【不同营养液浓度水培下多肉植物生长状况探究8200字（论文）】

不同营养液浓度水培下多肉植物生长状况研究摘要本文以景天科多肉植物‘红色浆果’和‘乙女心’作为试验对象，通过在日本园试配方营养液和霍格兰氏通用（Hoagland’s）营养液不同浓度梯度（标准溶液、1/2、1/4浓度）水培处理下，研究‘红色浆果’和‘乙女心’的叶片数量和黄叶片数、株高增长量、生化状况等。结果表明：‘红色浆果’在Hoagland’s通用营养液1/2浓度水培下，根系生长情况最好，新生根数量有88.32条、平均根长度是4.93mm，‘红色浆果’生理生化状况最佳营养液浓度为日本园试配方营养液1/2浓度，通过对两种营养液水培的数据对比，得出Hoagland’s通用营养液1/2浓度最适用于‘红色浆果’；‘乙女心’最佳根系生长情况是日本园试配方营养液标准溶液浓度，最佳生理生化状况是1/2浓度，但对比根系活力与生根时间，我们可以得知水培‘乙女心’最佳营养液为日本园试配方，最佳浓度为日本园试配方1/2浓度。关键词:Hoagland’s通用营养液；日本园试配方营养液；红色浆果；乙女心；过氧化氢酶；目录2098952553_WPSOffice_Level11绪论 1962659782_WPSOffice_Level21.1研究背景 1281159576_WPSOffice_Level21.2国外研究现状 1984970432_WPSOffice_Level21.3国内研究现状 21594099548_WPSOffice_Level21.4研究目的 2962659782_WPSOffice_Level12材料与方法 325123264_WPSOffice_Level22.1试验材料 31339903236_WPSOffice_Level22.2试验方法 4984970432_WPSOffice_Level32.2.1试验设计 41594099548_WPSOffice_Level32.2.2材料预处理 425123264_WPSOffice_Level32.2.3植株水培处理 41240165010_WPSOffice_Level22.3测定生理生化指标 41339903236_WPSOffice_Level32.3.1多肉植物生长情况测定 41240165010_WPSOffice_Level32.3.2叶绿素含量测定 42124528935_WPSOffice_Level32.3.3根系活力测定 5747211876_WPSOffice_Level32.3.4丙二醛含量测定 52053115923_WPSOffice_Level32.3.5过氧化氢酶活性测定 62124528935_WPSOffice_Level22.4数据处理 6281159576_WPSOffice_Level13数据和分析 7747211876_WPSOffice_Level23.1不同营养液浓度对‘红色浆果’生长状况影响 71078397633_WPSOffice_Level33.1.1不同营养液浓度对‘红色浆果’根系生长的影响2014520798_WPSOffice_Level33.1.2不同营养液浓度对‘红色浆果’叶片及株高的影响1377364762_WPSOffice_Level33.1.3不同营养液浓度水培下‘红色浆果’叶绿素含量557956180_WPSOffice_Level33.1.4不同营养液浓度水培下‘红色浆果’根的生2053115923_WPSOffice_Level23.2不同营养液浓度对‘乙女心’生长状况影响 101655914458_WPSOffice_Level33.2.1不同营养液浓度对‘乙女心’根系生长的影响 10342759767_WPSOffice_Level33.2.2不同营养液浓度对‘乙女心’叶片及株高的影响 10385536703_WPSOffice_Level33.2.3不同营养液浓度水培下‘乙女心’叶绿素含量 12344947732_WPSOffice_Level33.2.4不同营养液浓度水培下‘乙女心’根的生化状况984970432_WPSOffice_Level14结论与讨论 141594099548_WPSOffice_Level1参考文献 151绪论1.1研究背景多肉植株，凭借着它胖墩墩的外观被人们亲切的称为‘胖胖’。其根，茎，叶和其他营养器官发育良好，外观看上去较为肥厚，有利于水和营养物质的储存。多肉植物由于可以大量储存水分，所以可以在水环境较为恶劣的情况下生长。基于以上前提条件，多肉植物有了易培养、低成本、观赏价值高等优良特性，就成为了快节奏、高层城市生活人士的首选家养绿植。目前，世界上有超过10000种多肉植物，在植物总分类上占有较大科目比例，其中包括独尾草科，夹竹桃科，景天科，菊科，天门冬科等，最常见的是禾本科和仙人掌科，大部分景天科多肉植株的叶片尖端呈红色、造型美好、具有较高的鉴赏意义，国内引种有200多种，应用较为广泛，它具有改善空气湿度和夜间吸收CO2的特性，对于平衡CO2和O2具有一定作用，可保持室内空气的清新[1]。随着多肉植物受到越来越多消费者的青睐，水培多肉植物方法也逐渐的进入了人们的视野，水培是一类无土壤培植，是植物培养常用的一种技术，把土壤替换为营养液进行栽培，具备高鉴赏性、少病虫害、护养简单等可取之处，特别适合作为城市和家庭生活的一种绿化点缀[2-3]。1.2国外研究现状水培技术在国外已经有了非常丰富的历史和足够的经验，1600年BelgionJan的广为人知的垂柳试验是世界上普遍认同的第一批科学实验，之后在一代代人研究的基础上，技术不断的发展演化，出现了营养液培养技术的原型，之后营养液制备也有了相对的标准，但是只处于小范围实验室实用阶段，技术还未完全成熟，不被大多数研究人员所认可。水培技术在1939年-1945年期间于生产上获得了大规模应用，解决了很多人的吃饭问题，水培技术的重要性得到了进一步的认证，截至今日，水培技术已应用于100多个国家[4]。1.3国内研究现状和其他国家比较来讲，我国对于水培技术的使用仍处在摸索和研究阶段。我国直到上世纪中后期才开始研究，较早被研究和应用的是育苗这一项目。1975年，我国对温室无土栽培展开了多项试验，均获得了显著成效。1980年，我国建立了蔬菜苗圃合作社小组，重要的研究项目是蔬菜。山东农业大学园艺系带头开始了无土栽培用苗期营养液的研究和实验，然后从1979年至1983年逐步从蔬菜水培技术转向植物水培技术。紧跟着在上世纪80年代中叶开始，其他地区也开始效仿，开始推行营养液水培技术在植物上的应用，大力推动了我国营养液水培技术的后续发展。到现在，水培植物的市场占比在我国逐渐加大，已经对独尾草、仙人掌、景天科等大部分科属植物做过了水培试验，将水培植物市场逐步进行补充扩张，提升了水培植物的知名度，落实了水培技术的实际应用[5]。1.4研究目的利用不同营养液浓度对多肉植物进行水培一段时间后，观察记录多肉植物各个生长情况，之后根据所得数据，分析出多肉植物最适营养液水培浓度，从而方便家庭或者工业养殖多肉。

2材料与方法2.1实验材料2.2.1材料试验中所用多肉植株材料为景天科‘红色浆果’和‘乙女心’。挑选出生长状况优良、无病虫害、未损害、持续生长的植株，营养液就用多肉植物水培最常用霍格兰氏（Hoagland’s）通用营养液（表1）和日本园试配方营养液（表2）。表1Hoagland’s常用营养液成分表[6]Table1CompositionofHoagland'sCommonNutrientSolution[6]化合物名称含量//mg/L大量元素Ca(NO3)2·4H2O945KNO3506NH4NO380KH2PO4136MgSO4493微量元素FeSO4·7H2O13.9EDTA·2Na18.65KI4.15H3BO331MnSO4111.5ZnSO417.2Na2MoSO41.25CuSO40.125CoCl20.12表2日本园试配方营养液成分表Table2Japangardentestformulanutrientsolutioncompositionlist化合物名称含量//mg/L大量元素Ca(NO3)2945KNO3809NH4H2PO4153MgSO4493铁盐溶液Fe-EDTA20微量元素MnSO42.13H3BO32.86ZnSO40.22CuSO40.08(NH4)2MoSO40.022.2.2仪器紫外可见分光光度计：上海市精密仪器有限公司（723N）；2.2试验方法2.2.1试验设计选用适宜多肉植物水培的日本园试配方营养液（A）和Hoagland’s通用营养液（B），设置三个浓度梯度处理，分别为标准溶液浓度（A1、B1），1/2配方浓度（A2、B2）、1/4配方浓度（A3、B3），再设一净水（CK）对照组，将每种营养液每一个浓度各处理两株，重复三次。2.2.2材料预处理参照张晟璐的方法把实验材料在盆中挑出，拿净水淋洗干净根系上面附带的土壤，之后在材料根部拿刀片去除掉主根多余部分，留下约4cm的长度，在切除掉全部侧根，注意切除速度要快，保证一次性成功，以免出现更多伤口导致根部受细菌感染腐烂[7]。在用净水冲洗多肉3～5次前，先把根去掉，再用0.5%KMnO4溶液浸泡消毒处理，放置于阴凉处备用。2.2.3植株水培处理植物水培选用水插法。水插法适用于水中可生根而且生长较快的植物，先将预处理后完整多肉植物置于水中培养一天，待其适应后，换成营养液开始水培，以营养液水位没过根而不接触茎底部为标准水培水位进行正式培养[8]，之后以7d为一个循环周期，更换营养液，以避免营养液中营养成分流失过多导致多肉植物生长受到不利影响，还需要记录水培之前多肉植物原生根的数量、根的长度、叶片的数量、株高以及过氧化氢酶（CAT）活性、根系活力、叶绿素含量、丙二醛（MDA）含量，方便与之后所得数据做对比分析。2.3测定生理生化指标2.3.1多肉植物生理指标测定营养液水培后，天天观测植株生长状况，记录详细的生根时间，每隔5d测量主根根长，每隔10d记数新生根数量并记录新生叶数和黄叶数的数量。植株的根长是通过用标尺对主根进行测量，计算平均根长并每隔15d记录植株高度变化来测量的。2.3.2叶绿素含量测定叶绿素含量用紫外分光光度法进行测定[9]。所用公式如下：A=KCL式中，K为比例常数；C为溶液浓度；L为液层厚度。叶绿体色素含量(mg式中，C：叶绿体色素的浓度（mg·L－1）；FW：鲜重（g）；VT：提取液总体积（mL）；n：稀释倍数。2.3.3根系活力测定TTC方法用于确定根的生存力，也就是根系活力[10]。所用公式如下：TTC还原强度=μgTTFg∙ℎ式中：g：根重；h：时间；C：标准曲线上查得的浓度（μg/mL）；V：提取液的体积（mL）；W：根重（g）；t：反应时间（h2.3.4丙二醛（MDA）含量测定通过测定MDA多少来判断膜脂过氧化水平高低。MDA计算公式：MDA（μmol·g－1FW）=[6.452×（A532－A600）－0.0559×A450]×V式中，Vt：提取液总体积（mL）；Vs：测定用提取液体积（mL）；FW：样品鲜重（g）。2.3.5过氧化氢酶（CAT）活性测定过氧化氢酶（CAT）活性可以用碘量滴定法测定剩余的H2O2得知[11]。测定原理是：H2O2+2KIH3+H2SO4→I2+K2SO4+2H20I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6碘量法测定公式如下：Q=[空白滴定值（mL）-样品滴定值（mL）]×Na2S2O3浓度（0.01mol/L）×1.7CAT活性成分（mgH2O2∙g－1FW∙min－1）=Q×式中，Vt:酶液总体积（mL）;Vs：测定时所用酶液的量（mL);FW:植株样品鲜重（g）；t：酶作用的时间（min）；1.7：消耗1mL0.01mol∙L－1Na2S2O3标准溶液相当于1.7mgH2O2。2.4数据处理试验数据用Excel结合制图。

3数据和分析3.1不同营养液浓度对‘红色浆果’生长状况影响3.1.1不同营养液浓度对‘红色浆果’根系生长的影响经过按期测量‘红色浆果’在不同营养液的不同浓度下，它的根系相关生长数据，再对所得数据进行整理归纳并比较，就得到了各水平营养液浓度对‘红色浆果’根系生长的影响。从表3总结的数据中我们可以得知，红色浆果在日本园试配方营养液1/4浓度（A3）水培下，新生根数的数量最高，根数89.04条，根的平均长度也还可以，有4.03mm，并且速度也较快，9.77d；空白对照组（CK）水培下，新生根数较少，只有64条，而平均根长却是比（A3）水培下的长，有7.61mm。在Hoagland’s通用营养液1/2浓度（B2）水培下，‘红色浆果’新生根数数量比较来说不错，达到了88.32条，平均根长为4.93mm，生根时间比起日本园试配方（A3）来说较长，为13d，生根速度缓慢；Hoagland’s通用营养液（B3）浓度水培下的‘红色浆果’新生根数表现较差，只有27.04条。表3‘红色浆果’根系生长状况Table3Rootgrowthstatusof'redberry'营养液浓度生根时间/d平均根长/mm新生根数/条A18.00±0.533.84±0.5260.77±1.29A212.41±2.014.88±0.8380.13±1.50A39.77±2.164.03±0.2489.04±1.42CK10.03±0.907.61±0.5364.00±1.74B111.42±0.375.70±0.6083.00±1.21B213.00±0.654.93±0.3188.32±1.12B310.78±2.064.68±1.6327.04±1.773.1.2不同营养液浓度对‘红色浆果’叶片及株高的影响通过研究‘红色浆果’在不同营养液浓度水培下株高增长量、黄叶片的数量、新生叶片数的测定，并对测得的数据进行对比分析，如图1所示，日本园试配方营养液1/4浓度（A3）水培下‘红色浆果’株高增长量2.66mm，空白对照组（CK）株高增长量0.68mm，日本园试配方营养液可以帮助促进‘红色浆果’的植株增长；Hoagland’s通用营养液1/2浓度（B2）水培下‘红色浆果’株高增长量4.00mm，与空白对照组对比，用Hoagland’s通用营养液（B2）水培的‘红色浆果’株高增长极为可观，与日本园试配方营养液（A3）下‘红色浆果’株高数据相比也是最多的。‘红色浆果’的黄叶片数和新生叶片数数据在图1中，从图中可看出日本园试配方营养液水培下，1/2浓度（A2）水培‘红色浆果’新生叶片数最多，有5片，黄叶数也较多，有2.64片；Hoagland’s通用营养液三个浓度梯度中，标准溶液浓度（B1）水培下‘红色浆果’的新生叶片4.03片，黄叶片数1.56片，空白对照组‘红色浆果’的新叶片数4.68片，黄叶数有2.64片，通过对比Hoagland’s通用营养液和日本园试配方营养液发觉在Hoagland’s通用营养液1/2浓度（B2）水培下‘红色浆果’黄叶片数量最低。图1‘红色浆果’的株高增长量和叶片数量Figure1Plantheightincreaseandnumberofleavesof'redberry'3.1.3不同营养液浓度水培下‘红色浆果’叶绿素含量被子植物和可以进行光合的生物所独有的绿色色素叫做叶绿素，是植物光合作用的基本物质，植物中叶绿素积累程度对植物的光合作用有着极大影响，连带着植株体内相关物质积累程度也被波及到，所以叶绿素对植物来说有着重要影响。我们从图2中可以知道日本园试配方营养液三个浓度梯度中，1/2浓度（A2）水培下‘红色浆果’叶绿素含量最大，为0.18mg·g－1；Hoagland’s通用营养液三个浓度中，标准溶液浓度（B1）水培‘红色浆果’叶绿素含量最多，为0.19mg·g－1；作为空白对照（CK）的叶绿素含量0.12mg·g－1，是两种营养液水培‘红色浆果’数据里较低的，两个营养液中的最大值加上（CK）对照的数据，共三个数据进行对比，可以得出结论，Hoagland’s标准溶液浓度（B1）水培下‘红色浆果’长势最好。图2‘红色浆果’的叶绿素含量Figure2Chlorophyllcontentof'redberries'3.1.4不同营养液浓度水培下‘红色浆果’根的生化状况从表4中可以看出日本园试配方营养液三个浓度中，（A2）对‘红色浆果’的根系活力促进作用最大，根系活力达到51.15μg·g－1·h－1；对照组（CK）的根系活力为14.51μg·g－1·h－1；Hoagland’s（B2）的根系活力是三个浓度梯度中最大的，为30.63μg·g－1·h－1。根系活力关乎着多肉植物的根对营养液中养分和水分的累计及使用程度[12]，所以结果为日本园试配方1/2浓度（A2）对‘红色浆果’生长促进作用最大。MDA越多就说明植物细胞受损伤水平越大，因为它是膜脂过氧化的终极产物[13-14]。从表4中可以看到MDA含量最少的是（A2），为0.005μg·g－1，其次是Hoagland’s营养液1/4浓度（B3）0.006μg·g－1，作为对照组的（CK）MDA含量是最多的，0.014μg·g－1，所以通过数据对比可以看出（A2）更利于‘红色浆果’生长。CAT主要功能是除掉植株里面的H2O2代谢产物，是主要的活性氧清除酶[15-16]。日本园试配方营养液三个水平浓度中，1/2浓度（A2）水培下CAT活性明显最大，为13.61mg·g－1·min－1，Hoagland’s通用营养液三个水平中，1/2浓度（B2）处理下‘红色浆果’的CAT活性也不错，有11.53mg·g－1·min－1，对比表明，1/2浓度日本园试配方营养液水培下的‘红色浆果’活性最高，疾病，抵抗衰老和死亡的能力最强。表4‘红色浆果’生理状况Table4Physiologicalstatusof'redberry'营养液根系活力/μg·g－1·h－1MDA含量/μg·g－1CAT活性/mg·g－1·min－1A117.16±1.560.017±0.0033.18±0.67A251.15±3.20.005±0.00213.61±1.53A321.61±2.170.012±0.0036.83±0.88CK14.51±1.770.014±0.0026.12±1.12B115.17±1.530.009±0.0013.27±0.20B230.63±3.140.012±0.00511.53±1.81B320.79±2.540.006±0.0024.27±0.663.2不同营养液浓度对‘乙女心’生长状况影响3.2.1不同营养液浓度对‘乙女心’根系生长的影响通过定期测定‘乙女心’在不同营养液的不同浓度下，它的生根时间、新生根数和平均根长等数据，再对数据进行整合分析，得出不同营养液浓度对‘乙女心’根系生长的影响。从表5总结的数据中我们可以得知，乙女心在日本园试配方营养液标准溶液浓度（A1）水培下，新生根的数量高达49条，平均根长的数据也不错，有5.62mm，而且生根速度也较快，14.58d；空白对照组（CK）水培下，新生根数较少，只有19.45条，而平均根长却是比（A1）水培下的长，有6.75mm，生根速度很快，10.33天；在Hoagland’s通用营养液1/2浓度（B2）水培下，‘乙女心’新生根数数量较为不错，达到了18.12条，平均根长为6.54mm，生根时间比起日本园试配方浓度（A1）来说较快，虽然新生根数没有（A1）多，但是整体从生根迅速程度到根的平均长度来看，Hoagland’s通用营养液（B2）浓度水培对‘乙女心’根系的各项数据有着良好的促进作用。表5‘乙女心’根系生长状况Table5Rootgrowthstatusof'YiNvxin'营养液浓度生根时间/d平均根长/mm新生根数/条A114.58±0.575.62±0.6049.00±1.00A215.00±1.012.94±0.4410.79±1.01A36.34±0.336.33±1.826.90±0.34CK10.33±1.866.75±0.5119.45±0.56B111.67±2.233.74±0.7310.69±0.85B210.22±1.336.54±1.1018.12±0.86B313.87±1.861.74±1.421.58±0.513.2.2不同营养液浓度对‘乙女心’叶片及株高的影响通过对在不同营养液浓度水培下，‘乙女心’的株高增长量、黄叶片的数量、新生叶片数量的测定，并对测得的数据进行对比分析，如图3所示，（A1）水培下‘乙女心’的株高增长量23.54mm，空白对照组（CK）株高增长量14.72mm，（B3）水培下‘乙女心’多肉株高增长量21.79mm。从柱状图中可以直观的看到，使用营养液对多肉株高的增长有着极大作用，其中Hoagland’s通用营养液（B3）水培的‘乙女心’株高增长极为可观，但是（A1）对‘乙女心’株高增长的作用是最大的。‘乙女心’的黄叶片的数量和新生叶片数量的数据在图3，从图中可以看出日本园试配方营养液三个浓度梯度中，1/2浓度（A2）水培下‘乙女心’的新生叶片数最多，有8片，黄叶片数不算多，为1.43片；Hoagland’s通用营养液三个浓度梯度中，（B1）水培下‘乙女心’的新生叶片数6.68片，黄叶片数为4.67片，空白对照组的‘乙女心’的新叶片数6.69片，黄叶数有3.44片，将空白对照的数据与两种营养液中对‘乙女心’作用最大的两组数据作对比，我们发现还是日本园试配方营养液1/2浓度（A2）对‘乙女心’叶片发育的帮助比较大。图3‘乙女心’的株高增长量和叶片数量Figure3Theincreaseofplantheightandthenumberofleavesof'yinxinxin'3.2.3不同营养液浓度水培下‘乙女心’叶绿素含量变化可以从图4中看到日本园试配方营养液三个浓度中，1/2浓度（A2）水培下‘乙女心’叶绿素含量最大，为0.1mg·g－1；Hoagland’s通用营养液三个水平上，标准溶液浓度（B1）水培‘乙女心’叶绿素含量最大，为0.12mg·g－1；空白对照（CK）的叶绿素有0.09mg·g－1，比两种营养液水培的‘乙女心’含量还低，再对（A2）和（B1）进行数据对比，得出Hoagland’s通用营养液标准溶液浓度（B1）对‘乙女心’光合作用促进作用强一点。图4‘乙女心’的叶绿素含量Figure4Chlorophyllcontentof'Bfemaleheart'3.2.4不同营养液浓度水培下‘乙女心’根的生化状况从表6中可以看出（A2）对‘乙女心’的根系活力促进作用最大，根系活力达到49.14μg·g－1·h－1；对照组（CK）的根系活力为12.50μg·g－1·h－1；（B2）的根系活力是三个浓度梯度中最大的，而根系活力关乎着多肉植物根对养分和水分的吸收程度，所以在日本园试配方1/2浓度（A2）下‘乙女心’生长状况良好。MDA含量越少说明植物所受伤害程度越低，从表6中可以看到MDA含量最少的是日本园试配方营养液1/2浓度（A2），为0.003μg·g－1，其次是Hoagland’s营养液1/4浓度（B3），含量为0.004μg·g－1，作为对照组的（CK）MDA含量是最多的，为0.011μg·g－1，我们就可以直观地看出植物生长过程中，（A2）水培下‘乙女心’的受损程度最小。日本园试配方营养液1/2浓度（A2）下CAT活性为13.58mg·g－1·min－1，明显大于其他处理组；Hoagland’s通用营养液1/2浓度（B2）处理下‘乙女心’的CAT活性也不错，有11.50mg·g－1·min－1，两种数据相对比，（A2）的活性比（B2）大2.08mg·g－1·min－1，说明1/2浓度日本园试配方营养液水培下‘乙女心’抗逆性能力更强。表6‘乙女心’生理状况Table6Physiologicalstatusof'Bfemaleheart'营养液根系活力/μg·g－1·h－1MDA含量/μg·g－1CAT活性/mg·g－1·min－1A115.15±0.330.014±0.0013.13±0.21A249.14±1.750.003±0.00113.58±1.02A319.60±1.020.009±0.0016.80±0.54CK12.50±0.750.011±0.0026.09±0.73B113.16±1.040.006±0.0013.24±0.05B228.62±2.010.009±0.00111.50±1.07B317.78±0.660.004±0.0014.23±1.01

4结论与讨论水培多肉植物的生长状况与营养液的配方和浓度有着密不可分的关系，营养液种类和浓度不同对水培植物生长的影响也不尽相同，在经过营养液的作用下，‘红色浆果’和‘乙女心’对养分和水分的吸收程度（根系活力）；组织受过氧化损害程度（MDA）；光呼吸作用作用程度（CAT）也会有不同差别。与净水（CK）相对比可以发现，营养液水培更有利于‘红色浆果’和‘乙女心’生长，而且在试验中，我们还发现了‘红色浆果’和‘乙女心’也可以在净水中培养，并且在净水中多肉的长势还不错，这也证明了水培植物的可行性和培养简易。日本园试配方营养液三个浓度梯度中，1/2浓度更有利于‘红色浆果’生长；Hoagland’s通用营养液三个浓度中，1/2浓度更有利于‘红色浆果’生长。之后从根系生长和部分生理生化情况的数据来比较1/2浓度日本园试配方营养液和1/2浓度Hoagland’s