一种黑松水培苗的培育方法及其应用

1.本发明属于植物栽培技术领域，尤其涉及一种黑松水培苗的培育方法及其应用。


背景技术：

2.水培法亦称溶液培养法(hydroponics或solution culture)是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。水培苗木目前在市场上已较为常见，作为室内装饰和清除装修污染物方面发挥着作用，具有可移动、占空间少，好管理的特点。常见的水培植物包括绿萝(epipremnum aureum)、吊兰(chlorophytum comosum)等草本或藤本植物，而木本植物的水培则较少，松树水培更是没有成功的报道。现在常见的水培苗一般不耐强光和高温，在阳台绿化方面发挥作用不大。松树一般为强阳性树种，因而松苗水培能够填补这一空白，适宜阳台绿化。同时松苗生长过程中释放的萜烯类次生代谢物质也是一种杀菌素，所以松水培苗不易遭受病虫害，同时这些杀菌素也可减少室内菌群，对人体健康有益，因此松苗水培具有广阔的市场前景。松苗水培还具有较大科研价值，适宜开展松苗根系可视化动态研究，能以无损方式从事根系科学研究，有利于探讨不同营养液成分与植物生长的均衡关系。另外，培育的耐水湿松苗也可以为低湿地造林提供良种。
3.黑松(pinus thunbergii)是松科、松属植物。别名白芽松，常绿乔木，原产日本及朝鲜南部海岸地区。黑松是一种常用的园林树种，它可以被用来绿化马路、小区、广场等，具有良好的绿化效果，并且它的抗病能力和生命周期都很长。黑松也常用于沿海防风林，所以针对其耐水湿良种培育具有一定意义。目前黑松水培苗的培育研究还没有报道。
4.虽然前人曾尝试过马尾松(p.massoniana)水培，但由于生根速度慢，诱导出芽很困难等瓶颈问题，使得松树水培只停留在试验阶段，不能用于生产。国外对班克松(p.banksiana)水培有成功的报道，但是其是采用了复杂的通气装置，这样的装置并不适宜家庭的水培苗培育。
5.水分子是由一个o
2-和两个h-通过h-o键构成的，这种组成不是对称的，形成了非0偶极矩(dipole moment)，使水分子具有了极性，各种离子溶于其中，并能溶解部分氧气。水的溶氧量是8.54～9.15mg/l，也就是266.9～285.9μmol/l，这样的浓度不会限制呼吸，因为细胞色素c氧化酶所催化的反应中，氧的km值不到1μmol/l，所以将水作为一种培养植物的基质是可能的。但氧的液相扩散速率非常慢，比空气中慢3
×
106倍，是主要的限制因子。研究表明黑松根系的根端呼吸量为2.62μl/(h
·
mg)，水培基质难以满足这一需要。基质含氧量影响着根的伸长，在一定范围内含氧量越大根伸长速率也越大，而水的含氧量极小，所以水培根的伸长会很困难。
6.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
7.(1)现有技术直接用苗圃一年生黑松苗来进行水培成功率很低，因为很多树种的根系在氧浓度低于2％时就会停止生长，所以苗圃中松苗根系不能适应液体基质环境。松苗根系成活和发育往往需要透气性好的基质，而水培基质的透气性难以满足要求。
8.(2)现有技术适宜水培的黑松苗方法移栽成活率低。
9.(3)现有技术黑松水培的液肥的配置组分促进水培苗的针叶形成和生长效果差。
10.(4)现有技术本发明黑松水培成本高，在培养过程中需要复杂的通气装置，使得育苗设备费和能耗高。


技术实现要素：

11.为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种黑松水培苗的培育方法及其应用。
12.所述技术方案如下：一种黑松水培苗的培育方法包括以下步骤：
13.s1，进行开放式组培培养：对处理后的黑松种子进行催芽，选取生长量大于2cm的芽苗在开放式组培培养基质下进行培养，并获得根系实时发育状态；
14.s2，进行悬浮培养：选取步骤s1根系发育好的芽苗，即主根生长2cm以上，并出现1-2条侧根，继续在基质上进行黑松苗悬浮培养，基质包含琼脂与蔗糖的比例为6：1，并施加活性炭和萘乙酸，在培养1个月后，在黑松苗基质上接种蓝绿藻，提升黑松苗培养中悬浮液内电导率，接种前电导率为1403.7
±
2.3μs/cm，接种后电导率为2403.7
±
1.2μs/cm；
15.s3，进行水培培养：经步骤s2悬浮培养后，去除部分黑松苗基质进行水培苗根培养，以及利用黑松水培的液体肥料，进行水培苗的叶芽形成和针叶生长培养。
16.在一个实施例中，在步骤s1中，对黑松种子的处理方法包括：用kmno40.2％处理2h，然后温水24h催芽。先在滤纸培养皿中培养种子，促进其萌芽，再移入培养瓶。
17.在一个实施例中，移入培养瓶前采用70％酒精消毒30s，再用naclo2％溶液消毒15min，冲洗后移入培养瓶。
18.在一个实施例中，在步骤s1中，开放式组培培养基质为3～9g/l琼脂、0.5％～1.5％活性炭、0.5～1.5g糖/l和1～3mg/lnaa。优选开放式组培培养基质为6g/l琼脂、1％活性炭、1g糖/l和2mg/lnaa。
19.在一个实施例中，在步骤s1中，选取根系好的芽苗在开放式组培培养基质下进行培养还包括：
20.将培养瓶放置24～48h，放入光照培养箱，温度20℃，光照强度600-700lux，光照时间14h/d，红光占比13.6％。
21.在一个实施例中，在步骤s2中，在1～2个月，在黑松苗基质培养基上接种蓝绿藻；
22.在黑松苗基质上接种蓝绿藻后，再注水，使黑松苗基质培养基悬浮，维持一定的根系悬浮空间，并清除根系周围的气囊。
23.在一个实施例中，在步骤s3中，当有5～6个2cm以上长的根在培养基下部与水界面长出后，将培养基连苗一起取出，去除大部分培养基，仅保留根颈以下部分基质；将经历悬浮培养的黑松移入水培瓶中进行水培苗根的进一步伸长，当1-3条根长到5cm以上时，施加液体肥料促进针叶形成和生长；每次施加1-3ml。
24.本发明的另一目的在于提供一种所述黑松水培苗的培育方法在绿萝水培苗培育上的应用。
25.本发明的另一目的在于提供一种所述黑松水培苗的培育方法在吊兰水培苗培育上的应用。
26.本发明的另一目的在于提供一种所述黑松水培苗的培育方法在马尾松水培苗培
育上的应用。
27.结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
28.第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
29.本发明的关键点并不是研发复杂的水培装置，而是通过水生诱变技术培育出适合家庭水培的松苗，这样的松苗和绿萝一样不需要特殊装置就能够水培成活。这主要是利用植物的可塑性，循序渐进的诱导植物产生水生根系，使松苗“花卉化”，为松树水培苗走向市场提供技术支撑。
30.第二，把技术方案看作一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
31.本发明针对黑松根系需氧量较高而难以水培的特点，提出了一套水生诱变技术，该技术包括开放式组织培养、悬浮培养及水培等三个技术环节，形成了适宜水培的黑松苗。
32.本发明采用了开放式组培方式开展了黑松苗的水生诱变过程，在筛选适宜开放式组培的培养配方上做了多次实验，找到了最佳培养基配方，即6g/l琼脂、1％活性炭、1g糖/l和2mg/lnaa，使移栽成活率达90％左右。实验在光照培养箱内进行，共设置了四因素三水平的正交实验，设置了不同琼脂与蔗糖的比例，及添加和不添加活性炭和naa的对比实验，每组实验10次重复，实验在严格的控制环境下进行，保证了实验环境条件的一致性。
33.本发明在悬浮培养阶段，提出了蓝绿藻与松苗的共生体系，该体系使悬浮液内电导率逐渐提高，同时促进了松苗根的伸长生长。该实验在室内阳台自然温度和光照下进行，通过“注水-放水”等周期性水分管理，循序渐进的增加基质水分，形成了水生根诱变环境，在此基础上设置接种蓝绿藻与未接种蓝绿藻对比实验，每组实验重复10次。
34.本发明提出了适宜黑松水培的液肥配方，提出了最佳施肥时间和施肥量，促进了水培苗的针叶形成和生长。实验以自来水为对照对比了三种液肥配方对比实验，液肥配方由三部分组成，即矿质营养、糖及杀菌剂(naclo)，每组实验重复10次。
35.第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：
36.(1)本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：本发明能够培育出适宜家庭阳台的绿化的黑松水培苗，填补该领域市场的空白，预期收益较大，具有较高商业价值。
37.(2)本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白：本发明填补了国内黑松水培技术的空白，水培苗不用昂贵的培养液，只用自来水即可，节约了育苗成本。在培养过程中也不需要复杂的通气装置，也同样省去了育苗设备费和能耗。
38.(3)本发明的技术方案解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题：现在常见的水培苗一般不耐强光和高温，在强光高温的阳台绿化方面发挥作用不大。黑松为强阳性树种，其水培苗能够填补这一空白，更适宜阳台绿化。黑松水培苗能释放的萜烯类次生代谢物质，可减少室内菌群，有益人体健康。
39.(4)本发明的技术方案克服了技术偏见：以往人们认为松树是好气性树种，不能在水环境下生长，因此松苗水培技术进展较为缓慢，本发明克服这一偏见，通过水生诱变技术培育出了黑松水培苗，具有一定的科研价值。
附图说明
40.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
41.图1是本发明实施例提供的黑松水培苗的培育方法流程图；
42.图2(a)是本发明实施例提供的培养皿中的芽苗长度为适宜移植的长度的示意图；
43.图2(b)是本发明实施例提供的移栽8天后芽苗的生长量和自动脱帽的现象的示意图；
44.图3(a)是本发明实施例提供的刚纳入悬浮系统的松苗图；
45.图3(b)是本发明实施例提供的1～2月后松苗基质覆盖一层蓝绿藻图；
46.图4(a)是本发明实施例提供的悬浮系统平视图；
47.图4(b)是本发明实施例提供的悬浮系统底视图；
48.图5(a)是本发明实施例提供的黑松水培苗图；
49.图5(b)是本发明实施例提供的水生根图。
具体实施方式
50.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
51.一、解释说明实施例：
52.图1是本发明实施例提供的黑松水培苗的培育方法包括以下步骤：
53.s101，进行开放式组培培养：对处理后的黑松种子进行催芽，选取生长量大于2cm的芽苗在开放式组培培养基质下进行培养，并获得根系实时发育状态；
54.s102，进行悬浮培养：选取步骤s1根系发育好的芽苗，即主根生长2cm以上，并出现1-2条侧根，继续在基质上进行黑松苗悬浮培养，基质包含琼脂与蔗糖的比例为6：1，并施加活性炭和萘乙酸，在培养1个月后，在黑松苗基质上接种蓝绿藻，提升黑松苗培养中悬浮液内电导率，接种前电导率为1403.7
±
2.3μs/cm，接种后电导率为2403.7
±
1.2μs/cm；
55.s103，进行水培培养：经步骤s102悬浮培养后，去除部分黑松苗基质进行水培苗根培养，以及利用黑松水培的液体肥料，进行水培苗的叶芽形成和针叶生长培养。
56.作为本发明优选实施例，在步骤s101中，对黑松种子的处理方法包括：用kmno40.2％处理2h，然后温水24h催芽。先在滤纸培养皿中培养种子，促进其萌芽，再移入培养瓶。
57.作为本发明优选实施例，移入培养瓶前采用70％酒精消毒30s，再用naclo 2％溶液消毒15min，冲洗后移入培养瓶。
58.作为本发明优选实施例，在步骤s101中，开放式组培培养基质为3～9g/l琼脂、0.5％～1.5％活性炭、0.5～1.5g糖/l和1～3mg/lnaa。优选开放式组培培养基质为6g/l琼脂、1％活性炭、1g糖/l和2mg/l naa。
59.作为本发明优选实施例，在步骤s101中，选取根系好的芽苗在开放式组培培养基质下进行培养还包括：
60.将培养瓶放置24～48h，放入光照培养箱，温度20℃，光照强度600-700lux，光照时间14h/d，红光占比13.6％。
61.作为本发明优选实施例，在步骤s102中，在1～2个月，在黑松苗基质培养基上接种蓝绿藻；
62.在黑松苗基质上接种蓝绿藻后，再注水，使黑松苗基质培养基悬浮，维持一定的根系悬浮空间，并清除根系周围的气囊。
63.作为本发明优选实施例，在步骤s103中，当有5～6个2cm以上长的根在培养基下部与水界面长出后，将培养基连苗一起取出，去除大部分培养基，仅保留根颈以下部分基质；将经历悬浮培养的黑松移入水培瓶中进行水培苗根的进一步伸长，当1-3条根长到5cm以上时，施加液体肥料促进针叶形成和生长；每次施加1-3ml。
64.二、下面结合附图以及实验效果对本发明技术方案作进一步描述。
65.本发明实施例提供的黑松水培苗的培育方法包括：
66.(1)开放式组培培养阶段
67.首先利用黑松种子培养芽苗，从中挑选根系较好的进入第二阶段。种子用kmno40.2％处理2h，然后温水24h催芽。先在滤纸培养皿中培养种子，促进其萌芽，长约2cm以上时即可移入培养瓶。
68.移入之前采用70％酒精消毒30s，之后用naclo 2％溶液消毒15min，冲洗后移入培养瓶。经对比筛选，选择出最佳培养基质，即6g/l琼脂、1％活性炭、1g糖/l和2mg/lnaa，该配方能在开放式组培条件下，使移栽成活率达90％左右。将瓶盖拧紧放置24～48h，然后松动瓶盖，放入光照培养箱。温度20℃，光照强度600-700lux，光照时间14h/d，其中红光占比13.6％。
69.其中，本发明实施例提供的从培养皿中(图2(a))移入组培瓶中(图2(b))的生长过程(bar＝1cm)。图2(a)显示的芽苗长度为适宜移植的长度，图2(b)显示移栽8天后芽苗的生长量和自动脱帽的现象。
70.1周后苗木长出子叶并会陆续自动脱帽(即脱掉种皮，图2(b))，将种皮用镊子取出。继续培养。观察根系发育情况，挑选较好的取出，进入下一个培养阶段。
71.(2)悬浮培养阶段
72.去除瓶盖，培养瓶敞口，在室内阳台自然温度和光照下继续培养。每天早晨注水(自来水即可)至没过培养基2-3mm，晚上倒掉，以保持基质晚上的通气状况。
73.在1～2个月内，在培养基上接种蓝绿藻(刚纳入悬浮系统的松苗(图3(a))及1～2月后松苗基质覆盖一层蓝绿藻(图3(b))。蓝绿藻加快了培养基与培养瓶脱离，从而进入悬浮培养阶段。
74.之后注水，使培养基悬浮起来，悬浮高度5mm左右(悬浮系统平视图(图4(a))和底视图(图4(b))，其中(bar＝1cm)。这阶段不必天天换水，但要始终维持一定的根系悬浮空间。尤其在光照充足时，更要在晚间及时补水。在培养基悬浮培养过程中也要及时清除根系周围的气囊(图4(b))，轻轻摇动培养瓶就可清除气囊。
75.(3)水培阶段
76.当有5～6个2cm以上长的根在培养基下部与水界面长出后，将培养基连苗一起取出。小心去除大部分培养基，仅保留根颈以下少部分基质。将经历悬浮培养的黑松移入水培
瓶中(黑松水培苗(图5(a))及水生根(图5(b)，bar＝5mm)。培养瓶中的培养液用普通自来水即可。水培苗最初一段时间用自来水培养，而不需要添加营养液。这样做能够促进水培苗根的进一步伸长，当1-3条根长到5cm以上时，为了促进针叶形成或生长可以施加液体肥料。液肥配方见表1。每次施加1-3ml即可。
77.表1液肥优选配方
[0078][0079]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0080]
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。