第五章
园林苗圃育苗新技术
第一节 组织培养技术
第二节 工厂化育苗技术
园林植物新品种的引进和野生资源的开发利用,丰富了
品种资源,同时也为城镇园林绿化建设提供了新的原材料。
但由于新品种的种源偏少,扩繁技术跟不上等原因,使一些
新优园林植物品种的迅速应用受到了限制。因此,现在不少
园林苗圃运用了植物组织培养技术及工厂化育苗等先进的扩
繁手段,迅速增加园林苗木新品种母株的数量,扩大园林植
物新品种的群体,并与常规的苗圃生产方法相结合,不断地
推出园林植物新品种,做到及时满足城镇园林绿化市场的需
求。
园林植物的组织培养一般是指应用无菌培养的方法,在适当条件下,培养植
物的一个离体部分 (组织或细胞 )而使其生长发育形成植株的技术。它有以下优点,
1.无性繁殖 组织培养是通过体细胞分化增殖的,可以保持原有品种的优良
性状,形成整齐一致的无性系。对一些生产上难以进行常规无性繁殖的植物或者
至今完全不能进行无性繁殖的植物,在组织培养的特殊条件下能进行无性繁殖。
2.扩繁速度快 组织培养是在人工控制的环境条件下进行的,植物生长发育,
组织器官的分化与脱分化所需要的营养物质及生长激素都能得到满足。因此,比
传统的无性繁殖要快得多。只要从优良母株上取下一小块组织,在合适的条件下,
经过离体培养,在一年内就可以繁殖出成千上万的新植株,可以扩大和加速良种
选育和鉴定的速度。
3.节省土地 组织培养的材料是放在透明的容器中培养的,因此可以充分利
用空间。通常 30m2培养室可以摆放 1万多个培养容器,同时繁殖几万株苗,而且
周期短,周转快,可以周年生产。
4.脱毒 通过脱除病毒与快繁技术相结合,可以加速发展脱毒植株,减轻园
林苗圃病害的危害程度。
一、组织培养的基本条件
园林植物组织培养技术的基本条件是在无菌状态下将植物组织培育
成植株。因此要有相应的设施设备、药品,并需要专业技术人员。一般
来讲,园林苗圃的植物组织培养室要达到年培养组培苗 30万株左右的规
模,其基本条件为,
1.准备室 器具的洗涤、干燥、保存,培养基的配制和分装、消毒
等作业都在准备室进行。因此水、气、电的装置都要便于作业的进行。
准备室的面积一般在 30m2左右。
2.无苗室 用于植物的分离、接种、培养体的移植等。无菌室要求
能长时间维持无菌状态,并且能适于长时间工作。出入口要设置前室、
双重门,室内空气的净化性能要高,室内能调节温度,出人口和通气口
以外要保持密闭性。无菌室面积在 20m2左右,可安装超净工作台或接种
箱,以及其他接种设备。
3.培养室 是培养材料生长发育的场所。要充分考虑温度、湿度、
光照和空气等因素对培养体生长的影响,并且要求在无菌条件下进行培
养。培养室温度一般控制在 20— 27 ℃,温度变化大而无规律易遭杂菌污
染,相对湿度在 70%一 80%,光源可使用荧光灯或普通日光灯,光强为 1
000--30001x,光照时间大多是连续照光或 16h照明。
4、培养基配制 组织培养和整体植物在营养上的主要区别是它的异
养性,整体植物只需要无机营养,而组织培养则需另外供给 C源和许多有
机养料。各种植物以及同一植物的不同器官和材料进行培养时对无机养
料的要求也略有区别,甚至在增减过程中也发生变化。因此在培养过程
中随着组织和细胞的分化发育的进展正确选用培养基,及时调整培养基
中的某项成分 (转换培养基 )是成功的关键之一。
二、培养基的配制
1.材料的选用 一般常用作快速繁殖的材料有鳞茎、
球茎、茎段、茎尖、花柄、花瓣、叶柄、叶尖、叶片等,它
们的生理状态对培养时器官的分化有很大影响。一般来讲,
发育年幼的实生苗比发育年龄老的成年树容易分化,顶芽比
腋芽容易分化,萌动的芽比休眠的芽容易分化,采用大树基
部的萌蘖有利于芽的诱导和分化。此外可以用未成熟的种子、
子房、胚珠及成熟的种子为材料,剥去种皮经过胚胎培养,
打破休眠得到试管苗后,再进行快速繁殖。
2.外檀体的消毒与接种 将接种材料用自来水
冲洗干净,擦干。然后,在超净台上或接种箱内,
将接种材料浸在饱和漂白粉上清液里,作表面灭菌
15— 30min,也可用 0,1%的升汞溶液加适量吐温,
作表面灭菌 8— 12min。灭菌时间快到时,即倾去灭
菌溶液,用无菌水涮洗多次,然后用无菌纱布吸干
接种材料外部的水分,最后在无菌的条件下接种在
培养基上以待器官分化。
3.芽的分化 接种后,要使材料分化出许多芽,必须对培养基及激素的种
类和浓度进行严格地筛选。在诱导芽的分化过程中,常用的基本培养基为 MS培养
基,适当降低 MS培养基中无机盐的浓度,特别是降低氮素水平,对芽的分化和生
长都是有利的。
激素的种类和浓度对芽的分化起着重要的作用。由于不同的植物和不同的组
织器官所含的内源激素的种类和浓度不同,因而使细胞、组织、器官脱分化和分
化所需要的激素水平也不相同。原则上讲,细胞分裂素可以促进芽的分化,常用
的细胞分裂素有激动素,6-苄基腺嘌呤、玉米素和异戊烯基腺嘌呤。在快速繁殖
中,一般用 6— 苄基腺嘌呤比激动素的效果好,合适的浓度一般为 0,25mg/ L。
少数种类的植物适合用玉米素和异戊烯基腺嘌呤。生长素虽然不能促进芽的分化,
但是一般植物芽的分化需要它与细胞分裂素浓度有一定的比例。当细胞分裂素的
相对含量大于生长素时,有利于芽的分化和生长,在 MS培养基中,附加 0,5mg/
L吲哚乙酸,lmg/ L6— 苄基腺嘌呤,是芽分化的最佳配比。
另外,也可将接种材料置在含高浓度生长素的培养基上,先诱导材料脱分化
形成愈伤组织,然后诱导愈伤组织再分化形成不定芽或胚状体,继续培养后萌发
成为小植株。也可以将愈伤组织打散,再进行液体转化培养,促进胚状体、芽和
原球茎的分化,这样可使愈伤组织细胞同时分化出大量的原球茎和胚状体,大大
加速无性系繁殖的速度。但是用这种方法所繁殖的植物,染色体倍性容易发生变
化,影响无性系后代的一致性。
4.根的诱导 要促使试管苗生根,常用的有两种方法:一种是把试管苗在
无菌条件下从叶腋处剪下来,转移到生根培养基上。生根培养基和分化培养基的
差别主要在于生长素和细胞分裂素的比例上,适当增加生长素的浓度,不用细胞
分裂素或极少量的细胞分裂素,一般在茎的基部就能分化出根。、但是不同的植
物诱导生根时所需要的生长素的种类和浓度是不同的。一般常用的有吲哚乙酸、
萘乙酸、吲哚丁酸 3种。在生产实践中,生长素浓度过低不利于试管苗生根,而
生长素浓度过高时,先在茎的基部形成一块愈伤组织,而后再从愈伤组织上分化
出根,但是这样茎与根之间维管束往往连接不好,影响了物质和水分的吸收和运
输,这种苗移栽不易成活,即使成活后生长速度也较慢,所以要求生长素的浓度
以能使伤口处直接生长出根为合适。另一种方法是将无菌苗剪下后,浸泡在含有
一定浓度生长素的无菌水中,几小时后再接种到无激素培养基上,一般 1星期后
即开始分化出根原基,2--3星期后根生长良好即可移栽。
若适当降低培养基的含糖量,同时将大量元素的含量减少一半左右,并适
当增加培养基中维生素 B2、维生素 Bi2的含量,也可以提高根的诱导频率。
三、接种及试管苗的管理
四、炼苗与移栽
当试管苗长出白根后尚未老化之前,应打开瓶塞放在散射光处锻炼
3-4d,然后取出幼苗用温水将琼脂冲洗掉,移栽到无菌的沙性土壤中。
组培苗对基质的要求较高,基质必须严格消毒。基质的成分一般以砻糠
灰 (炭化稻壳 )、河沙、泥炭、珍珠岩或蛭石为材料,移苗应根据不同的
园林苗木材料运用以上不同的基质材料的不同配比,制成无菌的基质。
移栽时要注意别伤根并使其处于伸展状态,浇透水后,用塑料薄膜覆盖,
保持空气的相对湿度在 90%以上,温度在 25℃ 左右 (± 5℃),勿使阳光直
晒。过 1星期后,注意逐渐通气及浇灌适量的水,幼苗即能成活。试管苗
成活后,再移至苗圃的幼苗池中进行培养,待壮苗后移至大田栽培。
第二节 工厂化育苗技术
随着时代的发展和对园林苗木新品种需
求量的不断增加,迅速改变我国园林苗圃生
产设施和技术相对落后的状况,已成为我国
园林绿化产业发展亟待解决的问题。园林植
物苗木生产逐步走向适度规模化、专业化、
集约化是园林苗圃发展的方向。
一、工厂化育苗概念
工厂化育苗是近年来园艺专业中出现的新概念,就是在人工
建造的设施 (光、温、水、气可控制 )内,进行园林植物育苗 (成批
量、自动化程度高 )的生产方式。工厂化育苗技术关键在于改变了
环境条件,使之更适于园林苗木的生长发育,大大提高了单位面
积、单位时间内的产苗量和园林苗木的质量。
1.工厂化育苗的特点 大多数苗木生产是在耕地或坡地上
进行,土地的上层空间不加其他设施,环境条件完全依赖自然条
件,称为苗木露地生产。工厂化育苗的大部分时间是在人工建造
的设施内进行,所处的生产环境条件与露地栽培有所不同,有其
独特的特点。
(1)保护设施。为了创造良好的生长环境,苗木工厂化生产必须有保护设施,
这是工厂化生产的最根本特征。大部分生产活动全部在室内进行,配套的保护设
施有温室、大棚、高架荫棚等。
(2)创造异于露地的环境条件。
①温度:工厂化生产车间配置了增温降温设备件,苗木的生产受季节的影响
小。改善了园林苗木生长发育的温度条
②光照:为了提高单位设施的利用率,增加产苗量,不少工厂化育苗车间都
采用层架式繁育园林苗木种苗。这样,必须对位于低层次的苗木增加补光设施,
才能培养壮苗。另外,工厂化生产车间还必须配备遮光设施,一般采用外遮阳方
法。
③湿度:为保证苗木生长对空气湿度的要求,园林苗圃在设施内往往需要安
装自动供水系统或航喷系统。
(3)生产手段先进,技术复杂。工厂化育苗大多采用较先进的设施和技术,
如保护设施,光、温、水、气控制系统,配方施肥,病虫害防治等,这些都必须
在技术人员指导下才能完成,技术含量高,稍有失误将造成很大的经济损失。
(4)容器育苗比重较大。目前,工厂化育苗大多采用穴盘
育苗 (种苗 )和纸袋育苗,成品苗的容器栽培也正成为发展方
向。培养容器分为两类:一类是可与苗木一起定植的容器,
如纸杯、黏土营养杯、营养砖、泥炭容器、纤维质压模容器
等;另一类是不能与苗木一起定植人土的容器,如乙烯膜袋
或营养杯以及可拆式种植钵、穴苗盘等。
(5)园林苗木质量高。由于运用先进的技术生产,其生产
的苗木无论在色质、株型、生长势及苗木包装运输,还是在
定植等方面,均比露地培育的苗木在质量上有很大的优势,
市场竞争力强。
2.工厂化育苗的作用
(1)迅速扩大园林植物新品种的群体。工厂化生产不受季节限制,保证一个新品
种引种成功后,能在较短的时间内迅速增加其群体数量发。可周年生产种苗,加速其
产业化开发利用。
(2)推动园林苗圃生产技术和管理水平的提高。我国目前的园林苗木生产大多采
用传统露地栽培模式,生产技术含量不高,工厂化育苗技术的出现将会推动园林苗圃
在设施建设、生产技术、栽培管理和营销策略等方面的大力发展和改革。
(3)经济效益明显。园林苗木的工厂化生产经济效益明显,属于高投入高产出的
阳光产业,如江苏省农林学校投资近 280万元建成的彩叶苗木种苗生产基地,其工厂
化生产设施投资就高达 160多万元,每年生产种苗超过 300万株,年产值超过 350万元。
(4)具有良好试验示范和推广辐射作用。在目前我国园林苗圃生产技术还相对落
后的形势下,园林苗圃的工厂化生产技术的出现,对广大苗木生产专业户和普通苗圃
提高其生产技术无疑是一种很大的促进,因此,工厂化育苗具有良好的试验示范和推
广辐射作用。
二、工化育苗基本设施
园林苗木工厂化生产设施种类繁多,最主要的是保温设施、层架培育设
施、播种催芽设施、自动肥水管理设施以及遮阳降温设施等。
1.保护设施 保护设施建立的主要目的是确保在工厂化生产车间内做到
园林苗木 (种苗 )繁育的周年进行,最常见的保护设施是塑料大棚、玻
璃温室、太阳能温室等。作为工厂化生产的温室,占地面积大,一般
连栋数在 3个以上。目前发达国家园林苗圃多采用连栋型温室育苗。
我国近年来许多地方进行了成套温室的引进,也出现了许多温室生产
企业,如胖龙温室公司等。与温室相比,塑料大棚因其结构简单,建
造容易,投资较少,土地利用率高,操作方便,易被一般的园林苗圃
所接受。
2.保温设施的建造 (以三连体大棚为例 ) 。
(1)选址。一般宜设置在背风向阳、水源充足方便的地方。
(2)高度及大小。一般要求较高,侧立柱高度为 2,5m以上高度 3,5~
4m,坡度为 20° ~ 29° 为宜。
(3)方向。南方地区以南北方为宜,北方地区以东西向为宜单体跨度 6-8m,
棚顶
(4)通气。室内温度调节可依靠换气窗,换气窗有天窗、地窗和侧窗 3种。
通气时
三、穴盘育苗
穴盘育苗 是一种采用一次成苗的容器进行种子播种及无土栽培的育
苗技术,是目前国内外工厂化专业育苗采用的最重要的栽培手段,也是
蔬菜、花卉苗木生产中的现代产业化技术。
1.穴苗盘的选择 市场上穴盘的种类比较多,且穴盘的种类与播
种机的类型又有一定的关系,因而穴盘应尽量选用市场上常见的类型,
并且供应渠道要稳定。市场上一般有 72穴,128穴,288穴,392穴等类型,
长 x宽为 550mm? 280mm。各种穴盘对应的容量为,72穴 — 4,2L,128穴 —
3,2L,288穴 -4L,392穴 — 1,6L。所用的基质量由此可以计算出来,在
实际应用中还应加上 10%的富余量,以使基质能填满穴盘。穴盘孔数的
选用与所育的品种、计划培育成品苗的大小有关。一般培育大苗用穴数
少的穴盘,培育小苗则用穴数多的穴盘。为了降低生产成本,穴盘应尽
量回收,并在下一次使用前进行清洗消毒。
2.穴盘育苗的基质 穴盘育苗采用的基质主要有:泥炭土、蛭石、
珍珠岩等。泥炭土也称草炭,是地底下多年自然分化的有机质,无病菌、
杂草、害虫,是较好的基质。蛭石是工业保温材料,,经高温烧结后粉
碎,无病菌、害虫污染,且保水透气性好,含有效钾 5% --8%,酸碱度
中性,作配合材料极佳。珍珠岩也可作配料,但含养分低,持水力弱,
价格高。买来的优质泥炭土和蛭石等仍然含有杂物,如草根、泥团、石
块、矿渣等,必须经过筛选、粉碎后才能使用。各种基质和肥料要按一
定的比例进行配制,并在配制过程中喷上一定量的水,加水量原则上达
到湿而不黏,用手抓能成团,一松手能散开的程度。当采用泥炭土和蛭
石 (2,1)的混合料时,一般播种前含水量应达到 30%~ 40%左右,或视
具体情况而定。
3,播种和催芽 播种由播种生产线 (精量播种机 )
来完成。播种生产线由混料设备、填料设备、冲穴
设备、播种设备、覆土设备和喷水设备组成。穴盘
从生产线出来以后,应立即送到催芽室上架。催芽
室内保证高湿高温的环境,一般室温为 25° C—
30° C,相对湿度 95%以上,根据不同的品种略有
不同。催芽时间大约 3--5d,约有 6-7成的幼芽露头
时即可运出催芽室。
4.温室内培育 育苗的温室尽量选用功能比较齐全,环控手段较高
的温室,使穴盘苗有一个好的环境生长。一般要求冬季保温性能好,配
有加温设备,保持室内温度不低于 12° C-18° C。夏季要有遮阳、通风
及降温设备,防止太阳直射和防高温,一般温室室温控制在 30° C以内
为好。育苗期内需要喷水灌溉,一般保持基质的含水量在 60% -70%左右。
5。穴盘苗出室 园林苗木 (种苗 )在室内生长和室外生长所处的环境
不同,在出苗前 3--5d应逐渐促进室内环境条件向室外环境条件的过渡,
以确保幼苗安全出室。穴盘苗司作为种苗销售,也可出室露地培植成品
苗,但在严冬季节出苗一定要处理谨慎,以免对小苗造成冻害。大田移
植应计算每天的定植株数,按每天的移植株数分批出苗,保证及时定植。
6、出室后管理 幼苗出室后对外界环境的适应性较差,
必须精心管理,才能确保全苗、壮苗。定植后一周内要注意
苗床温度,增加叶面喷雾的次数,适当遮阳。一周后可渐喷
雾次数和遮阳时间,直到小苗完全适应外界的环境条件之后,
免去遮阳。
日常管理。水分管理做到于干湿湿,以促进小苗的根
系生长。施肥应以追肥为主,每隔 3-5d根外追肥一次,用
0,2%磷酸二氢钾喷雾。撒施或随水追施,每公顷需用复合
肥 150— 240kg。追肥后应及时浇水,防止烧苗。同时,应注
意防治幼苗的病虫害。
四、纸钵育苗
纸钵育苗技术的应用是近几年来才发展起来的,
也是一种采用一次成苗容器及无土栽培的育苗技术,
可用来进行苗木扦插或园林植物种子播种育苗。纸
钵泛指以纸质材料或纤维状材料经粘合加工而成,
并可自行分解的环保型育苗容器。纸钵育苗大多用
来繁育蔬菜、花卉、苗木的种苗,是目前国内外工
厂化专业育苗采用的最重要的栽培手段。
1.纸钵育苗的意义
(1)移栽成活率高。纸钵苗的主要特点在于育成的苗木
具有完整的根团。使用纸钵进行育苗,由于苗木的大量根系
是在营养袋内形成的,带钵定植时保持原状栽植,使根系完
整无损而保持自然舒展的状态,同时,苗木在出苗、运输、
定植的过程中,根系得到纸钵保护,生活力不致受到损害,
因而成活率一般比较高。
(2)苗木生长迅速。由于纸钵透水透气,可促进苗木生
长,缩短苗木的生长周期,可以在比较短的期限内培育出大
批规格大小比较一致的苗木。
(3)节约育苗的土地和劳力。纸钵育苗可在工厂化生产
车间内进行采用层架式培养,土地利用率提高了 5--6倍,同
时纸钵之间可以相互隔离,病害不易蔓延,也几乎不必进行
除草工作,可以节省大量人力。在一般苗圃中,人工除草往
往要占总费用的 40%左右。
(4)种子利用率高。应用纸钵育苗,播种量可以减少,
节省种子,能够充分利用种源缺乏的珍稀树种或新优品种种
子以及经过改良、提高了遗传品质的良种种子,具有突出的
劳力使用均衡。纸钵苗除严寒、酷暑外,几乎一年四季都可
以定植,使季节性。
2.纸钵的制作 纸钵的材料为纸质或纤维状物,经粘合压膜而制成。
在现代化育苗基地可设制钵车间,纸钵大小、孔径应根据种苗生长周期
的长短而定。
3.纸钵育苗技术
(1)播种和催芽。播种由播种生产线 (纸钵精量播种机 )来完成。播种
生产线由混料设备、填料设备、纸钵制作设备、播种设备、覆土设备和
喷水设备组成。纸钵从生产线出来以后,放入托盘,立即送到催芽室上
架。催芽室内保证高湿高温的环境,一般室温为 25° C--30° C,相对湿
度 95%以上,根据不同的品种略有不同,催芽时间大约 3-5d,约有 6— 7
成的幼芽露头时即可出催芽室。
(2)苗木扦插。在生产线上的播种设备中不要放人种子,
待纸钵从生产线出来以后,放进托盘,在操作平台上,将园
林植物新品种的插穗插入纸钵中,直接进入温室培养。
(3)营养土配制和处理。大多采用进口配方基质,自制
基质采用细沙 (直径小于 lmm)、沙壤土和泥炭土,按 1,1,1
的比例混合拌匀。在混合之前首先要过筛,混合后 pH掌握在
5--6之间。播种前用 3%的高锰酸钾或福尔马林淋透,对营养
土进行消毒。
种苗管理方法和程序基本与工厂化穴盘育苗相同,只是
出苗时是带钵移栽,基本上不需要炼苗。
本章小结,
本章根据目前世界上较先进的园林苗木的生产
新技术,结合我国园林苗木生产的现状,系统介绍
了园林苗木组织培养和.工厂化育苗的概念、特点、
生产必备的条件和生产技术要点。园林苗木组培技
术的重点是在 MS培养基的基础上,如何研制、开发。