計算機控制技術在植物非試管快繁中的運用
發布者：徐偉忠,林偉洋,林國華 發布日期：2006-04-13 點擊次數：1311000
摘要
當前，我國種苗生產大多依賴于傳統的種子育苗、扦插嫁接育苗，難以實現種苗生產的周年化工廠化與高效化，而且受限于自然氣候環境而使育苗效果與質量難以保障，即使是較為先進的組培育苗也存在密封環境下培育所引起種苗生理失調、成活率低、成本高的現象。藉于此，通過深入研究育苗過程中相關環境因子的生理機制，特別是在自養同化這重要生理過程中的作用，提出了通過環境優化技術激發離體材料自身的光合同化本能，實現離體材料發育過程中所需的碳源、礦質營養、激素的自養自給和科學調控，形成了開放環境下的光自養微繁技術體系---植物非試管快繁，并就該技術的環控手段與環境模擬優化技術進行綜合分析，建立了專業化用于離體材料快繁的計算機控制系統，從而有效地解決了傳統育苗或組培育苗中一直沒有解決的技術問題，正真建立了種苗生產的工廠化、智能化、自動化的現代種苗生產新模式。
關鍵詞:
計算機控制、組培、光自養、離體材料、智能葉片、傳感器、專家系統、植物非試管快繁
引言:
隨著計算機及控制技術的發展,它的運用越來越廣，滲透到生活工作學習生產的每個領域，特別是在工業軍事上的運用更是一個國家綜合實力的象征。而在農業領域的運用，起步較晚，即使一些單位采納計算機技術作為農業生產工具，但大多限于國外的系統，少有自主知識產權的產品與技術，而且價格昂貴，一般生產者難以采用，離普及運用相距就更遠了。針對這些問題，開發國產農業計算機控制系統已成為我國農業實現高科技的關鍵。當前任何先進的設施農業與高新技術都離不開環境的模擬與控制，常規的人工方法已越來越不適于生產力發展的要求，特別是一些在常規氣候下難以正常生長的植物，更需通過環境的模擬控制來解決。比如當前的試管苗煉苗問題，存在成活率低，幼苗適應性差等技術瓶頸，如采用計算機的環境模擬控制技術，就可以輕松地實現與解決，還有一些對溫度、濕度、光照有特殊要求的植物，或者一些適應氣候范圍很窄的種類，都可依賴于計算機控制技術實現成功栽培。
當前，用于農業生產上最多的是溫室的智能化控制，但大多也是采用國外系統，而在種苗培育上的運用更是一個具有實際意義的重大課題，特別是在工廠化育苗上，采用計算機智能控制技術是培育壯苗批量生產商品苗的關鍵，更是實現周年生產的保障。時下，我國種苗生產技術還沒有從自然氣候與土壤的制限中走出來，也還沒有像工廠化設施化的步伐邁進，即使一些企業采用了智能溫室進行種苗的培育，也大多只是采用常規育苗技術再給予智能環境管理，沒有根本上實現環境控制與育苗技術上結合的飛躍，現就一種工廠化育苗新技術植物非試管快繁技術為例，闡述計算機控制的重要性及實現技術飛躍的關鍵所在，也是計算機技術與育苗技術兩門邊緣學科結合的創新技術，只有基于計算機環境控制技術才可實現植物非試管快繁，才能實現工廠化規模化的種苗生產模式。
一、基于計算機智能控制的新型育苗技術體系---植物非試管快繁
植物非試管快繁技術是基于計算機環境控制技術與生物技術有機結合而形成的一種新型育苗技術。是植物的離體材料在計算機環境模擬條件下，實現全息性、全能性表達快速成苗的技術，也是依賴于計算機技術實現種苗周年生產工廠化培育的一項技術，它是當前育苗效率較高成本較低實用性較強的農業生產新技術，現就該技術得以實現的理論基礎與技術體系給予介紹。
1、環境是生物進化的主動力，也是基因表達的決定因素
環境是生物進化的主動力，是生物從低級生物進化為高級生物，從常規物種演變為新物種的動力源，只有不斷變化的環境才能對生物進行自然選擇，才讓生物在環境選擇中進化[1]。另外，適合的環境也極為重要，它是生物生存與發展的基礎。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等環境，離開了這些環境因子，生存與生長就不可能成立。從這個角度說，任何農業生產中所相關的經濟植物也同樣需要適合的環境與促進進化的變化環境，但這種環境在沒有計算機控制條件下只得依賴于自然，不能進行最佳化的人為意志調節調控，培育與生產效率較低，如對于自然界的災害天氣就根本難以抵御，而使農業生產受損。但隨著農業生產力水平的提高，近年設施農業的快速發展，許多經濟植物栽培都從自然走進了人工設施，環境問題有了很大改善，農作物產量質量也得以大幅度提高，可是離植物最佳的生長條件創造還有距離。
而植物的育苗技術如試管育苗，嫁接育苗及扦插育苗更是與氣候或環境因子息息相關的農業技術。比如試管育苗就是利用試管與組培室的人工環境為細胞或組織的發育創造最佳的溫光氣熱營養激素條件，使這些組織細胞的全能性全息性得以表達發育，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，再借助環境的適應性，使兩者的切口得以愈合發育，成一株完整的個體。同樣扦插育苗也然，它必須在適合的季節，適宜的環境條件下，才能讓離開母體的插穗重新恢復全能性發育，而成為<
--來源：【浙江省農科所農業智能化快繁中心】