不同营养液配方对朱顶红生长的影响
2021-01-06
(广东农工商职业技术学院,广东 广州 510507)
朱顶红(Hippeastrum spp.Hybrid)为石蒜科多年生草本,原产于秘鲁巴西一带,花茎挺拔,花型美观,花朵硕大,花姿大方,花色艳丽,观赏价值高。[1]在华南地区,于4~5 月份开花,通常1 茎4 花,单朵开花7 d 左右,单株开花14 d 左右,多用于鲜切花制作、盆栽、庭院美化等。[2]
朱顶红喜温暖、湿润和阳光充足环境。繁殖方式包括有性繁殖和无性繁殖。无性繁殖包括分球、鳞片切割及组织培养等方式。因朱顶红的自然分球繁殖系数很低,所以目前朱顶红的繁殖方式主要以鳞茎切割和组织培养为主。目前朱顶红栽培技术研究多集中在花期调控、促成栽培技术及不同栽培设施影响等方面,[3-8]对于朱顶红无土栽培方式鲜有提及。水培技术的工作原理是使营养液不断循环流经作物根系,以保证不断供给作物水分、养料和新鲜氧气。水培营养液系统中营养液的配制是至关重要的,它是无土栽培的基础和关键。[9]本试验研究不同营养液对朱顶红生长的影响,以期为朱顶红无土栽培进一步提供技术依据,为朱顶红产业化的发展夯实理论基础。
一、材料与方法
(一)试验材料
试验材料来自于广东农工商职业技术学院温室大棚种植的朱顶红,选择健康饱满,大小一致的朱顶红和规格相同的水培瓶,基质的配制所需药品由实验室提供。
试验地设于广东农工商职业技术学院北校区温室大棚内,此温室建成于2009 年,是一栋现代化的生产温室。温室占地面积1 152 m2,具自动化的降温、保温、增温、遮阳系统,分为种植区和育苗区两部分,共配有活动苗床25 个。
(二)试验设计
将挑选后规格均一,健康饱满的朱顶红种球(球根长至3~5 cm),移入分别装有0.1%尿素(A)、格里克营养液(B)(成分详见表1)、0.3%磷酸二氢钾(C)、自制水培液(D)四种不同营养液配方的水培瓶中进行培养,选用清水(E)作为空白对照组。室内培养温度控制在20~25℃,且保持通风良好,每个对照组及空白组均设计3 组重复,每个水培盆放置5 株朱顶红种球,共计15 组处理组合,分别编号为A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3、D1、D2、D3、E1、E2、E3。
自制水培液制作方法:选用地上10 公分的露地栽培土,按体积比加水稀释10 倍搅拌5~10 min,静置30 min 后,取上清液备用。
(三)试验方法
供试球根进行清水清洁后浸入0.5%的高锰酸钾10~15 min,清水冲洗备用。各处理营养液PH 调整为5.5~6.5,将消毒后球根用100 mg/L IBA 速蘸30s,放入水培瓶中,用石头或泡沫固定。室内培养温度控制在20~25℃,且保持通风良好。试验组与对照组营养液5 天更换一次,换液时注意清洗球根基部,去除黏液。每天观察时用玻璃棒在容器中搅拌,用以保持瓶内足够的氧气,促进根系生长。
表1 格里克营养液配方
(四)测定指标与方法
每日观察各个球根在不同营养液条件下的形态指标。以直径0.5 cm 新叶为标准统计新发叶数;以植株茎干基部至新生叶叶尖长度计算株高;以根长0.3 cm 为新根标准,测量新根长度。各处理选择中部相同叶位叶片5 片进行标记,使用SPAD-502 叶绿素仪进行SPAD 值测定。每个叶片测定时,要求避开有损伤的叶片和叶脉,在叶片的上部、中部和下部各测定1 次,计算平均值。[10]每1 个月记录一次数据。
(五)数据统计分析
采用Excel2010、SPSS15.0 软件对试验数据进行统计分析。
二、结果与分析
(一)不同基质处理对叶片SPAD 值的影响
叶片中叶绿素是植物进行光合作用的主要色素,其含量可一定程度反映植株营养状况、抗逆特性及衰老状况等生理变化。叶绿素含量与SPAD 值之间极显著的正相关性,可直接采用SPAD 值来估计。[11]
经过4 个月的观察,根据叶片的SPAD 值变化情况,由图1 可知相比清水(E)对照组,各营养液的叶绿素含量都有不同程度的增高,其中磷酸二氢钾(C)对朱顶红的SPAD 值影响较为显著,但增长情况以前期为主。3 个月后,尿素(A)增长显著。各营养液处理与对照处理清水(E)均存在显著差异,各处理之间也存在一定的差异性。叶绿素含量总增长的顺序为尿素(A)>格里克营养液(B)>磷酸二氢钾(C)>自制水培液(D)>清水(E)。相比之下,磷酸二氢钾(C)的适应力较好。
图1 不同处理叶片SPAD 值及多重比较分析①采用Duncan's multiple range test 方法分析,同一列不同字母表示显著性差异(P<0.05,n=9)
(二)不同基质处理对叶片的生长影响
如图2 所示,试验初期(3 月份)磷酸二氢钾(C)叶片平均长度最高,为45.6 cm;其次为尿素(A),格里克营养液(B),自制水培液(D),清水(E);进入试验中期(4~5 月份),各营养液处理,总体叶片平均长度出现下降趋势,磷酸二氢钾(C)降至13.5 cm,格里克营养液(B)降至17.0 cm,自制水培液(D)处理则处于平稳状态。出现该现象的原因在于一开始植物尚未适应营养液带来的环境,导致叶片生长情况总体下降。格里克营养液(B)在6 月逐步回升,叶片平均长度为21.0 cm,这证明有新叶的增加。自制水培液(D)一直处于比较平稳的状态,但也并没有上升,其原因分析为基质所营造的环境和之前所在环境并无太大变化,因而无显著变化。对新叶生长的影响最大的是格里克营养液(B),其次是自制水培液(D)、尿素(A)、磷酸二氢钾(C)、清水(E)。
图2 植物叶片在不同基质中的生长情况
(三)不同基质处理对植物根系生长影响
植物水培是对土生植物采用物理、化学、生物工程等综合技术措施诱导其产生通气组织,使根部组织结构疏松、细胞增大、通气性增强、吸收面积增加,能适应水中生长环境的栽培方式。植物水培成败的关键在于植株能否在水培条件下长出适合水培环境的新根。[12]
如图3,3~4 月各种基质处理新根长度处于下降状态,究其原因为适应新的生长环境。4~5 月所有处理除了清水有所下降之外其他都有明显上升,其中自制水培液(D)的新根长度最长,为59.5 cm,其次是尿素(A)55.0 cm,然后是格里克营养液(B)50.3 cm,磷酸二氢钾(C)36.1 cm。清水(E)有一段时间全部烂根,考虑为清水无法提供足够的营养,6月时进行清水处理虽然有所回升,但与其他相比不明显。而尿素(A)在缓冲期后上升又急速下降,原因可能为尿素(A)浓度过高导致根适应性不佳,适应几日后才持续长出新根。自制水培液(D)缓冲期后新根不断增长,最后测量长度为64.48 cm,是5 种处理中新根长度最长的处理。各处理根系生长长度的顺序依次为自制水培液(D)>格里克营养液(B)>磷酸二氢钾(C)>清水(E)>尿素(A)。
图3 植物根系在不同基质中的生长情况
(四)不同基质处理综合得分及排名
应用主成分分析法、综合排名法计算得分,用以评价不同基质处理下朱顶红生长的综合性状优劣。各基质处理排名见表2,可见格里克营养液(B)效果最为显著。
表2 不同基质处理主成分分析得分及排名
三、结论
叶绿素是植物光合色素中最重要的一类色素,其含量高低在很大程度上反映了植株生长状况良好与否。[13]本试验结果表明,各营养液处理均能显著提高朱顶红叶片的SPAD 值,相较于清水处理(E)分别提高了100.13%、94.60%、66.42%、52.23%。其中尿素(A)提升作用最为明显,与前人研究通过注入N 元素能够显著提高叶绿素的含量观点一致。[14]
在形态生长方面,由于朱顶红种球从土培环境转移至水培环境,根系在新环境中需要一段时间适应,造成叶片萎蔫,因此叶片长度前期出现下降趋势。后期根系逐渐恢复后,叶片回挺。新根长度方面,自制水培液(D)、格里克营养液(B)、磷酸二氢钾(C)能有效提高新根的长度,较对照处理清水(E)分别提高了40.8 cm、31.4 cm、24.1 cm。
四、讨论
综上可以得出:植物从土壤环境到配方环境大多都需要经历一个缓冲期,这个期间可能导致各项指标的下降;配方浓度不宜过高,否则可能会导致烧根或烂根;格里克营养液(B)对朱顶红水培生长有较好的促进作用,后续可进一步加以研究和应用。
不同营养液配方对不同测定指标的影响效果会有所不同,这取决于植物种类、温度、光照度、日照时数、水质等多种因素,[15]因此,后期试验的开展,需综合考虑其他影响因素的处理。例如温度,因为邱亚芬[8]等发现花卉在生根期间须保持较高的湿度外,温度是较难控制但也是最为关键的因素,同一品种在不同温度环境下水生根的生长速度不一样,如黑美人在 28~33℃下7 d 就能生根,而 23~28℃下生根时间需10 d,所以温度的高低是影响水培花卉水生根生长快慢的因素之一。至于营养液的最适浓度则是以后值得研究的方向,对今后的水培发展有重要意义。