CN105103894B - 一种高效节能的马铃薯试管薯生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及试管薯生产领域，特别涉及一种高效节能的马铃薯试管薯生产方法，以脱毒马铃薯无病毒试管苗为材料，采用含有8％‑10％蔗糖浓度的改良的MS培养基进行液体培养，液体培养依次经过第一光照阶段、黑暗阶段、第二光照阶段，总培养时间为74‑75天；其中，第一光照阶段的时间为29‑30天，黑暗阶段的时间为25‑40天，第二光照阶段的时间为5‑20天。该方法将试管薯诱导的光照调节分为三个阶段控制：即光照‑黑暗‑光照，经大量试验，每个阶段控制特定的时间，不仅大大节约电能成本，节约能源；而且通过光照调节提高试管薯初始形成的一致性，提高了试管薯的整齐度，提高了商品率，效果显著。

Description

一种高效节能的马铃薯试管薯生产方法

技术领域

本发明涉及试管薯生产领域，具体而言，涉及一种高效节能的马铃薯试管薯生产方法。

背景技术

申请号为02131125.0的专利公开了一种高效生产马铃薯试管薯的方法及其装置，解决了马铃薯原种生产过程中季节性需求大量试管苗所产生的设备季节性闲置和试管苗生产季节性用工的问题，该技术的主要优点是：1.可以在组织培养实验室周年生产，试管薯可以贮藏，因此比较好地解决了季节性用苗和实验室规模的矛盾，在相同生产规模的情况下，可以缩小实验室规模3/4，从而降低了投资成本；2.试管薯可以直接播种，操作简单，避免了试管苗移栽的烂苗死苗问题。该技术于2002年10月申请专利，2005年4月授权(ZL02131125.0)。

该技术的主要要点为：以组织培养的脱毒马铃薯无病毒试管苗为材料，采用MS培养基，在短日照条件诱导培养下获得试管薯，采用改良的MS培养基，不含任何生长调节物质，蔗糖浓度为8％，置于液体培养基中培养。根据品种结薯对短日照的敏感特性进行光照调节，解决了不同品种在试管薯诱导上的差异；并且还设计了一种专用于试管薯培养的培养盒，该盒由下筒体和盒盖构成，盒盖上设计了既利于通气又可以控制无菌培养的透气柱。

由于马铃薯块茎形成需要短日照，因此该技术主要考虑的是马铃薯不同品种对短日照持续时间的需求差异，针对不同品种建立了不同的短日照培养天数，同时配套设计了一种具有气体交换性的培养盒。

而在工厂化生产过程中，该技术的突出问题是能耗成本高，试管薯生产过程中采用日光灯全程人工光照，光照耗电量较大，同时日光灯产生的热量需要空调降温，也消耗较高的能量；其次，试管薯形成时间不一致，小试管薯比例较高，商品率偏低。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效节能的马铃薯试管薯生产方法，提高了试管薯的生产效率，大幅降低了生产成本，效果显著。

在试管薯工厂化生产过程中，企业考虑的主要是提高效益，试管薯生产的效益主要由两个因素决定：一是试管薯的生产效率(包括单位面积的生产能力和能够作为商品试管薯的占有比例)；二是生产成本，成本分析表明，电能消耗成本占整个生产成本的67％。因此，本发明技术的研究主要针对影响试管薯工厂化生产效益的上述两个因素进行。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种高效节能的马铃薯试管薯生产方法，以脱毒马铃薯无病毒试管苗为材料，采用含有8％-10％蔗糖浓度的改良的MS培养基进行液体培养，所述液体培养依次经过第一光照阶段、黑暗阶段、第二光照阶段，总培养时间为74-75天；

其中，所述第一光照阶段的时间为29-30天，所述黑暗阶段的时间为25-40天，所述第二光照阶段的时间为5-20天。

本发明提供的一种高效节能的马铃薯试管薯生产方法，将试管薯诱导的光照调节分为三个阶段控制：即光照-黑暗-光照，经大量试验，每个阶段控制特定的时间，不仅大大节约电能成本，节约能源；而且通过光照调节提高试管薯初始形成的一致性，提高了试管薯的整齐度，提高了商品率，效果显著。

进一步地，所述马铃薯无病毒试管苗的品种为费乌瑞它、中薯3号、中薯5号中的任一种。

由于品种的差异，三个阶段所需的时间存在一定差异，研究采用裂区实验设计，对不同品种不同黑暗-光照时间下的试管薯形成效率进行比较分析，确定每个品种最合适的黑暗和光照时间。

经多次试验，马铃薯无病毒试管苗的品种为费乌瑞它，选择特定时间的第一光照阶段、黑暗阶段和第二光照阶段在大大节约电能成本的情况下，提高了试管薯的整齐度和商品率。进一步地，所述马铃薯无病毒试管苗的品种为费乌瑞它，所述第一光照阶段的时间为30天，所述黑暗阶段的时间为25天或40天，所述第二光照阶段的时间为20天或5天。

即马铃薯无病毒试管苗的品种为费乌瑞它，第一光照阶段的时间为30天，黑暗阶段的时间为25天，第二光照阶段的时间为20天；或者第一光照阶段的时间为30天，黑暗阶段的时间为40天，第二光照阶段的时间为5天。

经多次试验，马铃薯无病毒试管苗的品种为中薯3号，选择特定时间的第一光照阶段、黑暗阶段和第二光照阶段在大大节约电能成本的情况下，提高了试管薯的整齐度和商品率。进一步地，所述马铃薯无病毒试管苗的品种为中薯3号，所述第一光照阶段的时间为30天，所述黑暗阶段的时间为25天，所述第二光照阶段的时间为20天。

经多次试验，马铃薯无病毒试管苗的品种为中薯5号，选择特定时间的第一光照阶段、黑暗阶段和第二光照阶段在大大节约电能成本的情况下，提高了试管薯的整齐度和商品率。进一步地，所述马铃薯无病毒试管苗的品种为中薯5号，所述第一光照阶段的时间为30天，所述黑暗阶段的时间为30-35天，所述第二光照阶段的时间为10-15天。

更优选地，所述马铃薯无病毒试管苗的品种为中薯5号，所述第一光照阶段的时间为30天，所述黑暗阶段的时间为30天，所述第二光照阶段的时间为15天。

进一步地，所述第一光照阶段和所述第二光照阶段均为每天光照8±0.5小时。

马铃薯试管薯生产的电能消耗成本占整个生产成本的60％以上，如果能够降低电能消耗，则可以大大降低生产成本。传统的日光灯为热光源，其本身耗电量大，同时由于放热导致环境温度上升，控温电能消耗也随之增加。LED灯为冷光源，且在相同功率的条件下其照度比日光灯强，一般1个16瓦的LED灯就相当于一个40瓦的日光灯，因此，如果用LED灯替代日光灯就可以节约至少一半的电能成本。

但是，由于LED灯为单色光，普通照明的LED灯不适用于马铃薯试管薯诱导。本发明通过4种不同光谱配比进行试管薯结薯实验，研制了适于试管薯生产的LED灯光谱配比，以蓝光(450-510nm):红光(610-720nm)为1:1时，试管薯诱导最佳。

优选地，马铃薯无病毒试管苗的品种为中薯3号或费乌瑞它，所述光照采用蓝光与红光的光谱比例为1:1-1.5的LED灯。

优选地，马铃薯无病毒试管苗的品种为中薯5号，所述光照采用蓝光与红光的光谱比例为1:1的LED灯。

进一步地，所述光照的光照强度为2800-3000lux。

另外，本发明提供的马铃薯试管薯的生产方法，可以在试管薯培养盒中进行，该盒由下筒体和盒盖构成，盒盖上设计了既利于通气又利于无菌培养的透气柱。有利于单位面积生产效率的提高，缩短生产周期。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明将试管薯诱导的光照调节分为三个阶段控制：即光照-黑暗-光照；这一生产模式的改进，一是可以大大节约电能成本，节能环保，生产成本大幅降低；二是通过光照调节提高试管薯初始形成的一致性，提高了试管薯的整齐度，提高了商品率。

(2)本发明提供了费乌瑞它、中薯3号、中薯5号三个马铃薯试管薯的光照-黑暗-光照时间，达到了非常好的节能效果，并且试管薯的整齐度和商品率高。

(3)本发明通过对光照的灯源进行试验，选择了特定光谱配比的LED灯，不仅进一步节约了电能，还提高了结薯率。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售获得的常规产品。

实施例1

含有8％-10％蔗糖浓度的改良的MS培养基的配置：

改良的MS培养基(Murashige T.and Skoog F，A revised medium for rapidgrowth and bioassays with tobacco tissue culture.Physiologia Plantarum.1962，15：473-497，下同)配制大量元素和微量元素，添加蔗糖8％-10％(80-100克/升)配制成液体培养基。

试验组：将费乌瑞它、中薯3号、中薯5号三个品种的试管苗首先单节段切段至于培养基中，分两组分别在每天用日光灯光照8±0.5小时下培养20天和30天，然后转入中期黑暗处理和后期光照处理。

前期培养20天的一组黑暗处理从5天到50天，每5天为一档，后期光照为50天到5天；前期培养30天的一组黑暗处理从5天到40天，每5天为一档，后期光照为40天到5天，整个培养过程为75天。

对照组：将费乌瑞它、中薯3号、中薯5号三个品种的试管苗首先单节段切段至于培养基中，全程75天每天光照8±0.5小时。

试验组和对照组中，实验重复进行了3次，每次每个处理50盒，最后去除污染的盒数后，按照实际收获盒数统计不同培养模式下3个品种的结薯情况数据，每个品种的结薯率取3次独立重复实验的平均数；其中，每次每个处理的实际收获盒数在43盒以上，也就是说每个处理的实际培养盒数在120盒以上。具体结果如表1所示。

表1 不同培养模式下3个品种的结薯情况

从表1可以看出，前期光照培养20天整体结薯率比前期培养30天差，因此，选用前期光照30天。另外还对前期光照29天进行了相同的实验，结果与前期光照30天一致。

由于品种的差异，三个阶段所需的时间存在一定差异，对不同品种不同黑暗-光照时间下的试管薯形成效率进行比较分析，确定每个品种最合适的黑暗和光照时间。控制总培养时间为74-75天的情况下，第一光照阶段的时间为29-30天，黑暗阶段的时间为25-40天，第二光照阶段的时间为5-20天均取得了很好的结薯率效果。

其中，各品种试管薯的最优生产模式如表2所示。

表2 3个品种的试管薯生产模式

品种	前期光照(天)	中期黑暗(天)	后期光照(天)
				费乌瑞它	30	40	5
中薯3号	30	25	20
				中薯5号	30	30	15

实施例2

将实施例1中的日光灯改为LED灯，LED灯采用4种不同光谱配比进行试管薯结薯实验，所用的蓝光的光谱范围为450-510nm，红光的光谱范围为610-720nm，LED灯的光照强度为3000lux。每个品种试管薯的生产程序按照表2进行。不同光谱比例的LED灯试管薯结薯率结果如表3所示。

表3 不同光谱比例的LED灯试管薯结薯率

从表3可以看出，马铃薯无病毒试管苗的品种为费乌瑞它，光照采用蓝光与红光的光谱比例为1:1-2的LED灯，取得了很好的结薯率；其中更优选为采用蓝光与红光的光谱比例为1:1-1.5的LED灯，最优选为采用蓝光与红光的光谱比例为1:1的LED灯。

马铃薯无病毒试管苗的品种为中薯3号，光照采用蓝光与红光的光谱比例为1:1-1.5的LED灯，取得了很好的结薯率；最优选为采用蓝光与红光的光谱比例为1:1的LED灯。

马铃薯无病毒试管苗的品种为中薯5号，光照采用蓝光与红光的光谱比例为1:1的LED灯取得了很好的结薯率。

同时，还采用2800lux、2900lux的光照强度进行与3000lux相同的试验，结果与3000lux一致。

按光照16小时，采用蓝光与红光的光谱比例为1:1的LED灯与其他灯管型号的灯管进行比较耗电量，结果如表4所示。

表4 LED灯与日光灯耗电比较

从表4可以看出，本发明所用的LED灯耗电低，电能可比日光灯作为光源减少耗能60％，节电效果显著。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (1)

1.一种高效节能的马铃薯试管薯生产方法，其特征在于，以脱毒马铃薯无病毒试管苗为材料，采用含有8％-10％蔗糖浓度的改良的MS培养基进行液体培养，所述液体培养依次经过第一光照阶段、黑暗阶段、第二光照阶段；

所述马铃薯无病毒试管苗的品种为费乌瑞它，所述第一光照阶段的时间为30天，所述黑暗阶段的时间为40天，所述第二光照阶段的时间为5天；

或者所述马铃薯无病毒试管苗的品种为中薯3号，所述第一光照阶段的时间为30天，所述黑暗阶段的时间为25天，所述第二光照阶段的时间为20天；

或者所述马铃薯无病毒试管苗的品种为中薯5号，所述第一光照阶段的时间为30天，所述黑暗阶段的时间为30天，所述第二光照阶段的时间为15天；

所述第一光照阶段和所述第二光照阶段均为每天光照8±0.5小时；

所述光照采用蓝光与红光的光谱比例为1:1的LED灯；

所述光照的光照强度为2800-3000lux。