植物培養(yǎng)箱的分類
本文將著重討論植物培養(yǎng)中的一些復雜應用,即基于如下兩種情況下,需要考慮的因素更多更綜合:
1、成體植株的栽培,在完成育苗后繼續(xù)進行實驗室培育,隨著植株的生長,所需要的培養(yǎng)空間及相應的培養(yǎng)條件也有所增加,因為隨著控制參數(shù)的增加,控制復雜度也在加大;
2、側(cè)重于“探索性”應用需求,比如考察特定環(huán)境條件對植物生長發(fā)育的影響。在實現(xiàn)了“發(fā)出芽,養(yǎng)得活”等基礎目標后,植物培養(yǎng)的實驗研究即將進入下一個階段更深層次的研究,優(yōu)化培養(yǎng)條件,以期實現(xiàn)產(chǎn)學研往產(chǎn)業(yè)化方向上的轉(zhuǎn)化,乃至追求更好的經(jīng)濟效益。
首先在這一階段,需要培養(yǎng)箱具有多參數(shù)綜合考察與調(diào)節(jié)能力。雖然經(jīng)過一百多年的演化,植物培養(yǎng)理論與實踐有了比較充足的發(fā)展,但與相對龐雜多樣的植物種群而言,還略顯單薄,尤其是由于種種因素導致環(huán)境在變化,植物物種的消亡速率在加快,要想完整掌握每一個物種(不管是農(nóng)作物、還是經(jīng)濟作物,抑或物種)的生長規(guī)律,植物資源保護和利用植物發(fā)育與生物地理學、研究植物的遺傳變異和分化及其與環(huán)境的關系、研究植物器官和結(jié)構(gòu)的起源、變異和發(fā)育機理進化機制,等等,均需要一整套環(huán)境模擬系統(tǒng)。這不單單是溫度光照等基礎條件的調(diào)控。模擬條件的環(huán)境脅迫模擬測試也需要培養(yǎng)設備具有相對較強的調(diào)控能力。
其次,根據(jù)“環(huán)境”選擇考察因素,不同植物物種所要考察的影響因素種類各異,即便是影響因素相同,植物來源所在地的環(huán)境條件差異也決定了該因素的考察范圍不一樣。
常用幾個比較重要的變量考察如下:
1、光照強度。如上部分所述,光照需要根據(jù)既定待培育栽培的植物種類進行選擇,比如小麥玉米之類植物需要高達450μmol m-2 s-1(μE)的光照強度,擬南芥等僅需要100μmolm-2 s-1(μE);有些高光影響因素試驗可能需要1000μmol m-2 s-1(μE)的光照。
2、除了光照強度,光照類型也對試驗結(jié)果有了較大影響,隨著光照技術的發(fā)展,已經(jīng)不再滿足于熒光燈補光,LED照明的諸多優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn),比如光照的周期變化模擬晝夜更替更加靈活;光照強度的調(diào)節(jié)變化更加精細。
3、在光配方考察過程中,研究單色光對光合作用的調(diào)控作用,比如單獨的紅光與藍光,或者紅外光,都會對植物的光合作用有了顯著影響。終優(yōu)選出對該植物光合作用貢獻多的前幾種單色光,根據(jù)配比不同組成光配方,進行定制培養(yǎng);
4、植物栽培中溫度一般選擇在22-28℃之間,干旱作物可能會更高(30℃以上),極寒作物會低于室溫(4℃甚至更低),這些都是環(huán)境脅迫研究中需要考慮的。
5、二氧化碳是植物光合作用所需要的一種物質(zhì),在植物生長過程中*。研究表明開放系統(tǒng)中增加CO2濃度,可以促進植物光合作用效能。而培養(yǎng)箱又是一個相對封閉的系統(tǒng),CO2消耗較快。因此,在植物植株培育過程中需要考慮通風換氣的基礎上,進行CO2的氣肥補充,補充頻率與劑量需要根據(jù)各自的培養(yǎng)要求調(diào)節(jié)。
6、濕度控制,上部分曾經(jīng)提及濕度通常是不控制的,但伴隨著澆灌,濕度迅速升高,也增加了雜菌污染的可能性,因此,植物培養(yǎng)箱有時采用動態(tài)濕度控制模式替代漫灌。
立足于溫控箱體的同時,我們也在關注植物培養(yǎng)領域,不斷加大投入,攻關相應控制技術難題,以期供應更好更穩(wěn)定的植物培養(yǎng)箱。目前針對植物栽培,可以提供如下配置可供選擇配置:
LED光照構(gòu)成:LED冷白或者單色光(紅、藍、紫、紅外燈),各種光所占比例及亮度均可調(diào),亮度高至1200μmol m-2 s-1;
CO2濃度:配合通風系統(tǒng),CO2濃度調(diào)控范圍200~2000ppm或更高。
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