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計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在植物非試管快繁中的運(yùn)用
發(fā)布者:徐偉忠,林偉洋,林國(guó)華   發(fā)布日期:2006-04-13   點(diǎn)擊次數(shù):1577152

摘要

當(dāng)前,我國(guó)種苗生產(chǎn)大多依賴(lài)于傳統(tǒng)的種子育苗、扦插嫁接育苗,難以實(shí)現(xiàn)種苗生產(chǎn)的周年化工廠化與高效化,而且受限于自然氣候環(huán)境而使育苗效果與質(zhì)量難以保障,即使是較為先進(jìn)的組培育苗也存在密封環(huán)境下培育所引起種苗生理失調(diào)、成活率低、成本高的現(xiàn)象。藉于此,通過(guò)深入研究育苗過(guò)程中相關(guān)環(huán)境因子的生理機(jī)制,特別是在自養(yǎng)同化這重要生理過(guò)程中的作用,提出了通過(guò)環(huán)境優(yōu)化技術(shù)激發(fā)離體材料自身的光合同化本能,實(shí)現(xiàn)離體材料發(fā)育過(guò)程中所需的碳源、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)、激素的自養(yǎng)自給和科學(xué)調(diào)控,形成了開(kāi)放環(huán)境下的光自養(yǎng)微繁技術(shù)體系---植物非試管快繁,并就該技術(shù)的環(huán)控手段與環(huán)境模擬優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行綜合分析,建立了專(zhuān)業(yè)化用于離體材料快繁的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),從而有效地解決了傳統(tǒng)育苗或組培育苗中一直沒(méi)有解決的技術(shù)問(wèn)題,正真建立了種苗生產(chǎn)的工廠化、智能化、自動(dòng)化的現(xiàn)代種苗生產(chǎn)新模式。

關(guān)鍵詞:

計(jì)算機(jī)控制、組培、光自養(yǎng)、離體材料、智能葉片、傳感器、專(zhuān)家系統(tǒng)、植物非試管快繁

引言:

隨著計(jì)算機(jī)及控制技術(shù)的發(fā)展,它的運(yùn)用越來(lái)越廣,滲透到生活工作學(xué)習(xí)生產(chǎn)的每個(gè)領(lǐng)域,特別是在工業(yè)軍事上的運(yùn)用更是一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的象征。而在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的運(yùn)用,起步較晚,即使一些單位采納計(jì)算機(jī)技術(shù)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具,但大多限于國(guó)外的系統(tǒng),少有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品與技術(shù),而且價(jià)格昂貴,一般生產(chǎn)者難以采用,離普及運(yùn)用相距就更遠(yuǎn)了。針對(duì)這些問(wèn)題,開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)農(nóng)業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)高科技的關(guān)鍵。當(dāng)前任何先進(jìn)的設(shè)施農(nóng)業(yè)與高新技術(shù)都離不開(kāi)環(huán)境的模擬與控制,常規(guī)的人工方法已越來(lái)越不適于生產(chǎn)力發(fā)展的要求,特別是一些在常規(guī)氣候下難以正常生長(zhǎng)的植物,更需通過(guò)環(huán)境的模擬控制來(lái)解決。比如當(dāng)前的試管苗煉苗問(wèn)題,存在成活率低,幼苗適應(yīng)性差等技術(shù)瓶頸,如采用計(jì)算機(jī)的環(huán)境模擬控制技術(shù),就可以輕松地實(shí)現(xiàn)與解決,還有一些對(duì)溫度、濕度、光照有特殊要求的植物,或者一些適應(yīng)氣候范圍很窄的種類(lèi),都可依賴(lài)于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)成功栽培。

當(dāng)前,用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上最多的是溫室的智能化控制,但大多也是采用國(guó)外系統(tǒng),而在種苗培育上的運(yùn)用更是一個(gè)具有實(shí)際意義的重大課題,特別是在工廠化育苗上,采用計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)是培育壯苗批量生產(chǎn)商品苗的關(guān)鍵,更是實(shí)現(xiàn)周年生產(chǎn)的保障。時(shí)下,我國(guó)種苗生產(chǎn)技術(shù)還沒(méi)有從自然氣候與土壤的制限中走出來(lái),也還沒(méi)有像工廠化設(shè)施化的步伐邁進(jìn),即使一些企業(yè)采用了智能溫室進(jìn)行種苗的培育,也大多只是采用常規(guī)育苗技術(shù)再給予智能環(huán)境管理,沒(méi)有根本上實(shí)現(xiàn)環(huán)境控制與育苗技術(shù)上結(jié)合的飛躍,現(xiàn)就一種工廠化育苗新技術(shù)植物非試管快繁技術(shù)為例,闡述計(jì)算機(jī)控制的重要性及實(shí)現(xiàn)技術(shù)飛躍的關(guān)鍵所在,也是計(jì)算機(jī)技術(shù)與育苗技術(shù)兩門(mén)邊緣學(xué)科結(jié)合的創(chuàng)新技術(shù),只有基于計(jì)算機(jī)環(huán)境控制技術(shù)才可實(shí)現(xiàn)植物非試管快繁,才能實(shí)現(xiàn)工廠化規(guī)模化的種苗生產(chǎn)模式。

一、基于計(jì)算機(jī)智能控制的新型育苗技術(shù)體系---植物非試管快繁

植物非試管快繁技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)環(huán)境控制技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合而形成的一種新型育苗技術(shù)。是植物的離體材料在計(jì)算機(jī)環(huán)境模擬條件下,實(shí)現(xiàn)全息性、全能性表達(dá)快速成苗的技術(shù),也是依賴(lài)于計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)種苗周年生產(chǎn)工廠化培育的一項(xiàng)技術(shù),它是當(dāng)前育苗效率較高成本較低實(shí)用性較強(qiáng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新技術(shù),現(xiàn)就該技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的理論基礎(chǔ)與技術(shù)體系給予介紹。

1、環(huán)境是生物進(jìn)化的主動(dòng)力,也是基因表達(dá)的決定因素

環(huán)境是生物進(jìn)化的主動(dòng)力,是生物從低級(jí)生物進(jìn)化為高級(jí)生物,從常規(guī)物種演變?yōu)樾挛锓N的動(dòng)力源,只有不斷變化的環(huán)境才能對(duì)生物進(jìn)行自然選擇,才讓生物在環(huán)境選擇中進(jìn)化[1]。另外,適合的環(huán)境也極為重要,它是生物生存與發(fā)展的基礎(chǔ)。如植物的光合作用,需要適宜的溫度、濕度、光照、水份及二氧化碳甚至是地球的磁場(chǎng)等環(huán)境,離開(kāi)了這些環(huán)境因子,生存與生長(zhǎng)就不可能成立。從這個(gè)角度說(shuō),任何農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所相關(guān)的經(jīng)濟(jì)植物也同樣需要適合的環(huán)境與促進(jìn)進(jìn)化的變化環(huán)境,但這種環(huán)境在沒(méi)有計(jì)算機(jī)控制條件下只得依賴(lài)于自然,不能進(jìn)行最佳化的人為意志調(diào)節(jié)調(diào)控,培育與生產(chǎn)效率較低,如對(duì)于自然界的災(zāi)害天氣就根本難以抵御,而使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受損。但隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平的提高,近年設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,許多經(jīng)濟(jì)植物栽培都從自然走進(jìn)了人工設(shè)施,環(huán)境問(wèn)題有了很大改善,農(nóng)作物產(chǎn)量質(zhì)量也得以大幅度提高,可是離植物最佳的生長(zhǎng)條件創(chuàng)造還有距離。

而植物的育苗技術(shù)如試管育苗,嫁接育苗及扦插育苗更是與氣候或環(huán)境因子息息相關(guān)的農(nóng)業(yè)技術(shù)。比如試管育苗就是利用試管與組培室的人工環(huán)境為細(xì)胞或組織的發(fā)育創(chuàng)造最佳的溫光氣熱營(yíng)養(yǎng)激素條件,使這些組織細(xì)胞的全能性全息性得以表達(dá)發(fā)育,成為與母本具有相同性狀的植株。而嫁接也是一樣,利用砧木與接穗間的親和性,再借助環(huán)境的適應(yīng)性,使兩者的切口得以愈合發(fā)育,成一株完整的個(gè)體。同樣扦插育苗也然,它必須在適合的季節(jié),適宜的環(huán)境條件下,才能讓離開(kāi)母體的插穗重新恢復(fù)全能性發(fā)育,而成為<

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