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植物培养箱的分类
发布时间:2019-11-05   点击次数:192次

本文将着重讨论植物培养中的一些复杂应用,即基于如下两种情况下,需要考虑的因素更多更综合:

1、成体植株的栽培,在完成育苗后继续进行实验室培育,随着植株的生长,所需要的培养空间及相应的培养条件也有所增加,因为随着控制参数的增加,控制复杂度也在加大;

2、侧重于“探索性”应用需求,比如考察特定环境条件对植物生长发育的影响。在实现了“发出芽,养得活”等基础目标后,植物培养的实验研究即将进入下一个阶段更深层次的研究,优化培养条件,以期实现产学研往产业化方向上的转化,乃至追求更好的经济效益。

首先在这一阶段,需要培养箱具有多参数综合考察与调节能力。虽然经过一百多年的演化,植物培养理论与实践有了比较充足的发展,但与相对庞杂多样的植物种群而言,还略显单薄,尤其是由于种种因素导致环境在变化,植物物种的消亡速率在加快,要想完整掌握每一个物种(不管是农作物、还是经济作物,抑或物种)的生长规律,植物资源保护和利用植物发育与生物地理学、研究植物的遗传变异和分化及其与环境的关系、研究植物器官和结构的起源、变异和发育机理进化机制,等等,均需要一整套环境模拟系统。这不单单是温度光照等基础条件的调控。模拟极端条件的环境胁迫模拟测试也需要培养设备具有相对较强的调控能力。

其次,根据“环境”选择考察因素,不同植物物种所要考察的影响因素种类各异,即便是影响因素相同,植物来源所在地的环境条件差异也决定了该因素的考察范围不一样。

常用几个比较重要的变量考察如下:

1、光照强度。如上部分所述,光照需要根据既定待培育栽培的植物种类进行选择,比如小麦玉米之类植物需要高达450μmol m-2 s-1(μE)的光照强度,拟南芥等仅需要100μmolm-2 s-1(μE);有些高光影响因素试验可能需要1000μmol m-2 s-1(μE)的光照。

2、除了光照强度,光照类型也对试验结果有了较大影响,随着光照技术的发展,已经不再满足于荧光灯补光,LED照明的诸多优势逐渐显现,比如光照的周期变化模拟昼夜更替更加灵活;光照强度的调节变化更加精细。

3、在光配方考察过程中,研究单色光对光合作用的调控作用,比如单独的红光与蓝光,或者红外光,都会对植物的光合作用有了显著影响。终优选出对该植物光合作用贡献多的前几种单色光,根据配比不同组成光配方,进行定制培养;

4、植物栽培中温度一般选择在22-28℃之间,干旱作物可能会更高(30℃以上),极寒作物会低于室温(4℃甚至更低),这些都是环境胁迫研究中需要考虑的。

5、二氧化碳是植物光合作用所需要的一种物质,在植物生长过程中必不可少。研究表明开放系统中增加CO2浓度,可以促进植物光合作用效能。而培养箱又是一个相对封闭的系统,CO2消耗较快。因此,在植物植株培育过程中需要考虑通风换气的基础上,进行CO2的气肥补充,补充频率与剂量需要根据各自的培养要求调节。

6、湿度控制,上部分曾经提及湿度通常是不控制的,但伴随着浇灌,湿度迅速升高,也增加了杂菌污染的可能性,因此,植物培养箱有时采用动态湿度控制模式替代漫灌。

立足于温控箱体的同时,我们也在关注植物培养领域,不断加大投入,攻关相应控制技术难题,以期供应更好更稳定的植物培养箱。目前针对植物栽培,可以提供如下配置可供选择配置:

LED光照构成:LED冷白或者单色光(红、蓝、紫、红外灯),各种光所占比例及亮度均可调,亮度高至1200μmol m-2 s-1;

CO2浓度:配合通风系统,CO2浓度调控范围200~2000ppm或更高。

参考文献:

1.Leonor C. Boavida, Sheila McCormick, Temperatureas a determinant factor for increased and reproducible in vitro pollengermination in Arabidopsis thaliana, The Plant Journal (2007) 52: 570~582, doi:10.1111/j.1365-313X.2007.03248.x

2.B. D. Moore, S.‐H. Cheng, D. Sims,J. R. Seemann,The biochemical and molecular basis for photosynthetic acclimation to elevatedatmospheric CO2. Plant , Cell Environ (1999),22 :567~582,doi:10.1046/j.1365-3040.1999.00432.x

3.B. A. Kimball, 朱建国,程磊, K. Kobayashi, M.Bindi, 开放系统中农作物对空气 CO2 浓度增加的响应, 应用生态学报(2002),13(10):1332~1338

 4.Roberta H. Smith, Plant Tissue Culture, Techniquesand Experiments, 3rdEdition,2013, Academic Press (Elsevier Inc)

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