高效节能组培系统的研发及其在园林植物组培中的应用

黄晓艺　蔡林林

摘 要 现代社会，由于人们对生活环境的要求越来越高，为了满足人们的需求，园林植物在快速繁殖、防病虫害、育种等方面的技术水平也要随之提高。植物组织培养技术能够有效满足园林植物在这一方面的需求。为了提高我国园林植物的种植质量，科研工作者在高效节能组培系统的研发中投入了大量精力。阐述高效节能组培系统的应用类型，分析高效节能组培系统的开发思路，最后介绍高效节能组培系统在园林植物组培当中的作用。

关键词 高效节能组培系统；研发；园林植物组培

中图分类号：S688 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.21.058

在现代社会当中，能源紧张的趋势越来越明显，市场竞争越来越激烈。各企业都要采取必要的节能措施，降低生产成本，增强企业自身的竞争力。各国政府也加大了节能技术的研发力度，并且普及应用开来。在园林植物的种植方面，各种节能技术和节能产品也不断投入应用，构成一个完整的高效节能组培系统。高效节能组培系统的出现，推动了我国现代农业的发展，在园林植物的种植过程中发挥了重要作用。

1 高效节能组培系统的应用类型

1.1 快速繁殖种苗

组织培养快速繁殖园林植物当中的优秀种苗，是一种具有美好前景的应用类型。植物组培技术能够突破种苗生长时间的限制，促使种苗在短时间内发育成熟。培育出来的幼苗品种纯正，产量丰富，具有极高的商业价值，能够满足市场的需求。目前，我国已经能够运用组培技术快速培养一些名贵花卉和观赏性植物。快速繁殖种苗的手段主要有两种：第一种是利用茎的尖端和中段催生出腋芽，或利用种苗的根或叶诱导不定芽的生长；第二种是对愈伤组织进行诱导，催发出不定芽[1]。

1.2 培养无病毒苗

许多园林植物都会遭受各种病害的侵扰，影响植物的健康生长，甚至造成植物死亡。这一点在利用无性繁殖手段培育出来的植株当中表现得更加明显。植物的病害症状会由于无性繁殖手段而一代一代往下传，症状越来越为严重。为了解决这种问题，科学家在20世纪60年代初通过微茎尖培养的方法培育出了无病毒苗，与热处理方法相结合，消除植物当中的大部分病毒、真菌和细菌。随着科学技术的进一步发展，无病毒苗的培养、鉴定、繁殖和保存方法都进一步完善，形成了一个完整的技术体系。

1.3 育种

园林植物的育种主要有以下几种方法：单倍体育种、胚胎培养、细胞融合、基因工程、培养细胞突变体和辐射诱变育种等[2]。以单倍体育种为例，单倍体的植物不能够独自结出果实，需要用秋水仙素进行处理，让染色体加倍，这就是单倍体育种的基本原理。利用单倍体育种的园林植物有百合类、芍药、非洲紫罗兰等。细胞融合就是将两种不同类型的植物细胞融合在一起，获得杂种植株。培育出来的杂种植株往往能够综合两种不同植物的优点，具有极高的商业价值和巨大的应用空间。

2 高效节能组培系统的开发

2.1 主体框架结构

为了实现不同类型园林植物的共同培养，高效节能组培系统需要采取分层结构，每层都采取抽拉式的方式，方便工作人员放置各种培养材料。同时，考虑到各种物质的腐蚀作用，组培系统的整体框架要采用不锈钢材质，并利用压塑板来进行外部装饰。组培系统的整体框架要选择适宜的长度、高度和宽度，其中长度为100～150 cm，宽度为60～80 cm，高度为150～200 cm。

2.2 控制系统

管理人员通过控制系统来对各个培养层进行控制，监视整套组培系统的运行状态。在控制系统上有光源的总开关、每层的开关控制按钮、照度的设定按钮和调节按钮、定时开机按钮和关机按钮。其中光源总开关和每层的开关控制按钮，分别对整套系统和各个培养层的光照进行控制；照度的设定按钮和调节按钮就是调节光照强度的大小，或者将光照强度调整到设定的数值；定时开机和关机按钮就是按照规定的时段调节光照的强度，顺应培养层当中植物的生长规律。

2.3 光源系统

组培系统的光源通常采用能够发出可见光的LED设备。按照亮度来区分，LED设备可以分为一般亮度的LED设备和高亮度的LED设备[3]。一般亮度的LED设备发出的可见光主要是红光、橙光和黄光，通常用于家用电器、信息产品、通信产品、大型广告板、交通信号灯和生物医学等方面。高亮度的LED设备发出的可见光主要是绿光、蓝光和白光，主要用于一些特殊场合的照明。而在节能高效组培系统当中，主要采用高亮度的白光LED灯珠。高亮度白光LED灯珠在组培系统当中各培养层的侧面位置，均匀地照射到培养层当中。

2.4 导光系统

在组培系统当中，导光系统的主要材料是纳米导光板。纳米导光板是在浇铸有机玻璃时，投入纳米级光散射粒子而制成的，能够将高亮度白光LED灯珠发射出来的光均匀散射到各个培养层当中。纳米导光板据有很多优点：方便加工成任意尺寸、任意形状，使用比较灵活；转化的光线均匀而柔和，适合植物的生长；使用寿命高，通常情况下使用寿命在8～10 a。

3 高效节能组培系统对园林植物培养的作用

高效节能组培系统在园林植物的培养当中发挥了重要作用，主要表现在以下几个方面。

首先，在植株形态方面。以文心兰为例，经过高效节能组培系统培养出来的植株与利用其他传统方式培养出来的植株相比，植株高度明显要高，叶片的数量也更多，有利于植株更有效地进行光合作用。另外，经过高效节能组培系统培养出来的植株与利用其他传统方式培养出来的植株相比，根茎的长度更长，数量更多，更加深入土壤，这说明植株对土壤当中营养的吸收程度也比较强。

其次，在植株中物质含量方面。以园林植物当中常见的白掌为例，利用高效节能组培系统培养出来的植株与利用其他方式培养出来的植株，内部物质的含量具有很大差异，主要体现在叶绿素和可溶性糖两方面。科学实验表明：利用高效组培系统培养出来的白掌植株，体内的叶绿素a、叶绿素b的含量能够达到植株体内叶绿素含量的最大值，而利用其他方式培养出来的白掌植株，体内叶绿素含量明显不能达到这种水平。而在可溶性糖方面，科学家们也得出了相同的结论。这说明利用高效节能组培系统培养，能够增强植株的新陈代谢能力，促进植株的生长发育。

4 结语

现代社会对园林植物种植的要求越来越严格。为了满足现代社会对园林植物种植的需求，我国科学家开发出了新一代高效节能组培系统，在尽可能节省各种能源的情况下，促进园林植物的健康生长。高效节能组培系统能够让植株的形态更加优美，内部营养物质含量更高，对园林植物的生产具有良好的促进作用。

参考文献

[1]郭威威，毕超，王兵.新型节能高效植物组培专用LED光源的研制与试验[J].浙江农业科学，2011（5）：1192-1195.

[2]周泓，虞侠挺.基于嵌入式的兰科植物组培控制系统[J].传感器与微系统，2012，31（8）：116-118.

[3]高柱，王小玲，唐军荣，等.我国木兰科植物组培快繁研究进展[J].江西科学，2013，31（1）：53-57.

（责任编辑：赵中正）