事蘭花的規;a(chǎn);隨著(zhù)野生資源的調查、收集和運用工作的開(kāi)展,有部分種類(lèi)已進(jìn)行了快繁研究和運用;木本花卉方面,在山茶、牡丹上開(kāi)展了較多的研究工作。
2.2 主要鮮切花運用 鮮切花的運用上,以滿(mǎn)天星、香石竹、情人草、月季、非洲菊、勿忘我、菊花、洋桔梗等比較成功,作為主要流行切花種類(lèi),種苗的90%以上是組培苗或以組培苗為母本的扦插苗,洋桔梗在有制種技術(shù)的前提下,也可采用籽播苗,但與組培苗相比,在長(cháng)勢和產(chǎn)量等方面,仍有一定的差距。以云南的種苗市場(chǎng)為例,香石竹的需求量最大,它可用脫毒原種進(jìn)行扦插,也可直接組培快繁生產(chǎn)種苗,其次是滿(mǎn)天星,每年的種苗需求量達近千萬(wàn)株,均為組培苗,再次是月季,最近幾年來(lái),非洲菊、情人草、勿忘我的組培苗需求量迅速增加,年需量達到200萬(wàn)株左右,洋桔梗的種植量也在逐年增加。主要生產(chǎn)企業(yè)有云南農科院園藝所、植保所、云南鐵路花卉、上海良種場(chǎng)、上海大地園藝種苗有限公司、中國農科院花卉所、通海種子公司等單位,它們多數為依托科研機構的實(shí)體,有科研開(kāi)發(fā)創(chuàng )新的技術(shù)基礎。
2.3 新技術(shù)的運用 無(wú)糖培養技術(shù)是由日本研究者提出的一種新的組培快繁技術(shù),它改變了傳統培養方式,通過(guò)提高培養環(huán)境內的二氧化碳濃度,降低氧氣濃度,同時(shí)增加光照強度,促使培養物進(jìn)行光合作用,由異養型轉變?yōu)樽责B型,此技術(shù)昆明市環(huán)境科研所已進(jìn)行引進(jìn)和吸收,并獲得了成功,通過(guò)鑒定和驗收,在非洲菊、滿(mǎn)天星、馬蹄蓮等種類(lèi)上進(jìn)行了大量的生產(chǎn),目前準備進(jìn)入推廣和運用階段。其優(yōu)點(diǎn)是小苗健壯、生長(cháng)周期短、操作簡(jiǎn)便、污染率低、生產(chǎn)成本低。
2.4 規;a(chǎn)關(guān)鍵措施 隨著(zhù)花卉產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展,對種苗市場(chǎng)提出了越來(lái)越高的要求,為了在激烈的競爭中生存和發(fā)展,就必須在種苗質(zhì)量、品種、價(jià)格、時(shí)間和信譽(yù)上優(yōu)于別人內。因此在生產(chǎn)的組織管理上要特別抓好以下工作:
2.4.1 計劃的制定
大規模生產(chǎn)的計劃包括品種計劃和產(chǎn)量計劃,首先要選擇有競爭力、市場(chǎng)暢銷(xiāo)、或是有特定市場(chǎng)需求的品種,否則會(huì )因品種不對路造成種苗的滯銷(xiāo),在進(jìn)行生產(chǎn)之前,一方面要進(jìn)行市場(chǎng)調查和分析,掌握品種的流行動(dòng)態(tài),另一方面,通過(guò)引進(jìn)國外的優(yōu)良品種進(jìn)行試種和篩選,并將有市場(chǎng)前景的品種進(jìn)行示范和推廣,第三,有條件的單位和企業(yè)要開(kāi)展品種選育工作,培育和推廣有自主知識產(chǎn)權的品種。其次,要制定各個(gè)品種的全年生產(chǎn)計劃,并根據各個(gè)種類(lèi)和品種的生產(chǎn)特性,結合組培難易、增殖系數、繼代和過(guò)渡培養的時(shí)間等因素,確定打芽進(jìn)種的時(shí)間及各月繁殖進(jìn)度,計劃要考慮各個(gè)種類(lèi)的種植時(shí)間,一般滿(mǎn)天星的生產(chǎn)季節為3-6月,情人草為12-3月,非洲菊為3-8月,種植時(shí)間分別為6-8月,4-6月和5-10月,在時(shí)間的計劃上,除要考慮室內的擴繁、增殖和生根時(shí)間外,還要將煉苗時(shí)間算在內,在實(shí)際生產(chǎn)上往往會(huì )出現由于計算的誤差或人力、環(huán)境等因素的影響,使出瓶時(shí)間、數量與計劃不吻合,結果不是由于苗齡過(guò)大影響質(zhì)量就是錯過(guò)銷(xiāo)售季節。一般將計劃的60%以銷(xiāo)定產(chǎn),其余40%作為預計量是比較科學(xué)可靠的。
2.4.2 快繁技術(shù)的研究
研究工作應以提高種苗質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本為核心,從培養基配方、培養室的光、溫條件、操作、過(guò)渡管理等技術(shù)環(huán)節上進(jìn)行,大規模生產(chǎn)中,在技術(shù)的運用上要特別注意不同種類(lèi)和品種的差異和特殊性問(wèn)題。
2.4.3 成本核算
在大規模的快繁生產(chǎn)中,成本直接關(guān)系到企業(yè)能否生存和發(fā)展、成本包括室內和室外成本兩部分日呢,由材料費、水電費、工資、業(yè)務(wù)費等直接生產(chǎn)成本組成,此外還有設備和資產(chǎn)的折舊費;降低生產(chǎn)成本市工廠(chǎng)化生產(chǎn)的核心問(wèn)題,在保證質(zhì)量的前提下,應以簡(jiǎn)化和節約為原則,同時(shí)在物資的采買(mǎi)時(shí),要從質(zhì)量和價(jià)格上貨比三家。在組培生產(chǎn)中水電費的支出占了大約30%,通過(guò)自然光、散射光的利用并根據品種特性進(jìn)行隔層開(kāi)燈、向陽(yáng)面有陽(yáng)光時(shí)關(guān)燈,交替開(kāi)燈,適當減少開(kāi)燈時(shí)間等措施?蓪⑺娭С鼋档7%-10%。此外要從提高操作熟練程度和工作效率等方面挖掘潛力?傊,成本與技術(shù)水平、設備條件、管理水平、種類(lèi)和品種等有很大關(guān)系,只有從各個(gè)環(huán)節上加強管理,提高效率才能降低生產(chǎn)成本,提高效益。此外加強組培技術(shù)和方法的研究,提高增殖率,減少污染,同樣可以間接的降低成本,提高效益,當增殖率叢倍提高倒倍,室內直接生產(chǎn)成本可下降14.86%,污染每增加5個(gè)百分點(diǎn),室內直接生產(chǎn)成本將遞增10%以上,而且污染率越高,在此基礎上的遞增率也越大,當污染率達20%時(shí),成本增加54%,污染達305時(shí),成本將增至106.5%,在生產(chǎn)上只有盡可能減少污染,才有可能獲得較好的效益。
2.4.4 組織管理
技術(shù)和管理是進(jìn)行企業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵和核心,快繁技術(shù)已經(jīng)在香蕉和蘭花等作物上實(shí)現了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),并取得了很好的經(jīng)濟效益;ɑ芸旆鄙a(chǎn)是一種科技含量高的密集集約化生產(chǎn),其管理要從品種和計劃入手,重點(diǎn)抓生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量,從制度上制定規范的作業(yè)程序,加強工人的技術(shù)培訓,提高其生產(chǎn)效率,為了提高操作質(zhì)量,同時(shí)針對組培生產(chǎn)環(huán)節、品種差異大、易出錯的特點(diǎn),在采芽進(jìn)種、前期誘導、培養基配制、過(guò)渡移栽等環(huán)節由專(zhuān)人負責,接種操作則按種類(lèi)和品種分配到人,這樣才能從效率和質(zhì)量上提高?傊,花卉種苗大規模的快繁生產(chǎn)需要有嚴密的計劃和嚴格的組織管理,才能在花卉行業(yè)中生存和發(fā)展,也才能在激烈的市場(chǎng)競爭中立于不敗之地。
2.5 存在問(wèn)題 2.5.1 缺乏有自主知識產(chǎn)權的品種,現在的生產(chǎn)品種主要以進(jìn)口為主,這一方面費用昂貴,另外一方面在繁殖權問(wèn)題上有較多的限制條件,制約了引進(jìn)品種在國內的迅速推廣和利用;利用現有的種質(zhì)資源進(jìn)行雜交育種和生物技術(shù)改良,并進(jìn)一步選育出具有國際競爭力的新品種,才能保證花卉生產(chǎn)和后續發(fā)展。
2.5.2 花卉組培中的玻璃化、變異、畸形、增殖率低、季節性的污染重等問(wèn)題普遍存在,使一些種類(lèi)難以進(jìn)行大規模的生產(chǎn),通過(guò)培養基、激素和環(huán)境的調節,并嚴格操作標準和加強環(huán)境消毒來(lái)進(jìn)行改善。
2.5.3 大規模生產(chǎn)中計劃與市場(chǎng)的銜接問(wèn)題,組培生產(chǎn)是一個(gè)連續性的過(guò)程,而且其中的環(huán)節較多,加上受激素和環(huán)境因素的影響較大,種類(lèi)和種間的差異也大,這樣有時(shí)就會(huì )出現品種不能按時(shí)、按量出瓶,或是出瓶苗在過(guò)渡的過(guò)程中受氣候和環(huán)境的影響成苗率低,無(wú)論哪一個(gè)環(huán)節稍有問(wèn)題,都會(huì )造成不能按時(shí)供苗,使企業(yè)的信譽(yù)和花卉生產(chǎn)者的效益受到影響,所以在制定生產(chǎn)計劃時(shí)一定要周密和嚴謹,把各種可能出現的問(wèn)題都充分考慮在內,但也不能將余地留得太大,否則過(guò)量生產(chǎn)又會(huì )增加生產(chǎn)成本。
2.5.4 球根花卉的市場(chǎng)前景廣闊,但能夠規;a(chǎn)并形成產(chǎn)品的種類(lèi)少,主要是進(jìn)行組培快繁的難度大,集中反映在一些較名貴的種類(lèi)如郁金香,水仙等增殖率低,難以進(jìn)行大規模生產(chǎn),此外一些能夠產(chǎn)業(yè)化組培生產(chǎn)的種類(lèi)如:百合、馬蹄蓮等過(guò)渡移栽,小球的培養和種球處理等方面還存在一定的技術(shù)問(wèn)題。
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