水培诱根篇控制普通水这2个参数任何植物在水中都能茁壮成长

花卉的水培跟我们许多网友已经在操作的PVC管道种植蔬果等水培是不同的,PVC管道水培是通过水泵的长期或间隙循环,水分中还是保持了一定的氧气含量;而笔者今天介绍的水培花卉的水是静止非流动,水体中所含氧量极少,没有循环方式的结合。
让所有植物都可以在低氧的静止水环境中长期生存,这才是水培花卉的核心,也是技术诱导驯化的关键。
根系在这种静止水中实现长期养护,必须让植物的根系形成类似于莲藕般发达的气腔式通气组织,那么这种通气组织能否诱导成功,关键是两个坏境参数阶梯式变化的掌握过程。
这两个坏境参数的阶梯式变化是:

1、水中溶氧量从高到底的梯度变化;

2、水中营养液EC值从低到高的梯度变化。

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(图片来自网络侵删)

诱导的目的就是让根系有如下图所示的一个转变过程:

土培根—催根—诱根各阶段根系内部组织变化图

一、为什么要诱导出通气组织?

植物的正常生长离不开氧气,一棵植物正常生长的根部需氧量并不是因为从土培变成水培而需求减少。
土培时候,透气的土壤中含有大量的氧气,根部可以正常地从土壤中获取所需的氧气,这种获取氧气的方向是横向的;而在静止的水环境中,氧气含量只有土壤中的千分之几,是远远不能满足植物生长需求的。
那怎么办呢?只能通过其他途径来给根部输氧。
现在我们来看看什么叫通气组织,这是百度百科对通气组织的定义:

通气组织(aerenchyma)是具有大量细胞间隙的薄壁组织。
多见于水生植物和湿生植物体内,如莲、水稻、眼子菜的根、茎、叶中均有发达的通气组织,其细胞间隙互相贯通,形成一个通气系统,以利气体交换和使叶片在光合作用中产生的氧气进入根部,并给植物一定的浮力和支持力。
在缺氧条件下(如水淹),植物根皮层细胞会死亡解体,致使崩溃细胞的径向胞壁聚集在一起, 形成大的空腔。
通气组织提供了一种扩散途径,减少氧从植物地上部向渍水或缺氧根系运输的阻力,以保证根的代谢需要,对湿生及盐生植物的生长具有重要意义。

这里有两句非常重要的话——“以利气体交换和使叶片在光合作用中产生的氧气进入根部”、“减少氧从植物地上部向渍水或缺氧根系运输的阻力”。
也就是说通气组织它有一个非常大的“本领”,可以让叶片光合过程中产生的氧气顺畅进入根部。

现在大家应该明白了,水培植物根部获取氧气的途径主要是通过通气组织从叶面纵向输送到根部,跟土培植物根部直接从土壤中横向获取氧气完全不同。

二、形成通气组织需要怎样的外部坏境?

刚才已经提到,诱导通气组织需要两个坏境参数的梯度变化,即水的含氧量和营养EC值。
一个人如果处在一个极端的恶劣环境中,一种极强的内在求生潜质会爆发出来,从而战败恶劣坏境而让自己生存下来,从此变得格外强大。
而植株通气组织的发育和形成也是这个道理,我们只要人为地控制其根系的含氧量和营养液的EC值,让含氧量和营养液的EC值控制在植物生长需要的最低临界点,就能促使它更快的形成通气组织,至于为什么,因篇幅有限这里就不展开描述,有兴趣的朋友可以另外找文献研究。
这里需要说明的是,既然低氧和低EC值能促使其更快形成通气组织,而在诱导过程中为什么溶氧量是从高到底、而EC值是从低到高这个梯度变化来诱导呢?

我们已经知道,催根坏境是在透气性很好的珍珠岩基质中生根的,这个时候根系虽然已经拥有薄壁的组织细胞,但是还不具备能从叶片输氧的通气组织,直接放入低氧的坏境中,根系还是会因缺氧而腐烂。
而低EC值只会因营养不良而影响植株的良好生长,不至于让植株死亡,并且营养不良可以通过叶面施肥等途径来补偿。

三、诱导的流程和工艺技术

漂浮式的深液流水培诱导是这项技术关键的一个环节,通过人为地对根域坏境的控制为诱导创造了胁迫的环境,使植物在胁迫环境下,产生适应性反应,形成能使植物在水中正常生长的通气组织,现把漂浮诱导过程中相关技术的操作环境作些介绍,下面展示的是工厂化生产中的设施:

1、驯化诱导床

工业化生产的驯化诱导床模型

诱导床的制作其实跟催根苗床差不多,用砖砌高度为25厘米左右的水槽,跟催根苗床不同的是诱导床不能渗水,填充物由珍珠岩变成了水,再加装水泵能实现水的循环。
水面铺上打了孔的厚度约2公分的挤塑板。
在我们家庭实际操作中,一个合适高度的密封泡沫箱就可以代替,而且泡沫箱的保温功能非常适合作为诱根时的温度控制。
工厂化诱导床的实物图片是这样的:

几个特别需要注意的问题:

第一、漂浮板密封性要良好: 在漂浮诱导中漂浮板的作用,一是诱导时和为植株固定的浮体,二是漂浮板创造了相对密封的水体环境,使水与空气接触的水气表面所存在的不可控溶氧路径得以控制,因为在诱导的过程中,水中的溶氧我们需要人为梯度控制,尽可能的避免受到外部坏境的影响,所以漂浮板相对密封跟空气的隔离非常重要。

第二、定植深度要准确: 这个操作看似简单,只是把形成不定根的植株植入定植孔中,进行漂浮诱导,但定植的深度与植株的生长却息息相关,与土壤栽培相似。
特别是用海绵包裹植株的方式进行定植时,包缚的部位是需要保湿与透气的根茎部位,这部位是不定根原基的初生部位,也是植株最敏感的部位,如果露根太多,易使根很快老化与机械化,如果植入过深让根茎也淹没于水中,会缺氧而发生根茎腐烂。

因植物的根茎部位是呼吸作用最强的部位,一旦缺氧积水就会导致整个植株生理障碍或死亡,甚至根茎皮层渍水腐烂。
用定植杯或定植篮时也一样,做到浅不露根,深不渍水,让其刚好处于水气界面上,即有一定湿度,又有良好透气性。
这里给大家一个参考图片:

诱导的水位高度正好在定植蓝的底部,即红色标识部位的位置,如果过高则会让植株的根源基因缺氧腐烂;如果过低,会造成裸露部分的根系无法形成通气组织。

2、溶氧和EC值梯度参数

通气组织的能否成功形成主要是溶氧和EC值梯度的人为有效调控,随植物的不同我们一般将溶氧梯度变化分为1-5个阶段来实施,每个阶段时间在7-10天;EC值分为三个梯度,每个阶段的时间视根系的发育情况来结合溶氧梯度来确定。
分别作介绍:

第一、溶氧值的梯度控制

(1)水生植物:这种植物虽然在水中生长,但自然界中的水体比狭小空间的容器溶氧要高,虽然已有发达的通气组织,但在无氧或极低的氧环境下,进行耐低氧训练也还是需要的,水生植物我们就不需要进行溶氧的梯度变化来诱导,一般就一个步骤来完成。
如凤眼莲,如果要把它实现瓶栽,可以把它直接置于诱导苗床的漂浮板上进行厌氧适应一周,再移入容器瓶栽,会比直接移栽生长效果要好得多,这就是厌氧训练的重要性。
在漂浮板严密扣置的情况下,再加上根系的耗氧吸收,可以创造出类似于静止小容器的溶氧值,一般在 0.5-2 之间。
通过这个阈值的驯化,适应性会大大提高。

(2) 湿生植物:在以前的文章中提到过,天南星科的大多数植物就属于湿生植物。
这种植物诱导时初始的胁迫强度可大些,可以分为三个阶段来实施,三个阶段的溶氧值分别为:第一阶段 4-6,第二阶段 2-4,第三阶段 0-2。

(3) 阴湿植物:绝大多数的草本植物就是阴湿植物,如秋海棠、兰科植物、海芋等,它对于阴湿环境形成了较强的适应性,使它的组织细胞更趋于柔嫩的薄壁组织化,而且自然条件下形成的根系也大多为浅根性不定根根系,对厌氧胁迫环境的较易适应。
阴湿植物可分为四个梯度阶段来实施:第一阶段 6-8,第二阶段4-6 第三阶段2-4,第四阶段 0-2。

(4)干旱植物:目前用于生产及绿化的大多数木本植物及部份草本植物,皆属于这类,它对干旱环境也有较强的适应性,而且根系的发育也形成了具有明显陆生特征,表现为多级而发达,根深而叶茂,对强光高温及干旱的抗性都较强,叶片及枝干组织都表现为旱生性状,如叶片的栅栏组织发达,而且表面常有蜡质层覆盖,枝叶与根系高度分化,形成多级分根与发达根毛,机械组织发达,组织致密而较紧硬。
这种植物在含水较低的环境下进化发展,根域常处于高氧环境,对溶氧初始诱导植又较高,这类植物一般分为五个阶段来实施,初始阶段为 8-10,后面四个阶段的溶氧值参考阴湿植物。

第二、营养液 EC 值的梯度参数:

根据营养胁迫对不定根发育的促进机理,在诱导过程中营养液浓度的梯度变化与溶氧梯度变化相反,是由低浓度值渐进提高到高浓度值,根据植物不同的喜肥耐肥性把植物区分为以下几种类型:喜肥植物、耐肥植物、适肥植物、薄肥植物。
现把这些类型的 EC 变化梯度列表如下:

植物类型 | 喜肥植物 | 耐肥植物 | 适肥植物 | 薄肥植物

第一阶段 | 1.2-1.6 | 0.8-1.2 | 0.4-0.8 | 0.0-0.4

第二阶段 | 1.6-2.0 | 1.2-1.6 | 0.8-1.2 | 0.4-0.8

第三阶段 | 2.0-2.4 | 1.6-2.0 | 1.2-1.6 | 0.8-1.2

那如何来界定这三个阶段呢?在诱导过程中,根系会不断生长出二次的不定根系,当不定根根系发育至预定的 1/3-1/2 根量时,及时切换至第二阶段;当根系互补修复发育接近完成时,切换至第三阶段,就是壮苗阶段。
在这过程中浓度营养液的浓度在不断地提高,植物的生长发育也不断地加快,直至完成发育成具有通气组织具生长良好的植株为止。

3、温光气热水的控制:

通气组织的形成主要是溶氧值和EC值的控制,但温、光、气、热、水是植物生长的最基本条件,它是否适宜决定诱导的植株能否生长良好,能否正常开花或结果,虽不是通气组织形成的主导因子,只起辅助作用,但要培育出外观漂亮的水培花卉产品,这些生长因子的控制也是极为重要的,以下就相关各因子的控制作些简单介绍:

(1) 水温的控制:在水生诱导过程中水温只作下限值控制,大多数植物的生长下限值为 15°C,在诱导过程中没有加温系统时要留意当地最低气温。

(2) 空气温度的控制:下限低温值一般为 10°C,上限高温值一般为 38°C。

(3) 空气湿度的控制:任何植物对高湿环境植物往往具有较强的适应性,而对低湿度坏境可能会不适应,特别对于一些原本生活于阴湿环境下的花卉植物如兰科、天南星科等来说,给它创造适宜的湿度条件还是很有必要的。
所以如果坏境湿度低于40%的时候,我们还是需要喷雾装置来及时提高空气湿度。

(4) 光照强度与时间的控制:这个可以参考催根时的参数要求来控制,具体参照《催根篇》。

四、家庭业余操作如何实现水培的根系诱导?

1、诱导床的制作

带盖泡沫箱是家庭小规模诱导床最好的替代品,一个高度在20公分以上,长宽在30公分以上的小泡沫箱就能完成。
当然其他一切符合这个尺寸的容器都可以,如果是敞口容器则加一块泡沫板作为漂浮板。

带盖泡沫箱

增氧系统:家庭增氧可以通过两个途径实现,一是水循环法,二二曝气法。
水循环法很简单,泡沫箱和营养液桶之间有个20-30公分以上的水位落差,便于氧气的融入。
循环系统就用催根阶段的水泵来代替,不用另作投资。
曝气法就更为简单,直接买一个养鱼用的小功率增氧泵,把增氧砂头放入泡沫箱水中底部就可以。
然后按照溶氧梯度来设定水泵或者增氧泵的开启时间。

氧气泵

2、如何设置溶氧和EC值?

在工厂化的水培花卉生产过程中,一切的参数控制都依赖于计算机的自动控制。
诱根过程中只要按照不同的阶段设定相关参数,自动控制系统就会严格控制自动运营,实施起来非常方便。
而在家庭诱导过程中,EC值的测量非常简单,买一个EC测量仪,价格十几元钱,大家都能投资。
但溶氧的监测实施起来并不方便,溶氧测试仪价格比较昂贵,最便宜的溶氧测试笔价格都在七八百以上,如果带控制器的溶氧监测仪,价格差不多在1500以上。
对我们业余玩家来说,这种投资似乎不值得。
这也许就是真正的水培花卉一直来很难在业务玩家中普及的原因。

但既然是业余玩家,我们也不要追求十全十美。
现把笔者在家庭诱导过程中的溶氧经验分享给大家。

大家知道,溶氧量跟水温、气压、盐度有关,下面这张表格就是一大气压下纯净水在不同温度下的饱和溶解氧值。
而在大自然池塘、河流中,水中的溶解氧很难达到饱和值,在温度0—35度时,溶解氧值一般在14-4之间。

溶解氧和温度对照表

有了这张表格,我们就可以水温相对应的溶解量来大致判断溶氧值,以此作为我们设定诱导的溶解量初始值。
这里特别强调的是,溶解氧值的设定坚持宁高勿低的原则,虽然通气组织的形成速度会慢一点,但不至于会让植株因为缺氧而烂根。

对照上文提到的各阶段的溶氧值,我们具体可以这样操作:

1、干旱植物:在温度15-25度之间都可以作为第一阶段的诱导,开始一周每天换水一次,第二阶段没三天换水一次,第三阶段每五天换水一次,第四阶段没七天换水一次,最后可固定10-15天换水一次;

2、阴湿植物:在温度20度以上都可以作为第一阶段的诱导,后面几个阶段参考干旱植物。

3、湿生植物和水生植物在任何温度都可以诱导,只是在温度在15-20度时,第一阶段每三天换水一次,后边几个阶段参考干旱植物;温度20度以上,第一阶段每一天换水一次,后面参考干旱植物。

在换水时,最好用水泵或增氧泵对水进行一个小时以上的循环或增氧,尽量让水中的溶解氧到达该温度下的饱和度。

对于资深玩家还是建议买专业的溶氧仪。
笔者目前正在筹建一个小型的实验室,会采购专业的溶氧仪,到时候会详细记录溶解氧的变化情况,将实验结果分享出来供大家参考。

通过一段时间的诱导后,我们通过肉眼就能观察到根系外表会长出一个个的气泡,气泡的形成就标志着通气组织诱导的成功。
看下图:



肉眼能见的根系表面气泡

好了,水培花卉的四个关键阶段到今天算是跟大家分享完毕。
因笔者表述能力有限,有很多地方可能表述不清楚或不完整,欢迎大家留言,我将会一一解答。

下一期将继续跟大家分享诱导成功后水培花卉的日常养护管理常识。
因本人码字都是靠碎片时间,可能做不到每天更新,请喜欢水培的朋友点击关注。

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