农艺与园艺发展中的新兴力量----LED在组培、育苗中的应用

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植物组织培养概念(广义)又叫离体培养,指从植物体分离出符合需要的组织。器官或细胞,原生质体等,通过无菌操作,在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。植物组织培养概念(狭义)指用植物各部分组织,如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株,也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养,愈伤组织再经过再分化形成再生植物。”

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简单来讲,组培通过无性繁殖的原理,可快速大规模培育优良特性的植株品种。

通过组织培养培育的植株,可完全保持原有植株品种性状特征(如:花色、形状、气味、抗风、抗虫、抗旱等特征);培育出来的成苗植株和母本的品种优良特性是完全一样的。

组培是在脱毒环境培育,不受天气季节环境影响,因而可全年不间断培育生产效率高,且处于无菌环境,无菌苗对比传统扦插长势好,

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而育苗,则是字面意思:“培育幼苗”,指在苗圃、温床或温室里培育幼苗,以备移植至土地里去栽种。

俗话说“苗壮半收成”,(种子育苗)自然成苗,育苗苗龄长、质量差、大小不齐传统育苗方式,可谓费时费力。

采用集中化育苗,可集约化管理,培育壮苗,可达到:

“提早播种、延长生育期,集约管理、培育壮苗,增加复种指数、提高土地利用率,有利于节省用种,充分利用异地资源优势,降低生产成本,实现产业化提早成熟,增加早期产量,提高经济效益的良好效果。”

育苗可提高种子利用率,通过育苗选苗,优选高质量苗种,培育壮苗、根系发达、生长快,可提高最终植株果实质量,提高收益。

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主要常用在经济价值作物,如蔬菜育苗;

也用于科研实验例如:拟南芥、玉米、水稻小麦培育实验;

其他应用行业有 林木育苗、果木育苗 、替代传统播种、扦插育苗模式病毒携带代代相传的弊端,获得脱毒苗。

组培脱毒育苗为名贵药材、花卉规模化育苗提供了可能,例如:药材类铁皮石斛、金线莲、蝴蝶兰、国兰兰草、名贵多肉等品种的批量化培育,提供了突破性的可行性。

其他例如烤烟烟草育苗等;

组培育苗已成为现代化育苗的一大趋势,是大规模种植生产必经之路,应用行业范围十分广泛,且市场巨大。

可以这么说,没有组培技术像铁皮石斛等名贵药材的市场推广普及就无从谈起,90%的人养不起例如十二卷多肉等名贵花卉。

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光照在组培苗生长、分化过程中具有明显的调节作用,

对于组培育苗 其中人工光 部分 的光照条件控制显得尤为重要,具体表现在光照、光质和光周期等方面影响巨大。

据研究发现,660nm 波段的红光对成苗生根以及生物性状调节方面具有优良特性,460nm蓝光对于幼苗具有防徒长、有助于提高色素合成以及气孔的生长发育等特性。例如对于水稻用蓝光处理后稻苗生长整齐,叶片肥厚,成苗生长整齐,促进生长发育效率高。

组培育苗以往常使用的是荧光灯

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遇到的问题:传统光源存在的不良影响

组培育苗用传统荧光灯存在:“发热量大、功率高、发光强度较低,室内温度不易控制 温度高 使组培瓶结露阻碍光线、降低光利用率 等缺点。”

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控温有助于组培瓶 降低结露提高透光率,增加有效光合利用率,是市场迫切需要亟待解决的问题 。

LED的优势

LED的特点对比荧光灯具有 哪些优势?

“引用:据统计,在荧光灯组培生产中,照明能耗占运行能耗的30%~40%,而在荧光灯植物苗工厂中,这一份额更是高达82%。利用LED替代传统的照明光源可以大大减少这些农业生产的照明能耗”

相对于传统荧光灯节能 60%以上,且发光的光谱对于植物有效利用波段的比例高。

由于LED是由电直接转换为光能,具有节约能耗、光效高、寿命长的特点。冷光源,发热量低防止组培苗遭到灼烧,更便于温度控制,低发热更方便的温控,亦可防止组培瓶结露,提高光照利用率。

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另外LED的一另外特性:LED波长类型丰富,可调控的余地较大,非常适合用于植物生长的各个阶段。

波段配比更自由,LED是由芯片直接电转化光的特性,可以实现白光以及红蓝任意配比 ,可通过调节光谱光配方,自由调节控制培植出合适植物生长性状、生长周期阶段的光谱。

如:对叶片的影响红光对叶面积扩展有利,助于生根,缩短育苗周期,蓝光叶绿体增殖,叶绿素含量气孔指数叶面积大小等增多等调节效果。红光增强对愈伤组织生长促进更加有效,蓝光对组织试管苗伸长、促进有效光合色素的合成。与荧光灯相比,使用 LED 组培灯,能够增强组培苗的品质,提高优质苗率、 缩短育苗周期和降低能耗成本;

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LED育苗补光效果图

对此,大家植物工厂实验室用自主研发的植物生长灯和光谱,做了多次育苗组培试验,并和多家种苗培育机构、科研机构、大学院校研究机构合作验证。

应用场景

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成果显示如:如拟南芥、水稻、玉米等培育周期大大缩短,并且生根情况良好,长势健壮、生长快、植株矮壮不徒长,高质量苗比例高,给科研人员提供了满意的实验材料;

在温室内进行人工光水培育苗,如玉米 金线莲 铁皮石斛等经济价值作物的培育生产也都表现出优异的特性 。

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泛科 育苗、组培架安装与效果视频教程

上面网页链接上的LED植物专用组培育苗灯、组培育苗架,是由泛科研发技术部设计,经过植物工厂实验室多个案例长期实验研发成果论证,并经过多方客户使用验证。专业的LED光谱光配方切实有效缩短了组培、育苗周期,提高了相关项目的生产、实验研究效率。

LED 对比荧光灯 更是具有高光效、低发热的特点,且光谱显色性以及发光波段的定制 对于植物生长来说更加合适。

【案例展示 】

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左荧光灯,右专业LED植物组培育苗灯

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荧光灯 光照补光组

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LED专业植物灯光照补光组

上图是南非客户组培育苗案例,客户反响非常不错,前后育苗质量对比提升巨大,其他还有如加拿大温室医用大麻种植、荷兰比利时连栋温室大棚番茄西红柿黄瓜植物工厂顶部+株间补光等等诸多成功案例。

“……株间补光灯方案并获得成功,客户反馈成功提升了 20%产量,果实等级达到了A级,在该品种中属于精品果”

------更多精彩案例,详细细节,请查看案例

多重优势下,LED正在替换传统荧光灯成为植物组培育苗生产、基因工程实验研究等必不可少的一种工具,已悄然成为设施农业、设施园艺发展不可替代的一部分。

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