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不同营养液配方对吊兰生长发育及生理特性的影响



全 文 :第 22 期
收稿日期:2014-09-10
基金项目:江汉大学学生重点学术项目(2013zd21);武汉市科技攻关计划项目(201250499145-14);湖北省豆类(蔬菜)工程技术研究中心开放
性基金项目(201407)
作者简介:刘广洋(1992-),男,内蒙古巴彦淖尔人,在读硕士研究生,研究方向为园艺植物营养生理,(电话)18627176661(电子信箱)
812586783@qq.com;通讯作者,曾长立(1972-),男,湖南新化人,教授,博士,主要从事植物营养生理及环保型资源高效农业模式研
究,(电话)15827316968(电子信箱)zengchangli6111@sohu.com。
第 53 卷第 22期
2014 年 11 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 53 No.22
Nov.,2014
吊兰 (Chlorophytum comosum Baker) 又名钓
兰、桂兰、折鹤兰、八叶兰,为百合科吊兰属多年生
草本植物[1],素有“花中君子、空谷佳人”的雅称。 近
年来,随着人们生活水平的不断提高,花卉已成为
现代家居美化装饰的重要组成部分。 吊兰因其株形
小巧、叶茎青翠、优雅别致、奇特多样而成为现代居
室绿饰的“宠儿”。 吊兰不但能解除忧虑、稳定情绪、
消除疲劳、减少强光对眼睛的刺激,还能吸收一氧
化碳、二氧化硫等多种有害气体,被誉为“家庭绿色
净化器”[2]。 近年来,迅速发展起来的水培花卉是一
种新型的农业高新技术与创新的花卉栽培技术 [3]。
水培花卉属于无土栽培中的非固体介质型静止水
培 [4],采用水培方法可有效解决传统土壤栽培中难
以解决的水分、空气、养分供应的矛盾,改善根系生
长环境,充分发挥植物的增长潜力,提高植物生长
量与生物量[5]。因此,水培花卉作为一种新型的时尚
花卉,具有生长效率高、清洁环保、调节气候、观赏
性强、管理简单等特点,同时,其用水量仅为普通土
不同营养液配方对吊兰生长发育及生理特性的影响
刘广洋 1,周 芬 2,杨 光 1,徐林峰 1,曾长立 1
(1.江汉大学生命科学学院 /湖北省豆类(蔬菜)植物工程技术研究中心,武汉 430056;
2.中国人民解放军 95037 部队,武汉 430074)
摘要:以吊兰(Chlorophytum comosum Baker)为材料,研究了不同营养液配方对其生长发育及生理特性
的影响。 结果表明,添加植物激素 6-BA 和 NAA 的营养液配方能显著促进吊兰新生根系的生长,增加新
生根数量,提高新生根系活力,同时还能显著提高新生叶片数、新叶鲜重、新叶叶绿素含量和 SOD 与 POD
活性。
关键词:水培吊兰(Chlorophytum comosum Baker);营养液配方;生根诱导;生长发育;生理特性
中图分类号:X503.233 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2014)22-5427-04
DOI:10.14088 / j.cnki.issn0439-8114.2014.22.024
Effects of Different Nutrient Solution Formulas on the Growth and
Physiological Characteristics of Chlorophytum comosum Baker
LIU Guang-yang1,ZHOU Fen2,YANG Guang1,XU Lin-feng1,ZENG Chang-li1
(1.School of Life Science, Jianghan University/Hubei Engineering Research Center for Legume Plants, Wuhan 430056, China;
2.95037 People′s Liberation Army Troops,Wuhan 430074, China)
Abstract:The effects of different nutrient solution formulas on the growth and physiological characteristics of Chlorophytum
comosum Baker under water culture were studied. The results showed that the treatment with the plant hormone of 6-BA and
NAA significantly promoted new root growth, increased new root quantity, and enhanced new root activity. The treatment sig-
nificantly promoted the number of new leaves, fresh weight of new leaves, SOD and POD activities in new leaves.
Key words: hydroponics (Chlorophytum comosum Baker); nutrient solution formulas; rooting induction; growth development;
physiological characteristics
湖 北 农 业 科 学 2014 年
培花卉的一半,可以节约水资源,具有良好的经济
效益、社会效益和生态效益 [6],具有广阔的发展前
景。 目前, 我国水培花卉培育成功的品种多达 500
多个[4]。有关吊兰的水培技术前人已有研究,如吊兰
的无土栽培技术 [1]、水培根诱导技术 [7],吊兰水培营
养条件研究[8]等。在水培吊兰过程中,根系的诱导是
水培成功与否的核心技术之一,该技术将植株的陆
生组织转化为水生通气组织,以适应静止水环境 [9]。
此外,筛选最适宜的营养液配方也是水培吊兰最关
键的技术之一。 因此,本研究采用目前已有的水培
吊兰营养液配方为对照,同时,结合根诱导技术,配
制了一种既能快速生根又能提高吊兰生长发育的
营养液配方,为优化水培吊兰营养液配方、提高水
培花卉质量提供技术指导。
1 材料与方法
1.1 试验材料
吊兰购买于武汉东湖花木城,选取吊兰新母本
区内叶色纯正、长势一致、生长健壮的吊兰幼苗为
试验材料。 每株幼苗保留大小长度相当的根 8 条。
水培瓶为高 25 cm、中间小(直径 12 cm)、底口大(直
径 16 cm)的无色玻璃瓶。
1.2 试验设计及处理
采取以下 A、B、C、D 4 种配方进行处理, 同时
以清水作为对照(CK),每个处理设 5 次重复,每个
玻璃瓶中栽种 1 株吊兰 。 保证室内平均温度为
25 ℃,光照度为 3 000 lx。 4种营养液配方如下:
A 配方各成分组成 [10]:KNO3 273.000 mg / L、
Ca (NO3) 2 470.000 mg / L、KH2PO4 180.000 mg / L、
MgSO4·7H2O 245.000 mg / L、FeSO4·7H2O 5.000 mg / L、
MnSO4 1.070 mg / L、H2BO3 1.430 mg / L、ZnSO4·7H2O
0.110 mg / L、CuSO4·5H2O 0.040 mg / L。
B 配方各成分组成 [11]:KNO3 700.000 mg/L、
Ca(NO3)2 700.000 mg/L、MnSO4 0.600 mg/L、ZnSO4·
7H2O 0.600 mg /L、MgSO4·7H2O 280.000 mg /L、
Ca (H2PO4)2·H2O 800.000 mg/L、CuSO4·5H2O 0.600
mg/L。
C 配方各成分组成 [12]:Ca(NO3)2 270.000 mg/L、
KNO3 130.000 mg/L、KH2PO4 80.000 mg/L、MgSO4·
7H2O 130.000 mg/L、EDTA -Na 8.000 mg/L、FeSO4·
7H2O 5.000 mg/L、MnSO4 1.400 mg/L、H2BO3 2.000
mg/L、ZnSO4·7H2O 0.070 mg/L、CuSO4·5H2O 0.040
mg/L、Na2MoO4·2H2O 0.090 mg/L。
D 配方各成分组成:(NH4)2SO4 8.000 g / L、Mg-
SO4 6.000 g / L、CaSO4 18.000 g / L、KH2PO4 10.000 g/L、
KNO318.000 g/L、KI 0.080 g/L、H3BO3 0.160 g/L、MnSO4
0.040 g/L、ZnSO4 0.018 g/L、FeSO4·7H2O 0.080 g/L、
蔗糖 6.000 g/L、6-BA 0.100 μg/L、NAA 3.900 g/L。
1.3 测定项目与方法
待吊兰培养 60 d 后, 测定每株吊兰新生根系
数量及长度、新生叶片数及叶鲜重,同时新生根系
活力测定采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法 [13];采用
叶绿素仪测定新生叶片的叶绿素含量(以 SPAD 值
表示),同时取新生叶片,测定其中超氧化物歧化酶
(SOD)[14]和过氧化物酶的活性(POD)[15]。 试验数据
采用 DPS 统计软件进行方差分析,并对平均数采用
LSD法进行多重比较。
2 结果与分析
2.1 不同营养液配方对水培吊兰生长性状的影响
由表 1 可知,与 CK 相比,各营养液配方可以显
著增加地下部新生根数, 以处理 D 新生根数为最
多,达 28.33 条;除了处理 C 外,其他营养液配方处
理与 CK 相比新生根长增加均达显著水平, 但处理
A 与 B 之间差异不显著,处理 B 与 C 之间差异不显
著。 D处理新生根长最长,达 15.77 cm,该处理与其
他各处理间差异均达显著水平。 各处理间新生根直
径差异不显著。 各处理间地上部新叶发育存着明显
差异。 处理 D和 A与 CK相比可显著增加新生叶片
数,处理 D 与处理 A 差异不显著,与其他各处理相
比差异显著,而处理 B和 C与 CK相比差异不显著。
另外,各营养液配方各处理均可以显著提高新叶总
鲜重, 其中处理 D 提高新叶总鲜重效果最明显,该
处理与其他各处理间差异均达到显著水平。
表 1 不同营养液配方对吊兰生长发育的影响
处理编号
A
B
C
D
CK
新生根数//条
25.33± 1.53ab
24.00±2.00 b
22.67±1.53 b
28.33±2.52 a
16.67±1.15 c
新生根长//cm
13.11 ± 0.40 b
12.78 ± 0.37 bc
12.05 ± 0.78 cd
15.77 ± 0.47 a
11.28 ± 0.44 d
新生根直径//cm
0.69 ± 0.02 a
0.69 ± 0.06 a
0.71 ± 0.05 a
0.76 ± 0.06 a
0.71 ± 0.04 a
新生叶片数//片
3.67 ± 0.58 ab
3.33 ± 0.58 bc
2.67 ± 0.58 bc
4.67 ± 0.58 a
2.33 ± 0.58 c
新生叶总鲜重//g
2.18 ± 0.09 b
1.95 ± 0.11 c
1.45 ± 0.08 d
3.06 ± 0.10 a
1.12 ± 0.07 e
注:同列数据后不同小写字母表示差异显著水平(P<0.05)。
5428
第 22 期
2.2 不同营养液配方对水培吊兰新生根系活力的
影响
由图 1 可知,不同营养液配方处理对吊兰新生
根系活力的影响存在明显的差异。 CK 的根系活力
最低,仅为 20.70 mg/(g·h)。 处理 D 的根系活力最
高,达 43.12 mg/(g·h)。 各营养液配方处理与 CK 相
比差异均达到显著水平,处理 A与 B间差异不显著,
但两者均显著高于处理 C。 处理 D的根系活力与其
他各处理间差异均达到显著水平。 这充分说明该处
理能显著提高新生根系的活力,促进根系的发育。
2.3 不同营养液配方对水培吊兰新生叶叶绿素含
量的影响
不同营养液配方对水培吊兰新生叶片中叶绿
素含量的影响如图 2 所示。 由图 2 可知, 与 CK 相
比, 各营养液配方处理均可显著提高叶绿素含量,
但各营养液配方处理间存在差异。 处理 D与其他各
处理相比差异显著,处理 B与处理 A 和 C 间差异也
达到显著水平,但处理 A 与 C 间差异不显著。 由此
说明,水培吊兰添加营养液,可以显著提高新生叶
片中叶绿素含量,其中处理 D表现最为突出。
2.4 不同营养液配方对水培吊兰新生叶 SOD 和
POD活性的影响
水培吊兰在改变其生长环境后,一定程度上造
成逆境。 在逆境条件下,吊兰体内的细胞保护酶活
性发生变化。 由图 3 可知,与 CK 相比,添加营养液
后各处理均可显著提高新生叶 SOD 活性, 其中 A、
B、C 3个处理间差异不显著,而 D处理的 SOD活性
最高, 与其他各处理间差异均达到显著水平。 POD
活性的变化趋势与 SOD 完全相同 (图 4)。 因此,D
处理在吊兰水培过程中,可有效提高新生叶片中的
SOD 与 POD 活性,稳定细胞内环境,增强细胞抵御
逆境能力,从而提高其生长量及生物量。
3 讨论
水培花卉是采用物理、化学、生物工程等技术,
对土培花卉的细胞组织结构进行驯化,使其成为能
够长期在水中生长的花卉[16]。目前,为适应家庭水培
需要而设计的静止式水培方式在我国广泛兴起 [17]。
在水培条件下,根系的诱导与最适宜的营养液配方
是水培能否成功的关键技术。 本研究中,采用的营
养液配方处理 D 中加入了有益于根系诱导形成的
植物激素,同时加入了碳水化合物蔗糖,结果表明,
该处理能显著促进新生根系的生长,显著增加新生
根数,显著提高新生根系活力。 同时,该配方还可显
著增加新生叶片数、提高新叶总鲜重。 与刘柏炎[8]、
沃建香等[7]的研究结果基本一致。此外,营养液配方
对水培吊兰新生叶片的生理特性也有显著影响,如
本研究中的处理 D 可以显著提高新生叶片中叶绿
素含量,与彭世勇等 [18]在紫背天葵水培上的研究结
果一致。 本研究采用的 4种配方均可以显著提高吊
图中不同小写字母表示差异显著(P<0.05),下图同。
图 1 不同营养液配方吊兰新生根系活力的影响
A B C D CK
处理
50.00
40.00
30.00
20.00
10.00
0.00




//m
g/
( g
·
h) b b
c
a
d
图 2 不同营养液配方对新生叶叶绿素含量的影响
40.00
30.00
20.00
10.00
0.00

绿



//S
PA
D

A B C D CK
处理
b
a
dc
c
图 3 不同营养液配方对吊兰新生叶片 SOD 活性的影响
80.00
70.00
60.00
50.00
40.00
30.00
20.00
10.00
0
SO
D


//U
/(

Fw

A B C D CK
处理
c
b
a
b
b
图 4 不同营养液配方对吊兰新生叶片 POD 活性的影响
350.00
300.00
250.00
200.00
150.00
100.00
50.00
0.00
PO
D


//U
/(

Fw

A B C D CK
处理
c
b
a
b
b
刘广洋等:不同营养液配方对吊兰生长发育及生理特性的影响 5429
湖 北 农 业 科 学 2014 年
的时间分别为 2~4 d 和 5~8 d,而且菌丝干重增加的
量存在较大差异。
在培养温度(25±1) ℃条件下,HZ-31 菌株在培
养时间 4 d 时,菌丝干重最大,为 834.4 mg / 100 mL,
pH 为 7.71;GD-2 菌株在培养到 8 d 时菌丝干重达
到最大值,为 499.8 mg / 100 mL, pH 为 7.38,说明 2
株生防菌株对 pH 有一定的选择性, 表现为均偏好
偏碱性的生长条件。
采用 PSA液体培养基在(25±1) ℃的条件下,来
自野燕麦的 GD-2 菌株的生长分为 3 个阶段:1~2 d
为适应阶段, 菌株的菌丝干重、OD650 nm、pH 变化较
小;3~5 d为对数生长阶段,菌株的菌丝干重、OD650nm、
pH 变化大;6~10 d 为稳定阶段, 菌株的菌丝干重、
OD650 nm、pH变化平缓。 而菌株 HZ-31的前期生长速
度高于 GD-2菌株,对数生长期提前到来,这可能与
菌株的生物学特性和对培养基的适应性有关,这与
前人研究结果基本一致 [3-6],因此,在进行生防菌的
发酵培养过程中,需注意在对数生长阶段的营养供
给和培养条件的控制。
研究 2 株生防菌株的生长特性,对生防菌株的
发酵培养具有较好的指导作用,在实际的发酵培养
基配方及田间应用方面, 还存在着复杂的影响因
素,需要进一步研究。
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(责任编辑 陈 焰)
兰新生叶片中 SOD和 POD 活性, 其中以处理 D 提
高酶活性幅度最大。 前人采用 NAA 处理水培紫背
天葵扦插枝, 可显著提高萌蘖叶片的 SOD 活性,但
对 POD活性影响不显著[19]。 因此,在对 SOD活性的
影响方面两者研究结果一致,但对 POD 活性影响方
面研究结果不同,主要原因可能是由于所用材料及
营养液配方不同。
综上所述,本研究将诱导根系形成的植物激素
6-BA 和 NAA 加入营养液中,能明显促进新生根系
的生长,增加新生根系数量,提高新生根系活力,同
时还能明显提高新生叶片数、新叶鲜重、新叶叶绿
素含量和 SOD与 POD活性。 因此,该营养液配方在
生理方面维护了细胞结构的完整性,保证了细胞正
常的新陈代谢,提高了水培吊兰的抗逆能力,从而
促进了根系和地上部的生长发育。
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(责任编辑 韩 雪)
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