一种基于雾化营养液的木薯快速繁殖方法与流程

本发明涉及植物人工培养技术领域，特别涉及一种基于营养液雾化的快速繁殖方法。

背景技术：

木薯(Manihot esculenta Crantz)别名番薯、树薯，属于大戟科(Euphorbiaceae)木薯属(Manihot)灌木，属内有100多个种，木薯是唯一适用于经济栽培的种，其他均为野生种。其块根和叶片可食用。主要种植在热带和亚热带地区。

木薯是一种无性繁殖作物，总的来说繁殖比较容易，传统是采用木薯种植中的成熟木质化种茎，作为第二年的种茎，年繁殖速度10～15倍。由于木薯原有的繁殖技术不能满足对新品种的生产需要。良种供不应求，亟待加快繁殖木薯良种种茎。

目前，华南热带农业大学已经建立了一套优良木薯无性系的快速繁殖技术体系，并进行工厂化的组织培养来生产木薯良种种苗。一些研究也发展了室内的离体快繁技术。但由于组培苗的成本和栽培条件较高，在生产上直接使用还有一定难度，目前，主要是利用组培苗来增加新品种的原种繁苗速度，当有了一定的种苗基数后，则仍是通过传统种植木薯来繁苗。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于营养液雾化的快速繁殖方法，从而克服室内的传统的木薯繁殖能力不足的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于雾化营养液的木薯快速繁殖方法，具体包括：

提供木薯培养装置，其包括：培养箱体，其内设有多个承载台，所述承载台的四周为排水沟，所述培养箱体的底部设有多个连接排水沟的排水孔；箱体盖板，其为可拆卸结构，该箱体盖板咬合于所述培养箱体上以遮盖所述培养箱体，该箱体盖板上设有多个种植孔；升降支架，若干个该升降支架分别设于多个所述承载台的上方；培养盆，多个培养盆分别设于若干个所述升降支架上，每个该培养盆内设有支撑件；种植网，多个该种植网分别设于一个所述支撑件上方，该种植网上铺垫有一定厚度的培养石；固定装置，其设于多个所述种植孔的上方；以及喷雾装置，多个该喷雾装置的喷头均匀设于所述培养箱体内的上端，用于对所述培养盆喷洒雾化的营养液；

木薯快速繁殖方法具体步骤为：

步骤一，将20-30cm的木薯种茎的生理底部置于所述箱体内，另一端延伸出所述箱体盖板的种植孔且预留2-3个芽眼位于外部，种茎长度与其老熟程度成反比，老熟种茎或者同一茎秆的生理底部选择20cm，而顶部则选择30cm。封闭所述种植孔，往所述培养盆内加入1/2浓度的营养液，喷雾装置喷雾培养30-35天；

步骤二，待木薯种茎的根系触及培养盆后去掉升降支架使得培养盆直接置于承载台上，通过固定装置固定箱体盖板上方的木薯种茎，同时将1/2浓度的营养液改为正常浓度的营养液继续培养；

步骤三，培养85-90天后，将位于箱体盖板上方的木薯种茎截断成若干段，继续重复步骤一至步骤三进行培养或者继续培养15-20天生根后移植至田间进行种植；

其中，所述培养箱体内的温度控制在20-28℃。

优选地，上述技术方案中，木薯培养装置还包括储液箱及制冷机，该储液箱的出水口与所述喷雾装置连接，所述储液箱的进水口与所述排水孔连接；所述制冷机与所述储液箱连接以对其进行制冷。

优选地，上述技术方案中，木薯培养装置还包括冷凝管，该冷凝管设于所述培养箱体内，所述冷凝管的进水端与所述储液箱的出水口连接，出水端与所述储液箱的进水口连接。

优选地，上述技术方案中，步骤一中在所述培养箱体的外围覆盖遮阳网。

优选地，上述技术方案中，所述箱体盖板由多个子盖板互相咬合构成。

优选地，上述技术方案中，所述固定装置包括：支撑杆、钢丝绳和包裹件，所述支撑杆用于将所述钢丝绳支撑于多个所述种植孔的上方，多个所述包裹件分别设于所述钢丝绳上。

优选地，上述技术方案中，所述盖板与箱体接触采用双咬合结构，最大限度避免雾散失。

优选地，上述技术方案中，所述喷雾装置为超声波雾化器或不锈钢喷头，所述培养箱体侧部设有观察门。

优选地，上述技术方案中，还包括隔板，多个所述隔板以能够拆卸地方式将多个所述培养盆相互隔开。

优选地，上述技术方案中，所述营养液包括以下成分：四水硝酸钙945mg/L，硝酸钾506mg/L，硝酸铵80mg/L，磷酸二氢钾136mg/L，硫酸镁493mg/L，铁盐溶液5ml/L和微量元素液5ml/L。

优选地，上述技术方案中，铁盐溶液的配置方法为：将七水硫酸亚铁2.78g，乙二胺四乙酸二钠3.73g溶于500ml蒸馏水，且将pH调为5.5即可；

微量元素液包含以下成分：碘化钾0.83mg/L，硼酸6.2mg/L，硫酸锰22.3mg/L，硫酸锌8.6mg/L，钼酸钠0.25mg/L，硫酸铜0.025mg/L和氯化钴0.025mg/L。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供了用于木薯快繁的装置和方法，具有可随时繁殖、无限繁殖、繁殖嫩茎、繁殖率高，存活率高等优点。

附图说明

图1是根据本发明室外木薯培养装置的第一结构图。

图2是根据本发明室外木薯培养装置的第二结构图。

图3是根据本发明室外木薯培养装置的第三结构图。

图4是根据本发明储液箱营养液的第一工作流程图。

图5是根据本发明储液箱营养液的第二工作流程图。

主要附图标记说明：

1-培养箱体，2-辅助孔，3-承载台，4-排水孔，5-排水沟，6-观察门，7-升降支架，8-箱体盖板，9-种植孔，10-种植网，11-支撑件，12-咬合结构。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1至图3显示了根据本发明优选实施方式的基于营养液雾化的室外木薯培养装置的结构示意图。

如图1至图3所示，基于营养液雾化的室外木薯培养装置包括：培养箱体1、箱体盖板8、升降支架7、培养盆、种植网10、固定装置、喷雾装置、储液箱、制冷机、冷凝管、遮阳网以及隔板。

如图1至图3所示，培养箱体1内设有多个承载台3，承载台3的四周为排水沟5，培养箱体1的底部设有多个连接排水沟5的排水孔4，培养箱体1侧部设有观察门6以方便某段时期进行根系的无损观测，培养箱体1两侧还设有多个辅助孔2，用于管线的进出以及适当与外界通气；如在实施时，培养箱体1的外墙采用砖和水泥结构，厚度至少10cm；箱体的使用内径可为1.3m×3.8m×0.6m，承载台3为在箱体底部设置10cm高水泥，并距内壁15cm设置空白，中间有10cm的空白作为排水沟5，四角设5cm的L型拐角空白，以便放置培养盆支架，即升降支架7。该设置的作用是方便排水。

多个培养盆分别通过升降支架7设于承载台3上，其中，若干个该升降支架7分别设于多个承载台的上方，目的在于木薯苗期将培养盆高度固定在离顶部内壁25cm左右，且可以调节培养盆的高度，而后期去掉支架，培养盆直接放在底部，保证每个时期木薯块根的生长空间和支撑作用；培养盆长宽为1.2m×1.2m，外盆厚度2cm，每个该培养盆内设有支撑件11，支撑件11为1.5cm高的“X”形斜条，以保证内盆吃水高度仅0.5cm。内盆高度0.5cm。培养盆的主要作用是支撑根系，以及避免停电时没有雾的时候为木薯提供水分。培养木薯时，多个该种植网10分别设于一个支撑件11上方，该种植网11上铺垫有一定厚度的培养石；种植网10优选为100目的纱网，培养石优选约2cm厚的珍珠岩、蛭石、活性炭(体积比为4:1:1)，其作用是为后期块根提供固定作用，并避免培养盆底部水分直接接触木薯根系，容易造成根系腐烂。

箱体盖板8用于遮盖培养箱体1，该箱体盖板8上设有多个种植孔9，在该实施例中，箱体盖板8由多个子盖板互相咬合构成，箱体盖板8为咬合结构，可以拆开，木薯可以连根无损观测，如箱体盖板8厚10cm，箱体盖板8分为4块子盖板，有3条直线缝隙组成可拆卸结构，每条缝隙均为咬合结构。箱体盖板8的种植孔9用于放置木薯，可沿缝隙设置，距边缘25cm，种植孔9间距40cm，种植孔9径5cm，子盖板采用两侧挤压的方式固定。该箱体盖板8在使用时，要做到避免雨水落入培养箱体1内，即箱体盖板1通过咬合结构12连接于培养箱体1的上端，优选为双层咬合结构，防止内部雾流失，缝隙处用宽度至少5cm的防水胶封死，箱体盖板1四周接触箱体的底部有海绵垫。种植孔9不用的时候用海绵塞住，并用盖子盖住，避免雨水进入和内部的雾散失出来。

固定装置设于多个种植孔的上方，固定装置包括：支撑杆、钢丝绳和包裹件，支撑杆用于将钢丝绳支撑于多个种植孔9的上方(优选距盖板20或40cm，并可调)，多个包裹件分别设于钢丝绳上，采用海绵包裹木薯杆茎，如包裹件为海绵；种植孔和上部固定装置形成2个受力点，能保证木薯杆被固定。木薯种植时，用海绵包裹种茎，固定在种植孔处。并在每个种植孔9上方用塑料膜沿木薯种茎包裹住，并用塑料膜套住整个孔，避免雨水沿孔缝隙进入箱体。

多个该喷雾装置的喷头均匀设于培养箱体内的上端，用于对培养盆喷洒雾化的营养液。喷雾装置为超声波雾化器或不锈钢喷头。为了保证雾化的均匀性，雾的颗粒宜为6-10μm。如果用超声波雾化器作雾源，宜用塑料管通过培养箱体边的孔将雾导入箱体，该雾化方式的雾化最均匀；如用不锈钢喷头，则可以直接将喷头置于箱体内部，距离箱体顶部10cm左右，并注意调整雾的角度，尤其是喷头离根系小于20cm时，需要调整喷头使较少的雾直接喷到根系，避免淹水。水泵压力宜超过0.8MPa。培养箱体的喷雾量应大于6L/h，保证木薯水分需要，同时通过控制喷雾时间来控制喷雾量。其中，培养箱体1可通过多个隔板以能够拆卸地方式将多个培养盆相互隔开形成多个独立的空间，并切断底部连通孔。同时采用不锈钢喷头进行喷雾，每个箱体可装6个喷头，两侧的墙壁各3个，保证雾的均匀性，以便设置不同的试验处理。

如图4所示，储液箱的出水口与喷雾装置连接，储液箱的进水口与培养箱体的排水孔4连接；制冷机与储液箱连接以对其进行制冷；冷凝管设于培养箱体1内，冷凝管的进水端与储液箱的出水口连接，出水端与储液箱的进水口连接。营养液存储于储液箱内并用于制冷机循环，营养液通过箱体内壁的冷却水箱或回形冷凝管保证培养箱内温度25℃，通恒温营养液后用于降低箱体温度，稳定在适宜木薯生长的状态下。遮阳网覆盖于培养箱体1的外围，整个培养箱体1外覆盖双层6针遮阳网，四周遮阳网与培养箱体的间距在50cm左右，正上方遮阳网直接铺在箱体盖板8上，且与箱体盖板8缝隙同方向剪破，方便随时取走观测木薯和调控箱体内温度。夏季正午气温过高(超过33℃时)，阳光过强时，需在中午(12：00-15:00)在整个培养装置上方盖3针遮阳网，为木薯遮光避暑。通过上述措施，可使箱体内温度控制在夏季26-28℃，冬季24-26℃。

其中，箱体作为一个整体培养时，营养液循环见图4。简述为：循环①：制冷机将储液箱的营养液保持在25℃；循环②：营养液通过雾化装置进入箱体，被植物吸收，多余的营养液经过培养盆，溢出后经过培养箱体下部的排水孔回流到储液箱；循环③：营养液通过箱壁的冷凝管或冷凝箱后回流到储液箱；循环④：不常用的循环，即在高处设临时储液箱，在长时间停电时，位于高处的临时储液箱内的营养液直接培养盆，溢出后通过箱体底部的排水孔回流到储液箱。

当培养箱体被隔板分隔为3部分，并利用3种营养液进行培养时，其营养液循环见图2。简述为：循环①：制冷机将冷却液(必须为纯净水)保持在25℃；循环②：冷却液经过箱体内的冷凝管/冷却箱后回到储存处。循环③：各个储液箱中营养液通过置于冷却液中各自的冷凝管冷却后回到储液箱中；循环④：营养液通过雾化装置进入箱体，被植物吸收，多余的营养液经过培养盆，溢出后经过培养箱下部的排水孔回流到各自的储液箱；循环⑤：长时间停电时，备用的置于高处的临时储液箱的冷却液直接进入箱体下方的培养盆，溢出后通过箱体底部的排水孔回流到各个营养液的储液箱。

该实施例中还提供了一种营养液，以改良霍格兰配方的大量元素、铁盐溶液、微量元素的配方为基础，其原始配方包括以下成分：四水硝酸钙945mg/L，硝酸钾506mg/L，硝酸铵80mg/L，磷酸二氢钾136mg/L，硫酸镁493mg/L，铁盐溶液5ml/L和微量元素液5ml/L，pH＝6.0。

铁盐溶液的配置方法为：将七水硫酸亚铁2.78g，乙二胺四乙酸二钠3.73g溶于500ml蒸馏水，且将pH调为5.5即可；

微量元素液包含以下成分：碘化钾0.83mg/L，硼酸6.2mg/L，硫酸锰22.3mg/L，硫酸锌8.6mg/L，钼酸钠0.25mg/L，硫酸铜0.025mg/L和氯化钴0.025mg/L。

0-35d(d为天)的营养液采用配方1，其为上述原配方的1/2浓度。

35-90d采用配方2，其为上述原配方浓度。

采用该实施例的装置进行木薯快速繁殖，具体步骤为：

(1)本方法可使用老熟种茎或嫩枝做繁种种茎，木薯种茎要求大于25cm，木薯种茎一端至少5cm在箱体内，中间10cm为盖板厚度，木薯种茎另一端延伸出箱体盖板的种植孔10cm以上(预留3-5个种芽以上)。种植时需要在种茎顶部涂抹凡士林，以防茎秆水分散失太快。使用嫩枝做种茎时，其顶端也可直接使用，但需保留顶叶，将其它叶片剥落。种茎培养前需用1000倍多菌灵或甲基托普津浸泡5-10分钟灭菌。

将木薯种茎置于箱体盖板的孔内，用海绵包裹固定，并将大小合适的塑料膜中间打孔，穿过种茎，并紧贴种茎固定，塑料膜散落在扩散覆盖住盖板孔，保证雨水不会经过种茎壁进入箱体。底部培养盆通过升降支架调整高度至离箱体内顶部25cm。培养盆上部铺100目纱网，并铺上2cm左右厚的珍珠岩+蛭石+活性炭(4:1:1)，保证木薯根系不与下层水分直接接触，并起到固定支撑根系的作用。整个箱体覆盖遮阳网。箱体四周的遮阳网应距离箱体40cm。0-30d的植株培养的营养液采用改良霍格兰配方的1/2浓度，喷雾装置喷雾培养30-35天。

(2)木薯培养中根系生长触及到培养盆后，长度大约40cm后将升降支架去掉，培养盆直接置于承载台上，以根系接触培养盆上部基质为宜。通过外围固定装置的钢丝绳(距盖板20cm)固定地上的茎秆，同时将1/2浓度的营养液改为正常浓度的营养液继续培养。

(3)85-90d后，木薯地上部高度约为1m，可将茎秆截断成4部分，继续进行雾化培养进行繁殖，或者继续雾化培养15-20d生根后移植于地里进行田间生长。地上部高度超过60cm时，地上部固定采用20cm和40cm高钢丝绳上同时固定，保证茎秆稳定抗风。但该固定方式无法防御较大台风，与种植与田间的木薯抗风能力并没有太大优势。

(4)本繁殖方法以90d为一个周期，可实现5倍增值，即1株变5株，考虑到实际种植中种茎底部和次底部种茎有约25％的概率可实现双杆，即平均每株可实现6倍增值。根据气候状况，全年可实现3.5-4代繁殖，1年内的繁殖倍数为432-1296倍。

(5)整个培养箱体在冬天需置于室内或者在室内建设培养箱，并采取保温措施，需要使室内温度保持在20-28℃范围内；其它季节是置于室外或者在室外建立培养箱，采取上文提到的降温措施，可使箱体内温度控制在26-28℃。

室内培养时应使用补光灯，要求红蓝光630nm:460nm＝7:2，补光强度在2500-3000lux之间，本方法在实际操作中使用144×3W灯珠，悬挂在木薯1.5m-2m处，切勿靠的太近，否则可能造成光害。单个补光灯照射面积为3m×2m，随着木薯的生长，需调整补光灯的角度，使其倾斜，且平行于木薯最长叶片的位置与木薯顶端的假想连接线，以达到最大光照效果。补光灯的使用可大大缓解了大棚内木薯节间距加大的状况，能培育出适合田间种植的木薯种茎。

这样可保证全年无休进行种茎繁殖。另外，由于培养箱体的箱体盖板是咬合结构，可方便无损地移走木薯全株，这也是该培养方法的重要保障。

实验结果：

应用例1：2015年9月16日选用27株木薯种茎(长度40cm)种植于培养箱体上。并采取相应的防水、控温、固定措施。所有植株均存活。

7d后地上部地下部均略有生长；15d后根系发育明显，地上部新枝高度约15cm；30d后根系大量生长，根长已达到40cm；40d主根数量达到96.7±24.9条，须根数量多，且长度不一，大量分布。90d后地上部高度已达到1m。

应用例2：2016年4月16日种植27株木薯，所有植株均存活，植株地上部生长健壮，叶色浓绿；根系发达，基部和其它位置均有大量根系生长。

培养45d后观测了14株的结果是：平均根条数为105.9±45.2条/株，平均总根长为1486.5±882.5cm/株，平均单根长为28.2±6.2cm/条；90d后地上部高度已达到1m；将这些茎秆截断后进行再繁殖，90d后地上部株高也达到了1m。截断后与培养15d生根后植于大田，存活率达到98％，经过正常生长，冬天株高达到1.5-2.5m。

值得说明的是，该实施例中无论是制冷机冷却储液箱的水、储液箱内营养液中使用的水等所有用水应为纯净水，电导率(25℃±1℃)≤10us/cm，不宜使用自来水，推荐使用饮用纯净水或实验室反渗透膜纯水设备制造的纯净水。纯净水使用之前应通过臭氧消毒或者紫外线灭菌。

综上，本发明提供了用于木薯快繁的装置和方法，具有可随时繁殖、无限繁殖、繁殖嫩茎、繁殖率高，存活率高等优点。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。