本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)育種領(lǐng)域，具體涉及一種苧麻水培促生蘿卜根的營養(yǎng)液及營養(yǎng)液的制備和使用方法。

背景技術(shù)：

苧麻是多年生宿根性草本植物，主要生長在我國長江流域及南方地區(qū)。成齡苧麻有發(fā)達的地下根莖系統(tǒng)，俗稱麻蔸，由地下莖和根組成。蘿卜根是苧麻根系的一種類型，屬于貯藏根。因其外形膨大，形似蘿卜，故稱蘿卜根。蘿卜根中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，冬季，苧麻蔸依賴蘿卜根提供營養(yǎng)，維持根系生命活動，在土壤中越冬。苧麻的根系具有較高的藥用價值，由蘿卜根(也叫營養(yǎng)根，由不定根膨大形成)、支根和細根組成。蘿卜根內(nèi)儲存著豐富的養(yǎng)分，供地上部植株生長發(fā)育。苧麻蘿卜根多數(shù)是在土壤中產(chǎn)生，在一般營養(yǎng)液中較難產(chǎn)生蘿卜根。目前關(guān)于使苧麻產(chǎn)生蘿卜根的營養(yǎng)液未見相關(guān)報道。

氮是苧麻生長發(fā)育和形成器官必須的營養(yǎng)元素之一，苧麻吸收利用的氮主要有硝態(tài)氮與銨態(tài)氮兩種形式，苧麻生長環(huán)境中氮濃度影響苧麻根系的生長發(fā)育，楊瑞芳等(2010)研究表明氮濃度在0、10mmol/l、15mmol/l、20mmol/l條件下，隨著濃度的增加苧麻地下部和地上部的質(zhì)量隨之增加，施氮能極顯著提高苧麻根系活力，氮濃度為15mmol/l時達到最大值。但在該研究中氮濃度梯度太大，無法確定苧麻根系活力最大時氮濃度值。

氮源形態(tài)影響植物根系的發(fā)育，在水稻中發(fā)現(xiàn)增no3-營養(yǎng)條件下水稻品種的根系干重和積累量顯著增加，并且促進植株體內(nèi)生長素從地上部向根系的極性運輸，在擬南芥中發(fā)現(xiàn)較高濃度的no3-可作為信號分子，作用于硝酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白nrt1.1，促進植株側(cè)根中生長素的積累，從而促進側(cè)根的生長與發(fā)育。同時饒學(xué)明等(2003)研究表明增加nh4+的比例有助于煙草光合能力的提高，促進地上部的生長與發(fā)育。范俊俊等(2016)在苜蓿中發(fā)現(xiàn)，硝態(tài)氮與銨態(tài)氮混合使用時紫花苜蓿根系生長最好，肥料報酬率高，但在水培條件下不同的氮源對于苧麻蘿卜根的膨大有怎樣的影響，目前還沒有相關(guān)研究。

苧麻根系環(huán)境的ph值，影響其根系的生長發(fā)育。土壤ph<5或ph>8時將會對苧麻根系產(chǎn)生傷害。苧麻根系對硝態(tài)氮的吸收與利用，使根系環(huán)境ph升高，對銨態(tài)氮的吸收使ph降低，其降低幅度大于硝態(tài)氮介質(zhì)的變化。趙爽(2007)研究表明第一年使用銨態(tài)氮肥使土壤ph降低0.73-1.11，使用硝態(tài)氮時土壤ph升高0.29-0.51，其中銨態(tài)氮使ph降低的幅度是硝態(tài)氮升高幅度的2倍左右。水培營養(yǎng)液如果單一使用硝態(tài)氮或銨態(tài)氮會改變營養(yǎng)液的ph,不利于苧麻根系的生長發(fā)育。在水培過程中，通常通過加入酸或堿來調(diào)節(jié)營養(yǎng)液的ph，但是苧麻的生長使?fàn)I養(yǎng)液ph發(fā)生變化是一個動態(tài)過程，需要不斷的檢測溶液ph并作出相應(yīng)的調(diào)整，既耗時又費力，而且加入酸或堿的量不宜準(zhǔn)確把握，影響水培的效果，如果通過營養(yǎng)液自身的調(diào)節(jié)使其ph維持在5-8之間，可節(jié)省時間與勞動力，并提高水培效率。

苧麻蘿卜根中含有大量淀粉，在苧麻作物的相關(guān)研究中，并沒有發(fā)現(xiàn)一種營養(yǎng)液及其使用方法有利于苧麻根系積累淀粉，并有利于蘿卜根的形成。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種苧麻水培促生蘿卜根的營養(yǎng)液及其使用方法，其目的在于提供一種可通過水培使苧麻快速、有效的產(chǎn)生蘿卜根的方法。

本發(fā)明所述的一種苧麻水培促生蘿卜根的營養(yǎng)液及其使用方法，其營養(yǎng)液中含大量元素化合物ca(no3)2·4h2o、kno3、nh4h2po4、mgso4·7h2o、fena·edta、cacl2·2h2o濃度分別為236.15-295.15mg/l、682.49-758.33mg/l、126.53-230.06mg/l、500-600mg/l、37-45mg/l、588.08-735.10mg/l，微量元素化合物h3bo4、mnso4·h2o、znso4·7h2o、cuso4·5h2o、h2moo4的濃度分別為2.86mg/l、2.13mg/l、0.22mg/l、0.08mg/l、0.06mg/l，其中以硝酸鹽與銨鹽同時作為苧麻吸收的氮源，硝態(tài)氮與銨態(tài)氮物質(zhì)的量比例為5-8:1，且總氮濃度為9-12mmol/l。

營養(yǎng)液制備，包括儲存液制備與工作液制備兩個步驟。

儲存液制備：以制備1l儲存液為例，其中大量元素分a液與b液，分別濃縮100倍，鐵鹽與微量元素分別濃縮1000倍，具體制備步驟如下：

a液：分別稱取kno3、mgso4·7h2o、nh4h2po4固體質(zhì)量68.249-75.833g、50-60g、12.653-23.006g，混合后用蒸餾水充分溶解，容量瓶定容至1l，并儲存在1l試劑瓶中。

b液：分別稱取ca(no3)2·4h2o、cacl2·2h2o固體質(zhì)量23.615-29.515g、58.808-73.510g，混合后用蒸餾水充分溶解，容量瓶定容至1l，并儲存在1l試劑瓶中。

鐵鹽：稱取fena·edta固體質(zhì)量為36g-45g，用蒸餾水充分溶解后，容量瓶定容至1l，并儲存在1l棕色試劑瓶中。

微量元素：h3bo4、mnso4·h2o、znso4·7h2o、cuso4·5h2o、h2moo4分別稱取2.86g、2.13g、0.22g、0.08g、0.06g于燒杯中，分別加入適量蒸餾水(加入量可溶解相應(yīng)物質(zhì)即可)，溶解后將各溶液混合，并用蒸餾水將燒杯洗滌干凈，洗滌液需轉(zhuǎn)移到混合液中，最后將混合液定容至1l，儲存在1l試劑瓶中。

工作液制備：以配制10l工作營養(yǎng)液為例，配制工作液時先在水培儀中加入9780ml自來水，開啟循環(huán)裝置，如水泵。分別加入儲存液a液、b液、鐵鹽、微量元素的體積為100ml、100ml、10ml、10ml，待一種儲存液充分稀釋后再加入另一種儲存液。

另外：當(dāng)進行大型工廠化水培時，可不制備儲存液，直接根據(jù)所需營養(yǎng)液體積，計算出所需各元素化合物的質(zhì)量，溶解于相應(yīng)體積自來水中即可，為了操作方便，可根據(jù)營養(yǎng)液配方與所需體積，按比例將上述a液中各物質(zhì)、b液中各物質(zhì)、單一鐵鹽、微量元素各物質(zhì)固體分裝配制成4種化肥，即可直接投入生產(chǎn)使用。

本發(fā)明還包括營養(yǎng)液的使用方法，其步驟包括：

1、苧麻品種篩選：選取抗逆性強，分枝多、發(fā)兜能力強，株高較高、莖干較粗等生長勢較好的苧麻品種，并對所選品種進行去頂，培養(yǎng)健壯分枝。

2、苧麻嫩梢扦插水培：去頂半個月后取苗，長度為12-15cm，并除去下部葉片，只保留頂部3-4片嫩葉，然后將扦插苗浸入適量濃度的多菌靈消毒30s，扦插到水培儀中，水培儀中加入等量的自來水讓扦插苗生根，試驗在溫室中操作，水培環(huán)境中空氣濕度控制在70％-90％。

3、營養(yǎng)液處理：苧麻扦插7-10天后，根據(jù)苧麻嫩梢扦插時水培儀中加入自來水的體積與儲存液的濃縮倍數(shù)，按相應(yīng)比例加入儲存液充分稀釋即可。

4、環(huán)境條件控制：溫室內(nèi)要光照充足，前期溫度控制在20-28℃范圍內(nèi)，一個月后溫度控制在18-25℃；每隔一周在水培儀中補充苧麻生長消耗的水分，2-3個月更換一次營養(yǎng)液。

本發(fā)明提供的一種苧麻水培促生蘿卜根的營養(yǎng)液及使用方法具有如下優(yōu)點：

1、營養(yǎng)液中以硝酸鹽與銨鹽同時作為苧麻吸收的氮源，硝態(tài)氮與銨態(tài)氮物質(zhì)的量比例為5-8:1，可通過硝態(tài)氮與銨態(tài)氮的比例調(diào)節(jié)苧麻地上部與地下部的生長相關(guān)性，促進苧麻蘿卜根的生長。

2、營養(yǎng)液中總氮濃度在12mmol/l時，苧麻根系活力最大，促進苧麻水培形成蘿卜根。

3、營養(yǎng)液中總氮濃度在9mmol/l時，苧麻根系表面積有最大值。

4、營養(yǎng)液通過硝銨比例調(diào)節(jié)苧麻生長過程中根系環(huán)境ph，使苧麻根系生長環(huán)境的ph保持在5-8范圍之間，不需要人為的通過加入酸或堿維持營養(yǎng)液中ph的穩(wěn)定。

5、營養(yǎng)液中各營養(yǎng)元素濃度較高，苧麻蘿卜根產(chǎn)生前不需要更換營養(yǎng)液，也不需要補充營養(yǎng)，只需補充苧麻消耗的水分即可，操作簡單，減少工作量。

6、在該營養(yǎng)液中生長的苧麻，70-90d后便可產(chǎn)生0.25-0.5kg重的蘿卜根，其根直徑為2-3cm，根長20-30cm，所需時間短，效果明顯。

附圖說明：

圖1公開了一種苧麻水培促生蘿卜根的營養(yǎng)液配方中大量元素營養(yǎng)液配方；

圖2公開了一種苧麻水培促生蘿卜根的營養(yǎng)液配方中微量元素營養(yǎng)液配方；

圖3示出了karen牌水培裝置及水培苧麻植株；

圖4示出了加入營養(yǎng)液70天后，川飼苧1號在營養(yǎng)液中生成的蘿卜根；

圖5示出了加入營養(yǎng)液70天后，川飼苧2號在營養(yǎng)液中生成的蘿卜根。

具體實施方式：

本發(fā)明所提到的水培儀、配制營養(yǎng)液所需試劑、多菌靈等都可在市場購得，以下所述僅為本發(fā)明的較佳實施案例，對本發(fā)明并不構(gòu)成限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍情況下可設(shè)計出替換實施例。本發(fā)明提供的實施案例在湖南省長沙市望城區(qū)溫室中完成，試驗于2016年9月12日開始。

實施例1：

2016年9月12日選取抗逆性強、植株生長勢好、發(fā)蔸能力強的川飼苧1號，將其去頂后，培養(yǎng)健壯分枝，2016年9月27日，從苧麻資源圃中取苗，將其長度削至12-15cm，并除去下部葉片，只保留頂部3-4片嫩葉，然后將扦插苗浸入適量濃度的多菌靈消毒30s，扦插到karen牌無土栽培水培儀內(nèi)，每個水培儀中加入10l自來水讓扦插苗進行生根(圖3)。

按上述說明書配制1l水培營養(yǎng)液儲存液，其a液中kno3、nh4h2po4、mgso4·7h2o濃度分別為68.76g/l、12.65g/l、50.00g/l；b液中ca(no3)2·4h2o、cacl2·2h2o的濃度分別為23.62g/l、58.81g/l；鐵鹽儲存液中fena·edta的濃度為37.00g/l；微量元素儲存液中h3bo4、mnso4·h2o、znso4·7h2o、cuso4·5h2o、h2moo4的濃度分別為2.86g/l、2.13g/l、0.22g/l、0.08g/l、0.06g/l，配成工作液后，其中硝態(tài)氮與銨態(tài)氮物質(zhì)的量比例為8:1，總氮濃度為9.9mmol/l。

注意：儲存液的濃縮倍數(shù)與體積可根據(jù)實際需要作相應(yīng)調(diào)整，當(dāng)大量元素濃縮倍數(shù)大于100倍時，為了避免沉淀和結(jié)晶，需將各大量元素化合物分開溶解，改變儲存液的體積時，根據(jù)比例稱取相應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量即可；對于溶解吸熱與放熱的鹽，溶解后待其溫度恢復(fù)至常溫時才可定容。

苧麻扦插8天后(此時嫩梢已生根)，在水培儀中分別加入a液、b液、鐵鹽、微量元素儲存液的體積為100ml、100ml、10ml、10ml，加入時待一種儲存液充分稀釋后再加入另一種儲存液。

每隔一周后在水培儀中補充苧麻生長消耗的水分，大約1l，前一個月溫室中溫度為20-28℃，后期溫度為18-25℃，70天后便可在水培儀中發(fā)現(xiàn)直徑為2.0cm、重為0.25kg、長為20.8cm的蘿卜根(圖4)。

實施例2：

2016年9月13日選取抗逆性強、植株生長勢好、發(fā)蔸能力強的川飼苧1號，將其去頂后，培養(yǎng)健壯分枝，2016年9月28日，從苧麻資源圃中取苗，將其長度削至12-15cm，并除去下部葉片，只保留頂部3-4片嫩葉，然后將扦插苗浸入適量濃度的多菌靈消毒30s，扦插到karen牌無土栽培水培儀內(nèi)，每個水培儀中加入10l自來水讓扦插苗進行生根。

按上述說明書配制1l水培營養(yǎng)液儲存液，其a液中kno3、nh4h2po4、mgso4·7h2o濃度分別為68.25g/l、17.26g/l、55.00g/l；b液中ca(no3)2·4h2o、cacl2·2h2o的濃度分別為26.57g/l、66.16g/l；鐵鹽儲存液中fena·edta的濃度為41.00g/l；微量元素儲存液中h3bo4、mnso4·h2o、znso4·7h2o、cuso4·5h2o、h2moo4的濃度分別為2.86g/l、2.13g/l、0.22g/l、0.08g/l、0.06g/l，配成工作液后，其中硝態(tài)氮與銨態(tài)氮物質(zhì)的量比例為6.5:1，總氮濃度為11.25mmol/l。

苧麻扦插8天后(此時嫩梢已生根)，在水培儀中分別加入a液、b液、鐵鹽、微量元素儲存液的體積為100ml、100ml、10ml、10ml，加入時待一種儲存液充分稀釋后再加入另一種儲存液。

每隔一周后在水培儀中補充苧麻生長消耗的水分，大約1l，前一個月溫室中溫度為20-28℃，后期溫度為18-25℃，70天后便可在水培儀中發(fā)現(xiàn)直徑為2.3cm、重為0.3kg、長為21.2cm的蘿卜根。

實施例3：

2016年9月14日于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所苧麻資源圃中選取抗逆性強、植株生長勢好、發(fā)蔸能力強的川飼苧2號，將其去頂后，培養(yǎng)健壯分枝，2016年9月29日，從苧麻資源圃中取苗，將其長度削至12-15cm，并除去下部葉片，只保留頂部3-4片嫩葉，然后將扦插苗浸入適量濃度的多菌靈消毒30s，扦插到karen牌無土栽培水培儀內(nèi)，每個水培儀中加入10l自來水讓扦插苗進行生根。

按上述說明書配制1l水培營養(yǎng)液儲存液，其a液中kno3、nh4h2po4、mgso4·7h2o濃度分別為75.83g/l、23.01g/l、60.00g/l；b液中ca(no3)2·4h2o、cacl2·2h2o的濃度分別為29.52g/l、73.51g/l；鐵鹽儲存液中fena·edta的濃度為45.00g/l；微量元素儲存液中h3bo4、mnso4·h2o、znso4·7h2o、cuso4·5h2o、h2moo4的濃度分別為2.86g/l、2.13g/l、0.22g/l、0.08g/l、0.06g/l，配成工作液后，其中硝態(tài)氮與銨態(tài)氮物質(zhì)的量比例為5:1，總氮濃度為12mmol/l。

苧麻扦插8天后(此時嫩梢已生根)，在水培儀中分別加入a液、b液、鐵鹽、微量元素儲存液的體積為100ml、100ml、10ml、10ml，加入時待一種儲存液充分稀釋后再加入另一種儲存液。

每隔一周后在水培儀中補充苧麻生長消耗的水分，大約1l，前一個月溫室中溫度為20-28℃，后期溫度為18-25℃，70天后便可在水培儀中發(fā)現(xiàn)直徑為2.5cm、重為0.4kg、長為26cm的蘿卜根(圖5)。