天然水與純凈水培植對水仙花生長發(fā)育及生命的影響研究

朱加進(jìn) 曹菲薇

近來，社會對自來水水質(zhì)的關(guān)注正在增長，主要是因?yàn)樽詠硭桓鞣N化學(xué)物污染所致，因此各種經(jīng)處理后的桶裝或瓶裝水在家庭、辦公室、學(xué)校等場合被大量使用以取代自來水，有代表性的主要是天然水和純凈水。天然水是指構(gòu)成自然界地球表面各種形態(tài)水的總稱，市售的天然水是以天然水為原水，經(jīng)過科學(xué)的工藝，保存了原水中機(jī)體必需的礦物元素，而市售的純凈水是指以自來水為原水經(jīng)過加工工藝后在除去有害物質(zhì)，當(dāng)然同時也去除了對機(jī)體有益的礦物元素如鉀、鈉、鈣、鎂、鋅、鐵、硒等。眾所周知，礦質(zhì)元素不僅可提供滿足機(jī)體生長所必需的營養(yǎng)，還廣泛參與并調(diào)節(jié)機(jī)體的生理生化反應(yīng)：鎂元素是體內(nèi)酶系的輔助因子或激活劑，參與心肌收縮的過程，對大腦中樞神經(jīng)有鎮(zhèn)定作用；鉀元素能夠維持心臟內(nèi)部的循環(huán)轉(zhuǎn)化，它與鈉共同作用可調(diào)節(jié)體內(nèi)的酸堿平衡；鈣是骨骼的主要組成部分，同時也是許多凝血酶原的激活劑。硅元素是參與人體結(jié)締組織、上皮組織 、骨組織、骨膠原的生物合成，能夠有效地促進(jìn)骨骼對鈣質(zhì)的吸收。

一般情況下，機(jī)體所需礦物元素離子主要通過飲食獲取，為維持機(jī)體各項(xiàng)生命活動及代謝平衡所需，水是補(bǔ)充人體礦物元素的另一非常重要的渠道。人體每日攝入水量約為2升（包括食物中的水分），在各種食物干預(yù)的前提下，飲用水的不同是否對機(jī)體有不同的影響是值得研究的。

水仙花（Narcissus tazetta var. chinensis）是石蒜科觀賞植物，是一種主要依賴其自身儲藏的養(yǎng)分來完成生長發(fā)育過程的植物品種。大量研究表明，鈣鎂鉀鈉硅等元素是植物生長發(fā)育的必需元素，其中鉀元素是植物生長發(fā)育所需的大量元素之一，能夠改善植物葉綠體結(jié)構(gòu)，提高二氧化碳的同化及光合產(chǎn)物的運(yùn)輸，同時參與植物細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)的作用。鈣鎂元素是植物生長發(fā)需要的中量元素，其中鈣元素能穩(wěn)定細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)，能將磷脂分子聯(lián)結(jié)起來， 具有穩(wěn)定細(xì)胞膜的作用，同時對液泡內(nèi)陰陽離子的平衡有重要貢獻(xiàn)， 具有滲透調(diào)節(jié)作用。鈉和硅元素是植物的有益元素，鈉能提高細(xì)胞原生質(zhì)的親水性，提高植物的抗旱力。硅元素參與細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)物質(zhì)的合成，增強(qiáng)植物的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)固性，同時植物體內(nèi)的硅化物沉淀能夠抑制植物的蒸騰，促進(jìn)植物對水分的有效利用。研究表明，鈣處理能夠增加水仙花的花葶長，鉀元素可以促進(jìn)水仙花花卉成熟，有助于發(fā)芽分化，能夠增加球根重。本研究選擇其內(nèi)貯藏著極為豐富的營養(yǎng)物質(zhì)的水仙花鱗莖球?yàn)檠芯繉ο?，采用水培的方式，考察在自身營養(yǎng)物質(zhì)充足的情況下，天然水和純凈水對水仙花的生長發(fā)育的影響，并通過對培植前后水中礦物元素含量的變化進(jìn)一步從機(jī)理方面揭示了其對生命健康的重要性。

材料與方法

材料。漳州水仙花 3 年生鱗莖球：購自花鳥市場；天然水：天然水1，天然水2，（不同品牌，購于沃爾瑪超市）；純凈水：純凈水1，純凈水2，（不同品牌，購于沃爾瑪超市）。

方法。選擇球莖大小一致的水仙花種球，根盤洗凈，剪去老根后，分成4組，每組10個，分別用天然水和純凈水于溫度15～20℃，光照14小時/天的條件下浸根培植，每3天換水一次，觀察其根的生長、開花時間及花期，并收集培植第3天到第6天的水（以下簡稱“培植后的水”，此階段為根生長最旺盛階段）進(jìn)行礦物元素含量等指標(biāo)的測定。

指標(biāo)測定方法。根長度的測定：用含有毫米刻度的尺子對水仙花根盤四周的根進(jìn)行測定，并取平均作為其最終根的長度。開花時間：如整株水仙花上有一個花葶開花，記下該株水仙花的開花日期，減去開始培植的時間即為該水仙花的開花時間?；ㄆ冢喝缯晁苫ㄉ嫌谢ò甑蛑x脫落，記下該株水仙花的落花日期，減去其對應(yīng)的開花日期即為該水仙花的花期。水中礦物元素含量及溶解性總固體（TDS）的測定：礦物元素含量采用型號為Thermo Ic3500的原子吸收儀進(jìn)行測定，溶解性總固體（TDS）參照國標(biāo)GB/T 5750 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法進(jìn)行測定。

統(tǒng)計(jì)方法。本文中數(shù)據(jù)均采用spss16.0進(jìn)行獨(dú)立t-檢驗(yàn)分析，P<0.05為差異顯著，P<0.01為差異極顯著。

結(jié)果與分析

天然水與純凈水對水仙花根生長的影響。由圖1的結(jié)果顯示，經(jīng)過7天的培植，天然水1與天然水2中水仙花根的長度分別為6.19±0.93cm，6.26±0.95cm，明顯要長于培植在兩組純凈水中（2.31±0.52cm，2.25±0.48 cm）的，且具有極顯著的差異（“*”表示純凈水與天然水之間P<0.01）。說明生長在天然水中的水仙花根的生長速度要快于生長在純凈水中的。

天然水與純凈水對水仙花開花時間的影響。由圖2的結(jié)果顯示，培植在兩組天然水中的水仙花從培植到開花分別需33.6±3.6天和34.1±3.8天，要明顯短于兩組純凈水的40.1±3.6天及41.2±4.5天，且具有極顯著的差異（“*”表示純凈水天然水之間P<0.01）。說明生長在天然水中有助于水仙花提前開花。

天然水與純凈水對水仙花花期的影響。由圖3的結(jié)果顯示，培植在兩組天然水中水仙花的花期分別為12.8±2.97天和13.1±3.05天要明顯長于純凈水9.5±1.96天及8.9±1.66天的花期，且也具有極顯著的差異（“*”表示純凈水與天然水之間P<0.01）。說明培植在天然水中的水仙花花朵衰退更慢，其花期更長。

培植前后天然水與純凈水中礦物元素含量。由表1的結(jié)果顯示，對培植后的水進(jìn)行礦物元素含量等指標(biāo)的測定，發(fā)現(xiàn)培植后天然水中的鉀、鈉、鈣、鎂等礦物元素及TDS均低于培植前，而培植后純凈水中相應(yīng)的礦物元素及TDS均高于培植前。說明培植在天然水中的水仙花能吸取該水中相應(yīng)的礦物元素，而培植在純凈水中的水仙花不但不能吸取礦物元素，反而導(dǎo)致水仙花機(jī)體本身所含礦物元素的流失。

討論

礦物營養(yǎng)對水仙花的重要性已有較多的研究與報(bào)道，如邱瑾等在研究礦物營養(yǎng)對水仙花若干生理生化指標(biāo)的影響指出，鈣、鎂、鉀能使水仙花葉片可溶性蛋白和葉綠素含量顯著增加，并大大提高了抽葶期、開花期凈光合速率和光合/呼吸比值，從而有利于水仙花的生長發(fā)育，提高其觀賞品質(zhì)。孔海燕等指出，鈣能推遲并抑制乙烯、H2O2的生成，提高CAT、SOD等的活性，從而能抗衰老、延長花期。韋海忠等研究表明，鉀元素可以增加水仙花根的長度并增加水仙花的花葶數(shù)。本文從天然水和純凈水對水仙花培植的生長發(fā)育指標(biāo)及培植后水質(zhì)的礦物元素含量分析可知，因培植后的天然水中礦物元素相比于培植前減少明顯，表明培植在天然水中的水仙花因吸取了該水中對機(jī)體有益的礦物元素，從而促進(jìn)了水仙花的生長發(fā)育，這與前人研究結(jié)果――礦物元素可促進(jìn)水仙花生長發(fā)育的結(jié)論一致；而通過培植前后純凈水中礦物元素含量對比可見，培植后純凈水中礦物元素較培植前增加明顯，說明水仙花培植在純凈水中由于純凈水的“純凈”導(dǎo)致其自身體內(nèi)必需的礦物元素大量流失，從而影響其生長發(fā)育。由此可見，水仙花雖然是一種主要依賴其自身儲藏的養(yǎng)分來完成生長發(fā)育過程的植物品種，但富含礦物元素的天然水因能有效補(bǔ)充其生長所需的各種礦物元素可更好的促進(jìn)水仙花的生長發(fā)育，而純凈水因處理工藝的原因，在去除有害物質(zhì)的同時也去除了對機(jī)體有益的各種礦物元素，由于其高度的不飽和性可導(dǎo)致水仙花自身儲存礦物元素的流失進(jìn)而對其生長發(fā)育造成影響。

目前已有很多專家、學(xué)者指出，長期飲用可促使機(jī)體自身礦物元素流失的純凈水會對機(jī)體的生長發(fā)育及生命健康造成一定的影響，如舒為群等的研究指出在其他飲食條件一致的情況下，長期飲用純凈水可降低老鼠體內(nèi)某些礦物元素水平，并通過升高血脂誘發(fā)心血管系統(tǒng)損害，同時圍產(chǎn)期老鼠飲用純凈水對幼鼠神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育也有影響。WHO論文集也指出，純凈水由于水中離子濃度很低，長期飲用會使機(jī)體內(nèi)本身含有的必需礦物元素加速溶解而排出體外影響機(jī)體健康。本文主要從植物水培的角度出發(fā)，進(jìn)一步更直觀的從理論上剖析了純凈水引起機(jī)體生長發(fā)育不良的原因。

（作者單位：浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院）

基金項(xiàng)目：國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863項(xiàng)目）：新型罐頭加工裝備開發(fā)與新技術(shù)研究編號：2011AA100804。