CN104844298A - 一种铁皮石斛水培培养液及培养方法 - Google Patents

一种铁皮石斛水培培养液及培养方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种铁皮石斛水培培养液及培养方法，分两个阶段配制不同的培养液，第一阶段培养液的目的主要促使铁皮石斛长新根和新叶；第二阶段培养液的目的是促进铁皮石斛进一步生长发育，促进积累铁皮石斛的干物质，包括多糖和甘露醇等。本发明的铁皮石斛水培培养液和培养方法，针对铁皮石斛不同生长阶段的特性和生产需要，分阶段配制不同营养成分和浓度，在第一阶段提高铁皮石斛成活率，加快生长速度；第二阶段进一步加快铁皮石斛的生长发育，同时积累更多的干物质，如多糖和甘露醇等。

Description

一种铁皮石斛水培培养液及培养方法
技术领域
本发明涉及一种铁皮石斛培养液及培养方法，特别涉及一种适宜铁皮石斛生长和积累干物质的水培培养液及培养方法。
背景技术
铁皮石斛是我国最珍稀的中药材之一，素有“药中黄金”之美称，其富含石斛多糖、石斛碱、石斛胺等多种生物活性成分，具有滋阴养胃、抗癌、护肝等保健功效。野生铁皮石斛对自然生态条件要求苛刻，自然繁殖率极低，生长缓慢，资源稀少，由于长期采挖，生态环境恶化，许多珍稀品种濒临灭绝，已被国家列为重点保护的珍惜濒危药用植物，这已经严重影响了铁皮石斛的开发和利用。
而人工栽培的铁皮石斛生长速度慢，往往需要栽培两年以上，茎段才能积累到符合要求的干物质含量，达到成熟采收的要求。
水培是一种植物无土栽培方式，又名营养液培养；水培植物，是指大部分根系生长在营养液液体层中，只通过营养液为其提供水分、养分、氧气的有别于传统土壤栽培形式下进行栽培的植物。水培植物由营养液代替自然土壤向植物体提供水分、养分、氧气、温度等生长因子，使植物能够正常生长并完成其整个生命周期，因而生长周期短，也具有集约化、规模化和精确化的生产优势，且清洁卫生、、环保无污染。
目前多采用水培技术栽培花卉、蔬菜等，少见有利用水培技术栽培铁皮石斛的报道。
发明内容
本发明针对以上缺点，对其进行大规模的技术革新，提供一种适用于水培培养铁皮石斛的营养液，以解决生长初期植株叶片容易发黄、烂根、甚至植株死亡、植株成活率低等问题。水培营养液营养全面，可以在生长发育前期提高铁皮石斛植株成活率，后期快速积累干物质，达到缩短铁皮石斛生长周期的目的。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案来实现：
本发明提供了一种铁皮石斛水培培养液，所述水培分为两个阶段，第一阶段的培养液分为A液和B液，其中每升A液包括硝酸钙3.5-4.5g，硝酸铵0.8-1g，硝酸钾5-7g，螯合铁1-1.3g；每升B液包括硫酸钾1.5-2.5g，磷酸二氢钾1.0-1.4g，硫酸镁0.3-0.5g，硫酸锰0.016-0.019g，硫酸锌0.012-0.015g，硼酸0.022-0.025g，硫酸铜0.0016g-0.0019g，钼酸钠0.001-0.0013g；
第二阶段的培养液分为C液和D液，其中每升C液包括硝酸钙4.5-7.5g，硝酸钾6-10g，螯合铁1-1.3g；每升D液包括硫酸钾5.5-8.5g，磷酸二氢钾1.8-2.4g，硫酸镁0.4-0.8g，硫酸锰0.016-0.019g，硫酸锌0.012-0.015g，硼酸0.022-0.025g，硫酸铜0.0016g-0.0019g，钼酸钠0.001-0.0013g。
进一步，所述第一阶段的培养液，每升A液包括硝酸钙3.9-4.2g，硝酸铵0.9g，硝酸钾5.5-6.5g，螯合铁1.2g；每升B液包括硫酸钾1.8-2.3g，磷酸二氢钾1.1-1.3g，硫酸镁0.4g，硫酸锰0.017g，硫酸锌0.0145g，硼酸0.024g，硫酸铜0.0018g，钼酸钠0.001-0.0013g。
优选的，所述第一阶段的培养液，每升A液包括硝酸钙4.0g，硝酸铵0.9g，硝酸钾5.8-6.2g，螯合铁1.2g；每升B液包括硫酸钾1.9-2.1g，磷酸二氢钾1.2g，硫酸镁0.4g，硫酸锰0.017g，硫酸锌0.0145g，硼酸0.024g，硫酸铜0.0018g，钼酸钠0.0012g。
更优选的，所述第一阶段的培养液，每升A液包括硝酸钙4.0g，硝酸铵0.9g，硝酸钾6.0g，螯合铁1.2g；每升B液包括硫酸钾2.0g，磷酸二氢钾1.2g，硫酸镁0.4g，硫酸锰0.017g，硫酸锌0.0145g，硼酸0.024g，硫酸铜0.0018g，钼酸钠0.0012g。
进一步，所述第二阶段的培养液，其中每升C液包括硝酸钙5-7g，硝酸钾7-9g，螯合铁1.1-1.2g；每升D液包括硫酸钾6-8g，磷酸二氢钾1.9-2.3g，硫酸镁0.5-0.7g，硫酸锰0.017-0.018g，硫酸锌0.0135-0.0145g，硼酸0.023-0.024g，硫酸铜0.0017g-0.0018g，钼酸钠0.0011-0.0012g。
优选的，所述第二阶段的培养液，其中每升C液包括硝酸钙6g，硝酸钾8g，螯合铁1.2g；每升D液包括硫酸钾7g，磷酸二氢钾2g，硫酸镁0.6g，硫酸锰0.017g，硫酸锌0.0145g，硼酸0.024g，硫酸铜0.0018g，钼酸钠0.0012g。
进一步，所述第一阶段培养液使用时将A液和B液按1:1混合，然后用水稀释300倍，得到直接用于培养第一阶段铁皮石斛的营养液。
进一步，所述第二阶段培养液使用时将C液和D液按1:1混合，然后用水稀释100倍，得到直接用于培养第二阶段铁皮石斛的营养液。
本发明还提供一种使用前述的培养液进行铁皮石斛水培的培养方法，选用已经在温室里培育一个月，刚开始长新根的铁皮石斛种苗，首先使用第一阶段培养液培养六个月；然后使用第二阶段培养液培养十二个月。
优选的，所述第一阶段的培养液，每升A液包括硝酸钙4.0g，硝酸铵0.9g，硝酸钾6.0g，螯合铁1.2g；每升B液包括硫酸钾2.0g，磷酸二氢钾1.2g，硫酸镁0.4g，硫酸锰0.017g，硫酸锌0.0145g，硼酸0.024g，硫酸铜0.0018g，钼酸钠0.0012g；所述第二阶段的培养液，其中每升C液包括硝酸钙6g，硝酸钾8g，螯合铁1.2g；每升D液包括硫酸钾7g，磷酸二氢钾2g，硫酸镁0.6g，硫酸锰0.017g，硫酸锌0.0145g，硼酸0.024g，硫酸铜0.0018g，钼酸钠0.0012g。
总之，本发明的有益效果为：
本发明提供的铁皮石斛培养液及培养方法，针对铁皮石斛不同生长阶段的特性，将其分为两个阶段分别选择不同的配方和浓度，第一阶段促使铁皮石斛长新芽，提高铁皮石斛成活率，加快生长速度；第二阶段进一步加快铁皮石斛的生长发育，同时积累更多的干物质，如多糖和甘露醇等。
其中具体的硝酸钙主要作用是向植株提供生长所需的钙离子，提高根系细胞膜的选择吸收能力，增强对环境胁迫的抗逆能力，促进植株正常的生长。同时硝酸根离子与水电离出来的氢结合使培养液成酸性，有利于其他营养成分在水中溶解，避免了它们彼此之间的反应，防止营养液的浑浊而失去营养。
硝酸铵主要是通过硝酸铵的电离作用向植株提供生长所需的氮元素，促进植株叶片的发育，同时铵根离子水解使培养液成酸性，有利于其他营养成分在水中溶解，避免了彼此之间的反应，防止营养液的浑浊而失去营养。
硝酸钾作用是提供植株生长所需的钾元素，同时，根系吸收钾离子，钾离子的作用改变了根系对外界环境中水分和氧气的吸收，有效调节了根系对外界环境中氧的吸收速率，避免植株在生长过程中根系因缺氧而出现烂根现象。
螯合铁主要作用是提供植株生长所需的铁离子，同时采用螯合铁作为植物生长的调节剂，进一步调节植株生长过程中对外界营养因子的吸收速率。
硫酸钾为植物提供钾离子和硫酸根离子。
磷酸二氢钾一方面为植物提供生长所需的磷元素，同时能加速细胞分裂，促使根系加快生长；另一方面和硝酸钾，硝酸钾共同提供植株生长所需的钾离子，同时，根系吸收钾离子，钾离子的作用改变了根系对外界环境中水分和氧气的吸收，有效调节了根系对外界环境中氧的吸收速率，避免植株在生长过程中根系因缺氧而出现烂根现象。
硫酸镁主要通过直接向溶液提供镁离子，达到满足植株对镁离子的需求，促进植物的光合作用以及促进光合作用下蛋白质的合成。
硫酸锰主要作用是为植物生长提供所需的锰元素。
硫酸锌主要通过硫酸盐的电离得到植物生长所需的锌元素，促进植物体内物质的水解以及光合作用的进行。
硼酸主要作用是提供植物生长所需的硼元素，促进碳水化合物的正常运转，还能促进生长素的生成，从而促进植株加快生长。
硫酸铜主要作用是提供植物生长所需的铜元素，调节根系细胞对外界环境的吸收作用。
钼酸钠主要作用是提供植物生长所需的钼元素。
进一步的，本发明通过合理调配培养液中各营养成分比例，解决铁皮石斛生长初期叶片发黄、植株生长萎缩、甚至死亡的现象，有效促进铁皮石斛根系发育、降低烂根率、促进新芽的萌发，加速新芽的生长发育，缩短铁皮石斛的生长周期。
此外本培养液配制简单，使用方便，成本低，适用于产业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
铁皮石斛水培培养液成分如下：
第一阶段
其中每升A液包括硝酸钙3.5g，硝酸铵0.8g，硝酸钾5.0g，螯合铁1.0g；每升B液包括硫酸钾1.5g，磷酸二氢钾1.0g，硫酸镁0.3g，硫酸锰0.016g，硫酸锌0.012g，硼酸0.022g，硫酸铜0.0016g，钼酸钠0.001g。
第二阶段
其中每升C液包括硝酸钙4.5g，硝酸钾6g，螯合铁1g；每升D液包括硫酸钾5.5g，磷酸二氢钾1.8g，硫酸镁0.4g，硫酸锰0.016g，硫酸锌0.012g，硼酸0.022g，硫酸铜0.0016gg，钼酸钠0.001g。
实施例2
铁皮石斛水培培养液成分如下：
第一阶段：
每升A液包括硝酸钙3.9g，硝酸铵0.9g，硝酸钾5.5g，螯合铁1.2g。
每升B液包括硫酸钾1.8g，磷酸二氢钾1.1g，硫酸镁0.4g，硫酸锰0.017g，硫酸锌0.0145g，硼酸0.024g，硫酸铜0.0018g，钼酸钠0.001g。
第二阶段：
其中每升C液包括硝酸钙5g，硝酸钾7g，螯合铁1.1g；每升D液包括硫酸钾6g，磷酸二氢钾1.9g，硫酸镁0.5g，硫酸锰0.017g，硫酸锌0.0135g，硼酸0.023g，硫酸铜0.0017gg，钼酸钠0.0011g。
实施例3
铁皮石斛水培培养液成分如下：
第一阶段:
每升A液包括硝酸钙4.0g，硝酸铵0.9g，硝酸钾6.0g，螯合铁1.2g；每升B液包括硫酸钾2.0g，磷酸二氢钾1.2g，硫酸镁0.4g，硫酸锰0.017g，硫酸锌0.0145g，硼酸0.024g，硫酸铜0.0018g，钼酸钠0.0012g；
第二阶段:
其中每升C液包括硝酸钙6g，硝酸钾8g，螯合铁1.2g；每升D液包括硫酸钾7g，磷酸二氢钾2g，硫酸镁0.6g，硫酸锰0.017g，硫酸锌0.0145g，硼酸0.024g，硫酸铜0.0018g，钼酸钠0.0012g。
实施例4
铁皮石斛水培培养液成分如下：
第一阶段：
每升A液包括硝酸钙4.2g，硝酸铵0.9g，硝酸钾6.5g，螯合铁1.2g。
每升B液包括硫酸钾2.3g，磷酸二氢钾1.3g，硫酸镁0.4g，硫酸锰0.017g，硫酸锌0.0145g，硼酸0.024g，硫酸铜0.0018g，钼酸钠0.0013g。
第二阶段：
每升C液包括硝酸钙7g，硝酸钾9g，螯合铁1.2g；每升D液包括硫酸钾8g，磷酸二氢钾2.3g，硫酸镁0.7g，硫酸锰0.018g，硫酸锌0.0145g，硼酸0.024g，硫酸铜0.0018g，钼酸钠0.0012g。
实施例5
铁皮石斛水培培养液成分如下：
第一阶段：
每升A液包括硝酸钙4.5g，硝酸铵1.0g，硝酸钾7.0g，螯合铁1.3g；每升B液包括硫酸钾2.5g，磷酸二氢钾1.4g，硫酸镁0.5g，硫酸锰0.019g，硫酸锌0.015g，硼酸0.025g，硫酸铜0.0019g，钼酸钠0.0013g。
第二阶段:
每升C液包括硝酸钙7.5g，硝酸钾10g，螯合铁1.3g；每升D液包括硫酸钾8.5g，磷酸二氢钾2.4g，硫酸镁0.8g，硫酸锰0.019g，硫酸锌0.015g，硼酸0.025g，硫酸铜0.0019g，钼酸钠0.0013g。
实施例6
铁皮石斛水培培养液的使用方法，首先分别根据第一阶段按A液配方和B液配方配制A液和B液，室温下储存备用。
然后分别根据第二阶段按C液配方和D液配方配制C液和D液，室温下储存备用。
所述第一阶段培养液使用时将A液和B液按1:1混合，然后用水稀释300倍，得到直接用于培养第一阶段铁皮石斛的营养液。
进一步，所述第二阶段培养液使用时将C液和D液按1:1混合，然后用水稀释100倍，得到直接用于培养第一阶段铁皮石斛的营养液。
实施例7
挑选长势一致的幼苗180株，分为六组，分别为实验组1、2、3、4、5和一个对照组，每组30株。将实验组1～5的植株分别置于本发明实施例1～5的营养液中，对照组传统培养，栽培基质为树皮。
其中幼苗挑选生长健壮、无病虫害的铁皮石斛种苗，所述种苗已经在温室里培育1个月，刚开始长出新根，种苗平均株高为7-8cm。
具体水培方法包括以下步骤：
除去种苗的烂根、黄叶，将根部基质用清水洗净，再用0.05％～0.1％多菌灵溶液浸泡1min灭菌，然后用流水冲洗干净。同时将水培容器进行洗涤消毒，容器中注入适宜体积的营养液，使用泡沫板作为植株培养支撑载体。将洗净的铁皮石斛种苗，每三株为一丛，插入泡沫板的培养孔中，将泡沫板固定在营养液上，进行水培培养。
前六个月为第一阶段，使用每组第一阶段培养液，主要的目的：长新根和新芽。平均每个月更换一次新的第一阶段培养液。
后面十二个月为第二阶段，使用每组第二阶段培养液，主要的目的，积累干物质。平均每个月更换二次新的第二阶段培养液。
培养六个月后，铁皮石斛生长指标如下表1所示。
表1培养六个月后铁皮石斛的生长指标
由上表1可以看出，采用本发明实施例1-5培养液培养的铁皮石斛对比传统的树皮培养的铁皮石斛，新芽数和新芽株高具有明显的优势，且成活率高。其中采用实施例3的培养液，铁皮石斛新芽数最多，新芽株高最高，即实施例3的培养液配方对铁皮石斛的生长促进作用最优。
培养十八个月后，铁皮石斛生长指标如下表2所示。
表2培养十八个月后铁皮石斛干物质指标
序号 培养液 多糖(％) 甘露醇(％)
1 实施例1 41.0 34.1
2 实施例2 41.2 34.3
3 实施例3 43.1 38.2
4 实施例4 42.4 37.5
5 实施例5 41.7 36.9
对照组 树皮 30.2 29.8
由上表2可以看出，采用本发明实施例1-5培养液培养的铁皮石斛对比传统的树皮培养的铁皮石斛的在后期相同时间内积累的干物质量明显增加，具有显著的优势。其中采用实施例3的培养液，铁皮石斛积累的干物质的量最多，即实施例3的培养液配方对铁皮石斛的活性成分的积累效果最优。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种铁皮石斛水培培养液，其特征在于，所述水培分为两个阶段，
第一阶段的培养液分为A液和B液，其中每升A液包括硝酸钙3.5-4.5g，硝酸铵0.8-1g，硝酸钾5-7g，螯合铁1-1.3g；每升B液包括硫酸钾1.5-2.5g，磷酸二氢钾1.0-1.4g，硫酸镁0.3-0.5g，硫酸锰0.016-0.019g，硫酸锌0.012-0.015g，硼酸0.022-0.025g，硫酸铜0.0016g-0.0019g，钼酸钠0.001-0.0013g；
第二阶段的培养液分为C液和D液，其中每升C液包括硝酸钙4.5-7.5g，硝酸钾6-10g，螯合铁1-1.3g；每升D液包括硫酸钾5.5-8.5g，磷酸二氢钾1.8-2.4g，硫酸镁0.4-0.8g，硫酸锰0.016-0.019g，硫酸锌0.012-0.015g，硼酸0.022-0.025g，硫酸铜0.0016g-0.0019g，钼酸钠0.001-0.0013g。
2.根据权利要求1所述的培养液，其特征在于，所述第一阶段的培养液，每升A液包括硝酸钙3.9-4.2g，硝酸铵0.9g，硝酸钾5.5-6.5g，螯合铁1.2g；每升B液包括硫酸钾1.8-2.3g，磷酸二氢钾1.1-1.3g，硫酸镁0.4g，硫酸锰0.017g，硫酸锌0.0145g，硼酸0.024g，硫酸铜0.0018g，钼酸钠0.001-0.0013g。
3.根据权利要求2所述的培养液，其特征在于，所述第一阶段的培养液，每升A液包括硝酸钙4.0g，硝酸铵0.9g，硝酸钾5.8-6.2g，螯合铁1.2g；每升B液包括硫酸钾1.9-2.1g，磷酸二氢钾1.2g，硫酸镁0.4g，硫酸锰0.017g，硫酸锌0.0145g，硼酸0.024g，硫酸铜0.0018g，钼酸钠0.0012g。
4.根据权利要求3所述的培养液，其特征在于，所述第一阶段的培养液，每升A液包括硝酸钙4.0g，硝酸铵0.9g，硝酸钾6.0g，螯合铁1.2g；每升B液包括硫酸钾2.0g，磷酸二氢钾1.2g，硫酸镁0.4g，硫酸锰0.017g，硫酸锌0.0145g，硼酸0.024g，硫酸铜0.0018g，钼酸钠0.0012g。
5.根据权利要求1所述的培养液，其特征在于，所述第二阶段的培养液，其中每升C液包括硝酸钙5-7g，硝酸钾7-9g，螯合铁1.1-1.2g；每升D液包括硫酸钾6-8g，磷酸二氢钾1.9-2.3g，硫酸镁0.5-0.7g，硫酸锰0.017-0.018g，硫酸锌0.0135-0.0145g，硼酸0.023-0.024g，硫酸铜0.0017g-0.0018g，钼酸钠0.0011-0.0012g。
6.根据权利要求5所述的培养液，其特征在于，所述第二阶段的培养液，其中每升C液包括硝酸钙6g，硝酸钾8g，螯合铁1.2g；每升D液包括硫酸钾7g，磷酸二氢钾2g，硫酸镁0.6g，硫酸锰0.017g，硫酸锌0.0145g，硼酸0.024g，硫酸铜0.0018g，钼酸钠0.0012g。
7.根据权利要求1所述的培养液，其特征在于，所述第一阶段培养液使用时将A液和B液按1:1混合，然后用水稀释300倍，得到直接用于培养第一阶段铁皮石斛的营养液。
8.根据权利要求1所述的培养液，其特征在于，所述第二阶段培养液使用时将C液和D液按1:1混合，然后用水稀释100倍，得到直接用于培养第一阶段铁皮石斛的营养液。
9.一种铁皮石斛使用如权利要求1所述的培养液进行水培的培养方法，其特征在于，选用已经在温室里培育一个月，刚开始长新根的铁皮石斛种苗，首先使用第一阶段培养液培养六个月；然后使用第二阶段培养液培养十二个月。
10.根据权利要求9所述的培养方法，其特征在于，所述第一阶段的培养液，每升A液包括硝酸钙4.0g，硝酸铵0.9g，硝酸钾6.0g，螯合铁1.2g；每升B液包括硫酸钾2.0g，磷酸二氢钾1.2g，硫酸镁0.4g，硫酸锰0.017g，硫酸锌0.0145g，硼酸0.024g，硫酸铜0.0018g，钼酸钠0.0012g；所述第二阶段的培养液，其中每升C液包括硝酸钙6g，硝酸钾8g，螯合铁1.2g；每升D液包括硫酸钾7g，磷酸二氢钾2g，硫酸镁0.6g，硫酸锰0.017g，硫酸锌0.0145g，硼酸0.024g，硫酸铜0.0018g，钼酸钠0.0012g。
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