天然水与纯净水培植对水仙花生长发育及生命的影响研究

朱加进 曹菲薇

近来，社会对自来水水质的关注正在增长，主要是因为自来水被各种化学物污染所致，因此各种经处理后的桶装或瓶装水在家庭、办公室、学校等场合被大量使用以取代自来水，有代表性的主要是天然水和纯净水。天然水是指构成自然界地球表面各种形态水的总称，市售的天然水是以天然水为原水，经过科学的工艺，保存了原水中机体必需的矿物元素，而市售的纯净水是指以自来水为原水经过加工工艺后在除去有害物质，当然同时也去除了對机体有益的矿物元素如钾、钠、钙、镁、锌、铁、硒等。众所周知，矿质元素不仅可提供满足机体生长所必需的营养，还广泛参与并调节机体的生理生化反应：镁元素是体内酶系的辅助因子或激活剂，参与心肌收缩的过程，对大脑中枢神经有镇定作用；钾元素能够维持心脏内部的循环转化，它与钠共同作用可调节体内的酸碱平衡；钙是骨骼的主要组成部分，同时也是许多凝血酶原的激活剂。硅元素是参与人体结缔组织、上皮组织 、骨组织、骨胶原的生物合成，能够有效地促进骨骼对钙质的吸收。

一般情况下，机体所需矿物元素离子主要通过饮食获取，为维持机体各项生命活动及代谢平衡所需，水是补充人体矿物元素的另一非常重要的渠道。人体每日摄入水量约为2升（包括食物中的水分），在各种食物干预的前提下，饮用水的不同是否对机体有不同的影响是值得研究的。

水仙花（Narcissus tazetta var. chinensis）是石蒜科观赏植物，是一种主要依赖其自身储藏的养分来完成生长发育过程的植物品种。大量研究表明，钙镁钾钠硅等元素是植物生长发育的必需元素，其中钾元素是植物生长发育所需的大量元素之一，能够改善植物叶绿体结构，提高二氧化碳的同化及光合产物的运输，同时参与植物细胞的渗透调节的作用。钙镁元素是植物生长发需要的中量元素，其中钙元素能稳定细胞壁的结构，能将磷脂分子联结起来， 具有稳定细胞膜的作用，同时对液泡内阴阳离子的平衡有重要贡献， 具有渗透调节作用。钠和硅元素是植物的有益元素，钠能提高细胞原生质的亲水性，提高植物的抗旱力。硅元素参与细胞壁结构物质的合成，增强植物的机械强度和稳固性，同时植物体内的硅化物沉淀能够抑制植物的蒸腾，促进植物对水分的有效利用。研究表明，钙处理能够增加水仙花的花葶长，钾元素可以促进水仙花花卉成熟，有助于发芽分化，能够增加球根重。本研究选择其内贮藏着极为丰富的营养物质的水仙花鳞茎球为研究对象，采用水培的方式，考察在自身营养物质充足的情况下，天然水和纯净水对水仙花的生长发育的影响，并通过对培植前后水中矿物元素含量的变化进一步从机理方面揭示了其对生命健康的重要性。

材料与方法

材料。漳州水仙花 3 年生鳞茎球：购自花鸟市场；天然水：天然水1，天然水2，（不同品牌，购于沃尔玛超市）；纯净水：纯净水1，纯净水2，（不同品牌，购于沃尔玛超市）。

方法。选择球茎大小一致的水仙花种球，根盘洗净，剪去老根后，分成4组，每组10个，分别用天然水和纯净水于温度15～20℃，光照14小时/天的条件下浸根培植，每3天换水一次，观察其根的生长、开花时间及花期，并收集培植第3天到第6天的水（以下简称“培植后的水”，此阶段为根生长最旺盛阶段）进行矿物元素含量等指标的测定。

指标测定方法。根长度的测定：用含有毫米刻度的尺子对水仙花根盘四周的根进行测定，并取平均作为其最终根的长度。开花时间：如整株水仙花上有一个花葶开花，记下该株水仙花的开花日期，减去开始培植的时间即为该水仙花的开花时间。花期：如整株水仙花上有花瓣凋谢脱落，记下该株水仙花的落花日期，减去其对应的开花日期即为该水仙花的花期。水中矿物元素含量及溶解性总固体（TDS）的测定：矿物元素含量采用型号为Thermo Ic3500的原子吸收仪进行测定，溶解性总固体（TDS）参照国标GB/T 5750 生活饮用水标准检验方法进行测定。

统计方法。本文中数据均采用spss16.0进行独立t-检验分析，P<0.05为差异显著，P<0.01为差异极显著。

结果与分析

天然水与纯净水对水仙花根生长的影响。由图1的结果显示，经过7天的培植，天然水1与天然水2中水仙花根的长度分别为6.19±0.93cm，6.26±0.95cm，明显要长于培植在两组纯净水中（2.31±0.52cm，2.25±0.48 cm）的，且具有极显著的差异（“*”表示纯净水与天然水之间P<0.01）。说明生长在天然水中的水仙花根的生长速度要快于生长在纯净水中的。

天然水与纯净水对水仙花开花时间的影响。由图2的结果显示，培植在两组天然水中的水仙花从培植到开花分别需33.6±3.6天和34.1±3.8天，要明显短于两组纯净水的40.1±3.6天及41.2±4.5天，且具有极显著的差异（“*”表示纯净水天然水之间P<0.01）。说明生长在天然水中有助于水仙花提前开花。

天然水与纯净水对水仙花花期的影响。由图3的结果显示，培植在两组天然水中水仙花的花期分别为12.8±2.97天和13.1±3.05天要明显长于纯净水9.5±1.96天及8.9±1.66天的花期，且也具有极显著的差异（“*”表示纯净水与天然水之间P<0.01）。说明培植在天然水中的水仙花花朵衰退更慢，其花期更长。

培植前后天然水与纯净水中矿物元素含量。由表1的结果显示，对培植后的水进行矿物元素含量等指标的测定，发现培植后天然水中的钾、钠、钙、镁等矿物元素及TDS均低于培植前，而培植后纯净水中相应的矿物元素及TDS均高于培植前。说明培植在天然水中的水仙花能吸取该水中相应的矿物元素，而培植在纯净水中的水仙花不但不能吸取矿物元素，反而导致水仙花机体本身所含矿物元素的流失。

讨论

矿物营养对水仙花的重要性已有较多的研究与报道，如邱瑾等在研究矿物营养对水仙花若干生理生化指标的影响指出，钙、镁、钾能使水仙花叶片可溶性蛋白和叶绿素含量显著增加，并大大提高了抽葶期、开花期净光合速率和光合/呼吸比值，从而有利于水仙花的生长发育，提高其观赏品质。孔海燕等指出，钙能推迟并抑制乙烯、H2O2的生成，提高CAT、SOD等的活性，从而能抗衰老、延长花期。韦海忠等研究表明，钾元素可以增加水仙花根的长度并增加水仙花的花葶数。本文从天然水和纯净水对水仙花培植的生长发育指标及培植后水质的矿物元素含量分析可知，因培植后的天然水中矿物元素相比于培植前减少明显，表明培植在天然水中的水仙花因吸取了该水中对机体有益的矿物元素，从而促进了水仙花的生长发育，这与前人研究结果――矿物元素可促进水仙花生长发育的结论一致；而通过培植前后纯净水中矿物元素含量对比可见，培植后纯净水中矿物元素较培植前增加明显，说明水仙花培植在纯净水中由于纯净水的“纯净”导致其自身体内必需的矿物元素大量流失，从而影响其生长发育。由此可见，水仙花虽然是一种主要依赖其自身储藏的养分来完成生长发育过程的植物品种，但富含矿物元素的天然水因能有效补充其生长所需的各种矿物元素可更好的促进水仙花的生长发育，而纯净水因处理工艺的原因，在去除有害物质的同时也去除了对机体有益的各种矿物元素，由于其高度的不饱和性可导致水仙花自身储存矿物元素的流失进而对其生长发育造成影响。

目前已有很多专家、学者指出，长期饮用可促使机体自身矿物元素流失的纯净水会对机体的生长发育及生命健康造成一定的影响，如舒为群等的研究指出在其他饮食条件一致的情况下，长期饮用纯净水可降低老鼠体内某些矿物元素水平，并通过升高血脂诱发心血管系统损害，同时围产期老鼠饮用纯净水对幼鼠神经系统发育也有影响。WHO论文集也指出，纯净水由于水中离子浓度很低，长期饮用会使机体内本身含有的必需矿物元素加速溶解而排出体外影响机体健康。本文主要从植物水培的角度出发，进一步更直观的从理论上剖析了纯净水引起机体生长发育不良的原因。

（作者单位：浙江大学生物系统工程与食品科学学院）

基金项目：国家高技术研究发展计划（863项目）：新型罐头加工装备开发与新技术研究编号：2011AA100804。