观赏植物山海带水培配方的研究

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  摘 要 以山海带(Dracaena Cambodiana)为研究对象,根据水培植物的基础配方霍格兰德配方,改良配制4种含有不同浓度的大量元素氮、磷、钾及钙的营养液,开展山海带水培营养配方筛选研究。以清水培养为对照,测定山海带的株高、叶片数和冠幅、总鲜重、地上部重、根重,筛选出经济而良好的配方,为山海带无土栽培的推广提供理论依据与方法。结果表明:4种营养液中配方A、B、C是改良的有效配方;从植株生长指标、营养液pH和EC变化等方面综合分析来看,山海带在配方C中的生长情况最好,而在配方D中长得最差,出现黄化枯死的现象;在生产中选择配方A(总浓度较低)较省成本,如果条件允许,建议在山海带生长前期用配方C,生长后期用配方A,这样既可以使山海带快速生长,满足山海带的生长规律,同时又可以节约成本。
  关键词 山海带 ;营养液 ;配方 ;水培
  分类号 S567.19
  山海带(Dracaena Cambodiana Pierre ex Gagnap)又名小花龙血树、海南龙血树,为百合科龙血树属多年生长绿植物,原产于海南岛乐东、三亚及云南等低陵热带常绿季雨林地区。越南、柬埔寨也有分布,生于背风区的干燥砂土上[1]。山海带属濒危种,已被列为国家三级保护植物。
  山海带属于龙血树的一种,龙血树的树脂可用于加工生产成“龙血蝎”,是名贵中药,常用于活血散淤和止血[2]。山海带耐阴,也较耐强光,但不耐低温,在12℃以下易产生冷害;植株可高达数米,株型婀娜多姿,美观大方,是室内外不可多得的观叶植物,既可以使人产生一种欢喜和愉快的感觉,又可以提高人的艺术修养,从而起到调节身心、陶冶情操的作用。然而传统的土培植物给人们带来诸多不便,如土壤污染以及施肥、喷药带来的异味等,使植物的室内种植无法流行起来。而用含有植物生长必需元素的营养液代替土壤栽培植物,基本上解决了上述问题。
  无土栽培(Soilless Culture)是指不用天然土壤来种植植物的方法,较为科学的定义是:利用含有植物必需元素的营养液来提供营养,从而使植物能够正常地完成整个生命周期的种植技术[3]。植物的必需营养共有16种,其中C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S为大量元素,Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl为微量元素。这16种必需营养元素中,C、H、O主要来源于空气和水,而其它13种营养元素主要是从植物根系生长的介质中以离子形态吸收[3]。
  中国是许多名花异卉的故乡,也是世界上观赏植物种类和资源最丰富的国家之一,许多重要温室花卉原产于中国,不愧为“世界园林之母”[3]。水培花卉集成了传统花卉盆花和切花的特点,将盆花变成无土化的水介质栽培,使鲜花的寿命在水中延续,成为不易凋谢的鲜花。水培的主要特点就是清洁、环保、格调高雅、便于组合、便于养护等,正因为具有这些优点,水培已受到了国内以及国际花卉业的重视和广大花卉爱好者的欢迎,但并不是所有的花卉都适合水培,因此,这方面的研究有待开展和深入。
  本研究以山海带为试验材料,对山海带在不同营养液中的生长情况进行观察比较,筛选优良配方,为山海带无土栽培的推广提供方法。水培花卉要求操作简单、养护方便、生长量适当、营养液养分全面,但可水培的花卉种类繁多,生长习性各异,对养分的要求差异较大,需因花而异。因此需通过大量的试验研究,筛选营养液配方,方能使水培花卉达到最佳的生长状态。本研究设计的水培配方A、B、C、D参考了改良霍格兰德配方[3],从中进行氮、磷、钾的配比改良而成。其中配方C基本上参照了霍格兰德配方溶液的比例;配方A和B相似,但A配方磷、钾的比例较B配方降低10%;配方D则提高了钙的浓度,但降低了溶液总浓度,总浓度最低。
  1 材料与方法
  1.1 材料
  采用上口径16.0 cm、高15.5 cm的蓝色和红色不透明的塑料盆作为水培盆;使用带有孔的定植筛、小石块和塑料泡沫定植山海带。选取长势大小一致的小山海带,定植于水培盆里,放置于温室大棚。
  1.2 方法
  配制4种不同的营养液配方(表1、2),以清水作对照(CK),共5个处理。每个处理重复6次。试验时间为2014年5月至12月,期间每14 d测定一次pH、EC值(电导率,即反映基质水溶液的离子总浓度[4]),其中pH值用PB-10型酸度计测定,EC值用雷磁DDSJ-308A电导率仪测定。
  每个月更换1次营养液,共更换8次,同时每个月测一次叶片数、株高、冠幅;试验结束后称量全株的重量、地上部重、根重。其中株高、冠幅用直尺测量;植株总鲜重、根系鲜重、地上部鲜重等指标采用电子天平称量。
  1.2.3 数据统计分析
  使用Excel、SPSS软件对数据进行统计分析。
  2 结果与分析
  2.1 水培前期营养液电导率平均值的变化
  根据理论可知,营养液中电导率的EC值可以反映其盐类含量,也即可以反映营养液的浓度[5]。EC值小于0.37~0.50 μs/cm( 相当于自来水)时,几乎没有肥力;EC值为1.3~2.75 μs/cm时,具有较强的肥力,此时最好淋洗盐分[6]。
  水培4周后,4种营养液配方A、B、C、D的EC值分别下降了0.11、0.13、0.17、0.23 ms/cm。水培6周后4种营养液配方EC值分别下降了0.23、0.28、0.41、0.25 ms/cm,其中配方C下降最多,配方A下降的幅度比其它3个都少。水培4周后,各种配方营养液浓度下降幅度均不大(图1),说明在这段水培期间,山海带植株小,吸收营养液中的养分不多,故只需补充所消耗的水分,防止因水分不足导致营养液浓度过高而引起的生理病害[7]。总体而言,4个配方的EC值下降幅度不大,仍处于具有肥力的合理值区间,说明山海带吸收的营养不是很多,每6周换1次营养液对山海带的正常生长不会有影响。   2.2 水培过程中营养液pH值的变化
  营养液pH值直接影响作物吸收离子的能力,pH值过高或过低都会使作物的吸收能力降低;pH值影响矿物质的有效性,使其有效浓度降低;营养液pH值过高或过低,都会影响作物的正常生长发育,主要原因是pH值会干扰作物内部代谢过程而影响无机离子的吸收[8]。pH的变化是由于植物根系对阴离子和阳离子吸收的不平衡而引起的,为了使植物能够正常生长,应对营养液的pH值进行调整。大多数植物的根系在pH 5.5~6.6的弱酸性环境中生长最好,因此无土栽培的营养液pH值也应该在这个范围内[9]。
  在水培山海带的过程中,营养液的pH值呈现下降或上升的变化趋势,当吸收的正离子比负离子多时,pH值呈下降趋势;当吸收的负离子比正离子多时,pH值呈上升趋势[10]。水培4周后,不同营养液pH值的变化不大(图2),仍在允许的范围内,所以无需调整pH值。水培6周后,除配方D的pH值大于7外,其余3个配方变化不大,说明6周之后应该对配方D的pH值进行调整,从而满足山海带的正常生长。其中配方C的下降幅度较大,最低降至pH为3.99,但是山海带还能正常生长,说明山海带对不同pH的适应性较强,可能偏好酸性环境。
  2.3 不同营养液对山海带植物生长的影响
  2.3.1 不同营养液中山海带叶片数、株高、冠幅的动态变化
  营养液中山海带的生长指标动态变化可以较好地反映不同配方对山海带生长的影响情况。由于培养前期主要是植株适应水培的过程,重点观测溶液的动态变化,生长指标叶片数、株高和冠幅的动态测量从培养后6个月开始,直至8个月。
  从表3可以看出,经不同营养液水培8个月后,山海带叶片数均明显增多,其中配方A的叶片数最多,平均为17.5片,而配方D的叶片数平均为12.8片,二者的差值为4.7;对照的叶片数比配方D多,说明配方D不如清水好。经不同营养液水培240 d后,山海带的株高均明显增加,其中,配方C的株高最高,平均为17.0 cm,而配方D最矮,平均为8.5 cm,二者的差值为8.5 cm;对照比配方D的长势好,进一步说明配方D不理想。培养过程中,山海带的冠幅除配方D外均明显增宽,其中配方C冠幅最宽,平均为36.33 cm,配方D的冠幅最小,平均为22.33 cm,二者的差值为14 cm;对照的冠幅比配方D的宽,配方D的冠幅逐渐减小。结合田间观察,发现配方D出现黄化枯死的现象,表明该配方不利于山海带的生长。
  2.3.2 不同营养液配方对山海带相关生长指标的影响
  从表4中可以看出,在培养8个月后,在各配方营养液中生长的山海带叶片数达到12片以上,各配方间无显著差异,表明就叶片数这一指标而言,不同配方与清水对照效果相似,无明显差异。不同配方中株高存在显著差异,其中配方D的株高最小,且与其余配方及对照间差异极显著,表明配方D不利于山海带株高的增长;而配方A、B、C之间的株高无显著差异,但都显著高于对照(p<0.05),表明这3个配方对山海带株高的增长有较好的促进作用。山海带植株冠幅在不同营养液间存在显著差异,其中配方D与配方A、B、C之间均达到极显著水平(p<0.01),且配方D的冠幅小于对照,差异显著(p<0.01),说明配方D对山海带冠幅的增长效果最差;其它配方的冠幅均显著高于对照,说明除配方D外,其余3个营养液配方有利于冠幅增长。
  鲜重是植物对水分和营养液吸收情况的总体指标,最能直接体现出植物与产量的关系。水培240 d后,山海带总鲜重以配方C最重,达到46.58 g,最轻为配方D,仅为14.83 g,低于清水对照(26.80 g)。方差分析结果表明,配方C与其余配方及对照间存在极显著差异,表明在总鲜重指标上,配方C为最优配方;而配方A与配方B在总鲜重上差异不显著,都能较好地促进总鲜重的增加。根重在不同配方间存在差异,其中,配方C极显著大于其余配方及对照,达11.25 g;配方A、配方B及对照之间差异不显著,均能增加根重;配方D根重极显著小于其余配方及对照,仅为4.75 g。地上部重在不同配方及对照间存在极显著差异,其中配方C极显著高于其余配方及对照,而配方D则极显著低于其余3个配方及对照;配方A、B之间无显著差异。结果显示,配方A、B、C与清水相比,都能显著促进地上部重量增长,配方C为最优配方,而配方D效果较差。
  综合比较可知,培养8个月后,山海带在配方A、B、C中均能较好地生长,叶片数、株高、冠幅等指标在配方C中均出现最大值,但三者间差异不显著,而总鲜重、根重和地上部重等指标则表现为配方C极显著高于其余配方,表明配方C为最优配方,采用此配方最有利于山海带植株的生长。配方A、B也能较好地促进山海带各项生长指标的增加。经配方D培养后的各项指标均小于对照和其余配方,山海带在此配方中表现出生长不良,表明该配方不适用于山海带的无土栽培。在不同配方及对照中,根重这一指标在各配方中的增加幅度不明显,由于山海带根直接接触营养液,在培养过程中检测到营养液PH值逐渐增加,碱性增强,这可能不利于根系生长,因此推测山海带喜欢酸性环境,中性、碱性环境反而不利于山海带的生长发育。
  4 讨论与结论
  结合实验结果和配方可以看出,改良的国际通用配方—霍格兰德配方很好地促进了山海带的营养生长,是适宜的山海带水培基础配方。其中配方C养分较为平衡,含氮、磷、钾、钙、镁、硫等大量元素,且含量较高,满足了山海带的全面营养,因而山海带在配方C中生长最为迅速。配方A和B降低了磷、钾浓度,山海带在其中也能正常生长,表明这2种配方能保证山海带的基本生长要求。配方D浓度低,营养和pH值不能满足山海带的生长要求,所以山海带会发生黄化枯死。
  山海带在营养液配方D中的生长情况与配方A、B、C中有显著差异,配方D会使植株出现黄化枯死的现象,说明配方D不适合水培。配方C中山海带各项指标优良,所以配方C最为理想。如果条件允许,最好在山海带生长前期用配方C,生长后期改用配方A,这样既可以满足山海带的生长规律,使山海带快速生长,同时也可以节省成本。山海带可能偏好酸性环境,因此可以适当调节水培液pH值至微酸性。   无土栽培中营养液的管理是整个无土栽培的重要组成部分[8]。营养液使用一段时间以后,因作物的吸收和蒸发而使其中的矿物质和水分不断减少,EC值会发生变化;同时由于离子吸收的不平衡,pH值也会有所变化。所以需要定期补充营养液和调整pH值,但若营养液浓度下降不到50%,可以不换营养液[3];若山海带的生长情况良好,则这个阶段只需补充所消耗的水分即可。若pH值超过7而导致植株出现黄化枯死的现象,则应进行pH调整,保证pH值在允许的范围内,从而满足植株的正常生长。
  本研究中,配方D培养的山海带刚开始生长正常,后期就黄化枯死,可能的原因如下:营养液配制不合理,即浓度太低,所以刚开始山海带能正常生长,但是后期由于植株长大,营养不足,因此会出现黄化现象;此外,溶液偏碱也会妨碍锰和铁的吸收,造成叶片黄花[10]。因此水培花卉时,应注意配方的选择,要同时考虑营养液的浓度、酸碱性等,否则会带来很大的经济损失。
  山海带的叶片窄长,耐阴、耐热,植株可高达数米,株型婀娜多姿,美观大方,近年来已经成为室内外不可多得的观叶植物之一。采用水培方式给管理带来极大的方便,不用担心因经常不浇水而导致植株干枯,而且水培花卉卫生、省力、节水肥[11]。本研究结果表明,山海带适合静止水培,只要选择适宜的配方,1~2个月更换一次营养液并不影响山海带生长,且管理方便。如用透明的容器盛装营养液,并在营养液中养观赏鱼类,可增加山海带的观赏价值。同时,如果将水培技术应用于其它观叶植物,生产出更多种类的水培观叶花卉,将可满足人们对不同花卉种类的需求[11]。
  参考文献
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