《一叶成林植物非试管快繁技术》.docx
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《一叶成林植物非试管快繁技术》
一叶成林植物非试管快繁技术》
《一叶成林植物非试管快繁技术》
（2004.5.11）
央视国际2004年06月15日17:
23
科技创造未来，科技改变生活。
观众朋友，尽管每次《科技苑》节目开始的时候，我都要说这句话，但今天我的确是在被我国农业科技发展到今天这种改天换地的境界而感动着，是实实在在有感而发！
我问大家，如果我现在坐在这里对观众朋友们说：
给我一片绿叶，我就还你一片森林，您会相信我吗？
别着急回答我，请让我们的前方记者带着我们一起去领略这样一项植物非试管快繁技术，去期待着这项快繁技术将回报给我们的那片森林。
这个小小的叶片，您能想象到吗？
它在这里经过10天—20天以后就会生根，变成有叶、有茎、有根的完整植株，那么，您给我一片树叶，我还您一片森林还难吗？
其实，夸下这个海口的是这位从1991年就开始致力于植物及植物全息性、全能性研究的徐伟中。
别看这个研究基地仅有插满了叶子的几个温室，但从那块豁然映入眼帘的牌子，就可以看出这里张扬着研究人员的个性。
我们用一张叶，一个芽就能培育出一个完整的植株，这个全息就是一张叶，一个芽的信息跟整个植株的信息是一样的。
这些叶片只有在温光气热各方面最佳控制的情况下，它的全能性、全息性最能表达出来。
基于生物全息性和全能性的理论,用植物的叶子繁育出整个植株来,就是用温、光、汽、热、营养、激素环境的刺激，使植物本已经退化了的生理潜能得到最大的发挥，植物叶片上的生根基因尽快表达，从而实现植物叶片的快速生根，生长，长成完整植株。
记者：
过去为什么一片树叶不能够来繁育呢？
徐主任：
因为以前的话，因为计算机技术还没有发展到一定程度，再加上生物技术各方面还是比较落后，所以说它环境的控制没有做到精确化，最优化的控制，传统的方法，我们都是用小弓棚，盖上遮阳网，人工洒水，人工凭经验去管理，去施肥。
记者：
那这叶片很快就干枯了。
徐：
这个叶片一叶一芽取下来，领取材料，插到外面去，由于没有精确化的控制，很快就失水，干枯，干枯了，它光合作用能力没有了，光合作用能力没有了，它的碳源各方面不能满足它生根的需要了，看来，让叶子生根，并在二三十天内长成完整的植株，计算机对叶片周围的环境进行精确的控制是其中一项核心技术。
那么，如何实现精确控制呢？
我们走进了这个基地的中央控制室。
徐主任，我看您这屋里比较简陋，就一张桌子，一把椅子，一个电脑，但是您这墙上这几个字非常显眼，数字化从这里开始，您怎么体现出来？
徐：
因为我这里是控制室，一张椅子，一个电脑，那么整个控制室整个园区就是由这台电脑控制的，包括温光气热，栽培过程中的温度、湿度。
数字化的意思就是能够把农业生产过程中的具体一些农业数字体现出来，精确化进行控制，所以叫做数字化农业。
记者：
我们看一下你选择的大棚。
徐：
五号基地现种喜阳植物，公众模式是专家公众模式，快繁阶段是愈伤组织期，加工下限温度是11度，降温上限温度是30度，当前这个大棚的温度是28度，它的湿度是65％。
植物非试管快繁计算机控制系统根据各种植物叶片快速生根的各个环境指标，确定了对棚内叶片各个成长阶段的精确控制系数。
而棚内的叶片不可能把它感受到的环境舒适度告诉给计算机系统。
充当着娇嫩的叶片的感知器官，并负责把环境参数传输给电脑控制中枢的，是一个神奇的智能化叶片。
这个就是神通广大的智能化叶片，在这个智能化叶片当中，最快感知的也就是水分了，我们来检测一下这个指挥官。
说明这个叶片还是挺聪明的，真是名不虚传。
其实，不光是水分，还有苗床的温度、光照、二氧化碳
的浓度以及基质里的营养的浓度，智能化叶片都可以感知到，并能传输给计算机控制系统。
记者：
咱们把这个布拿掉以后，这个湿度跑了，就喷水了。
徐：
上面部分感应空气湿度，这面空气温度，下面部分感应基质湿度跟基质的EC质，也就是营养液的浓度。
记者：
下面等于说咱们一个叶片生根以后的根了，这个相当于根，这个相当于叶片感受温度和湿度。
徐：
对，还能感应光照，二氧化碳浓度，水分蒸发速度，它是一个集成综合的一个传感器，这部分里面是有芯片的，在传感的数据通过芯片处理以后，再通过网络传给计算机，计算机再按照我们育苗专家系统进行精确化的控制，使这些植物生存在一个最适宜的温、光、气、热营养最佳环境。
记者：
它相当有生命的叶片。
徐：
用计算机模拟出来，模拟植物最佳环境的叶片。
记者：
如果温度不够，也反映出来，它会传到计算机里面去。
徐：
温度在苗床底下，有加热线，温度不够，自动加温，再加上像现在冬季的话，双层大棚也是起加温的作用，如果光照不足，它有补光系统。
特别是秋季、冬季育苗，要做好补光工作，光照要充足，我们用植物生长灯进行补光，上面的塑料管，二氧化碳强制供应，使这个小弓棚里面的二氧化碳浓度达到一千到三千
PPM，这些叶片的光合作用效率就可以提高到最高，光合作用能力提高之后，根系形成、速度都可以加快。
现代计算机智能控制技术，通过一张小小的智能化叶片，在植物非试管快繁技术中得到充分的应用。
而作为一项生物工程技术，植物非试管快繁最大的亮点，是实现了叶片的光自养能力的发挥。
我们这个系统，它的营养叫自养，也就是刚才讲的依靠光合作用，自己把水、二氧化碳，我们强制供应的二氧化碳，水在光照重组的情况下，那么让它形成糖分再通过我们的矿质营养，我们的迷雾系统补充，营养完全自己的合成，这个叫自养，自养的话，对植物来说，一个是最适宜，另外一个，这张叶片来说，自己植物发育最需要什么营养，它是最清楚了，人为配养的营养可能对它不适宜，但是叶片自己产生的营养肯定是适宜的，那么自养就是完全脱离了试管，叶片自行完成光合作用吗？
徐：
这个小弓棚，这一个管，这些密闭的薄膜，就是我们相当于主培过程中的试管，大的试管，我们这非试管快繁就是不用试管进行快繁。
记者：
咱们这个是透光的。
徐：
透气，能够透气的微膜，它二氧化碳不能出来，氧气能进去，也叫透气膜，二氧化碳不能出来，它里面二氧化碳浓度高了，二氧化碳浓度高了，光合作用就良好了，因
为这项技术是光合作用是最为重要的一项技术。
那么在常见的组配中，像叶片这样的离体材料就不会光合作用了吗？
徐：
因为组培是在密闭的瓶子里生长，从营养角度来说，它是异养构成，我们把人为配好的糖、矿质营养在瓶子，浇到瓶子里面，那么它这个间接，这个芽的发育，它的营养是完全人为提供的，它的光合作用能力没有，光合作用模式不能进行。
另外在密闭的瓶里面，二氧化碳浓度经常不够，氧气经常不足，那么它的呼吸作用就不正常，气孔的开合这种正常的模式不能建立，所以在瓶子里面，看起来好好的苗，一拿出去实际上光合作用也没有，呼吸作用也不正常。
记者：
我看这些小苗跟咱们培育的苗不一样，特别纤细怎么回事？
徐：
这个是我们4月份接种下去培育的去蝇草的组培苗。
记者：
特别小看着。
徐：
这些是我们前段时间繁殖下去，用我们现在（快繁）技术培育的苗木。
记者：
非试管快速繁育的去蝇草。
徐：
这是生长十几天的苗，这个是几个月。
记者：
它俩相差太大了。
徐：
相差太大，因为组培苗出来的练苗时间太长。
记者：
我觉得根也特别细，这个挺粗。
徐：
数量也发达。
记者：
这个长的特别壮实。
徐：
所以说我们现在很多品种用组培苗培育的苗木它成活率低的原因，主要是一个植株比较纤弱，生长比较差，对外界的适应能力差。
说到组培，当初的徐伟中还真是认认真真的琢磨组培技术来着。
而植物非试管快繁技术
就是从组培研究的坎坎坷坷中脱胎换骨而来的。
徐：
当时1991年到1995年这段时间，我们主要是研究植物组培快繁，也在生产上面推广应有了有些公司。
记者：
当初搞组培搞什么品种？
徐：
组培品种我们搞了很多，像茶花、菊花、玫瑰，什么相思卓，百合之类。
百合我们这里当时农业局他们下面一个公司在搞，用组培一个时间很长，一个百合球茎形成到复壮这时间很长，再另外一个成本比较高，所以说现在也基本上投资几百万基地基本上停止运行了。
确确实实的损失使他们意识到，组培应用到实际生产中存在许多先天不足。
徐：
主要是试管环境是密闭的环境，加上糖分，生根的诱导特别难，再加上瓶子当中空气二氧化碳氧气都不充足，再一个蒸腾作用没有，在密闭的试管里面几乎没有蒸腾，没有蒸腾的话，细胞之间对于水分，对于营养的吸收也存在很大的问题。
我们又经历了无糖组培，就是去掉糖分，一个可以降低真菌的感染，另外一个可以提高它的生根率，但是从另外角度，去掉糖分之后，碳源解决又成为一个技术瓶颈。
记者：
在无糖状态下，碳源解决不了的话，或者解决不好，会出现什么情况？
徐：
碳源不好，没有能力提供给植物材料发育，生根或者增殖就很难，或者就根本不能发育，因为碳源作为发育，是一个基因起动能量的东西，
记者：
碳源问题是怎么解决的？
徐：
碳源问题我们离开了试管就解决了碳源问题。
自然环境起码比试管的环境二氧化碳浓度大大提高，因为在试管环境经常浓度出现低于1甚至低于1PPM，我们自然环境是300PPM，我们为了使育苗达到最佳的效果，我们在苗床上面扣上小弓棚，强制供应二氧化碳，使二氧化碳浓度达到一千到三千PPM，碳源的问题就解决了。
用小拱棚取代了试管，用光自养原理代替了组培的异养模式，快繁技术前进了一大步。
可是没有对叶片生根所需要的环境参数的精确控制，叶片生根的潜能还是不能够发挥出来。
徐：
以前我们是用电子控制技术，电子控制技术没有智能化程度，有时候要么水过多，有时候水过少，水过多又会烂苗，水过少又会干掉。
所以说后来与国防科技大学合作开发有关这些方面温湿度、光照、营养精确控制这么一些计算机系统
智能化控制设备，会随着外界气候的变化而变化，因为有了传感器，有了感觉器官，外面下雨了，外面天晴了，外面温度高了，温度低了，能时时，24小时时时监测反馈跟控制。
主持人：
看来每一项科学研究成功的后面，都会留下研究者一串曲折的脚印。
只有执著的人才能越来越接近成功的目标。
观众朋友和我也越来越看到了一片树叶回报给我们的那片森林的希望。
那么我们今天请到现场的嘉宾是中国农科院的设施中心杨其长主任。
我想请问嘉宾，提到数字化农业，就会让人想到高投入，那么这项技术在成本方面有突破吗？
植物非试管快繁属无性繁殖，也可称植物克隆。
在基因遗传上属稳定性，不会发生形状的突变和变异，所以可以广泛的应用于植物的快繁，如花卉、果树、药材、绿化树木等的快速繁育。
特别是在果树上或需要嫁接繁殖的植物种类，节省大量的嫁接用工与砧木种子，并可大大缩短育苗时间。
徐：
这里的话，主要是各种绿化苗、果树，各种苗木已经生根了，进入裂苗阶段了，像松树，米端性红兰，还有麦地红豆杉，根系基本上都形成了，裂苗移栽了。
记者：
松树根发育挺好了。
徐：
像松树之类，它是属于极难繁殖品种，用常规的方
法是很难繁殖的，用这个技术
记者：
松树一般用种子繁殖，很少能用枝和叶来繁殖。
徐：
对，因为传统的繁殖方法，无性繁殖几乎成活率很低，现在用这个技术可以达到90％以上。
有些含松脂高的这些松树，可以用无性方法把它的特性稳定的遗传下来，用种子方法，它的后代还脂率是不一致的，造林上面用无性繁殖意义比较大。
这个是芳香，提取香精的，做法国香水就是用这种玫瑰。
记者：
那比较名贵了是吧。
徐：
比较名贵，它叫五月红，我们国家刚引进的。
记者：
那个是柏树好像是？
徐：
柏树，绿化上面用的，叫洒金柏。
传统方法用种子还有扦插都有，但是如果用传统的扦插时间比较长，还有受季节的影响，用我们这个方法不受季节的影响，这么一个枝段插下去一般二十几天，就成苗了。
记者：
还有洪峰。
徐：
红枫啊，这些都可以运用这个技术进行繁殖。
快繁最短的一代仅仅用15天就能繁育出一个植株，繁育材料少节省成本，与传统的种子和扦插繁育方法比具有非常大的优势。
植物非试管快繁技术是一项非常实用的技术，它的运用将使中国的快繁产业从实验室开始走向了田间，从科研院所及企业的专利走向了农家，走向了苗圃，它是我们每一个普
通的人都能用得起、也能很快掌握的高新农业新技术
记者：
怎么发现有这个项目呢？
马：
在网上看见，网上一看到这个项目，我就彻夜难眠。
记者：
看到这个项目，你是什么感受？
马：
当时感受一个晚上睡不着觉，很兴奋，第二天下来，第三天就进行培训。
马：
第一期投资是20万。
开始的时候第一个投资20万，开始的时候是搞去蝇草。
记者：
多长时间见效益？
马：
很快，4个月。
记者：
20万投资，4个月之后你回收多少？
马：
开始的时候回收40多万，光去蝇草这个。
后来再投资50多万，引进一个红叶十奶。
记者：
这样又多长时间交易？
马：
到今年赚了160、170万。
记者：
每年三千万株。
快繁应用到园林绿化也是一项节约成本，高产高效的实用技术，它可使各种优良的绿化新品种在短期内投入产业化生产，当然还可以应用的更加广泛。
植物非试管快繁技术的操作部分也比较简单，首先是基地建设，在有电、有水的地方建造宽度为1。
2米——1。
5
米的苗床，冬天可以建在大棚里，夏天可以建在露天。
苗床
要求排水良好因为苗床积水的话，植物根系易缺氧易腐烂。
接下来是管道的铺设，一般是架到离苗床12——15共分处，
这样的高度适宜苗床充分的喷雾。
管道建好之后，就开始铺基质，作为快繁的基质不同于组配的营养液，它是无机物质，一般采用珍珠岩。
苗创建好之后就是各个系统的安装，迷雾系统由管道、喷头、电磁筏、加压泵组成；人工补光系统由植物补光灯也就是植物生长灯组成；营养系统由营养罐被电磁筏智能控制组成；空气加温系统由加温线组成，二氧化碳补充系统由二氧化碳发生器组成。
再在和主机进行连接，把电源线和信号线都和主机连接后，主机才能对传感来的信号进行处理，实现苗床的温光气热精确化控制。
快繁第二部分技术是对离体材料的处理。
取植物的一叶一芽，或者把块茎切成小块，把这样的材料进行药物处理，一般以生长激素为主，根据植物不同，配成不同的浓度。
处理后的材料再快繁到苗床上，我们以叶片不重叠为准，打开智能化计算机控制系统调到植物生长的阶段，通过计算机专家系统智能控制植物的生长环境。
植物的离体材料一般7到10天形成愈伤组织这是快繁的第一阶段。
第二阶段是根源基的形成，根源基是乳凸状，是根系形成的最初阶段。
第三阶段是根系的形成，根系分水生根和吸收根，一般一次根时水生根没有呼吸作用，二次根
据有呼吸作用。
植物在苗床生根以后就可以移栽。
主持人：
杨主任，传统的苗木繁育都采用什么方法？
徐伟中的这项非试管快繁技术，比传统的苗木繁育方法有哪些优势呢？
作为一个科研人员来讲，徐伟中对技术研究的执著不仅表现在对快繁技术本身的兴趣上，更多的他还关注着科研成果转化为生产力，使快繁成为一个投资省、设施简单、实用性强、易学易操作的意义十分广泛的产业。
记者：
这几个苗床是在露天繁育的苗木是吧？
徐：
对，一般春夏秋温度适宜的季节，可以在露天繁育。
，在露天繁育的话，像光照一般是充足的，温度也适宜，我们主要控制它的水分就可以了。
记者：
这种繁育的话，苗床地的投入大概多少？
徐：
这样投入很省，苗床建好之后，再接上计算机控制系统，像这种几千块钱的计算机控制系统也就差不多了。
记者：
咱们看它根长的情况怎么样。
拔不动，看来这个根长的很好，有这么多根。
我都感觉比它上面长的还好。
徐：
对，根冠比较大。
记者：
这样的话，对它后期的生长是很有好处。
徐：
对，移栽成活率就比较高。
针对能快速生根的植物，他们还研究了气繁，就是在气体环境繁育，使移栽时根系更完整更方便。
对于极难繁殖的
植物，他们还研究了水繁
徐：
像松树类的或者一些它含有有些抑制生根物质的植物可以用水繁，用水繁可以用水把抑制生根的物质浸泡出来。
像水繁跟气繁它移到土里还有练苗过程，也就是从气繁环境跟水繁环境生根之后，再移到基质这个环境，过渡练苗一段时间，再移到土壤。
F1
一个一个环节的研究和突破，为的就是使这项技术应用范围更加广阔。
由于快繁植物的基因与母本的基因时一样的，这在瓜果、蔬菜种子育苗上意义很大。
像需要制种的代杂交种子，每年需要从国外进口种子，应用了快繁技术之后，引进少量的种子，可以大量产生优良的性状稳定的商品苗木，这就大大降低了农业生产的成本。
快繁技术运用到园林绿化，及珍惜物种的保护上，“一片树叶创造一片森林”这样的绿色产业革命，带给人类的是长久的利益。
持人：
现在，我们终于了解了植物非试管快繁技术是如何把一片叶子繁育成一颗茁壮的小苗了，通过这样一代一代的无性繁殖，一片叶子真的能在一年的时间里繁育出成千上万棵幼苗。
那么山山披绿，川川秀美的绿色世界真的离我们不远了。
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