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不同濃度營(yíng)養(yǎng)液對(duì)切花月季水培的影響

2022-09-08 09:38李卓雨呂紅桃伏軒儀陳瓊英
種子科技 2022年14期
關(guān)鍵詞:水培蒸餾水細(xì)胞膜

李卓雨,呂紅桃,伏軒儀,陳瓊英

(1.佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院,廣東 佛山 528000;2.晉中信息學(xué)院,山西 晉中 030800)

水培培養(yǎng)需要一定的育花知識(shí),水培的觀賞性?xún)r(jià)值高,容易上手,比土培養(yǎng)護(hù)更加方便,觀賞效果更好,外觀簡(jiǎn)潔大方,具有凈化空氣的功效。文章通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比得出最適合切花月季花水培的營(yíng)養(yǎng)液濃度,供養(yǎng)花人士參考。

1 研究進(jìn)展

無(wú)土栽培技術(shù)隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展,水培試驗(yàn)也取得了突出的進(jìn)步。水培試驗(yàn)過(guò)程中許多細(xì)節(jié)方面的處理和外部的不可控因素對(duì)試驗(yàn)?zāi)芊袢〉贸晒χ陵P(guān)重要。營(yíng)養(yǎng)液成分是重要的影響因素之一,缺乏某種促進(jìn)切花月季生長(zhǎng)的元素,會(huì)使其不能正常生長(zhǎng),造成發(fā)育不良等現(xiàn)象,表現(xiàn)為花色變黃、根部變黃,甚至影響水培植物成活。每種植物需要營(yíng)養(yǎng)液中的成分和含量比例不同,不是一成不變的。

黃益鴻等(2010)[1]研究表明,1/2 園試標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)液濃度適合白掌生長(zhǎng),1/4 園試標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)液濃度適合太陽(yáng)神生長(zhǎng),與火鶴不同,花葉萬(wàn)年青受營(yíng)養(yǎng)液濃度的影響較小。秦麗娟等(2009)[2]研究表明,不同營(yíng)養(yǎng)液對(duì)火鶴的長(zhǎng)勢(shì)、葉綠素含量、葉面積等均有影響。不同水培植物的生長(zhǎng)特點(diǎn)不同,所需生長(zhǎng)環(huán)境也不同,營(yíng)養(yǎng)液對(duì)水培植物的影響也不同[3-4]。在低濃度培養(yǎng)液中,火鶴的生長(zhǎng)明顯受到抑制,而對(duì)花葉萬(wàn)年青的生長(zhǎng)影響不大,因而花葉萬(wàn)年青更適用于魚(yú)植共養(yǎng)系統(tǒng)[5]。水培方式由于營(yíng)養(yǎng)和水分供應(yīng)充足均衡、管理方便、植株生長(zhǎng)速度快、觀賞品質(zhì)好、不易帶病而深受消費(fèi)者歡迎[6]。研究表明,在適宜的范圍內(nèi),提高營(yíng)養(yǎng)液濃度能提高植株葉片的葉綠素含量,促進(jìn)光合作用,改善品質(zhì)[7-8],并最終提高產(chǎn)量。而過(guò)高的營(yíng)養(yǎng)液濃度會(huì)抑制植株生長(zhǎng),降低根系活力和養(yǎng)分利用效率,并抑制產(chǎn)量的提高和品質(zhì)的改善[9-10]。林多等(2007)[11]研究表明,低濃度營(yíng)養(yǎng)液不利于網(wǎng)紋甜瓜植株生長(zhǎng),而高濃度營(yíng)養(yǎng)液使植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)旺,產(chǎn)量、品質(zhì)變劣。別之龍等(2002)[12]研究表明,提高營(yíng)養(yǎng)液濃度會(huì)增加植株體內(nèi)硝酸鹽的累積。逆境條件下會(huì)使植物細(xì)胞的膜系統(tǒng)受到傷害,使細(xì)胞膜透性增大,使內(nèi)容物外滲,所以將細(xì)胞膜受損的植物放到蒸餾水中時(shí)電解質(zhì)的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于完好植物放到蒸餾水中的電解質(zhì)含量。細(xì)胞膜受損程度越大,電解質(zhì)越多,細(xì)胞膜相對(duì)透性越大。在電解質(zhì)外滲的同時(shí)伴隨著細(xì)胞內(nèi)可溶性有機(jī)物的分泌,引起外滲液中可溶性糖及糖類(lèi)化合物等含量的增長(zhǎng)。

不同類(lèi)型的植物水培時(shí)對(duì)不同營(yíng)養(yǎng)液成分與含量的要求都有特定規(guī)定。所以研究了解植物的最佳營(yíng)養(yǎng)液濃度對(duì)于培養(yǎng)高效、高質(zhì)的水培植物具有重要指導(dǎo)意義。

2 營(yíng)養(yǎng)液介紹

營(yíng)養(yǎng)液是一種新型營(yíng)養(yǎng)液,是在環(huán)境生物生態(tài)共生技術(shù)、菌根共生原理技術(shù)下經(jīng)過(guò)3 道工序發(fā)酵、螯合、物理活化合成的。營(yíng)養(yǎng)液在無(wú)土栽培中起著舉足輕重的作用,不同植物對(duì)于營(yíng)養(yǎng)液中成分含量的類(lèi)別和多少需求不同。氮和鉀的含量是區(qū)分營(yíng)養(yǎng)液的關(guān)鍵。植物營(yíng)養(yǎng)液內(nèi)一般包含各種植物所需的微量和大量元素,有利于植物吸收生長(zhǎng)。營(yíng)養(yǎng)液一般情況下每7~10 d使用1 次,每次3~5 滴,最好按比例用清水稀釋后向葉片噴施,有利于植物生長(zhǎng)發(fā)育。如果施用于土壤則易于被土壤吸收,供給植物根吸收得就少,而且不均衡。

水培植物的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源于各種大量元素和微量元素,應(yīng)將切花月季水培生長(zhǎng)發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)成分及各化合物按園式標(biāo)準(zhǔn)配方營(yíng)養(yǎng)液配制。營(yíng)養(yǎng)液是將含有植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的各種營(yíng)養(yǎng)元素和某些微量元素的化合物,按一定比例溶于水所配制而成的溶液。營(yíng)養(yǎng)液有利于延長(zhǎng)養(yǎng)分的有效性。水培生產(chǎn)的成功與否,很大程度上取決了營(yíng)養(yǎng)液配方和濃度是否合適、營(yíng)養(yǎng)液管理是否能滿(mǎn)足植物各個(gè)不同生長(zhǎng)階段的需求[13]。

3 研究?jī)?nèi)容與方法

3.1 試驗(yàn)材料

薩曼莎切花月季。

3.2 藥品

硫酸鎂MgSO4·4H2O,硫酸銅CuSO4·5H2O,硝酸鈣CaNO3·24H2O,硝酸鉀KNO3,磷酸二氫銨NH4H2PO4,螯合鐵Fe-EDTA,硫酸錳MnSO4·4H2O,硼酸H3BO3,硫酸鋅ZnSO4·4H2O,鉬酸銨(NH4)2MOO4。

3.3 營(yíng)養(yǎng)液配制過(guò)程

配制3 種營(yíng)養(yǎng)液,A 為園式標(biāo)準(zhǔn)配方濃度,B 為標(biāo)準(zhǔn)液的1/2 倍濃度,C 為標(biāo)準(zhǔn)液的1/4 倍濃度。以E 為清水對(duì)照。配制50 倍高濃度的園式標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)液,調(diào)整pH 值為5.5~6.5,使用時(shí)加水稀釋50 倍即為A 溶液,再將A 溶液繼續(xù)稀釋1/2 即為B 溶液,將A 稀釋1/4即為C 溶液。利用電子秤分別稱(chēng)取硫酸鎂24.650 g、硝酸鉀40.450 g、硝酸鈣47.250 g、硝酸鈣47.250 g、磷酸二氫銨7.650 g、硫酸錳0.1065 g、硼酸0.143 g、硫酸鋅0.011 g、鉬酸銨0.001 g、螯合鐵1 g、硫酸銅0.002 5 g,分別倒入盛有1 L 蒸餾水的大燒杯中并分別攪拌均勻制成D 溶液。吸取6 mL D 溶液到500 mL 的錐形瓶中,并加蒸餾水到300 mL 處即為A 溶液。吸取3 mL D 溶液到500 mL 的錐形瓶中,并加蒸餾水到300 mL 處即為B 溶液。吸取1.5 mL D 溶液到500 mL 的錐形瓶中,并加蒸餾水到300 mL 處即為C 溶液。各溶液中化合物含量見(jiàn)表1。

表1 不同營(yíng)養(yǎng)液中化合物的含量 單位:mg/L

每種濃度設(shè)置3 次重復(fù),并作記號(hào)為A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3、E1、E2 和E3。

3.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將買(mǎi)回來(lái)的36 枝月季進(jìn)行裁剪,使其高度、葉片數(shù)量一致。36 枝月季花每瓶插入3 枝,分別插入到錐形瓶A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3、E1、E2、E3 中。放到通風(fēng)散光處,每天給葉片噴灑水,每3 d 觀察1次,每5 d 換1 次營(yíng)養(yǎng)液,每次觀察時(shí)記錄A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3、E1、E2、E3 中黃葉片數(shù)。因?yàn)榕囵B(yǎng)時(shí)間較短,葉片變黃只是葉片的邊緣變黃,所以在本次試驗(yàn)中的葉片變黃數(shù)指的是葉片邊緣變黃,同時(shí)記錄新葉片數(shù)、總?cè)~綠素含量、葉綠素a 含量、葉綠素b 含量、細(xì)胞膜相對(duì)透性。

3.5 試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定方法

3.5.1 葉綠素含量測(cè)定

將葉片在蒸餾水中進(jìn)行沖洗。使用電子天平秤稱(chēng)取2 g 左右的葉片,并用手撕成小塊放到研體中,再往研體中加入少許碳酸鈣和石英砂,用膠頭滴管加入95%的乙醇5 mL 到研體中,將混有酒精的綠葉研磨成勻漿,使用膠頭滴管吸取95%的乙醇15 mL 靜置3~5 min。將漏斗燒杯分別放置到鐵架臺(tái)的相應(yīng)位置,漏斗放置到鐵架圈,調(diào)節(jié)鐵架圈和漏斗高度,將濾紙對(duì)折兩次,用膠頭滴管滴取95%的酒精滴到濾紙上,使其與漏斗黏合,使用玻璃杯將靜置液倒入漏斗中,并使用膠頭滴管吸取95%酒精沖洗研體和研棒,到儀器接近干凈為止,將濾液倒入50 mL 的容量瓶定容。由朗伯比爾定律可知下式。

式中:v 指代提取液體積(mL);w 指代葉片重量(g);n 指代稀釋倍數(shù)。

3.5.2 細(xì)胞膜相對(duì)透性測(cè)定

1)將試驗(yàn)中所需要的玻璃儀器用肥皂水清洗,再用蒸餾水清洗,清洗5 次。為了清洗得更干凈,每次清洗都使玻璃儀器口朝下。向洗凈的玻璃儀器中加入去離子水,使用電導(dǎo)儀測(cè)量進(jìn)而檢驗(yàn)清洗是否合格。

2)取樣及處理。將選取的葉片分別放入到烤箱中和試管中,烤箱溫度設(shè)定為40 ℃,試管中的葉片加水作為對(duì)照組。將加熱過(guò)后的葉片和對(duì)照組中的葉片取出,用自來(lái)水和蒸餾水分別沖洗,拿干凈的紗布或尼龍布擦干凈葉片表面的水分,拿打孔器在葉片上打孔,將圓葉片用鑷子放入10 mL 蒸餾水的試管中,通過(guò)以上方法設(shè)置對(duì)照和處理。

3)將裝有圓葉片的試管放入到真空干燥器內(nèi),使用真空泵抽取氣10 min,使細(xì)胞內(nèi)空氣排出植物體內(nèi)。由于水中的壓強(qiáng)大于植物體內(nèi),從而使水滲入到植物體內(nèi)??吹饺~片變成半透明狀時(shí)拿出試管,并在手中晃動(dòng)3 min 左右,持續(xù)25 min 左右。

4)細(xì)胞膜相對(duì)透性測(cè)定。將DDS-307 型電導(dǎo)儀電極插入到外滲液,測(cè)量出細(xì)胞膜相對(duì)透性L1。隨后,將放有圓葉片的試管放入到沸水浴中加熱3~5 min,使葉片組織在高溫的環(huán)境下死去。最后將試管靜置,使其冷卻到室溫后,再將DDS-307 型電導(dǎo)儀電極插入到外滲液中,測(cè)量出細(xì)胞膜相對(duì)透性L2,其他同理。細(xì)胞的完整性可由細(xì)胞膜相對(duì)透性大小表示,見(jiàn)式(6)。

式中:L1 為葉片布局完整時(shí)外滲液細(xì)胞膜相對(duì)透性;L2 為葉片布局破壞后外滲液細(xì)胞膜相對(duì)透性。

4 結(jié)果與分析

4.1 不同濃度營(yíng)養(yǎng)液對(duì)切花月季葉片數(shù)量的影響

用A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3、E1、E2、E3 的5 次記錄求平均值可知,A 到B、B 到C 黃葉片數(shù)量先減少后增多,新葉片數(shù)先增多后減少;B 營(yíng)養(yǎng)液中黃葉片比E 營(yíng)養(yǎng)液中少,新葉片多;A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3 與E1、E2、E3 對(duì)比有明顯的差別。B1、B2、B3 更適合月季花的生長(zhǎng),具體見(jiàn)表2、表3。

表2 不同濃度園式營(yíng)養(yǎng)液對(duì)切花月季新葉片數(shù)量的影響 單位:片

表3 不同濃度園式營(yíng)養(yǎng)液對(duì)切花月季黃葉片數(shù)量的影響 單位:片

4.2 不同濃度營(yíng)養(yǎng)液對(duì)切花月季葉綠素含量的影響

用A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3、E1、E2、E3 的5 次記錄求平均值可知,A 到B、B 到C 葉綠素a、b 的含量一開(kāi)始表現(xiàn)為先上升后下降,但葉綠素b 先上升后下降的幅度略小于葉綠素a 含量變化的幅度,所以葉綠素的總含量也表現(xiàn)出一開(kāi)始上升然后下降。B 營(yíng)養(yǎng)液中葉綠素的含量高于E 營(yíng)養(yǎng)液中葉綠素的含量,其中B1、B2、B3 中的含量相對(duì)較高,所以B1、B2、B3 營(yíng)養(yǎng)液更適合月季花的生長(zhǎng),具體見(jiàn)圖1、圖2、圖3。

圖1 不同濃度園式營(yíng)養(yǎng)液對(duì)切花月季葉綠素a 的影響

圖2 不同濃度園式營(yíng)養(yǎng)液對(duì)切花月季葉綠素b 的影響

圖3 不同濃度園式營(yíng)養(yǎng)液對(duì)切花月季總?cè)~綠素平均含量的影響

4.3 不同濃度營(yíng)養(yǎng)液對(duì)切花月季細(xì)胞膜相對(duì)透性的影響

用A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3、E1、E2、E3 的5 次記錄求平均值可知,A 到B、B 到C 細(xì)胞膜相對(duì)透性數(shù)值A(chǔ) 大于B、B 小于C,具體見(jiàn)圖4。由于細(xì)胞膜相對(duì)透性與細(xì)胞膜的受損程度成正比,說(shuō)明A 營(yíng)養(yǎng)液中細(xì)胞膜的受損程度要比B 營(yíng)養(yǎng)液中細(xì)胞膜的受損程度大,A 營(yíng)養(yǎng)液中細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的不完整性要大于B 營(yíng)養(yǎng)液細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的不完整性,B 營(yíng)養(yǎng)液的細(xì)胞膜受損程度小于E 營(yíng)養(yǎng)液的受損程度,所以B1、B2、B3 營(yíng)養(yǎng)液的濃度及元素配比更加適合切花月季的生長(zhǎng)發(fā)育。

圖4 不同濃度園式營(yíng)養(yǎng)液對(duì)切花月季細(xì)胞膜相對(duì)透性的影響

5 結(jié)論

隨著營(yíng)養(yǎng)液濃度遞減,新葉數(shù)量先增多后減少,舊葉變黃的數(shù)量先減少后增多,并且變黃是從葉子邊緣開(kāi)始,葉綠素含量先多后少,細(xì)胞膜相對(duì)透性先小后大。隨著營(yíng)養(yǎng)液中酸堿度的變化,營(yíng)養(yǎng)液中的含量成分會(huì)出現(xiàn)新的變化。例如在pH 值大于7 時(shí)磷鉀鹽會(huì)轉(zhuǎn)化為沉淀物,而錳、鐵元素在pH 值大于7 時(shí)溶解度會(huì)有所降低。所以營(yíng)養(yǎng)液是酸性還是堿性,強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、弱酸、弱堿尤為重要。

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