菊花水培苗生長對(duì)營養(yǎng)液理化性質(zhì)的響應(yīng)

菊花水培苗生長對(duì)營養(yǎng)液理化性質(zhì)的響應(yīng)

菊花是世界上最受歡迎的玫瑰和觀賞植物之一。目前,菊花普遍采用的是扦插繁殖,經(jīng)過幾代后植株容易感染病毒,造成菊花苗品質(zhì)下降,因此,用組培脫毒苗上的莖段進(jìn)行扦插是常用的改良手段。但高濕度、高糖分、密閉等組培環(huán)境不利于植株瓶外馴化,尤其在獲得大量脫毒苗之后,如何在較短的時(shí)間內(nèi)誘導(dǎo)出組培苗大量且優(yōu)質(zhì)的根系,對(duì)于提高菊花組培苗移栽成活率和改善菊花苗品質(zhì)具有重要意義。新興的微型水培系統(tǒng)技術(shù)(快繁和水培結(jié)合)是在溶液中提供了營養(yǎng)物質(zhì)并且把透明塑料用作新容器的方法。本實(shí)驗(yàn)研究了不同光照強(qiáng)度和營養(yǎng)液電導(dǎo)率對(duì)微型水培菊花苗營養(yǎng)液pH值、光合特性及生長情況的影響,為菊花苗微型水培技術(shù)研究提供了理論基礎(chǔ)。1材料和方法1.1人工氣候培養(yǎng)箱供試材料為菊花品種‘黃連’Chrysanthemum×morifolium‘Huanglian’。2008年4月在浙江林學(xué)院園藝實(shí)驗(yàn)室人工氣候培養(yǎng)箱中進(jìn)行。取健壯組培苗的莖段,用刀斜切為長約5cm,分別將插穗基部用海綿包好后扦插于微型水培系統(tǒng)(規(guī)格為長×寬×高=30cm×25cm×12cm)。1.2酶活過程試驗(yàn)營養(yǎng)液采用日本園試液配方。營養(yǎng)液電導(dǎo)率(electricalconductivity,EC,表示營養(yǎng)液濃度)設(shè)置為0.8,1.6,3.0mS·cm-1;光照強(qiáng)度用光合作用光子流量(photosyntheticphotonflux,PPF)表示,設(shè)置為50,100,250μmol·m-2·s-1。整個(gè)試驗(yàn)在人工氣候培養(yǎng)箱中進(jìn)行,溫度控制在(24±1)℃,相對(duì)濕度為80%左右,光照時(shí)間為14h·d-1。每個(gè)微型水培系統(tǒng)上扦插20個(gè)插穗,各處理重復(fù)3次。扦插后每隔3d測定營養(yǎng)液pH值與電導(dǎo)率,葉片光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率分別在第1,4,7,14,21,28天測定。并調(diào)整營養(yǎng)液pH值和電導(dǎo)率與原始值一致。營養(yǎng)液的pH值采用PHB21便攜式pH計(jì)測定;電導(dǎo)率采用DDS211A型電導(dǎo)儀測定。采用美國(Li-Cor公司)Li-6400光合測定儀測定葉片光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率。培養(yǎng)30d后調(diào)查植株地上部分和地下部分及整株鮮質(zhì)量、干質(zhì)量,株高,根長,新葉數(shù)量。數(shù)據(jù)使用SAS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。2結(jié)果與分析2.1高光照強(qiáng)度對(duì)營養(yǎng)液ph值的影響從圖1中可以看出,不同光照強(qiáng)度下,營養(yǎng)液pH值均有變化。低光照強(qiáng)度下(50μmol·m-2·s-1),pH5.8附近小幅波動(dòng);中等光照強(qiáng)度下(100μmol·m-2·s-1),營養(yǎng)液pH值處理第13天后變化幅度較前段時(shí)間大;高光照強(qiáng)度下(250μmol·m-2·s-1),各處理pH值波動(dòng)幅度最大,其中當(dāng)營養(yǎng)液電導(dǎo)率為1.6和3.0mS·cm-1時(shí),營養(yǎng)液pH值降低幅度較大,處理第28天分別下降至3.8和3.9。這表明菊花在高光照強(qiáng)度下,生長代謝旺盛,水分的吸收打破了營養(yǎng)液中離子間的平衡,還可能與植株分泌較多有機(jī)酸類物質(zhì)使得營養(yǎng)液pH值變化幅度較大。如圖2所示,各光照強(qiáng)度下,當(dāng)原營養(yǎng)液電導(dǎo)率為3.0mS·cm-1時(shí),在處理后期營養(yǎng)液電導(dǎo)率都有小幅上升,且在低光照強(qiáng)度下(50μmol·m-2·s-1),營養(yǎng)液電導(dǎo)率變化較平穩(wěn),高光照強(qiáng)度下(250μmol·m-2·s-1),處理第28天,營養(yǎng)液電導(dǎo)率上升到3.8mS·cm-1。當(dāng)原營養(yǎng)液電導(dǎo)率為0.8mS·cm-1,則在高光照強(qiáng)度下,處理第16天后電導(dǎo)率有小幅下降。營養(yǎng)液電導(dǎo)率的變化表明了微型水培菊花對(duì)水分和營養(yǎng)物質(zhì)吸收的不一致性。2.2不同光照強(qiáng)度對(duì)菊花幼苗生長指標(biāo)的影響由表1可見,在高光照強(qiáng)度(250μmol·m-2·s-1)和高營養(yǎng)液電導(dǎo)率(3.0mS·cm-1)下,植株地上部分和地下部分及整株的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量顯著大于其他處理組,株高、根長、新葉數(shù)也顯著高于其他處理;高光照強(qiáng)度下,各電導(dǎo)率處理組的生長指標(biāo)均大于其他光照處理下植株;中等光照強(qiáng)度下,營養(yǎng)液電導(dǎo)率為1.6mS·cm-1處理下,菊花苗整株的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量及株高大于同等光照強(qiáng)度下其他營養(yǎng)液電導(dǎo)率值處理;當(dāng)營養(yǎng)液電導(dǎo)率為0.8mS·cm-1時(shí),各光照強(qiáng)度下的菊花苗生長量均不具優(yōu)勢(shì)。這表明高光照強(qiáng)度和高營養(yǎng)液電導(dǎo)率有利于菊花種苗水分和養(yǎng)分的吸收,促進(jìn)菊花苗的生長發(fā)育,但光照強(qiáng)度降低時(shí)高營養(yǎng)液電導(dǎo)率處理對(duì)菊花苗生長的促進(jìn)作用不明顯,相同營養(yǎng)液電導(dǎo)率處理下,提高光照強(qiáng)度對(duì)于微型水培菊花苗生長的影響較顯著。2.3不同光照強(qiáng)度對(duì)菊花光合速率的影響處理第7天,各處理的光合速率都在2μmol·m-2·s-1附近(圖3),7d后,高光照強(qiáng)度(250μmol·m-2·s-1)下,高營養(yǎng)液電導(dǎo)率(3.0mS·cm-1)處理組光合速率上升幅度最大,第28天達(dá)到最大值8μmol·m-2·s-1。低光照強(qiáng)度(50μmol·m-2·s-1)下,各處理的光合速率增速最慢。從表1可看出,菊花在高光照強(qiáng)度和高營養(yǎng)液電導(dǎo)率處理下地下部分根系生長量顯著增加,這與光合速率的增強(qiáng)正相關(guān)。由圖4可見,各處理組在處理第7天時(shí),氣孔導(dǎo)度有明顯增幅。高光照強(qiáng)度(250μmol·m-2·s-1)下,各處理在第14天均達(dá)到峰值,中等光照強(qiáng)度(100μmol·m-2·s-1)下,氣孔導(dǎo)度峰值顯著降低,低光照強(qiáng)度(50μmol·m-2·s-1)下,峰值最低?？梢钥闯?提高光照強(qiáng)度可以使菊花氣孔導(dǎo)度增加,氣孔導(dǎo)度增加又可提高光合速率。高光照強(qiáng)度(250μmol·m-2·s-1)下,各處理蒸騰速率第14天均達(dá)到最高峰,并且顯著高于其他光照強(qiáng)度處理。各處理組蒸騰速率均在處理第7天時(shí)明顯增加,隨后各處理蒸騰速率下降到1.5mol·m-2·s-1左右。第28天時(shí),高光照強(qiáng)度下各處理的蒸騰速率恢復(fù)到較高水平(圖5),表現(xiàn)出菊花蒸騰速率與氣孔導(dǎo)度的變化呈正相關(guān)。提高光照強(qiáng)度可致菊花蒸騰速率增加,從而最終提高光合速率。3光照強(qiáng)度和營養(yǎng)液電導(dǎo)率對(duì)微培菊花生長的影響研究發(fā)現(xiàn),營養(yǎng)液電導(dǎo)率值為3.0mS·cm-1條件下,各處理的營養(yǎng)液pH值均偏低,微培一段時(shí)間后植物通過根系在吸收水分和營養(yǎng)的同時(shí)也與營養(yǎng)液進(jìn)行其他物質(zhì)交換,從而引起營養(yǎng)液酸堿度變化,同時(shí)植物根系為適應(yīng)水培環(huán)境分泌氫離子或有機(jī)酸也可能造成營養(yǎng)液酸化,其具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。一般認(rèn)為水培營養(yǎng)液的pH6.0~6.5最合適,若為pH5.0~7.0,對(duì)生長無影響。有報(bào)道含羞草Mimosapudica在pH值偏酸性營養(yǎng)液中生長最優(yōu),這可能跟鐵、鈣、鎂等礦質(zhì)離子在酸性條件下利于植物吸收有關(guān)。營養(yǎng)液電導(dǎo)率可間接反映營養(yǎng)液使用前后的濃度變化,也同時(shí)表明植株對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)吸收的不一致性。研究發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)液電導(dǎo)率3.0mS·cm-1條件下,菊花對(duì)養(yǎng)分需求提高,營養(yǎng)液電導(dǎo)率均有小幅上升。本研究中,菊花扦插苗在高光照強(qiáng)度(250μmol·m-2·s-1)和高營養(yǎng)液電導(dǎo)率(3.0mS·cm-1)下,菊花地上部分和地下部分的生長量指標(biāo)均顯著優(yōu)于其他處理,說明高光照強(qiáng)度和高電導(dǎo)率對(duì)微培菊花植株的生長發(fā)育是有利的,光照強(qiáng)度過低不利于植株進(jìn)行光合作用進(jìn)而影響其生長。而且光照強(qiáng)度和營養(yǎng)液電導(dǎo)率的不同,對(duì)微型水培菊花光合作用影響也不同。菊花在高光照強(qiáng)度下的光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率增幅都最大,說明在較高光