（植物营养学专业论文）含羞草水培技术试验研究.pdf

摘要 含羞草( m i m o s a p u d i c al ) ，是豆科含羞草属多年生草本花卉，原产于美洲热带 地区，早年引入我国，已广泛用作盆栽植物栽培。 本研究采用盆栽试验、室内模拟试验和室内分析测定相结合的方法，初步研究了 水培含羞草生长的基本条件，研究结果如下：营养液筛选试验表明，不同营养液处 理对含羞草植株生长发育的影响不同，综合考虑各营养液对含羞草生长发育各项指标 的影响，认为处理8 ( 配方i i 的1 8 浓度) 较适合含羞草的生氏。含羞草营养液p h 值筛选试验表明，在p h 值为6 0 的营养液中，含羞草的鲜重、株高、冠幅、叶片数 和侧枝数等形态指标及叶绿素、丙二醛等生理指标均优于其它处理，因此，p h 值为 6 0 的营养液最适合含羞草的生长。水培含羞草通气时间筛选试验表明，在处理b ( 每天通气6 h ) 条件下，含羞草植株的鲜重、株高、冠幅、侧枝数、茎粗均显著优 于其它处理；并且根系活力较强。因此，每天通气6 h 最适合含羞草的生长发育。 水培含羞草的株形调控试验表明，无论喷施还是水施，多效唑p p 3 3 3 和矮壮素c c c 对含羞草的生长均有明显的抑制作用。其中，水施p p 3 3 3 的抑制效果最为明显，但是 已经严重影响了植株的生长发育，水施p p 3 3 3 并不可取。1 0 0 m g l 的矮壮素c c c 喷 施对水培含羞草的生长有较好而又较安全的控制作用。 本研究从营养液、通气时间和株形调控等方面对含羞草水培技术进行了初步试验 研究，旨在为今后水培含羞草的产业化发展提供科学适用的参考依据。 关键词：含羞草；水培；营养液；植物生长延缓剂 e x p e r i m e n t a ls t u d i e so us o l u t i o nc u l t u r a lt e c h n o l o g y o f m i m o s a p u d i c a l a u t h o r ：z h a n gz h o n g x i n m a j o r ：p l a n tn u t r i t i o n s u p e r v i s o r ：f a n gz h e n g a b s t r a c t m i m o s a p u d i c al ，p e r e n n i a lh e r b a c e o u sf l o w e r s ，b e l o n g st om i m o s ap u d i c ag e n u s o f b e a nf a m i l y i to r i g i n a t e di nt r o p i c a la r e ao f a m e r i c a ，i n t r o d u c e di n t oc h i n al o n ga g o a n dn o wc u l t i v a t e di np o t sp o p u l a r t h r o u g ht h em e t h o d so fp o t t i n g ，s i m u l a t i n gi n d o o ra n dp l a n ta n a l y s i s ，t h eb a s i c g r o w t hc o n d i t i o n sf o rh y d r o p o n i cm i m o s ap u d i c aw e r es t u d i e dp r e l i m i n a r i e l y t h e r e s u l t sw e r ea sf o l l o w s ：s e l e c t i n ge x p e r i m e n to fn u t r i e n ts o l u t i o n s 1 1 1 er e s u l t s i n d i c a t e dt h a td i f f e r e n tn u t r i e n ts o l u t i o n sh a ds i g n i f i c a n te f f e c t so nt h eg r o w t ha n d d e v e l o p m e n to f m i m o s a p u d i c a t r e a t m e n t8 ( i 8 so f f o r m u l ai i ) i sm o r es u i t a b l ef o r g r o w t ho f m i m o s a p u d i c a ，a c c o r d i n gt ot h ei n d e x e so f d i f f e r e n tn u t r i e n ts o l u t i o n so nt h e g r o w t ha n dd e v e l o p m e n to f 3 t i m o s a p u d i c a s o l u t i o np he x p e r i m e n t a c c o r d i n gt oi t s m o r p h o l o g ya n dp h y s i o l o g yi n d e x e s ，s u c ha sf r e s hw e i g h t ，p l a n th e i g h t ，c r o w nd i a m e t e r ， l e a v e sn u m b e r ，b r a n g c h e sn u m b e r ，c h l o r o p h y l lc o n t e n t ，m d ac o n t e n t ，t h et r e a t m e n t p h6 0w a ss u p e r i o rt oo t h e rp ht r e a t m e n t s s o ，t h en u t r i e n ts o l u t i o no f p h6 0i sm o s t s u i t a b l ef o rg r o w t ho f m i m o s a p u d i c a a e r a t i o nt i m ee x p e r i m e n t b yc o n s i d e r i n gf o r t h ei n d e x e s o ff r e s hw e i g h t ，p l a n th e i g h t ，c r o w nd i a m e t e r ，b r a n c h e sn u m b e r ，s t e m d i a m e t e r t h et r e a t m e n tb ( a e r a t i o nt i m e6 hp e rd a y ) w a ss i g n i f i c a n t l ys u p e r i o rt oo t h e r a e r a t i o nt r e a t m e n t s m o r e o v e r ，r o o ta c t i v i t yw a sh i g h e rt h a no t h e rt r e a t m e n t s s ot h e a e r a t i o nt i m e6 hp e rd a yi st h em o s ts u i t a b l et r e a t m e n tf o r g r o w t ho fm i m o s a p u d i c a t h ee x p e r i m e n to f p l a n ts h a p ec o n t r 0 1 p p 3 3 3a n dc c c c a r lo b v i o u s l yi n h i b i t m i m o s a p u d i c af r o mg r o w i n g ，e i t h e rb ys p r a y i n go rb yw a t e r r i n g b u tw a t e r i n gp p 3 3 3 s e r i o u s l yi n h i b i t e dt h eg r o w t ha n dd e v e l o p m e n to fm i m o s ap u d i c a s ot h i st r e a t m e n ti s n o ts u i t a b l ef o rt h es o l u t i o nc u l t u r eo fm i m o s ap u d i c a t h ec o n c e n t r a t i o no fs p r a y e d c c c1 0 0m g lc a l lc o n t r o lg r o w t ho fh y d r o p o n i cm i m o s ap u d i c av e r ye f f e c t i v e l ya n d s a f e l y t h i sp a p e rp r e l i m i n a r i e l ys t u d i e dn u t r i e n ts o l u t i o n ，a r e a t i o nt i m ea n dp l a n ts h a p e c o n t r o l l i n gi ns o l u t i o nc u l t u r eo fm i m o s ap u d i c a t h er e s u l t sp r o v i d eu s e f u ld a t af o r i n d u s t r i a l i z a t i o no f h y d r o p o n i cm i m o s ap u d i c a k e yw o r d s ：m i m o s a p u d i c a ；h y d r o p o n i c s ；n u t r i e n ts o l u t i o n ；p g r 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塑i 堡盛些盘堂或其他教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：动晤谁南签字目期：劢7 年6 月7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解河北盘业大茎有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借 阅。本人授权塑i 堡垒些盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：撕 签字日期：功唧年6 月7 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位：枷鄙缸愆 通讯地址： 狲怀踯翻陇既 导师签名： 、 乃歹 签字日期：，7 年f 月汐日 电话： 邮编： 2 含羞草水培技术的初步研究 l 含羞草生物学特性及研究现状 1 1 含羞草生长习性 引言 含羞草( m i m o s a p u d i c a l ) 又名知羞草、怕羞草、呼喝草、感应草，属豆科含羞草属， 原产于美洲热带地区林下，早年引入我国，各地作盆栽植物栽培。蔓生多年生草本，茎基部木 质化，株高4 0 6 0 c m ，高的可达l m ，枝上常散生倒刺毛和锐刺。羽片2 4 枚，掌状排列 叶 矩圆形，花淡红色，初花期在7 1 0 月间。荚果扁形，有3 4 个荚节，每荚节问有一粒圆形 种子。荚果成熟期参差不齐，过熟易于自行脱落。 含羞草适应性强，多生于山坡下、丛林中、路旁潮湿地，喜温暖气候，不耐寒，在湿润的 肥沃土壤中生长良好。主要分布于华东、华南、西南等地。播种繁殖，在春季4 月初播于露地 苗床，幼苗期生长缓慢，当苗高7 8c m 时，即可定植于园地。如作为盆栽，则可于3 月中旬 播种于冷室苗床，幼苗上3 寸盆后，继续放置冷室内培养，则幼株生长较快，5 月下旬可供应 市场m2 】。 1 2 含羞草的研究现状 国内外对含羞草的研究主要集中于含羞草叶片的感震运动和感夜性。r o b e r td a l i e n 、 h t o r i y a m a p l 和m j j e f r e 州曾先后报道了其关于含羞草感震反应机理的研究成果。日本专 家k e i r ok u m o n 和s h o z os u d a 【5 研究了含羞草在运动期间细胞外p h 值的变化，他们使用p h 微 电极测定了主要叶枕运动组织的细胞外液体的p h 值的变化，在冷水落到叶柄所引起的运动期 间，较低部位的细胞外p h 值从5 1 升到了5 7 ，并且在随后的3 0 分钟内，又逐渐减小到原先的 p h 值，植株较高的部位也发生了相似的变化，细胞外p h 值从5 1 升到了5 a 。n e l la c a m p b e l l 和w i l l i a mw t h o m s o n ”1 研究了镧和乙二胺四乙酸( e d t a ) 对含羞草叶片运动的影响。他们 指出，镧和乙二胺四乙酸对含羞草叶片的迅速运动影响很大，镧酷似钙那样影响含羞草叶片的 运动，但不渗入质膜里面，并且镧抑制闭合反应但不影响重新张开；低浓度的乙二胺四乙酸延 迟叶片的张开，而高浓度的乙二胺四乙酸阻止叶片的闭合运动。他们还指出，有证据表明乙二 胺四乙酸对含羞草叶片的运动源于c a ：+ 而不是其它阳离子。 近几年来，日本上智大学土屋隆英教授领导的研究小组，经过多年的研究，终于揭开了其 闭合运动之谜。该研究小组最先研究发现在含羞草的叶柄下垂时，其根部内的水分就会由下往 上移动。他们通过特殊显微镜对其细胞的变化进行观察，结果发现，含羞草的细胞是由细小如 网状的蛋白j 肌动蛋白”( a c t i n ) 所支撑。一旦受刺激，肌动蛋白柬散开，细胞被破坏，水 分就会从细胞里跑出而产生闭合运动，此时细胞的网目就会消失，肌动蛋白的磷酸脱落【刀。研 究表明：只要让含羞草吸收一种不让磷酸脱落的化合物，再经触碰也不会引起任何变化。该研 究指出，肌动蛋白一般见于动物的肌肉纤维内，与肌肉伸缩相关，而它存在于植物含羞草内， 河北农业大学硕士学位( 毕业) 论文 确属罕见同。 含羞草具有这种感震运动的功能，可能与它们的祖先在长期的自然选择过程中，逐渐形成的 适应性有关。因为它们起源于南美洲巴西一带，那里气候炎热，风雨频繁，含羞草的种子出苗 后，必然会不断地遭受风雨的袭击，在与恶劣的气候条件抗衡过程中，逐渐形成y 4 , 叶合拢， 叶柄下垂的运动方式，才保证了个体的生存和种族的繁衍。1 8 9 1 0 l 1 3 含羞草的功能与作用 含羞草除具有有趣的生物学特性和较高的观赏价值外，其全株可入药，性味甘涩、微寒。 全草有收敛止血、散瘀止痛、安神镇静、清热利水之功效。民间常用以治疗神经衰弱、失眠、 劳伤咯血、跌打损伤，尿路结石及肠胃炎等病【7 j 。 含羞草还具有预报天气的功能，其感震运动常与天气变化而不同，根据它的表现可以进行 天气预报。如用手捅一下含羞草，叶子很快收缩会下垂，经过较长时间才能恢复原状，说明空 气干燥，湿度较小，天气会持续晴朗；反之，若触动它迟迟不会“含羞”，叶子稍一闪又重新张 开，这说明空气湿度大，风雨临近j 。 2 水培文献研究综述 2 1 水培定义的提出及分类 2 1 1 水培定义的提出 1 8 5 9 1 8 6 5 年德国萨克斯( s a c h s ) 和克诺普( k n o p ) 用营养液栽培植物并获德成功，称其 为“水培”( w a t e r c u l t u r e ) ，这是水培一词的最早出处。美国把水培称为h y d r o p o n i c s ，日本称为 水耕栽培。l 1 2 i 目前，我国对“水培”及“水培花卉”的定义均没有统一。马太和将水培分为广义和狭义两种， 广义的水培即无土栽培，指不要土壤，完全用化学水溶液培养植物，狭义的水培是指植物根连 续或不连续地浸入营养液中的一种栽培方法【1 3 】；刘士哲指出，水培是指植物根系直接生长在营 养液液层中的无土栽培方法，认为无土栽培( s o i l e s sc u l t u r e ，h y d r o p o n i c s ，s o l u t i o nc u l t u r e ) 又称为营养液栽培、溶液栽培、水培、养液栽培等0 4 1 。张鲁归认为室内水栽花卉就是以水为介 质，将花卉直接栽养在盛水的透明器皿中，并施以生长所需的营养元素，以供居室绿化装饰的 一种栽培方法，属无土栽培非固体基质型的水培方法【l ”。林新认为水培花卉主要是通过生物诱 变技术，诱导非水生花卉组织产生类似于水生花卉的组织结构，使花卉的根部可以长期浸泡在 水中而不会出现烂根的栽培方式i l q 。 2 1 2 水培的分类 水培根据营养液层的深浅不同分为3 种类型，包括在1 - 2 c m 左右的浅层流动营养液种植植 物的营养液膜技术( n u t r i e n tf i l lt e c h n i q u e ，n f t ) ；营养液液层深度为4 1 0 c m 或更深厚的深 液流水培技术( d e e p f l o wt e c h n i q u e ，d f t ) ；在较深的营养液液层( 5 6 c m ) 中放置泡沫塑料， 根系生长在湿润的无纺布上的浮板毛管水培技术( f l o a t i n gc a p i l l a r yh y d r o p o n i c s ，f c h ) 【1 4 l 。 2 含羞草水培技术的初步研究 该分类法在水培研究领域基本达成共识。此外，根据水培花卉在透明和不透明容器中栽植的方 式将其分为显根水培花卉和暗根水培花卉；也有将水培细分为：液面上下法，循环法( 流动法) 、 通气法、落水法、喷射法、营养膜技术、漂浮法等的分类方法“7 1 。 2 2 水培概况 2 2 1 水培发展历程 随着我国经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高，人们对花卉的消费量日益增加。花 卉业作为一项新兴产业，呈现出前所未有的良好发展势头，并成为高效农业、创汇农业的重要 组成部分，成为农业产业结构调整的重点发展方向之一。据农业部统计，2 0 0 1 年我国花卉种植 面积达2 4 6 万h m 2 ，花卉销售额达2 1 5 8 亿元，出i ：1 额达0 8 亿美元【l q 。加入w t o 对我国的经 济、社会各个方面均会产生深刻而广泛的影响，尤其是对我国农村和农业各产业势必会产生重 大影响，作为比较优势非常明显的产业一中国花卉业，目前面临的挑战更为巨大，因此，加强 优质花卉生产技术的研究对发展花卉产业具有重要的指导意义1 1 9 1 。 无土栽培( s o i l l e s sc u l t u r e ) 是近几十年发展起来的一项农业栽培高新技术【“2 ”，是指不 用天然土壤而用营养液或固体基质加营养液栽培作物的方法1 2 l 】。由于以人工创造的作物根系环 境取代了通常的土壤根系环境，最大限度地满足根系对水、肥、气等条件的要求，从而充分发 挥作物的增产潜力田j 。而水培是无土栽培的一种，是无土栽培中最早应用的技术，指植物部分 根系裸露在潮湿空气中，另一部分根系悬挂生长在营养液中的一类无土栽培方法口”。水培花卉 是非固体基质型中的一项特殊形式，在日本又称为“水耕”，戏称为“懒汉花”，是指以水为介质 将花卉直接栽养在盛水的透明器皿中，并施以生长所需的营养元素，以供居室绿化美化装饰的 一种植物栽培方法 2 4 1 。 1 8 6 0 年无土栽培技术的先驱德国科学家s a c k s 和k n o p 创造了水培技术，并且k n o p 发明 了专门的水培营养液一一k n o p ( 1 8 6 5 ) 古典通用水培创始配方。该水培技术2 0 世纪3 0 年代起逐 渐应用于生产实践。对于水培这种无土栽培技术，国外研究应用早，国内研究与应用起步相对 较晚【2 5 】。 近年来关于无土栽培的报道以及生产上大面积的无土栽培应用已十分广泛，无论是鲜切花 生产还是盆花生产，无土栽培都已成为国际上主要的生产方式。欧共体已通过正式文件，自2 0 0 0 年起所有温室均采用无土栽培形式，美国、日本、加拿大和瑞士等国要求进口的花卉盆景不能 带有土壤以免传播害虫口”。在我国，随着室内装饰、居室养花需求量的增加，以及人们生活水 平的提高、环保意识的增强，人们对花卉的质量及款式要求也越来越高，渴望一种既干净又方 便的种植方式，而水培的出现，正好迎合了人们的愿望。水培花卉清新雅致、美丽大方、适合 居室布置、馈赠亲友。目前已培育出上百种水培花卉，既有四季常绿的观叶植物，如巴西木、 观音莲等，也有大花惠兰、郁金香等名贵花卉。我国己成功培育出包括观叶类、观花类、仙人 掌八个系列4 0 0 多个品种州。 2 2 1 1 水培萌芽阶段( 7 1 8 4 0 年) 1 8 4 0 年以前的一段时间，许多人试图尝试不用土壤来种植作物，例如人们过年时于家中养 殖水仙花；在江南水乡，水上人家的船后往往有一个竹子、芦苇做成的小筏子，在小筏子上放 3 河北农业大学硕士学位( 毕业) 论文 少量泥土种植空心菜、白菜等1 2 5 1 。在此阶段，这些只是水培的雏形。 2 2 1 2 水培的试验研究阶段( 1 8 4 0 年1 9 3 0 年) 1 8 3 8 年德国科学家鉴定出来植物生长发育需要1 5 种营养元素1 2 ”。 1 8 4 0 年德国化学家李比希( l i e b i g ) 提出植物矿质营养学说p j 。 1 8 4 2 年，德国科学家威格曼( w i e g m a n ) 和泊斯托洛夫( p o s t o l o o 在白金坩埚内放置石英砂和 白金碎屑来支撑植物，并加入溶有硝铵和植物灰分浸提的蒸馏水来栽培植物获得成功，这是开 展植物营养液栽培的真正开始1 2 1 1 。 1 8 5 9 1 8 6 5 年，萨克斯( s a c h s ) 和克诺普( w k n o p ) 应用化学分析的方法分析植物体， 明确了其中含有n 、p 、k 、c a ，m g 、s 、f e 等营养元素，以此为依据配制出比较完整的营养 液，是现代水培技术的先驱。 2 0 世纪3 0 年代美国科学家霍格兰和阿农( h o a g l a n d a n d a r n o n ) 阐明了营养液中添加微量 元素的必要性，并发表了标准的营养液配方。 虽然这一时期的营养液制备已达到标准化，但均是在实验室中进行，未能应用到生产当中， 也未能认识到把营养液培养作为项具有极大潜力的农业生产技术来应用【2 lj 。 2 2 1 3 水培的生产应用阶段( 1 9 3 0 年1 9 6 0 年) 1 9 2 9 年，美国加利福尼亚大学植物生理学教授格里克( o e r i c k e ) 首次将无土栽培技术用于实 践获得成功口”。他参照霍格兰营养液配方配制营养液，用水培罐或水培箱种植番茄、马铃薯和 其他各种切插的花枝，都得到了很好的效果( 番茄株高7 5 m ，产量1 4 k g 株) 。他在一个可盛装营 养液的种植槽中放入营养液，在这个容器上方放上一个四周用木板做成的定植网框，网框底部 为一个金属网，网框内铺上一层泥炭、蛭石，炭化稻壳等基质以支持植物生长，同时能保持植 物根系生长的环境和营养液处于黑暗之中。植物种植在这些基质中，待植株长大、根系伸长后 就会穿过金属网眼而介入到种植槽内的营养液内而吸收养分和水分，称为“溶液水培法竹【2 ”。 格里克( g e r i c k e ) 教授应用营养液栽培番茄等植物取得成功，使他成为第一个将无土栽 培用于商业化生产的人。1 9 3 3 年，他取得了一个“水培植物设施”的专利 2 6 1 。 2 2 1 4 大规模集约化、自动化生产应用阶段( 1 9 6 0 年至今) 2 0 世纪4 0 年代，水培技术才作为新的栽培形式大面积在生产上推广应用。二次世界大战 后期，英国和美国曾在海岛、沙漠的军事基地上用水培技术方法生产新鲜蔬菜，供应战时的需 要。进入2 0 世纪5 0 年代，许多国家先后建立了水培技术基地，生产蔬菜、花卉等作物。此后， 水培技术进入快速发展阶段。7 0 年代初，美国发展的水培技术基地有3 0 余处，加福尼克斯建 立的水培温室占地9 2 亩，具相当规模。其他国家，如荷兰、丹麦，意大利、瑞典、英国、德国、 前苏联、日本、科威特等都在国内发展了水培技术生产。进入8 0 年代以后，世界不少国家在发 展水培技术方面又达到了一个新的高度。特别是荷兰发展的速度很快，全国近1 万h m 2 的温室 面积，几乎全部实现水培技术生产，大部分实现了电脑控制，达到了现代化、自动化生产管理 水平。 2 0 世纪8 0 年代，沙特阿拉伯萨地亚特岛的干旱地区研究所建立了一个面积约为8 万m 2 的水培温室；奥地利的鲁丝公司发明了一种植物连续水培的装置，它是在一个高大的垂直温室 设置一些传送带，在传送带上固定一些作物，从传送带的一端开始每天为一个传送带播种，根 据作物生长期的不同，设立了多个不同生长期最适的环境，传送带把不同苗龄的作物逐级向后 4 含羞草水培技术的初步研究 传送，直至最后收获，这种装置主要用于小株型的叶菜类的种植口3 1 。 发达国家无土栽培技术的发展和应用非常迅速，目前世界上应用无土栽培技术的国家和地 区已达1 0 0 多个，现代设施园艺的研究和发展中心在欧洲和美国、以色列、日本等国家。由于 其栽培技术的逐渐成熟，应用范围和栽培面积不断扩大，经营与技术管理水平空前提高，实现 了集约化经营，工厂化生产，达到了优质、高产、高效、低耗的目的 2 7 矧。 我国水培的研究和应用起步较晚。2 0 世纪7 0 年代后期，首先在营养液育苗方面进行了研 究与应用。1 9 8 0 年全国成立了蔬菜工厂化育苗协作组，其中蔬菜无土育苗是重要的内容。水培 技术的研究与应用工作，最早是由山东农业大学园艺系着手进行的。1 9 7 5 年首先在温室进行了 西瓜、黄瓜、番茄、韭菜，芹菜等作物的水培技术实验，均取得了增产增收的明显效果。1 9 7 9 1 9 8 3 年开展了栽培设置形式、营养液组配方筛选研究。2 0 世纪8 0 年代中期以后，我国其他地区相 继开展了水培技术的引用、研究和推广工作，其中中国农业科学院蔬菜研究所、北京农业大学、 南京农业大学、南京市农业科学研究所、浙江省农业科学院、上海市园艺研究所等都为我国的 水培技术的发展做了大量的工作。当前水培技术主要用于温室、大棚等保护地栽培，栽培的蔬 菜种类主要有瓜类中的黄瓜、西瓜、甜瓜和西葫芦等，茄果类中的番茄、茄子、辣椒，另有莴 笋、芹菜等叶菜。有的还进行了稀有蔬菜、食用菌等的栽培。1 9 8 5 年开始，华南农业大学根据 南方热带亚热带气候条件的特点，结合国内外各种无土栽培技术的特点，研制出水泥砖结构的 深液流水培装置。1 9 9 8 年深圳青长果公司从加拿大引进了一套面积为1 3 3 h m 2 的生菜深水池水 培装置。p 1 2 2 2 水培的特点、产品形态及应用范围 2 2 2 1 相对于基质和土壤栽培等常规栽培而言，水培有着明显的优点： ( 1 ) 观赏性强，格调高雅。水培花卉不仅可以像普通花卉那样观叶、观花，还可以观根、 观鱼，目前已经实现了花鱼共养，上面红花绿叶，下面根系飘飘，立体种植，产品极为新奇； ( 2 ) 清洁卫生，病虫害少，有益人体健康。水培花卉生长在清澈透明的水中，没有泥土 与基质，不施传统的肥料，不会滋生病毒、细菌、蚊虫，更无异味。居室摆放水培花卉或者水 培观赏蔬菜，可以增加室内外空气湿度，净化空气，调节气候，怡人心情，有益身心健康； ( 3 ) 操作简单，管理养护方便。土壤或基质栽养的花卉，需要根据不同的生长习性终年 正确浇水和施肥，稍不注意，就会对花卉的生长产生严重的影响。而水培花卉的养护简单方便， 夏天半个月，冬天一个月左右换一次水，加少许营养液，即使数天不管不看，也不会对花卉的 生长产生影响： ( 4 ) 形式多样，自由组合。水培花卉既可像普通花卉一样一株一盆，也可以随意组合起 来培养，且长期生长，形成精美的盆栽艺术品；还可以将不同花期的水培花卉组合成四季盆景， 其观赏价值极高； - ( 5 ) 水培药用花卉用途广。水培花卉大部分可直接药用，简单加工之后即可药用。具有 明目养肝、清润心肺、行血益气、清热解毒等功效。 ( 6 ) 立体种植，功能园艺。可以以水培花卉独有的生长方式，进行多层种养，节约空间； 也可以其独特的生存方式，发展成为水上花园旅游景点的新景观。 2 2 2 2 水培缺点 ( 1 ) 技术含量高。水培技术在营养液配制、增氧方案、水体的消毒和处理的等方面需要 5 河北农业大学硕士学位( 毕业) 论文 专业人员进行，否则将会造成难以预料的结果。 ( 2 ) 风险大。水培作为- - f 高新技术，若管理稍有不慎，容易造成大范围的病害传播。 2 2 2 3 水培花卉的产品形态和应用范围 ( 1 ) 盆栽艺术。水培花卉可以根据个人喜好或者需要直接种植在鱼缸、艺术花瓶等容器中， 尤其是透明容器，形成具有一定艺术品味的盆栽产品。其特点是，上面看花，下面观根，水中 赏鱼。容器可大可小，小到一个酒杯，大到直径两米的花盆，既可一个容器一朵花，也可一个 容器多种花卉组合，实现活体插花，根据容器及花卉的不同形成各种水培盆景。 此类产品可广泛用于家庭、办公室、宾馆、餐厅等各种场合的摆放。 ( 2 ) 水上花园。一般的河流、湖泊、池塘等自然水域，可将土生花卉经驯化直接种植在 自然水域中，通过水中养分促使花卉生长，花在水上开，船在花中行，形成亮丽的水上花园。 不但美化环境，还能净化水质，是很好的生物净化水质方法。 ( 3 ) 园林景观。可以在各种园林景观中融入水培花卉，山，水、鱼、花融为一体，景色新 颖、高雅别致。 此类产品可用于单位花池、家庭别墅、宾馆大厅、会场布置等多种场合，特别是在屋顶上 建成空中花园，也可节省空间。 ( 4 ) 生态家具。现在的家庭、办公室、酒吧，咖啡屋，餐厅等场所的茶几、会议桌、餐 桌比较流行玻璃制品，如果把水培花卉和这些家具结合起来做成生态家具，花在家具中生长，鱼 在家具里畅游，可以在一边吃饭、喝茶、开会的时候，一边观花赏鱼，形成一种特殊的氛围和高 雅的情调。如果同时结合浮雕技术在室内墙壁上种植各种鲜活的植物，可大大提高装饰效果。 2 2 3 水培的发展趋势、前景及存在问题 纵观国内外无土栽培的兴起，设施园艺己进入全自控现代温室和无土栽培、组织培养技术 等相结合的新阶段，农业、园艺、花卉生产也进入了新的技术发展阶段，使传统的土壤栽培方 式，转变为人为和自动化的栽培环境，立体化和现代化的生产方式，具有广阔的发展前景。实 践证明，无土栽培集约化、现代化、自动化的程度越高，生产的效益越大。2 1 世纪的无土栽培 将出现高度设施化和简易栽培设施并存的局面口。 现在，具有清洁、环保、格调高雅等特点的水培花卉逐渐受到国内以及国际花卉业和广大 花卉爱好者的欢迎。这种水培花卉既可以观赏到花卉根系生长过程，又可以实现花鱼共养的新 型花卉产品。据业内人士透露，生产水培花卉的利润平均可以达到4 0 左右，而经营者的利润 平均可以达到2 0 左右，所以从利润比来说，经济效益还是很可观的。特别是近几年随着人们 环保意识的增强，水培花卉作为环保型花卉类的代表，不仅符合了市场的需要，同时也符合世 界花卉业的发展趋势。另外，由于水培花卉属于无土栽培，采取的是工厂化生产，因此用水量 大大降低，仅为有土栽培用水量的1 5 0 左右，可以说，水培花卉不仅具有良好的经济效益同时 也具有很大的社会效益。 目前，水培花卉在我国尚处于起步阶段，专家分析它的市场前景时认为，它必将在我国花 卉市场当中占有越来越大的份额。 水培花卉存在的问题也不容忽视，由于水培花卉技术在我国刚刚起步，还未广泛地用于生 产，特别是设施条件、供液系统工程本身，还未形成专业生产行业，营养液的配制更是致命所 在。如何使栽培当中的营养液成分与浓度保持稳定；如何保持水培营养液的p h 和e c ( 电导率) 6 含羞草水培技术的初步研究 值；如何使营养液循环利用：如何使水培设施简易可行、成本降低，这些都是水培过程中极为 关键的问题。 为使水培的花卉正常生长，必须控制营养液用水、温度、通气状况和病虫害等条件，这样 才能保证根系的正常生长发育。另外，根系的生长还和地上部与光合作用有关的光照，温度等 环境条件密切相关。近年来，国内一些研究单位根据我国的国情，因地制宜，研制出一些简单 易行的无土栽培设施，使投资成本大大降低，但是种植效果并不比国外引进的设备差。为了继 续降低生产成本和投资成本，提高经济效益，更好的为人们提供服务，今后我国的水培还要从 以下几个方面进行更深入的研究：( i ) 水培设施更加简单易行、可行、实用； ( 2 ) 水培所用 营养液要标准化，系列化生产，提高肥效，降低成本；( 3 ) 对水培废液进行有效的循环利用， 减少对环境的污染；( 4 ) 进一步研究各种花卉的专用营养液。 水培的发展没有固定的模式可依，只有在总结前人经验基础上，因地制宣，再结合当地的 人们生活水平、经济发展和可利用的资源来探索水培的发展。 2 3 水培的实验研究技术 2 3 i 适合水培的花卉种类 适合水培的花卉种类很多，几乎所有的水生植物、湿生植物、中生植物、较不耐早植物均 可水培。值得注意的是，那些中生植物和较不耐早植物需采取简单处理，以保证根系获得足够 的通气条件后再水培；但那些较耐旱的植物不适合水培p o l 。 另外，不同的植物由于生长习性的不同，对氧的需求量也不同，若水中的溶氧量不能满足 某种植物对氧的需求，则这种植物就不宜水培，从目前的研究情况来看，适合水培的花卉种类 主要有0 1 3 2 ”“3 5 】： 木本花卉： 茉莉( j a s m i n u ms a m b a c ( l ) a i t o n ) 、马拉巴栗( p a c h i r aa q u a f i c a ) 、巴西木( d r a c a e n ad r a c o l ) 、垂叶榕( f i c u s b e n j a m i n a l ) 、桂花( o s m a n t h u s f r a g r a n s l ) 、金橘( f o r t u n e l l a m a r g a r i t a ( l o u t ) s w i n g l e ) 、鹅掌柴( s c h e f f l e r ao c t o ph y l l a ) 、变叶木( c o d i a e u mv a r i e g a t u mv a t p i c t u m ) 、棕 竹( g h a p i s h u m i l i s b i ) 、常春藤( h e d e r a n e p a l e n s i s k ) 、红叶石楠( p h o t i n i as e r r u l a t a f f a s e r i ) 等。 3 1 1 草本花卉： 观叶类花卉：文竹( a s p a r a g n sp l u m o s u s ) 、龟背竹( m o n s t e r ad e l i c i o s al i e b n ) ，虎尾兰 ( s a m e v i e f i a t r i f as e i a t a ) 、红宝石喜林芋( p h i l o d e n d r o n e n b e s o e u sc v r e d e m e r a l d ) ，花叶芋 ( c a l a d i u mb i c o l o r ( a i t ) v e n t ) 、绿巨人( s p a t h i p h y l l u mk o c h i i ) 、绿萝( e i p r e m n u ma u r e u m ) ， 金边富贵竹( d r a c a e n as a n d e r i a n ac l lv i r e s c e n s ) 、合果芋( s y n g o n i u mp o d o p h y l l u ms c h o r ) 、 花叶万年青( d i e f f e n b a c h i a ) 。1 3 1 1 球茎花卉：郁金香( t u l i p a g e s e d a n a ) 、风信子( h y a c i n t h u so r i e n t a l i sl ) 、仙客来( c y c l a m e n p e r s i c u m ) 、水仙( n t a z e t av a l c h i n e n s i sb e e m ) 、马蹄莲( z a n t e d e s e h i ae a t h i o p i c al i l i e s ) 、晚 香玉( p o l i a n t h e st u b e r o s el ) 、君子兰( c l i v i am i n i a t ar e g e l ) 等。d 1 3 6 3 7 3 8 捌 肉茎花卉：蟹爪兰( z y g o c a c t u s t r u n c a t e s ) 、麒麟菊( l i a t r i ss p i c a t a w i l l d ) 、仙人掌( o p u n t i a 7 河北农业大学硕士学位( 毕业) 论文 d i l l e n i i ) 、宝石花( g r a p t o p e t a l u mp a r a g u a y e n s e ) 等。m 3 3 】 其他：墨兰( c y m b i d i u ms i n e n s e ) ，文心兰( o n c i d i u m ) 、吊兰( c h l o r o ph y t u mc o m o s u m ) 、 吊竹梅( t r a d e s c a a t i az e b r i n a ) ，吉祥草( r e i n e c k e ac a m e a ) 等。【3 1 3 3 】 2 3 2 水培花卉技术与管理 2 3 2 1 水培容器( 盆具) 的选择 水培的盆具是水培花卉整体美的一个重要方面，盆具既体现制造工艺之美，又显现植物器 官。一般使用无底孔、内外双层网筛套盆的专用水栽花盆：对于家庭而言，可选用具有一定透 明度的容器，定植杯就是一个很好的选择，定植杯是锚定植株使其根系能自由地伸入到营养液 里的盆钵附件。 2 3 2 2 植株的选择及处理 选择株型正、生长旺盛、叶片鲜绿、没有机械损伤的植株，用水冲洗掉根部的泥土或其他 介质，冲洗过程中要注意保护根系使其完整，特别是一些土坨比较多的根系，冲洗时极易损害 须根和侧根，最好采用水溶法除去泥土或其他介质，种植前需要修整。另外，最好选用质地柔 软的海绵或岩棉等定植植株，定植孔的直径大小要与植株的粗细相匹配。 2 3 2 3 营养液的配制及其管理 营养液应根据植物的生物学特性和生活习性来选择合适的配方和浓度。营养液的酸碱度通 常在一定范围内，如超出这个范围，可用氢氧化钾( k o h ) 增大或用醋酸减小p h 值。营养液 的高度以容器的2 3 高度为宜，不应全部淹没植株根系，要保证部分根系暴露在空气中以解决 通气问题。 营养液的温度极为重要，夏冬季节可参考温度计的读数进行营养液管理，以保证植株根系 正常生长。 2 3 2 4 水培植株的管理 要根据植物的生长习性，提供合适的水培生长环境，包括光照、温度、营养液量及其浓度 的高低等，夏季注意湿度，冬季注意保暖，具体要根据植株的生长特性具体实施。 2 3 2 5 水培花卉的病虫害防治 虽然水培花卉摆脱了土壤病虫害的侵染，但并不是生长在经消毒的真空环境，仍然会受到 环境病虫害的感染。对水培花卉可能发生的病虫害要以预防为主，在环境感染花卉之前尽可能 的消灭病虫害。一旦发生病虫害，应立即隔离病害植株，施用一些毒性较轻的农药。 2 3 2 6 水培管理的关键措施 ( 1 ) 注意通气。植物的根系在生长过程中所进行的呼吸作用，要不断的消耗水中的氧气。 水培过程中，器皿内水中的氧气会得到空气中氧气的补充，但其量远远不够。所以这就要求人 工通气增加水中的氧气量，可以用人工气泵进行通气，通气时问的长短可以依据植物对氧气的 需求量多少而定。 ( 2 ) 适时换水。植物在生长过程中要不断的消耗水中的养分。换水的时间应根据气温而定， 气温高时，宜勤换水。一般夏季1 0 c l 左右要换一次水，春秋季可以2 0 d 左右换一次水，冬季换 水的时间可以间隔一个月左右，换水的时候应当用清水冲洗植株根部，剪除无用的老根，如有 发现烂根也应及时剪除，同时洗去叶面的灰尘，摘除黄叶。 ( 3 ) 调节合适的水位。水培中，水应添加至植株的什么部位也是关键。水加得太满不利于 8 含羞草水培技术的初步研究 根系生长，容易造成黄叶或烂根。一般以水面即将盖过根部，让少量根系暴露在空气中，这样 既可以让水中根系吸收水中溶解的氧，还可以让露出水面的根系吸收空气中的氧，使植株健壮 地生长。 ( 4 ) 器皿选择。用于植物水培的器皿，不应光泽艳丽，以免喧宾夺主，最好用玻璃器皿， 这样既可观叶又可观根。许多植物的根系均有很高的观赏价值，如富贵竹的根系呈桔红色，置 于透明的玻璃器皿中能提高水培植物的商品价值。器皿的大小要与植株的大小相适应，大的植 株应配以大的器皿以免头重脚轻，也便于固定。小的植株可配轻巧的器皿，只有做到植株与器 皿的和谐、统一，才能增加美感1 4 ”。 2 3 3 水培营养液的研究 根据植物生长对养分的需求，把肥料按一定的数量和比例溶解于水中所配置的溶液称为营 养液。水培生产的成功与否，在很大程度上取决于营养液配方组成和浓度是否合适，植物生长 过程的营养液管理能满足各个不同生长阶段的要求。因此，可以说营养液是水培生产的核心问 题1