全 文 ：水培和土培虎尾兰根系结构的比较
尤凤丽1，赵胜楠2
(1． 大庆师范学院生物工程学院，黑龙江大庆 163712;2．黑龙江齐齐哈尔市泰来县大兴综合中学，黑龙江省齐齐哈尔 162408)
摘要 ［目的］研究虎尾兰根系对水培的适应性，为水培花卉的研究提供理论依据。［方法］以短叶虎尾兰为材料，制作徒手切片，采用
水培与土培 2种培养方式，观察并比较根系外观形态和解剖结构的变化。［结果］在形态上，土培短叶虎兰根系坚硬，表面粗糙，侧根发
达，而水培短叶虎尾兰根系生长速度慢，直径较小，根毛退化。从解剖结构来看，土培根的表皮由 1层细胞组成，表皮细胞外覆盖较厚的
植被皮，而水培根系表皮较薄，皮层细胞体积较大，髓部占中柱面积较小，木质部退化;短叶虎尾兰根中皮层部位存在含晶细胞。
［结论］水培虎尾兰植株的根系结构发生了不同程度的变化，但不影响其正常生长。
关键词 虎尾兰;根;水培;土培;解剖结构
中图分类号 S68 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611(2016)16 －018 －02
Comparison of the Ｒoot Structures of Sansevieria trifasciata in Hydroponic Culture and Soil Culture
YOU Feng-li1，ZHAO Sheng-nan2 (1． Biological Engineering Department，Daqing Normal University，Daqing，Heilongjiang 163712;
2． Daxing Comprehensive Middle School in Tailai County，Qiqihaer，Heilongjiang 162408)
Abstract ［Objective］To research the adaptation of Sansevieria trifasciata in hydroponic culture and soil culture，and to provide theoretical
foundation for the research on hydroponic-cultured flowers． ［Method］With S． trifasciata as the material，freehand section was made． Observa-
tion was carried out under two modes of hydroponic culture and soil culture． Changes of root appearance and anatomical structure were compared．
［Ｒesult］In morphology，S． trifasciata roots under hydroponics culture grew slowly with smaller diameter and degenerated root hair． However，
S． trifasciata roots under soil culture had strong root with developed lateral root and rough surface． In anatomical structure，the root epidermis of
S． trifasciata roots under hydroponics culture was thinner，cortical cell volume was greater;marrow accounted relatively small area in the column
area;xylem degradation appeared． There were a few crystal cells in the cortex of S． trifasciata roots． ［Conclusion］Ｒoot structure of S． trifascia-
ta under hydroponics culture changes in different degrees，which dose not affect its normal growth．
Key words Sansevieria trifasciata;Ｒoot;Hydroponics culture;Soil culture;Anatomic structure
基金项目 黑龙江省大学生创新创业训练项目(CX12025)。
作者简介 尤凤丽(1962 － ) ，女，黑龙江巴彦人，教授，从事观赏植物学
和植物生态恢复研究。
收稿日期 2016-05-12
虎尾兰(Sansevieria trifasciata)为龙舌兰科虎尾兰属，是
常见的室内盆栽观叶植物，叶丛矮小，叶片短而宽，回旋重
叠，叶面斑纹清新雅致，其最大的特点是能净化空气，尤其对
甲醛的吸收能力超强，被人们称为“天然的清道夫”［1 －2］。近
年来，水培花卉因时尚、美观、环保、清洁、便捷等优点而逐渐
成为都市养花一族的新宠。目前国内外对水培花卉的研究
大多集中于诱变驯化技术、设施应用技术及培养技术等方
面［2 －3］，但是对水培花卉和土培花卉解剖结构的研究较少。
笔者以短叶虎尾兰(S． trifasciata var． harnii)为试验材料，对
其根系结构进行观察，比较在水培和土培条件下短叶虎尾兰
的根系形态与显微结构的差异，旨在为水培花卉的研究提供
更多的理论依据。
1 材料与方法
1． 1 材料 供试材料短叶虎尾兰(S． trifasciata var． harnii)
为市售土培花卉。
1． 2 方法 试验于2014年5月在大庆师范学院生物工程学
院植物学培养室中进行。将短叶虎尾兰分株，选择长势一致
且生长良好的幼嫩植株分别进行土培和静止水培。水培前
先用自来水冲洗根系，将清洗干净的短叶虎皮兰的枯叶处理
掉，伤口用青霉素消毒，将消毒好的虎皮兰放在玻璃容器内
进行清水培养，培养时间约为 14 d，在此期间每 2 ～ 3 d换水
1次，发现烂根及时处理并消毒，以免影响其他部位。根茎结
合部保持在水面上方，待长出新根后将其转入营养液中［4］，
每 14 d更换新液 1次。土培和水培植株生长在同一培养室
内，光照和温度条件一致，生长 60 d后取样。
选择长度相近的根尖，自根尖至根基 15 mm处采用徒手
切片法制成临时装片，置于 MoticBA300 数码生物显微镜下
拍照并测量。测量时，每个部位选取 5 张装片中的 10 个视
野，在每个视野中选 6个对称位置，取平均值。
2 结果与分析
2． 1 水培和土培短叶虎尾兰根系外观形态的比较 水培短
叶虎尾兰培养 5 ～7 d后茎基部开始形成不定根，开始时根系
生长速度较慢。由表 1 可知，培养 60 d后，水培短叶虎尾兰
的新生根数 11根，新生根长度为 1． 3 ～ 7． 8 cm，根系总体上
生长旺盛，根系柔软，洁白晶莹剔透，根毛退化。土培短叶虎
尾兰新生根数 13根，新生根长度为 1． 7 ～ 9． 2 cm，根纤细且
比较坚硬，表面粗糙，多具侧根。
2． 2 水培和土培短叶虎尾兰根解剖结构的比较 培养 60 d
后的短叶虎尾兰水培和土培根的解剖结构大致相似，均由表
皮、皮层、维管柱 3 个部分组成，水培根的横切直径为
67． 16 ～97． 82 μm，土培根的横切直径为 69． 87 ～78． 05 μm。
水培根的表皮由 2层细胞组成(图 1A) ，排列整齐，表皮
细胞在横切面近似于方形，壁较薄。土培根的表皮由 1层细
胞组成，表皮细胞横切面近似方形，其细胞外层壁具有较厚
的根被皮(图 1B)。
水培根的皮层由 8 ～10层细胞构成，皮层的薄壁细胞排
列疏松，细胞之间形成较大的间隙(图 1A) ，内皮层有凯氏带
加厚，但不明显(图 1C)。土培根的皮层由 10 ～ 12 层细胞构
责任编辑 陈玉敏 责任校对 况玲玲安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2016，44(16) :18 － 19
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2016.16.006
成，皮层薄壁细胞排列较紧密且不规则(图 1B) ，内皮层细胞
横向壁、径向壁和内切向壁局部增厚并栓质化，呈马蹄形五
面加厚，形成典型的凯氏带结构(图 1D)。水培和土培根的
皮层中都存在含晶细胞，水培的含晶细胞呈多边形，小且数
量少，而土培的含晶细胞呈针状，数量较多(图 1E)。
水培根的维管柱直径为 18． 46 ～ 20． 73 μm，导管直径为
3． 3 μm，木质部退化，髓部明显变小(图 1C)。土培根的维管
柱直径为 24． 79 ～ 27． 43 μm，导管直径为 3． 6 μm，木质部为
多原型，髓清晰可见，且占维管柱面积比例较大(图 1D)。
表 1 水培和土培短叶虎皮兰根系形态和结构的比较
Table 1 Morphological and structural comparison of Sansevieria trifasciata in hydroponic culture and soil culture
处理
Treatment
新根数
New root
number
根
根长度
Ｒoot length
cm
根横切直径
Ｒoot traverse
diameter
μm
表皮细胞
层数 Layers of
epidermal
cell∥层
皮层细胞层数
Layers
of cortical
cells∥层
维管柱直径
Diameter of
vascular column
μm
水培 Hydroponic culture 11 1． 3 ～7． 8 67． 16 ～97． 82 2 8 ～10 18． 46 ～20． 73
土培 Soil culture 13 1． 7 ～9． 2 69． 87 ～78． 05 1 10 ～12 24． 79 ～27． 43
3 结论与讨论
3． 1 短叶虎尾兰根系的外观形态 植物根系的生长受环境
的影响。土培根系长期生长在土壤中，根系坚硬，表面粗糙，
侧根发达;水培根系由于已经适应水生环境，其根系会发生
一系列变化，根毛退化，根系柔软洁白，晶莹剔透，具有较高
的观赏价值。这与甘露等［5］对芦荟水生培养根系变化的研
究结果相一致。
3． 2 短叶虎尾兰根系的解剖结构 从横切面来看，土培与
水培短叶虎尾兰根的横切直径差异不大。土培根表皮细胞
一层，表皮细胞外壁覆盖较厚的根被皮。在兰科植物的研究
上，有学者认为根被的主要作用是机械保护和防止皮层中过
多水分的丧失［6］。水培根由于长期生活在水中，所以形成了
适应水环境的生长特性，根部长出新根，根径变小，皮层细胞
明显膨大，层数变少，老根逐渐脱落，木质部退化，新的水生
根系代替老根进行养分和水分的吸收。樊明寿等［7］认为生
活在水环境中的植物根皮层内一般会形成发达的通气组织，
然而水培短叶虎尾兰根系并没有典型的通气组织结构，只是
细胞间隙略大。
3． 3 短叶虎尾兰根系皮层中的含晶细胞 土培和水培短叶
虎尾兰根系皮层中存在含晶细胞，含晶细胞以一种特殊的形
态在特定的空间位置形成，普遍存在于旱生、沙生、盐生植物
的叶和轴内［8］。该研究结果表明土培短叶虎尾兰根皮层内
存在的含晶细胞数较水培多，这与孔妤等［8］对土培和水培吊
兰根系结构的观察的研究相一致。许多学者认为，含晶细胞
可以改变细胞渗透压，提高吸水力和持水力，以适应缺水环
境，植物体内的晶体还可以聚积体内过多的盐分以免引起毒
害［9 －10］。短叶虎尾兰能有效吸收和消除室内甲醛、苯等有害
气体，这些含晶细胞可能对减轻有害物质对植物的毒害具有
重要的生理学意义［11］，还有待于进一步探讨。
注:A．水培根表皮、皮层结构;B．土培根表皮、皮层结构;C．水培根内皮层、维管柱结构;D．土培根内皮层、维管柱结构;E．土培根皮层中的晶体。
Note:A． Ｒoot epidermis and cortex structures of S． trifasciata under hydroponic culture;B． Ｒoot epidermis and cortex structures of S． trifasciata under
soil culture;C． Endodermis and vascular column structures of S． trifasciata root under hydroponic culture ;D． Endodermis and vascular column
structures of S． trifasciata root under soil culture;E． Crystals in root cortex under soil culture．
图 1 短叶虎尾兰根的解剖结构(400 ×)
Fig． 1 Anatomical structure of S． trifasciata roots
参考文献
［1］王莲英．花卉学［M］．北京:中国林业出版社，1990．
［2］韦立三．水培花卉［M］．北京:中国农业出版社，2004．
［3］范惠菊，王俊侠，张伟燕，等．金边虎皮兰水培生根对比试验［J］．北方
园艺，2010(21):120 －121．
［4］赵胜楠，颜美，赵明，等． IBA和 NAA 对水培短叶虎皮兰生根的影响
［J］．安徽农学通报，2013，19(19):33 －34．
［5］甘露，涂翼，马红霞，等．芦荟水培技术体系的建立及水生根系解剖结
构的研究［J］．现代农业科技，2011 (17):180 －182．
［6］陆时万．植物学［M］．北京:高等教育出版社，1991．
［7］樊明寿，张福锁．植物通气组织的形成过程和生理生态学意义［J］．植
物生理学通讯，2002，38(6):615 －618．
［8］孔妤，王忠，顾蕴洁，等．土培和水培吊兰根系结构的观察［J］．园艺学
报，2009，36(4):533 －538．
［9］苏培玺，安黎哲，马瑞君，等．荒漠植物梭梭和沙拐枣的花环结构及 C4
光合特征［J］．植物生态学报，2005，29(1):1 －7．
［10］严巧娣，苏培玺．植物含晶细胞的结构与功能［J］．植物生理学通讯，
2006，42(4):761 －766．
［11］赵翠仙，黄子裸．腾格里沙漠主要旱生植物旱生结构的初步研究［J］．
植物学报，1981，23(4):278 －283．
9144 卷 16 期 尤凤丽等 水培和土培虎尾兰根系结构的比较