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百子莲无土栽培营养液配方的研究



全 文 :浙江农业学报 Acta Agriculturae Zhejiangensis,2012,24( 2) : 238 - 242 http: / /www. zjnyxb. cn
王磊,卓丽环,李瑞发.百子莲无土栽培营养液配方的研究[J].浙江农业学报,2012,24( 2) : 238 - 242.
百子莲无土栽培营养液配方的研究
王 磊1,卓丽环2,* ,李瑞发1
( 1 东北林业大学 园林学院,黑龙江 哈尔滨 150040; 2 上海农林职业技术学院,上海 201600)
收稿日期: 2012 - 01 - 05
基金项目:上海市科技兴农重点攻关项目[沪农科攻字( 2010 ) 第
6 - 2 号资助]
作者简介:王磊( 1985 - ) ,男,硕士研究生,研究方向: 园林植物
应用。E-mail: wlwlwl20063851@ 126. com
* 通讯作者,卓丽环,E-mail: zhuolihuan@ 263. net
摘 要:为提高百子莲的生产效率和花朵品质,降低百子莲的生产成本,促进百子莲的推广应用。本研究以
两年生百子莲组培苗为材料,以无土基质配比组合( 玉米秸秆∶百子莲腐叶∶炉渣 = 1∶ 2∶ 1) 为栽培基质。试验
营养液是在改良 Hoagland营养液配方基础上,分别从浓度、铁盐含量和 pH 三个因素的三水平入手,按正交
组合方法进行设计。从各营养液对百子莲形态及生理等指标的影响进行对比分析。结果表明: pH 6. 5 的
0. 5 倍浓度添加 1. 2 倍铁盐含量的无土基质栽培百子莲植株生长健壮,干物质积累迅速,抗外界胁迫能力强,
是百子莲无土基质栽培的最佳的营养液处理配方。
关键词:百子莲;无土栽培;农业废弃物;营养液
中图分类号: S 637 文献标志码: A 文章编号: 1004 - 1524( 2012) 02 - 0238 - 05
The nutrient formula for soilless cultivation of Agapanthus praecox ssp. orientalis cv. Big
Blue
WANG Lei1,ZHUO Li-huan2,* ,LI Rui-fa1
( 1College of Landscape Architecture,Northeast Forestry University,Harbin 150040,China; 2Shanghai Vocational
Technical College of Agriculture and Forestry,Shanghai 201600,China)
Abstract: To improve the production efficiency and the quality of flower,reduce the cost of production and promote
the process of popularization and application of Agapanthus praecox,we chose 2-year-old seedlings of Agapanthus
praecox from tissue culture as the material and screened the combination of soilless media in pre-experiments ( corn
stalk∶ rotted leaf of Agapanthus∶ slag = 1∶ 2∶ 1) as growing media. Based on the modified Hoagland nutrient solution,
the test was designed by the orthogonal combination method from the three factors of the concentration,ferric salt and
pH at three levels respectively. The effects of different nutrient solution on the morphology and physiological index of
Agapanthus praecox were analyzed. The results indicated that Agapanthus praecox poured in the nutrient solution
composed of 0. 5 times concentration of Hoagland solution added with 1. 2 times of ferric salt at pH 6. 5 grew robust-
ly,showing rapid accumulation of dry matter and strong resistance to outside stress,which was supposed to be the
best formula for soilless cultivation of Agapanthus praecox ssp. Orientalis cv. Big Blue.
Key words: Agapanthus praecox ssp. orientalis cv. Big Blue; soilless culture; agricultural waste; nutrient
百子莲属( Agapanthus) 为石蒜科多年生草本
花卉,原产自南非,喜疏松、肥沃、排水良好的砂
质壤土,忌积水,耐干旱。自引种以来,凭其丰富
的品种类型、秀丽的叶形、优美的花姿、持续长久
的花期等特点,正在逐渐被园林界所认同[1,2]。
无土栽培作为现代化农业生产的一种主要生产
形式,种类包括水培、雾培和基质培等,无土基质
栽培作为其中的一种主要形式以其低碳环保、洁
净、方便管理、无病虫害等优点现正广泛应用于
果蔬、花卉等领域。传统无土基质栽培基质中的
泥炭因其不可再生性和高成本等缺点正在被来
源广泛、价格低廉的新型基质种类所取代[3,4]。
营养液配方作为无土栽培技术的核心,营养液中
各种离子的浓度和配比关系及 pH直接影响观赏
植物的观赏特征,而且植物在生长过程的不同阶
段对养分的吸收程度是不同的,需要经常调整各
离子的浓度和配比关系[5,6]。本研究针对营养液
配方形式进行研究,以期筛选出最适合无土基质
栽培百子莲营养生长的配套营养液配方。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
试验材料选用两年生大花百子莲品种( Aga-
panthus praecox ssp. orientalis cv. Big Blue) 组培
苗。栽培基质为 1 ∶ 2 ∶ 1 的玉米秸秆、百子莲腐
叶、炉渣,各类有机基质均经堆沤腐熟处理,其中
百子莲叶子于温室大棚内采用生物发酵腐熟,玉
米秸秆和锯末简单堆沤 3 个月[7],后用百菌清灭
菌备用。营养液配方筛选试验在改良 Hoagland
通用营养液配方基础上进行。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 营养液配方组合
铁元素不仅能促进叶绿素的合成和植物根
内硝酸还原,还是植物吸收氮和磷的限制因
素[8];营养液浓度和 pH 值在一定程度上影响着
植物对矿质营养元素 Fe3 +,Ca2 +,Mg2 +等的吸收
效率[9]。本试验在改良 Hoagland 通用营养液配
方[10]的基础上,设营养液浓度( 大量元素的浓
度) 、铁盐含量和 pH 值 3 个因素,每个因素 3 个
水平,采用 L9 ( 3
4 ) 正交试验进行组合,共 9 个组
合( 表 1) ,并以清水为对照。Hoagland 配方中的
大量元素 A液 B液分别配成 1 L 100 倍母液,铁
盐含量配成 500 mL 1 倍液,微量元素配成 1 L 1
000 倍母液,母液采用去离子水配制,均盛与 1 L
棕色广口试剂瓶中备用,具体配方详见表 2、表
3、表 4,常规 Hoagland 营养液配方组合为 1 倍大
量元素 1 L,1 倍铁盐 2. 5 mL,1 倍微量元素 5
mL,调节 pH至 6. 0[10]。按营养液配方正交试验
表分别配制出 9 种营养液。试验时,每种营养液
处理百子莲 10 株,重复 3 次,待百子莲定植于无
表 1 营养液配方正交试验表
Table 1 Treatments of different nutrient solutions
组别 营养液浓度
/ ( mol·L -1 )
铁盐含量
/ ( mol·L -1 )
pH值
1 1. 5 1. 2 5. 5
2 1. 5 1. 0 6. 0
3 1. 5 0. 8 6. 5
4 1. 0 1. 2 6. 0
5 1. 0 1. 0 6. 5
6 1. 0 0. 8 5. 5
7 0. 5 1. 2 6. 5
8 0. 5 1. 0 5. 5
9 0. 5 0. 8 6. 0
土基质中 30 d后,每 2 周用根灌方式浇灌营养液
1 次,每次每株 100 mL,持续浇灌 3 次。
1. 2. 2 百子莲形态及生理指标的测定
用 LI-3000C便携式叶面积仪和精度为 0. 02
mm的游标卡尺测定百子莲的叶片长度和茎粗,
自营养液处理后,每 2 周测定 1 次。
试验至 30 d 时,每隔两周对丙二醛 ( MDA)
含量和膜相对透性进行测定一次,共测三次,分
别采用分光光度法和电导率仪法测定。实验进
行至 58d时,用 95%乙醇提取并进行常规比色法
测定叶绿素( a,b,a + b) 含量; 用 LI-6400 便携式
光合仪在全光条件下测定净光合速率( Pn) 、胞间
CO2 浓度( Ci) 、蒸腾速率( Tr) ; 用苯酚法测定可
溶性糖含量;用 TTC法测定根系活力。最后再对
各处理百子莲的叶片含水量、根系含水量、植株
含水量、植株干重以及根冠比( DW) 等指标用烘
干称重法进行测定[11,12]。
通过综合评分法综合评价各处理的优劣:
Wi,j = ( Xj,i - Xj,min) / ( Xj,max - Xj,min) ,其中
W i,j为第 i 个处理第 j 个观测指标的得分,Xj,i为
第 i 个处理第 j 个观测指标的平均值,Xj,min 为
第 j个观测指标平均值中的最小值,Xj,max为第 j
个观测指标平均值中的最大值,将各个观测指标
得分累加,求其平均值,即为该处理的综合评分,
得分越高表明处理对植物生长越有利[13]。试验
数据分析采用 Excel 2003 和 SPASS 19. 0 进方差
分析、多重比较和图表绘制。
2 结果与分析
·932·王 磊,等.百子莲无土栽培营养液配方的研究
2. 1 不同营养液配方对百子莲形态指标及生物
量的影响
从表2可以看出,处理7的茎粗和根系含水量
显著大于对照组,分别达 21. 70 mm和 93. 67% ;各
处理的叶长和叶片含水量与对照组差异均不显
著,但各处理组的变化形式与根冠比变化趋势呈
负相关;处理 7,8 的植株干重显著大于对照组,植
株表现健壮; 根冠比( DW) 越大表明植物地上部分
生长越旺盛,处理 2,4,7,9的根冠比显著小于对照
组,表明这些处理百子莲的地上部分生长速度及
干物质的积累速度显著大于对照组。
2. 2 不同营养液配方对百子莲光合指标的影响
表 3 数据显示:各处理的叶绿素 a 含量与对
照组差异不显著;处理 7 的叶绿素 b、叶绿素 a + b
的含量显著大于对照组,净光合速率最高,显著
高于对照组,达 6. 37 μmol CO2·m
-2·s - 1,其次是
处理 4,6,8,处理 1 的净光合速率最低。
2. 3 不同营养液配方对百子莲其他生理指标的
影响
表 4 结果显示: 各处理的细胞膜相对透性均
显著大于对照组,MDA 含量除处理 8 小于对照,
其余均大于对照组。但随着处理时间的延长,细
胞膜相对透性逐渐接近对照水平,胁迫作用逐渐
减弱( 图 1) ,这可能是与根灌营养液初期产生的
营养胁迫现象有关[14];处理 7 的可溶性糖含量最
高,达 9. 0327%,其次是处理 6,5,8,9,4 均大于
对照组,但差异不显著; 处理 3,4,6,7,8,9 的根
系活性均显著大于对照组,处理 1,2,5 则可能是
营养液浓度、铁盐含量过大或 pH 值过低导致根
系活力下降。
表 2 不同营养液对百子莲形态指标及生物量的影响
Table 2 Effects of different nutrients on the photosynthesis and the biomass of A. praecox ssp. orientalis cv. Big Blue
处理 叶长 / cm 茎粗 /mm 叶片含水量 /% 根系含水量 /% 植株干重 / g 根冠比
1 41. 53 a 18. 91 ab 86. 04 ab 92. 31 b 14. 13 bc 1. 13 A
2 43. 32 a 17. 12 b 85. 79 b 92. 18 b 14. 34 b 0. 87 D
3 42. 32 a 18. 65 ab 86. 51 ab 92. 75 b 13. 07 c 1. 00 C
4 43. 03 a 18. 07 b 86. 14 ab 93. 58 a 11. 47 d 0. 63 E
5 43. 78 a 17. 35 b 86. 28 ab 92. 55 b 13. 55 bc 1. 07 AB
6 40. 93 a 17. 58 b 86. 14 ab 92. 88 ab 11. 77 d 1. 02 BC
7 43. 98 a 21. 70 a 87. 05 ab 93. 67 a 16. 15 a 0. 65 E
8 44. 92 a 19. 22 ab 87. 23 a 92. 53 b 15. 57 a 0. 95 C
9 42. 05 a 19. 13 ab 86. 39 ab 92. 87 ab 13. 48 bc 0. 68 E
ck 42. 17 a 17. 25 b 86. 15 ab 92. 66 b 13. 28 bc 1. 01 C
注:邓肯氏显著性检验,同一列不同行数据后没有相同小写字母表示差异显著( P = 0. 05 ) ; 没有相同大写字母表示差异极显著( P =
0. 01) ,下同。
表 3 不同营养液对百子莲光合指标的影响
Table 3 Effects of different nutrients on the photosynthesis of A. praecox ssp. Orientalis cv. Big Blue
处理 叶绿素 a含量 / ( mg·g - 1 ) 叶绿素 b含量 / ( mg·g - 1 ) 叶绿素总量 / ( mg·g - 1 ) 净光合速率 / ( μmolCO2·m -2·s - 1 )
1 0. 970 ab 0. 466 ab 1. 436 abc 4. 33 c
2 0. 892 ab 0. 443 ab 1. 336 abc 5. 67 ab
3 0. 926 ab 0. 452 ab 1. 378 abc 5. 30 abc
4 0. 810 b 0. 394 b 1. 204 c 5. 87 ab
5 0. 875 b 0. 420 ab 1. 374 abc 5. 23 bc
6 1. 033 ab 0. 492 ab 1. 525 abc 5. 87 ab
7 1. 151 a 0. 557 a 1. 707 a 6. 37 a
8 0. 929 ab 0. 445 ab 1. 617 ab 5. 70 ab
9 0. 956 ab 0. 437 ab 1. 392 abc 5. 70 ab
ck 0. 935 ab 0. 360 b 1. 295 bc 4. 83 bc
·042· 浙江农业学报 第 24 卷 第 2 期( 2012 年 3 月)
表 4 不同营养液对百子莲其他生理指标的影响
Table 4 Effects of different nutrients on the other physiological indexes of A. praecox ssp. orientalis cv. Big Blue
处理 细胞膜相对透性 /% MDA含量 / ( μmol·g - 1 FW) 可溶性糖含量 /% 根系活性 / ( mg·g - 1·h -1 )
1 27. 87 A 0. 8400 a 6. 9990 C 0. 8429 cd
2 26. 43 AB 0. 6033 bcd 7. 9600 ABC 0. 6638 de
3 26. 64 AB 0. 6500 bcd 7. 2453 BC 1. 1162 ab
4 24. 81 AB 0. 6900 b 8. 0110 ABC 1. 0024 bc
5 25. 65 AB 0. 5367 bcd 8. 6563 AB 0. 6119 e
6 28. 29 A 0. 6667 bc 8. 8463 A 0. 9195 c
7 22. 33 BC 0. 6367 bcd 9. 0327 A 1. 2835 a
8 24. 69 AB 0. 4967 d 8. 3080 ABC 1. 2443 a
9 18. 69 C 0. 6733 bc 8. 2223 ABC 0. 9286 c
ck 14. 12 D 0. 5100 cd 7. 7620 ABC 0. 6700 de
图 1 不同营养液对百子莲膜相对透性影响的变化状况
Fig. 1 Effects of different nutrients on the permeability of the tissue of A. praecox ssp. orientalis cv. Big Blue at different time
2. 4 不同营养液配方对百子莲营养阶段生长发
育状况的综合评价分析
根据综合评分法,对各个处理进行综合评价
分析。表 5 结果显示: 不同 pH 的营养液对百子
莲生长发育的影响无显著差异,说明营养液的
pH为 5. 5 ~ 6. 5 对百子莲生长发育的影响不明
显。处理 1,4,7 三组综合评价指标显示,在铁盐
含量一定的情况下,随着营养液浓度的降低,综
合评价指数升高。处理 7,8,9 三组综合评价指
标显示,在营养液浓度一定的情况下,随着铁盐
含量的增加,综合评价指数升高。处理 7 的综合
评价指标最高,处理的百子莲植株生长健壮,干
物质积累迅速,抗外界胁迫能力强,可作为无土
基质栽培百子莲营养生长阶段的配套肥料施用。
3 结论
本试验从营养液的浓度、铁盐含量和 pH 三
个因素入手,通过测定不同营养液处理的百子莲
组培苗的形态及生理指标,结合综合评分方法等
手段进行对比分析,得出如下结论:营养液的 pH
在 5. 5 ~ 6. 5 时对百子莲生长发育的影响不明
显,这跟百子莲属植物一般适应 pH 为 5. 5 ~ 6. 5
的微酸性土壤观点相一致[2]。在铁盐含量一定
的情况下,随着营养液浓度的降低,百子莲生长
状态表现相对较优,说明较低浓度标准的营养液
较适宜百子莲营养生长; 在营养液浓度一定的情
况下,随着铁盐含量的增加,百子莲生长状态表
现相对较优,说明适当增加铁盐含量有益于百子
莲生长发育。
综合比较分析得出:无土基质栽培状态下的
百子莲组培苗在定期根灌 0. 5 倍浓度、1. 2 倍铁
盐含量 pH 6. 5 的营养液时生长相对较好,植株
生长发育状况最佳,干物质积累最迅速,根系活
性最强,而这些指标与百子莲后期花芽分化、花
朵形态以及花期等有着密切关系,从而有利于百
子莲开花品质的提升,同时还对营养调控百子莲
花期的研究提供参考依据。
·142·王 磊,等.百子莲无土栽培营养液配方的研究
表 5 不同营养液配方对百子莲营养阶段生长发育状况的综合评价
Table 5 Comprehensive evaluation on the growth and development of A. praecox ssp. orientalis cv. Big Blue in different nutri-
ents
处理 叶长 茎粗 生物量 叶绿素含量 净光合速率 可溶性糖含量 根系活性 综合评价指数
1 0. 57 0. 00 0. 00 0. 35 0. 39 0. 15 0. 46 0. 28
2 0. 61 0. 66 0. 47 0. 08 0. 00 0. 60 0. 27 0. 38
3 0. 34 0. 48 0. 12 0. 76 0. 33 0. 35 0. 35 0. 39
4 0. 00 0. 75 0. 50 0. 59 0. 21 0. 53 0. 00 0. 37
5 0. 44 0. 44 0. 82 0. 00 0. 05 0. 72 0. 34 0. 40
6 0. 07 0. 75 0. 91 0. 46 0. 10 0. 00 0. 64 0. 42
7 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 0. 77 1. 00 0. 97
8 0. 88 0. 67 0. 65 0. 95 0. 46 1. 00 0. 82 0. 77
9 0. 43 0. 67 0. 60 0. 48 0. 44 0. 28 0. 38 0. 47
ck 0. 39 0. 25 0. 38 0. 09 0. 03 0. 31 0. 19 0. 23
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( 责任编辑 张 韵)
·242· 浙江农业学报 第 24 卷 第 2 期( 2012 年 3 月)