益智水生根系誘導(dǎo)及水培營養(yǎng)液篩選

張永強(qiáng) 吳永輝 劉念

關(guān)健詞：益智；水培；處理方法；營養(yǎng)液

中圖分類號(hào)：TU986

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

益智Alpinia oxyphylla為姜科Zingiberaceae山姜屬Alpinia植物，原產(chǎn)熱帶，分布于廣東陽江、雷州半島和海南省，現(xiàn)福建、廣西、云南等省區(qū)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(qiáng)度60%以上，成齡植株也需遮陰，強(qiáng)度30%～50%[2]?；ㄆ?～5月，果期4～9月，總狀花序在花蕾時(shí)全部包藏于一帽狀總苞片中，花時(shí)整個(gè)脫落[3]。益智的干燥成熟果實(shí)，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(duì)益智的研究多以藥用為目的，鮮見對(duì)其作為觀賞植物的研究報(bào)道。由于姜科植物本身的生物學(xué)特性，大多是耐陰性強(qiáng)的植物，極具開發(fā)成為室內(nèi)觀賞植物的潛力。隨著人們的物質(zhì)生活和精神文明水平的提高，對(duì)花卉的需求也隨之增長，近年來一些室內(nèi)觀賞的花卉產(chǎn)品更受歡迎。水培花卉具有雅致、潔凈、觀賞性強(qiáng)等特點(diǎn)，深受大眾喜愛。同時(shí)又具有無土傳病害等特點(diǎn)，符合歐洲、美國等進(jìn)口花卉的要求，從而可以打入國際市場(chǎng)，出口創(chuàng)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(jià)值高，有較強(qiáng)的耐陰能力，而且材料豐富易得，容易產(chǎn)業(yè)化，適合開發(fā)作為室內(nèi)陰生觀葉水培植物。本文對(duì)益智進(jìn)行水生根系誘導(dǎo)及水培營養(yǎng)液篩選試驗(yàn)，以期為益智乃至其他姜科植物的水培產(chǎn)品開發(fā)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為高約10cm的益智實(shí)生苗，購自廣東省陽江市。先剪去實(shí)生苗的分蘗，然后把根系放入盛有清水的水培容器中進(jìn)行緩苗培養(yǎng)。7d后選取長勢(shì)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(jìn)行水生根系誘導(dǎo)方法和營養(yǎng)液篩選試驗(yàn)。試驗(yàn)于2014年10月至2015年11月于仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院科學(xué)樓1樓人工氣候室進(jìn)行，人工氣候室密封，采用日光燈作為試驗(yàn)光源，采用空調(diào)控溫、加濕器控制濕度，人工光強(qiáng)為30μmol·m-2·s-1，光照時(shí)間12h/d，溫度28～30℃，相對(duì)濕度70%～80%。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 益智水生根系誘導(dǎo)方法

設(shè)置12種水生根系誘導(dǎo)處理方法（表1），每個(gè)處理9株苗，重復(fù)3次。處理后第30d測(cè)定根系的1級(jí)根數(shù)、2級(jí)根數(shù)、根直徑、最長根長和根的干鮮重。

1.2.2 水培營養(yǎng)液的篩選

為了篩選比較適宜益智水培的營養(yǎng)液，設(shè)置了16種配方（表2）進(jìn)行比較，其中美樂棵（通用型）營養(yǎng)液由美國Scottsmiracle-Gro公司生產(chǎn)，德沃多微生物液體有機(jī)肥（通用型）由河北景縣德沃多肥料有限公司生產(chǎn)，所有營養(yǎng)液pH值均調(diào)為6.0。每種營養(yǎng)液配方各處理10株益智實(shí)生苗，重復(fù)3次。培養(yǎng)到3個(gè)月時(shí)在每種配方處理的植株中隨機(jī)選取3株，測(cè)量株高增量、主干新葉數(shù)、分蘗高度、分蘗數(shù)量、分蘗新葉數(shù)、根數(shù)以及最長根長；另外隨機(jī)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(xué)奎[7]的方法，用硫代巴比妥酸法測(cè)丙二醛含量，蔥酮比色法測(cè)可溶性糖含量，丙酮法測(cè)葉綠素含量，重復(fù)測(cè)定3次。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS Statistic 20和DPS7.05統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析、多重比較使用Duncans方法，數(shù)據(jù)使用平均數(shù)士標(biāo)準(zhǔn)誤表示，用Microsoft Excel 2010數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理方法對(duì)根系誘導(dǎo)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(duì)益智的水生根系誘導(dǎo)有顯著影響。對(duì)1級(jí)根數(shù)來說，數(shù)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(biāo)來看，以處理C（IAA 300mg·kg-1）、D（IBA 100mg·kg-1）和E（IBA 200mg·kg-1）對(duì)益智水生根系的誘導(dǎo)效果更好。

2.2 不同營養(yǎng)液對(duì)形態(tài)指標(biāo)的影響

由不同營養(yǎng)液處理對(duì)水培益智形態(tài)指標(biāo)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(shù)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(shù)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(shù)較多，處理間差異不顯著；處理16、13、12、7的根數(shù)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(shí) （處理2）株高增量較大、主干新葉數(shù)較多、分蘗高度較高，霍格蘭配方為1/4劑量（處理1）時(shí)分蘗數(shù)量較多；在日本園試配方中劑量為1/2（處理5）時(shí)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(shù)較多，日本園試配方劑量為1時(shí)（處理6）分蘗及分蘗新葉數(shù)量較多；在Hewitte配方中劑量為1時(shí)（處理9）株高增量較大、分蘗高度較高、分蘗數(shù)量較多；在德沃多營養(yǎng)液中劑量為1時(shí)（處理11）分蘗高度較高、分蘗新葉數(shù)較多，德沃多劑量3/2時(shí)（處理12）株高增量較大、主干新葉數(shù)較多、分蘗數(shù)量較多；美樂棵營養(yǎng)液為1/2劑量時(shí)（處理13）分蘗數(shù)量較多，美樂棵劑量為3/2時(shí)（處理15）株高增量顯著低于對(duì)照。除了本身離子濃度較低的德沃多營養(yǎng)液外，較高濃度的其他營養(yǎng)液配方均不利于根系的生長，根系數(shù)量與營養(yǎng)液濃度成反比。對(duì)照組（清水培養(yǎng)）的根數(shù)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(yǎng)液均適合作為益智的水培營養(yǎng)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(yǎng)液對(duì)生理指標(biāo)的影響

2.3.1 對(duì)葉片葉綠素含量的影響

由不同營養(yǎng)液對(duì)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(duì)葉片可溶性糖含量的影響

不同營養(yǎng)液處理對(duì)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(duì)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(duì)葉片丙二醛含量的影響

由不同營養(yǎng)液處理對(duì)丙二醛含量的影響（圖3）可知，處理16（清水對(duì)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(yǎng)和美樂棵營養(yǎng)液3/2劑量對(duì)水培益智造成脅迫，膜脂過氧化作用較強(qiáng)。

3 結(jié)論與討論

IAA、IBA和NAA是常用于誘導(dǎo)植物生根的植物生長調(diào)節(jié)劑，不同植物對(duì)不同類型和濃度的生長調(diào)節(jié)劑的反應(yīng)不一[8]。而水生根系的誘導(dǎo)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(dǎo)對(duì)益智水培的成功具有重要意義。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在本試驗(yàn)條件下這3種生根劑均能誘導(dǎo)1級(jí)根，但較高濃度會(huì)抑制2級(jí)根的發(fā)生；IAA對(duì)植物根系的影響相對(duì)較?。籒AA處理后初期會(huì)導(dǎo)致根系縮短變粗導(dǎo)致畸形，但約1個(gè)月后根系能恢復(fù)生長，誘導(dǎo)的1級(jí)根數(shù)較多，可能與使用的NAA濃度過高或浸泡時(shí)間過長有關(guān)，可嘗試降低濃度或浸泡時(shí)間。綜合各生根指標(biāo)來看，促進(jìn)益智水生根系誘導(dǎo)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?；舾裉m配方1劑量的葉綠素總量較高，可能與老葉較多有關(guān)。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(shù)較其他劑量的少，這說明其不利于主干的生長，可能是導(dǎo)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(dǎo)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(yǎng)液和美樂棵營養(yǎng)液以及對(duì)照的葉綠素總量均較低，前者是由于營養(yǎng)缺乏所致，后者是由于不適合作為益智的水培營養(yǎng)液所致，可能與其配方有關(guān)。

光合作用的主要產(chǎn)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(shí)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(diào)節(jié)，其含量與植物受到的脅迫有關(guān)[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(yǎng)液濃度的減小而增加；馬艷芝[12]的研究結(jié)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(yàn)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(guān)；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(guān)。

綜合考慮形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)，日本園試配方1/2和1/4培養(yǎng)的益智植株表現(xiàn)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(duì)較高，丙二醛含量相對(duì)較低，較適合作為益智的水培營養(yǎng)液；用德沃多營養(yǎng)液1劑量培養(yǎng)的益智植株長勢(shì)良好、葉片黃綠、葉脈與葉片有色差，具有不錯(cuò)的觀賞價(jià)值，且操作簡便，亦可作益智的水培營養(yǎng)液；美樂棵營養(yǎng)液劑量為1和3/2不適合作為益智的水培營養(yǎng)液。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭璐，白夢(mèng)娜，譚春，等.益智的研究概況及進(jìn)展[J].中國藥業(yè)，2015，24（23）：12-15.

[2]黃國琦.益智豐產(chǎn)栽培技術(shù)[J].廣東林業(yè)科技，2013，29（2）：74-77

[3]Wu D，Kai L.Flora of China[M].St.Louis：Missouri Botanical Garden Press，2000

[4]吳德鄰.中國植物志[M].北京：科學(xué)出版社，1988.

[5]謝彬彬，侯蕾，郭寶林，等.中藥益智正丁醇萃取部位的化學(xué)成分研究[J].藥學(xué)學(xué)報(bào)，2014，49（11）：1569-1573.

[6]張鳳峨.水培條件下NPR對(duì)百子蓮生長及生理特性的影響[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2008.

[7]王學(xué)奎.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[8]馮大領(lǐng)，孟祥書，王艷輝，等.植物生長調(diào)節(jié)劑在植物體細(xì)胞胚發(fā)生中的應(yīng)用[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2007，21（3）：256-260.

[9]徐惠風(fēng)，金研銘，張春祥，等.向日葵葉片可溶性糖含量的研究[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，22（1）：23-25.

[10]趙江濤，李曉峰，李航，等.可溶性糖在高等植物代謝調(diào)節(jié)中的生理作用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006（24）：6423-6425+6427.

[11]黃小均，石大興，王米力，等.水培條件下廣東萬年青生理特性研究[J].北方園藝，2008（8）：126-129.

[12]馬艷芝，曹靜，王向東.水培對(duì)羽葉蔓綠絨的葉解剖結(jié)構(gòu)及可溶性糖和脯氛酸含量的影響[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，32（5）：51-54.