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2006年3月14日 作者:ctnyzn [返回]
植物非试管快繁技术在果树上的运用

 

徐伟忠,赵根,曾凡清

浙江省丽水市农科所农业智能化快繁中心(邮编:323000)

 

摘要:

本文综合性阐述了我国当前果苗生产存在的问题与限制因素,分析了国外种苗生产的趋势,提出了利用新型的育苗技术----植物非试管快繁技术,来实现种苗生产工厂化、自动化、产业化的生产模式,结合生产科研实践概括性地论述了快繁技术在果树种苗培育上的各方面应用与优势,并指出了各种不同果树种类的快繁技术要点,展示了该技术在果树种苗快繁上运用的广阔前景与市场空间。

关键词:植物非试管快繁技术,果树,苗木,自根苗,脱毒苗,工厂化,草地果园

引言

果树生产是我国农业生产中一大重要的产业,是许多地区农民致富农村经济发展的主要经济来源,是项传统的支柱产业。它有悠久的栽培历史,有丰富的管理经验。在种苗的繁殖,到生产栽培管理还有收获加工,形成了产前、产中、产后的产业链。但分析我国目前果业的发展情况及与国际发达国家相比,我们在产前与产后两大环节相对薄弱,这也是影响当前我国果业在国际上市场上竞争力不强的主要因子。如产前的品种选育到快速扩繁直至生产上品种结构的调整,都显得非常薄弱,在新品种的推广进程上显得极为缓慢,在繁殖的手段上显得极为传统与落后,与发达国家的工厂化快速育苗相比距离相差甚大[1]。我国目前的状况是种苗培育的业主零散,甚至有些地方还是自育自栽,还有技术上落后,培育的种苗符合壮苗标准较少,没有形成规模化产业化的育苗趋势,这主要也育苗技术的手段方法落后外,还与靠天育苗的生产力状况有关,如发达国家的设施大棚育苗、穴盘容器育苗及无毒化的脱毒育苗在我国应还很少。这些因子都成为当前果树苗木产业化工厂化形成难的主要限制因子,针对这些问题,我国科研生产单位也相继投入研究与引进先进的育苗技术,引进国外的生产技术流程与相应的育苗设施,如组培脱毒,设施栽培,容器基质育苗等技术,但效果不是很理想,一是投入大一般的育苗专业户难以承受,二是技术的操作还需有专业基础的支持。所以尽管不断地引进发达国家技术,但真正消化吸收用于生产的甚少。针对这些问题,浙江省丽水市农科所农业智能化快繁中心涉足了这个领域的研究,在引进国外先进发达技术同时结合我国国情与生产力状况,开发了一项新型的育苗技术叫植物非试管快繁技术,现就针对这项技术在果树育苗上的运用作些介绍,让更多的生产科研者能掌握了解与运用这项技术,利用它来培育出大量能用于当前产业化发展的价低质优的商品苗。

植物非试管快繁技术是一项全新的育苗技术

植物非试管快繁技术是基于传统扦插育苗与组培技术基础上面发展起来的一项新技术,它是利用计算机环境控制手段为植物离体材料创造最佳的温光气热环境,让植物的根原基快速表达,让根系充分发育的技术,同时它又结合了营养液无土壮苗技术,实现离体材料的快速增殖与多代循环相结合达到种苗数量几何级倍增的技术。运用它可以使果树的一叶一芽离体材料在年周期内实现百倍甚至千万倍增殖扩繁的技术,这对于促进一个新品种的快速推广,推动品种产业结构调整来说意义重大。现把它的一些特点作些简要介绍。(1)利用计算机环控技术后可以实现果树种苗的周年快繁,不像传统育苗那样受季节的限制。(2)利用快繁技术可以为生产提供大量遗传基因稳定,性状一致的无性苗。(3)可以使一些在常规扦插技术下根本不能生根的品种,快速生根成苗。(4)可以节省大量传统育苗下育砧与嫁接的繁琐操作达到降低成本的目的。(5)可以实现母本材料在年周期内几何级倍增,大大加快新品种的推广速度。(6)快 快苗对于果树的矮化密植及早产丰产具有很大生理促进作用。(7)可以实现周年移栽周年建园的技术效果。(8)如果结合隔离快繁还可大大降低脱毒苗的生产培育成本,大大推进脱毒苗在生产上的运用与普及。

如一些平常技术下难生根的桃梅李杏樱桃板栗杨梅枇杷等,可以利用快繁技术让其快速生根,培育时,只需截取优良品种的一个枝段或者一叶一芽,就能实现短期内快速生根成苗。这些品种是在常规下难以实现的,那么究竟是什么因素促进一些传统与常规下不能扦插成活或组培不能成功的果树品种,在快繁技术下就能让其生根成苗呢?关键在于育苗气候环境的优化,以及结合了促进快速生根的各项综合技术措施。如一改原来的大田扦插或者室内组培变为以无机基质为载体,以营养液激素为促进为补充的技术改进;一改传统组培的密闭环境为大田苗床的开放环境,一改传统的自养半自养生根过程为全光照全自养的生根过程。这些技术措施的改进为果树离体材料的生根构建了最佳的生理模式。如扦插育苗,在无叶的硬枝条件下,插于土壤中让其生根,就会遇到环境温度变化的不协调性,大多先萌芽后生根,使枝内的营养大多耗于芽的萌发与生长,使根系的营养得不到最大化供给;另外,在土壤环境,常遇切口的病菌感染与水分过湿过干造成的生根阻碍。在有叶片时的带叶扦插,常为了避免叶片过份水分蒸腾而导致水份供求失衡干枯,而采用剪去叶片方法,而造成光合营养不足,因带叶的果树枝段,生根的营养与激素需求主要靠叶片光合作用提供。但如果采用蔗阴以减免蒸发,又会造成光照不足,光合作用不充分,从而影响生根,所以针对果树品种来说大多属于难生根的品种,自然在传统扦插育苗下就难以实现。另外,组培技术也是一样,通过多年研究还是不能解决许多果树的生根培养与炼苗这个问题,许多品种既使能完成芽的增殖培养,但生根培养又遇到难生根的障碍,甚至生根后,炼苗移栽环节还要失败。关键问题,组培过程是个异养与密闭环境下培养的过程,所培育出来的苗木光合作用、呼吸作用常存不正常现象[],同时密闭试管空间因处于高湿低氧低二氧化碳环境培育而成的苗木,对外界适应性极差,所以炼苗驯化移栽成为组培是否成功的一个主要生产问题,另外组培因化学药剂的诱导常使种苗发生遗传变异而影响苗木的纯正性。而非试管快繁是在全光开放无机基质的环境下利用材料叶片自身的光合作用能力而启动生根基因,达到成苗目的的技术过程。非试管快繁技术通常利用珍珠岩蛭石等疏松透气不含糖的无机基质为载体,可避免土壤有机物与组培加糖而引致的病菌滋生感染问题,在这种环境下既使细菌真菌进入苗床也不会滋生蔓延。同时计算机环控技术的结合为离体材料生根,光合作用创造模拟出最佳的环境,达到光合自养过程的最大化[],切口生根部位环境的最优化。还结合了二氧化碳强制供应技术,使单位叶面积的离体材料光合效率提高几倍,能源源不断地为切口部位根源基的形成与表达提供丰富的碳源与激素能量的需求,与此还结合矿质营养液喷施补充技术为生根过程提供了所需的矿质离子养分,对于生根与壮苗起到了良好的综合效应。通过这些技术的创新与改造,实现了通常不会生根或难生根的果树品种也能快速生根的良好效果,如桃在快繁技术环境下,生根成活率可达85%-90%以上,使板栗这些极难生根品种也达80%以上,而且生根时间短,桃15-20即开始生根,板栗稍长,也只需25天就生根[4]。另外这种方法培育的苗木具有不定根根系特发达的特点,具有根茎比极大的特点,最适高温生长季节的移栽,做到周年快繁周年移栽的高效目的。

植物非试管快繁技术的开发运用,为果树种苗生产实现工厂化规模化快速化开辟了一个全新的空间,在加快优良品种扩繁速度,推品种结构调整进程起到了极大的作用。

植物非试管快繁技术在果树上的具体运用

植物非试管快繁技术在果树上运用最为广泛的就是各种果树的无性快繁,解决种苗繁殖中出现成活率低,周期长,难以实施标准化产业化的问题。特别是对于一些育苗周期较长的果树品种可以大大缩短种苗培育期,为生产快速捷便地生产出大量商品性一致,遗传稳定的优质苗木;另外在品种扩繁上也具有很重要的意义,对于新选育的品种如何让其以最短最快的速度达到一定的数量,满足生产所需,优化品种结构,加快更新速度具有最为快捷的效果;在无毒苗的培育上也具有特殊的效果,在人工基质及相对隔离的环境下实施,可以断绝各种土壤与昆虫传播的路径,为脱毒苗的扩繁提供了最为理想而成本最低的技术路径;在提早果树结果,实现矮化密植上也具有其它种苗不可比拟的优越性;在果园的建设上,也可以利用快繁苗进行周年移栽全年定植,打破季节的局限性;在草地果园技术的推广上,无性快繁自根苗更适于台刈修剪[5]。针对这些用途作些简要介绍,让快繁技术成为真正能让广大果农掌握与操作的实用高新技术。

 

1)用于果树自根苗的培养。所谓自根苗,就是发挥挖掘材料自生的生根能力,形成与植株直接联系的自生根根系。通常果树大多采用嫁接方法,利用的是砧木的根系,这是因为在传统情况下难以实现像桃梅李杏樱桃板栗杨梅枇杷芒果荔枝龙眼等枝条材料的自发根,既使有些在精细的人工管理环境下也能生根,但成活率与种苗的商品性较低,达不到产业化标准化的技术要求。而利用快繁技术可以让上述的这些品种枝段或带叶的离体材料在短期内生根,形成自根苗的不定根根系,如桃梅李杏樱桃这些核果类果树,在快繁苗床内,让一叶一芽或带叶枝段的材料在15-20天内生根,30天内就可移栽的效果;板栗杨梅枇杷芒果荔枝龙眼等难生根的果树也可达到30-45天生根移栽的效果;这样就可以大大缩短在常规下要1-2年的育苗周期,大大加快新品种的推广速度。而且上述品种采用非试管快繁后不仅对于开花结果生长特性没有影响,还具有更好的早果丰产性。这些品种在传统嫁接育苗情况下,基本上是利用本砧进行嫁接,所以采用快繁后在抗逆性上不会有变化,可以直接取枝叶进行快繁。

2)适用于异砧类品种的快繁。对于异砧类的果树品种,如苹果梨或一些需利用砧木特殊抗性的葡萄品种,可以进行嫁接快繁法,比如苹果与梨是利用矮化砧进行矮化或者利用砧木提高抗病性与增强土壤气候适应性的品种,还有一些生长势与抗寒性较差的葡萄品种,如直接快繁失去了砧木对品种的优化驯化作用,以及特有性状的表现,如利用贝达砧木提高北方地区葡萄的抗寒冷性与一些地区的抗线虫性,利用巨峰这个长势强的品种作砧木,提高长势弱的藤稔葡萄的生长势,以实现大果大肥栽培。这些需通过砧木性状来优化品种特性的果树种类,可以采用嫁接快繁法。所谓嫁接快繁就是同时取下砧木枝段与良种枝芽,采用果树嫁接的方法进行接口绑缚结合,再把这个离体嫁接材料快繁于苗床,实现接口愈合与砧木切口生根同步进行的技术目的,这种方法虽增加了嫁接操作工序,但在育苗速度还是可以达到直接快繁的效果,特别在在计算机控制的快繁苗床内,接口的愈伤会更快更好。

3)单位面积利用率大大提高。通过上述这两种方法的结合,几乎实现了所有果树种类的快速繁殖成苗问题。育苗效率与速度大大提高,管理成本大大下降,在培育密度上通常一个平方米一批就可繁育400-1000株,以叶片不重叠为准。再加上一年可以培育至少5-6批,这样单位每平方米面积上的育苗量就几何级地超过了传统大田育苗量,可达几千株,甚至上万株,一个240平方的标准快繁苗床,年可培育果树苗木量达50-100万株,这样的高密度工厂化自动化育苗技术的实施,大大降低了生产劳动力成本,是一种当前最为有效与快速的工厂化育苗技术。

4)采用自根苗可以提前果树的结果丰产期。在这方面的研究与探索国外起步很早,特别是台湾与日本,在桃树设施栽培及高密度栽培环境下都已开始普及与推广无性自根苗,它具有比嫁接苗更强的早果性,而且不定根的根系,更有利于树冠的控制,当前都在推广限根栽培或叫根域栽培的技术体系下,推广运用快繁无性自根苗更具技术优势,不定根的须根根系栽培后,形成的树冠更为开张,生长的枝条徒长无效枝更少,达到很好的矮化控冠之效果,在桃树李树上运用自根苗建园,前期7年中的产量大大高于嫁接苗[,其它品种也一样,都具有很强的早果性表现[6]。以色列用于这种苗进行亩栽3000-4000株的草地桃园栽培,可以使次年产量达亩产5000公斤以上,充分利用了果园早期的空间,提高了早期效益。

7)实现脱毒苗的低成本扩繁增殖。实现脱毒苗的低成本生产,当前发达国家大力推行苹果葡萄草莓枣等脱毒苗技术,特别是苹果上运用已极为广泛,但我国生产力水平低下,培育与推广高成本的脱毒苗还存在市场与技术问题。但如果结合快繁技术实施隔离快繁,可以低成本地培育出大量脱毒苗,比土壤自然环境育苗具有更强的可操作性。操作上只需从已组培脱毒的母本植株上取下离体材料,再快繁于用防虫网隔绝的快繁苗床环境下进行催根育苗,就可培育出脱毒继代苗,再对继代苗进行隔离增殖培养,就是采用隔离环境下的营养液栽培,让其枝梢快速生长,再循环取枝快繁,达到脱毒苗的几何倍增效果。这种方法培育的脱毒苗成本极低,只需传统组培脱毒苗的1/10-1/20成本,便于生产推广运用,对于倡导普及脱毒苗技术具有很大的促进作用。

8)用于草地果园建设用苗。草地果园建设时采用快繁自根苗更显技术优势,因草地果园收获后需采取特有的台刈或重截方法以控制树体的滋长,果园的郁闭;而传统的嫁接苗常会出现台刈后砧木旺长,影响树冠快速恢复与增强田间抹萌去梢的工作量,所以国外大多草地果园的建设用苗要采用没有砧木的自根苗。

一些主要果树种类的快繁方法

在计算机控制的智能化环境下,为果树枝段或带叶离体材料的发育生根创造了最佳的温光气热环境,科学有效地解决了育苗的环境问题,通过无机基质如珍珠岩的运用,解决了生根过程的透气与菌感染问题。在实施快繁果树苗木过程中环境一定的情况下,主要的技术在于材料的选择与药剂的处理,这两方面是影响生根成活率的主要因子,现把各种不同生根类型不同难易程度的果树品种所需采用的不同生根处理方法作些阐述。

1)易生根品种的处理方法与材料要求,桃梅李杏樱桃葡萄无花果树莓等属于易生根品种,这些品种只需在带叶生长季节取材快繁都可达90%以上的生根成活率,而且根系特点发达。这类品种取材时一般取一叶一芽或一叶两芽枝段作为离体材料,运用快繁宝或吲哚丁酸低浓度浸泡作为促根处理。低浓度浸泡时间一般是100-200PPm情况下,切口浸泡1-2小时,在生产上为了提高工作效率,也可进行高浓度浸泡,即1000ppm的吲哚丁处理3-5秒钟,这些品种的快繁在枝梢旺盛生长期是生根最快成活最高的季节。

2)较难生根品种的处理方法与材料要求,柑桔、枇杷、苹果、梨、猕猴桃等品种,要求从3-5年生以下的幼龄树上获取离体材料,最好是生长健壮无病虫害的生长枝,这些枝所制作的离体材料内源生长激素充足,叶片光合效率较高,生根容易而发达。在快繁时取带叶枝段或一叶一芽作为离体材料,切口用较高浓度的生根宝或吲哚丁酸、吲哚乙酸处理,通常浓度掌握在500-1000ppm间,进行切口浸泡处理1-2个小时。其中苹果与梨以吲哚丁酸处理效果会较好,而且可以结果滑石粉沾根处理,可以达到理想的效果。经过这些处理后,可以使大多数品种成活率达80-85%以上。

3)极难生根的板栗杨梅芒果龙眼需进行特殊处理,这些品种因树体内含有大量阻碍生根的物质,其中单定是板栗与杨梅生根的主要抑制因子,还有芒果与龙眼材料中具有含量极高的脱落酸与其他抑根物质,对于这些品种可以先对取材的母本树进行蔗光处理,以降低体内抑根物质的合成数量,也可对于枝段的生根部位进行树上包黑纸处理,达到降低处理部位抑制物质含量,或者对所取的离体材料进行切口流水处理与硝酸银处理[7],除去部份抑根物质,通过这些处理后,再行生长激素生根处理,一般配制较高浓度的吲哚丁酸浓液1000ppm,进行切口4-6小时的处理,经上述处理后,再繁于快繁苗床也可达到极高的成活率,一般可稳定在75%以上的生根率。另外,对于这些极难生根的品种一定要从幼树上取材或从已快繁成功的小苗上取材,这样可以达到更好的效果,通常经多代循环后,成活率还可大大提高。所以对于难生根品种生产上都要求形成以苗繁苗的技术体系,也就是利用已快繁成活的种苗为母本进行继代多代循环,这样可激发材料更大的生根潜能,可以使材料体内抑根物质最少化。

运用快繁技术可以使各种果树品种实现快速生根快速成苗,既使极难生根的品种也能在智能化的环境下,诱导出根源基,形成发达的根系,在生产上关键要掌握各种植物生根特性,才能有针对性地设计出快繁处理方案,实现各种果树都能达到良好的生根育苗效果。

广阔的运用前景

植物非试管快繁技术在果树上的运用是当前果树产业发展过程中涌现出来的一项全新技术,在生产科研上的运用,还有一个人们接受的过程,但从当前果苗产业的发展趋势来说,走出传统育苗制限,实现现代工厂化自动化规模化育苗是必由之路,只有这样才能强化果树产业的产前产业链,才能加快新品种的培育与扩繁推广速度,才能使广大果农以最低的成本实现品种结构调整的最优化,才能使果业发展紧跟品种换代的步伐,才能生产出更多优质的果品,以满足市场及人们生活的需要,它的运用是果树产业中的一项技术革命,具有极为广阔的发展运用前景。

 

Plant non- test tube quick numerous technology on fruit tree's utilization

Xu Weizhong,Zhao root,Zeng Fanqing

Agricultural Intelligentized Rapid Propagation Center of Lishui Institution of Agricultural Science

 

Abstract: This article comprehensive nature elaborated our country current young fruit tree production existence question and the limiting factor, have analyzed the overseas seedling production tendency, proposed the use new grows seedlings the technical ---- plant non- test tube quick numerous technology, realized the seedling production factorization, automated, the industrial production production pattern, in coor with progress of production scientific research practice concisely elaborates the quick numerous technology to apply in the fruit tree seedling cultivation various aspects with the superiority, and had pointed out each kind of different fruit tree type quick numerous technical main point, has demonstrated this technology in on the fruit tree seedling quick numerous utilization broad prospect and the market space.

 Key word: The plant non- test tube quick numerous technology, the fruit tree, the nursery stock, from the offspring, escapes the poisonous seedling, the factorization, Lawn orchard

 

作者简介:徐伟忠,研究员,浙江省丽水市农科所农业智能化快繁中心主任,2004年度全国农村青年创业致富带头人,曾主持研究开发植物非试管快繁技术,植物水生诱变技术,温室大棚控制计算机,芽苗菜智能化栽培技术等十多项技术,其中,植物非试管快繁技术经鉴定居国内领先水平,获国家星火计划项目,无形资产评估达1.4亿元。

 

联系电话:0578-22689272367609

邮箱:lwyang8@126.com

 

参考文献:

1、聂书海张绪圆李跃荷兰果树育苗现状考察报告.河北果树.1995(3).-38-38

2、周炜曲英华无糖组培技术在我国的研究进展.农村实用工程技术:温室园艺.2005(7).-24-25

3、刘文科杨其长植物光自养微繁技术的环境特征及其研究进展.农村实用工程技术:温室园艺.2005(6).-30-31

4、JDAvery CBBeyl Carries on the peach cuttage reproduction with the polyurethane froth.HortScience199126(9)1152—1154

5、AErezLawn peach garden present situation and forecastCompact Fruit Tree19892292--94

6、春森周萍桃树自根树的生产效应分析.江苏农学院学报.1993,14(4).-67-71

7、Hartmam H TKester D EPavies F TPlant Propagation Principles and

practices 5thd[J]USAPrenticeHall International1989199-217

 

 

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