基)长的部分作培养材料,接种在培养基上,切取分生组织的大小,由培养的目的来决定。要除去病毒,最好尽量小些。如果不考虑去除病毒,只注重快速繁殖,则可取0.5~1cm和匠茎尖也可以取整个芽。②培养技术a培养基制备:树种不同,适用的培养基也不同。近年来,多数茎尖培养均用MS作为基本培养基,或修改,或补加其他物质。常用的培养基还有White,Heller,Gautheret等。b.培养条件:接种于琼脂培养基上的茎尖,应置于有光的恒温箱或照明的培养室中进行培养,每天照光12~16h,光照强度1000~5000x,培养室的温度是25℃土20℃。但是有些植物的离体培养需要低温处理以打破休眠,使外植体启动萌发。如天竺葵经16℃低温处理可以显著提高茎尖培养的诱导率及其增殖率。c.接种:外植体经过严格的消毒,培养基经过高压灭菌后,在超净台或接种箱内进行无菌操作。无菌接种外植体要求迅速、准确,暴露的时间尽可能短,防止接种外植体变干。d.继代培养:茎长于长lcm以上的可以切下,转入生根培养基中诱导生根,余下的新梢,切成若干小段,转入到增殖培养基中,30d左右,或当新梢高1~2cm时,又可把较大的切下生根,较小的再切成小段转入新培养基,这样一代一代继续培养下去,即可得到较大新梢以诱导生根,又可维持茎尖的无性系。e.诱导生根并形成完整植株:这一过程培养的目的是促进生根,逐步使试管植株的生理类型,由异养型向自养型转变,以适应移栽和最后定植的温室或露地环境条件。有3种基本的方法诱导生根:(a)将新梢基部侵入150ul/L或100ul/LIBA溶液中处理48h,然后转移至无激素的生根培养基中:(b)直接移入含有生长素的培养基中培养4~6d后转入无激素的生根培养基中:(c)直接移入含有生长素的生根培养基中。上述3种方法均能诱导新梢生根,但前2种方法对幼根的生长发育更有利。而第3种方法对幼根的生长发育似有抑制作用。f.小植株移栽入土:植株移栽是试管苗内由异养生长状态转变为试管外自然环境下自养生长,是一个很大的转变。这一转变要有一个锻炼及适应过程。试管苗的移栽应在植株生根后不久,细小根系尚未停止生长之前及时移植。移植前一两天,要加强光照,打开瓶盖进行炼苗,使小苗逐渐适应外界环境。4.7.3无病毒苗的培育近年来,随着园艺业的不断发展,果树病毒及其危害,日益为人们所重视。病毒病的危害给园艺生产带来巨大损失,草莓病毒曾使日本草莓严重减产,几乎使草莓生产遭到灭顶之灾柑橘衰退病曾经毁灭了巴西大部分柑橘园;圣何罗州80%的甜橙因病毒死亡。迄今尚无有效药26
26 基)长的部分作培养材料,接种在培养基上,切取分生组织的大小,由培养的目的来决定。要 除去病毒,最好尽量小些。如果不考虑去除病毒,只注重快速繁殖,则可取 0.5~1cm 和匠茎尖, 也可以取整个芽。 ② 培养技术 a. 培养基制备:树种不同,适用的培养基也不同。近年来,多数茎尖培养均用 MS 作为基 本培养基,或修改,或补加其他物质。常用的培养基还有 White, Heller, Gautheret 等。 b. 培养条件:接种于琼脂培养基上的茎尖,应置于有光的恒温箱或照明的培养室中进行培 养,每天照光 12~16h,光照强度 1000~5000 lx,培养室的温度是 25℃±20℃。但是有些植物的 离体培养需要低温处理以打破休眠,使外植体启动萌发。如天竺葵经 16℃低温处理可以显著提 高茎尖培养的诱导率及其增殖率。 c. 接种:外植体经过严格的消毒,培养基经过高压灭菌后,在超净台或接种箱内进行无菌 操作。无菌接种外植体要求迅速、准确,暴露的时间尽可能短,防止接种外植体变干。 d. 继代培养:茎长于长 1cm 以上的可以切下,转入生根培养基中诱导生根,余下的新梢, 切成若干小段,转入到增殖培养基中,30d 左右,或当新梢高 1~2cm 时,又可把较大的切下生 根,较小的再切成小段转入新培养基,这样一代一代继续培养下去,即可得到较大新梢以诱导 生根,又可维持茎尖的无性系。 e. 诱导生根并形成完整植株:这一过程培养的目的是促进生根,逐步使试管植株的生理类 型,由异养型向自养型转变,以适应移栽和最后定植的温室或露地环境条件。有 3 种基本的方 法诱导生根:(a)将新梢基部侵入 150ul/L 或 100 ul/L IBA 溶液中处理 48h,然后转移至无激素 的生根培养基中;(b)直接移入含有生长素的培养基中培养 4~6d 后转入无激素的生根培养基中; (c)直接移入含有生长素的生根培养基中。上述 3 种方法均能诱导新梢生根,但前 2 种方法对幼 根的生长发育更有利。而第 3 种方法对幼根的生长发育似有抑制作用。 f. 小植株移栽入土:植株移栽是试管苗内由异养生长状态转变为试管外自然环境下自养生 长,是一个很大的转变。这一转变要有一个锻炼及适应过程。试管苗的移栽应在植株生根后不 久,细小根系尚未停止生长之前及时移植。移植前一两天,要加强光照,打开瓶盖进行炼苗, 使小苗逐渐适应外界环境。 4.7.3 无病毒苗的培育 近年来,随着园艺业的不断发展,果树病毒及其危害,日益为人们所重视。病毒病的危害 给园艺生产带来巨大损失,草莓病毒曾使日本草莓严重减产,几乎使草莓生产遭到灭顶之灾; 柑橘衰退病曾经毁灭了巴西大部分柑橘园;圣何罗州 80%的甜橙因病毒死亡。迄今尚无有效药
剂和处理可以治愈受侵染的植物,所以通过各种措施来培育无病毒苗木是预防病毒病的重要途径。(1)获得无病毒苗的技术①通过热处理法获得无病毒苗未:长期以来,人们发现温汤(49~52℃)浸种能杀死病菌和有害病原微生物,如患枯萎病的甘蔗(为病毒病)放入50~52℃的热水中保持30min,甘煎就可去病生长良好,这是最早脱毒成功的例子。热处理之所以能清除病毒的基本原理是,在高于正常的温度下,植物组织中的很多病毒可以被部分地或完全地钝化,但很少伤害甚至不伤害寄主组织。热处理可通过热水浸泡或湿热空气进行。热水浸泡对休眠芽效果较好,湿热空气对活跃生长的茎尖效果较好,既能消除病毒又能使寄主植物有较高的存活机会。热空气处理比较容易进行,把旺盛生长的植物移入到1个热疗室中,在35~40℃下处理一段时间即可,处理时间的长短,可由几分钟到数月不等。热处理的方法有恒温处理和变温处理,处理的材料可以是植株也可以是接穗。处理时,最初几天空气、温度应逐步增高,直到达到要求的温度为止。若钝化病毒所需要的连续高温处理会伤害寄主组织,则应当试验高低温交替的效果,也就是变温热处理。②茎尖培养脱毒:White于1943年首先发现在感染烟草花叶病毒的烟草生长点附近病毒的浓度很低,甚至没有病毒。这一发现为茎尖培养脱除病毒提供了理论依据。据研究,植物体内某一部分组织器官不带病毒的原因是:分生组织的细胞生长速度快,病毒在植物体内繁殖的速度相对较慢,而且病毒的传播是靠筛管组织进行转移或通过细胞间连丝传递给其他细胞,因此病毒的传递扩散也受到一定限制,这样便造成植物体的部分组织细胞没有病毒。根据这个原理,可以利用茎尖培养来培育无病毒苗木。在茎尖脱毒培养时,外植体大小可以决定茎尖存活率和脱毒效果。外植体越大,产生植株的机会越多,但脱毒的效果也越差。茎尖大小选择的原则是:外植体大到足以能够脱除病毒小到足以能发育成1个完整的植株。故一般切取0.2~1.5mm,带一两个叶原基的茎尖作为繁殖材料。为了提高茎尖脱毒效果,往往和热处理结合使用,如大樱桃置于45℃的恒温培养室内,培养35d,再切取0.2~0.4mm的茎尖培养,平均脱毒率为98%。③茎尖嫁接脱毒:茎尖嫁接是组织培养与嫁接方法相结合,用以获得无病毒苗木的1种新技术,也有称这为微体嫁接。它是将0.1~0.2mm的茎尖(常经过热处理之后采集)作为接穗,在解剖镜下嫁接到试管中培养出来的无病毒实生砧木上,并移栽到有滤纸桥的液体培养基中,27
27 剂和处理可以治愈受侵染的植物,所以通过各种措施来培育无病毒苗木是预防病毒病的重要途 径。 (1)获得无病毒苗的技术 ① 通过热处理法获得无病毒苗木:长期以来,人们发现温汤(49~52℃)浸种能杀死病菌 和有害病原微生物,如患 枯萎病的甘蔗(为病毒病)放入 50~52℃的热水中保持 30min,甘蔗 就可去病生长良好,这是最早脱毒成功的例子。热处理之所以能清除病毒的基本原理是,在高 于正常的温度下,植物组织中的很多病毒可以被部分地或完全地钝化,但很少伤害甚至不伤害 寄主组织。 热处理可通过热水浸泡或湿热空气进行。热水浸泡对休眠芽效果较好,湿热空气对活跃生 长的茎尖效果较好,既能消除病毒又能使寄主植物有较高的存活机会。热空气处理比较容易进 行,把旺盛生长的植物移入到 1 个热疗室中,在 35~40℃下处理一段时间即可,处理时间的长 短,可由几分钟到数月不等。热处理的方法有恒温处理和变温处理,处理的材料可以是植株, 也可以是接穗。处理时,最初几天空气、温度应逐步增高,直到达到要求的温度为止。若钝化 病毒所需要的连续高温处理会伤害寄主组织,则应当试验高低温交替的效果,也就是变温热处 理。 ② 茎尖培养脱毒:White 于 1943 年首先发现在感染烟草花叶病毒的烟草生长点附近病毒 的浓度很低,甚至没有病毒。这一发现为茎尖培养脱除病毒提供了理论依据。据研究,植物体 内某一部分组织器官不带病毒的原因是:分生组织的细胞生长速度快,病毒在植物体内繁殖的 速度相对较慢,而且病毒的传播是靠筛管组织进行转移或通过细胞间连丝传递给其他细胞,因 此病毒的传递扩散也受到一定限制,这样便造成植物体的部分组织细胞没有病毒。根据这个原 理,可以利用茎尖培养来培育无病毒苗木。 在茎尖脱毒培养时,外植体大小可以决定茎尖存活率和脱毒效果。外植体越大,产生植株 的机会越多,但脱毒的效果也越差。茎尖大小选择的原则是:外植体大到足以能够脱除病毒, 小到足以能发育成 1 个完整的植株。故一般切取 0.2~1.5mm,带一两个叶原基的茎尖作为繁殖 材料。 为了提高茎尖脱毒效果,往往和热处理结合使用,如大樱桃置于 45℃的恒温培养室内,培 养 35d,再切取 0.2~0.4mm 的茎尖培养,平均脱毒率为 98%。 ③ 茎尖嫁接脱毒:茎尖嫁接是组织培养与嫁接方法相结合,用以获得无病毒苗木的 1 种新 技术,也有称这为微体嫁接。它是将 0.1~0.2mm 的茎尖(常经过热处理之后采集)作为接穗, 在解剖镜下嫁接到试管中培养出来的无病毒实生砧木上,并移栽到有滤纸桥的液体培养基中
茎尖愈合后开始生长,然后切除砧木上发生的萌藥。生长1个月左右,再移栽到培养王中,茎尖嫁接脱毒法最早在柑橘上获得成功,以后在苹果、桃、梨、葡萄等上得到进一步应用。因其脱毒效果好,遗传变异小,无生根难问题,已成为木本果树植物的主要脱毒方法。珠心胚脱毒:柑橘的珠心胚一般不带病毒,用组织培养的方法培养其珠心胚,可得到无病毒的植株。培养出来的幼苗先在温室内栽培2年,观察其形态上的变异。没有发生遗传变异的苗木可作为母本,嫁接繁殖无病毒植株。珠心胚培养无病毒苗木简单易行,其缺点是有20%~30%的变异,童期长,要6~8年才能结果。③愈伤组织培养脱毒法:通过植物器官或组织诱导产生愈伤组织,然后从愈伤组织再诱导分化芽,长成植株,可以获得脱毒苗,这在天竺葵、马铃薯、大蒜、草莓、枸杞等植物上已先后获得成功。利用诱导各器官愈伤组织培育无病毒苗的机制,可能有如下儿种:(a)病毒在植株体内不同器官或组织分布不均:(b)病毒复制能力衰退或丢失:(c)继代培养的愈伤组织抗性变异。(2)无病毒苗的鉴定①指示植物法。用嫁接或摩擦等方法接种于敏感的指示植物上,观察是否发病,不发病者为无病毒苗。②电子显微镜鉴定法。③酶联免疫吸附法(ELISA)。此法简便,不需贵重的仪器设备。复习思考题1、如何选择育苗场地?2、园艺植物繁殖的主要方式有哪些?简述它们的特点与应用。3、衡量园艺植物种子质量的指标有哪些?如何测定种子的生活力?4、简述促进园艺植物种子发芽的主要措施?5、影响嫁接成活率的因数有哪些?6.试述嫁接苗管理的关键技术?7、如何利用生长调节剂促进插条生根?8、什么是压条繁殖?简述直立压条的方法。9、什么是分生繁殖?变态茎繁殖的类型有几种?28
28 茎尖愈合后开始生长,然后切除砧木上发生的萌蘖。生长 1 个月左右,再移栽到培养土中,茎 尖嫁接脱毒法最早在柑橘上获得成功,以后在苹果、桃、梨、葡萄等上得到进一步应用。因其 脱毒效果好,遗传变异小,无生根难问题,已成为木本果树植物的主要脱毒方法。 ④ 珠心胚脱毒:柑橘的珠心胚一般不带病毒,用组织培养的方法培养其珠心胚,可得到无 病毒的植株。培养出来的幼苗先在温室内栽培 2 年,观察其形态上的变异。没有发生遗传变异 的苗木可作为母本,嫁接繁殖无病毒植株。珠心胚培养无病毒苗木简单易行,其缺点是有 20%~30%的变异,童期长,要 6~8 年才能结果。 ⑤愈伤组织培养脱毒法:通过植物器官或组织诱导产生愈伤组织,然后从愈伤组织再诱导 分化芽,长成植株,可以获得脱毒苗,这在天竺葵、马铃薯、大蒜、草莓、枸杞等植物上已先 后获得成功。利用诱导各器官愈伤组织培育无病毒苗的机制,可能有如下几种: (a)病毒在 植株体内不同器官或组织分布不均;(b)病毒复制能力衰退或丢失;(c)继代培养的愈伤组织 抗性变异。 (2)无病毒苗的鉴定 ① 指示植物法。用嫁接或摩擦等方法接种于敏感的指示植物上,观察是否发病,不发病者 为无病毒苗。 ② 电子显微镜鉴定法。 ③ 酶联免疫吸附法(ELISA)。此法简便,不需贵重的仪器设备。 复习思考题 1、 如何选择育苗场地? 2、 园艺植物繁殖的主要方式有哪些?简述它们的特点与应用。 3、 衡量园艺植物种子质量的指标有哪些?如何测定种子的生活力? 4、 简述促进园艺植物种子发芽的主要措施? 5、 影响嫁接成活率的因数有哪些? 6、 试述嫁接苗管理的关键技术? 7、 如何利用生长调节剂促进插条生根? 8、 什么是压条繁殖?简述直立压条的方法。 9、 什么是分生繁殖?变态茎繁殖的类型有几种?
10、简述获得无病毒种苗的几个主要措施?第五章园地营建[内容提要]·规划设计的主要项目和内容·种植制度:连作、轮作、间作、套作等·种植园生产计划的制定教学时数:4学时教学重点:种植园规划设计的主要项目、内容和连作、轮作、间作、套作等主要种植制度。教学难点:种植园规划设计中主要项目的有机组合和种植制度的合理选择。园艺植物的种植园,即通常生产上的果园、菜园、花卉圃、苗圃、风景绿化区或绿地等。这些种植园的设计、建立以及不断变化的种植制度,都要有事先的构想、策划、论证和具体实施起来科学、镇密、可行的规划设计方案。盲目地播种或栽植会给以后的生产管理带来许多麻烦、混乱和巨大的损失,是现代化农业所不允许的。种植园的规划设计与一幢大型建筑物施工前一定要有设计图纸、施工图纸一样重要,是不能缺少或草率的。5.1种植园规划设计5.1.1规划设计的依据一个地区应当发展什么园艺植物生产,或一种园艺植物应当在什么地区、地块发展生产,不应是随意的、主观决策的,应有深入细致的调查研究和反复论证作为依据。调查研究的主要地点应以本地为主,外地为辅。调查研究的内容:①党和政府的政策、法规,地区经济、社会发展的方针,特别是农业种植业发展的方针,城乡发展规划。②自然环境条件和资源,包括降水、温度、日照、湿度、地下水、风向风力、自然灾害等气象条件:地形、地势、土质、土壤利用和植被情况:水、矿产及天然能源:生态与污染现状等;②社会经济及人文条件,包括人口、农业劳动力资源、经济状况、工业和商业、交通的发达与否:种植业水平:特别是已有园艺业水平、有无特优产品;农业劳动力素质等。④市场,特别是园艺产品的近地和远销市场,现状与展望:本地、近地人口园艺产品消费水平及特点等。29
29 10、 简述获得无病毒种苗的几个主要措施? [内容提要] ● 规划设计的主要项目和内容 ● 种植制度:连作、轮作、间作、套作等 ● 种植园生产计划的制定 教学时数:4 学时 教学重点:种植园规划设计的主要项目、内容和连作、轮作、间作、套作等主要种植制度。 教学难点:种植园规划设计中主要项目的有机组合和种植制度的合理选择。 园艺植物的种植园,即通常生产上的果园、菜园、花卉圃、苗圃、风景绿化区或绿地等。 这些种植园的设计、建立以及不断变化的种植制度,都要有事先的构想、策划、论证和具体实 施起来科学、缜密、可行的规划设计方案。盲目地播种或栽植会给以后的生产管理带来许多麻 烦、混乱和巨大的损失,是现代化农业所不允许的。种植园的规划设计与一幢大型建筑物施工 前一定要有设计图纸、施工图纸一样重要,是不能缺少或草率的。 5.1 种植园规划设计 5.1.1 规划设计的依据 一个地区应当发展什么园艺植物生产,或一种园艺植物应当在什么地区、地块发展生产, 不应是随意的、主观决策的,应有深入细致的调查研究和反复论证作为依据。调查研究的主要 地点应以本地为主,外地为辅。调查研究的内容: ①党和政府的政策、法规,地区经济、社会发展的方针,特别是农业种植业发展的方针, 城乡发展规划。 ② 自然环境条件和资源,包括降水、温度、日照、湿度、地下水、风向风力、自然灾害等 气象条件;地形、地势、土质、土壤利用和植被情况;水、矿产及天然能源;生态与污染现状 等; ② 社会经济及人文条件,包括人口、农业劳动力资源、经济状况、工业和商业、交通的发 达与否;种植业水平;特别是已有园艺业水平、有无特优产品;农业劳动力素质等。 ④ 市场,特别是园艺产品的近地和远销市场,现状与展望;本地、近地人口园艺产品消费 水平及特点等
③发展生产的投资情况,主要靠本地还是有其他投资方,近期与长期内投资力度等。上述情况的调查,有的需要依据实际数据绘制图示,如土壤分布图、植被图、水源状况等:有的则要依据实际数据编写出说明书,如社会经济及人文方面的情况。在这些工作的基础上再论证发展什么和怎样发展。5.1.2规划设计的主要内容园艺植物生产的规划设计,大体上可分为两种情况:一是县级以上地区生产的规划,着重是作物区域性种植合理性、作物种类品种的构成和布局、栽培模式、种植制度、能源和水源供应方式、水土保持工程、产品采后处理及入市场的流通体系的宏观和实施技术的规划,对基础条件、人文条件,亦有一些相应的规划设想。二是乡镇或村级较小范围的生产规划,或中、大型种植园的生产规划设计。后者是本书较详细介绍的部分,以中型种植园(60一100hm2的面积)为例,介绍其规划设计的主要内容:(1)水土保持工程无论是山地种植园,还是平原、滩涂地种植园,水王流失、包括风蚀,都是不容忽视的。我国河南黄河故道地区的果园,由于风蚀,土壤越来越薄,果树根系外露,影响果树生长结果,甚至整株歪倒死亡。水土保持工程的重点,山地是修筑拦水坝、梯田,平原或滩涂地是营造防风林(后述)。山地建园,不应提倡“围山转”,而应提倡省工高效的鱼鳞坑、等高撩壕,提倡生态效益好又省工、省力的植被护坡。山地水土保持工程,应实施“小流域治理”的原则,以流域为单位,进行综合、集中、连续地山、川、谷、垣、坡、沟整体治理,由上至下、工程措施与生物措施相结合,发挥各项措施的整体功能,以起到蓄水拦土、改善生态环境、兴利除害的治理作用。(2)种植园小区规划设计小区是种植作业的基本单位,一般一个小区的面积是10一30hm2,山地地形较复杂处小区可以小些,如2一5hm:。小区的形状以长方形较好,长边与防护林主林带平行;长边与短边的比例以2:1或3:2为宜。面积是20hm2的小区,短边长300m,长边长666m,在短边的长度内,各种机械作业方便而较高效。山地种植园的小区,其形状和大小,应结合地形、地势进行划分,考虑耕作的方便、等高线走向等。现代化的规模经营、专业化程度高的种植园,基本上一个小区种植较单一的园艺作物。(3)作物种类、品种的配置种植园的土质、土壤肥力、地形地势及其他自然的和人文的条件,是确定种植不同园艺作物种类、品种的依据。一般蔬菜、花卉植物应种植在土层厚、土质好、土壤肥沃的地块,而耐30
30 ⑤ 发展生产的投资情况,主要靠本地还是有其他投资方,近期与长期内投资力度等。 上述情况的调查,有的需要依据实际数据绘制图示,如土壤分布图、植被图、水源状况等; 有的则要依据实际数据编写出说明书,如社会经济及人文方面的情况。在这些工作的基础上再 论证发展什么和怎样发展。 5.1.2 规划设计的主要内容 园艺植物生产的规划设计,大体上可分为两种情况:一是县级以上地区生产的规划,着重 是作物区域性种植合理性、作物种类品种的构成和布局、栽培模式、种植制度、能源和水源供 应方式、水土保持工程、产品采后处理及入市场的流通体系的宏观和实施技术的规划,对基础 条件、人文条件,亦有一些相应的规划设想。二是乡镇或村级较小范围的生产规划,或中、大 型种植园的生产规划设计。后者是本书较详细介绍的部分,以中型种植园(60—100hm2 的面积) 为例,介绍其规划设计的主要内容: (1) 水土保持工程 无论是山地种植园,还是平原、滩涂地种植园,水土流失、包括风蚀,都是不容忽视的。 我国河南黄河故道地区的果园,由于风蚀,土壤越来越薄,果树根系外露,影响果树生长结果, 甚至整株歪倒死亡。水土保持工程的重点,山地是修筑拦水坝、梯田,平原或滩涂地是营造防 风林(后述)。山地建园,不应提倡“围山转”,而应提倡省工高效的鱼鳞坑、等高撩壕,提倡生 态效益好又省工、省力的植被护坡。 山地水土保持工程,应实施“小流域治理”的原则,以流域为单位,进行综合、集中、连 续地山、川、谷、垣、坡、沟整体治理,由上至下、工程措施与生物措施相结合,发挥各项措 施的整体功能,以起到蓄水拦土、改善生态环境、兴利除害的治理作用。 (2)种植园小区规划设计 小区是种植作业的基本单位,一般一个小区的面积是 10—30hm2,山地地形较复杂处小区 可以小些,如 2—5hm:。小区的形状以长方形较好,长边与防护林主林带平行;长边与短边的 比例以 2:1 或 3:2 为宜。面积是 20hm2 的小区,短边长 300m,长边长 666m,在短边的长度 内,各种机械作业方便而较高效。山地种植园的小区,其形状和大小,应结合地形、地势进行 划分,考虑耕作的方便、等高线走向等。现代化的规模经营、专业化程度高的种植园,基本上 一个小区种植较单一的园艺作物。 (3)作物种类、品种的配置 种植园的土质、土壤肥力、地形地势及其他自然的和人文的条件,是确定种植不同园艺作 物种类、品种的依据。一般蔬菜、花卉植物应种植在土层厚、土质好、土壤肥沃的地块,而耐