植物无糖培养系统及植物培养容器
技术领域
[0001] 本
发明属于植物培养技术领域，涉及一种植物培养系统，尤其涉及一种植物无糖培养系统。
背景技术
[0002] 微繁殖的目标是在短时间内获得大量的遗传相同、生理一致、生长发育正常的植株。然而，在传统的植物组织培养微繁殖中，小植株生长的
碳源主要依赖于培养基中的糖，但糖促进了
微生物的污染；为避免污染，不得不使用密闭的小容器进行培养，导致植株生理紊乱、种苗品质差、移栽成活率低等问题突出。而且，小容器操作繁琐，人
力资源消耗大，机械化程度低，难以实现植物组培快繁的工厂化生产。
[0003] 植物无糖培养微繁殖是以CO2替代培养基中的糖作为碳源，采用人工
环境控制手段，为容器中小植株的生长提供适宜的光照、
温度、湿度、CO2浓度、营养等条件，从而促使植物的生长发育和快速繁殖。克服了传统组培中污染率高，植物生长发育不良、生理形态紊乱、畸形、生长发育延缓或死亡等问题；可显著提高种苗
质量，缩短培养周期，提高劳动生产率，降低生产成本。
[0004] 然而，虽然植物无糖培养微繁殖的研究和试验已经非常成功，但实际应用还是受到一定的限制，其中的一个主要原因就是需要应用微环境控制方面专业的技术。没有充分理解容器中小植株的生理特性，容器内的环境，容器外的环境，培养容器的物理或构造特性之间的关系，将不可能成功地应用光自养微繁殖系统，使用最少的
能源和原料生产高品质的植株。光自养微繁殖控制系统的复杂性会导致生产的失败，培养容器是小植株生长的场所，是植物组织培养中最重要的影响因素之一，保证培养容器内小植株CO2的供给和浓度的调控是其关键技术之一，所以必须设计和发明植物无糖快繁的培养容器和CO2补充供给系统。
[0005] 有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的培养系统，以便克服现有培养方式存在的上述
缺陷。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种植物无糖培养系统，可保证植物在培养过程中，所需的光照、CO2、温度、湿度得到充分的满足，特别是可根据植物生长情况和光合作用调节气流速度,补充CO2气体和
营养液的有效供给。实现了植物无糖组培快繁技术的应用和推广，为种苗的工厂化自动化生产提供了保障。
[0007] 此外，本发明还提供一种植物培养容器，可保证植物在培养过程中，所需的光照、CO2、温度、湿度得到充分的满足，特别是可根据植物生长情况和光合作用调节气流速度,补充CO2气体和营养液的有效供给。实现了植物无糖组培快繁技术的应用和推广，为种苗的工厂化自动化生产提供了保障。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0009] 一种植物无糖培养系统，所述植物无糖培养系统包括：密闭培养室、培养架、培养容器、
风扇、CO2
钢瓶、电磁
阀、供气管道、CO2浓度计、
空调；
[0010] 所述密闭培养室内根据房间的大小，放置若干个多层的培养架，培养架上放置多个培养容器；CO2钢瓶通过供气管道与
电磁阀相连接，电磁阀通过供气管道同时与CO2浓度计和空调的出风口相连；
[0011] 所述密闭培养室内部通过空调控温，并进行空气的内循环,以保证CO2气体的高效利用；
[0012] 所述培养系统把强制性换气和自然换气有机结合在一起，高浓度的CO2通过空调的出风口与空气混合后，均匀的分布于培养室中，再通过培养容器上的透气孔进入培养容器内供植物进行光合作用和生长发育；
[0013] 所述培养系统把CO2钢瓶通过供体管道与电磁阀相连接，电磁阀通过管道同时与CO2浓度计和空调的出风口相连，使CO2的浓度控制和供给方式简单易行；
[0014] 所述培养系统多层的培养架上装有风扇，当容器采用自然换气时，风扇的运行促进容器内外气流的交换，保证CO2气体的供给；
[0015] 所述钢瓶内高浓度的CO2气体由电磁阀控制，通过供气管道在空调的出风口与空气混合后，被均匀的送到密闭培养室的各个
角落，再通过培养容器上的透气孔进入容器中，供培养植物所用；
[0016] 密闭培养室的CO2浓度由电磁阀和CO2浓度计相连来控制，CO2控制浓度为：C3植物1000～2000ppm,C4植物2000～3000ppm,CO2供给的时间与光照时间同步；
[0017] 所述的培养容器包括：培养容器上层、培养容器下层、营养液缓流孔、营养液输出口、营养液输入口、压力
泵、透气孔；
[0018] 所述培养容器分上下两层，容器上下两层之间的隔板上留有营养液缓流孔，容器下层留有营养液的输出口，容器上层留有营养液的输入口，输入口和输出口通过营养液管与压力泵相连，培养容器的顶部或侧面开有透气孔；
[0019] 所述培养容器由透明材质制成，培养容器为长方体或正方体或圆球体；
[0020] 所述培养容器上下两层之间的隔板上留有营养液缓流孔，容器下层留有营养液的输出口，容器上层留有营养液的输入口，输入口和输出口通过营养液管与压力泵相连，实现营养液的循环流动；
[0021] 所述培养容器分为上下两层，进行固体培养，或者进行液体培养和气雾培养；进行液体培养或气雾培养时，有外接营养液循环管道，把下层的营养液输入到上层，再通过营养液缓流孔缓慢流回到下层实现营养液再循环；只需通过调节营养液的循环时间，实现各种培养；如果是使用凝胶状的培养基质,则不需要循环营养液；
[0022] 所述培养容器上下两层之间的隔板上留有营养液缓流孔，缓流孔为1个或多个；所述培养容器的顶部或侧面开有透气孔，透气孔为1个或多个，贴上透气膜进行自然换气；或插入气管使用气泵和
过滤器进行强制性换气；所述培养容器的顶部或侧面开有透气孔，透气孔为1个或多个。
[0023] 一种植物培养容器，所述植物培养容器包括：所述的培养容器包括：培养容器上层、培养容器下层、营养液缓流孔、营养液输出口、营养液输入口、压力泵；
[0024] 所述培养容器分上下两层，容器上下两层之间的隔板上留有营养液缓流孔，容器下层留有营养液的输出口，容器上层留有营养液的输入口，输入口和输出口通过营养液管与压力泵相连，培养容器的顶部或侧面开有透气孔。
[0025] 作为本发明的一种优选方案，所述培养容器由透明材质制成，培养容器为长方体或正方体或圆球体。
[0026] 作为本发明的一种优选方案，所述培养容器上下两层之间的隔板上留有营养液缓流孔，容器下层留有营养液的输出口，容器上层留有营养液的输入口，输入口和输出口通过营养液管与压力泵相连，实现营养液的循环流动。
[0027] 作为本发明的一种优选方案，所述培养容器分为上下两层，可进行固体培养，液体培养和气雾培养；进行液体培养或气雾培养时，有外接营养液循环管道，把下层的营养液输入到上层，再通过营养液缓流孔缓慢流回到下层实现营养液再循环；只需通过调节营养液的循环时间，实现各种培养；如果是使用凝胶状的培养基质,则不需要循环营养液。
[0028] 作为本发明的一种优选方案，所述培养容器上下两层之间的隔板上留有营养液缓流孔，缓流孔为1个或多个；
[0029] 所述培养容器的顶部或侧面开有透气孔，透气孔为1个或多个，贴上透气膜进行自然换气；或插入气管使用气泵和过滤器进行强制性换气；所述培养容器的顶部或侧面开有透气孔，透气孔为1个或多个。
[0030] 本发明是通过以下的培养方法实现的，如果是进行固体培养可使用琼脂，也可用多孔的材料作为培养基质，例如：蛭石、珍珠岩、
泥炭土等，使用无糖培养基(不加糖和有机物，仅加入大量元素、
铁盐和微量元素)。营养液和基质进行高温或高压灭菌，培养容器清洗干净后用70度以上的热
水浸泡消毒后即可使用。如果是进行液体培养或气雾培养，培养容器的下层加入营养液，上层培养植物，通过调节营养液供给的时间实现液体培和气雾培；在培养过程中通调节容器的进气量来满足植物生长和光合作用对CO2、空气湿度的需求。
[0031] 本发明的有益效果在于：本发明提出的植物无糖培养系统，把自然换气和强制换气两种方法相结合，很好的解决了植物培养过程中，补充培养容器中的CO2和调节湿度的问题，简化了生产程序；解决了传统组织培养中存在的植物生长发育不良、生理形态紊乱、畸形、生长发育延缓或死亡等问题；可显著促进小植株的生长,提高种苗质量，缩短培养周期50％,显著降低生产成本，有利于植物快繁的规模化、工厂化和自动化生产。
[0032] 本发明把CO2供给、气体循环、温度和湿度控制有机的结合在一起、使CO2分布和气流的运动更均匀，有效促进了植株的生长和光合作用，植株生长快速健壮，根系发达，移栽成活率高。
[0033] 本发明简化了现有组培技术的工艺流程和设备,可以使用体积大或小的培养容器,并使培养可同时兼顾多种培养方式,固体培、液体培、基质培,气雾培等，且运行平稳,可控性强,管理简单，运行成本低。
[0034] 本发明并通过调节营养液的循环次数，方便有效的控制培养容器内的空气湿度，并为植物生长创造一个最佳的
根际环境，流动的水、溶解
氧的增加、无糖的培养基促使植物自身进行光合作用，这些因素都可以促进植物根系形成和生长，显著提高小植株的生根率。
附图说明
[0035] 图1为本发明植物无糖培养系统的组成示意图。
[0036] 图2为本发明培养容器的结构示意图。
具体实施方式
[0037] 下面结合附图详细说明本发明的优选
实施例。
[0038] 实施例一
[0039] 请参阅图1，本发明揭示了一种植物无糖培养系统，所述植物无糖培养系统包括：密闭培养室1、培养架2、培养容器3、风扇5、CO2钢瓶6、电磁阀7、供气管道8、CO2浓度计9、空调
10。
[0040] 所述密闭培养室1内根据房间的大小，放置若干个多层的培养架2，培养架2上放置多个培养容器3；CO2钢瓶6通过供体管道8与电磁阀7相连接，电磁阀7通过供气管道8同时与CO2浓度计9和空调10的出风口相连。所述密闭培养室1内部通过空调10控温，并进行空气的内循环,以保证CO2气体的高效利用。
[0041] 所述培养系统把强制性换气和自然换气有机结合在一起，高浓度的CO2通过空调的出风口与空气混合后，均匀的分布于培养室中，再通过培养容器上的透气孔4进入培养容器内供植物进行光合作用和生长发育；
[0042] 所述培养系统把CO2钢瓶通过供体管道与电磁阀相连接，电磁阀通过管道同时与CO2浓度计和空调的出风口相连，使CO2的浓度控制和供给方式简单易行；
[0043] 所述培养系统多层的培养架上装有风扇，当容器采用自然换气时，风扇的运行促进容器内外气流的交换，保证CO2气体的供给；
[0044] 所述钢瓶内高浓度的CO2气体由电磁阀控制，通过CO2供气管道在空调的出风口与空气混合后，被均匀的送到密闭培养室的各个角落，再通过培养容器上的透气孔进入容器中，供培养植物所用；
[0045] 密闭培养室的CO2浓度由电磁阀和CO2浓度计相连来控制，CO2控制浓度为：C3植物1000～2000ppm,C4植物2000～3000ppm,CO2供给的时间与光照时间同步。
[0046] 请参阅图2，所述的培养容器包括：培养容器上层31、培养容器下层32、营养液缓流孔33、营养液输出口34、营养液输入口35、压力泵36、透气孔37。
[0047] 所述培养容器分上下两层，容器上下两层之间的隔板上留有营养液缓流孔，容器下层留有营养液的输出口，容器上层留有营养液的输入口，输入口和输出口通过营养液管与压力泵相连，培养容器的顶部或侧面开有透气孔。
[0048] 所述培养容器由透明材质制成，培养容器为长方体或正方体或圆球体。所述培养容器上下两层之间的隔板上留有营养液缓流孔，容器下层留有营养液的输出口，容器上层留有营养液的输入口，输入口和输出口通过营养液管与压力泵相连，实现营养液的循环流动。
[0049] 所述培养容器分为上下两层，可进行固体培养，液体培养和气雾培养；进行液体培养或气雾培养时，有外接营养液循环管道，把下层的营养液输入到上层，再通过营养液缓流孔缓慢流回到下层实现营养液再循环；只需通过调节营养液的循环时间，实现各种培养；如果是使用凝胶状的培养基质,则不需要循环营养液。
[0050] 所述培养容器上下两层之间的隔板上留有营养液缓流孔，缓流孔为1个或多个；所述培养容器的顶部或侧面开有透气孔，透气孔为1个或多个，贴上透气膜进行自然换气；或插入气管使用气泵和过滤器进行强制性换气；所述培养容器的顶部或侧面开有透气孔，透气孔为1个或多个。
[0051] 实施例二
[0052] 一种植物无糖培养系统，所述植物无糖培养系统包括：密闭培养室、培养架、培养容器、混气机构、CO2存储容器、电磁阀、供气管道、CO2浓度计、空调；
[0053] 所述密闭培养室内根据房间的大小，放置至少一个培养架，培养架上放置至少一个培养容器；CO2存储容器通过供体管道与电磁阀相连接，电磁阀通过供气管道同时与CO2浓度计和空调的出风口相连；
[0054] 所述密闭培养室内部通过空调控温，并进行空气的内循环,以保证CO2气体的高效利用；
[0055] 所述培养系统把强制性换气和自然换气有机结合在一起，高浓度的CO2通过空调的出风口与空气混合后，均匀的分布于培养室中，再通过培养容器上的透气孔进入培养容器内供植物进行光合作用和生长发育；
[0056] 所述培养系统把CO2存储容器通过供体管道与电磁阀相连接，电磁阀通过管道同时与CO2浓度计和空调的出风口相连；
[0057] 所述培养系统多层的培养架上装有混气机构，当容器采用自然换气时，混气机构的运行促进容器内外气流的交换，保证CO2气体的供给；
[0058] 所述存储容器内高浓度的CO2气体由电磁阀控制，通过CO2供气管道在空调的出风口与空气混合后，被均匀的送到密闭培养室的各个角落，再通过培养容器上的透气孔进入容器中，供培养植物所用。
[0059] 实施例三
[0060] 本发明揭示一种换气系统，所述换气系统包括：密闭培养室、培养架、培养容器、透气孔、风扇、CO2钢瓶、电磁阀、CO2供气管道、CO2浓度计、空调。
[0061] 所述的密闭培养室内根据房间的大小，可放置多个多层的培养架，培养架上可以放置多个培养容器。CO2钢瓶通过气体管道与电磁阀相连接，电磁阀通过管道同时与CO2浓度计和空调的出风口相联。
[0062] 作为本发明
专利的一种优选方案，所述密闭培养室面积不受任何限制,可大可小,但必须是洁净和密封的,培养室内部通过空调控温，并进行空气的内循环,以保证CO2气体的高效利用。
[0063] 作为本发明专利的一种优选方案，所述换气系统把强制性换气和自然换气有机结合在一起，高浓度的CO2通过空调的出风口与空气混合后，均匀的分布于培养室中，再通过培养容器上的透气孔进入培养容器内供植物进行光合作用和生长发育。
[0064] 作为本发明专利的一种优选方案，所述换气系统把CO2钢瓶通过气体管道与电磁阀相连接，电磁阀通过管道同时与CO2浓度计和空调的出风口相联，使CO2的浓度控制和供给方式简单易行。
[0065] 作为本发明专利的一种优选方案，所述换气系统多层的培养架上装有风扇，当容器采用自然换气时，风扇的运行可以有效促进容器内外气流的交换，保证CO2气体的供给。
[0066] 其系统运行方式为：钢瓶内高浓度的CO2气体由电磁阀控制，通过CO2供气管道在空调的出风口与空气混合后，被均匀的送到密闭培养室的各个角落，再通过培养容器上的透气孔进入容器中，供培养植物所用。培养室的CO2浓度由电磁阀和CO2浓度计相联来控制，CO2控制浓度为：C3植物1000-2000ppm,C4植物2000-3000ppm,CO2供给的时间与光照时间同步。
[0067] 本发明还揭示一种培养容器，所述的培养容器包括：培养容器上层、培养容器下层、营养液缓流孔、营养液输出口、营养液输入口、压力泵、透气孔。
[0068] 所述培养容器分上下两层，容器上下两层之间的隔板上留有营养液缓流孔，容器下层留有营养液的输出口，容器上层留有营养液的输入口，输入口和输出口通过营养液管与压力泵相联，培养容器的顶部或侧面开有透气孔。
[0069] 作为本发明专利的一种优选方案，所述培养容器由透明材质制成，培养容器其形状和大小可以任意设定，可为长方体、正方体、圆球体等；
[0070] 作为本发明专利的一种优选方案，容器上下两层之间的隔板上留有营养液缓流孔，容器下层留有营养液的输出口，容器上层留有营养液的输入口，输入口和输出口通过营养液管与压力泵相联，可以实现营养液的循环流动。
[0071] 作为本发明专利的一种优选方案，所述的培养容器分为上下两层，可以进行固体培养，也可以进行液体培养和气雾培养；进行液体培养或气雾培养时，有外接营养液循环管道，把下层的营养液输入到上层，再通过营养液缓流孔缓慢流回到下层实现营养液再循环。只需通过调节营养液的循环时间，便可实现各种培养。如果是使用凝胶状的培养基质例如琼脂、卡那胶等,则不需要循环营养液。
[0072] 作为本发明专利的一种优选方案，容器上下两层之间的隔板上留有营养液缓流孔，缓流孔可以是1个或多个，数量的多少可根据植物的培养方式：固体培、液体培或气雾培来确定。
[0073] 作为本发明专利的一种优选方案，培养容器的顶部或侧面开有透气孔，透气孔可以是1个或多个，可以贴上透气膜进行自然换气；也可插入气管使用气泵和过滤器进行强制性换气。
[0074] 作为本发明专利的一种优选方案，培养容器其形状和大小可以任意设定，培养容器的顶部或侧面开有透气孔，透气孔可以是1个或多个，其最重要的因素是容器的换气次数，一般而言，容器的换气次数在3-10之间较为适宜，可随植物培养时间的延长逐渐增大换气次数。
[0075] 综上所述，本发明提出的植物无糖培养系统，把自然换气和强制换气两种方法相结合，很好的解决了植物培养过程中，补充培养容器中的CO2和调节湿度的问题，简化了生产程序；解决了传统组织培养中存在的植物生长发育不良、生理形态紊乱、畸形、生长发育延缓或死亡等问题；可显著促进小植株的生长,提高种苗质量，缩短培养周期50％,显著降低生产成本，有利于植物快繁的规模化、工厂化和自动化生产。
[0076] 本发明把CO2供给、气体循环、温度和湿度控制有机的结合在一起、使CO2分布和气流的运动更均匀，有效促进了植株的生长和光合作用，植株生长快速健壮，根系发达，移栽成活率高。
[0077] 本发明简化了现有组培技术的工艺流程和设备,可以使用体积大或小的培养容器,并使培养可同时兼顾多种培养方式,固体培、液体培、基质培,气雾培等，且运行平稳,可控性强,管理简单，运行成本低。
[0078] 本发明并通过调节营养液的循环次数，方便有效的控制培养容器内的空气湿度，并为植物生长创造一个最佳的根际环境，流动的水、溶解氧的增加、无糖的培养基促使植物自身进行光合作用，这些因素都可以促进植物根系形成和生长，显著提高小植株的生根率。
[0079] 这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的
变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
