沼肥在鐵皮石斛組培生根壯苗中的應(yīng)用初探

李思梅，蘇有勇，李關(guān)艷，李 珍，馬文絹，廖小華

(昆明理工大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，云南 昆明 650504)

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沼肥在鐵皮石斛組培生根壯苗中的應(yīng)用初探

李思梅，蘇有勇，李關(guān)艷，李 珍，馬文絹，廖小華

(昆明理工大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，云南 昆明 650504)

文章以鐵皮石斛繼代無菌苗為材料，開展沼肥替代生根培養(yǎng)基部分營養(yǎng)成分對鐵皮石斛生根壯苗的影響研究。結(jié)果表明，沼肥替代培養(yǎng)基中大量元素20%或同時替代培養(yǎng)基中大量元素、微量元素、有機物和鐵鹽10%時，鐵皮石斛長勢最好，其生根率為100%，苗深綠色，莖稈較粗，平均苗高4～8 cm，并且與對照組相比，沼肥的應(yīng)用效果最好。因此，在鐵皮石斛組培生根過程中利用沼肥替代部分營養(yǎng)成分是可行的，這為在鐵皮石斛規(guī)?；a(chǎn)中如何降低生產(chǎn)成本和提高經(jīng)濟效益的探索中具有很好的應(yīng)用價值。

鐵皮石斛；沼肥；生根壯苗

鐵皮石斛屬蘭科附生蘭類，是我國名貴中藥材，素有“中華仙草”“藥中黃金”之美稱，具有滋陰清熱、生津益胃、潤肺止咳、潤喉明目之功效[1]。結(jié)合鐵皮石斛的生物學(xué)特性，很多學(xué)者從不同因素對鐵皮石斛種子萌發(fā)、原球莖增殖與分化、不定芽誘導(dǎo)與增殖、生根與壯苗等方面進行了充分的研究[2-4]。由于鐵皮石斛在進化過程中形成的特殊性，另外組培苗是在人為設(shè)置的無菌優(yōu)良條件下培育出來，當(dāng)移栽至復(fù)雜的自然環(huán)境中時導(dǎo)致鐵皮石斛移栽成活率低下，所以幼苗的生根壯苗對于鐵皮石斛的移栽是個必要步驟。目前在鐵皮石斛組培生根壯苗方面也有很多研究，如蔣波[5]等對鐵皮石斛原球莖生長分化及生根壯苗進行了研究，得出香蕉為鐵皮石斛生根壯苗中最佳的添加物。何俊平[6]等研究了不同激素濃度、不同添加物及濃度對鐵皮石斛生根壯苗的影響。韓曉紅[7]等對鐵皮石斛生根壯苗培養(yǎng)基優(yōu)化及移栽基質(zhì)選擇進行了研究。楊柳平[8]等采用對比試驗研究不同基本培養(yǎng)基、激素濃度的配比、天然添加物對鐵皮石斛種子萌發(fā)、原球莖增殖、分化和生根壯苗的影響，建立了快速繁殖體系。梁淑穎[9]等對組培條件下鐵皮石斛幼芽分蘗和生根的影響因素進行了研究。目前鐵皮石斛已實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，但是由于組培快繁育苗過程中必然消耗大量的試劑及藥品，會造成高成本的問題，從而制約其生產(chǎn)。沼肥是生物質(zhì)經(jīng)沼氣池厭氧發(fā)酵的殘留產(chǎn)物，包括沼液和沼渣，它富含植物所需的N，P，K和各種氨基酸、維生素、蛋白質(zhì)、生長素等活性物質(zhì)[10ˉ11]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于沼肥營養(yǎng)成分全面，緩速兼?zhèn)洌市Х€(wěn)定，成本低廉，常用于浸種、基肥、追肥、葉面噴肥以及養(yǎng)殖等方面，其具有增加產(chǎn)量、調(diào)節(jié)作物生長、抗病蟲害等作用[12-15]。目前沼肥被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，但是對于將沼肥應(yīng)用到組培育苗中的研究筆者還沒見相關(guān)報道。由于沼肥中含有大量的植物所需營養(yǎng)物質(zhì)，對其應(yīng)用于鐵皮石斛的組培生根壯苗提供了可能。本研究主要探討將沼渣以一定的比例替代鐵皮石斛組培生根壯苗培養(yǎng)基中部分或全部營養(yǎng)成分后對鐵皮石斛生根壯苗的影響，以期獲得對鐵皮石斛生根壯苗最有利的培養(yǎng)基替代成分及比例，從而得到生長健壯的組培苗，減少生產(chǎn)成本。

1 材料與方法

1.1 材料

鐵皮石斛無菌苗：由現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程學(xué)院農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程研究室提供1～2cm的鐵皮石斛無菌幼苗。

沼肥：取自本實驗室正常沼氣發(fā)酵的殘留物，含水量約為95%。

其他試劑均為分析純試劑。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計

以1/2MS+6-BA1.0配制的培養(yǎng)基為對照組，沼肥替代對照培養(yǎng)基中的部分營養(yǎng)成分的試驗設(shè)置5組。第1組：替代大量元素；第2組：替代大量元素和微量元素；第3組：替代大量元素、微量元素和有機物；第4組：替代大量元素、微量元素、有機物和鐵鹽；第5組：替代大量元素、微量元素、有機物、鐵鹽和6-BA。其中每組設(shè)置5個水平，即替代比例分別為100%，50%，20%，10%和5%，每個水平設(shè)6個重復(fù)。對照組和試驗組中的培養(yǎng)基均添加香蕉5%、洋芋5%、糖2%、活性炭 0.4%以及瓊脂0.35%，pH值調(diào)至5.4～5.6，將配制好的培養(yǎng)基在121℃的高溫高壓條件下滅菌30分鐘。

1.2.2 試驗方法

把生長狀態(tài)穩(wěn)定的1～2cm的繼代無菌幼苗接種于配置好的對照組和實驗組培養(yǎng)基上，每瓶接種8～10棵幼苗，接種后置于培養(yǎng)室中培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為溫度為25℃±1℃，光照強度為1000～1200lx，每天光照時間為12小時。實驗過程中，每10天觀察一次，記錄生長狀況，培養(yǎng)60天后統(tǒng)計各處理的根系發(fā)達程度、瓶苗顏色、粗細(xì)程度、高度、整齊度、側(cè)芽生長情況等生根及生長情況。

2 結(jié)果與分析

將鐵皮石斛無菌幼苗分別接種于上述培養(yǎng)基中，觀察發(fā)現(xiàn)利用沼肥以一定比例替代鐵皮石斛培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)后，鐵皮石斛幼苗能繼續(xù)生長，只是根據(jù)替代的比例不同以及替代的營養(yǎng)成分不同，鐵皮石斛原球莖的增殖情況及長勢也各不相同。

2.1 沼肥替代大量元素對鐵皮石斛生根壯苗的影響

表1 沼肥替代大量元素對鐵皮石斛生根壯苗的影響

注：++++表示根系發(fā)達程度優(yōu)秀，+++表示根系發(fā)達程度良好，++表示根系發(fā)達程度一般，+表示根系發(fā)達程度差，下同。

鐵皮石斛無菌幼苗接種60天后觀察統(tǒng)計其生根壯苗情況，沼肥以不同比例替代大量元素對鐵皮石斛生根壯苗的影響情況如表1所示。可以看出當(dāng)沼肥以20%的比例替代對照培養(yǎng)基中大量元素時,鐵皮石斛的生長情況最好，根系發(fā)達程度優(yōu)秀，瓶苗深綠色，老葉絳紅，莖桿較粗，苗高4～8 cm，但是不整齊，側(cè)芽較多。其次是沼肥的替代比例為10%時生長情況較好，其老葉出現(xiàn)枯死的現(xiàn)象。當(dāng)替代比例提升至50%時鐵皮石斛的生長狀況不好，隨著比例的增加，其根系發(fā)達程度逐漸降低，瓶苗顏色變黃，莖桿較細(xì)，苗低矮。

2.2 沼肥替代大量元素和微量元素對鐵皮石斛生根壯苗的影響

由于幼苗長，瓶口小，組培瓶多次使用，滅菌不徹底，組培環(huán)境差，操作不小心等多方面原因，造成沼肥以不同比例替代培養(yǎng)基中大量元素、微量元素的試驗組(Sb1～Sb5)全部污染，從而沼肥同時替代大量元素、微量元素對鐵皮石斛生根壯苗的影響研究試驗失敗，需要再次試驗做進一步的研究。

表2 沼肥替代大量元素、微量元素和有機物對鐵皮石斛生根壯苗的影響

2.3 沼肥替代大量元素、微量元素和有機物對鐵皮石斛生根壯苗的影響

鐵皮石斛無菌幼苗接種60天后觀察統(tǒng)計其生根壯苗情況，沼肥以不同比例同時替代大量元素、微量元素和有機物后對鐵皮石斛生根壯苗的影響情況如表2所示?？梢钥闯霎?dāng)沼肥以5%～10%的比例同時替代對照培養(yǎng)基中大量元素、微量元素和有機物時鐵皮石斛的生長情況都比較好，根系發(fā)達程度優(yōu)秀，但是莖桿比較細(xì)。隨著沼肥替代比例的增加，鐵皮石斛的生長情況變差，根系發(fā)達程度逐漸降低。

2.4 沼肥同時替代大量元素、微量元素、有機物和鐵鹽對鐵皮石斛生根壯苗的影響

表3 沼肥替代大量元素、微量元素、有機物和鐵鹽對鐵皮石斛生根壯苗的影響

鐵皮石斛無菌幼苗接種60天后觀察統(tǒng)計其生根壯苗情況，沼肥以不同比例同時替代大量元素、微量元素、有機物和鐵鹽后對鐵皮石斛生根壯苗的影響情況如表3所示?？梢钥闯霎?dāng)沼肥以10%的比例同時替代對照培養(yǎng)基中大量元素、微量元素、有機物和鐵鹽時鐵皮石斛的生長情況最好，根系發(fā)達程度優(yōu)秀，瓶苗深綠色，老葉絳紅，莖桿較粗，苗高5～7 cm，整齊，側(cè)芽較少。替代比例為5%和20%時鐵皮石斛生長情況次之，其根系發(fā)達程度優(yōu)秀，相較于替代比例為10%的試驗組，其瓶苗顏色較差，莖桿較細(xì)。而隨著沼肥替代比例的增加，鐵皮石斛的長勢較差。

2.5 沼肥同時替代大量元素、微量元素、有機物、鐵鹽和細(xì)胞分裂素對鐵皮石斛生根壯苗的影響

鐵皮石斛無菌幼苗接種60天后觀察統(tǒng)計其生根壯苗情況，沼肥以不同比例同時替代大量元素、微量元素、有機物、鐵鹽和細(xì)胞分裂素后對鐵皮石斛生根壯苗的影響情況如表4所示?？梢钥闯霎?dāng)沼肥以一定的比例同時替代大量元素、微量元素、有機物、鐵鹽和細(xì)胞分裂素后，鐵皮石斛的生長情況都不好，其根系發(fā)達情況一般或較差，瓶苗顏色正常，有老葉枯黃現(xiàn)象，莖桿較細(xì)，苗長勢低矮，側(cè)芽較少。

表4 沼肥替代大量元素、微量元素、有機物、鐵鹽和細(xì)胞分裂素對鐵皮石斛生根壯苗的影響

從以上表1～表4的數(shù)據(jù)分析不難看出：當(dāng)利用沼肥以一定的比例替代培養(yǎng)基中的全部或部分營養(yǎng)物質(zhì)時，鐵皮石斛能繼續(xù)生長。綜合上述數(shù)據(jù)結(jié)果比較分析可以看出:當(dāng)沼肥以20%的比例替代對照培養(yǎng)基中大量元素時,鐵皮石斛的生長情況最好，根系發(fā)達程度優(yōu)秀，瓶苗深綠色，老葉絳紅，莖桿較粗，苗高4～8 cm，但不整齊，側(cè)芽較多。其次是沼肥以10%的比例同時替代對照培養(yǎng)基中大量元素、微量元素、有機物和鐵鹽時，根系發(fā)達程度優(yōu)秀，瓶苗深綠色，老葉絳紅，莖桿較粗，苗高5～7 cm，整齊，側(cè)芽較少，兩組試驗效果相差不大，且和對照組相比較長勢更好。

3 結(jié)論

試驗利用沼肥替代培養(yǎng)基中的部分營養(yǎng)成分對鐵皮石斛組培生根壯苗的影響進行了研究，得出以下結(jié)論：

(1)利用沼肥按一定比例替代培養(yǎng)基中的部分或全部營養(yǎng)物質(zhì)，鐵皮石斛也能繼續(xù)生長生根，這說明利用沼肥替代現(xiàn)有培養(yǎng)基中的部分營養(yǎng)物質(zhì)是可行的，也使得利用沼肥替代培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)進行植物規(guī)?；a(chǎn)成為了可能，對于后續(xù)的研究有著重要的引導(dǎo)作用。

(2)沼肥替代鐵皮石斛生根培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的研究結(jié)果表明:沼肥以20%的替代比例替代大量元素后鐵皮石斛的長勢相對最好，根系發(fā)達程度優(yōu)秀，苗深綠色，老葉絳紅，莖稈較粗，苗高4～8 cm，不整齊且側(cè)芽較多。其次是沼肥以10%的替代比例替代大量元素、微量元素、有機物和鐵鹽，其根系發(fā)達程度優(yōu)秀，苗深綠色，老葉絳紅，莖稈較粗，苗高5～7 cm，整齊但側(cè)芽較少。這兩組在試驗效果上都差不多，且和對照組相比較長勢更好。

鐵皮石斛通過組織培育，可以獲得大量再生植株，滿足市場的一部分需求，避免野生鐵皮石斛的滅絕，這對自然、對人類都有著重大意義。盡管這次試驗存在一些問題，但是試驗取得的這些成果使得要想降低鐵皮石斛組培育苗成本，增強鐵皮石斛抗逆性、縮短出苗時間、獲得健壯的組培苗，提高沼肥利用能力等成為了可能，對促進鐵皮石斛組培快繁育苗產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)具有重要意義。

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Research on Application of Biogas Fertilizer on Growing and Rooting of Dendrobium Officinale/

LI Si-mei,SU You-yong,LI Guan-yan,LI Zhen,MA Wen-juan,LIAO Xiao-hua/

(Faculty of Modern Agricultural Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650504,China)

Using sub-cultured aseptic seedlings ofdendrobiumofficinaleas material,the effect of biogas fertilizer substituting partial of nutrition on the growing and rooting ofdendrobiumofficinalewas studied in this paper.The results showed that,when biogas fertilizer replaced 20% of macro-element,or replaced 10% of macro-element,microelement,organic matter and ferric salts at the same time in culturing medium,thedendrobiumofficinalegrew fine,no significant difference comparing with the control group.Its rooting rate was 100%,seedlings were dark green and stalks were thick,the average height of seedlings were 4～8cm.Therefore,it was feasible utilizing biogas fertilizer to replace part of the nutrition components during the rooting culture ofdendrobiumofficinale.

Dendrobium officinale;biogasfertilizer;rootingandgrowing

2015-05-21

李思梅(1990-)，女，漢族，云南南澗人，碩士，主要從事厭氧發(fā)酵殘留物在藥用植物快繁育苗方面的研究工作，E-mail：421314272@qq.com

蘇有勇，E-mail：497611561@qq.com

S216.4

B

1000-1166(2016)03-0081-04