全 文 ：文章编号:1000-1573(2006)04-0023-04
水培条件下不同通气时间对新几内亚
凤仙生长发育的影响
张　彦1 , 2 , 　方　正1 , 　李英丽1 , 　李荣华3 , 　赵洪普4
(1.河北农业大学 河北省生物无机化学实验室 , 河北 保定 071001;
2.保定市水文水资源勘测局 , 河北 保定 071000;3.沧州师范专科学校 , 河北 沧州 061001;
4.南宫市职教中心 , 河北 南宫 055750)
摘要:为水培凤仙提供一些理论依据 ,采用水培方法研究了不同通气时间对新几内亚凤仙生长的影响。结果表
明:在 8 、16和 24 h 3 个不同通气时间的处理中 , 以 16 h 为适合新几内亚凤仙生长的通气时间;通气 16 h 的处
理 ,根体积显著高于其他 2个处理 , 而通气 16 h 和 24 h 的处理 , 植株的根系活力显著高于通气 8 h 的处理;通气
8 h 和 16 h 的处理 , 植株体内 SOD、POD活性显著高于通气 24 h的处理;通气 8 h 的处理与其他处理相比 ,植物
体内丙二醛的含量显著增加 , 不利于植株的生长发育。
关　键　词:新几内亚凤仙;水培;通气时间;生长发育;生理反应
中图分类号:S 681.1　　　　　　　　文献标识码:A
Effect of different aeration hours on the growth and development
of New Guinea impatiens under solution culture
ZHANG YAN
1 ,2 , FANG ZHENG1 , Li Ying-li1 , Li Rong-hua3 , ZHAO Hong-pu4
(1.Key Lab of Bio-inorganic Chemistry , Agricultural University of Hebei , Baoding 071001 , China;
2.Hydrology and Water Resources Surv ey Bureau of Baoding , 071000 , China;
3.Department of biology , Cang zhou Teachers College , 061001 , China;
4.Occupational Education and Technical T raining Center of Nangong , Nangong 055750 , China)
Abstract:The ef fect of dif ferent aeration time on the g row th of New Guinea Impatiens w as studied
under solution culture to of fer the theoret ical foundation.The results indicated that 16 hours w as the
optimal aeration time to the g row th of New Guinea impat iens among the three different t reatments
of 8 hours , 16 hours and 24 hours.The root volume with 16 hours aeration w as significantly larger
than o ther tw o t reatments , and the root vigor with 16 and 24 hours aeration w as significant ly higher
than the t reatment of 8 hours.The activities of SOD and POD w ith 8 and 16 hours aeration w ere
significant ly stronger than aerating 24 hours.Compared w ith 16 hours and 24 hours treatments , the
contents of MDA increased obviously by aerating 8 hours , which w as harmful to the grow th and de-
velopment of the plant.
Key words:New Guinea impatiens;solution culture;aeration time;grow th and development;
phy siological reaction
　　无土栽培技术与生物技术一起 ,被列为 20世纪
对农业生产产生较大影响的高新技术。花卉水培是
无土栽培的一种重要形式。近年来 ,水培花卉作为
一种新型的室内花卉栽培方式 ,越发受到人们的关
　收稿日期:2005-11-30
基金项目:河北省科技厅博士基金资助项目(00547001D-3)
作者简介:张　彦(1979-),男 , 河北迁安人 ,在读硕士生.
通讯作者:方　正(1963-),男 , 河北万全人 ,博士 ,教授 ,主要从事植物营养研究工作.
第 29卷第 4期
2 0 0 6年 7月
河 北 农 业 大 学 学 报
JOURNAL OF AGRICU LT URAL UNIVERSI TY OF HEBEI
　 　 Vol.29 No.4
Jul .2 0 0 6
注和青睐[ 1] 。新几内亚凤仙(Impat ients hawkeri i)
为凤仙花科凤仙花属多年生草本花卉 ,又名五彩凤
仙花 ,其花色娇美可爱 ,花叶争艳 ,璀璨缤纷 ,观赏价
值高 ,是目前风靡世界的草花新秀[ 2 , 3] 。本文旨在
探讨水培条件下 ,营养液中不同通气时间对新几内
亚凤仙的生长以及一些保护酶活性的影响 ,从而为
水培新几内亚凤仙提供一些理论依据。
1　材料与方法
1.1　材料
供试材料为从 1以色列引进的品种`Harmony
Super Red ,由北京林业大学提供。
1.2　方法
1.2.1　试验设计　试验在光照培养室采用水培方
式进行 ,所用营养液为 1 2剂量的日本园试配方 ,选
择健壮 、株型一致的新几内亚凤仙幼苗(高约 10
cm)。试验设 1个对照:(CK)通气时间为 0 h;3 个
处理 ,分别设通气时间为处理 1:8 h ,处理2:16 h ,处
理3:24 h ,每个处理 3次重复 ,培养室通气良好 ,光
照强度 10 000 lx ,光照时间 14 h d ,温度 20 ～ 25℃,
相对湿度 45%～ 60%。记录植株的生长发育情况 。
水培从加入营养液开始 , 40 d后结束试验 ,对植株
的形态指标及生理指标进行测量和测定 ,并进行结
果分析。
1.2.2　水培方法　将选好的新几内亚凤仙幼苗在
自来水下冲洗干净 ,用 0.5%的高锰酸钾溶液喷雾
冲洗 2 min ,取出用去离子水冲洗 3 ～ 4遍 。将植株
用泡沫塑料板固定于水培塑料盆(12 cm ×13 cm)
中 ,根最初浸于去离子水中 ,待长出新根时 ,换 1 2
剂量的营养液 ,每隔 7 d换一次营养液 ,采用气泵通
气 ,各盆通入的针头均为 1 mL 注射器所用针头。
1.2.3 　测定指标及方法 　根系活力测定采用
T TC
[ 4]法;超氧化物歧化酶(SOD)的活性测定采用
NBT
[ 4]法;过氧化物酶(POD)的活性测定采用愈创
木酚法;丙二醛含量测定采用 TBA[ 4] 法;根体积的
测定采用排水体积法。将试样用蒸馏水洗净 ,去除
烂根 ,将根切下并用量桶测其体积 ,然后用滤纸吸干
水分 ,称重;每个重复分别取根 0.5 g 和 1.0 g ,分别
用来测根系活力和丙二醛含量;每个重复各取 2份
叶片 ,各 0.5 g ,分别用来测超氧化物歧化酶和过氧
化物酶的活性。
1.3　数据分析
运用SPSS 11.5 for Window s统计软件 ,对数据
进行 P <0.05水平的显著性分析 。
2　结果与分析
2.1　不同通气时间对新几内亚凤仙营养生长的
影响
2.1.1　不同通气时间对新几内亚凤仙生物量及地
上部形态的影响　由于对照处理(CK)植株缺氧 ,根
系全部腐烂变黑 ,导致植株全部死亡 ,所以 ,本试验
只对 3个处理进行分析比较。由表 1可知 ,处理 2
的地下部鲜重与根冠比均为最大 ,并且地下部鲜重
与其他 2个处理相比 ,差异达显著水平 ,说明该处理
植物的根系生长旺盛 ,适度的缺氧会刺激根系的生
长;由表 2可知 ,处理 2的冠幅与株高之比为 1.77 ,
说明与其他 2个处理相比 ,其株型紧凑 、匀称 ,更符
合观赏盆花的基本要求 。
表 1　不同通气时间的新几内亚凤仙的生物量
Table 1　The biomass of NewGuinea impatiens in different aeration time
处理
T reatments
地上部分鲜重 g
Overg round fresh weight
地下部分鲜重 g
Underg round fresh weight
鲜重增加量 g
Fresh weight increment
根冠比
Root Shoo t ratio
1 101.08 a 16.04 b 64.04 b 0.16 b
2 114.02 a 30.28 a 99.92 a 0.27 a
3 71.78 b 15.91 b 85.21 a 0.22 ab
　　注:鲜重增加量为整个植株在水培前后的质量差.
表 2　不同通气时间下的新几内亚凤仙的形态指标
Table 2　Morphologic characters of New Guinea impatiens
in different aeration time
处理
Treatments
冠幅 cm
Coronal size
株高 cm
Stem leng th
冠幅 株高
Coronal size
stem leng th
1 37.0 a 18.0 a 2.06 a
2 30.3 b 17.2 a 1.77 b
3 31.3 b 14.8 b 2.11 a
2.1.2　不同通气时间对新几内亚凤仙根体积和根
系活力的影响　植株的根系活力是表征植物生命活
动及生长势强弱的重要指标。根系活力高 ,说明植
株生长势强 ,对外界抗逆性强;根系活力低 ,说明植
株生长势弱 ,对外界的抗逆性差[ 3] 。
24　　　　　 河 北 农 业 大 学 学 报 第 29卷
表 3　不同通气时间下新几内亚凤仙的根体积和根系活力
Table 3　The root volume and activities of New Guinea
impatiens in different aeration time
处理
T reatment
根体积 mL
Root cubage
根系活力 (μg·g -1·h -1)
Root activity
1 25.0 b 22.28 b
2 42.7 a 28.77 a
3 23.3 b 26.22 a
　　注:所测根系活力样品为鲜重.
由表 3可知 ,处理 2 的根体积显著高于处理 1
和3 ,处理 2 和 3 的根系活力显著高于处理 1 。说
明 ,植物在遭受轻微的缺氧逆境时 ,为了适应此逆
境 ,根系活力有所增强 ,随之植株的外在表现是根系
的增长 ,根体积的增大 ,但当缺氧逆境程度进一步加
深时 ,植株根系内部组织可能受到一定的伤害 ,表现
为根系活力降低 ,根系生长缓慢 。随着时间的延长 ,
根系的伤害程度会进一步加深 ,直至死亡 。本试验
过程中 ,处理 1的根系外部还未曾发现腐烂变黑的
现象 ,但根系的缺氧已经对植株造成一定的伤害 ,导
致地上部叶脉轻微扭曲 ,花瓣残缺 ,花朵容易脱落。
2.2　不同通气时间对新几内亚凤仙生殖生长的
影响
由表 4可知 ,处理 2和 3的花径显著大于处理
1 ,而处理 1累积的成花数显著高于处理 2 和 3;另
外 ,试验过程中发现 ,处理 1 植株上的花朵分布不
均 ,花瓣不伸展 ,残缺现象严重 ,易脱落 ,花色不纯
正 ,而处理 2和 3花部基本正常。说明处理 1由于
缺氧 ,已经影响到植株的生殖生长。
表 4　不同通气时间下新几内亚凤仙的成花特性
Table 4　The flowering characteristic of New Guinea impatiens in different aeration time
处理
T reatment
花径 cm
Flow er diameter
累积成花数 朵
Bloom cumulation
花部状况
Flower status
1 5.6b 13.7a 花朵分布不均匀;花瓣有残缺 , 不伸展 ,易脱落;花色较纯正
2 6.2a 10.4b 花朵分布较均匀 ,花瓣正常 , 完好整齐 ,伸展;花色较纯正
3 6.1a 9.7b 花朵分布较均匀 ,花瓣正常 , 完好整齐 ,伸展;花色较纯正
2.3　不同通气时间下新几内亚凤仙的生理反应
2.3.1　不同通气时间对新几内亚凤仙体内超氧化
物歧化酶和过氧化物酶活性的影响　植物体在自身
代谢过程中 ,会产生活性氧自由基 ,在正常的情况
下 ,植物细胞的活性氧自由基的含量很低 ,并且植物
本身的清除系统会使活性氧的产生与清除处于低含
量的平衡状态 ,一般不会对植物体造成影响[ 6] 。但
当外界环境条件发生变化时 ,该平衡即会遭到破坏 ,
使植物体内积累较高的活性氧 ,若没有保护酶系统
的及时清除 ,植物体就会受到伤害甚至死亡。其中
超氧化物歧化酶(SOD)的主要作用是清除活性氧自
由基 ,其活性越高 ,清除活性氧的能力越大 ,植物对
外界环境的适应性也就越强。POD在植物体内参
与多种代谢 ,其活性大小也可反映植物对环境的适
应性[ 7] 。
由表 5可知 ,不全天通气的处理与全天通气的
处理相比 ,SOD 、POD的活性均显著增强;而通气 8
h和 16 h的处理之间差异不显著。说明新几内亚
凤仙在遭受此缺氧逆境时 ,其体内的代谢产生的活
性氧自由基含量增加 ,为适应此逆境 ,植物自身的保
护酶系统的活性增强 ,以提高自身对外界环境的适
应性;另外 ,通气 8 h 的处理 ,并没有使植物体内活
性氧的产生与清除的平衡被打破 。
表 5　不同通气时间下的新几内亚凤仙体内超
氧化物歧化酶和过氧化物酶的含量
Table 5　The content of SOD and POD in New Guinea
Impatiens in different aeration time
处理
T rea tment
SOD活性
(U·g-1·h-1)
SOD activities
POD活性
(U·g-1 h -1)
POD activities
1 67.11 a 9.42 a
2 62.07 a 7.30 a
3 53.49 b 4.18 b
　　注:所测样品为鲜重.
2.3.2　不同通气时间对新几内亚凤仙体内丙二醛
含量的影响　丙二醛(MDA)是膜脂过氧化物的最
终分解产物 ,其含量可以反映植物遭受逆境伤害的
程度[ 4] 。另外 ,丙二醛从膜上产生的位置释放出后 ,
可以与蛋白质 、核酸反应 ,改变这些大分子的构型 ,
或使之产生交联反应 ,从而丧失功能 ,还可使纤维素
分子间的桥键松弛 ,或抑制蛋白质的合成 。因此 ,丙
二醛的积累 ,可能对膜和细胞造成一定的伤害[ 4] 。
由图 1可知 ,处理 1植株体内的丙二醛含量显
著高于其他 2个处理 ,而处理 2和 3之间 ,丙二醛含
量差异不显著。可见 ,植物在缺氧达到一定程度时 ,
25　第 4期　　　 张　彦等:水培条件下不同通气时间对新几内亚凤仙生长发育的影响
其体内的丙二醛含量显著提高;另外 ,从植株的叶脉
扭曲和花器官的畸形来看 ,处理 1植株体内丙二醛
含量 ,已经反映出对植株造成了一定的伤害。
图 1　不同通气时间新几内亚凤仙体内丙二醛的含量
Fig.1　The content of MDA in New Guinea impatiens
in different aeration time
3　讨论
不同的通气时间 ,可以影响新几内亚凤仙地上
部和地下部的生长 ,使之呈现出不同的株型。适度
的缺氧逆境 ,可以增大根系的活力 ,促进根系的生
长。但缺氧逆境到一定程度时 ,就会抑制根系的生
长 ,根系活力反而会降低;另外 ,缺氧还会造成叶脉
的扭曲变形。
缺氧可以显著提高成花量 ,但是会造成花器官
的畸形 ,花朵容易脱落 ,其原因以及机理有待进一步
研究 。
保护酶系统的活性高低 ,可反应出植物对环境
条件的适应性以及植物自身防御衰老的能力 。由试
验可知 ,通气 8 h 和 16 h的处理 ,其体内 SOD 、POD
的活性显著高于 24 h 的处理 ,由此可以反映出植物
对缺氧逆境所表现的适应能力 ,并说明本试验所造
成的缺氧逆境 ,并未使植物体内活性氧自由基的积
累与清除的平衡遭到破坏 。
丙二醛是膜脂过氧化物的最终分解产物 ,其含
量可以反映植物遭受逆境伤害的程度。本试验结果
表明:通气 8 h的处理 ,新几内亚凤仙体内丙二醛的
含量明显高于其他 2个处理。从植株的叶脉扭曲 ,
以及花器官的畸形来看 ,植株已经遭受一定程度的
伤害。
综上所述:不同的通气时间影响到新几内亚凤
仙的营养生长和生殖生长 ,适度的缺氧 ,可以刺激根
系活力的增强 ,从而促进植株根系的生长 ,还可以提
高植株的成花量 ,但如果缺氧达到一定的程度 ,就会
导致根系活力的降低 ,体内活性氧自由基的积累与
清除的平衡遭到破坏 ,以及体内有害物质的积累 ,从
而使植物体受到伤害 ,甚至死亡 。所以 ,我们要寻找
最佳的通气时间 ,以利于植株的生长发育 ,同时节约
生产成本 ,提高经济效益。本试验结果表明 ,通气
16 h的处理 ,比较适合新几内亚凤仙的生长发育。
参考文献:
[ 1] 　张鲁归.室内水栽花卉[ M] .上海:同济大学出版社 ,
1998.
[ 2] 　邱强 , 赵世伟 ,赵弟轩 ,等.草本花卉·球根花卉·兰花原
色图谱[ M] .北京:中国建材工业出版社 , 1999.
[ 3] 　张志国 , 李新举.新几内亚凤仙工厂化生产[ J] .中国花
卉园艺 , 2002(11):22-23.
[ 4] 　邹绮.植物生理学实验指导[ M ] .北京:中国农业出版
社 , 2000.
[ 5] 　潘瑞炽 ,董愚得.植物生理学(第 3 版)[ M] .北京:高等
教育出版社 , 1995.
[ 6] 　JOHNGS.Oxygen stress and superoxide dismutase [ J] .
Plant Physiol , 1993 , 101:7-12.
[ 7] 　余叔文 , 汤章城.植物生理与分子生物学(第 2 版)
[ M] .北京:科学出版社 , 1998.
[ 8] 　王忠.植物生理学[ M] .北京:中国农业出版社 , 2000.
(编辑:祁振声)
26　　　　　 河 北 农 业 大 学 学 报 第 29卷