专利名称：固相培植发菜的方法
技术领域：
本发明涉及一种发菜的培植方法，具体地说，涉及一种固相培植发菜的方法。
然而，发菜主要生长在我国的西北和华北的荒漠地区，在自然界生长极慢。有人测定，它每年只长千分之五，即200年才加倍1次。五十年来，我国曾有20多个科研院所和高等学校开展过人工培植发菜的研究，都未能扩大应用于生产。这使每年国内外市场上销售的发菜一直都是采集的野生发菜。
随着自然资源日益枯竭，发菜在市场上的价格也突飞猛涨，从上世纪七十年代10元/公斤升到2000年6月的1000元/公斤。这种高价格驱使相当一部分人对发菜加倍掠夺性采收。他们的铁丝耙把我国的草原破坏了一半以上。这不仅使我国西部生态环境日益恶化，成为全国生态环境最脆弱的地区，而且还加重了长江、黄河中下游的水患，加剧了北方地区的少雨干旱，以至北京等东部地区，出现了历史上最严重的沙尘暴。为了改善西部地区生态环境和保护发菜的自然资源，国务院于2000年6月15日发出通知，严禁采集和销售发菜，这样为了满足国内外市场的需求，只能用人工培植代替从野外采集。
发莱的培植在民间早就进行。其中宁夏农林科学院戴治稼等从1970年到1990年中比较了25种培养基对发菜生长的影响，其中有四种培养基在半年培养期中，平均增长率为10％。宁夏农学院的华振基等从1992年到1995年报道了在实验室中培养后，又在面积为2亩的半荒漠丘陵裸地上，用微喷灌技术在半年以月增长量为10％地速度增加。
为实现上述目的，本发明提供的固相培植发菜方法为无土栽培法，即用人工介质代替沙土作为固相支持物来培植发菜，喷洒培养液为发菜提供营养以代替发菜从土壤中吸取的营养。具体地说是将人工纤维网固定在木质或金属制的框架上，发菜铺在网上，在通风的温室内，通过控温和控光全年进行培植。温室的温度范围控制在15-40℃，最适温度取决于光强，发莱对光强的要求与温度有关，一般23℃时应保持在1200μmol/m2.s，光照以自然光为主，当自然光不足时用灯光补充；通风要求为发菜喷洒培养液后在3-4小时内散失大部分吸收的水分，以免发菜长霉或粘连成团。喷洒培养液的数量取决于发菜吸收水分的能力和再干燥的速率。
本发明所述的人工纤维网为尼龙网。
本发明提供的培养液其配方如下A培养液NaCl 8.78g/L；K2HPO40.05g/L；Na2CO30.02g/L；MgSO47H2O 0.075g/L；CaCl22H2O 0.5g/L；柠檬酸0.006g/L；柠檬酸铁0.006g/L；EDTA 0.001g/L。
B培养液H3BO32.86g/L；MnCl24H2O 1.81g/L；ZnSO47H2O0.222g/L；Na2MoO42H2O 0.39g/L；CuSO45H2O 0.49g/L；Co(NO3)26H2O0.049g/L。
上述两种培养液使用时的比例为A∶B＝1000∶1。
在上述条件下培养的发菜，一个月后，称干重平均可增加20％左右。
图1为发菜光合作用的光能曲线；图2为发菜C2H2还原的光曲线；图3为发菜光合作用和呼吸作用的温度曲线；图4为温度对不同季节采集的发菜固氮酶活性的影响；图5为发菜光合作用和呼吸作用的pH曲线；图6为发菜光合作用和呼吸作用的盐度曲线；图7为发菜藻丝长度对光合作用和呼吸作用的影响；图8为重新吸水后发菜光合作用和呼吸作用的恢复。
一、光强和温度对发菜光合、呼吸和固氮活性的影响参见图1，为发菜光合作用的光能曲线，图中曲线A表示真正光合作用，曲线B净光合作用，曲线C表示呼吸作用。
图2为28℃下发菜固氮酶活性的光强曲线，从图2可见，它的光饱和点在800-1100μmol/m2.s。
图3为发菜光合作用和呼吸作用的温度曲线，图中曲线A表示真正光合作用，曲线B净光合作用，曲线C表示呼吸作用，从图3可见，发菜的光合作用从15℃到40℃都有较高的活性，45℃是其温度补偿点。
图4为温度对不同季节采集的发菜固氮酶活性的影响，从图4可见，发菜的固氮酶活性从14℃到35℃都较高，其中28℃时达到最高。
二、pH、盐度、藻丝体长度和藻丝再吸水对发菜光合、呼吸和固氮活性的影响图5为发莱光合作用和呼吸作用的pH曲线，图中曲线A表示真正光合作用，曲线B净光合作用，曲线C表示呼吸作用。从图5可见，发菜适应较宽的pH，从pH4.5-9.5都能成活，而其最适pH为7.5。看来发菜对酸性较敏感，当培养液的pH从7下降到6时，其净光合速率下降了一半。
图6是发菜光合作用和呼吸作用的盐度曲线，图中曲线A表示真正光合作用，曲线B净光合作用，曲线C表示呼吸作用。从图6可见，培养液中盐浓度从0.019mol/lL增加到0.9mol/L前，都有光合活性，其中盐度在0.15mol/L时，净光合达到最高。发菜的固氮酶活性在盐度为0.2-0.45mol/L范围中受影响较小。
图7是发菜藻丝长度对其光合作用和呼吸作用的影响曲线，图中曲线A表示真正光合作用，曲线B净光合作用，曲线C表示呼吸作用。该结果表明，发菜藻丝长度在0.5cm时光合速率最高，再长就下降，但在1.0-2.5cm之间变化较小。
图8是发菜重新吸水后光合作用和呼吸作用恢复的时间进程。图中曲线A表示光合作用，B表示呼吸作用。虚线为保存18个月，实线为保存3个月。结果表明，发菜贮存时间较长，活性恢复较慢。贮存三个月，发菜的呼吸作用在吸水后5分钟就达到最高，光合在半小时左右可达最高值。
三、固相上培养的不同产地发菜的干重增加表1表明了采自内蒙和新疆的两种发菜在同样的培养条件下，一个月的生长速率，从表1可见，如果一天中喷液3次，29天后，不同产地的发莱都能增重20％左右。这两种发菜都培植在人造纤维网上，自然光照，温度25-30℃。
表1
权利要求
1.一种固相培植发菜的方法，将人工纤维网固定在框架上，发菜铺在网上，在通风、控温及控光的温室内，喷洒培养液A和B的混合液进行全年培植，培养液配方如下A培养液NaCl 8.78g/L；K2HPO40.05g/L；Na2CO30.02g/L；MgSO47H2O 0.075g/L；CaCl22H2O 0.5g/L；柠檬酸0.006g/L；柠檬酸铁0.006g/L；EDTA 0.001g/L；B培养液H3BO32.86g/L；MnCl24H2O 1.81g/L；ZnSO47H2O0.222g/L；Na2MoO42H2O 0.39g/L；CuSO45H2O 0.49g/L；Co(NO3)26H2O0.049g/L。所述温室的温度范围控制在15-40℃；所述温室的光强控制在当温度为23℃时保持在1200μmol/m2.s；所述通风为发菜喷洒培养液后在3-4小时内散失大部分吸收的水分；所述培养液的混合比例为A∶B＝1000∶1。
2.如权利要求1所述的固相培植发菜的方法，其特征在于，所述框架为木质或金属制的框架。
3.如权利要求1所述的固相培植发菜的方法，其特征在于，所述人工纤维网为尼龙网。
4.如权利要求1所述的固相培植发菜的方法，其特征在于，所述光照为自然光。
5.如权利要求1或4所述固相培植发菜的方法，其特征在于，所述自然光不足时用灯光补充。
全文摘要
一种固相培植发菜方法，将人工纤维网固定在木质或金属制的框架上，发菜铺在网上，在通风的温室内，通过控温和控光全年进行培植。温室的温度范围控制在15－40℃，最适温度取决于光强，发菜对光强的要求与温度有关，一般23℃时应保持在1200μmol/m
文档编号C12N1/12GK1454986SQ0211897
公开日2003年11月12日 申请日期2002年4月30日 优先权日2002年4月30日
发明者施定基, 钟泽璞, 周国飞, 金萍, 邵宁, 杨明丽 申请人:中国科学院植物研究所