本發明涉及霍山石斛組培苗培養方法，尤其涉及一種采用自然光源組培室的霍山石斛組培苗培養方法。

背景技術：

石斛屬蘭科多年生草本植物。霍山石斛俗稱“米斛”，主要分布在安徽西南部的霍山，因其所含的生物堿、粗多糖、氨基酸、微量元素等成分具有強腎益精、厚腸胃、抑制腫瘤細胞、降血糖、增強免疫力、緩解體力疲勞等功效，一直被視為九大“仙草”之首。

霍山石斛組培苗多于組培室中進行培養，然而，傳統的組培室多是針對植物生長所需的“光強”和“光周期”進行調節，缺少“光質”這一重要因素。眾所周知，植物的生長和光照密切相關，而光照具體包括“光強”、“光周期”和“光質”三個因素，缺一不可。

光質，即光源所含的輻射波長范圍，自然光源是全光譜光源，而植物光合作用主要為波長為610-720nm時的紅橙光和波長為400-510nm時的藍紫光。藍紫色光有助于植物光合作用能促進綠葉體生長，蛋白質合成，果實形成，紅橙色光能促進植物糖類的積累，能促進根莖生長，有助于開花結果和延長花期，起到增加產量作用，即不同的生長發育時期需要不同的紅、藍光波的輻射比率和輻射強度。

因此，目前急需一種能協同調控光強、光周期和光質，從而滿足霍山石斛不同生長發育時期需求的組培室。

電致變色玻璃是一種可以通過電流控制色澤深度可逆變化的玻璃，變色材料涂在玻璃表面或夾層內，變色材料一般為單色，如紅色、藍色、綠色，在施加電壓的情況下材料會快速改變透明度和顏色深度，一旦玻璃由淺變深(或反過來)，這種玻璃系統就不再需要電能來保持新狀態，僅在狀態轉變過程中消耗電力。于是，本發明便從電致變色玻璃出發，自制了一種結構簡單、操作方便，既能滿足植物不同生長發育時期對光照的需求，又能保證電量耗損低的自然光源組培室，并據此研究出了一種操作簡單、管理方便、產品品質高的采用自然光源組培室的霍山石斛組培苗培養方法。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種操作簡單、管理方便、產品品質高的霍山石斛組培苗培養方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種采用自然光源組培室的霍山石斛組培苗培養方法，包括如下步驟：

(1)種子萌發

①配制種子萌發培養基，完成后裝入培養瓶中滅菌消毒待用；

②取霍山石斛果實，用70-75％乙醇溶液消毒0.5-1.5分鐘，再用0.1％的升汞溶液浸泡10-20分鐘，然后用無菌水清洗浸泡2-4次，撈出放在無菌濾紙上，切開果實，把粉末狀種子抖落至種子萌發培養基上進行接種；

③將完成接種的培養基置于自然光源組培室中，調控自然光源組培室內的紅、藍光輻射比率為2.5-2.0，光照強度500-800lux，再按照光照時間8-10小時/天，日間平均溫度21-23℃，晝夜溫差3-5℃的培養條件培養，培養25-35天，形成的圓球莖；

(2)圓球莖培養

①配制圓球莖生長培養基，完成后裝入培養瓶中滅菌消毒待用；

②將形成的圓球莖轉移到圓球莖生長培養基上，調控自然光源組培室內的紅、藍光輻射比率為2.0-1.5，光照強度2000-3000lux，再按照光照時間10-12小時/天，日間平均溫度21-23℃，晝夜溫差3-5℃的培養條件培養，55-65天后分化成具有芽和根的小苗；

(3)小苗培養

①配制種苗生長培養基，完成后裝入培養瓶中滅菌消毒待用；

②將長成l-2cm的試管小苗轉移到種苗生長培養基上，調控自然光源組培室內的紅、藍光輻射比率為1.5-1.0，光照強度3000-5000lux，再按照光照時間10-13小時/天，日間平均溫度21-23℃，晝夜溫差7-8℃的培養條件培養，培養70-90天后，試管苗可達到霍山石斛優質試管苗的標準。

作為本發明的優選方式之一，所述步驟(1)中種子萌發培養基為MS培養基，配方為：每升培養基含白砂糖50g，瓊脂4.5g，pH值6-6.2；

所述步驟(2)中圓球莖生長培養基為添加有土豆的MS培養基，配方為：每升培養基含土豆100g，白砂糖40g，瓊脂4.5g，pH值6-6.2；

所述步驟(3)中種苗生長培養基為添加有香蕉的1/2MS培養基，配方為：每升培養基含香蕉75g，白砂糖30g，瓊脂4.5g，pH值6-6.2。

作為本發明的優選方式之一，所述步驟(3)中霍山石斛優質試管苗的標準為：莖高4cm以上，葉片5片以上，葉色深綠，莖粗0.3cm以上，有3條以上正常發育根的霍山石斛試管苗。

作為本發明的優選方式之一，所述培養基的滅菌消毒方式均為高壓蒸汽滅菌鍋滅菌。

作為本發明的優選方式之一，所述自然光源組培室為自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚，所述紅、藍光輻射比率、光照強度、光照時間均通過自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚進行控制調整。

作為本發明的優選方式之一，所述自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚包括溫室大棚和光照調控系統；所述溫室大棚的棚頂及四周設有電致變色玻璃，電致變色玻璃的控制端連接至光照調控系統；所述光照調控系統包括控制系統、蓄電池和設置于溫室大棚的四周及植株旁的光敏傳感器，控制系統上設有電源輸入端、電源輸出端和數據采集端，控制系統通過電源輸入端、電源輸出端和數據采集端分別與蓄電池、電致變色玻璃、光敏傳感器相連；

所述電致變色玻璃的表面設有變色涂料層，所述變色涂料層具體為兩種相間而設的變色涂料層，分別為紅色變色涂料層、藍色變色涂料層；所述紅色變色涂料層、藍色變色涂料層呈格子狀或條狀相間設置于電致變色玻璃的表面。

作為本發明的優選方式之一，所述變色涂料層包括變色載體層和鑲嵌于其內部的呈色物質層，其中，變色載體層為石墨烯制載體層或納米碳制載體層，呈色物質層為金屬鹽層；所述紅色變色涂料層的金屬鹽層具體為酞菁紅金屬鹽層，藍色變色涂料層的金屬鹽層具體為紫羅精金屬鹽層或酞菁藍金屬鹽層。

作為本發明的優選方式之一，所述溫室大棚內設有控制室，控制室內設有控制系統；所述控制系統上還設有液晶顯示器、光照強度調節按鈕和電源開關按鈕。

作為本發明的優選方式之一，所述溫室大棚內還設有反光裝置和組培架；所述反光裝置懸掛于溫室大棚的棚頂，具體為多組并列而設的成串反光球，各組成串反光球之間交錯而設；所述組培架位于溫室大棚底面之上，且設置于反光裝置之間。

作為本發明的優選方式之一，所述溫室大棚內還設有無菌送風裝置；所述無菌送風裝置至少為兩個，分別設于溫室大棚的對角處，無菌送風裝置上還設有初效過濾板和高效過濾板；所述初效過濾板和高效過濾板具體為兩個具有不同過濾孔徑的過濾板。

本發明相比現有技術的優點在于：

(1)整個霍山石斛組培苗培養過程中，對其各階段成長所需光照條件(紅、藍光輻射比率、光照強度、光照時間等)進行了選擇和限定，為獲得最高質量的霍山石斛試管苗提供了基礎；

(2)霍山石斛組培苗培養過程采用自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚便可對光照進行直接調整，簡單、方便；

(3)通過自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚，可以整體或分段調節溫室大棚內部紅、藍光波的輻射比率和輻射強度，滿足霍山石斛在不同階段的生長發育對光質的需求，促進植物生長發育，提高產品品質；

(4)成串反光球的設計使整個智能溫室大棚內光源反光更均勻、充分，更利于組培架上的霍山石斛組培苗對光源的吸收。

附圖說明

圖1是實施例1-3中的采用自然光源組培室的霍山石斛組培苗培養方法的步驟示意圖；

圖2是實施例1中的自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚的整體結構示意圖；

圖3是實施例1中的自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚的兩種呈條狀相間而設的變色涂料層結構示意圖；

圖4是實施例1中的自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚的兩種呈格子狀相間而設的變色涂料層結構示意圖；

圖5是實施例1中的自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚的無菌送風裝置的俯視結構示意圖。

圖中：1為溫室大棚，11為控制室，12為電致變色玻璃，13為變色涂料層，131為紅色變色涂料層，132為藍色變色涂料層，14為反光裝置，141為成串反光球，15為無菌送風裝置，2為光照調控系統，21為控制系統，22為蓄電池，23為光敏傳感器，3為組培架。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1

如圖1所示，本實施例的一種采用自然光源組培室的霍山石斛組培苗培養方法，包括如下步驟：

(1)種子萌發

①配制種子萌發培養基(MS培養基，配方為：每升培養基含白砂糖50g，瓊脂4.5g，pH值6.1)，完成后裝入培養瓶中進行高壓蒸汽滅菌鍋滅菌待用；

②取霍山石斛果實，用73％乙醇溶液消毒1分鐘，再用0.1％的升汞溶液浸泡15分鐘，然后用無菌水清洗浸泡3次，撈出放在無菌濾紙上，切開果實，把粉末狀種子抖落至種子萌發培養基上進行接種；

③將完成接種的培養基置于自然光源組培室中，調控自然光源組培室內的紅、藍光輻射比率為2.3，光照強度700lux，再按照光照時間9小時/天，日間平均溫度22℃，晝夜溫差4℃的培養條件培養，培養30天，形成的圓球莖；

(2)圓球莖培養

①配制圓球莖生長培養基(添加有土豆的MS培養基，配方為：每升培養基含土豆100g，白砂糖40g，瓊脂4.5g，pH值6.1)，完成后裝入培養瓶中進行高壓蒸汽滅菌鍋滅菌待用；

②將形成的圓球莖轉移到圓球莖生長培養基上，調控自然光源組培室內的紅、藍光輻射比率為1.8，光照強度2500lux，再按照光照時間11小時/天，日間平均溫度22℃，晝夜溫差4℃的培養條件培養，60天(期間轉瓶1次)后分化成具有芽和根的小苗；

(3)小苗培養

①配制種苗生長培養基(添加有香蕉的1/2MS培養基，配方為：每升培養基含香蕉75g，白砂糖30g，瓊脂4.5g，pH值6.1)，完成后裝入培養瓶中進行高壓蒸汽滅菌鍋滅菌待用；

②將長成1.5cm的試管小苗轉移到種苗生長培養基上，調控自然光源組培室內的紅、藍光輻射比率為1.3，光照強度4000lux，再按照光照時間12小時/天，日間平均溫度22℃，晝夜溫差7.5℃的培養條件培養，培養80天(期間轉瓶2次)后，試管苗可達到霍山石斛優質試管苗的標準，即莖高4cm以上，葉片5片以上，葉色深綠，莖粗0.3cm以上，有3條以上正常發育根。

具體地，上述紅、藍光輻射比率、光照強度、光照時間均通過自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚(自然光源組培室)進行控制調整，如圖2-5所示，該自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚的結構如下：

上述自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚包括溫室大棚1和光照調控系統2；

溫室大棚1為內設控制室11的溫室大棚1，溫室大棚1的棚頂及四周設有電致變色玻璃12，電致變色玻璃12的控制端連接至光照調控系統2；電致變色玻璃12的表面設有變色涂料層13，該變色涂料層13具體為兩種呈格子狀或條狀相間而設的變色涂料層13，分別為紅色變色涂料層131、藍色變色涂料層132；變色涂料層13包括變色載體層和鑲嵌于其內部的呈色物質層，其中，變色載體層為石墨烯制載體層或納米碳制載體層，呈色物質層為金屬鹽層。進一步地，紅色變色涂料層131的金屬鹽層具體為酞菁紅金屬鹽層，藍色變色涂料層132的金屬鹽層具體為紫羅精金屬鹽層或酞菁藍金屬鹽層；

光照調控系統2包括控制系統21、蓄電池22和光敏傳感器23；控制系統21位于控制室11內，其上設有電源輸出端、電源輸入端和數據采集端；控制系統21通過電源輸出端與蓄電池22相連，接收其供電，再將其通過電源輸入端傳電至電致變色玻璃12，使其發生色變形態，從而提供相應光照，設置于溫室大棚1四周及植株旁的光敏傳感器23再將光照信息通過數據采集端傳送回至控制系統21；控制系統21上還設有液晶顯示器、光照強度調節按鈕和電源開關按鈕，其中，液晶顯示器可明確顯示出從光敏傳感器23采集到的光照信息，光照強度調節按鈕可通過調節電致變色玻璃12兩端的電壓值來控制其光照強度，電源開關按鈕則可直接控制電源的開關；

此外，溫室大棚1內還設有反光裝置14、組培架3和無菌送風裝置15；反光裝置14懸掛于溫室大棚1的棚頂，可對溫室大棚1內的光照進行全面的反光，反光裝置14具體為多組并列而設的成串反光球141，各組成串反光球141之間交錯而設，反光更均勻；組培架3用于霍山石斛的放置，位于溫室大棚1底面之上，且設置于反光裝置14之間，使組培架3上的植物能充分吸收光照；無菌送風裝置15具體為兩個，分別設于溫室大棚1的對角，該裝置運行時可形成對流空氣；此外，因無菌送風裝置15上還設有初效過濾板和高效過濾板(圖中未標示)，即兩個具有不同過濾孔徑的過濾板，使得溫室大棚1內對流空氣表現為無菌對流空氣。

實施例2

如圖1所示，本實施例的一種采用自然光源組培室的霍山石斛組培苗培養方法，包括如下步驟：

(1)種子萌發

①配制種子萌發培養基(MS培養基，配方為：每升培養基含白砂糖50g，瓊脂4.5g，pH值6)，完成后裝入培養瓶中進行高壓蒸汽滅菌鍋滅菌待用；

②取霍山石斛果實，用70％乙醇溶液消毒0.5分鐘，再用0.1％的升汞溶液浸泡10分鐘，然后用無菌水清洗浸泡2次，撈出放在無菌濾紙上，切開果實，把粉末狀種子抖落至種子萌發培養基上進行接種；

③將完成接種的培養基置于自然光源組培室中，調控自然光源組培室內的紅、藍光輻射比率為2.5，光照強度500lux，再按照光照時間8小時/天，日間平均溫度21℃，晝夜溫差3℃的培養條件培養，培養25天，形成的圓球莖；

(2)圓球莖培養

①配制圓球莖生長培養基(添加有土豆的MS培養基，配方為：每升培養基含土豆100g，白砂糖40g，瓊脂4.5g，pH值6)，完成后裝入培養瓶中進行高壓蒸汽滅菌鍋滅菌待用；

②將形成的圓球莖轉移到圓球莖生長培養基上，調控自然光源組培室內的紅、藍光輻射比率為2.0，光照強度2000lux，再按照光照時間10小時/天，日間平均溫度21℃，晝夜溫差3℃的培養條件培養，55天(期間轉瓶1次)后分化成具有芽和根的小苗；

(3)小苗培養

①配制種苗生長培養基(添加有香蕉的1/2MS培養基，配方為：每升培養基含香蕉75g，白砂糖30g，瓊脂4.5g，pH值6)，完成后裝入培養瓶中進行高壓蒸汽滅菌鍋滅菌待用；

②將長成lcm的試管小苗轉移到種苗生長培養基上，調控自然光源組培室內的紅、藍光輻射比率為1.5，光照強度3000lux，再按照光照時間10小時/天，日間平均溫度21℃，晝夜溫差7℃的培養條件培養，培養70天(期間轉瓶2次)后，試管苗可達到霍山石斛優質試管苗的標準，即莖高4cm以上，葉片5片以上，葉色深綠，莖粗0.3cm以上，有3條以上正常發育根。

具體地，上述紅、藍光輻射比率、光照強度、光照時間均通過自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚(自然光源組培室)進行控制調整，而該自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚的結構與實施例1中自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚的結構相同。

實施例3

如圖1所示，本實施例的一種采用自然光源組培室的霍山石斛組培苗培養方法，包括如下步驟：

(1)種子萌發

①配制種子萌發培養基(MS培養基，配方為：每升培養基含白砂糖50g，瓊脂4.5g，pH值6.2)，完成后裝入培養瓶中進行高壓蒸汽滅菌鍋滅菌待用；

②取霍山石斛果實，用75％乙醇溶液消毒1.5分鐘，再用0.1％的升汞溶液浸泡20分鐘，然后用無菌水清洗浸泡4次，撈出放在無菌濾紙上，切開果實，把粉末狀種子抖落至種子萌發培養基上進行接種；

③將完成接種的培養基置于自然光源組培室中，調控自然光源組培室內的紅、藍光輻射比率為2.0，光照強度800lux，再按照光照時間10小時/天，日間平均溫度23℃，晝夜溫差5℃的培養條件培養，培養35天，形成的圓球莖；

(2)圓球莖培養

①配制圓球莖生長培養基(添加有土豆的MS培養基，配方為：每升培養基含土豆100g，白砂糖40g，瓊脂4.5g，pH值6.2)，完成后裝入培養瓶中進行高壓蒸汽滅菌鍋滅菌待用；

②將形成的圓球莖轉移到圓球莖生長培養基上，調控自然光源組培室內的紅、藍光輻射比率為1.5，光照強度3000lux，再按照光照時間12小時/天，日間平均溫度23℃，晝夜溫差5℃的培養條件培養，65天(期間轉瓶1次)后分化成具有芽和根的小苗；

(3)小苗培養

①配制種苗生長培養基(添加有香蕉的1/2MS培養基，配方為：每升培養基含香蕉75g，白砂糖30g，瓊脂4.5g，pH值6.2)，完成后裝入培養瓶中進行高壓蒸汽滅菌鍋滅菌待用；

②將長成2cm的試管小苗轉移到種苗生長培養基上，調控自然光源組培室內的紅、藍光輻射比率為1.0，光照強度5000lux，再按照光照時間13小時/天，日間平均溫度23℃，晝夜溫差8℃的培養條件培養，培養90天(期間轉瓶2次)后，試管苗可達到霍山石斛優質試管苗的標準，即莖高4cm以上，葉片5片以上，葉色深綠，莖粗0.3cm以上，有3條以上正常發育根。

具體地，上述紅、藍光輻射比率、光照強度、光照時間均通過自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚(自然光源組培室)進行控制調整，而該自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚的結構與實施例1中自制的基于電致變色玻璃的智能溫室大棚的結構相同。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。