霍格兰营养液（缺磷）的作用和应用研究

背景^[1-3]

霍格兰营养液（缺磷）是一种植物无土栽培营养液，主要用于完整植株的离土培养和研究。无土栽培，是指以水、草炭或森林腐叶土、蛭石等介质作植株根系的基质固定植株，植物根系能直接接触营养液的栽培方法。

无土栽培中营养液成分易于控制，且可随时调节。在光照、温度适宜而没有土壤的地方，如沙漠、海滩、荒岛，只要有一定量的淡水供应，便可进行。无土栽培根据栽培介质的不同分为水培、雾（气）培和基质栽培。水培是指植物根系直接与营养液接触，不用基质的栽培方法。最早的水培是将植物根系浸入营养液中生长，这种方式会出现缺氧现象，严重时造成根系死亡。常采用营养液膜法的水培方式，即使一层很薄的营养液层，不断循环流经作物根系，既保证不断供给作物水分和养分，又不断供给根系新鲜氧气。无土栽培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分、水分、空气等条件的需要，而且对这些条件要求加以控制调节，以促进作物更好地生长，并获得较好的营养生长于生殖生长平衡。所以，无土栽培的作物通常生长发育良好，产量高，品质上乘。无土栽培脱离了土壤的限制，极大地扩展了农业生产的空间，使得作物可在不毛之地上进行生产，发展前景非常广泛。几乎所有的植物工厂均采用无土栽培模式。

应用^[4][5]

用于益母草药材质量与水培调控研究

益母草为唇形科植物益母草(Leonurus japonicus Houtt)的新鲜或干燥地上部分,具有去瘀生新、活血调经的功效。由于各地区气候、土壤环境的差异,采收时期的不同、采收部位的不同等因素,导致益母草药材质量差异很大,影响了药物的疗效,且益母草自然生长期仅为一季(3-7月)。

1、分析了11个不同地区益母草饮片中有效成分含量差异。结果显示,盐酸水苏碱变化范围在0.1018%～2.1416%之间,各地区含量有明显性差异。并且有五个地区的益母草药材中水苏碱含量达不到药典标准。测定了11个不同地区益母草药材中微量元素铁、锰、铜、锌的含量,发现各地益母草中含量差异也很大。

2、益母草水培适应性研究与营养液初筛。通过一系列实验对益母草水培的适应性进行探索,得出结论:益母草在营养液中能顺利存活,并观察到益母草自身根系结构发生变化以适应水培环境;必须给予根部遮光,经常通气,培养液的浓度不宜过高,从而得到益母草水培所需的基本环境与步骤。通过对MS配方、1/2MS配方、霍格兰配方、1/2霍格兰配方的益母草培养研究发现,1/2霍格兰配方是相对较优的配方。

3、益母草水培营养液大量元素比例调配。通过在1/2霍格兰配方的基础上用正交设计,对霍格兰培养液中的四种化合物进行比例的筛选,得出益母草鲜重生物量与硝酸钾用量有显著相关性,盐酸水苏碱含量与四水硝酸钙用量有显著相关性,因此硝酸钾和四水硝酸钙用3/4霍格兰量,磷酸二氢铵和七水硫酸镁与生物量和盐酸水苏碱含量无显著相关性,因此根据降低成本原则选择1/4霍格兰量。即四水硝酸钙708.75mg/L、硝酸钾455.25 mg/L、磷酸二氢铵28.75 mg/L、七水硫酸镁123.25 mg/L。

4、对水培营养液微量元素通用配方中Fe、Mn、Zn、Cu四种微量元素的用量,用单因素实验设计进行调配,最终得到益母草水培微量元素的配方应为硼酸2.86mg/L、四水硫酸锰2.13mg/L、七水硫酸锌0.88mg/L、五水硫酸铜0.02 mg/L、钼酸铵0.02 mg/L、七水硫酸亚铁-EDTA-2Na 6.59 mg/L-9.325 mg/L。

参考文献

[1] 现代实用无土栽培技术[M].中国农业出版社,刘士哲主编,2001

[2] 氮磷钾肥对苦参生长和生物总碱的效应[D].纪瑛.甘肃农业大学2008

[3] Improved taxol yield by aromatic carboxylic acid and amino acid feeding to cell cultures of Taxus cuspidata.Fett-Neto,A.G.,Melanson,S.J.,Nicholson,S.A.,Pennington,J.J.,DiCosmo,F.Biotechnology and Bioengineering.1994

[4] 益母草的研究进展[J].申利红,王胜利.安徽农业科学.2010(08)

[5] 南小航.益母草药材质量与水培调控研究[D].湖南中医药大学,2012.