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2016年6月30日 作者:xwz2367609 [返回]
植物水生诱变技术及其在水培花卉中的应用

房江育,汪正华,石海兵(黄山学院生命与环境科学系,安徽黄山245041)

摘要:阐述了以生物进化论和生物全息论为理论依据的植物水生诱变技术,利用植物水生诱变技术进行了陆生花卉的水培研究,总结了水培花卉操作步骤和根系诱导之后的养护。

关键词:植物;花卉;水生诱变

中图分类号:Q94- 331文献标志码:A文章编号:1005- 8141(2009)11- 0973- 04

Technology of Plant Aquatic Re- adaptation and Application in Flower Water Culture

FANG Jiang- yu,WANG Zheng- hua,SHI Hai- bing

(Department of Biology and Environmental Sciences,Huangshan College,Huangshan 245041,China)

Abstract:Based upon the biological evolution theory and the bioholographic theory,this paper explained technology of plant aquatic re- adapta-tion.Experiment on terrestrial flower plantswas carried out according to this technology to induce new roots growing inwater.The step of flowerwaterculture was summarized and the maintenance of the plant after new rootwas induced and discussed.

Key words:plant;flower;aquatic re- adaptation

现代生活水平的提高和工作节奏的加快使人们对周围环境、生态和绿化的要求也越来越高。由于传统的土培花卉费时、费力、技术性强,制约着它们在都市生活中流行,无法发挥更大的作用。假如能将花、草、树木脱离土壤和普通花盆,种植在晶莹剔透的水环境中,使人们在观赏花草的时候也能欣赏到植物飘逸的根须,不但满足了人们的时尚审美情趣,而且管理方便、养护简单、干净卫生,还能有效地利用更多的空间,居室的任意一角一隅都有可能成为栽培植物、享受绿化的场所[1]。同时,大量的湖泊、内河和池塘更是植物栽培的好场所、好环境,将植物特别是具有观赏价值的花卉与农作物构建组成水上花园,既美化了环境,又增添了新意,这不但能够开辟我国大量的水域空间,而且通过根系的生物代谢为生态修复、水质净化、土地弥补等找到新的突破口[2],植物的水生诱变技术正是实现这一梦想的方法保证。

1 植物水生诱变技术及其生物学原理

植物水生诱变技术不同于一般意义上的水培技术,它是使陆生植物长出能够适应水环境的水生根系,使植物最终能够长期在水中生长的技术措施和手段,水培是一种适应后的栽培方法。两者的主要区别是前者植物赖以生存的环境为缺氧的静止水,后者在植物栽培中却有各种补氧措施例如让植物生存的水流动起来。它是一项人工驯化诱导技术,是在不改变植物遗传基础下激发植物自身适应潜能的一种方法。其做法是:对植物原有的陆生根系进行修剪或剔除,在一定的环境条件下通过基质或在水中诱导出新的根系,再经过逐步在缺氧的水环境中锻炼,使植物最终能够较长时间地在静止的水环境中生长。

植物水生诱变技术的理论基础就是生物进化论和生物全息论。众所周知,地球上最早出现的植物是生活在水里的,以后随着环境的变化逐渐出现了陆生植物。在植物从水生到陆生的漫长进化过程中,生态环境的改变致使植物细胞的一些基因发生突变,形成了新的基因,从而表现出适合陆地生态环境的形态特征,出现了陆地特有的生理生化特性。与此同时,植物的另外一些原有的基因在进化过程中依然保存了下来。这些旧基因在一定的环境刺激下也可以重新得到表达,植物表现出不同于陆地生态环境的性状,这样植物就能应付变化的环境,增强自身的适应性与可塑性。

“全息”一词是全部信息的简称。生物全息论即生物体的每一个细胞都携带着本物种的全部遗传基因,这些基因在不同的时间和空间下有些得以表达,有些则处于关闭状态。因此,可通过人工方式创造一种环境,使植物适合于在陆地生长的基因关闭,而原本在水中生长的基因重新得以表达,从而形成与水生环境相关的形态特征和生理性状。尽管所有陆生植物都是从水生植物进化而来,但在这棵巨大的进化树上,不同部位的植物有不同的进化高度与等级:凡是对水依赖性较强的植物大多为进化程度较低的植物,对水的适应性较强,容易对其实施水生诱导,而进化程度较高的植物则不容易诱导。如木本植物是从草本植物进化来的,所以对它的诱导时间要比草本植物长,而且也更困难。大多数速生植物对水的依赖性都比较强,充足的水分保障了它们的快速生长。因此,在热带雨林气候条件下进化的植物较易进行水生诱导,这些植物形成气生根与通气组织的速度都比慢生植物快,也更加容易[2]

根据以上分析,我们知道所有的植物都携带有水生基因,但这只能说明植物具有表达水生性状的遗传基础,是内因,它们在不适宜的环境中还是处于关闭状态。如何打开、启动这些水生基因,让植物的水生性状得以表现,就是要找到这些基因表达所需要的外部条件,也就是外因。了解了这些外因因素,就可人为地创造出有利于植物水生诱导与发育的外部环境,从而刺激和激发植物的水生基因,让它们开启,充分表达,产生符合人们喜爱的植物形态特征,满足人们需要的生物次生代谢物、生物量与产量等。

2 水培花卉及其操作步骤

水培花卉就是对土培花卉即陆生花卉采用物理、化学和生物等综合技术措施,诱导非水生花卉产生通气组织,使根部组织结构疏松、细胞增大、通气性加强,根部吸收面积增大,使之能适应水中生长的环境[3]。它的操作步骤主要包括修根、催根、诱导、装瓶等,其中的关键技术是催根和诱导两步。对于规模较大的企业化生产[4],需要建设专门的花卉水生诱导基地。这主要是催根基地和诱导基地不仅需要大量的机电设备与技术措施,还需要配备专门的由计算机控制的专家系统对光照、温度、水分、氧气、二氧化碳、激素、营养液浓度、电磁场等环境因子进行24h的检测和调控,其过程较复杂。栽培规模较小时,方法相对简单,修根后催根和诱导往往同时进行,本文主要介绍这种技术。

2.1 水生根的诱导

如前所述,不同的花卉进行水生诱变的难易程度也不相同。天南星科、景天科和百合科植物一般容易成活。适合水培的观叶植物有龟背竹、荷兰铁、巴西木、橡胶榕、万年青、海宇、合果芋、斑马竹芋、五针松、黛份叶、红宝石、绿宝石、红帝王、绿地王、春羽、金边富贵竹、鹅掌柴、绿萝、淡竹叶、火鹤花、紫叶鸭跖草、伞草、吊兰、酒瓶兰、袖珍椰子、彩叶草、吉祥草等;观花植物有瑞香、朱顶红、马蹄莲、宝莲灯、长寿花、虎刺梅、杜鹃、茶花、仙客来、风信子等。一般将陆生花卉改为水培的方法主要有水插法和修根法,此外还有剥取蘖芽法和摘取匍匐茎法。一般选取株型饱满优美、生长健壮、无病虫害的植株。

水插法:多用于在水中容易生根且生长速度较快的花卉,如富贵竹、绿宝石、红宝石、绿地王、荷兰铁、绿萝、海芋、合果芋、五彩铁、吉祥草、吊兰、黛粉叶、栀子、龟背竹等;选取粗壮、充实无病虫害的枝条,75%酒精棉球擦拭剪刀,在枝条节下3 5mm处斜向下剪断,插于水中,待生根后进行水培。在截取枝条时若枝条带有气生根,应保护好气生根,并将其插入水中。水插苗的根系是在水中长成的,生长较旺盛,根系完整健壮,颜色美观,不易腐烂(1,见封四)

修根法:该法多用于已经成形的植株,根据花卉生根的难易程度分别采用不去根、去根1/3 1/2、完全去根等3种修根方法。有些在水中不易生根的花如袖珍椰子、棕榈、酒瓶兰等;较大型的植株,如龟背竹、海芋等以及观花植物如杜鹃、茶花、瑞香、宝莲灯、石榴、长寿花、朱顶红、马蹄莲、文殊兰、虎刺梅等常常不去根。选择具有观赏价值、长势健壮、土培或其他介质栽培已成形的花卉,将带根的盆栽植物翻盆,抖净泥土,再用水把根部泥土及烂根彻底冲洗干净,然后水培。清洗根时最好用流动水,再用0.05% 0.1%的高锰酸钾溶液、新洁尔灭、多菌灵等表面消毒剂浸泡30min,用珍珠岩或石子固定植株在备好的器皿内,注入没过根系1/2 2/3的水。开始时每天换一次清水,同时清洗根和器皿,一周后减少换水次数,待所培育的花卉长出了新根说明已经适应了水环境,可每7 10d甚至更长时间换一次水。相对容易生根的植物如凌霄等也可在洗根后,去掉1/3 1/2的根,再消毒、水培仙人球采取完全去根后,晾干,架在装有水的容器上,球底部不能接触水,依靠容器水分的蒸发诱导出新根。

剥取蘖芽法[5]:适用于根颈部位易萌发蘖芽的花卉,如石榴、夹竹桃、扶桑、黄杨、女贞、君子兰、凤梨等,方法简单,成活率高。选择较大的蘖芽,用刀贴根颈处切下,5cm以上的芽都可利用,切成马蹄形剖面,保留顶尖和叶片,保护好蘖芽的根,洗净附着在根上的泥土,将根部2/3投入水中,1/3露在水外即可。取匍匐茎法:有些花卉在生长中能抽生出数条匍匐茎,这些茎上面生着节,节上又会生根长芽,如吊兰、草莓、吊凤梨等,利用花卉的这一特点摘取匍匐茎上的小植株水培,十分简便。

2.2 生根后的日常养护

光照:不同的植物对光线的需求也不同。水培花卉一般以散射光为主,不需要长时间的阳光直射。天南星科、兰科和海芋等比较喜阴,应尽量摆放在阴暗处;绿萝和龟背竹为光中性植物,对光照要求不严格,在一般的光照条件下就能很好地生长。此外,用一定波长的单侧光照射植物根系,可给根系造型[6,7],增进审美情趣。温度:水培花卉要求的温度一般在5 35℃。温度太高或太低都会使植物受到伤害,出现叶片发黄和脱落。冬天必须有5℃以上的温度,植物才能安全越冬。氧气:充足的氧气有利于植物的生长。长期淹没在净置的水中时,器皿内的水会缺乏氧气,不利于植物的生长[8]。所以要保持室内的通风,让空气流通,经常换水可增进水中的氧气。为了锻炼植物逐渐适应缺氧环境,可以在培养初期多换水,逐渐延长换水的时间,以便植物形成足够多的通气组织。此外,夏天要增进换水次数,5d左右;春、秋季节15d左右;冬季20 30d,均可保证植物的生长。应使用经过放置的自来水,让氯气溢出,温度与室温平衡,加水时留出1/31/2的根暴露在空气中。营养液:根据观赏目的配置不同的营养液[9,10]。观叶植物应当以氮素为主,观花、果植物应多施磷、钾肥,配以其他微量元素。可将营养液按照一定的比例配成浓缩液,便于使用;也可购买商品浓缩液。营养液使用时不可超量,宁少勿多,否则容易烧苗,导致植株死亡。再修根:为了保证水培花卉能够正常生长,必须保证它们有健康的根系。每次加水之前要冲洗根部,及时剪除老根和发黑、腐烂的根并清洗容器。

参考文献:

[1]张施君.水培花卉[M].贵阳:贵州科学技术出版社,2006.

[2]徐伟忠.水培花卉———植物水生诱变技术[M].北京:台海出版社,2006.

[3]胡雪雁.家庭水培花卉[M].南昌:江西科学技术出版社,2005.

[4]张玉昌.工厂化水培花卉[J].中国花卉园艺,2005,(18)38- 39.

[5]鞠小妹.家庭水培花卉全攻略[J].花木盆景,2007,(4)20- 22.

[6]韩鹰,高王月,王忠.水培球根花卉根的负向光性与根系造型[J].植物生理学通讯,2006,42(3)511- 514.

[7]韩鹰,王忠,朱旭东.光照对水培风信子根系生长的影响[J].园艺学报,2005,(2)34.

[8]徐志豪,张德威,Adams P.改善水培作物根际氧气供给的原理和实践[J].浙江农业学报,1994,6(1)44- 48.

[9]徐月荣,梁月荣,奚彪,.培养液化学成分变化及其对水培茶树生长的影响[J].浙江农业大学学报,1995,21(5)475- 478.

[10]刘士哲,林东教,罗健.巨鹫玉和金盛球两种仙人球静置水培适应性及营养液配方的研究[J].园艺学报,2003,30(5)559- 562.

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