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2006年9月28日 作者: [返回]
关于上报瑞典政府的农业项目介绍(回复学员来信)

 

关于上报瑞典政府的农业项目介绍(回复学员来信)

有关智能化温室植物非试管克隆与管道高分子气雾培快繁技术的项目介绍

(电子图文文档格式)

主题词: 智能 生态 安全 标准化 克隆 快繁 物理农业

1,综述

1,1,温室快繁技术的源与库理论

答:所谓源与库就如水源与水库,水源是源源不断流出泉水的地方,在植物器官上就如植物之叶片,它在光照的作用下可以源源不断地产生碳水化合物,也就是光合产物。而库就是流水的沟渠及水库,它是贮藏水份与消耗水份的地方,在植物生一切生长发育的,特别是正在发育的器官皆为库,但也不是绝对的,两者可以因发育进程而相互转换的。在快繁中,特别强调叶片之作用,因为它是生根发育成苗的重要营养来源,简称“源”,而下切口的生根部位发育及芽的萌发,却需要从叶片光合产物中汲取所需的碳源,所以把根的发育部位及芽叫做库。如何协调平衡两者间的关系,成为快繁营养激素代谢之核心,所以一切环境因子的科学控制是为了源器官叶片能源源不断地产生营养,以确保库发育之所需,只有两者间建立一定的源库平衡关系,方可以让切口快速生根,枝叶伸展而快速成苗。现图示如下:

1,2,植物快繁技术体系的标准化

答:快繁技术的标准化是实现产业化之关键,在种苗的快繁工程中,只有标准化的建立才可生产出商品率更高的种苗,那么快繁技术标准化由那些方面组成呢?首先是环境因子的标准化,它是植物离体材料得以快速生根及基因表达之关键,只有环境因子的标准化控制,才可以使种苗的发育成苗过程工厂化与标准化。另外,就是技术体系的标准化,也包括操作流程之标准化,由快速生根成苗及多代循环组成,操作标准母本园建立,取材,药剂处理,接种快繁,生根炼苗,移栽大田等技术环节的相关标准所组成。现就是以苗繁苗多代循环技术标准的建立,要实现种苗的几何级扩增,光有快速生根成苗还是不够的,需达到几何级扩繁之效果,这是快繁的核心标准。

1,3无公害植物培植技术的安全

答:无公害植物培育是当今年全球人们所共同探讨的问题,是食品安全环境污染的大问题,采用先进的植物栽培及繁殖模式,让植物完全脱离土壤,生长于一个完全人工的可控环境下,可以采用生物及物理的方法,来隔绝与防治病虫害,以达到完全无公害的免农药效果,采用先进的栽培技术,是生产纯绿色安全型农产品之关键,在基地建设中,采用设施技术与无土栽培技术还有物理防治技术,做到防虫网隔绝,无土洁净,物理方法防治,杜绝有害化学农药之使用,是安全型植物培育的技术所在,如电功能水的杀菌消毒,物理电场的促长防病等,都是无公害植物培育的重要手段与方法,也是现代设施农业之特点,利用该方法可生产出免农药的瓜果蔬菜及种苗等农产品。

电场杀菌技术

防虫网隔离生产

电功能水无残留防治

1,4,温室植物的气雾培自动控制

答:温室植物的气雾培控制是成功栽培的关键,是一切环境因子中较为重要的控制部份,因为植物长在空气中,没有土壤或水的缓冲,需要有更灵敏的传感控制系统的支持,方可成功栽培。影响植物生长的环境因子中,气雾栽培以水与营养供给成为了关键,而水培中营养液中溶氧的高低是生长的限制因子,所以气雾环境的控制应该与水份供给控制为核心,因为气雾培已经能使氧气最大化了。气雾控制系统的建立是基于根域环境温度及空气环境温度基础之上所建立的一种模拟蒸腾与模拟供水系统,通过根域温度与环境温度的感应反馈来确定弥雾之方式,这是最早期的气雾培控制系统。最近,在原来基础上,我们又来发了基于茎干失水后粗度微变化的特点,采用微位移传感器的感应来进行气雾控制。也有利用根系的毛管吸收与叶片的气孔蒸腾速度来实现信号的反馈式控制,为根域创造出最佳的水气肥环境。

气雾培控制计算机

1,5,温室植物非试管克隆的应用

答:植物非试管快繁技术可以实用于一切绿色植物的无性快繁,但从生产角度来说,以在瓜果蔬菜果树绿化林业等经济植物上较多,是种苗工程技术中投入成本最低工厂化程度最高的一项植物克隆新技术,它具有投入少易实施产业化的优点,也具有无性增殖不会发生特性变异,在生产上具有普遍意义,可以广泛用于农林业之生产。在F1代杂交种子上的运用可以大大降低种子成本,在果树上的运用可以减免嫁接等繁琐之环节,在林业树种上运用可以加快退耕还林绿化之速度,在转基因植物上运用可以解决留种难的问题,在频危植物上运用可以起到拯救物种之作用,更为重要的是植物非试管快繁技术除了速度快外,成本更代是普通育苗成本的1/10-1/20,是组培育苗的/120-1/50,在生产上达到产业化实用化的水平,是未来农业生产中最为重要的实用新技术。

一叶成数苗

半叶也成苗

 

1,6,温室植物管道高分子气雾培

答:气雾培具有生产快速之特点,也具有空间利用率高的优势,所以栽培一亩气雾培植物,其生物产出量就相关于土壤十多倍,首先生长发育加快后,周期缩短,生产的批数增加,其次是容易实现立体栽培,或金字塔形之气雾系统,可以使光资源得以最充分之利用,单位面积栽培株数也得以成倍之提高,这样两者所产生的迭加效应,就实现了上十倍的生物提高量,而且以气雾为介质,具有根系发达,自由无限伸展穿梭之特点,可以让植物的生长潜能得以最大发挥,用于蔬菜树的巨型化栽培是最佳之模式。气雾具有飘逸不承重之优点,较易实现立体化,是设施或植物工厂内图求立体栽培的最佳模式。可以充分利用空间资源实现集约化工厂化生产。采用该模式栽培的蔬菜比土耕更加鲜嫩,维生素C营养,叶菜类可提3倍,是极品蔬菜栽培的最好方法。除此以外,它的空间与地面较易做到洁净化,无土化,可以实现完全的免农药栽培,病与虫的控制采用物理方法就可得以彻底解决,是免农药栽培的最佳选择模式,它具有广阔的前景,是世界未来农业发展的趋势模式。

金字塔形的立体生产

1,7,植物克隆与气雾培生产效应

答:植物克隆解决净根苗之培养,而气雾培则解决生物量的形成,也就是种苗的生长发育直至收获,形成了产前产中产后一条龙的生产模式,产前的种苗工程,产中的无公害速长技术,产后的净菜洁净化无公害化的绿色食品包装,形成了一个完整的产业链,是当前蔬菜瓜果工厂化产业化发展的一体化模式。可以从种苗的无土培育到栽培到收获形成循环型的生态产业链。

气雾育苗与生产栽培一体化进行

番茄气雾快繁

2,概况

2,1,智能化温室基础设施系统

答:智能化温室是在原来温室的基础上,结合智能化控制系统,以实现温光气热营养等生长因子的智能化调控,为植物的生长模拟创造出最佳的生长因子,使植物的生物产量与经济产量达到最优化。其中的智能技术是核心,所谓智能就是人工智慧之功能,结合智能技术可以轻松实现农业的简约化傻瓜化管理,你就是不懂农业技术没有生产经验,也可以在智能环境下栽培出专业水平的农产品,它的智能功能可以通过各种传感器及自动控制部份来科学精确地完成各项环境调控操作与田间生产操作,使劳动力投入最小化,使技术管理标准化。在其间计算机自动控制技术是关键,在原有温室基础上,先完成电启动部件的配置,也就是诸如手动的蔗阳网先改建成电动,天窗的开启也由手动功能的改成电机启动方式,施肥由原来的人工改成管道化,而且是以电趋动的水泵为动力,等等原本由人工操作的管理可以改成电动。这是实现智能化管理的基础,完成这些基础改建后,再联接上各种环境因子传感器与自动控制计算机就可实现温室的智能化管理,栽培空间的诸如温度、湿度、光照、二氧化碳、ECPH值等生长因子可以完全实现智能自动化,这对于提高生产力水平,提高农产品质量,提高劳动生产效率,提高工厂化程度来说,智能技术是必不可少的现代农业高新技术。

2,2,智能化温室电子控制系统

答:智能化温室控制系统是温室相当于温室的神经网络系统,它是以类神经似的传感反馈形式所建立的一个开环控制系统,它由以下三大部份组成,传感器部份是关键,如人的感觉器官,其精度灵敏度直接关系到控制的准确度。计算部份,是芯片主机部份,它是人的大脑也是专家系统的载体,也是运算反应的中心,由传感器采集的环境信号由它作出决策执行之信息指令,是计算机功能的关键。三是执行部份,各强电及各种电子启闭开关组成,它如人的人与脚,在接受大脑指令后,由它来完成执行的动作过程。当然还有人机对话界面,是人为信息参数的设定输入部份。另外,从计算机控制的其它外延功能来说,还将分为上位机与下位机,上位机可以远离生产场所,它是指挥中心,可以由电脑及远程操作软件来组成,是为便于管理所设定的,下位机也叫现场机,它是在生产场所,直接承担系统的数据采集运算与执行功能。有了完整的电子控制系统可以使温室的功能优化,环境优化,最终实现生产技术与栽培效果的最优化,是培育高产量高品质农产品之关键,有了它许多常规条件下不适应栽培的植物皆可在计算机控制下正常快速地生产,它是农业发展到一定程度的必然,也是当前信息技术在农业生产上运用的主要体现。

 

2,3,智能化温室专家控制系统

答:专家系统也叫植物生长模式,它是计算机得以在农业上运用的关键,也是人们傻瓜式操作计算机所必然要解决的关键问题,它是把人工智慧集成编写成软件控制程序,再固化到计算机的的芯片部份,是计算机运算与判断的一个分析逻辑思维的综合决策平台,由专家系统作出对环境变化的反应,由专家系统来完成生产过程中的许外操作流程。一台计算机控制功能的强弱,主要由专家系统决定,一项技术的运用效果也主要由生长模式所定,如果没有专家系统支持,计算机的功能将大为失色,计算机的运用将变得繁琐,不是一般人都可做到简易傻瓜操作,只有以专家系统为决策平台的控制系统才可以使计算机的运用真正平民化,让普通农民也可用上。

2,4,智能化温室执行控制系统

温室的执行部份除了上述提及的强电及各种自动启闭之开关外,更重要的是各种与环境因子相关的执行部件组成,如光调节用上了电启动的蔗阳网,降需要结合排风扇及湿帘,还有高空的微喷降温系统,补光采用人工光源的补光系统,气体调节,采用二氧化碳发生器及氧气发生机等;加温系统采用热风炉或加热线,当然也可利用太阳能。施肥或营养管道可以采用施肥机,或养液的自动供应系统等等。这些执行系统是完成指令,达到调控量的关键,是实现温湿环境智能调节的最重要硬件因子。

2,5,植物非试管克隆雾培快繁。

所谓雾培快繁也叫其于弥雾系统的非试管快繁,它是利用植物的一叶一芽或者微小的离体材料器官,让它接种于一个受计算机环境控制的苗床内,再通过雾化系统以实现温度湿度及营养的雾化调控,为植物离体材料发育提供了光合作用条件与离体材为发育的最适环境。有了该技术与系统保障可以周年地实现植物克隆快繁,可以分批全年高效率地生产各种经济植物种苗,是种苗生产中最为先进与实现的无性繁殖新技术。这种快繁是离体材料接种于珍珠岩基质中,在计算机控制的环境下生根成苗,它的最为重要技术就是智能化的弥雾技术所以这里叫它雾培快繁这是极为贴切的。

雾培快繁

2,6,植物管道高分子雾培快繁

这种快繁也叫雾增殖技术,让离体村料在气雾中生根成苗,它具有比珍珠岩基质更快的生长速度,除了生根时间缩短外,更重要是根系还能更加发达,特别是毛细状的吸收呼吸根,是其它育苗技术所不能比拟的,利用这种方式育苗无需基质,只要做到雾液的营养配比科学,雾化均匀就可,采用该方式建立起来的微型系统也叫克隆机,这已在生产上作为育苗简易装置或者叫育苗箱而被开发,可以用于家庭园艺也可用于大规模的农业生产。雾增殖技术生根特快,一些极难生根或采用其它生根技术不能生根的植物,采用气雾繁就可以大大激发其生根之潜能,是当今或未来最为先进的雾繁殖新技术,采用它培育净根苗是特别适合于蔬菜的一种新技术。

3,后叙

3,1,生态农业技术发展与开掘

 当今世界农业发展的主题其实就是环保生态持续无公害安全型农业的生产。而采用现代农业生产手段却可以完全做到免农药,安全可以做到周年生产,也完全可以做到代表与满足当前生产力水平及市场的需要。采用环控技术、生物技术以及物理农业技术,使农产品的生产方式发生了跳跃性变化,使病虫害防治的新概念得以形成,也就是免农业时代到正真到业,从治到防的时代,人化学到物理的时代,从分散到集约的工厂化时代,都离不开新型农业技术的支撑,都离不开工业化的各种新技术与新装备的开发与利用,只有走农业工业化集约化现代化之路才可以真正支撑起现代的无公害的农产品生产体系,才能开启农业生产崭新的篇章与新时期的到来,才能使生态环境不再破坏,才能使农业持续发展,才可使人们健康得以保障。

无公害蔬菜工厂是食品安全的保障

备注:作为北欧高福利国家的瑞典,非常关切食品的安全与生态培植,因此生产过程中的每一项细节都不能存在化肥和农药(杀虫剂)的施放,为此, 项目说明和介绍中只能用有机肥来代替化肥.以免出现问题.另外,目前,超声波雾化,好像是称作高分子雾化,不知对不对?!上述只是我的一点愚见,关于智能化温室植物非试管克隆与管道高分子气雾培快繁技术的项目介绍的框架,还请徐主任定夺,我只是从他们感兴趣或关注的问题上进行设题,好对口胃.此次针对瑞典国家贸易促进署官员(ISA)的项目说明和介绍对于我们在北欧的发展意义关键.时间仓促,还请主任费心操劳,谢谢!

 

 

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