本发明属于植物繁育技术领域，具体地说，涉及一种人工光环境下草莓水培扦插育苗方法。
背景技术：
草莓扦插育苗是将草莓母苗匍匐茎上未生根或有少量不定根的匍匐茎子苗采下后，离体扦插培育至成苗的技术，具有缩短育苗周期、降低劳动强度、提高种苗整齐度、利于培育壮苗等优点，是草莓种苗繁育的重要方法。由于从匍匐茎上采下的子苗未生根或仅有少量不定根且根部带有剪切伤口，故促进扦插苗生根和防止土传病害侵染是草莓扦插育苗的关键技术，直接影响扦插成活率和草莓种苗品质。
公开号为cn103688835a的中国专利申请公开了草莓穴盘扦插育苗方法，公开号为cn106258368的中国专利申请公开了一种草莓匍匐茎高效快速成苗的新方法，扦插苗在暗黑条件下处理6～14天后生根，成苗率仍较低，且两种方法在成苗培养期间需要频繁施用化学农药防治病害，草莓种苗农残较高，不符合草莓绿色生产理念。公开号为cn106561330a的中国专利申请虽然提高了草莓扦插苗在大田培养期间的抗病性，但扦插苗杀菌、生根处理过程非常复杂，极大地增加了劳动强度。
水培作为一种清洁高效的无土栽培技术，有利于防止土传病害的发生。公开号为cn103641604a的中国专利申请公开了一种草莓水培育苗营养液，但其没有说明如何利用该营养液进行草莓育苗，且营养液成分复杂，配制过程繁琐，育苗成活率也不高。公开号为cn106069660a的中国专利申请公开了一种草莓的无基质水培方法，公开号为cn105918093a的中国专利申请公开了草莓的管道化栽培方法，但两种方法公开的均是成活草莓种苗的后期栽培技术，不涉及草莓育苗技术，尤其不涉及草莓的扦插育苗技术。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种人工光环境下草莓水培扦插育苗方法，以达到提高草莓扦插育苗成活率、降低劳动强度，在不施用农药的情况下培育草莓优质壮苗的目的。
为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种人工光环境下草莓水培扦插育苗方法，将草莓扦插苗利用生根培养用营养液在人工光环境下进行生根培养，光照强度为25μmol/m2/s～145μmol/m2/s；培养至扦插苗长出5～7条1.5～2.5cm的不定根后，利用成苗培养用营养液在人工光环境下进行成苗培养，光照强度为90μmol/m2/s～270μmol/m2/s。
其中，所述生根培养用营养液基于基础营养液配方用去离子水配制，用去离子水将ec值调至0.2～0.4ms/cm，用盐酸或氢氧化钠溶液将ph值调至6.0～6.5。所述成苗培养用营养液基于基础营养液配方采用净化水配制，用去离子水将ec值调至0.6～0.8ms/cm，用盐酸或氢氧化钠溶液将ph值调至6.0～6.5。
其中，所述基础营养液配方为硝酸钾(kno3)：303mg/l、硝酸钙(ca(no3)2·4h2o)：236mg/l、磷酸二氢铵(nh4h2po4)：57mg/l、硫酸镁(mgso4)：123mg/l、螯合铁(na2fe7-edta)：28.6mg/l、硼酸(h3bo3)：1.13mg/l、硫酸锰(mnso4·h2o)：0.61mg/l、硫酸锌(znso4·7h2o)：0.09mg/l、硫酸铜(cuso4·5h2o)：0.04mg/l、钼酸铵((nh4)6mo7o24·4h2o)：0.01mg/l。
进一步地，所述生根培养的光照强度可为25μmol/m2/s～85μmol/m2/s或85μmol/m2/s～145μmol/m2/s。
需要说明的是，人工光环境是指至草莓生长所需要的光环境至少由一部分通过led光提供，并不是指完全不使用太阳光，将太阳光和led光相结合创造的光环境同样适用于本发明。本发明不对led灯的光谱分布特性作特别限制，但其应能提供波长范围为300～800nm的生理有效辐射，能满足草莓扦插苗正常生长发育所需要的各波长的光。光照时间也不作特别限制，但根据公知，长日照不利于草莓的花芽分化，过短的日照不利于光合产物的积累，影响生长速度，因此光照周期宜在12～14h/d。
作为优选，在生根培养和成苗培养的过程中，光照周期设定为12h/d。
进一步地，所述人工光环境的人工光源为led灯。
所述人工光环境以白色光为主，优选为纯白光。
需要说明的是，在白光的基础上适量掺杂红光也属于一种可行方案。在本发明的一个具体实施方式中，以纯白led、白红led5:1和白红led5:3作为人工光源，纯白led是指该led灯完全由白色led灯珠制成，白红led5:1指该led灯由白色led灯珠和红色led灯珠按5:1的数量制成，白红led5:3指该led灯由白色led灯珠和红色led灯珠按5:3的数量制成，三种led灯提供的光照都以白色光环境为主，在三种led光环境下生长的草莓扦插苗的成活率均达到100％，在收获时均达到优质壮苗要求。草莓扦插苗的株高、茎粗、叶片数、地上部干重以及叶片的psⅱ最大光能转换效率等指标均无显著性差异，表明以白色光为主的三种led光环境均能满足草莓扦插苗生长发育的需要。
进一步地，本发明还对生根培养和成苗培养的培养条件进行了优化，优选生根培养过程的空气温度为18～23℃，相对湿度为70～90％，二氧化碳浓度为750～850ppm；成苗培养过程中的空气温度为18～23℃，相对湿度为60～80％，二氧化碳浓度为750～850ppm。
从完整的实际操作过程来说，本发明所述方法包括如下步骤：
(1)扦插苗选取：从优质脱毒草莓母苗产生的匍匐茎上采收具有2～3片展开叶且短缩茎基部有少量0.5～1.0cm不定根的匍匐茎子苗作为扦插苗；
(2)生根培养：将收集的扦插苗扦插在海绵块中，利用生根培养用营养液在led人工光环境下让其快速生根；
(3)成苗培养：待生根培养的扦插苗的不定根上有侧根产生后，利用成苗培养用营养液在led人工光环境下继续培养，扦插苗长至6片展开叶，茎粗为0.8～1.0cm时即可采收草莓种苗。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，得到具体实施方式。
本发明的有益效果在于：
本发明利用led光源为草莓扦插苗提供适宜的光照强度，促进扦插苗光合产物的积累，加快扦插苗生根，无需额外使用植物生长调节剂，扦插成活率可达100％。
本发明采用水培方式育苗有利于防止土传病害的发生，可以在不使用化学农药防治土传病害的情况下培育优质壮苗，实现绿色生产。
本发明在人工光环境下对草莓进行水培生根培养和成苗培养的操作简单，可以有效降低劳动强度、提高扦插育苗效率。
本发明在人工光环境下培育草莓水培种苗，利用led光源具有节能和易调控的效果，适于该技术的产业化应用与规模化生产。
附图说明
图1为实施例1和实施例2中所使用的led灯的光谱分布图
图2为实施例1中光照强度对草莓扦插苗根系生长影响的柱状图。
图3为实施例1中光照强度对草莓扦插苗叶片光合活性影响的柱状图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的解释说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
选用大小均匀一致，有3片展开叶和2～3条0.5～1.0cm不定根的“红颜”草莓匍匐茎子苗作为扦插苗，扦插在海绵块中，利用生根培养用营养液在led灯下进行生根培养。生根培养用营养液基于基础营养液配方采用净化水配制，用去离子水将ec值调至0.2～0.4ms/cm，用盐酸或氢氧化钠溶液将ph值调至6.0～6.5。基础营养液配方为硝酸钾(kno3)：303mg/l、硝酸钙(ca(no3)2·4h2o)：236mg/l、磷酸二氢铵(nh4h2po4)：57mg/l、硫酸镁(mgso4)：123mg/l、螯合铁(na2fe7-edta)：28.6mg/l、硼酸(h3bo3)：1.13mg/l、硫酸锰(mnso4·h2o)：0.61mg/l、硫酸锌(znso4·7h2o)：0.09mg/l、硫酸铜(cuso4·5h2o)：0.04mg/l、钼酸铵((nh4)6mo7o24·4h2o)：0.01mg/l。
采用的led灯完全由白色led灯珠制成，其光谱分布如图1所示的纯白led的光谱。草莓扦插苗的冠层光照强度分别设置为25μmol/m2/s、85μmol/m2/s、145μmol/m2/s和205μmol/m2/s，光照周期为12h/d，在每种光照强度下利用9株扦插苗进行草莓育苗。生根培养过程的空气温度为18～23℃，相对湿度为70～90％，二氧化碳浓度为750～850ppm。扦插6天后，扦插苗全部成活，不定根上有侧根产生，在上述4种光照强度下生长的扦插苗中随机选取6株，统计其长度大于1cm的不定根数量和根系平均长度，并用英国hansatech公司的多功能植物效率分析仪(m-pea)测量草莓苗叶片的叶绿素荧光特性。
结合图2和图3对不同光照强度下扦插苗生根培养的效果进行说明：草莓扦插苗的根系数量随着光照强度的增加先增加后减少，在85μmol/m2/s光照强度时最大，但光照强度对根系平均长度未产生显著性影响。在25μmol/m2/s、85μmol/m2/s和145μmol/m2/s光照强度下生长的草莓扦插苗叶片的psⅱ最大光能转换效率无显著性差异，但明显高于205μmol/m2/s光照强度下的值。在145μmol/m2/s和205μmol/m2/s光照强度下培育的草莓扦插苗叶片的以吸收光能为基础的光合性能指数显著低于25μmol/m2/s和85μmol/m2/s光照强度下的，这表明生根阶段的扦插苗在145μmol/m2/s和205μmol/m2/s光照强度下受到了光抑制。因此，草莓扦插苗生根期间的光照强度应控制应在145μmol/m2/s以下。
在25μmol/m2/s～145μmol/m2/s光照强度下，生根培养6天的扦插苗长出5-7条平均长度2cm的不定根，且不定根上有侧根产生，根系生长良好，进入下一阶段的成苗培养。
选用在85μmol/m2/s光照强度下完成生根培养的长势均匀一致的扦插苗继续在该白色led人工光环境下进行成苗培养。成苗培养用营养液基于基础营养液配方用去离子水配制，用去离子水将ec值调至0.6～0.8ms/cm，用盐酸或氢氧化钠溶液将ph值调至6.0～6.5。草莓扦插苗冠层的光照强度分别设置为90μmol/m2/s、180μmol/m2/s、270μmol/m2/s和360μmol/m2/s，光照周期为12h/d，每种光照强度下利用16株扦插苗进行扦插育苗。成苗培养过程中的空气温度为18～23℃，相对湿度为60～80％，二氧化碳浓度为750～850ppm。成苗培养12天后，从4种光照强度下生长的草莓扦插苗中随机选取6株，测量其株高、茎粗、叶片数、地上部鲜重/干重和地下部鲜重/干重等指标，并计算壮苗指数。壮苗指数(g/株)＝(茎粗(cm)/株高(cm)+地下部干重(g/株)/地上部干重(g/株))×全株干重(g/株)。
表1成苗培养过程的光照强度对草莓扦插苗生长发育的影响
注：同列中不同字母代表有显著性差异，相同字母表示无显著性差异(p＝0.05)。
结合表1对不同光照强度下草莓扦插苗成苗培养的效果进行说明：在90μmol/m2/s、180μmol/m2/s和270μmol/m2/s光照强度下，随着光照强度的增加，扦插苗的株高逐渐降低，茎粗、地下部鲜重、地上部干重、地下部干重、及壮苗指数等指标均升高，但地上部鲜重之间无显著性差异，因此在90μmol/m2/s～270μmol/m2/s光照强度范围内，随着光照强度的增加，有利于扦插苗生物量的积累和培育壮苗。由于270μmol/m2/s和360μmol/m2/s光照强度下的草莓扦插苗的各指标大小均无显著性差异，故光照强度不必超过270μmol/m2/s。
在90μmol/m2/s～270μmol/m2/s光照强度下，成苗培养12天后的草莓扦插苗长至6片展开叶，茎粗为0.8～1.0cm，根系和茎叶生长健壮，达到草莓优质壮苗的标准，可以进行草莓种苗采收。
实施例2
选用大小均匀一致，有3片展开叶和2～3条0.5～1.0cm不定根的“红颜”草莓匍匐茎子苗作为扦插苗，扦插在海绵块中，利用生根培养用营养液在3种led灯(纯白led、白红led5:1和白红led5:3)下进行生根培养，每种led灯下有100株扦插苗。纯白led是指该led灯完全由白色led灯珠制成，白红led5:1指该led灯由白色led灯珠和红色led灯珠按5:1的数量制成，白红led5:3指该led灯由白色led灯珠和红色led灯珠按5:3的数量制成，三种led灯提供的光照虽然都以白色光环境为主，但其光谱分布不同(图1)。生根培养用营养液基于基础营养液配方采用净化水配制，用去离子水将ec值调至0.2～0.4ms/cm，用盐酸或氢氧化钠溶液将ph值调至6.0～6.5。基础营养液配方为硝酸钾(kno3)：303mg/l、硝酸钙(ca(no3)2·4h2o)：236mg/l、磷酸二氢铵(nh4h2po4)：57mg/l、硫酸镁(mgso4)：123mg/l、螯合铁(na2fe7-edta)：28.6mg/l、硼酸(h3bo3)：1.13mg/l、硫酸锰(mnso4·h2o)：0.61mg/l、硫酸锌(znso4·7h2o)：0.09mg/l、硫酸铜(cuso4·5h2o)：0.04mg/l、钼酸铵((nh4)6mo7o24·4h2o)：0.01mg/l。
生根培养期间草莓扦插苗的冠层光照强度设置为100μmol/m2/s，光照周期为14h/d。空气温度为18～23℃，相对湿度为70～90％，二氧化碳浓度为750～850ppm。生根培养6天的扦插苗全部成活，且长出5-7条平均长度为2cm的不定根，且不定根上有侧根产生，然后将草莓扦插苗的冠层光照强度设置为200μmol/m2/s，空气相对湿度控制在60～80％，营养液更换为成苗培养用营养液。成苗培养用营养液基于基础营养液配方用去离子水配制，其ec值调至0.6～0.8ms/cm，ph值调至6.0～6.5。成苗培养12天后，从3种led光环境下生长的草莓扦插苗中各抽取12株，测量其株高、茎粗、叶片数、地上部干重和地下部干重等指标，并计算壮苗指数。壮苗指数(g/株)＝(茎粗(cm)/株高(cm)+地下部干重(g/株)/地上部干重(g/株))×全株干重(g/株)。用英国hansatech公司的多功能植物效率分析仪(m-pea)测量草莓扦插苗叶片的psⅱ最大光能转换效率(fv/fm)和以吸收光能为基础的光合性能指数(piabs)。
表2led光质对草莓扦插苗生长发育及叶片光合活性的影响
注：同列中不同字母代表有显著性差异，相同字母表示无显著性差异(p＝0.05)。
结合表2对3种led光环境下的草莓扦插苗生长发育的效果进行说明：在三种led光环境下生长的草莓扦插苗的成活率均达到100％，在收获时均达到优质壮苗要求。草莓扦插苗的株高、茎粗、叶片数、地上部干重以及叶片的psⅱ最大光能转换效率等指标均无显著性差异，表明以白色光为主的三种led光环境均能满足草莓扦插苗生长发育的需要。但是，在白红led5:3下生长的草莓扦插苗的地下部干重和壮苗指数较低，而叶片以吸收光能为基础的光合性能指数较高，表明在白色光中添加过多的红光不利于培育壮苗，但有利于提高叶片对光能的利用效率。因此，在草莓扦插育苗期间可以适当调整白色led光的光谱分布，比如用红色led灯珠代替部分白色led灯珠，在满足扦插苗生长发育需要的同时可以实现节能的目的。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。