6个月的车算库存车吗:数控技术在育苗生产繁殖中的应用

        1、数控技术在育苗生产繁殖应用的目的、意义及需求分析 
数控技术是指单片机以及集成组合逻辑电路、触发器与集成定时器、集成数模转换器和模数转换器、可编程逻辑器件，传感器的综合应用。数控技术是实现高效节能、改造传统产业并促进机电一体化的关键技术。本文将数控技术与生物技术有机结合的一种全新的育苗技术，通过计算机对环境的精确模拟，为植物离体材料的发育创造最佳的温光气热营养激素环境，从而使植物的全息性得到尽快地表达，以实现种苗的快速成苗与几何倍增，它有别于传统的扦插嫁接，又有别于现代的组培技术，但同时又是对传统与现代各种育苗技术之集成与发展，它既有传统育苗的易操作性，又有现代育苗的高效性，也就是说它克服了传统育苗的季节限制与现代育苗的操作繁琐及高成本弊端，而开发成功的一项全新育苗技术。是基于细胞全能性与植物全息性的一种育苗技术。

数控技术在育苗生产中的应用，使中国的快繁产业从实验室走向田间，具有以下生产应用特点：1.具有技术简单易操作与掌握的特点，极利于作为实用技术在农村普推广，进行种苗工厂化生产。2.建立基地无特殊要求，有电有水有光照的地方就可建立育苗基地，对土壤气候无特定要求。3. 有重大突破意义。它带动了一个崭新的快繁先导产业的迅速发展，它适用范围非常广，可用于绝大多数植物的快繁。是当前适应性最强的育苗技术。4.采用计算机控制与育苗专家系统，实现种苗生产过程的自动化智能化，是劳动力成本投入最低的一项育苗技术，也是摆脱传统凭经验育苗走向工厂化科学育苗的一种新技术，生产的种苗整齐度好，商品率高。5.对离体材料要求不严格，一叶一芽都可进行繁殖，灵活性大，适用范围广。6.在快繁情况下，可以利用脱毒苗为母本，进行多代循环，大量生产廉价低成本的脱毒种苗。7.用于繁殖的计算机控制系统，具有可升级多功能的特点，可以用于温室大棚的环境控制，也可用于智能灌溉，还可用于水培生产及芽苗菜智能化栽培，具有软件升级方便，硬件易于更换容易的特点，是农业生产上难得的一机多用产品。

2、发展概况：

目前用于种苗生产的方法有种子育苗、扦插育苗、嫁接育苗与组培育苗等技术，但不管哪中育苗繁殖技术都是为了能为生产提供健壮而根系发达并且遗传性状稳定一致的商品苗。近年，农业发展已从传统零散而无序的状态发展为以地方及地域为优势的产业化农业经济，更是促进和推动了种苗产业的发展。生产上急需开发一种具有效率高、速度快、适应性强、运行成本低的育苗新技术。如中国林科院的全光照间歇弥雾育苗技术，昆明环境科学研究所的光自养微繁殖技术以及各种各样植物的无糖组培技术，千叶大学的闭锁型苗木生产系统，中国农业大学研究的植物根系雾化培养箱。而我单位花卉科研中心的数控技术在育苗生产中的应用技术是基于传统综合现代各种育苗技术之精华而成的一项新技术，它克服了传统组培育苗的缺点，集成了现代化育苗、无土育苗、营养液育苗、计算机自动控制等国内先进的育苗技术，而形成的一种效率高、速度快、成本低、易操作的现代化育苗新技术。

3、基础设施建设

3.1 建设快繁苗床

高位苗床用木材或钢架制成高60-80cm，宽1.2-1.5m的支架，并在架上铺放铁筛网，直接铺土工布或放育苗盘进行育苗，其优点是排水透气性好，利于操作，是现代温室大棚常用的苗床，但它的造价比较高。

上述工作完成后就要进行安装各种设施、管道和控制系统，主要包括磁化苗床、微喷弥雾管道、人工补光系统、电场发生系统、通风排气系统、智能化计算机控制系统、视频及远程监控系统、营养供应系统、温度控制系统和相关辅助设施等等。

3.2建设磁化透气苗床（可根据实际情况选择部分苗床使用）

磁化技术已被广泛应用于工农业生产当中，是物理农业领域中研究与应用较早且最为成熟的一项技术。在种苗繁育上，采用磁化水埋于计至底部的磁化苗床技术相结合，对离体材料生根发育能够产生明显的生物效应。磁处理除了影响水的蒂合度、溶解力与渗透力产生的物理效应，以促进离体材料对水分的吸收外。更重要的是能影响酶的活性，及内源激素的成分，从而促进愈伤组织发育与生根基因的表达。从微观的生物效应分析，任何物质小到离子、电子，大到宇宙等都有一定的磁场。同样，由核糖和蛋白质等多分子系统构成的生物体也具有磁场。在地球这个大磁场中，生物体内能量的传递和物质的交换，都与体内电荷行为有关，外界磁场的变化必然影响生物体的新陈代谢，这是磁场效应的基本原理。

从试验结果表明，采用磁化处理技术，不仅能促进生根，而且能使种苗的根系发达，可以使一级侧根率大大提高，那么如何在生产中建立磁化苗床，以实现这种无需耗能的物理促根方法呢？

具体操作如下：排放磁铁通常与铺放基质、拉地热线、布电场地网同时进行。从苗床的剖面看，由龟背型苗床底—鹅卵石排水层—电场地网—磁铁—加热线—珍珠岩基质，这样的层次与次序组成。

磁化技术实施有两种方法，但通常这两者都是结合的，其中磁化水产生较为简单，只需在主水管上安装一个强力磁化器即可。下面着重介绍磁化透气苗床部分的建造。为了使苗床具有良好的排水透气性，最好把苗床的底部制成中间稍高，两边低的龟背形，这样更利于排水。施工时，先于床底铺一层5—8厘米的鹅卵石作为排水透气层，然后在鹅卵石层上均匀排放磁强为0.8T的永磁体，也就是磁铁，排放密度以每平方3-4块，摆放磁向以同极朝上或朝下的顺磁为好，这样可形成磁铁相互间的磁共振，会产生更加的磁化效果。均匀排放好磁铁后，再于上方铺设粒径中等的园艺级珍珠岩作为基质，这种基质尽管在迷雾频繁的快繁环境下，始终能保持良好的透气性与保湿性，可以促进不定根的发育与防止缺氧烂根现象的发生。

3.3微喷弥雾系统的安装

微喷弥雾系统是最为重要的系统，它是确保离体材料的发育有充足而适宜的水分，是空气湿度及基质湿度的保障系统。目前，用于环境水分控制的方法有微喷雾法与超声波雾化法。但生产中前者用的最多，具有易建设，便于操作与控制，系统较为稳定，而后者大多用于室内或植物工厂内建设所用，在大棚或露天情况下以选择微喷弥雾化较好。

该系统主要由以下几大部分组成，包括动力泵、供水管道、微喷头，另外还有起控制作用的电磁阀及手动式备用阀门。具体施工时应根据水压情况详细计算来确定相关设备的数量、规格和参数（如泵的功率和种类、微喷头的数量、供水管的粗细等）。

供水管道是水的输送系统，也是营养液的供给系统，是基地建设较为重要的部分，在施工前应先进行科学区划，要针对基地进行合理分区（一般以100平方左右面积为一个区），再按分区情况去配置选购水管。微喷头的雾化范围最好以架设高度0.8—1米，间距为1--1.2米时，能把—1.5米宽的苗床全部覆盖为好，喷头通常采用涡流式的塑料喷头效果较好。

水泵：功率1.1—1.5千瓦，（扬程在50米，出水口为32mm-40mm）。喷头：选用止滴漏式微喷头，每隔1m安装一个。

3.4人工补光系统的安装

一般在日照短的冬季或遇到阴天，棚内的光照度极差，或者日照时间较短，这样除了影响光和效率外，还会使材料或植株进入由短日照引起的生理休眠现象。安装补光系统，就是为了给材料或植物提供一个最适宜生长的光照环境。

我们可以将温室现有的一些补光系统，按照快繁要求，进行适当的更新和修理。

3.5加温系统的建设（主要指苗床的加温）

我们的温室在冬季是利用水暖进行加温的，但对于苗床我们还是需要安装必要的加温系统，以保证材料和植物有较好的生长温度。苗床的加温一般主要采取电加温系统活水循环加温系统。

电加温一般选用单线功率为1000瓦、长度为120米的基质加热线，刚好适合一个标准苗床的使用（长15m，宽1.2m）。

3.6电场系统的建设

根据已经较为成熟的科研成果，我们可以利用空间电场处理来加快植物繁殖的速度。利用空间电场可以防止离体材料病菌感染、提高叶片的光合效率、提高成活率和缩短生根时间。该系统每天开一次，且操比较简单。

3.7营养液供给系统

利用温室现有的营养液池，与灌溉弥雾系统连接，采用管道弥雾的方法，追施到离体材料表面和基质里，供应材料对营养的需求了。

3.8小拱棚建设

作用：可以外扣膜保温保湿、作为电场网绝缘支撑架、支撑迷雾管道。在做苗床时每米应预先埋设直径25mm管子作为支撑孔。材料：（PVC直径20mm）阻燃电线套管，高度1.2m，间距1 m。

4、数控系统的工作方式与模式

4.1弥雾控制系统：根据智能叶片的叶片湿度、叶片温度、水分蒸发系数、基质湿度、基质EC值等反馈的环境参数提供给计算机，结合快繁专家系统，智能控制外围设备（电磁阀、水泵等）的启停，使水分及营养液通过管道系统适时的补充和调节。另外，利用此管道系统可在人为干预模式下进行人工施肥与打药，可节省大量的劳动力资源。

4.2温度智能调控系统：当温度变化时，降至低温下限值时，系统会智能调控加温设备，可以是热风炉，也可以是加热线，可以是基质加温，也可以是空气加温。当温度升高，超过高温上限时，会自动发出降温指令，如开启微喷降温或湿帘降温。

4.3营养补充系统：根据智能叶片检测的基质EC值控制，当检测到EC值低于1/2标准液浓度时，系统会进行智能判断，而后发出补充营养的执行指令。为了让营养液能让离体材料的叶片吸收得更多，通常补加营养液选择在晚上喷水较少的时间段内进行，比如说不是夜间的时段内检测到EC值低于下限值，计算机不会发出执行指令，而需等到夜晚来临弥雾量减少时再执行补充营养指令，而且是采用智能叶片见干见湿的功能，这样会让叶片吸收得更多更充分。如一次大水量的补充足，往往是苗床基质EC值充足，而叶片吸收少，达不到理想效果，所以补充营养也是以间歇式补充，见干见湿式的智能叶片控制，一直到适宜值时，停止补加指令。

4.4人工光照系统：智能叶片的感光材料，记录每天的光照时间及强度。进行乘积与累加计算，再把计算结果与专家系统中的植物生长模式对照，再发出补光指令，缺多少补多少。一般补光通常在夜晚进行，有一次补足的持续补光，也有间歇脉冲式的补光，根据研究表明，脉冲式补光能给叶片以充足的暗反映时间，光合转换率比持续补光效果要好，但对于设备的损耗率会相对大些，还有一些植物是以打破光周期引起的休眠为目的的，可以用闪光式的补充，同样可以起到长日照打破休眠的目的，这样更省电。这些不同补光方式，是由育苗的需要与专家系统的不同而智能进行的。

4.5多环境控制：当多个不同环境或品种需要独立精确控制时，可在每个环境点安装分控器。再通过工业控制总线与每个分控器的电脑主控器相连，将其中一台设为主机，即可在任一电脑（或电脑控制器）上实现集中控制。这种总线控制方式，使用时非常方便，每个分控器既是某个单区的数据采集运算执行者，又可成为其他各区的主机对话界面，可以从任何一个分控区的界面进入，对其他各区参数进行设置或查巡，而且基地扩展，分区增加也非常方便，相互间又是独立控制者，不会因增设分区而影响系统及其他分区的控制。

4.6管道补偿：对于有些基地因基地分区面积大，布设的弥雾管道也相对过长，在水分或营养液通过管道进行弥雾补充时，因受管道起始端和末尾端水流的速度、压力、管道粗细等参数不同的影响，造成起始端及末端间产生执行时间差，而智能叶片一般放于中间位置，会遇到智能叶片已检测到水分充足或温度适宜了，而末端因喷水少而达不到指标，最终导致苗床内各区段小气候的差异增大，在这种情况下，可以通过对喷雾的时间，进行管道流经时间的补偿，也就是在标准执行时间上，再延加水流经整个管道所需的时间，这样才能使末端环境也能达到控制的要求。

4.7工作模式：植物快繁的环境模拟计算机中，任何一项控制都具有两种功能，就是专家模式及人工模式，其中专家模式用语自动控制，人工模式用于人工指令。在专家工作模式下，系统通过智能叶片实时反馈的各项环境因子参数，结合专家系统进行数据处理运算，系统将全智能的进行调控，给植物离体材料生长提供适宜的温光气热、养分等环境。在人工模式下，可人为地开启与关闭某项执行任务，如需进行人工补施一些肥料时，可采用微喷弥雾的人工执行功能进行人工打药施肥，或者在系统检修时，可以采用人工模式进行调试。

5、数控技术在植物快繁中的具体操作

标准与规范对苗木生产来说，非常重要，特别是工厂化的种苗生产模式，更要实施标准。在工厂化的模式下，环境的控制已通过计算机技术实现了精确化、智能化、自动化，而对于操作上还是依赖于认人进行，人为进行的作业会因不同的操作者，产生不一致的技术效果，如果在技术操作上，制订一套标准的操作流程或模式，这样就可使生产出来的种苗在质量上表现为一致性，就真正达到整齐、优质、商品率高的产品。只有操作过程的规范化与标准化，才能实现结果的一致性与稳定性。

5.1母本园的管理

5.1.1母本幼化技术：在快繁工程启动时，每一步要做的工作就是母本幼化，可以利用一年生的苗建立母本园，或用第一代快繁苗建立，这些年龄小的植株，具有较易生根的潜能，许多难繁殖生根的品种，从幼苗上取材后，都可达到很高的成活率。

5.1.2肥水管理：肥水充足是旺盛生长的保障，只有让植株处于旺长期，才可以使材料内的生长素含量大大提高，酶的活性大大加强，细胞分裂分化能力才得以强化。但苗的管理，要遵循薄肥勤施的原则进行，还经进行配方施肥，防止元素缺乏症的产生，以有机肥为底肥，以速效肥为追肥的配方施肥技术，通常在底肥充足条件下，每隔10-15天进行追肥，看苗势用肥，促进生长可用尿素，促进壮实可用复合肥。还可结合根外追肥，叶面喷施尿素、磷酸二氢钾或硼砂，这些元素叶面吸收快，对提高叶片光合效率效果明显。也可以结合土耕养液技术，通过滴灌向土壤施入全价营养液肥，生长还会更快更好，只有好的长势，才有好的生根效果。

5.1.3病虫管理：得了病虫害的植物枝叶，体内脱落酸的含量会骤升，生长素含量明显降低，这样的材料快繁是极为不利的，虽然在取材时可能不会取病虫害的材料，但得病虫危害的植株，总体的内源生长激素会下降，甚至还有信息传导现象，也就是一些植物一株得了病虫害，它会把变个信号传递给周围环境的植物，从而也使周边植物体内产生抗逆生理的变化，而抗逆产生的因子中，脱落酸是一种最为关键的激素，而脱落酸是抑制生根的一种主要物质。在管理时要做到整个母本园病虫害的有效控制，才可保障取得的材料有较好的生根发育效果。在生产中要做到以防为主，每隔半月进行一次全面的病虫害防治，防病以喷施电功能水中的酸为主，防虫以响应的杀虫剂喷施。喷施时注意要害的产生，最好以浓度偏低，喷水量增多为好，发生要害的植株，对快繁成活也会带来很大的影响。

5.1.4整形修剪：母本园管理上常用的整形修剪技术有：篱剪整形、台刈或重截促萌，还可结合疏枝与摘心方法进行促壮。对于母本园采用篱剪技术，可以让每株母本发新梢的部位高度一致，有利于获取更多生理性状一致的离体材料，同时篱剪后会萌发更多的营养枝，可以提高扩繁系数。

5.2标准操作是实现工厂化生产的关键

母本园管理的标准化与计算机控制的智能化结合后，就像组培技术中的MS基本培养基配方，把植物对营养的需求进行了统一，而组培室环境控制，对离体材料发育环境进行了统一。这样就可以避免了传统生产凭经验判断的盲目方式，也避免了不可控因素对于离体材料生根发育的影响。

5.2.1离体材料处理

离体材料的处理，在数控技术中不是主导因素，它只起到调节促进与辅助的作用，对于一些难生根的植物种类或者第一代苗启动培养时，却可起到极为重要的促进作用，也是快繁过程中不容疏忽的一个重要环节。

5.2.1.1生根阻碍物质的清除：对难以生根的植物，在处理离体材料时，应首先考虑清除生根的有害物质，其生根能力往往能够得到显著提高。离体材料中含有阻碍生根的物质有单宁、树胶、松节油、香脂及其他树脂，具有挥发性的特殊成分和氧化酶等，但主要是除去离体材料中的单宁和其他特殊成分的氧化酶，减轻其有害作用。在处理时一般是将离体材料的基部，放进处理液中浸泡，要根据不同植物和母本年龄，选择适当的溶液，才能显示其效果。如：樟树、一品红、冬青、卫矛等离体材料、用清水浸泡都能取得良好效果，用1%-3%的酒精溶液处理杜鹃花科植物6小时，用高锰酸钾的0.1%-1%的水溶液对水腊、女贞等许多树种的处理一般都有效果。上述处理方法，不仅清除妨碍生根的物质或消除其有害作用，而且有的还能起到促进生根的作用。由于在清除妨碍生根物质的同时，离体材料中的生根所必需的物质，在一定程度上渗出而散失掉，因而有必要对生根所必需的物质进行补充。

5.2.1.2生根促进物质处理：对于离体材料中含量不足，而且又是生根所必需的物质进行补充，以提高离体材料的生根能力。这类处理中，除了以植物生长激素处理为主体外，还有用维生素、塘类和含氮化合物等进行处理。在这些生根物质促进处理中，以吲哚丁酸、吲哚乙酸、萘乙酸等植物生长激素的应用最为广泛，对许多生根不良的植物，处理效果都很显著，可单独使用，也可和其他药剂或处理方法并用，更能增强处理的效果。

5.3苗床接种与管理

离体材料经上述的处理后，可接种于经消毒整平的基质中，接种时要求做到轻剖基质，轻置材料，浅埋平填，直成线横成井，达到均匀整齐叶不叠的效果，最好做到叶向一致，这样可以提高密度。一般带叶的离体材料，每平方米可接种400-1000株，无叶的材料或者块茎、鳞茎类还可以密些。

5.4炼苗与移栽

在计算机程序设定下，可在苗床上模拟过渡至自然环境，实现就地炼苗，节省了很多繁琐的操作与专门的炼苗用地。在智能化环境下，一般炼苗是个自然过渡的过程，也是根系不断形成二次根、三次根的过程，一般当三次根开启发育时，已具有发达的根系与较强的适应性，此时的根冠比也较大，能够适应低湿与少水的自然环境，此时就可以进行移栽定植工作。

移栽工作是植物快繁的最后一道工作，这道工作做的好否，还关系到最终成活率。移栽时最为关键的一个环节，就是栽后要浇足定根水，让根系能与土壤密结，有利于缩短缓苗期，如果移栽得当，几乎看不出缓苗现象。在珍珠岩为基质的苗床中，培育的苗木移栽时极为方便，轻轻一提就可把根系完整无损的拔出，不会像土壤或沙基质育苗那样，会出现断根现象，珍珠岩比重极小，不会对根系造成及挤伤压断。所以，移苗时成活率也特高，就是在高温季节也可达95%以上，这也是快繁苗区别于其他育苗方法最大的好处，可周年快繁周年移栽，大大加快新品种的繁育推广速度。移栽后的小苗10-15天内不宜施肥，待适应自然环境并完全成活恢复生长后，才开始实施薄肥勤施的管理原则进行肥水管理。

6、经济、社会、环境效益分析

6.1社会、环境效益分析

     数控技术的应用将加快花卉产业化发展，逐步实现“五个转变”：由粗放经营向集约经营转变；由“小而散”向专业化、规模化转变；由资源依赖型向创新型转变；由数量扩张型向质量效益型转变；由传统花卉业向现代花卉业转变。

6.2经济效益分析

利用数控技术在组培育苗、播种育苗、扦插育苗、微繁殖育苗方面的非常强的优势，可以做到年综合育苗1000万株的生产能力。加强引进彩叶植物品种数量，进一步完成彩叶苗木母本园的建设，加快新品种的繁殖，增加新品种保有量、尽快形成生产能力。同时，随着花卉产业初见成效，形成一套完善规范的花卉产业销售运营模式，形成完善的科研、生产、营销于一体的经营服务体系。使我们在市场经营中市场占有率达到15%，使销售收入比去年提高30%。

6.3推广前景、市场分析

近年来，随着花卉业的高速发展，发展现代花卉业将成为今后一个时期花卉产业的重中之重，发展现代花卉业，需要用现代化物质条件装备花卉业，加快基础建设，提高设备装备水平；需要强化科技和人才支撑；需要健全产业体系；需要加强市场体系建设；需要大力推进花卉生产的专业化、规模化、区域化和标准化。加快花卉业的现代化进程，促进花卉业的快速发展。

加快花卉、种苗等新产品的研发、推广、应用，做到研究为生产服务，生产又促进科研，逐步使之进入一个良性循环。通过利用数控技术在育苗生产繁殖中的优势，发展彩叶植物苗圃建设；利用组培及转基因技术，改良花卉品种，进行多倍体育种，进一步加强管理，做大作强花卉产业。