百子莲无土栽培营养液配方的研究

王磊1，卓丽环2，* ，李瑞发1
( 1 东北林业大学园林学院，黑龙江哈尔滨150040; 2 上海农林职业技术学院，上海201600)

百子莲属( Agapanthus) 为石蒜科多年生草本花卉，原产自南非，喜疏松、肥沃、排水良好的砂质壤土，忌积水，耐干旱。自引种以来，凭其丰富的品种类型、秀丽的叶形、优美的花姿、持续长久的花期等特点，正在逐渐被园林界所认同［1，2］。无土栽培作为现代化农业生产的一种主要生产形式，种类包括水培、雾培和基质培等，无土基质栽培作为其中的一种主要形式以其低碳环保、洁净、方便管理、无病虫害等优点现正广泛应用于果蔬、花卉等领域。传统无土基质栽培基质中的泥炭因其不可再生性和高成本等缺点正在被来源广泛、价格低廉的新型基质种类所取代［3，4］。营养液配方作为无土栽培技术的核心，营养液中各种离子的浓度和配比关系及pH 直接影响观赏植物的观赏特征，而且植物在生长过程的不同阶段对养分的吸收程度是不同的，需要经常调整各离子的浓度和配比关系［5，6］。本研究针对营养液配方形式进行研究，以期筛选出最适合无土基质栽培百子莲营养生长的配套营养液配方。

1 材料与方法
1． 1 试验材料
试验材料选用两年生大花百子莲品种( Agapanthuspraecox ssp． orientalis cv． Big Blue) 组培苗。栽培基质为1 ∶ 2 ∶ 1 的玉米秸秆、百子莲腐叶、炉渣，各类有机基质均经堆沤腐熟处理，其中百子莲叶子于温室大棚内采用生物发酵腐熟，玉米秸秆和锯末简单堆沤3 个月［7］，后用百菌清灭菌备用。营养液配方筛选试验在改良Hoagland通用营养液配方基础上进行。
1． 2 试验方法
1. 2. 1 营养液配方组合
铁元素不仅能促进叶绿素的合成和植物根内硝酸还原，还是植物吸收氮和磷的限制因素［8］; 营养液浓度和pH 值在一定程度上影响着植物对矿质营养元素Fe3 +，Ca2 +，Mg2 + 等的吸收效率［9］。本试验在改良Hoagland 通用营养液配方［10］的基础上，设营养液浓度( 大量元素的浓度) 、铁盐含量和pH 值3 个因素，每个因素3 个水平，采用L9 ( 34 ) 正交试验进行组合，共9 个组合( 表1) ，并以清水为对照。Hoagland 配方中的大量元素A 液B 液分别配成1 L 100 倍母液，铁盐含量配成500 mL 1 倍液，微量元素配成1 L 1000 倍母液，母液采用去离子水配制，均盛与1 L棕色广口试剂瓶中备用，具体配方详见表2、表3、表4，常规Hoagland 营养液配方组合为1 倍大量元素1 L，1 倍铁盐2. 5 mL，1 倍微量元素5mL，调节pH 至6. 0［10］。按营养液配方正交试验表分别配制出9 种营养液。试验时，每种营养液处理百子莲10 株，重复3 次，待百子莲定植于无土基质中30 d 后，每2 周用根灌方式浇灌营养液1 次，每次每株100 mL，持续浇灌3 次。
表1 营养液配方正交试验表

1． 2． 2 百子莲形态及生理指标的测定
用LI-3000C 便携式叶面积仪和精度为0. 02mm 的游标卡尺测定百子莲的叶片长度和茎粗，自营养液处理后，每2 周测定1 次。试验至30 d 时，每隔两周对丙二醛( MDA)含量和膜相对透性进行测定一次，共测三次，分别采用分光光度法和电导率仪法测定。实验进行至58d 时，用95%乙醇提取并进行常规比色法测定叶绿素( a，b，a + b) 含量; 用LI-6400 便携式光合仪在全光条件下测定净光合速率( Pn) 、胞间CO2 浓度( Ci) 、蒸腾速率( Tr) ; 用苯酚法测定可溶性糖含量; 用TTC 法测定根系活力。最后再对各处理百子莲的叶片含水量、根系含水量、植株含水量、植株干重以及根冠比( DW) 等指标用烘干称重法进行测定［11，12］。
通过综合评分法综合评价各处理的优劣:
Wi，j = ( Xj，i － Xj，min) /( Xj，max － Xj，min) ，
其中W i，j为第i 个处理第j 个观测指标的得分，Xj，i为第i 个处理第j 个观测指标的平均值，Xj，min 为第j 个观测指标平均值中的最小值，Xj，max 为第j个观测指标平均值中的最大值，将各个观测指标得分累加，求其平均值，即为该处理的综合评分，得分越高表明处理对植物生长越有利［13］。试验数据分析采用Excel 2003 和SPASS 19. 0 进方差分析、多重比较和图表绘制。

2 结果与分析
2． 1 不同营养液配方对百子莲形态指标及生物量的影响
从表2 可以看出，处理7 的茎粗和根系含水量显著大于对照组，分别达21. 70 mm 和93. 67%;各处理的叶长和叶片含水量与对照组差异均不显著，但各处理组的变化形式与根冠比变化趋势呈负相关;处理7，8 的植株干重显著大于对照组，植株表现健壮;根冠比( DW) 越大表明植物地上部分生长越旺盛，处理2，4，7，9 的根冠比显著小于对照组，表明这些处理百子莲的地上部分生长速度及干物质的积累速度显著大于对照组。
表2 不同营养液对百子莲形态指标及生物量的影响

注: 邓肯氏显著性检验，同一列不同行数据后没有相同小写字母表示差异显著( P = 0. 05) ; 没有相同大写字母表示差异极显著( P =0. 01) ，下同。
2． 2 不同营养液配方对百子莲光合指标的影响
表3 数据显示: 各处理的叶绿素a 含量与对照组差异不显著; 处理7 的叶绿素b、叶绿素a + b的含量显著大于对照组，净光合速率最高，显著高于对照组，达6. 37 μmol CO2·m － 2·s － 1，其次是处理4，6，8，处理1 的净光合速率最低。
表3 不同营养液对百子莲光合指标的影响

2． 3 不同营养液配方对百子莲其他生理指标的影响
表4 结果显示: 各处理的细胞膜相对透性均显著大于对照组，MDA 含量除处理8 小于对照，其余均大于对照组。但随着处理时间的延长，细胞膜相对透性逐渐接近对照水平，胁迫作用逐渐减弱( 图1) ，这可能是与根灌营养液初期产生的营养胁迫现象有关［14］; 处理7 的可溶性糖含量最高，达9. 0327%，其次是处理6，5，8，9，4 均大于对照组，但差异不显著; 处理3，4，6，7，8，9 的根系活性均显著大于对照组，处理1，2，5 则可能是营养液浓度、铁盐含量过大或pH 值过低导致根系活力下降。
表4 不同营养液对百子莲其他生理指标的影响

图1 不同营养液对百子莲膜相对透性影响的变化状况
2． 4 不同营养液配方对百子莲营养阶段生长发育状况的综合评价分析
根据综合评分法，对各个处理进行综合评价分析。表5 结果显示: 不同pH 的营养液对百子莲生长发育的影响无显著差异，说明营养液的pH 为5. 5 ～ 6. 5 对百子莲生长发育的影响不明显。处理1，4，7 三组综合评价指标显示，在铁盐含量一定的情况下，随着营养液浓度的降低，综合评价指数升高。处理7，8，9 三组综合评价指标显示，在营养液浓度一定的情况下，随着铁盐含量的增加，综合评价指数升高。处理7 的综合评价指标最高，处理的百子莲植株生长健壮，干物质积累迅速，抗外界胁迫能力强，可作为无土基质栽培百子莲营养生长阶段的配套肥料施用。
表5 不同营养液配方对百子莲营养阶段生长发育状况的综合评价

3 结论
本试验从营养液的浓度、铁盐含量和pH 三个因素入手，通过测定不同营养液处理的百子莲组培苗的形态及生理指标，结合综合评分方法等手段进行对比分析，得出如下结论: 营养液的pH在5. 5 ～ 6. 5 时对百子莲生长发育的影响不明显，这跟百子莲属植物一般适应pH 为5. 5 ～ 6. 5的微酸性土壤观点相一致［2］。在铁盐含量一定的情况下，随着营养液浓度的降低，百子莲生长状态表现相对较优，说明较低浓度标准的营养液较适宜百子莲营养生长; 在营养液浓度一定的情况下，随着铁盐含量的增加，百子莲生长状态表现相对较优，说明适当增加铁盐含量有益于百子莲生长发育。
综合比较分析得出: 无土基质栽培状态下的百子莲组培苗在定期根灌0. 5 倍浓度、1. 2 倍铁盐含量pH 6. 5 的营养液时生长相对较好，植株生长发育状况最佳，干物质积累最迅速，根系活性最强，而这些指标与百子莲后期花芽分化、花朵形态以及花期等有着密切关系，从而有利于百子莲开花品质的提升，同时还对营养调控百子莲花期的研究提供参考依据。