全 文 ：·园林花卉·植物 北方园艺 2010(5):90～ 92
第一作者简介:李国树(1969-),男,高级实验师,云南永仁人,主要从
事植物资源开发与利用研究。E-mail:hsxlgs@cxtc.edu.cn。
通讯作者:徐成东(1964-),男 ,博士 ,教授 ,现主要从事植物区系与
生态研究。E-mail:chtown@cxtc.edu.cn。
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30760040);云南省应用基
础研究计划资助项目(2008CD218)。
收稿日期:2009-11-20
三种营养元素对疏叶蹄盖蕨水培效应的影响
李国 树1, 2 , 冯 建孟3 , 李文君1 , 徐成 东1, 2
(1.楚雄师范学院 化学与生命科学系,云南楚雄 675000;2.滇中高原生物资源开发与利用研究所 ,云南楚雄 675000;
3.大理学院 生命科学与化学学院 ,云南大理 671300)
　　摘　要:探讨了NO-3 -N ,NH+4 -N和钙素对水培疏叶蹄盖蕨 Athyrium dissiti folium 植株营养
生长指标 、根系活力等生长情况的影响。结果表明:在NO-3 -N和 NH+4 -N同时存在的条件下 ,疏
叶蹄盖蕨生长情况明显优于单一的NO-3 -N或 NH+4 -N处理;在单独处理的条件下 ,NO-3 -N相对
NH+4 -N而言 ,更利于疏叶蹄盖蕨植株的生长;钙素营养充足的环境相对缺钙环境 ,更利于疏叶蹄
盖蕨生根数量的增加和根系生长。
关键词:疏叶蹄盖蕨;铵态氮;硝态氮;根系活力;钙素利用
中图分类号:S 682.35　文献标识码:A 　文章编号:1001-0009(2010)05-0090-03
　　19世纪60年代 , 德国 Sachs和 Knop用营养液栽
培植物并获成功 ,称其为“水培”(Water culture)。20
世纪 60年代 ,世界范围内兴起的无土栽培技术 ,使植
物或作物成为既能在陆地上生长又能在水中生长的
“两栖植物”[ 1] 。我国水培起步较晚 ,与发达国家相比
存在一定的差距。但随着人们环保意识和可持续农业
意识的增强 ,水培生产的优势逐渐受到广泛重视[ 2] 。
疏叶蹄盖蕨(Athyrium dissiti f olium (Bak.)C.
Chr.)为蹄盖蕨科(Athyriaceae)植物 ,分布于湖南 、广
西 、四川 、贵州和云南等地 ,越南 、泰国和缅甸也有分
布。该植物具有观赏 、绿化和作为插花搭配等用途 ,因
此 ,有关疏叶蹄盖蕨水培 、利用的研究具有重要的实际
意义。
目前 ,对蕨类植物的研究主要集中在分类 、系统发
生 、化学成分 、繁殖等方面 ,但对蕨类植物水培及蕨类
植物与土壤养分之间关系的研究少有报道[ 3 ,6-7] 。现采
用疏叶蹄盖蕨为水培材料 ,就 NO-3 -N 、NH+4 -N 、Ca2+
对其生长发育的影响进行了探讨 ,为进一步理解蕨类
植物的生长发育规律及其与环境条件的关系积累基础
理论信息 ,也为进一步开发利用疏叶蹄盖蕨资源提供
依据。
1　材料与方法
1.1　试验材料
1.1.1　材料及处理　疏叶蹄盖蕨采自云南哀牢山 ,取
回实验室后剪除残叶残根 ,并用电子天平称重 ,使每组
植株重量相同 ,根据植株茎叶及根系大小分为 5组后
按试验设计方案 ,在覆盖 70%遮阳网的小拱棚内和实
验室中完成试验研究。
1.1.2　试剂　试验选用的试剂有:硝酸钾(KNO3)、硫
酸钙(CaSO4)、硫 酸 镁(MgSO4)、磷 酸 二 氢 氨
(NH4H2PO4)、硫酸亚铁(FeSO4 · 7H2O)、硫酸锰
(MnSO4)、硼酸(H3BO3)、硫酸锌(ZnSO4)、硫酸铜(Cu-
SO4)、硫酸 、高锰酸钾 、α-萘胺 、对氨基苯磺酸 、亚硝酸
钠 、磷酸缓冲液等 ,以上试剂均为分析纯。供试营养液
每周配制1次后用洁净塑料瓶保存 ,每2 d添加1次各
种营养液。
1.2　试验方法
1.2.1　NO-3 -N对疏叶蹄盖蕨生长研究(A组)　为研
究 NO-3 -N对疏叶蹄盖蕨的影响 ,在水培液添加硝酸
钾供给NO-3 -N和其它必需营养元素 ,以探究 NO-3 -N
对疏叶蹄盖蕨生长的影响。
1.2.2　NH+4 -N对疏叶蹄盖蕨的生长研究(B组)　在
水培液中添加磷酸二氢氨供给 NH+4 -N 和其它必需营
养元素 ,以探究NH+4 -N对疏叶蹄盖蕨生长的影响。
1.2.3　NO-3 -N和 NH+4 -N对疏叶蹄盖蕨的生长研究(C
组)　在水培溶液中同时添加硝酸钾 、磷酸二氢氨和其
它必需营养元素 ,探究疏叶蹄盖蕨在 2种氮源均存在下
的生长影响。
1.2.4　Ca2+对疏叶蹄盖蕨的生长研究(D组)　把疏叶
蹄盖蕨水培液分为2组 ,其中一组为添加 Ca2+(D组)和
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北方园艺 2010(5):90～ 92 植物 ·园林花卉 ·
其它必需营养元素的培养液 ,另一组添加全部必需营养
元素 ,来研究钙元素对其形态生长的影响。
1.2.5　蒸馏水对疏叶蹄盖蕨的生长影响(CK组)　用
蒸馏水培养疏叶蹄盖蕨 ,作为试验的对照组。
2　结果与分析
2.1　疏叶蹄盖蕨在不同营养液中生长形态差异的定性
分析
按照试验设计方案 ,2月 28日完成植株的采集 、修
剪、称重和水培栽植 ,每 2 d进行观察 、管理 ,间隔 15 d
记录 、统计相关数据。由表 1可知 ,用5种不同的 N源 、
Ca源营养液水培疏叶蹄盖蕨后:A组生长健康 ,叶片生
长正常 ,生根良好 ,无病害;B组植株生长情况一般 ,生根
数少;C组生长较旺盛 ,叶色正常 ,叶片长势好 、生根量
大;D组生长速度较慢 ,生根数少 ,叶片发育不完整;CK
对照组植株生长缓慢 ,并逐渐停止生长。
　　表 1　疏叶蹄盖蕨在不同营养液中生长的形态差异
日期 营养液 生长情况
3月15日 A 叶片伸展 ,长出新根,新芽
B 植株叶片部分枯死
C 生长良好 ,长出大量新根和新芽
D 部分植株长出新根
CK 叶片生长部分萎蔫干枯
3月30日 A 植株正常生长
B 恢复生长 ,同时长出新根,新芽少许
C 长势良好 ,老枝生长健壮,新枝长势快
D 新根 ,新叶长势缓慢,枝柔弱,易倒伏
CK 植株生长势弱 ,叶片出现枯黄
4月 15日 A 正常生长;新枝、新芽长势良好
B 新枝长出纤细 ,长势一般
C 新枝长势快,茎较粗
D 叶片有枯黄现象 ,长势弱
CK 部分叶片脱落
4月 30日 A 生长健康 ,叶片生长
B 新枝长势慢,部分叶片枯死
C 生长健壮 ,植株长高,根明显增长
D 生长缓慢 ,有畸形叶片
CK 部分植株死亡 ,其余生长势弱
2.2　不同营养液中疏叶蹄盖蕨生长指标的统计
2.2.1　不同营养液中疏叶蹄盖蕨的生根数量　从表 2
可以看出 ,5组营养液所培养的疏叶蹄盖蕨在不同营养
液不同时期的生根数量不同。根据 Spss统计显示 ,总
P<0.01 ,差异极显著 。其中 , Level空白对照组与A组
　　表 2　不同营养液对疏叶蹄盖蕨生根数量的影响
营养液 疏叶蹄盖蕨在不同营养液中不同时期生根数/条
3月15日 3月30日 4月15日 4月 30日
A 48 55 45 20
B 11 13 16 20
C 58 61 53 45
D 13 11 6 13
CK 2 1 1 0
P<0.01 ,差异极显著;Level空白对照组与B组 P<0.05 ,差
异显著;Level空白对照组与C组 P<0.01 ,差异极显著。
A组与 B组 P<0.05 ,差异显著;A组与C 组 P<0.01 ,
差异极显著;B组与 C组 P<0.01 ,差异极显著;C组含
NO-3 -N 和 NH+4 -N的营养液生根数量优于 A组 ,A组
优于 B组 , D组较少 ,CK 对照组最少。在 NO-3 -N和
NH
+
4 -N共存的营养液中发根数量最多 ,在蒸馏水对照
组中生根数量最少。
2.2.2　不同营养液中疏叶蹄盖蕨的株高增长　由表 3
可以看出 ,5组营养液所培养的疏叶蹄盖蕨根在NO-3 -N和
NH
+
4 -N 共存的 C 组营养液中植株株高增长最大 ,达
19.8 cm ,在蒸馏水对照组中植株株高增长最少。
　　表 3 不同营养液中植株株高增长统计
营养液 疏叶蹄盖蕨在不同营养液不同时期植株株高增长统计/ cm
3月15日 3月30日 4月15日 4月30日
A 15.6 13.5 16.0 14.3
B 3.60 5.2 4.1 2.3
C 19.8 14.5 14.5 18.9
D 11.7 11.6 3.0 1.0
CK 1.5 0 0 0
2.2.3　不同营养液中疏叶蹄盖蕨植株鲜重重量变化　
由图 1可以看出 ,疏叶蹄盖蕨在 5组营养液中的生长情
况 ,以 C组含 NO-3 -N 和 NH+4 -N的营养液植株鲜重增
重优于A组 ,B组与D组都较少 ,CK对照组最少。因为
总 P<0.05 ,差异显著。其中 ,Level空白对照组与 A组
P<0.01 ,差异极为显著;Level空白对照组与 B 组
P>0.05 ,差异不显著;Level空白对照组与 C 组 P<
0.05 ,差异显著。
图 1　不同营养液中培养前后植株鲜重增重情况的比较
2.3　疏叶蹄盖蕨根系活力的比较
不同营养液对疏叶蹄盖蕨水培 60 d后 ,用α-萘胺
法[ 8] 对5组植株的根系测定其根系活力 ,结果如图 2。
图 2　根系活力测定的比较
Spss统计显示 ,疏叶蹄盖蕨根在 5组营养液中 ,以 C组
含 NO-3 -N和 NH+4 -N的营养液根系活力优于 A 组 ,A
组优于 B组 , D组优于 B组 ,CK对照组最差。因为总
P<0.01 ,差异极显著。其中 ,Level空白对照组与 A组
P<0.01 ,差异极显著;Level空白对照组与 B 组 P<
0.05 ,差异显著;Level空白对照组与C组 P<0.01 ,差异
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极显著。A组与B组P<0.01 ,差异极显著;B组与C组
P<0.01 ,差异极显著。
3　讨论
研究结果表明 ,疏叶蹄盖蕨植株对 NO-3 -N 和
NH+4 -N的吸收不同 ,具体表现在植株形态生长 、发根数
量、植株鲜重 、株高增长差异和根系的活力等方面均有
较大差异。首先 ,不同形态的氮源对疏叶蹄盖蕨植株生
理生化影响不同。植物在生长发育过程中主要吸收的
氮素是硝态氮和铵态氮。硝态氮和铵态氮吸收到作物
体后 ,除硝态氮需先还原成铵态氮以外 ,其余同化过程
完全相同[ 8] 。植物对硝态氮和铵态氮的吸收量因植物
特性 、种类和环境条件而变化。铵态氮呈还原态 ,易被
土壤胶体吸附和固定;硝态氮呈氧化态 ,存在于土壤溶
液中 ,易到达根系表面或被淋失。营养液中 ,这 2种氮
素形态与不同离子相偶联 ,后者对植物生长也有直接或
间接的影响[ 8] 。因此 ,2种形态氮源同时存在的情况下 ,
对营养液酸碱度起到一定的调节作用 ,从而更有利于植
株生长。其次 ,植物根系与营养液的作用对疏叶蹄盖蕨
的生长有直接影响 ,发达的根系是植物旺盛生长发育的
有力保证[ 9] 。试验结果表明 ,硝态氮及铵态氮同时存在
时 ,有利于植株根系的生长 ,同时 ,其根系活力也更强。
而当疏叶蹄盖蕨单独吸收硝态氮会使根际pH 值逐渐升
高 ,而单独吸收铵态氮却使根际 pH 值降低。酸性至中
性条件下氢离子浓度较高 ,从而降低水溶性 NH3 的产
生 ,提高NH+4 的浓度。NH+4 本身对植株生长有毒害作
用 ,尤其在酸度高的介质中[ 10-11] 。
有研究表明 ,钙能促进根和叶子发育 ,形成细胞壁
的化合物 ,加固植物结构。钙有助于减少植物中的硝酸
盐。钙不仅能影响代谢作用 ,而且能中和代谢过程中所
产生的有机酸 ,起到调节体内 pH 值的功能。它能消除
某些离子过多所产生的毒害。对酸性土壤它能减少土
壤中氢离子 、铝离子的毒害;在碱性土壤中 ,它能减少钠
离子过多的毒害[ 3] 。结果表明 ,缺钙的 D组在疏叶蹄盖
蕨植株的生长形态上表现为根系生长差 ,即根系少而
短 ,新根长出后 ,根尖容易坏死变褐。茎生长纤细柔弱 ,
叶片发育不完全。从α-萘胺法测其根系活力的试验结
果来看 ,也证实其根系活力比不缺钙的其它组弱。钙元
素作为中量元素 ,在疏叶蹄盖蕨生长过程中必不可少。
从试验结果来看 ,疏叶蹄盖蕨是适合水培栽植的耐涝植
物。只要营养液的选取适当 ,就可以保证培育出良好的
观赏植株。
参考文献
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The Influence of Three Nutritive Elements on the
Athyriumdissitifolium Hydroponics Cultivation Effects
LI Guo-shu1 ,2 , FENG Jian-meng3 , LI Wen-jun1 , XU Cheng-dong1 , 2
(1.Department of Chemistry and Life Science , Chuxiong Normal University , Chuxiong , Yunnan 675000;2.Institute of Bio-resources Re-
search and Development of Central Yunnan Plateau , Chuxiong , Yunnan 675000;3.College of Life Science, Dali University , Dali , Yunnan
671000)
Abstract:In this study , the effects of NO -3 -N , NH+4 -N and calcium on the grow th of Athyrium was investigated through
hydroponics technology.The results show ed that the plants grow th evidently excelled NO-3 -N or NH+4 -N nitrogen re-
spectively exist when the both NO
-
3 -N and NH+4 -N nit rogen exists.Moreover , the plants grow th conditions were better
in NO-3 nutrients than growth in NH+4 nutrients.And the deficiency of calcium negatively affected the growth of Athyri-
um in the root environment , while high calcium environment played positive roles.
Keywords:Athyrium dissiti folium;ammonium nitrogen;nit rate nitrogen;root vitality;calcium utilization
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