火鹤水培适宜生长条件的的研究

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1、摘 要火鹤(Anthurium scherzerianum)为天南星科(Araceae)花烛属( Anthurium)多年生常绿草本，原产于中南美洲的哥伦比亚。火鹤在当今世界花卉贸易中已经成为仅次于热带兰的第二大热带花卉。近几年我国火鹤产业迅速发展，已成为继玫瑰、康乃馨、菊花、唐菖蒲之后的第五大切花品种，但生产中存在不少问题，栽培技术仍不够成熟，产品质量良莠不齐，与进口产品质量仍然存在较大的差距。本研究采用室内模拟试验和室内分析测定相结合的方法，初步探讨了水培火鹤生长的基本条件。研究结果如下： 不同营养液处理对火鹤植株生长发育的影响不同，综合考虑不同营养液对火鹤生长发育各项指标的影响，认为处理

2、 4(配方的 1s)较适合火鹤的生长。 不同通气时间对水培火鹤的影响试验表明，通气 12h 和通气 20h 的处理植株在整个生长发育期表现均较好，且它们之间多数指标差异不显著，考虑到节约生产成本问题，水培火鹤每天通气 12h 为宜。 不同氮磷钾浓度对水培火鹤的影响试验表明，火鹤营养生长阶段，使用处理组合 4(N+P+K=7.2mmol/L+1.3mmol/L +3.0mmol/L）作为营养液能显著促进植株生长。生殖生长阶段使用处理组合 8(N+P+K=4.4mmol/L+1.0mmol/L+4.0mmol/L)作为营养液能提早开花，延长花期持续时间，并有利于提高火鹤的观赏品质。 不同氮素形态和

3、配比对火鹤生长发育的影响不同，硝态氮与铵态氮配合用优于单一形态氮素处理，且当营养液中硝态氮与铵态氮浓度比值为 1:1 时，可显著促进火鹤的生长，并提高了观赏品质。关键词：火鹤；水培；营养液；通气时间；氮素形态Studiey on Suitable Growing Conditions ofAnthurium scherzerianum in HydroponicsAuthor：Qin LijuanMajor：Plant NutritionSupervisor：Fang ZhengAbstractAnthurium scherzerianu, an evergreen perennial her

4、baceous flowers, belongs toAnthurium genus of Araceae family, originated in Colombia of Central and South America.In global market Anthurium scherzerianu is the second tropical flower, only behind theorchid. In recent years, the Anthurium scherzerianu develops rapidly in China. It was thefifth cut f

5、lower behind Rose rugosa, Dianthus caryophyllus,Dendronthema morifolium andGladiolus hybridus. But some problems are revealed in production, such as immaturecultivation technologies,different quality products and large gap exists in our productscompared with imported products.Through the methods of

6、simulating experiments and plant sample analysis, the basicgrowing conditions of hydroponics for Anthurium scherzerianum were studied. The resultsshowed as follows: Different treatments of nutrient solutions had significant effects on the growth anddevelopment of Anthurium scherzerianum. According t

7、o the indexes of different nutrientsolutions on the growth and development of Anthurium scherzerianum, Treatment 4 (1s offormula) is selected as suitable nutrient solution for growth of Anthuriumscherzerianum. The experiment of different aeration time on Anthurium Scherzerianum inhydroponics indicat

8、ed that aeration time 12 hours per day and 20 hours per day had nosignificant differences, but significantly superior to other aeration treatments. Therefore,aeration time 12h per day is suitable for solution culture of Anthurium scherzerianum. The experiment of different N, P, K concentration in hy

9、droponics indicated that invegetative growing period, the disposal 4(N+P+K=7.2mmol/L+1.3mmol/L+3.0mmol/L）significantly promoted the plant growth. In reproductive growing period, thedisposal 8(N+P+K=4.4mmol/L+1.0mmol/L+4.0mmol/L)could accelerate plant flowering,extendeing blooming time and improving

10、the flower quality. The experiment of different N forms and ratio on Anthurium Scherzerianum inhydroponics indicated that different N forms and ratio had different effects on the growthand development of Anthurium scherzerianum. The growth of plants treated with bothNO3-N and NH4+-N was better than

11、that of plants treated with single nitrogen form. Theappropriate ratio of NO3-N to NH4+-N is 1:1. This treatment can promote the growth ofAnthurium scherzerianum and improved the flower quality.Key words:Anthurium scherzerianum; Hydroponics; Nutrient solution; Aeration time;N forms独 创 性 声 明本人声明所呈交的学

12、位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河北农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解河北农业大学有关保留及使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门（机构）送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查（借）阅。本人授权河北农业大学可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等方法加以保

13、存或编成学位论文。保密的学位论文在解 (应遵守此协议)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日火鹤水培适宜生长条件的研究1 引 言1.1 水培研究综述1.1.1 水培及水培花卉的概念水培这一词的最早出处来自 1859-1865 年德国萨克斯（Sachs）和克诺普（Knop）用营养液栽培植物获得成功的试验，称其为“水培”（Water Culture）。美国把水培称为 Hydroponics,日本称为水耕栽培1。目前，我国对“水培”及“水培花卉”的定义均没有统一。马太和将水培分为广义和狭义两种，广义的水培即无土栽培，指不要土壤，完全用化学水溶液培养植物，狭义的水培是指植物根连续

14、或不连续地浸入营养液中的一种栽培方法2；刘士哲指出，水培是指植物根系直接生长在营养液液层中的无土栽培方法，认为无土栽培（Soiless Culture，Hydroponics，Solution Culture）又称为营养液栽培、溶液栽培、水培等3。张鲁归认为室内水栽花卉就是以水为介质，将花卉直接栽养在盛水的透明器皿中，并施以生长所需的营养元素，以供居室绿化装饰的一种栽培方法，属无土栽培非固体基质型的水培方法4。林新认为水培花卉主要是通过生物诱变技术，诱导非水生花卉组织产生类似于水生花卉的组织结构，使花卉的根部可以长期浸泡在水中而不会出现烂根的栽培方式5。朱翠英等指出水培花卉是利用现代物理技术及

15、生物技术，对陆生花卉的根系进行生化诱导，使根系的组织结构、生理性状逐渐发生变化，使水生基因重现，使水生花卉长期存活于水生环境中而不会出现烂根的栽培方式，经驯化并上瓶，利用营养液供应养分，使其能在水中生根、生长，达到观赏效果6。1.1.2 水培的发展阶段1.2.1.1 萌芽阶段(?-1840 年)1840 年以前的一段时间，许多人试图尝试不用土壤来种植作物，例如人们过年时于家中养殖水仙花；在江南水乡，水上人家的船后往往有一个竹子、芦苇做成的小筏子，在小筏子上放少量泥土种植空心菜、白菜等7。在此阶段，这些只是水培的雏形。1.1.2.2 试验研究阶段(1840 年-1930 年)1838 年德国科学

16、家鉴定出来植物生长发育需要 15 种营养元素7。1840 年德国化学家李比希(Liebig)提出植物矿质营养学说7。1842 年，德国科学家威格曼(Wiegman)和泊斯托洛夫(Postolof)在白金坩埚内放置石英砂和白金碎屑来支撑植物，并加入溶有硝铵和植物灰分浸提的蒸馏水来栽培植物获得成功，这是开展植物营养液栽培的真正开始8。18591865 年，萨克斯（Sachs）和克诺普（W.Knop）应用化学分析的方法分析植物体，明确了其中含有 N、P、K、Ca、Mg、S、Fe 等营养元素，以此为依据配制出比较完整的营养液，是现代水培技术的先驱。1河北农业大学硕士学位（毕业）论文20 世纪 30 年

17、代美国科学家霍格兰和阿农（Hoagland and Arnon）阐明了营养液中添加微量元素的必要性，并发表了标准的营养液配方。虽然这一时期的营养液制备已达到标准化，但均是在实验室中进行，未能应用到生产当中，也未能认识到把营养液培养作为一项具有极大潜力的农业生产技术来应用8。1.1.2.3 生产应用阶段(1930 年-1960 年)1929 年，美国加利福尼亚大学植物生理学教授格里克(Gericke)首次将无土栽培技术用于实践获得成功7。他参照霍格兰营养液配方配制营养液，用水培罐或水培箱种植番茄、马铃薯和其他各种切插的花枝，都得到了很好的效果(番茄株高 7.5m，产量 14kg/株)。他在一个可

18、盛装营养液的种植槽中放入营养液，在这个容器上方放上一个四周用木板做成的定植网框，网框底部为一个金属网，网框内铺上一层泥炭、蛭石、炭化稻壳等基质以支持植物生长，同时能保持植物根系生长的环境和营养液处于黑暗之中。植物种植在这些基质中，待植株长大、根系伸长后就会穿过金属网眼而介入到种植槽内的营养液内而吸收养分和水分，称为“溶液水培法”7。格里克（Gericke）教授应用营养液栽培番茄等植物取得成功，使他成为第一个将无土栽培用于商业化生产的人。1933 年，他取得了一个“水培植物设施”的专利9。1.1.2.4 大规模集约化、自动化生产应用阶段(1960 年- )20 世纪 40 年代，水培技术才作为新

19、的栽培形式大面积在生产上推广应用。二次世界大战后期，英国和美国曾在海岛、沙漠的军事基地上用水培技术方法生产新鲜蔬菜，供应战时的需要。进入 20 世纪 50 年代，许多国家先后建立了水培技术基地，生产蔬菜、花卉等作物。此后，水培技术进入快速发展阶段。70 年代初，美国发展的水培技术基地有 30 余处，加福尼克斯建立的水培温室占地 92 亩，已具相当规模。其他国家，如荷兰、丹麦、意大利、瑞典、英国、德国、前苏联、日本、科威特等都在国内发展了水培技术生产。进入 80 年代以后，世界不少国家在发展水培技术方面又达到了一个新的高度。特别是荷兰发展的速度很快，全国近 10000hm2 的温室面积，几乎全部

20、实现水培技术生产，大部分实现了电脑控制，达到了现代化、自动化生产管理水平。20 世纪 80 年代，沙特阿拉伯萨地亚特岛的干旱地区研究所建立了一个面积约为 80000m2 的水培温室；奥地利的鲁丝公司发明了一种植物连续水培的装置，它是在一个高大的垂直温室设置一些传送带，在传送带上固定一些作物，从传送带的一端开始每天为一个传送带播种，根据作物生长期的不同，设立了多个不同生长期最适的环境，传送带把不同苗龄的作物逐级向后传送，直至最后收获，这种装置主要用于小株型的叶菜类的种植10。1.1.3 水培的分类1.1.3.1 深液流水培技术（DFT）深液流水培技术是最早成功应用于商业化植物生产的无土栽培技术。

21、在发展过程中，世界各国对其作了不少改进，现己成为一种管理方便、性能稳定、设施耐用、后续生产资料投入较少的实用、高效的无土栽培设施类型。1.1.3.2 营养液膜技术（NFT）营养液膜技术，是指营养液以浅层流动的形式在种植槽中从较高的一端流向较低的另一端的一种水培技术。2火鹤水培适宜生长条件的研究NFT 的设施主要由种植槽、贮液池、营养液循环流动装置三部分组成。此外，还可以根据生产的需要和资金情况及自动化程度要求的不同，适当配置一些其他辅助设施，如电导率自控装置、酸碱度自控装置、营养液温度控制装置、安全保障、报警装置。种植槽一般用软质塑料薄膜、硬质塑料板、铁板、玻璃钢或水泥砖等建成8,11。1.1

22、.3.3 雾培技术雾培是利用喷雾装置将营养液雾化成小雾滴状，直接喷射到植物根系以提供植物生长所需的水分和养分的一种无土栽培技术。根系生长在相对湿度 100%的空气中，而不是生长在营养液中，作物茎叶的生长与一般栽培方式相同。美国亚利桑那大学环境研究实验室的研究人员对雾培进行了发展和改进，并将这一先进的栽培技术展示在美国加利福尼亚的迪斯尼乐园中，供游人参观。日本己用雾培技术规模化生产蔬菜3,11。1.1.3.4 浮板毛管水培技术（FCH）此项技术是浙江省农业科学院园艺所“东南沿海地区无土栽培研究中心”，于 1991 年研制成功的一种新型无土栽培系统。其栽培槽采用隔热性能良好的聚苯乙烯泡沫板压模制成

23、长 1m,宽0.4m,深 0.1m 的凹形槽连成。种植槽长度以 1530m 为宜，槽内铺两层黑色聚乙烯薄膜防漏液。种植槽内放置 1.25cm 厚、14cm 宽的聚苯乙烯泡沫板作为浮板，漂浮在营养液表面。浮板上覆盖一层 25cm 宽的无纺布(规格为 50g/m2)，两端垂入培养液中，通过毛管作用使无纺布成湿毡状，植物一部分根系在湿毡上生长，吸收空气中的氧气，一部分根系浸在营养液中吸收水分和养分。定植板是 2.5cm 厚 40cm 宽的聚苯乙烯泡沫板，覆盖在种植槽上。定植板上有定植孔。营养液由定时器控制水泵，每天定时输液，通过管道空气混合器流入栽培槽更换栽培液，经由排液口流回贮液池。此项技术在番茄

24、、黄瓜、洋香瓜、结球生菜等蔬菜上广泛应用3,11。1.1.3.5 立柱式水培立柱式水培最先是在 1994 1995 年初，中国科学院植生所开发的简易柱式无土栽培，随后进一步发展推广标准型柱式无土栽培法。盆钵是由高硬度、抗老化、无毒性的 ABS 工程塑料铸塑而成。盆钵的高和直径均为 15cm；周壁向外有 5 条半圆形凸起是栽培位置，鸟瞰形如梅花，5条凸起外壁中部各有 1 只耳环，用于固扎高杆植物。盆钵上沿有 5 只凹扣，下沿有 5 只凸扣，凸凹扣相连组成盆钵立柱。另外，盆钵中央有一中轴管道，立柱的中轴通过管道串联诸多盆钵，再加上凸凹扣的作用使柱上盆钵构成一稳固的柱体。该系统主要用于家庭栽培和观光

25、11。此外，根据水培花卉在透明和不透明容器中栽植的方式将其分为显根水培花卉和暗根水培花卉；也有将水培细分为：液面上下法、循环法（流动法）、通气法、落水法、喷射法、营养膜技术、漂浮法等121.1.4 水培及水培花卉的特点1.1.4.1 水培及水培花卉的优点(1) 植株生长快，根系发达，长势强，品质好。水培花卉彻底摒弃了土壤，减少了花卉的病虫害，而且清洁无污染，避免了土壤栽培中易产生积水烂根的不足之处。(2) 灵活施肥，人为地平衡营养。营养液是根据不同花卉所需的营养元素及 pH 配制而成；3。河北农业大学硕士学位（毕业）论文同时，还可根据花卉的生长情况加入生长抑制剂或刺激素，使盆花的营养生长与生殖

26、生长基本相协调，从而收到花繁叶茂的观赏效果。不受地区性水质、土质限制。改变了传统的栽培方法。(3) 省肥，省水，省工。传统的土壤栽培中施用的肥料，其平均利用率大概只有 50%,而水培的营养物均为水溶性的，营养液可以循环利用，大约有 90-95%以上是植物可以吸收利用的。同时水培不存在土壤栽培对养分的固定问题，所以营养利用率高；水培由于不存在象土壤那样的水分渗漏损失，因此，其水分利用率也高；水培摆脱了土壤栽培中繁重的翻土、整畦、除草等劳动过程，而且在整个水培过程中逐步实现了机械化或自动化操作，大大降低了劳动强度，节省了劳动力，提高了劳动生产率。(4) 充分利用土地资源。水培对土地没有特别的要求，

27、因此，可以在一定的范围内扩大土地利用量，提高土地利用率。(5) 水培花卉的观赏价值高。水培花卉清新雅致，美丽大方13，枝叶翠绿，花茎鲜美，生机勃勃，让人赏心悦目，而洁白如须的根系能让人耳目一新，给人美的暇想，有洁净人心灵的作用。花鱼共存，在养花的同时，可以在容器中放几条白色或黄色、红色、桔色的金鱼，活跃在营养液中，围绕着根系游来游去，动静结合，生机盎然，大大提高观赏价值和艺术价值，实现了植物、容器、环境的完美结合。(6)水培花卉的利润可观。生产水培花卉的平均利润可以达到 40%左右，而经营者的平均利润可以达到 20%左右。另外，水培花卉的用水量很低，仅为有土栽培用水量的 1/50 左右，可见水

28、培花卉不仅具有经济效益，同时也具有很高的社会效益。1.1.4.2 水培及水培花卉存在的问题水培突出的问题是成本高、一次性投资大，同时还要求较高的管理水平，管理人员必须具备一定的科学知识，这也不是任何地方都能做到的。此外，水培营养液的消毒，废弃营养液的处理等等，也需进一步研究解决。多数消费者发现，购买的水培花卉与企业最初鼓吹的“跟土养花卉正常生长一样”的承诺，并没有得到兑现，花叶子变黄，花儿凋谢，烂根严重，最后死掉，消费者损失不少，而水培花卉的这些问题都需进一步研究解决。1.1.5 水培的营养液根据植物生长对养分的需求，把肥料按一定的数量和比例溶解于水中所配制的溶液称为营养液3,14,15。水培

29、生产的成功与否，在很大程度上取决于营养液配方，即植物所需的必需元素的配比是否合适；取决于营养液的浓度；取决于植物生长过程的营养液管理能否满足各个不同生长阶段的要求。因此，可以说营养液是水培生产的核心技术16,17。1.1.5.1 水培的营养液配比水培的营养液中含有植物体必需的各种矿质元素，包括氮、磷、钾等大量元素，钙、镁、硫等中量元素及铁、锰、铜、锌等微量元素。各元素的不同配比对植物的影响不同18,19。氮素是组成营养液的最重要的元素，且在营养液配比中所占比例最大，有生命元素之称，氮素的量以及氮素不同形态的不同配比显得十分重要。所以，水培营养液的氮、磷、钾等元素配比，水培营养液的氮素配比等是水

30、培营养液的关键环节20- 22。4火鹤水培适宜生长条件的研究1.1.5.2 水培的营养液配方在一定体积溶液中规定含有某些化合物种类和数量称为营养液配方3。在水培中所用于配制营养液的营养物质种类很多，根据不同类型植物的营养液配方的不同而用不同的营养物质。在生产上还可以根据当地的水质、气候和种植植物品种的不同，而将前人使用的、被认为是合适的营养液中的营养物质的种类、用量和比例做适当的调整。只要一个营养液配方是生理平衡的，那么它具有一定程度上的通用性，即并非每一种植物都需要一个相应的营养液配方，一种配方可能适用于一大类植物，也可能是适用于几类植物或几类植物中的几种植物品种23-26。迄今为止相继提出

31、的配方不下百种，但都是以最为著名的 Knop 配方(1865)以及 Hogland 配方(1938)为基础。随着现代研究手段和科学技术的进步，对营养液配方的研究也将不断深入27,28。1.1.5.3 水培的营养液浓度对众多植物的研究表明，植物的最适营养液浓度在 0.601.30ms/cm 范围内。植物种类不同，最适离子浓度不同29,30。除植物种类外，由于环境的变化和生育期的不同植物所需的最适营养液浓度也会发生变化。湿度低的季节与湿度高的季节相比，营养液浓度高的更合适，水培与基质培相比浓度低一些更合适2,31,32。对于营养液中各离子浓度，就至今已发表的配方看，大量元素的范围变化较大，通常的浓

32、度是 NO3-N 515mol/L、NH4+-N 03mol/L、P 24mol/L、K+28mol/L，Ca2+ 610mol/L、Mg2+ 14mol/L22，对于微量元素来说，变化幅度不大。1.1.5.4 水培的营养液 pH 值酸碱度是营养液培的一个非常重要的指标，其高低可能影响到营养液中某些养分的有效性，甚至可能对植物的生长发育直接产生不良的影响，因此，营养液的酸碱度对水培效果来说十分重要。酸碱度影响到植物体对营养元素的吸收，这与元素的特点和植物本身两方面有关31-34。大多数花卉要求的酸碱度为微酸性9。植物种类不同，要求的酸碱度不同，植物对 pH 值的不同要求应该是对离子吸收的基因型

33、引起的。一般认为营养液的 pH 在 6.06.5 最适，但是在 5.07.0 范围内对生育无影响35-37。对营养液酸碱度的调控目前主要用 NaOH、KOH、NH4OH 调高，用 HNO3、H2SO4、HCl 调低。营养液氮源的差异也会引起 pH 的变化，研究发现以 NO3-N 超过 90%，营养液的 pH 值有上升的趋势，而 NH4-N 超过 20%则有下降的趋势38-40。1.1.5.5 水培营养液的配制及管理根据植物的生物学特性和生活习性来选择合适的配方和浓度。营养液的酸碱度通常在一定范围内，如超出这个范围，可用氢氧化钾增大或用醋酸降低 pH 值。营养液的高度以容器的 2/3 高度为宜，

34、不应全部淹没植株根系，要保证部分根系暴露在空气中以解决通气问题。营养液的温度极为重要，夏冬季节可参考温度计的读数进行管理，以保证植株根系正常生长。营养液的溶氧量也是非常重要的，一般采取使营养液循环与空气接触的方法增加营养液的溶氧量，也可采用气泵通气的方法增加营养液的溶氧量。1.1.6 我国水培花卉的发展历程1.1.6.1 起步阶段我国水培花卉起步较晚，20 世纪 70 年代逐渐开始水培技术的研究及应用。最初是山东农业5河北农业大学硕士学位（毕业）论文大学开展作物的营养液水培育苗工作，后由作物水培转向花卉水培。1975 年起，北京、山东、南京、沈阳等大专院校及农业科研单位开始从事水培实验、研究、

35、生产工作。1985 年，华南农业大学根据南方亚热带气候条件的特点，研制出水泥结构深液流水培装置，以及蔗渣等基质的袋培、槽培营养液滴灌种植系统，并从 1987 年开始在广东、山东、上海、海南、广西、福建、四川等地推广。1.1.6.2 发展阶段1990 年以来，浙江省农科院在日本赠送的营养液膜技术(NFT)设备的基础上，研制了定型泡沫塑料槽的浮板毛管水培技术(FCT)。中国水稻研究所相继于 1994-1996 年在对水稻水上栽培研究成功之后，研究了水上种花和室内花卉水培，实现了花鱼共养，发明了可供花草营养且对金鱼无害的水培花卉颗粒肥料41。该阶段我国南方主要以深液水培和槽式基质培为主，长江附近地区

36、以浮板毛管水培技术、营养液膜技术为主，北方地区多为基质栽培。1.1.6.3 应用阶段1996 年以后，我国水培花卉的试验研究报道及其在市场中所占份额逐年增多。已对天南星科、百合科、景天科、棕搁科、木棉科、五加科、桑科、胡椒科、大戟科、骨碎补科、莎草科、竹芋科等植物进行了水培，其中以天南星科植物居多42。此外，水晶泥水培花卉、彩虹沙水培花卉、组合水培花卉的应用进一步丰富了水培市场，且出现了水培定植钵、定植篮、水位计、水标等水培花卉器皿和养护工具。1.1.7 我国水培花卉的科研现状近年来，我国的无土栽培事业迅猛发展，水培的试验研究也取得了较大进展43。真正的水培花卉是指可以在水中直接长出水生根，或

37、者是经过驯养把土生根诱导转变成水生根的植物，它们的生长期是很长的，和土栽的差不多。可是陆生植物，由于生长在土壤环境下，根系里面是又厚又致密的厚壁组织，这种根系不具有通气组织，如果直接将土栽的植物放到水里，不用多久，植物就会因为缺氧而烂根死去。因此，如何培育水生根成为了水培花卉生长中一个关键性因子，而关于水生根培育的研究较多44-49。营养液及配方效应的研究也较多，涉及的花卉植物有豆瓣绿50、文竹、海棠、白掌51、富贵竹52、黄金合果芋53、金钱树54、万寿菊55、绿帝王、仙人球56,57、龟背竹58、朱蕉、君子兰59、水晶花烛、绿萝60、金琥、虎皮掌61、袖珍椰子、吉祥草62、彩叶草63卉也有

38、草本花卉。研究大多利用日本园试配方、霍格兰和施奈德营养液配方、观叶植物营养液，要么直接使用配方，或者进行配方的改良，或者进行元素增减，观察对花卉植物根系的影响，或者观察对花卉植物重要器官的综合作用等等。研究人员将生长调节物质应用于水培，试验其合适的浓度并观察其效应，被用于试验的植物有广东万年青64、冷水花、彩叶草、绿萝、富贵竹、鹅掌柴、金边百合竹、油茶65、红叶石楠、君子兰、扶桑、月季、菊花、一品红、辣椒、毛白杨、木槿66、吊竹梅67、夹竹桃68、芦荟、红掌69、白掌、绿帝王、朱蕉、水晶花烛、迎春花70、常春藤71、心叶绿萝、金边富贵竹72等。试验用的生长调节物质包括了萘乙酸(NAA)、吲哚丁

39、酸(IBA )、ABT 生根粉等。在水培花卉生态条件方面研究的植物有绿巨人29、千头小黄菊73、仙人球、风信子74、黑美6、吊兰等，既有木本花火鹤水培适宜生长条件的研究人、银皇后、观音莲、合果芋、白网纹草、椒草类、红掌、金琥、苏铁、花叶芋、虎皮兰、彩叶草75、新几内亚凤仙76、条纹十二卷、龙王球、羽裂绿蔓绿绒77、蝴蝶兰等。试验观察了营养液pH 值、光照、遮光与透光、温度、根系通气条件、根系固定用介质对水培植物的影响。从生理角度研究水培花卉，可能为水培花卉其他方面的研究提供依据。罗健，林东教，廖敏虹等对静止水培下扎米莲的生长及养分吸收动态进行了研究78；唐世荣等研究了六种水培的苋科植物对134

40、影响80；高杨等比较了水培条件下不同品种新几内亚凤仙根系活力及酶活性的比较81 ；陈兰等对水培条件下马蹄莲的光合速率和叶绿素相对含量进行了研究82 ；陈进洁等对水培君子兰的叶片的气孔密度、气孔大小、表皮细胞密度指标进行了观察83 。水培花卉的生理研究刚刚开始，而这不仅为栽培提供依据，而且可能为制定水培花卉的检测标准作出重要贡献，迫切需要加强并加大研究深度，以便尽快应用于水培花卉生产。1.1.8 我国水培花卉的发展趋势1.1.8.1 水培花卉前景广阔，水培花卉业竞争激烈我国农村正掀起新一轮的产业结构调整浪潮，不少地方政府积极组织发展花卉产业，而水培花卉正好迎合了这一趋势。水培花卉不仅具有较好的经

41、济价值，而且是环保型花卉的代表，具有较强的竞争力。个体经营者通过加盟等方式开办水培花卉店，花卉公司也将经营范围扩大到水培花卉，水培花卉在花卉市场中将占有越来越大的份额，市场前景广阔。1.1.8.2 水培花卉品种多样化我国已培育了观叶类、观花类和仙人掌类等 8 个系列 400 多个品种的水培花卉。由于欧、美等国家要求进口的花卉不能带土，在一定程度上阻碍了我国花卉的出口，将具有我国特色的花卉品种进行水培，易通过进出口检疫，所以开发水培花卉新品种，优化国内外水培花卉市场是未来该产业的必然趋势。1.1.8.3 水培花卉技术科学化、完善化水培花卉的科技含量比较高，需采用生物诱变技术，才能保证花卉的后期生

42、长质量。目前“假水培”引起争议较大，因此水培花卉业不宜盲目发展，我国相关科研院所及大专院校应立足于提高水培技术水平，增加科技含量，解决水培花卉质量和后期养护问题深入研发。1.1.8.4 水培设施、水培器皿多样化我国对水培设施的研究工作开展相对水培花卉较早，多数是基于蔬菜及作物方面的栽培应用。水培设施将以观赏性和方便养护的特点进一步满足花卉消费者的需求，同时也经过不同的组合提升水培花卉的文化内涵。将水培设施应用于切花及盆栽水培花卉的生产当中，是实现我国水培花卉产业集约化、现代化、自动化的必然途径。1.1.9 展望我国农业虽然发展了几千年，但始终受制于自然，靠天吃饭。特别是我国资源短缺，耕地减少的

43、趋势己难以逆转，目前人均耕地不足 0.08hm2，且产出率与发达国家相比差距较大。尽管水7Cs 的吸收和积累79；彭世勇等研究了水培对紫背天葵扦插苗某些形态和生理特性的河北农业大学硕士学位（毕业）论文培设施投资成本高昂，在基础研究上还很薄弱，但它以人工创造的植物根系环境取代了土壤环境，使植物根系处于最适宜的条件下，从而发挥最大的生产潜力84，能有效克服土壤连作障碍，具有省水、省肥、省工等土壤栽培难以比拟的高效生产优势85。随着经济全球化进程的不断深入，资源短缺、环境污染、人口增长、食物安全问题世界瞩目，加之我国存在大量的荒滩、荒沟、沙荒地、废弃矿区，利用水培则可以在这些传统农业无法耕作的地区和

44、中低产地区、盐碱地区等进行蔬菜生产，可减轻粮菜争地矛盾和缓解人地矛盾，是一条适合我国国情，且符合水培产业化、规模化、集约化的新路。另外，水培在减轻环境污染、减少生产成本的同时，还可以提高蔬菜的产量和品质。随着水培技术研究的不断深入，这种系统今后对人类将提供更多的选择机会，可研发更好的结构和材料，降低生产成本，减少能源危机，更好地控制病虫害等。1.2 火鹤生物学特性及研究概况1.2.1 火鹤生物学特性1.2.1.1火鹤的形态特征火鹤( Anthurium scherzerianum)又称花烛、红掌、安祖花等，为天南星科(Araceae) 花烛属( Anthurium)多年生常绿草本。株高 301

45、00cm，根略肉质，茎节短，近无茎，叶基生、具长柄、长圆状心形或卵圆形、革质、有光泽，其佛焰花苞直立开展、卵圆形、蜡质、有光泽、色彩纷呈，有红、粉红、乳白、橙红、绿或复色等多种花色，肉穗花序无柄、圆柱形、直立，颜色有白、黄、橙、绿等。1.2.1.2 火鹤的生长习性火鹤原产于中南美洲的哥伦比亚，性喜高温多湿，生长温度为1828，以1925为宜(夜间可稍低)，高于35生长迟缓，18以下停止生长。火鹤性喜湿润，相对湿度应在60以上。火鹤不耐强光，喜散射光，光线以1.500020000lx为宜，低于5000lx花品质与产量下降，超过20000lx则可能灼伤叶面，生产中宜在适当遮荫的弱光下生长。喜肥沃、

46、疏松、排水良好的土壤，一般以腐叶土、树蕨碎渣、碎木炭等混合的培养土为佳。花期夏季，若栽培管理得当，一年四季都可开花，植株长到一定大小才能开花，花与叶轮流长出，即一片叶一枝花。火鹤主要采用分株组培和播种法繁育。用种子繁殖时应随采随播，约三周可发芽;组培一般以叶片为外植体，接种 20 天30 天形成愈伤组织，从愈伤组织到苗分化约需 30 天60 天。1.2.2 火鹤的研究意义及国内外研究现状1.2.2.1 火鹤的研究意义火鹤花品种多样且观叶观花俱佳,在当今世界花卉贸易中,已经成为仅次于热带兰的第二大热带花卉86,87，在中国火鹤花已经成为继玫瑰、康乃馨、菊花、唐菖蒲之后的第五大切花品种。由于花卉在

47、发达国家的生产成本不断增高，世界花卉生产格局正在向资源丰富、条件较好和生产成本较低的发展中国家转移。如亚洲的泰国、马来西亚、我国的台湾和广东省等，其中广东、北京和上海己经成为火鹤花最大的生产和集散地。然而由于火鹤生长缓慢，一般品种定植后栽培 98火鹤水培适宜生长条件的研究个月12 个月才能开花，以致成花周期长、成本高，限制了其更快的发展，因此对火鹤进行研究就显得十分迫切。1.2.2.2 国内外研究现状世界的火鹤科学研究己处于比较深入的阶段。其中，欧洲水平较高，亚洲次之，非洲较差88。荷兰在火鹤系统研究中居于领先地位。在整体上，我国火鹤生产科研与销售情况与国际水平相距甚远。20 世纪 70 年代

48、，中国农业科学院、北京植物园等单位开始引种栽培89，但因对火鹤的发展前景认识不足一直未开展全而系统的研究。进入 90 年代后，一些农业科研机构和高等院校才加强了对火鹤的开发研究，如组织培养、切花栽培、环境条件控制、栽培基质选择、配方施肥技术、病虫害防治及贮运保鲜等。火鹤为世界著名的观花观叶植物,但它生长缓慢,从幼苗栽培到植株开花的时间较长,使其工厂化生产的周期长,生产成本相对较高,国内外学者对此问题在改善栽培管理条件90-92、光周期控制93及营养调控94,95等方面的研究较多，最多的研究集中在火鹤的组织培养方面96-100，花期调控方面也多有报道101。目前，国际上以荷兰为代表，已经形成新品

49、种培育开发、栽培设施研究、基质选择与配方施肥研究、专用肥生产加工、病虫害防治、采后包装贮运保鲜技术研究及销售网络建设等专业化配套生产技术。近几年水培方式由于营养和水分供应充足均衡,管理方便,植株生长速度快,观赏品质好,不易带病而深受欢迎3。相关花卉水培102的报道较多,但火鹤水培方面的报道103-106较少。采用常规基质培方法,火鹤实生苗需 48 个月以上才能开花,分株或组织培养苗 23 年开花9。通过作者的前期试验107初步表明,与基质培相比,水培可以明显的加快花苗的前期营养生长,提早开花时间,这样在火鹤的大规模工厂化生产中就可以缩短生产周期,从而大大降低生产成本,且生产方式简便易行,极具研

50、究推广价值。我国火鹤生产面积逐年扩大，但花卉质量与进口的仍有差距，且小苗依赖进口，没有形成产业规模，缺乏明细分工。因此，我国应在加强已有内容研究的同时，充分利用基因工程育种技术，培育出优良的新品种，打破依赖进口种苗的不利局面，充分调动各方积极性，大力发展火鹤科研和生产，以提高我国的火鹤在世界花卉市场上的竞争力。本研究从营养液配比、通气时间、不同的氮磷钾浓度、不同氮素形态和配比等方面入手对火鹤水培技术进行初步试验研究，探讨了各种水培条件对火鹤生长发育的影响，以期为火鹤工厂化、规模化水培生产提供科学依据和技术支撑。9河北农业大学硕士学位（毕业）论文1.3 技术路线火水鹤培营 养 液的 筛 选通气时

51、间的筛选N、P、K最佳配比不同氮素形态和配比不不不铵硝同营同营同通不同不同不同养液配养液浓气时间氮水平磷水平钾水平态态方度氮氮指标测定形态指标生理指标数据分析最适的水培条件10火鹤水培适宜生长条件的研究2 材料与方法2.1 试验材料2.1.1 供试品种供试火鹤( Anthurium scherzerianum) 购自北京大兴区苗圃，品种为 “Dakota”（中文名“火焰”），红花。2.1.2 仪器与药品2.1.2.1 主要仪器pHS-3C 数字酸度计（杭州东星仪器设备厂）紫外可见分光光度计（岛津 UV-2501PC 型）高效液相色谱（Z-5000 型）JL-120 型超声波清洗器（上海杰理科技

52、有限公司）KXL-1010 型控温消煮炉（北京市通润源机电技术有限公司）LD5-2A 低速离心机（北京京立离心机有限公司）电子分析天平（Mettler AE-240，上海）KDY-9820 凯氏定氮仪（北京市通润源机电技术有限公司）DGX-9053BC-1 电热鼓风干燥箱（上海福玛实验设备有限公司）6400A 型火焰光度计（诺丁科学器材有限公司）电热恒温水浴锅（天津市中环试验电炉有限公司）2.1.2.2 主要化学药品95%乙醇、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、Ca(NO)34H2O、KNO3、KH2PO4、MgSO47H2O、（ NH4)2SO4、 NH4H2PO4、 CaSO42H2O、 FeSO4

53、7H2O、 H3BO3、 MnSO44H2O、 ZnSO47H2O、CuSO45H2O、(NH4)6MO7O244H2O（以上药品均为分析纯）。2.2 试验地点与基本条件试验于河北省生物无机化学重点实验室光照培养室进行。培养室保持通风良好,光照强度 1500018000lx，光照时间为 10h/d,温度为 2527,相对湿度 50%70%。水培容器为高 17.5cm、直径 16.5cm 的塑料盆。2.3 试验方法2.3.1 不同营养液配方和浓度对水培火鹤生长发育的影响试验于 2007 年 11 月至 2008 年 4 月在河北省生物无机化学重点实验室光照培养室进行。根11河北农业大学硕士学位（

54、毕业）论文据火鹤的生物学特性并参考相关研究资料选出 5 种营养液配方,以清水培（CK）为对照，每个配方设三个浓度梯度，分别为 1 个剂量（1s）、1/2 个剂量（1/2s）和 1/4 个剂量（1/4s）的营养液，总计 16 个处理，每个处理 4 次重复。配方对应处理 1、2、和 3，配方对应处理 4、5 和 6，以此类推。水培试验所用营养液配方大量元素的养分组成见 表 1，微量元素养分组成见表 2。表 1 营养液配方大量元素的养分组成配方Table1 The component and concentration of macroelements in nutrient solution(g/

55、L)Ca(NO3)24H2OKNO3KH2PO4NH4H2PO4K2SO4MgSO47H2OCaSO42H2ONH4NO3KClFormulation0.940.500.940.470.240.610.200.810.350.140.030.140.120.150.130.500.250.500.160.250.090.090.040.080.01表 2 营养液配方微量元素的养分组成配方Table2 The component and concentration of microelement in nutrient solution(mg/L)Na2Fe-EDTAH3BO3MnSO44H2O

56、ZnSO47H2OCuSO45H2O(NH4)6Mo7O244H2OFormulation23.4023.4023.4038.995.852.862.862.860.061.241.611.611.610.170.510.230.230.230.290.860.070.070.070.030.120.020.020.020.0020.09选取株高 812cm,生长健壮的火鹤幼苗,用水清洗根部介质,再用 0.5%的高锰酸钾浸泡消毒,之后用清水冲洗干净,全部转移到盛有 1.4L 清水的塑料盆中,每盆 1 株,人工气泵全天通气,3 天后换1/4s 营养液,6 天后换 1/2s 营养液,9 天后换 1

57、s 营养液,之后按试验设计处理培养,每 5 天换一次营养液。2.3.2 不同通气时间对水培火鹤生长状况的影响试验于 2008 年 5 月至 2008 年 11 月在河北省生物无机化学重点实验室光照培养室进行，选择生长状况一致的健壮植株进行试验。采用水培方法，使用试验一得出的适宜营养液配方，即配方1s 营养液，通气时间设置为每天 0h、4h、8h、12h、16h、20h、24h 七个梯度，每个梯度 3 次重复，每盆种植 1 株，每 5 天换一次营养液。12火鹤水培适宜生长条件的研究2.3.3 不同氮磷钾浓度对水培火鹤生长发育的影响试验于 2008 年 5 月至 2008 年 11 月在河北省生物无机化学重点实验室光照培养室进行，选择生长状况一致的植株进行试验。采用四因素三水平 L9(34)正交表设计，以氮、磷、钾 3 因素不同水平进行设计，试验因素水平如表 3，试验方案如表 4 所示，各处理其它元素用量相同，微量元素用量同上。每个处理 3 次重复，每盆种植 1 株，每 5 天换一次营养液。表 3 试验因素水平表Table3 Factor-level table of test(mmol/L)水 平 Level123N107.24.4P1.31.00.7K4.0