CN1957680B - 马铃薯种薯苗批量生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种马铃薯种薯苗批量生产方法,包括下列步骤:摘取马铃薯种薯的生长点并在液体栽培基或固体栽培基栽培生长点的步骤;对前述生长点培养出来的离体栽培植物体进行固体培养的步骤;及摘出固体培养的前述离体栽培植物体后,茎插到营养液循环流动的深液流床上培养的深液流茎插驯化步骤。本发明的马铃薯种薯苗批量生产方法,把离体栽培的植物体茎插到深液流茎插驯化装置上,在黑暗状态下依次增加光量使植物体顶芽与腋芽上的芽硬化,增加健康的浓绿色叶片数量,体内积蓄更多的碳氢化合物,茎部强大而不易伏倒,而且还能获得具有高弹性短节的长茎马铃薯种薯苗。因此在溶液栽培设施定植时,可以很好地适应外气环境,并且根群可以在短时间内均匀地成活,进而防止马铃薯种薯苗枯死或生育不良等损失。由于省略了离体栽培植物体的驯化过程而直接进行茎插,在整个马铃薯种薯苗的生产时间中节约了驯化时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种马铃薯种薯苗批量生产方法,尤其是一种可以批量生产适用于溶液栽培定植过程的良质无病马铃薯种薯苗的生产。
背景技术
在马铃薯种薯的生产过程或马铃薯种薯的溶液栽培过程中最重要的是,生产出没有遭受病毒与种子传染病的无病马铃薯种薯苗、以及可以批量生产良苗的技术。
如果定植到马铃薯种薯栽培床的马铃薯种薯苗感染了病毒或主要病害,从被感染的苗中培养出来的马铃薯种薯也将因永久性的种子传染而感染病毒或主要病害,进而丧失了作为马铃薯种薯的价值。
因此,无病马铃薯种薯苗作为无病马铃薯种薯生产的起点,必须取自没有感染病毒的离体增殖组织栽培苗。
组织栽培苗的栽培使用多湿而低光度离体环境,也就是说栽培马铃薯种薯苗的离体栽培容器内部的环境特性是气体与能量流动少、温度变化小、相对湿度高、栽培容器内CO2浓度的单日变化比较大,因此摘取后直接在外气环境定植时枯死率较高。密封的栽培容器内的CO2浓度是是100μmol*m-1左右,低于350μmol*m-2*s-1,但是在黑暗期将急剧增加到3,000-9,000μmol*m-1,单日变化较为剧烈。在栽培基上人为地添加糖盐类与生长调节物质后,为了遮蔽外部污染源的污染而把栽培容器完全密封起来,因此容器内部容易生成乙烯气体。而且由于栽培基湿度较高,离体生育的栽培苗生长速度较低,节间短,茎细,叶片面积小,因此不能直接适用于溶液栽培苗。
通过组织栽培的繁殖方法,即固体培养、液体培养及培养箱培养的生产成本较高,这是因为批量增殖遗传均匀的苗需要在适当的栽培环境下进行无菌培养并生成具有完整的植物体功能的个体,因此需要具备高价设备与适当的环境。而且整个过程采取的是依靠经验的手动方式作业,劳动费占了生产成本的一半左右,增殖栽培过程中幼 植物体的生长速度较慢,在驯化过程中不易适应外部环境而降低了生存率。
因此,为了定植到干燥的高光度温室或溶液栽培设施,需要尽量提高离体栽培瓶里的植物体生长速度并使其成为可以适应外气环境压力的良质苗。因此,人为地调节苗驯化作业以保障其生存率并提高苗品质就成为马铃薯种薯苗生产中的一个关键因素。
马铃薯种薯苗的生产方法包括:把离体栽培植物体驯化为马铃薯种薯苗后定植的方法;在离体栽培的人工马铃薯种薯或溶液栽培马铃薯种薯中选择不易袋装直播的5g以下小块茎并解除其休眠状态,然后使其在无菌栽培基(珍珠岩)生长到7~8cm左右,然后摘除毛须后作为溶液栽培用幼苗。
其中,把组织栽培植物体驯化为马铃薯种薯苗的方法包括:把驯化的离体栽培植物体插植到无菌珍珠岩基质后,以生出新根的方式生产马铃薯种薯苗的方法;把通过一定流程后驯化出来的离体栽培植物体的插穗茎插到供应营养液的驯化深层液装置上生产马铃薯种薯苗。
使用前述珍珠岩基质生产马铃薯种薯苗时,在具有培养室环境的温室里缓慢提高温度与光度,逐渐扩大入口处的贯通孔以使具有植物体的离体栽培瓶适应空气湿度,然后把驯化后的栽培植物体从离体栽培瓶摘取并用清水清洗,再插植或茎插到小规模育苗用无菌珍珠岩基质上使茎发出新根并发挥出马铃薯种薯苗的功能。然而,插植了马铃薯种薯苗的驯化床空气湿度太高或供水太频繁时,为了发出新根而埋进珍珠岩的茎部会融烂而出现软腐病,降低了发根个体的驯化率与生存率。而且,光量调节得太高时会引起茎干燥现象而造成损失,因此在驯化过程中需要培养人员凭其经验根据植物体的状态适当调节光量,驯化用珍珠岩由于需要避免病菌污染与传播及残留过多养分等原因而只能使用一次,形成了新的环境污染源。
造成前述软腐病及干燥损失的原因是生育环境的变化与栽培植物体的特异性,由于离体相对湿度为90~100%,因此离体植物的蜡质和角质(cuticle wax)层比较不发达,栅栏组织(Palissade cell)的数量与大小都比一般植物体来得少和小,较高的栽培基湿度使气孔一直开放而不动作,根与茎的维管束组织连接较弱,在离体上形成的根只有一点根须或根本没有根须,离体摘取固体栽培基生育的栽培苗时,因栽培基里面 的根损失较多而不能发挥原有功能。
把经过组织栽培的前述离体栽培植物体驯化为马铃薯种薯苗的另一个方法为,使用发泡苯乙烯树脂成形床与集装塑料箱制作培养槽,在培养槽的上盘铺上黑色乙烯以防止内部漏水并把栽培植物体定植于此,然后填满营养液供应养分,使用空气泵为营养液供应氧气。但是,前述方法的由于受到离体栽培植物体的特异性与生育环境变化的影响而使马铃薯种薯苗在茎插过程中切断的部位腐烂或者使包括生长点在内的苗茎干燥化,成为无法生育的状态,进而使马铃薯种薯的批量生产变得不可能。由于栽培植物体只能使用有限的营养液,因此在生育过程中容易出现对某些特定成分的营养缺乏现象。因为基于栽培植物体的马铃薯种薯苗的生产时间为30天到40天左右,因此当缺乏养分的生育不良苗出现营养障碍症状时,需要进行诊断过程后补充不足的养分再定植到营养液设施,然而由于马铃薯种薯苗的驯化培养时间比较短暂,因此只能把生育不良的苗直接定植到营养液进行栽培,结果将引起连续性的损失。由于茎插苗直接摄取积蓄在培养槽里的养分,当营养液感染了病原菌或腐败时,必须将生育的所有苗加以淘汰并废弃处理,一整年的收获就泡汤了。
在使用离体栽培植物体生产马铃薯种薯苗的前述方法中,培养人员的技术熟练程度与失败经验成为影响成功的重要因素,因此没有多少经验的培养人员实际上很难获得苗质良好的马铃薯种薯苗。因此,为了稳定地获得马铃薯种薯苗而使用一种小块茎盲芽法,该法使用低于一定尺寸的马铃薯种薯并解除其休眠状态后使其发芽。前述方法先在离体生产的人工马铃薯种薯或溶液栽培马铃薯种薯中选择不易袋装直播的5g以下小块茎并解除其休眠状态,然后播种到无菌栽培基(珍珠岩)后使其发芽,等到茎生长到7~8cm长度后摘除毛须,就不必经过植物体栽培之类的复杂驯化过程即可作为溶液栽培用幼苗来定植,是一种很好的定植用马铃薯种薯苗。
然而,小块茎也像一般马铃薯一样会因品种特性而具有各种休眠程度与休眠时间,因此需要解除休眠状态后使用。利用珍珠岩及床土生育盲芽时,容易受到病虫害的病毒污染或马铃薯种薯的主要疾病影响而造成损失,其品质将低于最初的组织栽培苗。如果作为盲芽苗的小块茎品质不良或者未经确认其品质,则无法作为马铃薯种薯苗使用。
为了生产马铃薯种薯苗,尤其是为了生产适合溶液栽培的马铃薯种薯苗,需要培育出初长较长且匍匐茎的节数较多的马铃薯种薯苗。
利用溶液栽培马铃薯种薯苗后生产出马铃薯种薯的培养方法,不是把马铃薯种薯苗浸在营养液里或者在珍珠岩或床土上进行培养,而是悬挂在内空的发泡苯乙烯树脂(Styroform)栽培床的空气上定植栽培。由于定植作业采取了从上往下分开直角四边形海绵侧面的间隙处插入马铃薯种薯苗后和海绵一起插入贯通栽培床上盘的定植孔的方式,如果所生产的马铃薯种薯苗质不良而使茎软弱或者马铃薯种薯苗倒长,即使定植经验丰富的熟练工人小心定植,也经常会在海绵里面弯折而枯死。而且,定植作业时由于苗的体内水分较多而没有枯萎,导致培养人员不能发现位于海绵之间的受损苗,过了一段时间后才会逐渐被外气环境吸收水分而枯萎、萎蔫或枯死,等到苗质导致环境压力而发现生育不良的苗才加以替换后再定植。因此,从定植日到确保羽化率的一段时间内因再定植而耗费的劳动力与马铃薯种薯苗的浪费成为实际性的障碍因素。而且,由于生育中的马铃薯种薯苗与新定植的马铃薯种薯苗之间的成活时间差异导致生育不均匀现象,不仅使整体营养液浓度与供液差异较大,而且进入生殖生长期时由于生长不足而降低了匍匐茎生成率。这样一来,不仅块茎数量减少,而且降低了整体收获量并拉长了整个生育时间,加重了培养人员的培养管理负担与压力。
另外,如果所生产的马铃薯种薯苗的初长较小,作为马铃薯种薯苗支架的栽培床上盘厚度与插入苗的海绵厚度将导致暴露在栽培床底根圈部的茎节数减少或根本不出现,降低了发根及匍匐茎出现的机会,最后降低了马铃薯种薯的整体生产量。这是因为,可以承受生育中的马铃薯种薯苗生体重量且具有定植孔的压缩发泡苯乙烯树脂栽培床上盘厚度达5cm左右,而可以插入苗并定植的海绵厚度则等于压缩发泡苯乙烯树脂栽培床厚度5cm或更厚的7cm。
因此,马铃薯种薯苗的初长中除去定植海绵厚度后进入栽培床下面的根圈部而且可以出现马铃薯的匍匐茎的节茎较多,可以生育出长茎长的苗变得格外重要。为了生产前述马铃薯种薯苗,可以在驯化后使用高密度培养方法使其软弱倒长或者扩大生育空间,然而前者因光照不足而使生长后的苗茎软弱,长到一定程度后会承受不住苗本身重量而卧倒,定植到相关设施的时候很容易在海绵内部折断而造成生育不良或枯死 现象,降低了生存率与羽化率;后者虽然因为扩大空间而得以充分进行光合成作用,使苗的初长较短,获得较为坚强的茎与短节且具有倒三角形或菱形外观的均匀生育苗,进而得到稳定的成活率,然而由于其基于海绵的溶液栽培特性,无法通过较多的节数确保匍匐茎数量。如果为了获得较多的匍匐茎而培养成具有足够节数的马铃薯种薯苗时,茎的内部将空虚并形成较大的角度,变成无法生成马铃薯的匍匐茎或变成出现叶茎的节而大幅降低经济效益。
因此,适用于溶液栽培式马铃薯种薯批量生产过程的良质马铃薯种薯苗的批量生产方法是一个迫切需要解决的课题。
发明内容
为了解决现有技术的前述缺点,本发明的目的是提供一种不仅可以防止根圈部的根烂病与软腐病并提高存活率,还可以提高定植成活率的无病马铃薯种薯苗批量生产方法。
本发明的另一目的是提供一种基于前述方法生产马铃薯种薯苗后的马铃薯种薯批量生产方法。
为了实现前述目的,本发明提供一种马铃薯种薯苗批量生产方法,包括下列步骤:摘取马铃薯种薯的生长点并在液体栽培基或固体栽培基栽培生长点的步骤;对前述生长点培养出来的离体栽培植物体进行固体培养的步骤;及摘出固体培养的前述离体栽培植物体后,茎插到营养液循环流动的深液流床上培养的深液流茎插驯化步骤。
本发明还供应一种马铃薯种薯批量生产方法,包括下列步骤:把前述马铃薯种薯苗定植到溶液栽培设施的步骤;对前述定植马铃薯种薯苗进行2-3次茎下伸作业以尽量增加匍匐茎数量的步骤;及收割前述匍匐茎上的马铃薯种薯小块茎的步骤。
附图说明
图1是现有技术在解除了溶液栽培生育的马铃薯种薯的休眠状态并播种到珍珠岩基质后发芽的马铃薯种薯苗的培养全景照片。
图2是现有技术为了生产溶液栽培定植用马铃薯种薯苗而在珍珠岩基质上培养出 小于一定尺寸(5g)的人工马铃薯种薯及溶液栽培马铃薯种薯芽后生育的溶液栽培定植用马铃薯种薯苗照片。
图3是基于离体栽培植物体的现有马铃薯种薯苗生产方法中的培养箱培养法的污染损失照片。
图4是现有技术为了把离体栽培植物体培养成溶液栽培定植用马铃薯种薯苗而进行驯化茎插时发生在茎插茎段的软腐病照片。
图5是现有技术中离体栽培植物体经过一定的外气驯化过程后茎插到珍珠岩基质时存活的马铃薯种薯苗的全景照片。
图6是在马铃薯种薯溶液栽培生产设施的定植海绵里插入现有技术培养的较短初长马铃薯种薯苗时的照片。
图7是在溶液栽培马铃薯种薯生产设施定植现有技术培养的马铃薯种薯苗时,插入海绵定植的马铃薯种薯的茎断裂照片。
图8是在深液流茎插驯化装置培养出本发明的离体栽培植物体芽后摘取插穗再茎插到气培茎插驯化装置,然后通过茎下伸作业生产的Superior(韩国从美国引进的一种马铃薯种)马铃薯种薯苗照片。
图9是通过本发明的深液流茎插驯化装置与气培茎插驯化装置生产Superior马铃薯种薯苗后定植到溶液栽培设施时的马铃薯种薯苗生育全景照片。
图10是摘取Superior马铃薯的生长点后在pH 5.8的基本MS栽培基上添加蔗糖80g/L与琼脂9g/L后在21℃的温度下生育了25天的离体栽培植物体的生育全景照片,其中每天4,500Lux光度持续18-20小时,0Lux光度持续4-6小时。
图11是摘取Superior马铃薯的生长点后在pH 5.8的基本MS栽培基上添加蔗糖80g/L、香豆素(Coumarin)0.025mg/L及琼脂9g/L后在21℃的温度下生育了25天的离体栽培植物体的生育全景照片,其中每天4,500Lux光度持续18-20小时,0Lux光度持续4-6小时。
图12是摘取Superior马铃薯的生长点后在pH 5.8的基本MS栽培基上添加液肥2g/L、蔗糖80g/L及琼脂9g/L后在21℃的温度下生育了25天的离体栽培植物体的生育全景照片,其中每天4,500Lux光度持续18-20小时,0Lux光度持续4-6小时。
图13是把本发明的离体栽培植物体茎插到深液流茎插驯化装置后依次控制光量(黑暗状态)并在顶芽与腋芽出现马铃薯种薯苗发芽(新草)的照片。
图14是本发明在黑暗状态出现顶芽与腋芽的发芽(新草)后依次控制光量后加以硬化的马铃薯种薯苗照片。
图15是把本发明的离体栽培植物体茎插到深液流茎插驯化装置后生育了13天的马铃薯种薯苗照片。
图16是为了把本发明的深液流茎插驯化装置所生育的马铃薯种薯苗作为再茎插用马铃薯种薯苗而批量摘取具有一定(5cm以上)大小的马铃薯种薯苗的照片。
图17是在本发明的深液流茎插驯化装置中摘取的再茎插用马铃薯种薯苗照片。
图18是本发明的深液流茎插驯化装置中再茎插的马铃薯种薯苗的培养照片。
图19是在本发明的深液流茎插驯化装置摘取再茎插用马铃薯种薯苗后再茎插到深液流茎插驯化装置后生育了10天的马铃薯种薯苗生育全景照片。
图20是在本发明的深液流茎插驯化装置摘取再茎插用马铃薯种薯苗后再茎插到深液流茎插驯化装置后生育了10天的马铃薯种薯苗照片。
图21是在本发明的深液流茎插驯化装置摘取再茎插用马铃薯种薯苗后再茎插到珍珠岩基质后生育了10天的马铃薯种薯苗生育全景照片。
图22是在本发明的深液流茎插驯化装置摘取再茎插用马铃薯种薯苗后再茎插到珍珠岩基质后生育了15天的马铃薯种薯苗生育全景照片。
图23是为了在本发明的深液流茎插驯化装置摘取再茎插用马铃薯种薯苗后作为一般土壤培养用马铃薯种薯苗使用,茎插到珍珠岩基质上硬化生育10天后移植到充填了无菌床土的穴盘(Plug Tray)上生育了10天的穴盘马铃薯种薯苗生育全景照片。
图24是把本发明的穴盘马铃薯种薯苗定植到温室后生育了25天后的培养全景照片。
图25是本发明的深液流茎插驯化装置所生产的再茎插用马铃薯种薯苗被茎插到气培茎插驯化装置后生育了10天的马铃薯种薯苗生育全景照片。
图26是在本发明的气培茎插驯化装置对马铃薯种薯苗进行茎下伸作业之后的生育全景照片。
图27是通过本发明的深液流茎插驯化装置与气培茎插驯化装置生育的溶液栽培用马铃薯种薯苗生育全景照片。
图28是把本发明的气培茎插驯化装置所生产马铃薯种薯苗的根切断3/4后定植到溶液栽培马铃薯种薯生产设施时,根部快速生长并吸收养分与水分后茂盛的马铃薯种薯苗照片。
图29A到图29B是把本发明所生产马铃薯种薯苗定植到溶液栽培设施后第一、第二及第三匍匐茎一直长到马铃薯种薯上端茎节的尾端并形成块茎的照片。
图30是本发明马铃薯种薯苗生产方法所使用的深液流茎插驯化装置与气培茎插驯化装置的结构图。
图31是本发明马铃薯种薯苗生产方法所使用的深液流茎插驯化装置的支架栽培床的局部斜视图。
图32是本发明马铃薯种薯苗生产方法所使用的深液流茎插驯化装置的栽培床的局部斜视图。
图33是本发明马铃薯种薯苗生产方法所使用的深液流茎插驯化装置的栽培床的排水口上的排水管与开闭管的局部斜视图。
图34是本发明马铃薯种薯苗生产方法所使用的深液流茎插驯化装置与气培茎插驯化装置的动作图。
<图形主要符号的说明>
101:茎插孔 110:栽培板
111:排水口 115:排水管
115a:缝隙 116:开闭管
116a:开闭口 120:栽培床
130:光源单元 131:荧光灯
140:支架 142:流量调节阀
145:主供应管 150:加压管
152:压力调节阀 160:排放管
162:微细滤网 170:分歧管
172:喷射管 173:营养液分散供应管
300:营养液供应制造单元 302:营养液箱
305:原液罐 307:酸液罐
310:计量泵 312:温度调节单元
315:营养液温度传感器 316:PH传感器
317:浓度传感器 320:传感器单元
332:定时器 340:控制单元
342:水位检测传感器 345:水中杀菌单元
346、347:紫外线杀菌单元 348:气泡生成单元
350:回收管 352:水压调节阀
361、361:营养液供应泵
具体实施方式
下面对本发明进一步说明。
首先,定义本说明书之术语。
本说明书的“深液流茎插驯化”指的是,把组织栽培的马铃薯种薯苗茎插到营养液循环流动的深层液进行植栽培养的过程。
本说明书的“气培茎插驯化”指的是,通过喷嘴对马铃薯种薯苗的根圈部喷射供应营养液的栽培过程。
本说明书的“深液流茎插驯化装置”指的是,执行前述深液流茎插驯化过程的装置。
本说明书的“气培茎插驯化装置”指的是,执行前述气培茎插驯化过程的装置。
本发明提供的马铃薯种薯苗批量生产方法包括下列步骤:摘取马铃薯种薯的生长点并在液体栽培基或固体栽培基栽培生长点的步骤;对前述生长点培养出来的离体栽培植物体进行固体培养的步骤;及摘出固体培养的前述离体栽培植物体后,茎插到营养液循环流动的深液流床上培养的深液流茎插驯化步骤。
本发明马铃薯种薯苗批量生产方法在栽培生长点时可以采取固体培养或液体培 养方式,其中以在旋涡振荡器中进行液体培养较佳。
在18-22℃温度与每天900-1,100Lux光度持续18-20小时和0Lux光度持续4-6小时的条件下,在添加了蔗糖28-32g/L的pH 5.7-5.8的MS基本栽培基或者在前述栽培基另外添加了琼脂7-11g/L的栽培基进行24-26天前述马铃薯种薯的生长点培养步骤较佳。
前述马铃薯种薯的生长点培养步骤完毕后,接着进行离体栽培植物体的病害鉴定步骤较佳。对于病毒或病害鉴定结果正常的马铃薯种薯苗进行批量培养,即可批量生产没有遭受病毒或病害污染的无病马铃薯种薯苗。虽然不限制病害鉴定方法,但以ELISA鉴定法对个体进行6种病毒鉴定较佳。
前述固体培养应该包括第一次新草传代培养与第二次增殖培养等两个步骤。
前述第一次新草传代培养,应该在pH 5.7-5.8的基本MS栽培基添加琼脂7-11g/L与蔗糖70-80g/L后进行,在基本MS栽培基上添加琼脂9g/L与蔗糖80g/L则更好。前述第二次增殖培养,应该在pH 5.7-5.8的基本MS栽培基添加琼脂7-11g/L、蔗糖70-80g/L及香豆素(Coumarin)0.020-0.035mg/L后进行,在基本MS栽培基上添加琼脂9g/L、蔗糖80g/L及香豆素(Coumarin)0.025mg/L则更好。
一般来说,离体栽培的植物体细胞的光合成能力较弱,为了获得细胞碳炔(carbon skeleton)或者新陈代谢所需要的能量而需要从栽培基接受碳元素,由于组织栽培过程需要经过灭菌处理(1.2大气压、124℃),因此应该使用耐高温的蔗糖。添加到栽培基的蔗糖是培养细胞的能量供应源,蔗糖被植物体吸收后不仅有助于细胞的增殖与生长,其浓度还可以影响植物体的再分化过程,而且当浓度达到80g/L时对马铃薯种薯苗的生育效果最好。
为了把离体植物体暴露在干燥的外部环境下并生育成马铃薯种薯苗,在较弱的的光照下能在体内可以积蓄较多的碳氢化合物才能生育出具有强大而富有弹性的茎的马铃薯种薯苗,因此蔗糖添加量以70-80g/L最佳。蔗糖添加量少于70g/L时,无法获得强大的马铃薯种薯苗;蔗糖添加量大于80g/L时,根压将引起阻止养分吸收的逆渗透压而无法在体内积蓄碳氢化合物。
前述第一次新草(shoot)传代培养与第二次增殖培养应该分别在每天 4,000-5,000Lux持续18-20小时和0Lux持续4-6小时的光照环境下进行25-35天,在每天4,500Lux持续18-20小时和0Lux持续4-6小时的光照环境下进行30天则更好。
第二次增殖培养完毕后,摘取马铃薯种薯苗并直接进入深液流茎插驯化步骤或者经过驯化步骤后接着进行深液流茎插驯化过程,省略驯化过程后直接进行深液流茎插驯化的方式可以缩短生产周期。
组织栽培苗由于在密封的多湿及低光度离体环境下生育,生长速度慢而节长茎细,为了定植到干燥的高光度温室或溶液栽培床,需要在离体栽培植物体的栽培环境下逐渐转换到定植栽培的外气环境的驯化过程才能在外气环境的压力下生存下来。然而,驯化过程所需要的时间为10天到15天,而且即使经过了驯化过程的离体栽培植物体也会根据培养人员的经验与能力而获得不同的马铃薯种薯苗生存率与苗品质。因此,本发明不经过额外的驯化过程而直接通过深液流茎插驯化步骤使离体栽培植物体生育成适合外气环境的马铃薯种薯苗就成了一个关键因素。
在前述深液流茎插驯化步骤中茎插的马铃薯种薯苗的叶片应该完全掉落而只剩茎部而且稍微老化而使茎部处于硬化状态。如果在离体状态下快速生育(30-35天)的马铃薯种薯苗被摘取并进行茎插,则成为把叶片茂盛而无根的软茎切断后进行茎插的情形,将因过度蒸散而使叶片干燥化并使植物体萎蔫枯死或降低其成活率。因此,在离体栽培苗的叶片完全掉落而只剩茎部的状态下摘取后进行茎插就能100%成功。
在前述深液流茎插驯化步骤中应该利用消毒后的利刃切掉茎插马铃薯种薯苗的茎下端的节部位后使用,此时应该一次切断。前述深液流茎插驯化步骤优选使用18-22℃、pH 6.6-7.0的营养液,按照生长期而逐渐增加光量使马铃薯种薯苗硬化。最优选地,光强度是a)0Lux/55-65小时→b)2,100Lux/45-55小时、0Lux/4-8小时→c)3,600Lux/35-45小时、0Lux/4-8小时→d)5,500Lux/25-35小时、0Lux/4-8小时→e)7,000Lux/535-545小时(持续30天每天光照18-20小时)、0Lux/120-180小时(持续30天每天处于黑暗条件下4-6小时)。
首先,在茎插后维持黑暗状态55-65小时就能使新草成长为白色。大部分的植物体可以通过地上部位的蒸散作用引起水分子的凝集力而通过根部吸收溶于水中的养分,在受到茎插影响而降低了吸收功能的情形下,在马铃薯种薯苗的顶芽与腋芽首先 长出来的新草可以促进根须生长,有利于茎插根圈部茎吸收养分与水分,进而确保了离体栽培植物的生存率。在黑暗状态下依次增加光量使植物体的顶芽与腋芽部位长出来的芽硬化,增加健康的浓绿色叶片数量,体内积蓄更多的碳氢化合物,茎部强大而不易伏倒,而且还能获得具有高弹性短节的马铃薯种薯苗。
前述深液流茎插驯化步骤应该反复进行营养液供应步骤与营养液中断步骤,以供应营养液30-45分钟后停止90-180分钟的方式较好。虽然较多地供应营养液供应能使马铃薯种薯苗的生育良好,但是过度吸收水分的结果容易引起软腐病,供应的时间间隔太长则因体内水分的蒸发而造成萎蔫并承受干燥损失。
前述营养液供应步骤应该以营养液液面不流动的方式供应并维持一定的营养液水位。这是因为,供应营养液时发生的水压所引起的高流速与涡流现象将转而对茎插马铃薯种薯苗施加压力,进而阻碍发根及生育。
前述营养液中断步骤应该完全排放营养液与生长渣滓并使马铃薯种薯苗的茎与根暴露在空气中。也就是说,使马铃薯种薯苗根完全暴露在空气中可使空气通过栽培板的茎插孔进入并循环,进而防止了由于茎插马铃薯种薯苗的过度浸泡及过度吸水而引起的软腐病与根烂病。
在前述深液流茎插驯化步骤中,茎插13~15天后开始每隔6-10天就反复摘取马铃薯种薯苗直到节被完全摘取为止,如此即可实现马铃薯种薯苗的批量生产。
前述深液流茎插驯化步骤应该在深液流茎插驯化装置进行,前述深液流茎插驯化装置进行包括下列单元:可以茎插栽培马铃薯种薯苗的茎插孔排列其上的栽培板;具有可以容纳前述栽培板的空间,为茎插到前述栽培板上的马铃薯种薯苗储存生长所需营养液,具有可以把过度供应的营养液加以排放的排水口的栽培床;位于前述栽培床的一侧并对茎插到前述栽培板的马铃薯种薯苗照射光线的光源单元;位于前述栽培床的一侧并把前述营养液输送到前述栽培床下端的营养液分散供应管;及具有连接前述营养液分散供应管以供应营养液的营养液箱的营养液供应制造单元。
前述深液流茎插驯化装置的前述栽培床的排水口上安装了具有前述纵向缝隙的排水管,具有螺旋形开闭口的开闭管以距离前述排水管下端一段间隔的方式插入前述排水管。
在前述深液流茎插驯化装置的支架内部排列着可以深层储存前述营养液的多层空间并使前述栽培床也形成多层排列,前述支架的各层空间具有连接到前述营养液箱的营养液分散供应管,作为前述光源单元的多列荧光灯位于前述支架的各层栽培床的下端。此时,前述支架的一侧安装了可以连接前述各层的营养液分散供应管并供应营养液且具有可以调节前述营养液分散供应管之间的营养液流量的流量调节阀的主供应管。前述主供应管垂真延伸到位于前述支架最上端的前述栽培床的上端,在前述主供应管的最上端结合了体积大于其下端且连接到前述营养液箱的加压管,前述主供应管与前述加压管之间安装了可以调节主供应管压力的压力调节阀。
前述深液流茎插驯化装置的前述栽培床的排水口包含了连接前述营养液箱并把排放出来的营养液重新储存到前述营养液箱的排放管。此时,前述排放管的端部安装了可以把循环流动的营养液所含渣滓或杂质加以过滤的微细滤网。通过对循环流动的营养液进行渣滓或杂质过滤处理,可以进一步防止根圈部的根烂病与软腐病。
前述深液流茎插驯化装置的前述营养液分散供应管的一侧是从前述营养液箱接受营养液的“T”形分歧管,前述分歧管结合了具有可喷射营养液的喷嘴且水平排列在前述栽培床底面的喷射管。这样,供应给茎插栽培床内部的营养液可以在没有表面流动的情形下流动。
本发明马铃薯种薯苗批量生产方法允许各种再茎插方法,例如摘取了经过前述深液流茎插驯化步骤的马铃薯种薯苗后,再茎插到深液流茎插驯化装置、茎插到珍珠岩基质或茎插到气培茎插驯化装置。在前述深液流茎插驯化步骤后,再增加一个通过喷嘴对马铃薯种薯苗的根圈部喷射营养液培养的气培茎插驯化步骤较佳。
前述气培茎插驯化步骤应该在包括下列单元的气培茎插驯化装置上进行:可以茎插栽培马铃薯种薯苗的茎插孔排列其上的栽培板;其上端支持前述栽培板,具有以露状喷射的方式为茎插到前述栽培板的马铃薯种薯苗供应所需营养液的喷嘴的喷射管,具有可以把喷射后沉到下端的营养液加以排放的排水口的栽培床;位于前述栽培床的一侧并对茎插到前述栽培板的马铃薯种薯苗照射光线的光源单元;及连接到前述栽培床的喷射管一侧并具有可以储存营养液的营养液箱的营养液供应制造单元。
前述喷射管的端部安装了可以把前述喷射管里的渣滓加以排放的清扫阀。支架内 部排列着前述营养液的多层喷射空间并使前述栽培床也形成多层排列,前述支架的各层空间具有连接到前述营养液箱的喷射管。此时,前述支架的一侧具有主供应管,前述主供应管连接前述各层的喷射管并供应营养液,而且还具有可以调节前述喷射管之间的营养液流量的流量调节阀。前述主供应管垂直延伸到位于前述支架最上端的前述栽培床的上端,在前述主供应管的最上端结合了体积大于其下端且连接到前述营养液箱的加压管。
前述栽培床的排水口包含了连接前述营养液箱并把排放出来的营养液重新储存到前述营养液箱的排放管。前述排放管的端部安装了可以把流入前述营养液箱的营养液所含渣滓或杂质加以过滤的微细滤网。
前述营养液制造供应单元包括:把含有制造前述营养液箱的营养液时所需要的有机/无机养分的原液供应给其它单元的原液罐;位于前述原液罐的一侧并且把调节前述营养液箱酸碱值的酸液供应给前述营养液箱的酸液罐;连接到前述原液罐与前述酸液罐并接受前述原液与前述酸液后定量供应给前述营养液箱的计量泵;接受来自前述营养液箱的营养液并传达热量后重新供应给营养液箱,进而调节前述营养液温度的温度调节单元;包含可以量测前述营养液箱内营养液温度的营养液温度传感器、量测酸碱值的PH传感器及量测营养液浓度的浓度传感器的传感器单元;及通过前述营养液温度传感器量测营养液温度并启动前述温度调节单元调节营养液的温度,通过前述PH传感器与前述浓度传感器收集前述营养液的温度、浓度及酸碱值,然后通过前述计量泵对供应给前述营养液箱的原液与酸液供应量进行调节的控制单元。
前述营养液制造供应单元应该包括可以检测前述营养液箱的水位的水位检测传感器。
前述营养液制造供应单元的前述营养液箱应该包括对营养液进行杀菌处理的水中杀菌单元及可以在营养液里生成气泡的气泡生成单元。
连接前述营养液箱与前述栽培床的配管之间应该安装可以对营养液进行杀菌处理的紫外线杀菌单元。
前述气培茎插驯化步骤优选在6,500-7,500Lux持续18-20小时和0Lux持续4-6小时、pH 6.6-7.0的营养液及18-21℃的条件下进行。优选以供应30秒后停止4分钟 的方式供应营养液。
在气培茎插驯化步骤中,铃薯种薯苗的地上部位的初长达到8-12cm时,利用消毒过的剪刀清除上端2-4片叶之外的一切下层叶片,应该进行2~3次使马铃薯种薯苗茎伸到前述栽培板下面的茎下伸作业。这样一来,可以尽量增加发生匍匐茎的圆形节数量,进而可以大幅提高马铃薯种薯的生产量。
前述气培茎插驯化步骤需时32~40天,气培茎插驯化步骤的最后5~7天只留下上端2~3片叶,把其它叶片全部除掉,把马铃薯种薯苗的根部切断3/4后进行重生过程。如此即可提高其在溶液栽培设施里的成活率。
如果进行再茎插之前没有清除任何发根,茎插的马铃薯种薯苗根将融化消失后重新发根,拉长了发出新根所需要的时间,而且现有的根在融化腐烂后导致茎变软且使苗因软腐病而枯死。将发根完全清除时,其根的马铃薯种薯苗由于根圈部吸水不足而使叶与茎萎蔫,拉长了发根苗的成活时间,将在初始的生育过程中遭遇困难。因此,把根部切断3/4后进行重生过程才能在定植到溶液栽培设施时提高其成活率。
下面结合附图针对前述深液流茎插驯化过程与气培茎插驯化过程的深液流茎插驯化装置与气培茎插驯化装置的结构及动作原理进一步说明。
图30是本发明马铃薯种薯苗生产方法所使用的深液流茎插驯化装置与气培茎插驯化装置的结构图,图31是本发明马铃薯种薯苗生产方法所使用的深液流茎插驯化装置的支架里的栽培床的局部斜视图,图32是本发明马铃薯种薯苗生产方法所使用的深液流茎插驯化装置的栽培床的局部斜视图,图33是本发明马铃薯种薯苗生产方法所使用的深液流茎插驯化装置的栽培床的排水口上的排水管与开闭管的局部斜视图,图34是本发明马铃薯种薯苗生产方法所使用的深液流茎插驯化装置与气培茎插驯化装置的动作图。
如图所示,本发明深液流茎插驯化装置包括下列单元:可以茎插栽培马铃薯种薯苗(105)的茎插孔(101)排列其上的栽培板(110);具有可以容纳前述栽培板(110)的空间,为茎插到前述栽培板(110)上的马铃薯种薯苗(105)储存生长所需营养液,具有可以把过度供应的营养液加以排放的排水口(111)的栽培床(120);位于前述栽培床(120)的一侧并对茎插到前述栽培板(110)的马铃薯种薯苗(105)照射光线的光源单元(130); 位于前述栽培床(120)的一侧并把前述营养液输送到前述栽培床(120)下端的营养液分散供应管(173);及具有连接前述营养液分散供应管(173)以供应营养液的营养液箱(302)的营养液供应制造单元(300)。
此时,前述栽培板(110)在茎插了马铃薯种薯苗(105)后被固定于栽培床(120)的上端,茎插到栽培板(110)上的马铃薯种薯苗(105)的根将从供应到栽培床(120)后被储存起来的营养液吸收养分后生长。
前述栽培床(120)的排水口(111)上安装了具有前述纵向缝隙(115a)的排水管(115),在前述排水管(115)上以间隔一段距离的方式把具有螺旋形开闭口(116a)的开闭管(116)插入前述排水管(115)的下端。
此时,前述排水管(115)具有可以把深层储存在栽培床(120)的营养液加以排放的缝隙(115a),开闭管(116)与排水管(115)结合并凭借旋转运动而调节缝隙(115a)的开放长度,然后根据缝隙(115a)的开放长度而对深层储存在栽培床(120)里的营养液的水位进行调节。
也就是说,前述开闭管(116)一边开放排水管(115)下侧的缝隙(115a)一边插入排水管(115),通过开闭口(116a)的旋转运动而连通缝隙(115a)或封闭缝隙(115a),可以根据缝隙(115a)的开放长度来调节营养液的水位。
支架(140)内部排列着可以深层储存前述营养液的多层空间并使前述栽培床(120)也形成多层排列,前述支架(140)的各层空间具有连接到前述营养液箱(302)的营养液分散供应管(173),作为前述光源单元(130)的多列荧光灯(131)位于前述支架(140)的各层栽培床(120)的下端。
此时,前述支架(140)的一侧具有主供应管(145),前述主供应管(145)连接前述各层的营养液分散供应管(173)并供应营养液,而且还具有可以调节前述营养液分散供应管(173)之间的营养液流量的流量调节阀(142)。前述主供应管(145)垂直延伸到位于前述支架(140)最上端的前述栽培床(120)的上端,在前述主供应管(145)的最上端结合了体积大于其下端且连接到前述营养液箱(302)的加压管(150),前述主供应管(145)与前述加压管(150)之间安装了可以调节主供应管(145)压力的压力调节阀(152)。
营养液输送到主供应管(145)并使营养液充满主供应管(145)时,由于主供应管(145) 是直立的,因此主供应管(145)可以凭借营养液的高度而对营养液分散供应管(173)施加自然压力。
当营养液溢出前述主供应管(145)的最上端并流入加压管(150)时,营养液在经过加压管(150)的过程中将加速,进一步提高了对加压管(150)下端的压力。
此时,前述加压管(150)之所以能提高主供应管(145)压力的原因在于加压管(150)的上端流动面积小于下端,加压管(150)提高主供应管(145)的压力后,连接在直立型主供应管(145)的营养液分散供应管(173)将跟着承受该压力。
也就是说,通过一定压力把营养液供应到连接在前述主供应管(145)的营养液分散供应管(173)内,使营养液沿着栽培床(120)的底面流动并在栽培床(120)填充一定深度。
栽培床(120)里的营养液填充深度根据开闭管(116)对排水管(115)缝隙(115a)的开放程度而定,由于开闭管(116)与排水管(115)的下端维持一定间隔,因此排放管(115)的缝隙(115a)下端变成开放状态,从开闭管(116)的开闭口(116a)下端排放营养液。
此时,如果茎插了马铃薯种薯苗(105)的栽培板(110)被置于栽培床(120)上,马铃薯种薯苗(105)的根将接触营养液并吸收养分,凭借光源单元(130)所供应的光线而生长,光源单元(130)可以以如下方式光照通过茎插种植的马铃薯种薯苗(105):a)0Lux/55-65小时→b)2,100Lux/45-55小时、0Lux/4-8小时→c)3,600Lux/35-45小时、0Lux/4-8小时→d)5,500Lux/25-35小时、0Lux/4-8小时→e)7,000Lux/535-545小时(持续30天每天光照18-20小时)、0Lux/120-180小时(持续30天每天处于黑暗条件下4-6小时)。前述光源单元(130)的光量调节则由定时器(332)加以控制。
此时,前述栽培床(120)的排水口(111)包含了连接前述营养液箱(302)并把排放出来的营养液重新储存到前述营养液箱(302)的排放管(160),前述排放管(160)的端部安装了可以把循环流动的营养液所含渣滓或杂质加以过滤的微细滤网(162)。
此时,前述排放管(160)可以把营养液重新回收到营养液箱(302),微细滤网(162)可以过滤出供应给马铃薯种薯苗(105)后回收的营养液所包含的杂质或渣滓,进而提高了重新供应给栽培床(120)的营养液的纯度。
前述营养液分散供应管(173)的一侧是从前述营养液箱(302)接受营养液的“T”形分 歧管(170),前述分歧管(170)结合了具有可喷射营养液的喷嘴(172a)且水平排列在前述栽培床(120)底面的喷射管(172),分歧管(170)连接主供应管(145)并从中获取营养液,喷射管(172)在栽培床(120)的底面附近横向排列并通过喷嘴(172a)把来自分歧管(170)的营养液纵向排放到栽培床(120)里。
此时,前述喷射管(172)在栽培床(120)横向排列并且均匀地纵向排放营养液,马铃薯种薯苗(105)可以避免营养液流动压力的影响而均匀地生长。
位于前述深液流茎插驯化装置一侧的气培茎插驯化装置包括:可以茎插栽培马铃薯种薯苗(106)的茎插孔(201)排列其上的栽培板(205);其上端支持前述栽培板(205),具有以露状喷射的方式为茎插到前述栽培板(205)的马铃薯种薯苗(106)供应所需营养液的喷嘴(211)的喷射管(210),具有可以把喷射后沉到下端的营养液加以排放的排水口(215)的栽培床(222);位于前述栽培床(222)的一侧并对茎插到前述栽培板(205)的马铃薯种薯苗(106)照射光线的光源单元(230);及连接到前述栽培床(222)的喷射管(210)一侧并具有可以储存营养液的营养液箱(302)的营养液供应制造单元(300)。
此时,前述喷射管(210)的端部安装了可以开放喷射管(210)并且可以把前述喷射管(210)里的渣滓加以排放的清扫阀(212),打开清扫阀(212)后供应营养液箱(320)的营养液时,营养液将随同喷射管(210)内部的渣滓一起排出。
支架(240)内部排列着前述营养液的多层喷射空间并使前述栽培床(222)也形成多层排列,前述支架(240)的各层空间具有连接到前述营养液箱的喷射管(210)并以露状喷射方式供应来自营养液箱的营养液。
前述喷射管(210)具有可以把营养液喷射成露状的喷嘴(211),前述喷射管(210)沿着栽培床(222)的纵向置于栽培床(222)的下端。
前述光源单元(230)由定时器(332)进行控制,可以在茎插到栽培床(222)的马铃薯种薯苗(106)的生长周期内为其供应所需要的光量。
此时,前述支架(240)的一侧具有主供应管(245),前述主供应管(145)连接前述各层的喷射管(210)并供应营养液,而且还具有可以调节前述喷射管(210)之间的营养液流量的流量调节阀(142)。前述主供应管(245)垂直延伸到位于前述支架(240)最上端的前述栽培床(222)的上端,前述主供应管(245)最上端的流动面积小于其下端并对连接到 下端的主供应管(245)施加压力,连接到前述营养液箱的加压管(250)与其结合,前述加压管(205)的下端安装了可以调节加压管(205)的营养液流动量并进而调节主供应管(245)压力的压力调节阀(152)。
前述加压管(250)的流动面积小于主供应管(245),使营养液在经过加压管(250)时可以加速,连接到加压管(250)下端的主供应管(245)可以保持高于加压管(250)的压力,其压力可以对流到喷射管(210)的营养液施加压力;由于加压管(250)与主供应管(245)之间安装了可以调节加压管(250)的营养液流动量的压力调节阀(252),因此压力调节阀(252)可以在对回到营养液箱(302)的营养液流动量进行调整的同时调节主供应管(245)的压力。
此时,前述栽培床(222)的排水口(215)包含了连接前述营养液箱(320)并把排放出来的营养液重新储存到前述营养液箱(320)的排放管(260),前述排放管(260)的端部安装了可以把流入前述营养液箱(320)的营养液所含渣滓或杂质加以过滤的微细滤网(262)。
前述深液流茎插驯化装置与气培茎插驯化装置位于同一室内空间,这是因为,在病毒病害鉴定合格的马铃薯种薯上摘取生长点后离体栽培而得到马铃薯种薯苗(105)后,为了使前述马铃薯种薯苗(105)生长为适用于马铃薯种薯溶液栽培设施的马铃薯种薯苗(106),需要在营养液被深层储存的栽培床(120)上使铃薯种薯苗(105)生长到特定长度,然后在前述马铃薯种薯苗(105)的上端切出具有特定长度的马铃薯种薯苗(106),再茎插到可以把营养液喷射成露状的其它栽培床(222)的栽培板(205)上后使其生长成特定长度。
此时,前述深液流茎插驯化装置与气培茎插驯化装置共享营养液制造供应单元(300)的营养液箱(320)并分别位于其两侧,位于营养液箱(320)两侧的营养液供应泵(361,362)将为前述两个装置供应营养液。
前述营养液制造供应单元(300)包括下列单元:把含有制造前述营养液箱(302)的营养液时所需要的有机/无机养分的原液供应给其它单元的原液罐(305);位于前述原液罐(305)的一侧并且把调节前述营养液箱(302)酸碱值的酸液供应给前述营养液箱(302)的酸液罐(307);及连接到前述原液罐(305)与前述酸液罐(307)并把前述原液与前述酸 液后定量供应给前述营养液箱(302)的计量泵(310)。
前述营养液制造供应单元(300)包括:接受来自前述营养液箱(302)的营养液并传达热量后重新供应给营养液箱(302),进而调节前述营养液温度的温度调节单元(312);及包含了可以量测前述营养液箱(302)内营养液温度的营养液温度传感器(315)、量测酸碱值的PH传感器(316)及量测营养液浓度的浓度传感器(317)的传感器单元(320)。
前述营养液制造供应单元(300)还包括控制单元(340),前述控制单元(340)通过前述营养液温度传感器(315)量测营养液温度并启动前述温度调节单元(312)调节营养液的温度,通过前述PH传感器(316)与前述浓度传感器(317)收集前述营养液的温度、浓度及酸碱值,然后通过前述计量泵(310)对供应给前述营养液箱(302)的原液与酸液供应量进行调节。
前述营养液制造供应单元(300)包括可以检测前述营养液箱(302)水位的水位检测传感器(342),前述营养液制造供应单元(300)的前述营养液箱(302)则包括可以为营养液杀菌的水中杀菌单元(345)与可以在营养液里生成气泡的气泡生成单元(348)。
在连接前述营养液箱(302)与前述栽培床(120,222)的配管之间安装了可以为营养液杀菌的紫外线杀菌单元(346、347)。
下面结合图33对具有前述结构的营养液制造供应单元(300)制造营养液后供应给栽培床(120,222)的马铃薯种薯苗(105、106)的过程进一步说明。
启动前述计量泵(310)后,前述原液罐(305)的养分原液与酸液罐(307)的酸液将被供应到营养液箱(302),原水则通过原水管(303)供应到营养液箱(302)。
前述控制单元(340)通过营养液箱(302)的PH传感器(316)与浓度传感器(317)检测营养液的酸碱值与浓度值,以调节计量泵(310)的方式控制计量泵(310)的原液与酸液供应量,进而把营养液箱(320)所制造的营养液的酸碱值与浓度调整到适合马铃薯种薯苗(105、106)生长的酸碱值与浓度值。
前述控制单元(340)通过营养液箱(320)的温度传感器(315)检测营养液温度,温度调节单元(312)则通过使营养液循环的方式把营养液温度调整到适合马铃薯种薯苗(105、106)生长的温度。
启动位于前述营养液箱(320)内侧的水中杀菌单元(345)对营养液进行杀菌处理,气 泡生成单元(348)生成气泡为营养液供应氧气。
之后,启动位于前述营养液箱(320)侧面的营养液供应泵(361)把营养液供应给具有营养液分散供应管(173)的栽培床(120),营养液在经过主供应管(145)下端的紫外线杀菌单元(346)时将接受紫外线杀菌处理。
然后,前述主供应管(145)里开始填充营养液,当营养液填充到主供应管(145)最上端的加压管(150)时,打开营养液分散供应管(173)与主供应管(145)之间的流量调节阀(142)使营养液流到营养液分散供应管(173)的分歧管(170),然后通过分歧管(170)的喷射管(172)排放到栽培床(120)的下端。
此时,前述营养液在栽培床(120)里深层储存到特定水位,溢出特定水位的营养液则通过栽培床(120)排水口(111)上的排水管(115)缝隙(115a)回到营养液箱(302)。
也就是说,开闭管(116)可以调节前述排水管(115)的缝隙(115a)的开放长度,通过开放的缝隙(115a)排放营养液,开闭管(116)上的螺旋形开闭口(116a)具有螺旋形状并引导营养液在侧面缓慢流入,进而防止了营养液排放时的流动对茎插到栽培板(110)上的马铃薯种薯苗(105)根造成影响。
由于开闭管(116)插入时与排水管(115)下端间隔了一段距离,因此前述排水管(115)的缝隙(115a)下端一直维持开放状态,营养液供应泵(361)停止运转而使营养液分散供应管(173)停止供应营养液后,营养液将通过缝隙(115a)的下端开口排放。
也就是说,前述营养液分散供应管(173)一旦停止供应营养液就会排放营养液,进而中断了对马铃薯种薯苗(105)根的营养液供应,使马铃薯种薯苗(105)的根在空气中进行干燥处理,防止了营养液继续深层储存在栽培床(120)时容易发生的马铃薯种薯苗(105)根的根烂病或茎的软腐病。
通过前述栽培床(120)的排水口(111)排放的营养液将通过排放管(160)重新流入营养液箱(302),位于排放管(160)端部的微细滤网(162)将过滤掉营养液里的渣滓或杂质,防止了重新供应的营养液里混入渣滓或杂质的现象。
前述营养液箱(302)的营养液被供应到栽培床(120)后,光源单元(130)将被启动并且在茎插马铃薯种薯苗后以如下方式对茎插到栽培板(110)的马铃薯种薯苗进行照射:a)0Lux/55-65小时→b)2,100Lux/45-55小时、0Lux/4-8小时→c)3,600Lux/35-45 小时、0Lux/4-8小时→d)5,500Lux/25-35小时、0Lux/4-8小时→e)7,000Lux/535-545小时(持续30天每天光照18-20小时)、0Lux/120-180小时(持续30天每天处于黑暗条件下4-6小时)。
前述光源单元(130)包括位于栽培床(120)下端的四个荧光灯(131),荧光灯(131)的电源供应时间由定时器(332)控制,定时器(332)以调节荧光灯(131)的亮灯数量与各亮灯时间的方式控制光量。
之后,当马铃薯种薯苗(105)在前述栽培床(120)生长到特定长度时,培养人员把马铃薯种薯苗(105)切断成一定长度后茎插到位于营养液箱(320)另一侧的栽培床(222)继续生育,针对马铃薯种薯苗(105)根形成多个节并确保茎硬化,进而在溶液栽培设施生育出适用于马铃薯种薯生产作业的马铃薯种薯苗。
也就是说,在前述营养液箱(302)右侧的栽培床(120)上切断马铃薯种薯苗(106)后茎插到位于左侧的栽培床(222)的栽培板(205)上,启动位于营养液箱(302)左侧的营养液供应泵(362),营养液就会经过主供应管(245)上的紫外线杀菌单元(347)进行杀菌处理,然后流入栽培床(222)上的喷射管(210),喷射管(210)上排列的喷嘴(211)可以把营养液喷射成露状,喷射出来的营养液碰到栽培床(222)两侧的内墙壁后分散,进而供应到马铃薯种薯苗(106)的根圈部。
前述营养液被供应到马铃薯种薯苗后,流入栽培床(222)的下端并通过排水口(215)回到营养液箱(302),在回收营养液的排放管(260)的端部安装微细滤网(262)过滤掉回收营养液里的渣滓与杂质。
位于前述栽培床(222)下端的光源单元(230)被启动后,构成光源单元(230)的荧光灯(235)就亮灯,定时器(332)适当地控制荧光灯(235)使马铃薯种薯苗(106)生长为适合溶液栽培设施的马铃薯种薯苗(106)。
本发明提供一种马铃薯种薯批量生产方法,包括:把前述马铃薯种薯苗定植到溶液栽培设施的步骤;对前述定植马铃薯种薯苗进行2-3次茎下伸作业以尽量增加匍匐茎数量的步骤;及收割前述匍匐茎上的马铃薯种薯小块茎的步骤。此时,定植到前述溶液栽培设施的马铃薯种薯苗在初长30~40cm时最适合马铃薯种薯的批量生产。溶液栽培设施的内部温度应该维持早18~21℃的温度,以中午12~1点为准的的光度量 测值为准,晴天为8万Lux~10万Lux,阴天为2万5千~3万5千Lux,雨天为1万Lux左右时较佳。使用pH 6.6-7.0的营养液,以供应30秒后中止4分钟的方式供应营养液较佳。
下面结合实施例对本发明进一步说明。在此需要强调的是,下面的实施例只是对本发明的举例,不能据以限定其权利范围。
<实施例>
<实施例1>马铃薯种薯苗的生产
1.马铃薯种薯生长点的摘取及液体培养
选择品种确实且没有染病的干净马铃薯种薯后在半阴凉的散光环境下进行催芽把马铃薯芽(胚芽)生育成0.5cm左右的大小或者植入灭菌珍珠岩花盆内深达两个马铃薯的深处。此时,使用540网目的网纱把蚜虫之类的病毒媒介虫等污染源加以隔离。
浴光催芽后,对于马铃薯种薯中具有胚芽或芽的生长点的茎上端一节,利用一两滴中型洗涤剂Tween-20清洗后使用流水冲洗干净,然后把材料置于有盖容器并移动到洁净工作台。
使用70-75%乙醇进行表面消毒30秒钟,使用灭菌水冲洗2-3次,再用2%次氯酸进行表面消毒5-10分钟。然后再用灭菌水冲洗2-3次,移到观察盘(Schale)后利用显微镜摘取0.2-0.3mm大小(粘附2片左右的叶原基)的生长点。把摘取的生长点置于M基本栽培基+蔗糖30g/L、pH5.8的液体栽培基上,以每分钟80转的速度在旋涡振荡器里生育25天。
2.组织栽培离体栽培植物体的病害鉴定:ELISA鉴定
对于液体栽培基里生育的离体栽培植物体进行病害鉴定时,个体数量越多越有利,在500ml的培养瓶里分别注入200ml的固体栽培基上增殖4倍左右后再使用。
在每个植物体贴上区别标识(标签)后摘取鉴定材料,在同一母株传代培养的18株苗上压挤后摘取液汁。使用标准Coating Buffer把抗体稀释1,000倍(Buffer 20ml里包含20μl的抗体)后在96孔板的各孔(well)添加200μl。置入潮湿容器里后在30℃的温度下熟成4小时,再使用Washing Buffe清洗4-8次后,完全清除孔(well)的水分。 使用Extraction Buffer把液汁稀释成1∶10或1∶20的比例后在每个孔里添加200μl。置入潮湿容器里后在4℃的温度下培养16小时(Overnight)。使用Washing Buffe清洗4-8次后,完全清除各孔的水分。使用Conjugate Buffer把Conjugate IgG稀释1,000倍后为各孔添加200μl。置入潮湿容器里后在30℃的温度下培养5小时后使用Washing Buffer冲洗4-8次。在Substrate Buffer(20ml)溶解一颗Substrate后分别为各孔添加200μl,然后在黑暗状态的室温下培养1小时。使用reader BIO-RAD Model550(bio-rad公司制造)在405nm进行量测。
3.病害鉴定合格的离体栽培植物体的增殖传代培养
在pH 5.8的基本MS栽培基添加蔗糖70-80g/L与琼脂9g/L后在500ml的培养瓶里分别注入200ml并固化成固体栽培基,然后把病害鉴定合格的离体栽培植物体植栽到前述固体栽培基,再每天4,500Lux持续18-20小时和0Lux持续4-6小时光照下在培养室中生长30天,利用空调器维持室温在21℃。
然后,在pH 5.8的基本MS栽培基添加琼脂9g/L、蔗糖80g/L及香豆素(Coumarin)0.025mg/L后在500ml的培养瓶里分别注入200ml并固化成固体栽培基,然后把植物体植栽到前述固体栽培基,利用4D荧光灯提供4,500Lux持续18-20小时和0Lux持续4-6小时的光照并配合空调器把培养室里的室内温度控制在21℃范围并且一直培养到离体栽培苗的叶片掉落只剩茎为止。
4.马铃薯种薯苗的深液流茎插驯化
把增殖培养的前述马铃薯种薯苗茎插到深液流茎插驯化装置后培养,前述深液流茎插驯化装置使用4cm的正方形铝角管制作成各层间隔45cm的3层结构,整体尺寸为132cm(长度)×60cm(宽)×230cm(高)。
利用消毒后的利刃切掉从培养瓶里摘取的马铃薯种薯苗的茎下端的节部位后,茎插到深液流茎插驯化装置的茎插孔里。室内温度维持18℃,光照从0Lux持续60小时开始,光强度逐渐增加至2,100Lux/45-55小时、0Lux/4-8小时→3,600Lux/35-45小时、0Lux/4-8小时→5,500Lux/25-35小时、0Lux/4-8小时→7,000Lux/535-545 小时(持续30天每天光照18-20小时)、0Lux/120-180小时(持续30天每天处于黑暗条件下4-6小时),以使其硬化。使用pH 6.8的营养液,供应营养液30分钟后停止供应120分钟。茎插13~15天后开始每隔6-10天就反复摘取马铃薯种薯苗直到节被完全摘取为止。
5.马铃薯种薯苗的喷雾茎插驯化
使用4cm的正方形铝角管制作成260cm(长度)×60cm(宽)×230cm(高)、各层间隔为60cm的3层结构式气培茎插驯化装置,然后把经过前述深液流茎插驯化步骤后的马铃薯种薯苗茎插到前述气培茎插驯化装置。然后使用21℃、7,000Lux持续18-20小时和0Lux持续4-6小时及pH 6.8的营养液进行气培茎插驯化。此时,喷嘴把营养液喷射成微细粒子(雾状粒子)后供应给马铃薯种薯苗,以供应30秒后中止4分钟的方式反复对马铃薯种薯苗喷射供应营养液。马铃薯种薯苗的地上部位的初长达到10cm左右时,利用消毒过的剪刀清除上层3片叶之外的一切下层叶片,进行3次使马铃薯种薯苗茎伸到前述栽培板下面的茎下伸作业。气培茎插驯化步骤的最后5天只留下最上面的3片叶,把其它下层叶片全部除掉,把马铃薯种薯苗的根部切断3/4后进行重生过程。
<实施例2>马铃薯种薯的生产
把前述实施例1中生育到初长为35cm的马铃薯种薯苗定植到溶液栽培设施上。使用21℃、pH 6.8的营养液,以供应30秒后中止4分钟的方式反复对马铃薯种薯苗喷射供应营养液。马铃薯种薯苗的地上部位的初长达到10cm左右时,利用消毒过的剪刀清除上层3片叶之外的一切下层叶片,进行3次使马铃薯种薯苗茎伸到前述栽培板下面的茎下伸作业。然后反复摘取马铃薯种薯小块茎。
<实验1到实验3>
为了找出把组织栽培植物体茎插到深液流茎插驯化装置并加以驯化的适当条件,本实验调查了添加到MS栽培基里的添加物对离体马铃薯种薯苗的苗品质与茎插驯 化时的生存率的影响。
也就是说,在马铃薯种薯上摘取生长点栽培苗后进行病毒(PLRV,PVY,PVX,PVM,PVS,AMV)鉴定选出无病个体,在pH 5.8的基本MS栽培基添加琼脂9g/L后在500ml的培养瓶里分别注入200ml并固化成固体栽培基,然后使用组织栽培法把植物体植栽到培养瓶里面,使用4D荧光灯提供4,500Lux持续18-20小时和0Lux持续4-6小时光照再配合空调器把培养室里的室内温度控制在21℃范围并生育25天,然后调查了添加到栽培基里的添加物对离体马铃薯种薯苗的生育状态与茎插驯化时的生存率的影响,本实验使用Superior品种作为实验对象。
实验结果如表1到表3所示。
【表1】
蔗糖(g/L) | 0g | 20g | 40g | 60g | 80g | 100g | 120g | 140g |
初长(cm/株) | 5.0 | 6.2 | 7.4 | 9.3 | 9.5 | 6.1 | 5.2 | 2.1 |
鲜重(cm/株) | 0.45 | 0.47 | 0.53 | 0.58 | 0.75 | 0.69 | 0.63 | 0.67 |
茎插生存率(%) | 13 | 27 | 34 | 59 | 71 | 68 | 67 | 72 |
蔗糖作为MS栽培基内离体栽培植物体的能量源,表1显示了其添加量对离体组织栽培植物体的苗品质与生存率的影响。如表1所示,使用蔗糖80g/L时初长、鲜重及茎插生存率等的品质最好。
【表2】
表2显示了基本MS栽培基中蔗糖及香豆素(Coumarin)的添加量对离体组织栽培植物体的苗品质与生存率的影响。如表2所示,在栽培基里添加了蔗糖80g/L与香豆素0.025mg/L时,植物体的苗品质与生存率最佳。
【表3】
表3显示了基本MS栽培基中蔗糖与液肥(Hyponex)的添加量对离体组织栽培植物体的苗品质与生存率的影响。如实验结果所示,使用液肥时的苗品质与生存率不如使用香豆素时的苗品质与生存率。
由前述实验1到实验3的结果可知,为了生育出良质马铃薯种薯苗,栽培基应该添加蔗糖80g/L与香豆素0.025mg/L。
<实验4>
本实验的目的是找出对马铃薯种薯苗的生产方法最有效的组织栽培离体栽培植物体驯化方法。本实验使用了pH 5.8的基本MS栽培基里添加琼脂9g/L与蔗糖30g/L后制成的固体栽培基及制作过程中没有添加琼脂的液体栽培基,对病害鉴定合格苗的离体栽培植物体生育了30天,使用4D荧光灯作为基本光源提供4,500Lux持续18-20小时和0Lux持续4-6小时光照并使室内温度维持在21℃范围以内。
试验中使用的方法A省略了基本驯化过程而直接从培养瓶里摘取离体栽培植物体取后进行茎插;与此形成对比的方法B则在离体栽培后经过一定的驯化过程,也就是说在光度与培养室相同的温室以每隔2~3天的方式逐渐提高光度,然后在定植到设 施之前的3~4天剥离培养瓶的包裹膜(Hoil)使其适应大气湿度,再从培养瓶里摘取并利用消毒后的利刃切掉茎下端的节部位后进行茎插。各试验区的个体数量限定为500个体,本实验使用Superior品种作为实验对象。
珍珠岩基质法利用消毒后的利刃切掉离体栽培无病苗的包含生长点在内的3~4节,直接茎插到含有小规模育苗用灭菌珍珠岩的珍珠岩箱里或者直接把离体栽培时生成的根完整地埋入其中,为了供应水分,每隔3天就充分供应1/2浓度的MS溶液防止植物体处于干燥状态。
深液流技术法是一种使用营养液填满深层液模式栽培床的内部后使用空气泵为营养液供应氧气的方法,循环深液流技术是一种把排水口安装在培养槽上使营养液在往下流的时候可以继续接触苗的根部的方法。
深液流茎插驯化法通过栽培床内部的营养液底面螺旋形水位调节排放装置完全吸入及排放,使排放完毕的培养槽的马铃薯种薯苗根完全暴露于空气中,同时通过培养槽上盘的茎插孔吸入空气并使其循环,培养槽的营养液供应采取了反复进行供应30分钟后停止90分钟的循环周期。
实验结果如表4所示。
【表4】
如表4所示,本发明深液流茎插驯化装置的干燥枯死率和软腐病发生率最低,驯化生存个体数量最多,因此是离体栽培植物体的最佳驯化方法。
<实验5>
本实验的目的是了解茎插后供应给离体栽培马铃薯种薯苗茎根圈部的营养液的排放状态对软腐病发生率的影响程度,本实验根据前述实验4的方式生产离体栽培植物体并将其作为实验对象,根据表5所示条件进行了实验。
【表5】
如表5所示,通过完全排放的方式让茎插马铃薯种薯苗根圈部的空气顺畅地流通时,不仅能防止切断部位的软腐现象,还可以防止过度供应水分所引起的根腐烂现象。
<实验6>
本实验的目的是了解对于茎插马铃薯种薯苗的最佳营养液供应时间。根据前述实验4的方式生产6cm的离体栽培植物体后茎插到可以完全排放的培养槽里,维持室内温度21℃、4,500Lux持续18-20小时和0Lux持续4-6小时光照的环境,然后根据表6所示条件进行了实验。
【表6】
如表6所示,过度频繁地供应营养液虽然可以使马铃薯种薯苗的生育良好,但是过度吸收水分也容易导致软腐病,然而供应间隔太长却会导致体内水分蒸发而容易萎蔫并造成干燥损失,应该采取供应30分钟后停止120分钟的方式供应营养液以可以减少干燥损失与软腐病损失。
<实验7到8>
萡实验的目的是了解供应给培养槽的营养液的流速与涡流现象对茎插马铃薯种薯苗的成活所起的影响。本实验根据前述实验4的方式生产6cm的离体栽培植物体并将其茎插到本发明深液流茎插驯化装置,营养液的供应方式为供应30分钟后停止120分钟,维持室内温度21℃、4,500Lux持续18-20小时和0Lux持续4-6小时光照的环境,每天分别在上午8:00与下午20:00左右调查一次。
【表7】
【表8】
如表7与表8所示,供应营养液时产生的水压所造成的高流速与涡流现象将转化成对茎插马铃薯种薯苗的压力,进而阻碍发根与生育。
<实验9>
本实验目的是在离体栽培植物体茎插到深液流茎插驯化装置后的驯化条件中针对光度找出有效的新草催生方法。营养液采取供应30分钟后停止120分钟的控制方式供应,在pH 5.8的基本MS栽培基上添加琼脂9g/L、蔗糖80g/L及香豆素0.025g/L制成固体栽培基后,在4,500Lux持续18-20小时和0Lux持续4-6小时光照下,利用消毒后的利刃把离体组织栽培的Superior 500个体切成包含生长点的初长6cm左右后随机区组排列,再反复实验三次。室内温度为21℃,处理亮度为0Lux、2,100Lux、3,600Lux及5,500Lux,光源使用40D荧光灯,以正常生育茎插苗的整体平均长度作为马铃薯种薯苗的初长量测值,初长量测值除以茎节平均值后得到节间隔。
【表9】
如表9所示,与把离体栽培植物体生育成马铃薯种薯苗的驯化过程中依靠培养人员的经验与技术使其适应外气环境的方式相比,摘取茎插马铃薯种薯苗并以黑暗条件处理2~3天后,使茎插茎的顶芽与腋芽上长出的新草的芽逐渐硬化后作为马铃薯种薯苗的插穗用途使用更能发挥经济效益。
<实验10>
本实验的目的是针对离体栽培植物体茎插到深液流茎插驯化装置并根据黑暗条件处理3天后生育出的新草芽验证其较佳硬化光量与时间。
在一般的pH5.8基本MS栽培基里添加琼脂9g/L与蔗糖80g/L制成固体栽培基后以4,500Lux持续18-20小时和0Lux持续4-6小时光照培养出Superior品种500个体,利用消毒后的利刃切成包含生长点的初长6cm左右的离体栽培植物体后进行茎插,实验条件为室内温度21℃、供应营养液30分钟后停止120分钟。使用定时器依次增加对茎插植物体的照射光量。
下列表10是茎插到离体栽培植物体后生育了15天时的调查结果。各步骤的控制时间(天)数字意义如下:以3→1→1→1→9为例,表示其控制顺序为3天(步骤一/0Lux)→1天(步骤二/2,100Lux)→1天(步骤三/3,600Lux)→1天(步骤四5,500Lux)→9天(步骤五/7,000Lux)。
【表10】
如表10所示,根据黑暗条件处理离体栽培植物体后生育出的顶芽与腋芽的芽对光线的适应能力比较弱,急剧增强的光量对其构成压力,适当地调整对该芽的照射光量后生育出来的马铃薯种薯苗具有符合溶液栽培要求的多个坚固节的茎。
<实验11>
以前述实验10的结果为基础,本发明试图找出一个可以根据茎插马铃薯种薯苗的驯化与茎的硬化程度而调节照射光量的自动控制方法。实验条件如下:室内温度21℃、在限定的时间内供应营养液30分钟后停止120分钟。
【表11】
如表11所示,对于离体栽培植物体的生存性不稳定的缺点,通过快速长出新草的方式确保其生存率,然后增加驯化过程中所需要的适当光量使其硬化,因此只要确保无病组织栽培苗后进行茎插,任何人都能根据前述控制方式生育出适合定植到溶液栽培装置的马铃薯种薯苗。
<实验12>
本实验的目的是了解自动控制照射环境下根据茎插马铃薯种薯苗的生育日程而决定的插穗用马铃薯种薯苗摘取量。实验条件如下:室内温度21℃、在限定的时间内供应营养液30分钟后停止120分钟。
【表12】
马铃薯种薯苗插穗的摘取日 | 10 | 13 | 16 | 19 | 22 | 25 | 28 | 31 | 34 |
插穗摘取量/初长5cm | 0 | 42 | 126 | 408 | 34 | 311 | 65 | 312 | 77 |
如表12所示,离体栽培植物体在茎插到深液流茎插驯化装置并且在顶芽与腋芽长出5cm的新草(芽)时,可以在茎插后的13日起开始摘取,也可以每隔6天就批量摘取茎插茎上长出来的芽。
<实验13>
本实验对于从深液流茎插驯化装置中摘取再茎插用马铃薯种薯苗(初长5cm到6cm大小)后进行茎插时的苗品质进行了验证工作。
各试验区的条件如下:在长47cm×宽37cm×高9cm的塑料矩形筐里把经过灭菌的直径3cm~5cm的珍珠岩填充到7cm高后形成珍珠岩基质,以间隔2cm的方式埋入了茎的下端两节,充分供应马铃薯种薯苗的营养液以使其能每隔2天就能使营养液流到底面,深液流茎插驯化装置采取供应30分钟后中断120分钟的方式供应营养液,气培茎插驯化装置、适用于马铃薯种薯溶液栽培法的定植用马铃薯种薯苗的栽培则采取供应30秒钟后中断4分钟的方式供应营养液。珍珠岩基质与深液流茎插驯化装置及气培茎插驯化装置等的室内温度是21℃,照射光量是7,000Lux,生产马铃薯种薯的溶液栽培法定植则适用了乙烯温室条件下的外气环境。
【表13】
如表13所示,从深液流茎插驯化装置中摘取的再茎插用马铃薯种薯苗的苗质优异,无论采取哪一种方式进行茎插或定植,其生存率依然很高。
<实验14>
为了验证本发明的再茎插用马铃薯种薯苗是否能作为一般袋装培养用马铃薯种薯苗使用,本实验以离体栽培生产的人工马铃薯种薯(1~3g)作为对照组,以下列马铃薯种薯苗作为实验组:在前述表13的珍珠岩基质上发根硬化10天后再在温室里驯化生育了5天的马铃薯种薯苗,把前述表13的深层液驯化装置的再茎插马铃薯种薯苗茎插到穴盘床土后在温室硬化生育了15天的穴盘马铃薯种薯苗、把珍珠岩基质硬化生育了10天的马铃薯种薯苗移植到穴盘床土后在温室里生育了10天的穴盘马铃薯种薯苗。在所有的层上施肥下列要素:完熟堆肥2,000kg/300坪、氮10kg/300坪、磷酸10kg/300坪、硫酸钾12kg/300坪、土壤杀虫剂(mocap 6kg/300坪)。然后在宽120cm、高25cm的PE覆盖培养槽上以20cm的间隔排出2列、随机区组反复3次的方式定植(共1,200株/3月21日),为了防止病虫害而定期撒布了forme-d 160L/300坪两次、代森锰锌160L/300坪两次、吡虫啉颗粒2kg/00坪两次,6月25日同时进行了收获与调查作业。
【表14】
如表14所示,在深液流茎插驯化装置上摘取的再茎插用马铃薯种薯苗具有足以在外气环境压力下生存的苗质,需要适用于直接袋装培养用途的马铃薯种薯苗时,作为基于穴盘的穴盘马铃薯种薯苗使用时能发挥出优异的品质。
<实验15>
本实验的目的是了解从深液流茎插驯化装置上摘取的马铃薯种薯苗再茎插到气培茎插驯化装置时残留在地上茎的叶片对发根的影响程度。在室内温度21℃、7,000Lux持续18-20小时和0Lux持续4-6小时光照的条件下,以供应30分钟后中断120分钟的方式供应营养液,每天分别在上午9:00与下午21:00左右共照射两次。
【表15】
分类 | 上层2片 | 上层4片 | 上层6片 | 上层8片 |
再茎插后的发根日 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 4.0 |
萎蔫病(%) | 0 | 0 | 0 | 0 |
软腐病(%) | 0 | 0 | 0 | 0 |
如表15所示,残留在马铃薯种薯苗的茎上的叶片对发根几乎没有影响。但是,为了较多地生产溶液栽培所要求的长茎多节的苗,留下上层2到3片叶后进行茎下伸作业较佳。
<实验16>
本实验的目的是,进行气培茎插驯化装置的马铃薯种薯苗的茎下伸作业时,了解苗的除根长度对成活率的影响,本实验对象为生育10cm的苗。在室内温度21℃、7,000Lux持续18-20小时和0Lux持续4-6小时光照的条件下,以喷射供应30秒后中止4分钟的方式反复对马铃薯种薯苗供应营养液,对于根再生的观察则以根须超过5个、长度超过0.5cm为准进行区分。
【表16】
如表16所示,通过马铃薯种薯苗的再茎插方式切断苗根时,只留下整体长度的1/4,切掉其余的3/4,然后进行马铃薯种薯苗的茎下伸作业较佳。
<实验17>
为了比较马铃薯种薯苗在各种生产方法里的苗质而进行如表17所示的实验。本实验使用了可以根据外气环境变化而维持最佳根圈环境的装置及控制方法进行了溶液栽培,共植栽了2,000个马铃薯种薯苗。
【表17】
如表17所示,本发明深层液驯化装置苗及喷雾驯化装置苗的苗品质最好。
<实验18>
为了找出定植到溶液栽培设施时可以快速成活的、适合定植的马铃薯种薯苗的生产方法,对于经过了前述实施例1的气培茎插驯化步骤后初长达30cm以上的马铃薯种薯苗,只留下最上端的3片叶后,定植到可以根据外气的日照时间与温度而自动管理根圈部环境的设施上。
【表18】
如表18所示,在溶液栽培设施进行培养定植之前,在气培茎插驯化装置上只留下上位的3片叶后驯化5天到7天时,初始生育旺盛、成活率很高。
发明效果
如前所述,本发明把离体栽培的植物体茎插到深液流茎插驯化装置上,在黑暗状态下依次增加光量使植物体的顶芽与腋芽部位长出来的芽硬化,增加健康的浓绿色叶片数量,体内积蓄更多的碳氢化合物,茎部强大而不易伏倒,而且还能获得具有高弹性短节的长茎马铃薯种薯苗。因此在溶液栽培设施定植时,可以很好地适应外气环境, 并且根群可以在短时间内均匀地成活,进而防止马铃薯种薯苗枯死或生育不良等损失。
由于省略了离体栽培植物体的驯化过程而直接进行茎插,在整个马铃薯种薯苗的生产时间中节约了驯化时间。
本发明的深液流茎插驯化步骤包括了营养液供应步骤与营养液中断步骤,在营养液中断步骤中可以完全清除营养液与生长过程中的渣滓,循环流动的营养液在滤网过滤后重新供应,可以有效防止根圈部的茎与根的根烂病与软腐病。
由于在深液流茎插驯化步骤中可以反复摘取无病马铃薯种薯苗,因此可以批量生产无病马铃薯种薯苗,可以有效节约劳动力并降低生产成本。
本发明对于经过前述深液流茎插驯化步骤的马铃薯种薯苗再进行气培茎插驯化步骤,因而可以生产出大幅增加了匍匐茎数量的圆形节较多的初长30-40cm的强大马铃薯种薯苗。
Claims (27)
1.一种马铃薯种薯苗批量生产方法,包括下列步骤:
a)摘取马铃薯种薯的生长点并在液体栽培基或固体栽培基栽培生长点;
b)对从a)获得的离体栽培植物体进行病害鉴定;
c)在固体栽培基中对从b)获得的无病害植物体进行固体培养;及
d)摘出从c)获得的离体栽培植物体后,茎插到营养液循环流动的深液流床上培养并反复进行营养液供应步骤和营养液中断步骤来进行深液流茎插驯化。
2.根据权利要求1所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
前述马铃薯种薯的生长点培养步骤在18-22℃温度与900-1,100Lux持续18-20小时和0Lux持续4-6小时光照的条件下,在添加了蔗糖28-32g/L的pH5.7-5.8之MS基本栽培基的液体栽培基中或者在所述液体栽培基另外添加琼脂7-11g/L的固体栽培基中进行24-26天。
3.根据权利要求1所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
前述固体培养包括第一次苗继代培养与第二次增殖培养两个步骤。
4.根据权利要求3所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
在pH 5.7-5.8的MS基本栽培基添加琼脂7-11g/L与蔗糖70-80g/L后进行前述第一次苗继代培养。
5.根据权利要求3所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
在pH 5.7-5.8的MS基本栽培基添加琼脂7-11g/L、蔗糖70-80g/L及香豆素0.020-0.035mg/L后进行前述第二次增殖培养。
6.根据权利要求3所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
前述第一次苗继代培养与第二次增殖培养均在18-22℃的温度与4,000-5,000Lux持续18-20小时和0Lux持续4-6小时光照环境下进行25-35天。
7.根据权利要求1所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
在前述深液流茎插驯化步骤中茎插的马铃薯种薯苗处于叶片完全掉落而只剩茎部的状态。
8.根据权利要求1所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
在前述深液流茎插驯化步骤中利用消毒后的利刃切掉茎插马铃薯种薯苗的茎下端的节部位。
9.根据权利要求1所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
前述深液流茎插驯化步骤按照生长期而逐渐增加光量使马铃薯种薯苗依次硬化。
10.根据权利要求9所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
前述马铃薯种薯苗在逐渐增加的光照水平下进行硬化:a)0Lux/55-65小时→b)2,100Lux/45-55小时、0Lux/4-8小时→c)3,600Lux/35-45小时、0Lux/4-8小时→d)5,500Lux/25-35小时和0Lux/4-8小时→e)7,000Lux/535-545小时即持续30天每天光照18-20小时、0Lux/120-180小时即持续30天每天处于黑暗条件下4-6小时。
11.根据权利要求1所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
以供应30-45分钟后停止90-180分钟的方式供应营养液。
12.根据权利要求1所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
前述营养液供应步骤以营养液液面不流动的方式供应营养液并维持一定的营养液水位。
13.根据权利要求1所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
前述营养液中断步骤完全排放营养液与生长渣滓并使马铃薯种薯苗的茎与根暴露在空气中。
14.根据权利要求1所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
在前述深液流茎插驯化步骤中茎插13~15天后开始每隔6-10天就反复摘取马铃薯种薯苗直到节被完全摘取为止。
15.根据权利要求1所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
前述深液流茎插驯化步骤在包括下列单元的深液流茎插驯化装置进行:
能茎插栽培马铃薯种薯苗的茎插孔排列其上的栽培板;
具有能容纳前述栽培板的空间,为茎插到前述栽培板上的马铃薯种薯苗储存生长所需营养液,具有能把过度供应的营养液加以排放的排水口的栽培床;
位于前述栽培床的一侧并对茎插到前述栽培板的马铃薯种薯苗照射光线的光源单元;
位于前述栽培床的一侧并把前述营养液输送到前述栽培床下端的营养液分散供应管;及
具有连接前述营养液分散供应管以供应营养液的营养液箱的营养液供应制造单元。
16.根据权利要求15所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
前述深液流茎插驯化装置的前述栽培床的排水口上安装了具有纵向缝隙的排水管,具有螺旋形开闭口的开闭管以距离前述排水管下端一段间隔的方式插入前述排水管。
17.根据权利要求15所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
在前述深液流茎插驯化装置的支架内部排列着能深层储存前述营养液的多层空间并使前述栽培床也形成多层排列,前述支架的各层空间具有连接到前述营养液箱的营养液分散供应管,作为前述光源单元的多列荧光灯位于前述支架的各层栽培床的下端。
18.根据权利要求17所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
前述支架的一侧具有主供应管,前述主供应管连接了前述各层的营养液分散供应管并供应营养液,而且还具有能调节前述营养液分散供应管之间的营养液流量的流量调节阀;
前述主供应管垂直延伸到位于前述支架最上端的前述栽培床的上端;
在前述主供应管的最上端结合了连接到前述营养液箱的加压管,并且加压管的流动面积小于主供应管;及
前述主供应管与前述加压管之间安装了能调节主供应管压力的压力调节阀。
19.根据权利要求15所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
前述深液流茎插驯化装置的前述栽培床的排水口包含了连接前述营养液箱并把排放出来的营养液重新储存到前述营养液箱的排放管。
20.根据权利要求19所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
前述排放管的端部安装了能把循环流动的营养液所含渣滓或杂质加以过滤的微细滤网。
21.根据权利要求15所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
前述深液流茎插驯化装置的前述营养液分散供应管的一侧是从前述营养液箱接受营养液的“T”形分歧管,前述分歧管结合了具有可喷射营养液的喷嘴且水平排列在前述栽培床底面的喷射管。
22.根据权利要求1所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
在前述深液流茎插驯化步骤后,再增加一个通过喷嘴对马铃薯种薯苗的根圈部喷射营养液培养的气培茎插驯化步骤。
23.根据权利要求22所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
前述气培茎插驯化步骤在包括下列单元的气培茎插驯化装置上进行:能茎插栽培马铃薯种薯苗的茎插孔排列其上的栽培板;
具有以露状喷射的方式为茎插到前述栽培板的马铃薯种薯苗供应所需营养液的喷嘴的喷射管并具有能把喷射后沉到下端的营养液加以排放的排水口的栽培床,栽培床上端支持前述栽培板;
位于前述栽培床的一侧并对茎插到前述栽培板的马铃薯种薯苗照射光线的光源单元;及
连接到前述栽培床的喷射管一侧并具有能储存营养液的营养液箱的营养液供应制造单元。
24.根据权利要求23所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
马铃薯种薯苗的地上部位的初长达到8-12cm时,利用消毒过的剪刀清除上端2-4片叶之外的一切下层叶片后进行2~3次使马铃薯种薯苗茎伸到前述栽培板下面的茎下伸作业。
25.根据权利要求22所述的马铃薯种薯苗批量生产方法,其特征在于:
前述气培茎插驯化步骤需时32~40天,气培茎插驯化步骤的最后5~7天只留下上端的2~3片叶,把其它叶片全部除掉,把马铃薯种薯苗的根部切断3/4后进行重生过程。
26.一种马铃薯种薯批量生产方法,其特征在于:
包括:
把根据权利要求1到权利要求27之任一项所生产的前述马铃薯种薯苗定植到溶液栽培设施的步骤;
对前述定植马铃薯种薯苗进行2-3次茎下伸作业以尽量增加匍匐茎数量的步骤;
及收割前述匍匐茎上的马铃薯种薯小块茎的步骤。
27.根据权利要求26所述的马铃薯种薯批量生产方法,其特征在于:
定植到前述溶液栽培设施的马铃薯种薯苗的初长为30~40cm。
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