CN104170706A - 简易水培禾本科植株的方法及装置 - Google Patents

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舒健虹
王小利
吴佳海
李小冬
付薇
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Abstract

本发明公开了一种简易水培禾本科植株的方法及装置，在水培禾本科植株的容器内设置一个分布有通孔的固定板，将已经发芽且生根的植株穿过固定板上的通孔，使植株的根部处于固定板下方，利用固定板的通孔对植株的茎秆进行固定，向固定好植株的容器中加入营养液，并使植株的根部浸没在营养液中，植株的幼苗期每3天换一次营养液，营养生长至生殖生长期时，则每1天换一次营养液。本发明采用带通孔的固定板来将植株固定在装有营养液的容器中，解决了幼苗细弱生长缓慢、水培生长不易固定等问题，提高了幼苗移栽的成活率，减少机械伤害对植物生长的影响，易于营养液的更换，提高植物试验和测定的准确性。

Description

简易水培禾本科植株的方法及装置
技术领域
本发明涉及农业技术领域，尤其是一种简易水培禾本科植株的方法及装置。
背景技术
水培植物的特点是以人工创造的作物根系生长环境，取代土壤环境，它不仅能满足作物对养份、水份、空气等条件的需要，而且能对一些条件要求较高的作物加以控制调节，以促进作物更好的生长，并获得更高的产量。
土壤栽培却经常发生连作障碍，使作物产量因病虫害而减产，由于水培植物经常更换营养液，无需粪肥；且每茬都需要更换基质对基质进行流毒处理，可减少寄生虫卵及公害污染，避免土壤病虫害的传播，有利于作物栽培现代化。
水培植物的作物，不仅产量高，而且产品品质好。例如，水培植物的番茄，果形端正，风味好，从各种营养物质的含量看，维生素均有所增加，各种矿物质养分也有所增加；营养液可以回收再利用，或采用流动培养，避免土壤栽培时肥水的流失，所以能省用水，省肥，许多资料表明，水培植物比土壤栽培可节约省用水50%-70%。同时，水培植物可避免水溶性养分被土壤固定，提高了养分的有效性，因此省肥。由于水培植物不需要中耕、除草等田间操作环节，而且营养液又是自动化或机械控制，所以能节省劳动力。
水培方法是植物在进行生理生化指标和氨基酸、蛋白质测定时，为了控制营养元素的比例以及研究不同元素的缺失对植物生理变化调控必不可少的方法，而大多禾本科植物幼苗细弱在水中不易固定，现有的固定方法容易对植株造成机械损伤，影响幼苗移栽的成活率。
发明内容
本发明提供一种简易水培禾本科植株的方法及装置，它解决了幼苗细弱生长缓慢、水培生长不易固定等问题，提高了幼苗移栽的成活率，减少机械伤害对植物生长的影响，提高植物试验和测定的准确性。
本发明是这样实现的：简易水培禾本科植株的方法，在水培禾本科植株的容器内设置一个分布有通孔的固定板，将已经发芽且生根的植株穿过固定板上的通孔，使植株的根部处于固定板下方，利用固定板的通孔对植株的茎秆进行固定，向固定好植株的容器中加入营养液，并使植株的根部浸没在营养液中，植株的幼苗期每3天换一次营养液，营养生长至生殖生长期时，则每1天换一次营养液。
采用洗净的砂子或蛭石作为培养基质，进行种子的发芽培养。洗净的砂子或蛭石中营养成分含量非常少，因此，获得的幼苗根系长且直，且生长一致，易于控制培养的株数。
将容器进行遮光处理，避免光线直接照射营养液导致杂菌滋生。
简易水培禾本科植株的装置，包括培养容器，在培养容器内设有固定板，在固定板上设有均匀分布的通孔，固定板通过吊架悬挂在培养容器内。
在培养容器外包覆有遮光布。
吊架为三个以上对称分布的挂钩结构，其底部钩住固定板的边缘、顶部挂在培养容器的顶部边缘。
由于采用了上述技术方案，本发明采用带通孔的固定板来将植株固定在装有营养液的容器中，解决了幼苗细弱生长缓慢、水培生长不易固定等问题，提高了幼苗移栽的成活率，减少机械伤害对植物生长的影响，易于营养液的更换，提高植物试验和测定的准确性。本发明简单易行，所采用的装置结构简单，成本低廉，使用效果好。
附图说明
图1为本发明的实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的实施例：简易水培禾本科植株的方法，在2013年9月贵州草业研究所智能人工气候室内，先用蛭石装入花盆中，选保满的高羊茅种子播如该花盆内，再盖上一薄层蛭石，浇透水，最后用塑料薄膜或保鲜膜盖在花盆上保持基质的湿润，22℃， 16h光照/8小时黑暗，发芽8d；在培养容器内设置一个分布有通孔的固定板，将已经发芽且生根的高羊茅植株穿过固定板上的通孔，使植株的根部处于固定板下方，利用固定板的通孔对植株的茎秆进行固定，向固定好植株的容器中加入200mL营养液（Hoagland或氮胁迫营养液配方），根据烧瓶大小或实验的要求用摄子插入用清水洗净根系的植株，最后加满营养液，确保植株的根部浸没在营养液中，植株的幼苗期每3d换一次营养液，营养生长至生殖生长期时，则每1d换一次营养液，移栽后的第一个星期每天加入适量的营养液确保根系在营养液中；将容器进行遮光处理，避免光线直接照射营养液导致杂菌滋生。氮胁迫处理16d，培养的植株在2013年11月进行观察，其结果如下：
1高羊茅氮胁迫条件下叶片中叶绿素含量变化特征
叶绿素在光合作用中起着重要作用，同时其含量也是衡量植物生长状况的重要生理指标之一[1]。植株受到氮胁迫后叶绿素的含量发生变化。由表1可知，高羊茅在氮胁迫条件下叶片中总叶绿素含量降低，与对照差异极显著（P＜0.01），与对照相比，氮胁迫条件下叶绿素a和叶绿素b含量降低，且差异达到极显著水平（P＜0.01）。
氮胁迫对高羊茅可溶性蛋白与抗氧化酶活性的影响
从表2可以看出,在氮胁迫条件下超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、谷氨酰胺合成酶（GS）活性增强，经t检验分析表明：与对照差异都达极显著水平（P＜0.01），而可溶性蛋白在氮胁迫条件下含量降低，与对照差异达极显著水平（P＜0.01）。
高羊茅氮胁迫条件下18种主要氨基酸含量变化特征
    从表3可看出在氮胁迫条件下，总氨基酸量下降且差异达显著水平，在分析的18种氨基酸中，与对照相比，天冬酰胺、丝氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、丙氨酸、精氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸含量明显的下降且差异显著，而色氨酸含量升高，差异达极显著水平。
研究结果表明：高羊茅在氮胁迫条件下，叶片中的叶绿素含量下降，抗氧化酶系的活性增强，在分析的18种氨基酸中，天冬酰胺、丝氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、丙氨酸、精氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸等13种氨基酸含量明显下降，且差异显著，仅有色氨酸含量升高，差异达极显著水平。
Hoagland营养液配方：1.25mM KNO3, 1.25mM Ca(NO3)2.4H2O, 0.5mM MgSO4.7H2O, 0.25mM KH2(PO4), 11.6μM H3BO3, 4.6μM MnCl2.4H2O, 0.19μM ZnSO4.7 H2O, 0.12μM Na2MoO4.2H2O, 0.08μM CuSO4. 5H2O, 和10μM Fe(Ⅲ)-EDTA。
氮胁迫营养液配方：1.25mM KCl, 1.25mM CaCl2, 0.5mM MgSO4.7H2O, 0.25mM KH2(PO4), 11.6μM H3BO3, 4.6μM MnCl2.4H2O, 0.19μM ZnSO4.7 H2O, 0.12μM Na2MoO4.2H2O, 0.08μM CuSO4. 5H2O, 和10μM Fe(Ⅲ)-EDTA。
4、高羊茅种子发芽试验
种子设3个处理，每个处理重复5次，每次100粒，从每个处理随机取30株幼苗进行发芽率、根长、茎长观察，数据用Excel 2003和SPSS16.0软件进行统计分析进行分析。
其结果见表4，A和B的发芽率高于CK培养的种子，其差异达极显著水平（P＜0.01）, 其B=A＞CK培养；幼苗根系长度，B＞A＞CK培养，其差异达极显著水平（P＜0.01）；幼苗茎长，其B=A＞CK培养，其差异与CK达极显著水平，在进行插根试验时，根系较短易于操作且不易伤根，所以最佳的方法是A培养，其次为B（沙培可采取提前取苗，缩短其培养天数，控制根系长度易于插根），最差为CK培养的幼苗。
简易水培禾本科植株的装置的结构如图1所示，包括培养容器1，在培养容器1内设有固定板2，在固定板2上设有均匀分布的通孔3，固定板2通过吊架4悬挂在培养容器1内，吊架4为三个以上对称分布的挂钩结构，其底部钩住固定板2的边缘、顶部挂在培养容器1的顶部边缘；在培养容器1外包覆有遮光布。
在制作时，固定板2采用市售的塑料筛（2.9mm），培养容器1采用广口瓶或烧瓶制作，根据培养容器1的大小，将塑料筛剪成可放入其溶器内大小，再用3根细铁丝制成吊架4，将固定板2悬挂在培养容器1中，用黑色塑料袋包裹培养容器1，再用封口胶缠紧。

Claims (6)

1.一种简易水培禾本科植株的方法，其特征在于：在水培禾本科植株的容器内设置一个分布有通孔的固定板，将已经发芽且生根的植株穿过固定板上的通孔，使植株的根部处于固定板下方，利用固定板的通孔对植株的茎秆进行固定，向固定好植株的容器中加入营养液，并使植株的根部浸没在营养液中，植株的幼苗期每3天换一次营养液，营养生长至生殖生长期时，则每1天换一次营养液。
2.根据权利要求1所述的简易水培禾本科植株的方法，其特征在于：采用洗净的砂子或蛭石作为培养基质，进行种子的发芽培养。
3.根据权利要求1所述的简易水培禾本科植株的方法，其特征在于：将容器进行遮光处理，避免光线直接照射营养液导致杂菌滋生。
4.一种如权利要求1所述的简易水培禾本科植株的方法的装置，包括培养容器（1），其特征在于：在培养容器（1）内设有固定板（2），在固定板（2）上设有均匀分布的通孔（3），固定板（2）通过吊架（4）悬挂在培养容器（1）内。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：在培养容器（1）外包覆有遮光布。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：吊架（4）为三个以上对称分布的挂钩结构，其底部钩住固定板（2）的边缘、顶部挂在培养容器（1）的顶部边缘。
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