关于不同营养型液体对水培小番茄萌发阶段生长发育的研究

  目前，大部分学者对于水培的定义趋向一致，他们持有的主要观点为：水培是将植物的根部直接放置在液体中进行生长发育的技术，经济效益高，产量高（王淑宏，2020）；且不同的机制也会对植物生长情况有不同程度的影响。此技术在世界多国均有应用且效果成积极态势。经过不懈尝试，我国已经掌握了较为完备的水培技术体系，并将其发展成家庭化和集体化。选择无土栽培不仅因为它使大范围、多品种、高产量的蔬菜成为可能，还因避免土壤传播的虫害使蔬菜对于人类来说更有食用价值，避免了大部分因蔬菜农药导致的恶性疾病的风险。（王淑宏，2020；李伟，2010）

  但也有学者觉得，虽然现在水培技术获得了初步检验且实践于多地，但在实验过程中逐渐发现，水培对于根部供氧的技术方面的要求较高，风险高，还要进一步利用科学技术深入研究水培（李伟，2010）；而且目前仍存在技术员工盲目进行水培，并不了解植物生理结构，导致大量资产金额的投入和最终产量不成正比的现象。面对这一高投资、高风险、高技术要求的“三高”产业，仍需进一步研究。

  将植物根部直接放入溶液中培养可大量降低劳动力、土地等资源的利用，同时让植物汲取更多的养分。（王淑宏，2020）

  水培技术通过严格把控营养液的配置和实施，并给足植物生长时需要的氧气，保证生长环境的透气性，从而确保植物根系的再生长，以此达到水培比传统土壤种植时间更短的效果。（王淑宏，2020）

  只需保证植物生长环境的阳光、水分以及所需营养充足即可，可有很大成效避免因土壤环境不合格造成的种植困难。（王淑宏，2020）

  水培技术可发展成集约型、家庭型、机械化等不同水平，可大面积进行水培生产，满足大规模生产的需要。

  现代科学技术已让水培不再需要大量人力劳动，还可以达到全自动化生产发育，无土栽培也在逐渐向机械化和现代化靠拢。此外，不受地形和土壤的限制使水培更能体现其自身价值，让地形特殊、气候不适宜在陪蔬菜的地方看到了新的农业生存机会；人们只需提供足够的水分、生长所需要的营养的东西、温度以及阳光等必需元素即可。即使前期的科研技术探讨研究需要投入大量资金，但水培的未来效益将远超于前期投入并带来非常大效益。综上所述，水培适宜大范围种植和推广，且值得投入时间和经历继续深入研究，以增添人类福祉。

  在现代农业中，大多数学者对于芸苔素内酯的性质持一致看法，“芸苔素内酯又叫油 菜素内酯”（李青超，王立达，赵秀梅，刘悦，兰 英，刘 洋，韩业辉，王连霞，2023）“芸苔素内酯是一种高效、广谱、无毒的植物生长调节剂，能激发植物潜能，促进植物的生长，延缓衰老，提高结实率。”（汤洪，彭念军，舒 畅，杨通洲，龚光明，易 杨，康 敏，2013）。

  在“0.0040%芸苔素内酯 AS 对水稻的调节作用”的实验中，实验人员用水稻三个不同时期喷洒不同浓度的芸苔素内酯为实验组，以清水喷洒为对照组，实验表明喷洒芸苔素内酯的效果非常明显，且对植物细胞的分裂和生长产生作用。但喷洒次数过多效果则反之，具体适宜喷洒的时期还须做进一步研究。（（汤洪，彭念军，舒 畅，杨通洲，龚光明，易 杨，康 敏，2013）。

  此外，在另一项使用芸苔素内酯种植的实验中“芸苔素内酯对冰糖橙品质、产量的影响”，实验者对于冰糖橙生长的不同时期，根茎长度、粗度以及实验对象的风味、产量等进行了测验。根据结果得出，“在冰糖橙上喷施5 次芸苔素内酯，其树体新稍生长状况、增产效果、果实品质、果实风味和鲜食口感状况最优，喷施芸苔素内酯 3次的效果次之，未喷施芸苔素内酯的效果最差。因此，在栽培冰糖橙时推荐喷施 5 次芸苔素内酯。”（王健，姚万福，施云庭，蔡述江，资丽玲，张钟，2022）

  由上述信息可以得知，芸苔素内酯的无毒、催生以及抗虫害等功能使其在水稻养殖和传统土壤种植中均有广泛使用，应用过后在植物上大多数表现在：喷洒适量和合理浓度的芸苔素内酯可以使实验对象基本满足高产、高品质、高价值的需求。结合以上优点以及水生植物和水培有许多相似之处，本实验也采用芸苔素内酯，研究其是否对水培小番茄也有同样作用，且其效果远超于普通营养液。

  “李绍研究发现，较高浓度营养液在某些特定的程度上能大大的提升作物的产量及重量，但超过一定浓度时，作物的生长受到抑制。范双喜（2003）研究之后发现，营养液浓度对水培莴苣的株高、叶片数、叶绿素等指标影响不同。在一定浓度下，莴苣的叶面积、干鲜重随营养液浓度的增加而降低，株高、叶片数随营养液浓度的增加而增加。”此外，另一项相关实验（曹玉鑫等，2016）也得到相似结论，“在一定浓度下，番茄叶片中叶绿素的含量随浓度的增加而增加，但浓度过高时，叶绿素随浓度的增加而减少。”（李慧鑫，2018）

  本实验将针对“不同液体基质和浓度对水培小番茄萌发阶段生长发育情况的影响”这一主题进行研究，溶液包括：①植物通用型营养液主要成分为氮、磷、钾、钙、镁、硫等常量元素和铁、锰、硼、锌、铜等微量元素，配方比例最重要的包含：硝酸钾6%，硝酸钙10%，硫酸镁6%，磷酸铵4%，硫酸钾2%，磷酸二氢钾2%，乙二胺四乙酸二钠0.2%，硫酸亚铁0.15%，硼酸0.06%，硫酸锰0.04%，硫酸锌0.01%，硫酸铜0.02%，钼酸铵0.004%（以加入500ml蒸馏水为例），②啤酒以及③芸苔素内酯，分别配置五个不同浓度，常规浓度为：0.03%，从高到低依次为：0.08%，0.05%, 0.03%, 0.02% 以及0.01% 五个浓度，共计15组作为实验组，以相同质量的蒸馏水作为对照组，每个烧杯中各放入6颗用约45摄氏度的温水浸泡15分钟（起到激活番茄种子，加快脱皮速度的作用）后的番茄种子。

  本实验将主要采取实验观察法以及数据对比分析法，“观察是人们通过感觉器官或借助一定的科学仪器,有目的、有计划地对外界事物或人进行感知和描述,从而获得直接经验的感知活动。实验观察是观察共同体依据观察目的,采取恰当的观察规则和工具,对对象进行观察和表征观察结果的活动过程。”（陈程，2020），将多组数据整合并将数据来进行对比分析，最终得出概括性结论。

  实验以三天为一短周期对所有实验对象进行换水并重新配置溶液，并拍照记录，共计15天，常规浓度下，营养液中生长的番茄种子发芽率为95%，稀释啤酒中的发芽率约为40%，芸苔素内酯中的发芽率约为30%，蒸馏水中的发芽率约为95%。实验涉及到种子的发芽率，萌发所需要的时间，根长、茎长、绿杆长、长出绿色叶包所需时间，能清晰地表明不同的液体生长环境对小番茄生长的影响及发育差异。

  实验者采用实验观察法和数据对比分析法，通过对同一种类不同浓度的液体生长环境中处于萌发阶段的小番茄和相同浓度不一样的种类液体中萌发的小番茄进行纵向和横向的对比分析，得出最适宜用于水培萌发阶段生长的小番茄的溶液，并给出有效的水培建议，让更多人了解并接触水培蔬菜，促进水培事业的发展。随着全球经济和科技的迅猛发展，人们对身体健康越来越关注，水培技术不仅能达到产量高、绿色生态的优点，还有效地避免了农药和土传疾病的风险，让人们的生活更健康，以此来实现绿色生态。

  需要的仪器：量筒、烧杯、蒸馏水、营养液、啤酒、芸苔素内酯、刻度尺、小番茄种子、

  ③按照不同浓度的比例配制出总容量为51ml的15组溶液，并准备好一样体积的蒸馏水，每个烧杯中放入6颗种子；

  根据上述表格内容能得出，通过横向对比，各个浓度的营养液中培养的萌发阶段番茄苗情况均略胜于蒸馏水中的萌发阶段番茄苗，营养液组和蒸馏水组水培情况远超于用芸苔素内酯和啤酒的水培组，原因可能是啤酒中酒精导致幼苗植物生长受抑制；结合种子在芸苔素内酯中的发芽率，考虑将芸苔素内酯的浓度继续缩小10%，即各为0.003%、0.004%、0.005%、0.002%以及0.001% 从而使芸苔素内酯发挥有效作用，在提供充足营养的同时也不会抑制植物生长，也原因是芸苔素内酯对于小番茄后期结实阶段结实率、甜度等有影响。将表格纵向对比可知，0.03%浓度的营养液水培萌发阶段小番茄苗是目前为止最适宜的液体，浓度稍高的两组番茄种子长势并不是很可观，推测可能因为营养液浓度较高营养过于丰盛导致种子无法正常汲取营养和正常生存导致发育缓慢受到抑制，而浓度较低的两组则是因为营养有但却不足以支撑种子正常且快速生长，简称营养不良。实验表明假设不成立。

  ②用不同的营养的东西对水培植物进行营养补充进而达到催生效果时，应合理配置相应浓度的溶液，防止浓度过高抑制植物生长，或浓度过低导致植物因营养不良发育迟缓，同时需要控制好温度保证充足阳光并控制别的环境因素；

  ③现代的水培技术虽已达到集约型、家庭型水平，但具体的先进的技术和手段仍需不停地改进革新，变得更智能、更方便和更经济。

  本实验采用三种不同的液体稀释水培小番茄，并以蒸馏水为对照组，试验根据结果得出，0.03%的营养液为萌发阶段的小番茄的最优选择对象，但浓度较高或较低均有导致植物生长迟缓的风险；使用芸苔素内酯和啤酒的小番茄苗生长情况受到抑制，需继续研究芸苔素内酯对于小番茄生长适宜的水培浓度及进一步研究芸苔素内酯是否对于小番茄结实期结实率及甜度的影响。通过本次试验，清楚地认识到水培小番茄需要一定浓度的营养的东西来确保其生长过程中所需要的能量，但营养的量需精准把控，过多或过低都可能会导致小番茄生长缓慢。虽然无土栽培使植物可以更直接更好地汲取营养，但需要精确的测量和严格的控制以及细致的管理才能让水培植物更好的生长。除此之外，植物的生长遵循自然规律，再好的营养的东西也不能破坏其本有的特性。即使先前的实验研究部分证实了假设，也并不能完全信服之前的实验结论，要亲自动手投入研究才可以找到问题的答案。此实验也为简单的无土栽培提供了一些思路和有效建议，帮助人们更好理解无土栽培和合理规划利用营养型溶液。

  本次试验由于条件有限，无法在恒温箱中完成实验，只能在室温3539摄氏度的半封闭环境下完成，如有条件会继续在恒温箱中重复实验，以验证结果是否和目前一致。

  现代的水培技术已达到较高水准，逐渐生态化、绿色发展，但仍需要对其中某些精尖技术进行创新并提升。随着时下人们越来越关注身体健康和绿色生态，无土栽培已成为新兴起的产业在社会上扩大影响范畴，它不仅能大范围开展、没有过多的条件限制还能提高资源利用率、产出高质量无虫害的蔬菜，在人类健康事业中迈出一大步。

  【1】王淑宏（2020）农业水培技术的特点与应用，民勤县红崖山水库管理处，甘肃武威 733399

  【2】李伟（2010）水培与基质培的发展现状与前景展望，河北第二机械工业有限公司河北石家庄 中国园艺文摘2010 年第 5期

  【3】李青超，王立达，赵秀梅，刘悦，兰 英，刘 洋，韩业辉，王连霞（2023）0.００３％丙酰芸苔素内酯对水稻生长、产量和品质影响，黑龙江农业科学２０２３（６）：３４－３７ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ

  【6】李 慧 鑫（2018）翡 翠娃 娃” 生菜的无土栽培研究天津农学院硕士学位论文

  第八天，根部发育稳定，开始迅速张出茎。从上至下浓度分别为0.03%、0.04%、0.05%、0.02%、0.01%

  第十天，逐渐冒出少数绿杆。从上至下浓度分别为0.03%、0.04%、0.05%、

  第十二天，绿杆逐渐增多，慢慢的出现叶包。从左至右浓度分别为0.04%、0.05%、0.02%、0.01%

  第十三天，绿杆逐渐变长，茎变粗。从右至左浓度分别为0.03%、0.04%、0.05%、0.02%、0.01%

  第十二天，缓慢生长。未长出完整根。从左至右浓度依次为0.03%、0.04%、0.05%、0.02%、0.01%

  我国已建成耕地灌溉面积10.55亿亩，占全国耕地面积55%，生产了全国77%的粮食和90%以上的经济作物。

  无论是挥汗如雨的烈日，还是在寒风刺骨的冬日里，抑或是寸步难行的大雨里，“东北四兄弟”都会奔走在钢铁大动脉上，一步步对管内桥隧涵设备“把脉问诊”，为拉林铁路线路稳定保驾护航。

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