益智水生根系誘導及水培營養液篩選

張永強 吳永輝 劉念

關健詞：益智；水培；處理方法；營養液

中圖分類號：TU986

文獻標志碼：A

益智Alpinia oxyphylla為姜科Zingiberaceae山姜屬Alpinia植物，原產熱帶，分布于廣東陽江、雷州半島和海南省，現福建、廣西、云南等省區多有引種[1]。喜溫暖、濕潤氣候，生長于林下陰濕處，最適溫度為22℃～28℃，最適濕度為80%～90%。益智屬半陰性植物，幼苗期需遮陰，強度60%以上，成齡植株也需遮陰，強度30%～50%[2]。花期3～5月，果期4～9月，總狀花序在花蕾時全部包藏于一帽狀總苞片中，花時整個脫落[3]。益智的干燥成熟果實，別名益智仁、益智子，為海南道地藥材，也是我國四大南藥之一[4～5]。

目前對益智的研究多以藥用為目的，鮮見對其作為觀賞植物的研究報道。由于姜科植物本身的生物學特性，大多是耐陰性強的植物，極具開發成為室內觀賞植物的潛力。隨著人們的物質生活和精神文明水平的提高，對花卉的需求也隨之增長，近年來一些室內觀賞的花卉產品更受歡迎。水培花卉具有雅致、潔凈、觀賞性強等特點，深受大眾喜愛。同時又具有無土傳病害等特點，符合歐洲、美國等進口花卉的要求，從而可以打入國際市場，出口創匯[6]。益智作為一種藥食同源的姜科植物，桿硬、直立密集，觀賞價值高，有較強的耐陰能力，而且材料豐富易得，容易產業化，適合開發作為室內陰生觀葉水培植物。本文對益智進行水生根系誘導及水培營養液篩選試驗，以期為益智乃至其他姜科植物的水培產品開發提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為高約10cm的益智實生苗，購自廣東省陽江市。先剪去實生苗的分蘗，然后把根系放入盛有清水的水培容器中進行緩苗培養。7d后選取長勢基本一致的苗，用0.5%高錳酸鉀溶液浸泡根系1min，再用百菌清500倍液浸泡根系1h，之后進行水生根系誘導方法和營養液篩選試驗。試驗于2014年10月至2015年11月于仲愷農業工程學院科學樓1樓人工氣候室進行，人工氣候室密封，采用日光燈作為試驗光源，采用空調控溫、加濕器控制濕度，人工光強為30μmol·m-2·s-1，光照時間12h/d，溫度28～30℃，相對濕度70%～80%。

1.2 試驗方法

1.2.1 益智水生根系誘導方法

設置12種水生根系誘導處理方法（表1），每個處理9株苗，重復3次。處理后第30d測定根系的1級根數、2級根數、根直徑、最長根長和根的干鮮重。

1.2.2 水培營養液的篩選

為了篩選比較適宜益智水培的營養液，設置了16種配方（表2）進行比較，其中美樂棵（通用型）營養液由美國Scottsmiracle-Gro公司生產，德沃多微生物液體有機肥（通用型）由河北景縣德沃多肥料有限公司生產，所有營養液pH值均調為6.0。每種營養液配方各處理10株益智實生苗，重復3次。培養到3個月時在每種配方處理的植株中隨機選取3株，測量株高增量、主干新葉數、分蘗高度、分蘗數量、分蘗新葉數、根數以及最長根長；另外隨機選取3株，取從上往下第2片功能葉，剪碎混勻，稱取鮮樣0.1g，然后參照王學奎[7]的方法，用硫代巴比妥酸法測丙二醛含量，蔥酮比色法測可溶性糖含量，丙酮法測葉綠素含量，重復測定3次。

1.2.3 數據分析

試驗數據采用SPSS Statistic 20和DPS7.05統計分析軟件進行方差分析、多重比較使用Duncans方法，數據使用平均數士標準誤表示，用Microsoft Excel 2010數據處理軟件進行圖表繪制。

2 結果與分析

2.1 不同處理方法對根系誘導的影響

由在不同處理方法下益智水生根系的生長情況（表3，圖1）可知，不同處理方法對益智的水生根系誘導有顯著影響。對1級根數來說，數量最多的是處理H，其次是處理I，處理E為第3，處理C和D為第4，其后依次是處理G、B、A、L、K、F和J。綜合各指標來看，以處理C（IAA 300mg·kg-1）、D（IBA 100mg·kg-1）和E（IBA 200mg·kg-1）對益智水生根系的誘導效果更好。

2.2 不同營養液對形態指標的影響

由不同營養液處理對水培益智形態指標的影響（表4）可知，處理5、9、14、4的株高增量較大，處理5（日本園試配方1/2）顯著大于處理1、3、6、7、8、10、11、15；處理8、12、9、7、5、4、2的主干新葉數較多，處理8、12、9、7顯著大于處理6、10、14、15、16；處理2、3、5、11的分蘗高度較高，處理2（霍格蘭配方1/2）顯著大于處理7、12、8、4、14、13；處理13、15、14、6的分蘗數較多，顯著多于其他處理（處理4、12、1除外）；處理6、3、1、13的分蘗新葉數較多，處理間差異不顯著；處理16、13、12、7的根數較多，顯著多于處理8、1、3、9、6、15、14；處理12、11、16、7的根較長，顯著長于處理14、15。

在霍格蘭配方中劑量為1/2時 （處理2）株高增量較大、主干新葉數較多、分蘗高度較高，霍格蘭配方為1/4劑量（處理1）時分蘗數量較多；在日本園試配方中劑量為1/2（處理5）時株高增量較大、分蘗高度較高，日本園試配方劑量1/4（處理4）和1/2主干新葉數較多，日本園試配方劑量為1時（處理6）分蘗及分蘗新葉數量較多；在Hewitte配方中劑量為1時（處理9）株高增量較大、分蘗高度較高、分蘗數量較多；在德沃多營養液中劑量為1時（處理11）分蘗高度較高、分蘗新葉數較多，德沃多劑量3/2時（處理12）株高增量較大、主干新葉數較多、分蘗數量較多；美樂棵營養液為1/2劑量時（處理13）分蘗數量較多，美樂棵劑量為3/2時（處理15）株高增量顯著低于對照。除了本身離子濃度較低的德沃多營養液外，較高濃度的其他營養液配方均不利于根系的生長，根系數量與營養液濃度成反比。對照組（清水培養）的根數較多，根系較長。就上述總體而言，1/4和1/2劑量的霍格蘭配方和日本園試配方、1劑量的Hewitte配方以及1和3/2劑量的德沃多營養液均適合作為益智的水培營養液；日本園試配方1/4和1/2劑量以及Hewitte配方1劑量有利于主干的生長，1/4和1/2劑量的霍格蘭配方有利于分蘗的生長。

2.3 不同營養液對生理指標的影響

2.3.1 對葉片葉綠素含量的影響

由不同營養液對水培益智葉綠素含量的影響可知（表5），處理3（霍格蘭配方1劑量）、處理7（Hewitt配方1/4劑量）、處理4（日本園試配方1/4劑量）、處理5（日本園試配方1/2劑量）的葉綠素總量較高，顯著大于其他處理（處理2、1、10、8除外）。

2.3.2 對葉片可溶性糖含量的影響

不同營養液處理對可溶性糖含量的影響差異顯著（圖2）。處理3（霍格蘭配方1劑量）、處理7（Hewitt配方1/4劑量）、處理10（德沃多1/2劑量）、處理8（Hewitt配方1/2劑量）、處理16（對照）和處理5舊本園試配方1/2劑量）的可溶性糖含量較高。處理3、10、8顯著大于其他處理（處理16和7除外）。

2.3.3 對葉片丙二醛含量的影響

由不同營養液處理對丙二醛含量的影響（圖3）可知，處理16（清水對照）、處理15（美樂棵3/2劑量）的丙二醛含量較高，顯著大于其他處理，說明清水培養和美樂棵營養液3/2劑量對水培益智造成脅迫，膜脂過氧化作用較強。

3 結論與討論

IAA、IBA和NAA是常用于誘導植物生根的植物生長調節劑，不同植物對不同類型和濃度的生長調節劑的反應不一[8]。而水生根系的誘導是水培植物邁向成功的第一步，因此研究益智的水生根系誘導對益智水培的成功具有重要意義。在試驗中發現，在本試驗條件下這3種生根劑均能誘導1級根，但較高濃度會抑制2級根的發生；IAA對植物根系的影響相對較小；NAA處理后初期會導致根系縮短變粗導致畸形，但約1個月后根系能恢復生長，誘導的1級根數較多，可能與使用的NAA濃度過高或浸泡時間過長有關，可嘗試降低濃度或浸泡時間。綜合各生根指標來看，促進益智水生根系誘導效果較好的方法是：在水培前先把根系用IAA 300mg·kg-1、IBA 100或200mg·kg-1浸30min。

葉綠素總量隨霍格蘭配方劑量增加而上升，隨日本園試配方和Hewitte配方劑量增加而下降。霍格蘭配方1劑量的葉綠素總量較高，可能與老葉較多有關。日本園試配方1劑量的株高增量顯著低于其他劑量的，主干新葉數較其他劑量的少，這說明其不利于主干的生長，可能是導致其葉綠素總量低的原因；Hewitte配方劑量1的株高增量顯著高于其他劑量的，生長較快，導致其第2功能葉較嫩，這可能是其葉綠素含量較低的原因。德沃多營養液和美樂棵營養液以及對照的葉綠素總量均較低，前者是由于營養缺乏所致，后者是由于不適合作為益智的水培營養液所致，可能與其配方有關。

光合作用的主要產物之一是碳水化合物，而可溶性糖是碳水化合物代謝和暫時貯藏的主要形式，在植物代謝中占有重要位置[9]。可溶性糖參與滲透調節，其含量與植物受到的脅迫有關[10]。黃小均等[11]研究表明，水培后廣東萬年青的可溶性糖和丙二醛含量升高，但可溶性糖含量隨著營養液濃度的減小而增加；馬艷芝[12]的研究結果表明，天南星科中羽葉蔓綠絨水培后葉片的可溶性糖含量減少。在本試驗中，霍格蘭配方1劑量、德沃多1/2劑量和清水處理的益智可溶性糖含量較高可能與其受到脅迫有關；日本園試配方和Hewitte配方1劑量以及美樂棵1和3/2劑量處理的可溶性糖含量較低可能與其生長不良有關。

綜合考慮形態指標和生理指標，日本園試配方1/2和1/4培養的益智植株表現出生長較快、新葉多、葉色綠、葉片葉綠素總量和可溶性糖含量相對較高，丙二醛含量相對較低，較適合作為益智的水培營養液；用德沃多營養液1劑量培養的益智植株長勢良好、葉片黃綠、葉脈與葉片有色差，具有不錯的觀賞價值，且操作簡便，亦可作益智的水培營養液；美樂棵營養液劑量為1和3/2不適合作為益智的水培營養液。

參考文獻：

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