植物营养学论文范文
时间：2023-10-17 21:51:22
植物营养学论文篇1
关键词 植物营养学 气象院校 教学改革 农业资源与环境
中图分类号：G424 文献标识码：A
Teaching Reform of Plant Nutrition Course in
Meteorological University and College
WU Hongsheng
（Department of Agricultural Resources and Environment， College of Applied Meteorology，
Nanjing University of Information Science and Technology， Nanjing， Jiangsu 210044）
Abstract Plant nutrition is one of the key technical courses for college students in the major of agricultural resources and environment. Nanjing University of Information Science and Technology is a meteorology-oriented university which has some flaws and shortcomings in teaching and editing plant nutrition science. Several common flaws are for example old textbook， monotonous teaching， less teaching hour， less experiments， deficient equipments and instruments， little combined with meteorology and lacking enough interesting to students. Based on these questions， some beneficial suggestions are proposed to prompt the teaching and educational reform for plant nutrition course in the major of agricultural resources and environment science in meteorological university and college so as to foster much more qualified useful talents.
Key words plant nutrition science； Metrology-oriented university and college； teaching reform； agricultural resources and environmental sciences
0 引言
植物营养学是一门实践性很强的理论课程，是农业院校农业资源利用专业的主干专业课程之一。该课程在上世纪90年代以前一直叫做农业化学总论，国内最早编写这门课程的教科书的是中国农业大学（原北京农业大学）的彭克明教授和南京农业大学（原南京农学院）的裴保义教授，1994年又中国农业大学陆景陵教授和南京农业大学胡蔼唐教授编写的植物营养学（上下册），并把这门课程正式定名为植物营养学。该门课程主要从元素化学和动力学的角度讲授植物养分元素从土壤进入植物体内的过程。主要研究植物养分元素的吸收、运输、转化、合成、累积、利用规律和植物与环境之间物质、能量、信息交换的学科，用以指导农业施肥实践和农业环境保护。
南京信息工程大学是一所以气象为主的综合性理工院校，2004年设立农业资源与环境专业，开始讲授植物营养学课程，作为本科生必修课程之一，而且是主干专业课，由于专业成立时间不长，且隶属于应用气象学院，根据学校的气象特色，增设了一些气象课程，但是主干课程在大纲编制、课程设置、课时安排、试验安排等方面存在不足，需要进行教学改革，有利于学生学好植物营养学，更有利于学生用好植物营养学理论知识指导农业生产实践。
1 现有课程教材和教法的缺陷
如前所述，南京信息工程大学应用气象学院农业资源与环境系农业资源与环境专业的成立时间很短，专业课程设置缺乏经验，课程设置不合理，将一些相关的基础课专业选修课、专业基础课和必修课删除或变更为选修课，使得专业课程的学习缺少必要的知识储备和连贯；同时课时设置不尽科学，植物营养学课程设置48学时，分为单双周上课，课时偏少，单双周上课给师生带来不便； 植物营养学实验课偏少，更缺乏相应的实验室和仪器；课程编排内容与农业气象衔接不好，由于植物营养学教材是面向农业院校的农业资源利用专业本科生开设，没有考虑到农业气象类学校的特点，实际上农业气象中的温光水气热因子也是农业资源因子，同时也属于农业环境因子，跟植物营养学课程的联系不够紧密；教材编写较为陈旧，不能反映近年来迅速发展的植物营养学，没有紧密联系当前生产实际，学生在学习中感到枯燥无味、学了无用等。
2 方法改进和改革
2.1 建议增加和恢复农业资源与环境专业的相关课程，增加学生所学知识的连贯性
在我校农业资源与环境专业（简称农资专业）课程设置中删除了农业院校农资专业通常设置的基础课、专业选修课、必修课、选修课，如微生物学、生物化学、土壤地理学、土壤微生物学、施肥学等。作物的生长离不开土肥水汽热温光等因子，同时植物吸收的养分大多需要溶解于土壤中的水溶液中和吸附在土壤胶体上，并经土壤微生物吸收、吸附、分解、转化、富集等过程后为植物吸收利用，同时土壤微生物可以分泌一些化合物促进土壤难溶养分的分解、分泌激素促进植物生长，分泌抗生物质抑制土传病害对作物的危害，固氮菌固定空气中氮素转化成植物能直接吸收利用的铵态氮等；而生物化学则从化学角度研究植物体内元素的反应过程、大分子有机物的合成过程、分解过程及生物功能，这与植物营养学研究植物养分元素吸收、转运和养分合成、积累直接相关。这些知识的学习和掌握有助于学生深入理解植物营养学知识，帮助学生连贯掌握和理解植物体内发生的生物学、生理学、生物化学过程。
2.2 建议增加植物营养学课时和植物营养学实验
目前我校植物营养学课程设置课时48课时，单周每周一次，双周再增加一次，远远不够，教师无法根据当前农业生产实际补充和扩展上课。上世纪90年代我国农业院校农资专业植物营养学课程在120课时左右，课程改革后大多数院校在50～90课时之间，相比我校植物营养学课程的48课时可以说是最少的，导致教师无法上完规定的教学内容，更无法拓展课程，许多新进展、新问题无法给学生详细讲述，造成理论教学与现实脱节。这门课程实践学时更少，而且大多数的实验课和实践课只是对相关理论的简单验证，而不是有创造性的实践，这对学生的动手能力、 创新能力培养不利， 不能帮助学生利用理论进行实践创造。我系应加强实验课的教学，让学生学会实验设计，懂得实验的目的和原理，目前我校植物营养学试验课程只有16个课时，更重要的是实验室及实验条件有限，不能满足至少20个植物营养学试验的要求，需要进一步改进，否则无法培养学生的动手实验能力和科研素养。
2.3 增加实用性教学内容，增加学生的直觉认识和缩短植物营养学与现实的距离
植物营养学是一门实践性和实用性很强的课程。植物营养学实验课没有国家统编教材，而现有教材中的实验指导有些实验陈旧、 方法落后，也没有综合设计性实验内容，这种理论教学与实践教学严重的脱节现象对实验教学有着不良影响。 肥料工业在近十年来发展很快，各种新型肥料不断涌现，如生物有机肥、生态肥、拮抗菌剂、促生菌剂、土壤生物保水剂等。此外，农民对新型 的需求旺盛，对新型肥料使用方法更加缺乏熟练技术，因此，在教学内容方面，要突出实用性，增加有机肥工厂化生产技术、 测土配方施肥技术与专用肥配方设计原理及方法、 作物营养诊断施肥技术、生理性病害与微生物性病害的区别等教材上缺失、 而社会急需的内容，使课程内容在新颖性、 先进性、 实用性等方面取得较大突破。从根本上提高学生的动手操作能力，满足诸如复混肥厂、 有机肥厂、 微生物肥料厂以及化肥营销公司等主要用人单位的人才需求。
2.4 将农业气象学课程中的相关因子对农作物生长的影响整合到植物营养学中
农业气象因子温光水气热等属于农业资源与环境专业中的自然生态因子，在单独开设的农业气象学中也重复讲述这些与植物生长有关的气象因子，建议将这部分内容适当精简，合并到植物营养学。温光水气热是植物生长的主要自然因子，这些因子的变化随时影响着植物的养分吸收、转运、利用和植物生长发育。建议农业气象学中主要介绍农业气象因子的形成，而在植物营养学中增加主要农业气象因子对植物营养过程的影响，特别是主要灾害性天气对植物营养元素吸收、转运、同行利用的影响和预防。建议编写一本适合气象类院校农资专业本科生适用的植物营养学教材。
2.5 增加气象与农业相互关系的教学内容
现代农业与传统农业不同在于，农业生产不光考虑粮食产量，还要考虑粮食品质、施肥及施药对环境影响。由于温室气体的排放剧增引起的全球气候变暖和灾害性天气今年来不断增加，引起多方关注。农业操作引起的农田温室气体排放（CO2、CH4、N2O）是重要的源泉之一，尤其是施肥措施和技术直接影响农田温室气体排放，同时温室气体排放引起的全球气候变化导致灾害性和极端性天气的出现反过来又影响作物的生长和生存环境的破坏，这种相互关系的内容应当在植物营养学教材中体现出来，可以考虑编写一章全球变化生物学、一章植物营养施肥与农田温室气体、一章全球变化与植物营养等，适应新形势的变化。
3 小结
总之，气象类院校农业资源与环境专业具有农业院校农资专业的共性和特点，也有不同于一般农业院校农资专业的特色，应当改革教材、教学内容、理论教学、试验教学，增加新的现代农业和全球变化的内容，增加试验内容，增加与社会衔接的内容和试验，加大试验和实践投入，不断提高学生的理论知识、丰富学生的知识视野、增强学生的动手能力、提高学生的应变能力和工作适应性，将学生真正培养成有用之人。
参考文献
[1] 叶优良，王文亮，韩燕来，王宜伦，谭金芳，杨建堂.植物营养学教学改革与实践[J].科技咨询导报，2007（28）：186-188.
[2] 刘文菊，彭正萍，廖文华.植物营养学课程建设及教学改革的初步研究[J].中国校外教育，2009（8）：86-88.
[3] 李永夫，徐秋芳.植物营养学课程教学改革探索[J].教书育人.高教论坛，2012（8）：86-87.
[4] 彭显龙，刘元英，孙磊.《植物营养学实验》教学方法改革探讨[J].高科技与产业化，2009：93.
[5] 周鑫斌，刘峰，赖凡，黄云，习向银.植物营养学课程教学改革的探讨和实践[J].安徽农业科学，2010.38（32）：18504-18506.
植物营养学论文篇2
关键词：有机蔬菜；土壤培肥技术
中图分类号：S63 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20161132014
随着人们生活水平的逐步提高，有机食品成为人们追求绿色生活的重要体现，为了保障人们的生活质量，对有机蔬菜种植实施科学管理，实现人民生活水平绿色发展。
1 有机蔬菜生产土壤培肥的指标
有机蔬菜土壤培肥的指标为：蔬菜种植土壤层为中厚度，土壤黏着度适中，土壤温度需要依据种植蔬菜的最佳生长温度为最佳标准，一般情况下，有机蔬菜种植的温度在7～10℃之间为最佳；此外，有机蔬菜种植的土壤pH值为6.5～7.5之间的偏碱性土壤为最佳，从而保障有机蔬菜种植中土壤有机物，以及氮、磷、钾的含量，实现蔬菜种植有机生长。
2 有机蔬菜生产土壤培肥技术的理论依据
2.1 微生物理论
有机蔬菜种植中土壤培肥技术的科学应用，需要准确的理论依据作引导。微生物理论是主要的理论依据之一。蔬菜的成长需要大量的营养物质，其中一部分营养供给来自于种植培育的后期供给；另一部分也需要从土壤中吸取，土壤中微生物是有机蔬菜营养的主要来源。土壤中的微生物主要包括土壤酶活性、原生物、线虫等形式[1]，这些生物将土壤中的部分有机成分转变成为有机营养成分，为有机蔬菜的生长提供肥料保障。
2.2 土壤改良理论
加强土壤肥力，保障有机农作物的生长，应用土壤改良理论进行土壤培肥处理。有机食品种植中主要依靠土壤自身营养和外部施加有机肥对农作物生长实现营养供给。从土壤自身入手，应用外部改良技术，保障土壤中有机成分，适当对土壤进行有机物的补给，保障有机食品种植的土壤应用形成良性土壤应用循环，实现绿色种植农业的发展。
3 有机蔬菜生产土壤培肥技术的实践探究
3.1 科学施肥，增加土壤有机物含量
依据科学的有机食品种植理论，实现有机蔬菜生产土壤培肥技术的实践应用。科学施肥，增加土壤有机物含量。外部施加有机肥是保障有机种植土壤肥力的主要渠道。农户进行有机土壤培肥时，注重把握培肥的时间和培肥量的多少。一般而言，有机蔬菜的土壤培肥时间分为3个时间点，分别为种植前期，种植成长期和种植后期。种植前期的培肥主要以氨基酸、种植激素类的生理性肥料为主，是为了保障对土壤自身进行改良，同时为农作物初期成长提供保障；种植中成长期添加农家肥、含氮磷钾丰富的有机肥为主，促进农作物中有机成分的补给需要；种植后期的施肥主要应用营养转化补给，同时具有较强的抗病虫害的肥料作为主要的培肥来源，科学施肥，实现有机土壤的良性应用。
3.2 土壤理性化治理
农户在进行蔬菜种植过程中，应当定期对有机蔬菜种植的土壤进行治理。及时除草；有机种植中，杂草的生长对有机蔬菜的种植生长造成危机，减少有机蔬菜生长的营养获取，农户可以适当的采用物理措施，对有机蔬菜种植中的杂草进行控制，同时结合人工除草，保障有机蔬菜生长；积极做好有机土壤的翻耕，提高有机土壤的松弛程度，保持土壤透气性，实现有机土壤的科学治理。
3.3 做好土壤保水工作
做好土壤的保水工作。依据有机蔬菜自身含水量的要求，对土壤中的水份进行科学控制。有机农作物种植初期，受到外部自然环境的影响，我国农户通常采用地膜保水法对有机土壤中的水分进行调节，同时结合定期的土壤翻耕，增强土壤中空气流通性，在有机蔬菜种植过程中，每隔3～5d进行一次浇水灌溉，注重对土壤中水分的保障，为有机蔬菜的种植提供丰富的水分，提高有机蔬菜产品的水分需求，保障有机蔬菜的成长。
3.4 结合种植植物的合理调节
有机蔬菜培肥技术的应用也需要结合种植作物进行合理调节。例如：农户可以在有机蔬菜种植基地中适当的种植黄豆、红豆等含有丰富有机成分的农作物进行有机土壤调节，保障土壤中氮磷钾的含量，对土壤中长期消耗的营养成分进行补给，避免有机土壤使用出现土地过度使用，造成土地板结，实现了现代农业种植科学发展。
有机蔬菜种植是指农产品种植完全依据农作物的基本生长规律进行农业种植，降低农作物种植中农药应用比重。本文对有机蔬菜产品土壤培肥技术的探讨，促进我国农业种植的发展，为提高人们的生活质量提供了保障。
参考文献
植物营养学论文篇3
Teaching Reform of Plant Nutrition Course in
Meteorological University and College
WU Hongsheng
（Department of Agricultural Resources and Environment， College of Applied Meteorology，
Nanjing University of Information Science and Technology， Nanjing， Jiangsu 210044）
Abstract Plant nutrition is one of the key technical courses for college students in the major of agricultural resources and environment. Nanjing University of Information Science and Technology is a meteorology-oriented university which has some flaws and shortcomings in teaching and editing plant nutrition science. Several common flaws are for example old textbook， monotonous teaching， less teaching hour， less experiments， deficient equipments and instruments， little combined with meteorology and lacking enough interesting to students. Based on these questions， some beneficial suggestions are proposed to prompt the teaching and educational reform for plant nutrition course in the major of agricultural resources and environment science in meteorological university and college so as to foster much more qualified useful talents.
Key words plant nutrition science； Metrology-oriented university and college； teaching reform； agricultural resources and environmental sciences
0 引言
植物营养学是一门实践性很强的理论课程，是农业院校农业资源利用专业的主干专业课程之一。该课程在上世纪90年代以前一直叫做农业化学总论，国内最早编写这门课程的教科书的是中国农业大学（原北京农业大学）的彭克明教授和南京农业大学（原南京农学院）的裴保义教授，1994年又中国农业大学陆景陵教授和南京农业大学胡蔼唐教授编写的植物营养学（上下册），并把这门课程正式定名为植物营养学。该门课程主要从元素化学和动力学的角度讲授植物养分元素从土壤进入植物体内的过程。主要研究植物养分元素的吸收、运输、转化、合成、累积、利用规律和植物与环境之间物质、能量、信息交换的学科，用以指导农业施肥实践和农业环境保护。
南京信息工程大学是一所以气象为主的综合性理工院校，2004年设立农业资源与环境专业，开始讲授植物营养学课程，作为本科生必修课程之一，而且是主干专业课，由于专业成立时间不长，且隶属于应用气象学院，根据学校的气象特色，增设了一些气象课程，但是主干课程在大纲编制、课程设置、课时安排、试验安排等方面存在不足，需要进行教学改革，有利于学生学好植物营养学，更有利于学生用好植物营养学理论知识指导农业生产实践。
1 现有课程教材和教法的缺陷
如前所述，南京信息工程大学应用气象学院农业资源与环境系农业资源与环境专业的成立时间很短，专业课程设置缺乏经验，课程设置不合理，将一些相关的基础课专业选修课、专业基础课和必修课删除或变更为选修课，使得专业课程的学习缺少必要的知识储备和连贯；同时课时设置不尽科学，植物营养学课程设置48学时，分为单双周上课，课时偏少，单双周上课给师生带来不便； 植物营养学实验课偏少，更缺乏相应的实验室和仪器；课程编排内容与农业气象衔接不好，由于植物营养学教材是面向农业院校的农业资源利用专业本科生开设，没有考虑到农业气象类学校的特点，实际上农业气象中的温光水气热因子也是农业资源因子，同时也属于农业环境因子，跟植物营养学课程的联系不够紧密；教材编写较为陈旧，不能反映近年来迅速发展的植物营养学，没有紧密联系当前生产实际，学生在学习中感到枯燥无味、学了无用等。
2 方法改进和改革
2.1 建议增加和恢复农业资源与环境专业的相关课程，增加学生所学知识的连贯性
在我校农业资源与环境专业（简称农资专业）课程设置中删除了农业院校农资专业通常设置的基础课、专业选修课、必修课、选修课，如微生物学、生物化学、土壤地理学、土壤微生物学、施肥学等。作物的生长离不开土肥水汽热温光等因子，同时植物吸收的养分大多需要溶解于土壤中的水溶液中和吸附在土壤胶体上，并经土壤微生物吸收、吸附、分解、转化、富集等过程后为植物吸收利用，同时土壤微生物可以分泌一些化合物促进土壤难溶养分的分解、分泌激素促进植物生长，分泌抗生物质抑制土传病害对作物的危害，固氮菌固定空气中氮素转化成植物能直接吸收利用的铵态氮等；而生物化学则从化学角度研究植物体内元素的反应过程、大分子有机物的合成过程、分解过程及生物功能，这与植物营养学研究植物养分元素吸收、转运和养分合成、积累直接相关。这些知识的学习和掌握有助于学生深入理解植物营养学知识，帮助学生连贯掌握和理解植物体内发生的生物学、生理学、生物化学过程。
2.2 建议增加植物营养学课时和植物营养学实验
目前我校植物营养学课程设置课时48课时，单周每周一次，双周再增加一次，远远不够，教师无法根据当前农业生产实际补充和扩展上课。上世纪90年代我国农业院校农资专业植物营养学课程在120课时左右，课程改革后大多数院校在50～90课时之间，相比我校植物营养学课程的48课时可以说是最少的，导致教师无法上完规定的教学内容，更无法拓展课程，许多新进展、新问题无法给学生详细讲述，造成理论教学与现实脱节。这门课程实践学时更少，而且大多数的实验课和实践课只是对相关理论的简单验证，而不是有创造性的实践，这对学生的动手能力、 创新能力培养不利， 不能帮助学生利用理论进行实践创造。我系应加强实验课的教学，让学生学会实验设计，懂得实验的目的和原理，目前我校植物营养学试验课程只有16个课时，更重要的是实验室及实验条件有限，不能满足至少20个植物营养学试验的要求，需要进一步改进，否则无法培养学生的动手实验能力和科研素养。
2.3 增加实用性教学内容，增加学生的直觉认识和缩短植物营养学与现实的距离
植物营养学是一门实践性和实用性很强的课程。植物营养学实验课没有国家统编教材，而现有教材中的实验指导有些实验陈旧、 方法落后，也没有综合设计性实验内容，这种理论教学与实践教学严重的脱节现象对实验教学有着不良影响。 肥料工业在近十年来发展很快，各种新型肥料不断涌现，如生物有机肥、生态肥、拮抗菌剂、促生菌剂、土壤生物保水剂等。此外，农民对新型 的需求旺盛，对新型肥料使用方法更加缺乏熟练技术，因此，在教学内容方面，要突出实用性，增加有机肥工厂化生产技术、 测土配方施肥技术与专用肥配方设计原理及方法、 作物营养诊断施肥技术、生理性病害与微生物性病害的区别等教材上缺失、 而社会急需的内容，使课程内容在新颖性、 先进性、 实用性等方面取得较大突破。从根本上提高学生的动手操作能力，满足诸如复混肥厂、 有机肥厂、 微生物肥料厂以及化肥营销公司等主要用人单位的人才需求。
2.4 将农业气象学课程中的相关因子对农作物生长的影响整合到植物营养学中
农业气象因子温光水气热等属于农业资源与环境专业中的自然生态因子，在单独开设的农业气象学中也重复讲述这些与植物生长有关的气象因子，建议将这部分内容适当精简，合并到植物营养学。温光水气热是植物生长的主要自然因子，这些因子的变化随时影响着植物的养分吸收、转运、利用和植物生长发育。建议农业气象学中主要介绍农业气象因子的形成，而在植物营养学中增加主要农业气象因子对植物营养过程的影响，特别是主要灾害性天气对植物营养元素吸收、转运、同行利用的影响和预防。建议编写一本适合气象类院校农资专业本科生适用的植物营养学教材。
2.5 增加气象与农业相互关系的教学内容
现代农业与传统农业不同在于，农业生产不光考虑粮食产量，还要考虑粮食品质、施肥及施药对环境影响。由于温室气体的排放剧增引起的全球气候变暖和灾害性天气今年来不断增加，引起多方关注。农业操作引起的农田温室气体排放（CO2、CH4、N2O）是重要的源泉之一，尤其是施肥措施和技术直接影响农田温室气体排放，同时温室气体排放引起的全球气候变化导致灾害性和极端性天气的出现反过来又影响作物的生长和生存环境的破坏，这种相互关系的内容应当在植物营养学教材中体现出来，可以考虑编写一章全球变化生物学、一章植物营养施肥与农田温室气体、一章全球变化与植物营养等，适应新形势的变化。
3 小结
植物营养学论文篇4
在湖泊生态系统中，营养物质在水-底泥-植物界面不断迁移转化，对其模拟研究主要包括3个子模型，即植物生长模型、底泥营养物质迁移转化模型和水动力水质模型（图1）.
1.1模型机理水生植物在整个水体生态系统的建构、平衡、维持、恢复等过程中起到重要的作用.水生植物在其生长发育以及衰败、死亡过程中，通过对碳、氮、磷等营养元素的吸收同化、腐烂分解、沉积等过程调节着水体的营养平衡，对湖泊生态系统的物质和能量循环产生重要影响.
1.1.1水生植物生长与营养物质的吸收同化水生植物在生长发育过程中，通过根部直接从底泥中吸收碳、氮、磷等营养盐，同化为自身结构的组成物质，降低了底泥中营养物质的含量.水体中的营养物质通过沉积、吸附进入底泥，补充底泥里营养物质的流失（图2）.
1.1.2水生植物衰亡与营养物质的沉积水生植物在发育成熟以后进入衰亡阶段，不再吸收营养物质，通过腐烂、分解、沉积等过程返回至底泥中；底泥中的营养物质通过一系列物理化学作用，释放回归水体（图3）.
1.2基本方程水动力水生态模型分为两大部分，即二维湖泊水动力水质模型［1］和植物生长-营养物迁移转化模型.
1.2.1水生植物生长模型方程植物生长受温度、水分、养分和光照等因子的综合影响，植物生长是理想状态下最大生长速率与环境因子的时间变化函数［7］.本文主要研究植物生长与营养物质的迁移转换，假设水分、温度和光照因子都处于适宜状态，植物生长主要受营养物质的限制。
1.2.2底泥中营养物质迁移转化模型底泥在湖泊营养物质迁移转化过程中起源和汇的作用，既是外源和动植物残体分解形成营养物质的汇，又是水生植物生长所需营养物质的源.营养物质在底泥中的迁移转化运动受物理、化学和生物过程综合影响.
2模型求解
2.1数值方法
2.1.1植物生长求解水生植物生长模型均是与时间t有关的函数，采用时间向前差分方法，进行数值离散：
2.1.2底泥营养物质转换求解采用非正交交错网格，在控制体内，对流项采用迎风格式处理，对源项进行线性化处理，对公式（2）进行积分和离散。
2.1.3水动力水质模型求解采用非正交非交错网格，在控制体内，对流项采用迎风格式处理，对二维湖泊水动力水质模型公式进行积分和离散，得到对流扩散方程的离散方程。采用SIMPLE正交算法，获得自由表面η校正方程和速度修正方程，即η校正方程。水面高程修正方程式与动量方程、k-ε紊流模型方程、水质扩散方程均属于同一类五对角型的代数方程组，可以应用SIP方法进行快速求解.
2.2求解过程1）计算植物生长量，求取植物对营养物质的吸收量.2）计算底泥营养物质的迁移转化，依据植物吸收的损失量，求取底泥从水体中获取的营养物质补偿量.3）计算湖泊水动力水质，模拟湖泊水质变化情况，对比植物生长前后的湖泊水质状况，求取植物生长对湖泊水质的影响.
3模型应用
3.1研究区概况将本模型应用于湖北省黄冈市白潭湖，研究区位于长江中下游下段北岸，属亚热带大陆性季风气候，日照充足，雨量充沛，四季分明，雨热同季，年均日照时数为2082h，为植物生长提供了充足的热量和光照强度.
3.2模型参数植物生长模拟模型中各参数确定方法见文献［8］，底泥营养物（污染物）迁移转化模型主要参数值如表1所示.
3.3模型验证以2013年4月16—20日湖区取样点1、4（图4）的实测值为湖泊原始背景值，对模拟结果进行验证，如图5所示，实测浓度与模拟计算的结果最大误差不超过15%，表明该模型可用于研究水域的水质模拟研究.
3.4模拟结果模拟沉水植物生长期（3月中旬至8月下旬）湖区TN浓度的变化趋势，5个点位（图4）的模拟结果如图6所示.模拟结果表明，植物开始生长以后，湖泊水体中的TN含量开始降低，其中位于湖汊处的点1和点2植物密度较高，TN浓度迅速降低后期受外源的影响，植物对氮的吸收与氮源的补给基本持平.点3处湖泊水域面积较小，水体受外部环境影响较大，植物开始生长时，快速吸收营养物质，湖泊TN浓度降低迅速，当有外来营养物质补充时，湖泊营养物质浓度增高，水质下降，湖泊水质受植物生长与外源共同作用，成波浪式变化.点4和点5位于湖心区域，受外源影响相对较小，湖泊营养物质含量随植物生长过程逐步降低.植物生长过程能有效改善湖泊水质，但水生植物的密度和湖泊容量以及与外部交换能力也会影响湖泊水质。
4结论
为研究湖泊水生植物的生长对湖泊水动力水生态的影响机理，本文结合当前国内外学者对水动力水质、水生植物生长和营养物质迁移转化机理的研究成果，根据水生植物的生长发育特征及其与外部环境物质交换动力学特征，基于营养物质在植物-底泥-水体界面的迁移转化理论和湖泊水动力响应机制，建立了水-生态-底泥耦合的湖泊湿地生态系统水动力水生态数学模型，为湖泊水质水生态的改善和修复提供技术支撑，对湖泊水生态修复具有一定的实际意义.
植物营养学论文篇5
论文摘要: 湖泊富营养化是当前我国湖泊面临的主要污染问题，在对湖泊富营养化进行了诸多治理取得成效的同时，还存在着许多的问题，本文就当前湖泊富营养化治理的现状和所存在问题进行了思考，指出今后在湖泊富营养化治理中的进展情况。
一、湖泊富营养化及其危害
富营养化指湖泊、水库、缓慢流动的河流以及某些近海水体中营养物质(一般指氮和磷的化合物)过量从而引起水体植物(如藻类及大型植物)的大量生长。由于藻类在与水生植物竞争营养盐上有优势，当湖泊水体营养盐过多后，藻类滋生，根生或者浮游生物大量生长。造成对湖泊水体正常功能的危害。例如导致饮用水臭味和水色的变化。大量浮游植物或者浅水根生植物的生长繁殖，可能导致湖泊沼泽化，容积大幅度减少；植物的分解消耗大量溶解氧，释放大量溶解性有机物，导致水质急剧恶化。藻类在代谢死亡过程中能够释放各种藻毒素，具有比较强的毒理作用，危及整个湖泊生态系统。通常，湖泊、海湾富营养化的限制性物质是氮和磷，所以用氮和磷作为富营养化的指标是有效的。实验表明，随着水
中氮肥、磷的增加，藻类的繁殖量也在增加，而且有线性关系。其结果是引起水质恶化、味觉和嗅觉变坏、溶解氧耗竭、透明度降低、渔业减产、死鱼、阻塞航道，对人和动物产生毒性。特别值得重视的是，近十几年来，我国湖泊富营养的趋势发展很快，到本世纪末，大多数湖泊的富营养化都有加重。故对湖泊富营养化的防治已成为当务之急。
二、富营养化治理的进展
1.物理方法
(1)污水分流。湖泊富营养化的一个重要原因就是外源污染。工、农业生产的污水直接排放到湖泊是造成湖泊水体营养盐含量增加的主要原因。通过对排放管道的改造，将污水的排放引至别处，是防治湖泊富营养化重要的、有效的措施。
(2)换水／稀释。湖泊内营养盐含量过多，通过换水／稀释可以直接将湖泊水体内的营养盐浓度降低，同时可以排除掉大量的营养盐。
(3)深层排水。湖泊底层营养物含量高，一般而言，底层水的营养盐浓度高于表层水，当水流转时，底层湖水进入上层，引起表层湖水营养物含量的增加。
(4)曝气／混合。采用机械搅拌、压缩空气、水泵、喷射泵等方法进行曝气和促进水的流动，可以防止底泥释放磷，改善氧气状况，加强矿化作用，降低浮游植物光合作用等效果。
(5)挖泥。富营养化湖泊中的底部沉积物常是一个营养库，在一定条件下可不断释放磷，这称为内部负荷。当外部负荷减少后，内部负荷可补偿，使富营养化现象继续存在。挖泥可以直接去除底泥中的营养盐含量，减轻内部负荷对湖泊的影响。
(6)机械收草藻。利用机械收割装置直接收获水草和藻戋可以直接改善湖泊的表层生态环境，同时，水草和藻类本身就会吸收大量的营养盐，通过对它们的收获也可以从湖泊中去除营养盐。
2.化学方法
(1)深水曝气技术。营养盐类的大量注入，致使藻类及浮游生物异常繁殖，水体溶解氧急速下降，在水与底泥的交界面甚至出现厌氧现象。在深水进行人工曝气，可以在不改变水体分层的状态下提高溶解氧浓度；其次还可以降低氨氮、铁、锰等离子性物质的浓度，可有效改善厌氧状况。
(2)营养物钝化。利用铝盐与无机和颗粒磷产生沉淀，可以减少水体中磷的含量，铁盐(氯盐或铝盐)、硫酸铝铁、泥土颗粒和石灰泥都有类似的功能，钙盐也是相当有效的营养物钝化剂。
3．生物方法
(1)水生植物修复技术。利用适合相应湖体环境的水生植物及其共生的微环境，来去除水体中的污染物质。水生植物在其生长期间可有效吸收与富集水中和底质中的营养盐，起着“营养泵”和“营养库”的作用。合理构建并维持水生植物的生物量，可转移出氮、磷等营养盐，各类漂浮植物、浮叶植物、挺水植物和沉水植物等水生植被的恢复和重建可有效分配水体营养盐，避免单一优势种的过度滋生，保持水体净化能力。
(2)水生动物修复技术在湖泊水库生态系统中，水体中的藻类除受营养物质的控制外，作为食物链中的一环，也受到浮游动物和鱼类的控制。因此，可以通过调控食物链的环节来达到改善湖泊水库水质的目的。
(3)生物膜技术。利用比表面积较大的天然材料或人工介质为载体，利用其表面形成的粘液状生物膜，对污染水体进行净化。载体上富集的大量微生物能有效拦截、吸附、降解污染物质。
三、富营养化治理方法存在的问题
对于湖泊富营养化，各个国家和地区采用不同的物理、化学、生物方法对其进行预防、控制和修复，并且取得一定的成效。现在主要的物理处理方法有底泥疏浚、引水冲洗等；化学方法有投加混凝剂和除藻剂等。这些物理、化学方法对湖泊的治理有一定的作用，但是对污染严重的湖泊进行底泥疏浚，易导致底层的沉积物发生悬浮和扩散，促进了沉积物中的氮、磷营养盐及其所吸附的金属离子的释放，从而使水体环境面临受沉积物中释放的重金属离子及氮、磷营养盐二次污染的风险；投加化学药剂，虽然在一定程度上可以使水体透明，水质得到改善，但是长期使用可能会加速湖泊的老化，引发新的生态问题。相比较来说，物理和化学的处理方法成本高，并且对富营养化的治理不彻底，只能在短期内效果明显，不适于长期使用。国内外对水体富营养化的研究和实践证明， 目前生物调控和生物修复方法因其成本低、处理彻底且无二次污染而得到行业内的认可。
四、对我国湖泊富营养化治理的展望
近年来， 国内外的专家学者对湖泊富营养化进行着不断深入的研究，但是结果却不尽如人意。随着我国经济发展，环境问题的日益凸现，从当前情况来看，我国湖泊除少数位于西北的外都受到不同程度的污染，并且这种污染不是减缓而是在加剧。因此，我国对湖泊的富营养化问题也日益重视，但是由于公民环保意识的淡薄，处理设施的陈旧，以及我国经济的相对落后，政府环境监测管理、政策法规存在的不足，彻底治理湖 白的富营养化不是一朝一夕的事情。目前，我国湖泊富营养化的治理，根据现有的经济条件和技术措施，重点应放在控制污染源上：控制排磷、排氮的点源污染、非点源污染以及内源污染；制定污水的排放标准，并且加强监督和管理力度。限制湖区的人类活动，严格管理湖泊水产养殖、
流域盲目开发以及植被的破坏、周围乡镇的污水和固废的排放。政府应加强对环境保护的宣传，提高全民的环保意识；加强法制建设，完善湖泊的环境保护法律法规。对经济相对发达的地区，我们还应积极借鉴国外湖泊治理的先进经验，结合当地的自然条件和湖泊的富营养化状况制定切实可行的方案。在湖泊生态修复问题上，要认清治理工作的长期性和复杂性，树立解决水环境问题的长远观点。所以湖泊富营养化的生物修复技术应成为基础研究领域首先解决的重大科学问题之一，也是今后一段时间湖泊富营养化治理的主要研究之一。
参考文献：
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[2]顾宗濂.中国富营养化湖泊的生物修复.[J].农村生态环境.2002.18.(5).
植物营养学论文篇6
[关键词] 粗毛淫羊藿；生长周期；克隆植物
[收稿日期] 2013-05-31
[基金项目] 国家科技基础性工作专项重点项目（SB2007FY020）；中国中医科学院中药研究所基本科研业务费自主选题项目（2011ZDXK-01）；贵阳市科技创新公共技术平台建设项目（2010筑科合字第3-2号）
[通信作者] *周涛，教授，主要从事中药资源的调查、整理研究，Tel：（0851）5622506，E-mail：
淫羊藿作为常用大宗中药，除供药材使用外，其提取物还广泛用于化妆品、保健品、化工以及出口，资源需求日益增加。但对于淫羊藿属植物资源而言，属下“种”的资源分布表现出明显的区域化，缺乏广布种，造成淫羊藿药材的基源种类有所不同[1]。《中国药典》2010年版即收录淫羊藿Epimedium brevicornu、箭叶淫羊藿E. sagittatum、柔毛淫羊藿E. pubescens、朝鲜淫羊藿E. koreanum及巫山淫羊藿E. wushanense（单列）5个种作为淫羊藿药材来源[2]。实际上，在各地方标准和民间传统中被作为淫羊藿药材使用的有10多个种。其中，粗毛淫羊藿E. acuminaum因其药材中淫羊藿苷含量较高，为2003年版《贵州省中药材、民族药材质量标准》所收载并已成为贵州淫羊藿药材的主流品种之一[3]。
淫羊藿植物资源的更新研究涉及到资源蕴藏量、经济量、年允收量、采收周期等评估工作，这是开展和规划淫羊藿植物资源保护和可持续利用的理论基础。但要开展这方面的研究工作，首先要获知药用植物的生长周期及其生长习性等特征。但对于淫羊藿属植物，近些年来的研究工作主要集中在属内物种的资源分布[1，4]、化学成分[5]、药理作用[6-7]、植物生理[8]等方面，而在资源种群分布、年龄结构、生长周期及其更新周期等方面的研究鲜见报道，特别缺乏有关植物生长发育中形态特点与变化规律的记载。本文基于前期探讨粗毛淫羊藿药材品质与生境的研究工作，对野生粗毛淫羊藿植物的生长发育进行了持续定期的观察和形态记录，旨在寻找植物不同生长时期的形态特征和判断依据，为阐明该物种自然生长特性、种群分布与资源的可持续利用研究提供基础理论依据。
1 研究地区与研究方法
1.1 观察地区概况
贵阳市乌当区地处黔中腹地，位于东经106°30′～107°03′，北纬26°33′～26°55′，海拔1 100～1 400 m。亚热带高原湿润性季风气候，年均温度14.6 ℃，年日照数1 205.8 h，年降水量1 188 mm，年无霜期288 d。境内土壤以酸性黄壤为主，与石灰岩、白云岩、砂岩、页岩等交错分布。地带性植被为中亚热带湿润性常绿阔叶林，以壳斗科、樟科、山茶科植物为主。观察地为林缘旷地生境，无乔、灌木层植被，土层瘠薄，粗毛淫羊藿茎短而细，叶片较小，分枝少，叶色枯绿，植株高在13～48 cm[9-10]。
1.2 研究方法
1.2.1 形态特征观察 2010年1月―2012年7月，在明确调查地区粗毛淫羊藿自然种群分布基础上，每个月在观察地设置1 m × 2 m的样方1～2个，记录生境类型、样方经纬度、海拔以及伴生植物种类。将样方内粗毛淫羊藿植株全部挖出，带回实验室清洁整理、制作标本后，观察、记录每株植株的生长状况、叶部形态，花枝、根茎节数等，判断植株生长周期与龄级，对凭证标本进行生物绘图。
1.2.2 不同生长阶段淫羊藿苷的含量测定 在林缘旷地和灌木林生境的粗毛淫羊藿样方中，分别选取营养生长（生殖前期）阶段、有性生殖（开花结实）阶段的植株各10株，分离为根、地下茎、地上茎、叶片4个器官部位，各部位混合，获得2个生境、4个部位、2个生长阶段的样本16份，60 ℃干燥、60目粉碎、备用。
以淫羊藿苷为检测指标，参照《中国药典》2010年版一部淫羊藿药材含量测定项下进行。色谱条件：岛津LC-10AT型液相色谱仪，Ultimate C18色谱柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），流动相乙腈-水（30∶70），检测波长 270 nm，流速 1.0 mL ・ min-1，进样量 10 μL。
1.2.3 分析方法 采用SPSS 17.0软件进行标准差、相关性分析。
2 结果
2.1 形态观察
植物的生长周期是指种子萌芽为实生苗到植物产生种子的过程。就本文考察生境的野生种群来看，粗毛淫羊藿的生长周期可分为2个阶段：1～5（6）龄植株的营养生长阶段和7（8）龄后的有性与无性生殖并存阶段。
2.1.1 营养生长（生殖前期）阶段 淫羊藿属种子均具有形态生理性休眠的特性[11]，粗毛淫羊藿种子也不例外，自然环境下可休眠半年。在林缘旷地生境中，种子早春2～3月打破休眠，下胚轴伸长，子叶出土式萌发。幼苗高3～11 cm，主根明显，真叶1枚，单叶，心形，子叶宿存。次年，子叶脱落，脱落处有不定根生成，主根渐退化。植株当年新生单叶1～3枚，原基生叶保留，共具2～5枚单叶。第3年，植株主根进一步退化，不定根增加，地下茎形成，并呈结状；植物新生单叶1～3枚，基部被短伏毛，第2年的单叶尚存，色黄绿，革质，柔韧，第1年的叶多凋落或枯萎，全株共有基生小叶3～6枚。第4年，植株根茎结节状增粗，其上密生须根，有芽痕；新生单叶1～3枚。第5年，地下根状茎增粗，呈结节状或结团状横走，节间具棕褐色膜质鳞片，节上密生不定根，长可达10 cm；植株新生叶为一回三出复叶，基生，有小叶3枚，纸质或薄革质，狭卵形，顶生小叶基部裂片圆形，侧生小叶以顶生小叶呈对称分布，基部裂片极度向外偏斜。有一些植株若呈现2枚新叶，则1枚复叶，1枚为单叶。自第6年开始，植株每年萌生的新叶均为复叶，不再有单叶，见图1。
A.1龄实生苗；B.2龄植株；C.3龄植株；D.4龄植株；E.5龄植株；F.8龄植株。
图1 粗毛淫羊藿不同生长年限植株形态
Fig.1 The different age of phytomorph figure of Epimedium acuminaum
综上所述，在林缘旷地生境中，野生粗毛淫羊藿植物的营养生长期持续了5～6年，有2个较明显的形态变化：一是单叶向复叶转化，前4年的植株均为单叶，第5年呈现一回三出复叶（或复叶伴单叶）；二是主根退化，根状茎形成。第6年，新生叶为复叶，尚不具花枝，植株仍处于营养生长期。
2.1.2 有性生殖和无性生殖并存阶段 植株至7年进入既开花结果又有块根膨大的有性和无性生殖并存阶段。特点一是植株早春萌生花芽，花茎具2枚对生复叶，有时3枚轮生。当环境或气候条件适宜，完成开花结果后，部分植株会产生第2轮新叶，为营养叶，继续进行营养生长；二是植株在具备种子繁殖的同时，植株根茎也能够通过分株形成2个独立的部分，分株在一定时期内由间隔子（根状茎）连接，即粗毛淫羊藿具有克隆生长的习性。因此，正是由于上述生理特性，当粗毛淫羊藿植株成年后就很难通过根茎的芽痕、植物地上叶形态判断其确切的生长年限，见图2。
A.花枝与花；B.根状茎；C.成熟果实与种子。
图2 粗毛淫羊藿器官形态特征
Fig.2 The organ morphologies of Epimedium acuminaum
2.2 不同生长阶段的淫羊藿苷积累情况
本文以淫羊藿苷为指标，以灌木林生境为对 照，考察林缘旷地生境下粗毛淫羊藿在营养生长期（繁殖前期）和有性繁殖期植株各部位中淫羊藿苷的含量。结果显示，无论阴蔽还是开阔环境，在营养生长阶段与在有性繁殖阶段，植株各部位中的淫羊藿苷含量没有显著性差异。此外，前期分析粗毛淫羊藿植株在不同生境中，各营养部位淫羊藿苷的分布格局为叶片>根>茎>根茎[9]，本文的分析结果与之一致，均表现为在生长周期内，叶部的淫羊藿苷积累最高，其次是根与根茎，茎中的含量最低。总体上表现出该成分具有特定部位积累的趋势。由于生物量占主导的是根茎部位，地下部分（根茎、根）的含量偏高，当药材用全株时，药材品质受其影响最大，见表1。
表1 2种生境下植株营养部位在不同生长期的淫羊藿苷含量（±s，n=5）
Table 1 The contents of icariin of different growth cycle in the 2 habitats of Epimedium acuminaum（±s，n=5）
注：差异显著性分析取α=0.05水平，同列字母不同为差异显著。
3 讨论
3.1 不同生长年限的生物学特征
孙超等[12]对粗毛淫羊藿的物候期、叶片生长特性、开花结实习性进行了记录，描述植物具有2次萌叶现象，这是成年植株在生境和营养适宜的条件下产生的：第1轮叶带花枝，第2轮为营养叶。但生境不适宜或营养条件受限时，一般植株1年只生长1次叶。
粗毛淫羊藿种子从萌发到开花结实的生长过程，有4～8年不等。即在适宜生境和营养充裕条件下，植株最早可在第3年即出现复叶，根茎迅速膨大，第4年进入开花结实。而当处于不良或胁迫生境中，植株可能需要5～6年完成营养生长，第7～8年方能开花结实。本文所观察的粗毛淫羊藿植株位于林缘旷地生境中，受日照、植物竞争和人为干扰影响较大，植株生长发育较为缓慢，生长周期可长达8年左右。在营养生长阶段，叶会呈现从单叶向复叶的变化，1～4龄植株均为单叶，根茎不发达。生长第5年植株出现一回三出复叶，基生；根茎膨大横走，芽仅少数正常发育，多为冗余芽。当植株呈现复叶后，预示次年会有花枝萌出。第8年有带叶花枝萌出，具备开花结实的能力，根茎结节状膨大横走。
判断野外粗毛淫羊藿植株生长年限最直观的依据是观察叶的形态：如果植株只有单叶，或兼具1～2枚基生复叶，生长年限在4～6年。具有花茎后，则只能依据宿存茎生复叶数估测植物的生长年限了。由于尚不清楚自然群落中成年植株的克隆习性，对于具备有性繁殖和兼有无性繁殖（根茎分株）能力的植株，更难凭植株形态准确推断其生长年龄了。
随着对粗毛淫羊藿生物学特性及与环境关系的逐步了解，对之生长发育与环境关系的认识也在不断加深，如作者前期认为植株在林缘旷地生境中的生物量累积增加可能是植株能更多获得阳光，生长代谢增强之故，却未考虑其生物学特性。实际上，作为一种喜阴植物，粗毛淫羊藿在阴蔽生境中地上部分长势茂盛，开花结实较多，而生长于旷地生境中的植株长势较差，少有开花和结实。这正是植株因环境不适宜，转为加强根茎保存、贮藏营养，同时采取克隆繁殖代替种子繁殖以保持种群生存的策略。
3.2 根状茎的起源
根状茎是粗毛淫羊藿植株重要的器官构件。成年植株根状茎所占生物量的比重最大，那么淫羊藿的根茎是如何形成的呢？观察发现，种子萌发后，下胚轴发展为幼茎，主根在第二年即退化，子叶残基处须根逐渐增长，幼茎逐渐转入土层成为地下茎，在随后生长岁月中结节状膨大、横走，最终形成根状茎。
3.3 淫羊藿苷的含量水平
从不同生境下植株各器官构件生物量的比例来看，根状茎在林缘旷地生境中的生物量是最高的，而叶片生物量则是最低的[10]，表明此生境为该植物非适宜生境。前期研究发现，植株的次生代谢物淫羊藿苷积累水平与生境有关，在旷地生境下的淫羊藿苷含量高于阴蔽生境下[9]，进一步证明粗毛淫羊藿具有明显的逆境效应，并不是作者前期所认为的充裕阳光下植株生理活动增强所致。作为多年生植株，粗毛淫羊藿不仅在不同生境中的生物量差异较大，且在同一生境下的生物量差异也较大，后者是个体生长年限的因素。本文的结果显示，无论开阔还是阴蔽生境，植株在营养生长期与有性繁殖期的淫羊藿苷总体水平没有显著性差异，只要植株生物量在药材采挖上经济合算，在营养生长阶段与有性繁殖阶段均可采挖。
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Morphological character of growth cycle for Epimedium
acuminatim and icariin content analysis
ZHOU Tao， XIONG Hou-xi， LIN Ge， JIANG Wei-ke， GUO Lan-ping， LEI Min， CHEN Chuan-yi， ZHANG Xiao-bo
（1.Guiyang College Traditional Chinese Medicine， Guiyang 550002， China； 2.National Resource
Center for Traditional Chinese Materia Medica， China Academy of Traditional Chinese Medicine， Beijing 100700， China）
[Abstract] Objective： To study the relationship between morphological characteristics of growth cycle for Epimedium acuminatium and accumulation level of secondary metabolites. Method： After making habitat clear， methods of morphology observation， specimen preparation， organism charting were applied to record morphological characteristics of E. acuminatium at different stages. HPLC was employed to detect icariin content of different parts of the plant at the stage of vegetative growth and sexual reproduction. Result： The growth cycle of E. acuminatium was divided into vegetative growth stage and sexual and asexual reproduction coexistence stage. Seven to eight years were needed for the plants flowering and seeding of E. acuminatimcan in open land of forest edge， but within good nutrition conditions， growth cycle is shortened into three to four years. The difference of icariin content in two growth stages was not significant. Conclusion： Morphological change of lower and foliar organ can be utilized to estimate growth age. But after applying sexual propagation for both root and stem of grown plants， it′s been difficult to determine their growth year. If individual biomass or yield is economical， plants can be harvested in both vegetative growth and sexual reproduction stages.
植物营养学论文篇7
【关键词】：屋顶绿化；无土栽培基质问题；探究
【引言】：社会经济发展，是社会发展与完善的基础，同时，社会发展的趋向引导，也可以降低经济发展投资成本，提升社会经济发展效率，合理调节经济效益与社会效益之间的关系。一方面，城市发展逐步向着生态化，绿色化角度转换，并达到现代经济发展体系逐步优化；另一方面，现代城市环境优化，园林工程建设，也是其发展不可缺少的一部分，将成为引导未沓鞘蟹⒄沟男虑魇啤F渲形荻ヂ袒无土栽培基质问题，是现代城市绿化中探索的创新部分，基于屋顶绿化无土栽培基质特殊绿化环境问题剖析，分析其发展中的优势与劣势，推动现代城市绿化工程迈向新趋向。
一、屋顶绿化无土栽培基质问题研究的必要性
屋顶绿化无土栽培基质问题，是城市林园工程开展的主要构成，具有代表性，屋顶绿化中土壤污染等问题，也是城市环境绿化的突出性问题。因此，对屋顶绿化无土栽培问题的研究，能够为城市园林绿化问题解决提供相应的参考依据；其次，屋顶绿化无土栽培有助于改善城市屋顶绿化开展中，经济投资、屋顶资源应用等问题，为城市屋顶绿化工作开展带来的保障，降低城市环境治理的的经济成本，为我国提出的社会建设生态化、节约化发展提供更有利的理论支持。由此可见，屋顶绿化无土栽培基质问题研究具有理论和实践性意义，是现代城市建设与发展的必然性保障。
二、屋顶绿化无土栽培基质理论概述
（一）无土栽培基质理论概述
无土栽培是指现代植物种植，是基于有机物或者有机分子的基础上，为植物提供相应的生长环境，使植物的成长和存活可以突破土壤中营养供应的限制。现代社会绿化面积的进一步扩大，无土栽培基质是指能为植物成长带来相应成长适应环境的基础部分，例如：文章中研究的屋顶绿化的无土栽培[1]，就是其代表形式之一。
（二）无土栽培基质的种类
随着社会无土栽培技术的逐步发展，无土栽培技术的研究范围和研究领域逐步拓宽，当前无土栽培主要包括：无机基质、有机基质以及混合性基质三种形式[2]，不同的栽培基质不同，其成分和作用也各不相同。
1、无机基质
屋顶绿化中无土栽培工作的开展，是基于屋顶建筑中，多种基质的综合应用，从而实现屋顶绿化空间的综合应用。笔者对现代屋顶绿化中的无机基质归结为岩棉、珍珠岩以及浮石三种形式[3]，其一，岩棉中主要包含石灰石混合物，小型纤维片以及灰绿石等构成部分，现代屋顶设计中应用岩棉，主要是由于岩棉具有良好的吸水性、保温效果强，其岩棉之间的空间空隙密度较小，为屋顶绿化带来而来更好的种植环境。其二，珍珠岩是一种白色多孔的屋顶保温形式[4]，其在屋顶无土栽培的绿化种植中，可以为屋顶植物生长提供更稳固的生长环境，应用温度保护以及密度上弥补屋顶无土栽培的中屋顶环境的劣势条件；其三，浮石中含有钾、钙磷等元素[5]，是其无土栽培中为屋顶绿化栽培提供了充足的植物生长的物质需求，实现现代房屋绿化工作开展具有更好的营养供应，保障了植物生长的基本需求。
2、有机基质
有机物质，在现代屋顶绿化无土栽培中，主要指栽培中获得的相应营养供应部分。笔者对现代屋顶绿化无土栽培中的有机质概括为：树皮、木屑以及稻壳等有机物都是屋顶绿化无土栽培的有机基质，其一，树皮与秸秆。这一类基质中含有丰富的营养元素，当其腐熟降解后，可以转换为植物成长所需的营养养料，及时补充植物生长中所需的营养成分。例如：氮、磷、钾等原料作为植物的营养供应，同时，有机基质在实际中的应用，实现植物成长中的营养输送，植物生长循环又再次将枯叶作为有机基质的来源，实现现代屋顶绿化无土栽培的有机基质的循环应用。其二，木屑也是屋顶绿化无土栽培的有机基质，木屑中含有大量的磷酸钙、氮肥[6]，经过后期加工腐熟，将磷酸钙转换为植物生长的有机物质，满足了植物成长需求。木屑在腐熟降解的过程中，木屑中有毒物质在腐熟中得到部分分解，同时，木屑中含有大量的水分，可以满足植物生长中，多种生长因素中水分保持与营养供应的相互配合，实现屋顶绿化无土栽培的良性循环。
3、混合基质
屋顶绿化无土栽培的混合基质，是在现代植无土栽培的过程中，既要应用无机基质作为植物种植的基础，同时也要有有基质作为营养供应，例如：常见的屋顶绿化无土栽培混合基质中，采用珍珠岩和稻壳、木屑等作为综合应用的形式。珍珠岩为植物种植提供了类似土壤的水分保持和温度保持的空间，同时稻壳、木屑有机基质为植物成长提供营养，混合型屋顶绿化无土栽培基质应用，构建了一个完整的植物生长的循环体，使屋顶绿化无土栽培基质在实际中应用发挥作用。
三、屋顶绿化无土栽培基质的实现
（一）植物种植环境要求
植物种植环境要求在植物生长的可承受范围之内，是保障屋顶绿化无土栽培基质发挥作用的基础。我们进行屋顶无土栽培中，要考虑到屋顶基质的实际作用和营养供应两部分。例如：屋顶绿化无土栽培基质基质的选择中，尽量选择其承受能力较高的基质，可应用的基质包括珍珠岩，岩棉等形式；从植物种植角度获取解决途径，温度性无土栽培要尽量避免植物种植，对土壤要求或者水分要求较高的植物，例如：阔树木等。可以种植根系较浅、成活率较高的树木，例如：柳树、桃树等种类，降低种植植物的对屋顶绿化无土栽培基质的负荷压力。
（二）锁水性和透气性强
无土栽培，将植物生长环境脱离地面，使其成长中的水分补充渠道单一，主要依靠树根的主要部分吸取水分和营养，如果在屋顶绿化无土栽培中，培养基质的锁水性较差，则植物成长中水分的主要来源被彻底切断，植物的成活能力降低，容导致植物死亡。进行屋顶绿化无土栽培中，采用岩棉、珍珠岩以及浮石等作为无机基质作为基础，可以满足植物成长的水分供应的基本需求；而屋顶绿化无土栽培基质中的透气性问题，也要保障无土栽培基质中透气性较强，为植物生长提供充足的空气循环空间，植物毛须的呼吸性增强，获得的水分、营养的供应循环体系则更完善满足现代植物生长的循环[7]。例如：依据屋顶绿化无土栽培植物成长的基本需求，采用无机基质进行组合性调节，泡沫具有较高的保温性，珍珠岩的锁水性，二者同时应用，能够达到提升无土培养的水分和温度的控制。
（三）生长环境稳固性高
屋顶绿化无土栽培基质的实现，也要满足无土栽培基质的稳固性较高。无土栽培应用的时间越长，其基质中沉淀的酸碱度、营养物质越丰富[8]，从而提高屋顶绿化无土栽培的成活率.因此，我们要进行无土栽培的基质选择上，选择屋顶结构稳定性高的空间环境。例如；屋顶绿化无土栽培基质的选择，一般在建筑应用5-7年时间为最佳基质的建筑，这一类建筑在经过一段时间的氧化，已经将房屋建筑中的甲醛等有害物质分解一部分，同时房屋建筑的时间性居中，其稳定性较高，坚固程度较高，满足屋顶绿化无土栽培基质的稳固性这一需求。这类无土基质栽培环境的应用时间性较长，实现无土栽培中营养成分的逐步积累，从而为后期屋顶绿化工作的扩展提供了良好的环境保障。
（四）植物成长环境污染小
屋顶绿化无土栽培基质的选择，要满足基质对植物成长的污染性较低。例如：屋顶基质空间选择上，尽量避免选择在工业厂房周围，同时无机基质也要应用污染性较低的材料作为无土栽培的无机基质，则是实现现代城市屋顶绿化中无土栽培扩展推广的必要性条件。
四、屋顶绿化无土栽培基质的问题及未来探索趋势
（一）自然环境方面的探索
屋顶绿化是现代城市绿化建设的主要分支，是社会城市园林优化的新途径。结合以上对现代屋顶绿化无土栽培基质实现的理论和实践分析，引发了对屋顶绿化无土栽培基质了新思考，但我国现代屋顶绿化无土栽培实施中，依旧受到城市屋顶建筑空间以及自然环境气候等条件的影响[9]。例如，无土栽培绿化工作的开展中，南方和北方的气候条件不同，南方气候温暖，雨量丰富，屋顶无土栽培中的有机基质的转换、补充循环体的营养供应性较强，屋顶无土栽培的成活率较高，而北方实施屋顶绿化无土栽培时，由于北方天气四季温差变化较大，春夏季节能够实现屋顶无土栽培的基质营养供应循环体具有保障，而冬季寒冷的时气候温度，将会出现屋顶有机基质的腐熟过程缓慢，植物生长的营养供应体系循环性较低，同时温度较低，会使无机基质在寒冷的环境中的保障性下降，其实际对屋顶绿化无土栽培基质发挥作用，带来了较大的干扰。
我国未来进行屋顶绿化无土栽培基质探索，应当突破现有无土栽培技术中的不足，实现屋顶绿化无土栽培基质中有机质和无机基质的应用在不同的自然环境中，都可以发挥其用的营养供应作用。例如：无土栽培中进一步拓展、珍珠岩、岩棉等无机基质在植物成长环境中的保温、保水的作用，同时树木有机基质的供应，可以采用植物自身循环和外部添加的同步应用。另一方面，进行屋顶绿化无土栽培中，要依据南北方温度、降水量等自然因素的差异，选择合适的屋顶绿化无土栽培种子，实现城市绿化工作开展具有更大的发展突破。此外，屋顶绿化无土栽培基质突破温度的限制，也可以将室内绿化设计与屋顶无土栽培相结合，在无土栽培的有机基质和无机基质供应的底部，可以建立起半漏天的栽培基地，人工对其进行栽培保障，”改变“植物成长的环境，也是现代屋顶绿化无土栽培基质在未来改善中需要探索的新方向。
（二）人文因素方面的突破
现代屋顶绿化无土栽培基质的发展中，需要保障无土栽培建筑结构稳定性强，建筑安全性高，同时其成长具有美观性。以上人文因素的存在，制约了现代屋顶绿化无土栽培在现代城市绿化工程中的推广。由于无土栽培需要较大的外部因素，城市进行屋顶绿化无土栽培的实现，必须投入大量的经济资源，为植物成长”创造“环境[10]，城市环境治理的投资较大，会增加现代城市绿化的经济压力；另一方面，屋顶绿化无土栽培基质的开展，又需要有机物基质和无机物基质作为双向因素作基础，无土栽培的技术要求较高，使现代屋顶绿化无土栽培基质的实施的效果受到了较大的发展制约。
在未来的发展中，为了突破这一问题，在现有的屋顶绿化无土栽培基质研究的基础上，实现现代无土栽培技术开展，进一步创新无土栽培技术。例如：无土栽培中有机基质与无机基质的应用，探索某一种基质的单独应用，共用进行植物生长的有机营养供应，满足植物成长，降低对无土栽培技术实施的要求，从而减小城市屋顶绿化的经济投资，引导现代城市绿化中，无土栽培技术的应用的空间性延伸。
结论：屋顶绿化无土栽培，是现代城市绿化工作开展的主要构成部分。城市绿化工作的实现，要综合应用社会环境，最大限度达到城市绿化工作开展效果优化，环境改善以及经济投资低等问题，屋顶绿化无土栽培基质问题是城市园林建设的代表，对其探索为城市园林工作的开展提供了有力的发展新趋势。
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作者信息
植物营养学论文篇8
论文摘要:作者概述了在蕨类孢子萌发研究中所使用的培养基质,包括了以自然土壤为主的培养基质和以营养液为主的液体或琼脂培养基。并简略分析了影响蕨类孢子萌发的其它因素。
1前言
蕨类植物是古老的维管植物,也是植物界系统演化中一个独特的自然类群,在其生活史中明显地存在可独立生活的配子体和孢子体。蕨类植物与人类生活有着比较重要的关系,体现在其食用性、药用性及工业上的某些特殊用途等方面[1](如石松属的孢子含油达40%,可在冶金工业的模型铸造中作为优良的分型剂,也可用作照明工业的闪光剂)。经典的蕨类植物研究着重蕨类植物的系统分类及孢子体形态的描述。近年来,也出现了许多关于蕨类植物配子体发育的研究,为蕨类植物的大量繁殖和开发利用提供了理论基础。
2常见的培养基质
在蕨类孢子繁殖的研究中,常采用以土壤为主的培养基质和以营养配方为主的液体或琼脂培养基质。
2.1以土壤为主的培养基质
(1)过细筛的草炭土与细沙混合的培养基质,培养乌毛蕨[2](Blechnumorientale)、剑叶凤毛蕨[3](Pterisensiformis)及三角鳞毛蕨[4](pryoterissubtriangularis)的孢子,保持盆土湿润,约1周左右萌发。
(2)在蕨类孢子萌发中,也可采用单一基质进行培养,如蛭石、珍珠岩、河沙。但相较于以过筛园土和过筛腐殖土(体积比1:2)的培养基质而言,在对天南星蕨(Microsoriumfortunei(Moore)Ching)孢子繁殖的试验中[5],以上各种基质对天南星蕨孢子萌发基本无差异。但从原叶体生长发育来看,园土和腐殖土的混合基质相对较好,在河沙上原叶体部分出现了软腐或黄化现象,以上各种基质播种的孢子均能正常产生孢子体。
(3)在以蕨(PteridiumaquilinumvarLatiusculum)孢子为繁殖材料的试验中[6],采用自配土(泥炭:粉碎田园土:洗净河沙体积比1.5:1.5:5)和自然生长土壤分别作培养基质,第一株孢子体出现时间分别是前者90天,后者为80天,配子体发育成孢子体比率为10%。此外,在以高大肾蕨(Nephrolepisexaltata)、粗脉蕨(Phlebodiumaureum)及夏威夷树蕨(Cibotiumglaucum)孢子在自然土壤田园土(PH6.8)和火山土(pH6.8)上的萌发来看[7],说明对自然土壤采取干燥、灭菌、消毒、去杂等处理后,是可以成功进行蕨类孢子的人工繁殖的。
2.2以营养配方为主的液体或琼脂培养基
(1)在对华南鳞盖蕨(MicrolepiahanceiPrantl)的孢子培养中[8],以MS为基本培养基,诱导孢子果的萌发。
(2)在对蕨(PteridiumaquilinumvarLatinusculum)的孢子萌发试验中[6],采用的琼脂培养基成份为:KNO31g,MgSO40.25g,KH2PO40.25g,FeSO4(1%)0.2ml,以上化合物加水1000ml溶解,加入10g琼脂制备而成。第一株孢子体出现时间为60天,配子体发育成孢子体的比率为20%。
(3)在对单叶双盖蕨(Diplaziumsubsi-nuatum(WallexHooketGrev)Tagawa)孢子萌发处理的试验中[9],采用的是改良knop''''s液体培养基,接种后2-4天后孢子破壁萌发。
(4)在网藤蕨属(LomagrammaJ.Smith)植物的配子体发育及形态学研究中[10],利用Parker和Thomson′s营养液配方,加入1%的琼脂制配而成的培养基,在温度为22±2℃,光强600英尺烛光(600ft.C)条件下,孢子约15-20天左右萌发。此外,对濒危的热带树蕨(Dicksoniasellowiana)孢子培养所使用的是添加了0.01%苯菌灵(Benomgl)的Mohr''''s营养液配方[11]。
3影响孢子萌发的其它环境因素
蕨类孢子的正常萌发除了和培养基有较为直接的关系外,还和光照、温度、湿度等环境因子有关。
3.1光因子
光的有无和光照强度的大小会影响蕨类孢子的萌发及萌发后的生长状况。有研究表明,高大肾蕨(Nephrolepisexaltata)、粗脉蕨(Phlebodiumaureum)及夏威夷树蕨(Cibotiumglaucum)在有光条件下,孢子均可以在自然土壤上正常萌发,而在无光或黑暗环境中则几乎没有孢子的萌发[7]。光照强度会影响萌发后丝状体细胞的长度。当光照极照时,细胞长度会增加;发育出的丝状体如果放在黑暗处,则不能进行二维生长[12]。在众多的配子体发育研究中,常采用2000-3000lx左右的光照强度及每天不低于6h左右的光照时间。
3.2温度与湿度
蕨类配子体生长的最适温度为20℃-30℃,最适pH为5-6[13]。在用天南星蕨(Microso-riumfortunei(Moore)Ching)孢子繁殖试验时[5],分别采用了40%、70%以及90%的盆土湿度,结果表明,90%的盆土湿度效果较好,即盆土湿土处于饱和或过饱和状态利于孢子的萌发。此外,鲁雪华等采用华南鳞盖蕨(MicrolepiahanceiPrantl)组培试管苗移栽基质湿度为90%[8]。
3.3其他影响因子
在对土壤营养元素的分析中,有研究表明,土壤中N、P、K、Ca等含量的高低会对蕨类孢子繁殖的早期发育产生影响[11]。对于同一种蕨类的孢子,播种期不同,原叶体和幼孢子体的出现所经历的时间长短不同[14]。
4结语
蕨类植物作为古老的维管植物,越来越多地受到人们的关注。部分蕨类植物被引种驯化后作为鲜切花配材、优美的观赏盆栽植物或作为食用及药用植物。在自然条件下,蕨类主要通过孢子进行繁殖或通过营养器官进行无性繁殖。但许多蕨类孢子萌发率的原叶体成苗率低[14]。随着研究的深入,已经积累了一些促进孢子萌发培养基质的经验,但对于孢子萌发后的生长及幼孢子体的形成所需培养条件的研究有待进一步深入,为蕨类资源的合理开发利用提供有用的理论依据。
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