第一节 环境控制在光自养微繁殖中的意义

微繁殖的目标是快速繁殖遗传优良、生理一致、发育正常、无病无毒的群体植株，植株能够在短时间和低成本的条件下驯化，能进行自动化的环境控制系统和很少的人工操作。然而，在传统的组织培养技术中，一直把培养基的配方作为研究的重点。包括培养基的类型、培养基质组成的生化效应（糖、矿物质、植物生长素、维生素、氨基酸等）、植物激素的种类、各种植物激素在培养基中的含量、细胞生长素和细胞分裂素之间的比例。事实上，光照、温度、湿度、培养基质、CO₂浓度、植株的密度、培养容器中空气的流通速度等环境因素极大的影响小植株的生长发育。在培养室中,环境变化的结构和一个温室的变化是相似的,植株和培养容器的内外环境之间是相互联系的。但是培养室的环境控制比温室或田野容易得多,因为许多的环境参数,例如温度和光照可以保持不变；光合作用、水和营养、CO₂吸收和暗期的呼吸率可以进行控制。但培养容器内的环境对植株生长的影响的研究远远落后于对温室的研究。然而最近的研究表明物理环境因素对微繁殖植株的生长发育有着极大的影响。在过去十年里，已有大量论文论述了环境对试管苗生长发育的影响。这些论文建议微繁殖环境控制将成为一项基本技术措施，以期望在较短的培养时间内得到成本低，质量好的植株。现代的研究已经发现容器中的小植株有很高的光合能力。在无糖培养基中它们的生长发育比在有糖培养基中能被促进。无糖培养比一般有糖培养的优势在于：植物的生长发育快，生长整齐；植株很少有生理和形态的毛病，生物学的污染很少；在过渡期间，小植物有很高的成活率；因为污染少，大型的培养容器能被使用；生产成本能够降低；植物的质量能够极大地提高。但这些优势必须是在环境控制的条件下才能得以实现。

在植物微繁殖规模化生产中，容器中环境因素的检测和控制及环境控制对植物的光合作用和光形态建成的影响显得特别重要。为了促进植株的光合作用和叶面的蒸发，以促进矿物质的吸收，为了能够为植株提供最佳的物理或化学的环境条件,特别是为了降低生产成本。微繁殖中的环境控制是十分重要的。 环境控制的意义在于：1）促进植株的生长和发育，即增加植株的鲜重和干重、茎节数和叶面积。2）提高生根率。3）减少植株形态学和生理学的紊乱，例如玻璃苗的产生。4）减少来自微生物的污染例如细菌、真菌、藻类等引起的植物的损失。5）提高植物生长和发育的一致性，减少外来生长调节物质的过度使用，更快的促进过渡阶段植株健壮的生长和发育。

在植物无糖组织培养中，容器内外气体交换，CO₂的浓度、光照强度、培养基质的种类、培养基中植物生长调节剂的含量、容器内的湿度和温度，在不同种类小植物生长发育过程中扮演着重要的角色。它们是小植株的微环境。极大的影响着植株的纯光合速率，植株的品质和培养周期，从而影响到生产成本。在植物的生产系统中，环境控制对促进植物的光合作用或者说生长发育是十分必要的，光包括光的分、光周期、光强度不仅仅是提供光合作用的能源，而且影响植株形态的建成， 为了达到自动化和高质量的植物生产，必须了解容器内环境的特性和如何进行环境控制。