園林苗圃 6 園林苗圃育苗新技術

1本章導讀隨著農(nóng)林科學技術的進步和發(fā)展，園林苗木生產(chǎn)中也出現(xiàn)了許多育苗新技術。本章結(jié)合我國園林苗木的生產(chǎn)現(xiàn)狀，系統(tǒng)介紹了園林苗木組織培養(yǎng)技術、容器育苗技術等。這幾種育苗技術與傳統(tǒng)育苗技術相結(jié)合，可以縮短育苗周期，提高育苗效率和質(zhì)量，使苗木生產(chǎn)逐步實現(xiàn)工廠化、現(xiàn)代化。6園林苗圃育苗新技術26.1組織培養(yǎng)育苗技術6.1.1組織培養(yǎng)育苗的特點及應用組織培養(yǎng)是把植物的部分器官、組織、細胞以及原生質(zhì)體等，在無菌和人工控制的條件下，接種到培養(yǎng)基上，使之形成完整植株的繁殖方法。植物細胞全能性是植物組織培養(yǎng)的理論基礎。1）植物組織培養(yǎng)的特點（1）優(yōu)點3①繁殖系數(shù)大：半年內(nèi)可由一株苗木繁殖100萬株新個體。②解決常規(guī)育苗困難的問題。③能培育脫毒苗：培養(yǎng)莖尖分生組織（0.2－0.3mm），可以脫掉病毒，育出無病毒苗（又稱脫毒苗）。脫毒苗抗逆性強，質(zhì)優(yōu)，生長旺盛。④不受季節(jié)限制：一年四季均可進行，可實現(xiàn)工廠化育苗。⑤利于種質(zhì)資源的保存。4（2）缺點①需要一定的設備條件，技術要求較高，操作人員需要專門的培訓。②試驗階段成本較高。2）植物組織培養(yǎng)的分類（1）依據(jù)用作外植體的植物材料劃分①植株培養(yǎng)：是以具備完整植株形態(tài)的材料（如幼苗、較大植株）為外植體的無菌培養(yǎng)。常用于提供適合接種的外植體5②器官培養(yǎng)：即以很少的植物器官（如根尖和根切段，莖尖、莖節(jié)和莖切段，葉原基、葉片、葉柄、葉鞘、子葉，花瓣、花藥、花絲，果實、種子等）為材料進行無菌培養(yǎng)，形成新植株。③胚胎培養(yǎng)：即指通過對幼胚、子房等的培養(yǎng)，使之發(fā)育不完全的胚胎部分，形成完整植株的過程。它又可分為胚乳培養(yǎng)、原胚培養(yǎng)、胚珠培養(yǎng)、種胚培養(yǎng)等。胚胎培養(yǎng)在某種程度上可克服遠緣雜交胚的敗育障礙。采用胚乳進行培養(yǎng)，為三倍體植物育種開辟了新的途徑。6④組織培養(yǎng)：是以分離出的植物各部位的組織（如分生組織、形成層、木質(zhì)部、韌皮部、表皮、皮層、胚乳組織、薄壁組織、髓等）或誘導出的愈傷組織為外植體的無菌培養(yǎng)。這是狹義的

組織培養(yǎng)。⑤細胞培養(yǎng)：指對單個離體細胞或較小細胞團的培養(yǎng)。⑥原生質(zhì)體培養(yǎng)：指對去掉細胞壁后所獲得的原生質(zhì)體的離體培養(yǎng)，通常分為非融合培養(yǎng)、融合培養(yǎng)等類型。7（2）依據(jù)所用的培養(yǎng)基不同來劃分①固體培養(yǎng)：即使用固體培養(yǎng)基進行組織培養(yǎng)。②液體培養(yǎng)：即使用液體培養(yǎng)基進行組織培養(yǎng)。它又可細分為靜止培養(yǎng)、旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)、振蕩培養(yǎng)等。3）植物組織培養(yǎng)的應用（1）無性系的快繁對于不能用普通繁殖法或用普通繁殖法繁殖太慢的植物（2）脫毒苗培育即利用植物莖尖上病毒分布少甚至沒有病毒的特點，進行培養(yǎng)、增殖。86.1.2植物組織培養(yǎng)的基本設備1）植物組織培養(yǎng)實驗室在進行組織培養(yǎng)之前，首先要建立實驗室。實驗室主要包括準備室、接種室、培養(yǎng)室。（1）準備室用以進行組培時所需器具的洗滌、干燥、保存；蒸餾水的制備（2）接種室（無菌室）要求室內(nèi)干爽、安靜、清潔、明亮，保持良好的無菌或低密度有菌狀態(tài)。（3）培養(yǎng)室要求室內(nèi)潔凈、干燥，是進行初代、繼代、生根培養(yǎng)的場所。92）儀器設備（1）制備培養(yǎng)基設備分析天平、托盤天平、冰箱、培養(yǎng)基分裝器、蒸餾水器、酸度計等。（2）滅菌設備高壓蒸汽滅菌鍋、干燥箱、細菌過濾器等。（3）接種設備超凈工作臺、接種箱、滅菌器、解剖鏡等。（4）培養(yǎng)設備光照培養(yǎng)架、培養(yǎng)箱、空氣調(diào)節(jié)器、搖床、除濕機等。106.1.3培養(yǎng)基及其制備1）培養(yǎng)基的基本組成組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基種類較多，包括無機營養(yǎng)、有機成分、碳素、瓊脂、生長調(diào)節(jié)劑、糖、水等。（1）無機營養(yǎng)①大量元素：一般指濃度大于0.5mmol/L，包括C，H，O，N，P，K，Ca，Mg，S等。②微量元素：包括Fe，Cu，Mo，Na，Zn，Mn，B，Co等。11（2）有機成分①維生素：主要有維生素B1（鹽酸硫胺素）、維生素B3（煙酸）、維生素B6（鹽酸吡哆素）、生物素、葉酸等。它們以輔酶的形式參與酶系的活動及細胞蛋白質(zhì)、脂肪、糖代謝等重要的生理活動。②氨基酸：主要有甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺等。③肌醇：利于活性物質(zhì)發(fā)揮作用，并參與糖代謝，能促進培養(yǎng)物快速生長。12（3）糖最好的是蔗糖，其次是葡萄糖和果糖。糖是不可缺少的碳源和能源，還可維持一定的滲透壓。愈傷組織與不定芽誘導最適的蔗糖濃度為3%。（4）瓊脂從海藻中提取，主要組分為無取代的瓊脂糖。其本身沒有任何營養(yǎng)成分，遇熱液化，在常溫下固化。其無毒、無味，化學性質(zhì)穩(wěn)定，且可使培養(yǎng)基中各種可溶性物質(zhì)均勻地擴散分布。一般用量為7%，培養(yǎng)基偏酸時其用量酌情增加。加熱時間過長，環(huán)境溫度過高，均會影響固化。13（5）植物生長調(diào)節(jié)劑常用的主要有三大類：細胞分裂素類、生長素類、赤霉素類，對不定芽、胚狀體、不定根等起重要作用。①細胞分裂素類②生長素類③赤霉素類（6）水科研工作中宜選用蒸餾水或飲用純凈水。工廠化大量生產(chǎn)時，可就近選擇水質(zhì)軟、清潔、無毒害的水源。14（7）其他①天然生長促進物質(zhì)：主要有麥芽提取液、酵母提取液、黃瓜汁、番茄汁、椰子汁、柑橘汁等，用于離體胚珠和胚培養(yǎng)。②活性炭：吸附非極性物質(zhì)和色素等大分子。通常使用濃度為0.5－10g/L，對防止褐變有較為明顯的效果。③防止褐變的添加劑：常用的防止褐變的氧化試劑有抗壞血酸、谷胱甘肽、半胱氨酸及其

鹽酸鹽等。152）MS培養(yǎng)基表6.1MS培養(yǎng)基的主要成分表163）其他常用培養(yǎng)基4）培養(yǎng)基制備技術（1）準備工作玻璃器皿的洗滌是組培中很重要的準備工作。洗滌的質(zhì)量對組培的結(jié)果有很大影響。清洗程序一般為：清水沖洗→洗潔精水刷洗→清水沖洗→用蒸餾水沖1－2次→晾干或烘干備用。洗滌后的玻璃器皿空置時間不要過長，最好不超過兩周。（2）母液配制在組織培養(yǎng)的過程中，配制培養(yǎng)基是日常必做的工作。17表6.2MS培養(yǎng)基母液的配制181920①大量元素母液的配制②微量元素母液的配制③鐵鹽母液的配制④有機物母液的配制⑤激素母液的配制（3）培養(yǎng)基的配制制配制1L培養(yǎng)基，按表6.2用量筒移取大量元素母液100ml，用專一對應的移液管分別吸取微量元素母液10ml、鐵鹽母液10ml、有機物母液10ml，按配方移取一定濃度的激素母液形成藥劑混合液。21（4）培養(yǎng)基的分裝與滅菌配制的培養(yǎng)基要趁熱分裝，100ml的容器約裝入30－40ml培養(yǎng)基，即1L培養(yǎng)基約分裝35瓶左右。分裝時不要把培養(yǎng)基弄到瓶壁上，以免落菌污染。裝后封口準備滅菌。滅菌時打開鍋蓋，加水至水位線，把已裝好培養(yǎng)基的三角瓶，連同蒸餾水及接種用具等放入高壓滅菌鍋內(nèi)。放入時不要過分傾斜培養(yǎng)基，以免弄到瓶口上或流出。然后蓋上鍋蓋，對角旋緊螺絲，接通電源加熱。當溫度上升至121℃時，維持20min。22（5）培養(yǎng)基保存培養(yǎng)基從高壓滅菌鍋中取出后，應立即平放在平整的桌面或斜面架上，直至培養(yǎng)基冷卻凝固后再將它們轉(zhuǎn)移。已經(jīng)配制好的培養(yǎng)基最好經(jīng)過3天的預培養(yǎng)，防止滅菌不徹底的培養(yǎng)基在接種后被菌類污染而造成不必要的損失。①防塵：對于中小規(guī)模的生產(chǎn)者來說，通常將培養(yǎng)基存放于普通的房間里。此時要特別注意防塵工作，且在使用前要進行表面消毒。23②避光：備用的培養(yǎng)基應貯藏于暗處，特別是在培養(yǎng)基中含有易于光解的吲哚乙酸等物質(zhì)時更要注意。此外，在光照條件下，培養(yǎng)基的某些添加成分如椰乳會發(fā)生變化，不能達到預期的培養(yǎng)效果。③恒溫：當培養(yǎng)基冷卻后，可于4℃左右的溫度條件下貯藏3－6周。在貯藏過程中應避免環(huán)境溫度大幅度的變化。④定期更新：由于培養(yǎng)基的水分散失、某些培養(yǎng)基成分光解變質(zhì)的必然性246.1.4植物組織培養(yǎng)操作過程1）外植體獲取與消毒（1）外植體的獲取從田間采回的準備接種用的材料，稱為外植體。對外植體進行表面消毒，獲得無菌材料，是組織培養(yǎng)成功的重要環(huán)節(jié)。組織培養(yǎng)所選用的外植體，可為植物的莖尖、側(cè)芽、葉片、葉柄、花瓣、花萼、胚軸、鱗莖、根莖、花粉粒、花藥等器官。（2）外植體的消毒外植體在進行表面消毒前先需預處理。25表6.3植物不同外植體的消毒程序26272）接種接種是組織培養(yǎng)過程中易于污染的一個環(huán)節(jié)，操作過程必須在無菌條件下進行。（1）接種前的準備工作（2）接種技術3）培養(yǎng)（1）初代培養(yǎng)也稱誘導培養(yǎng)。培養(yǎng)基由于植物種類的不同而不同，通常是MS基本培養(yǎng)基加入適量的植物生長調(diào)節(jié)劑及其他成分。28（2）繼代培養(yǎng)也稱增殖培養(yǎng)。（3）生根培養(yǎng)培養(yǎng)基通常為1/2MS培養(yǎng)基加入適量的植物生長調(diào)節(jié)劑，如1/2MS+NAA或IBA（0.1mg/L）。切取增殖培養(yǎng)瓶中的無根苗，接種到生根培養(yǎng)基上進行誘根培養(yǎng)。有些易生根的植物在繼代培養(yǎng)中通常會產(chǎn)生不定根，可以直接將生根苗移出進行馴化培養(yǎng)。（4）馴化培養(yǎng)發(fā)根的組培苗（或稱試管苗）從培養(yǎng)瓶中移出，在溫室中栽培。294）雜菌污染的識別及其預防當污染現(xiàn)象發(fā)生時，最好先根據(jù)污染情況做出判斷，分清楚是細菌污染還是真菌污染，以便采取相應措施進行處理。（1）細菌污染及其預防在培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基或外植體上出現(xiàn)粘液狀或水跡狀物，有時需要仔細辨認才能看清，這是細菌污染的特征。（2）真菌污染及其預防在接種后，培養(yǎng)基或外植體表面出現(xiàn)白、黑、綠等色的塊狀真菌孢子，其蔓延速度較快，為真菌污染的特征。305）外植體的褐變及玻璃化現(xiàn)象（1）外植體褐變是指在接種后，其表面開始變褐，有時甚至會使整個培養(yǎng)基變褐的現(xiàn)象。褐變現(xiàn)象的發(fā)生與植物品種、外植體的生理狀態(tài)（較成熟）、培養(yǎng)基成分（無機鹽濃度過高或細胞分裂素的水平過高）和不當?shù)呐囵B(yǎng)條件（光照過強、溫度過高、培養(yǎng)時間過長等）有關。為了防止褐變現(xiàn)象的發(fā)生，通常采取如下措施：31（2）玻璃化當植物材料不斷進行離體繁殖時，有些培養(yǎng)物的嫩莖、葉片往往會呈半透明狀、呈水跡狀，這種現(xiàn)象稱為玻璃化。解決這一問題常用的方法有：①增加培養(yǎng)基中的溶質(zhì)水平。②減少培養(yǎng)基中含氮化合物的用量。③增加光照。④增加通風⑤降低培養(yǎng)溫度，進行變溫培養(yǎng)。326.2容器苗生產(chǎn)利用各種容器裝入培養(yǎng)基質(zhì)培育苗木，稱為容器育苗，又叫營養(yǎng)缽育苗。用這種方法培育的苗木稱為容器苗。6.2.1國內(nèi)外容器苗的現(xiàn)狀與趨勢容器苗生產(chǎn)是在20世紀50年代開始興起。20世紀60年代，塑料工業(yè)的發(fā)展，為容器育苗提供了更好的容器材料，加速了容器育苗的發(fā)展。336.2.2容器苗的特點1）容器苗的優(yōu)點（1）在園林植物的繁殖上，既可以用容器播種育苗，又可以用容器進行扦插繁殖。（2）由于容器育苗是在人為控制水分、養(yǎng)分、溫度、光照、通風等條件下進行的，根系在容器內(nèi)形成，發(fā)育良好，移植時可保證根系完整，起苗時不傷根，減少了因起苗、運輸和假植等作業(yè)過程中對根系的損傷和水分的損失，提高了苗木移栽成活率。34（3）容器苗移植后沒有緩苗期，生長快，有利于培育壯苗。（4）容器育苗可以延長綠化植樹的時間，不受植樹季節(jié)的限制，便于合理安排勞動力，有計劃地進行分期綠化。（5）可以節(jié)省種子。（6）培育時可以不占用肥力好的土地。（7）容器育苗培育的苗木均勻、整齊，適合于機械化作業(yè)，可以提高勞動效率。352）容器育苗的缺點容器育苗單位面積的產(chǎn)苗量低，育苗成本比裸根苗高。6.2.3容器苗的生產(chǎn)管理技術環(huán)節(jié)1）容器的種類選擇育苗容器一般應考慮以下幾點：有利于苗木生長，成本低廉，操作使用方便，保水性能好，澆水、搬運不易破碎等。36（1）可回收的容器在土壤中不能被微生物分解，植樹時要將苗木從容器中取出。圖6.1各種規(guī)格的塑料容器37①塑料薄膜袋：是一種農(nóng)用薄膜制作的容器。這種容器耐腐期長，使用范圍也較廣，規(guī)格可根據(jù)育苗的需要而定，多種培養(yǎng)基質(zhì)均可裝填，育苗可達1年，適于較多的樹種育苗。薄膜袋不宜栽入種植穴，植樹時應先將容器袋除去再行栽植，以免限制幼樹根系生長和污染土壤。②紙杯：紙杯內(nèi)層塑料復合層不易腐爛，成本低。③蜂窩塑料薄膜容器：是近年新研制和推廣的蜂窩狀容器，具有攜帶方便，裝填基質(zhì)省工，以及利于企業(yè)規(guī)模化、標準化生產(chǎn)等優(yōu)點。38（2）不可回收的容器在土壤中可以被土壤分散或被微生物分解，植樹時不必將苗木從容器中取出，連同苗木一起栽入造林地。①營養(yǎng)磚：是一種外表不帶容器的磚塊，一般由泥炭、木屑、腐熟樹皮等制作而成，植樹時帶磚塊栽植。②泥炭杯：用泥炭土做成的容器，肥力較高，適用于有泥炭土分布的我國北方的部分地區(qū)。③草炭容器：草炭容器與其他種類容器的主要區(qū)別是制作原料比較特殊392）容器的形狀有六角形、正方形、圓筒形和圓錐形等，另外還有單杯和連杯、有底和無底之區(qū)別，其中以無底六角形和四方形容器最為理想。為了避免根系在容器中盤旋成團和定植后根系伸展困難，主要采用以下兩種方法：（1）選擇容器內(nèi)壁上有2－6條凸起的棱狀結(jié)構(gòu)，當根系長至容器壁時，沿凸起棱向下生長而不會在容器內(nèi)盤旋。40（2）采用空氣修根制作容器時，在容器壁上留出邊縫，當苗木側(cè)根根系長到邊縫接觸到空氣時，根尖便停止生長，留下具有活力的根尖；同時又促進形成更多須根，但不會形成盤旋根；造林后根尖又繼續(xù)生長，會發(fā)展成發(fā)達的根系?？諝庑薷悄壳白钕冗M、最有效的防止根系盤旋的方法。3）容器的規(guī)格育苗容器的規(guī)格與樹種、育苗期限、苗木規(guī)格和育苗地條件有關。414）營養(yǎng)土的配制理想的營養(yǎng)土經(jīng)多次灌溉，不易出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象，能迅速排除多余水分；持水、保水、保肥性能良好，通氣性好；重量輕，便于搬運；具有種子發(fā)芽和幼苗生長所需要的各種營養(yǎng)物質(zhì)，并能長期供應；其內(nèi)不帶雜草種子、蟲卵、病原菌等有害物質(zhì)，含鹽量低，酸堿度適中。5）填裝營養(yǎng)土在容器中填裝營養(yǎng)土時，要邊裝邊壓實，以防灌水后下沉過多426）擺放容器容器育苗可在露地進行，也可在塑料大棚中進行。如果在露地擺放容器，要先平整育苗地，按寬1m，長度不限，深度根據(jù)容器的高度來做床，床底要平整，步道要踩實。如果根系容易穿透容器，要在容器的下面墊水泥板或磚塊，塑料板也可以，主要為了防止植物的根系穿透容器長入土地中，從而影響根系的生長和形成不完整的根系。如果苗根不易穿透容器43表6.4我國部分地區(qū)的營養(yǎng)土配方447）營養(yǎng)土的消毒容器置床后要對營養(yǎng)土進行消毒。8）播種播種前應精選種子，并進行催芽。9）扦插將插穗直接插入容器中，其扦插過程和要求與普通的扦插育苗方法相同。10）移苗移苗又稱上杯，是先在苗床上密集播種4511）灌溉容器苗灌溉主要采用噴灌形式。在出苗期，營養(yǎng)土應保持濕潤；幼苗期水量應充足，促進幼苗生根；在速生期的后期，要控制灌水量?？捎幸欢ǖ母?、濕交替過程，抑制高生長，促進苗木充分木質(zhì)化，促進苗木多生側(cè)根，促進苗木直徑生長，使苗木粗壯，抗逆性增強。灌水不宜過急，否則水從容器表面溢出而不能濕透底部。水滴不宜過大，防止營養(yǎng)土流失或濺到葉面上，影響苗木生長。4612）遮蔭與蓋膜移苗初期和扦插生根前，若無自動間隔噴霧設施，必須采取遮蔭與蓋膜相結(jié)合的措施，減少水分消耗，保持小環(huán)境的濕潤，提高扦插成活率。13）施肥首先要根據(jù)不同樹種在不同時期的需肥量，來確定施肥量和施肥次數(shù)，容器育苗以追肥為主，施肥可與澆水同時進行。4714）間苗與補苗闊葉樹每個容器最后只留1株壯苗，針葉樹每個容器最后可留1－2株壯苗，多余的幼苗分1－2次間去。對于死亡的幼苗要進行補苗。15）病蟲害防治在高溫、高濕條件下容易發(fā)生灰霉病，要加強通風，進行預防。其他病蟲害可用常規(guī)方法進行防治。48實訓1組培快繁培養(yǎng)基的制備與消毒1.目的要求使學生掌握MS