1.4. Növénynevelés tápoldatban

A talaj a növények számára nem csupán tápelemeket és vizet, hanem megfelelő támasztékot is biztosít, amelyhez a gyökerek rögzítik a növényt. Ezt a funkciót a tiszta kvarchomok (SiO2) ill. a perlit (vagy vermikulit) is betölti, de nem tartalmaz a növények számára felvehető elemeket. Éppen ezért, ezeket sokkal kontrolláltabban, ismert mennyiségben és arányban lehet a növénykultúrához adagolni, az öntözéshez használt tápoldatban. A tápoldatot kombinálhatjuk kavicskultúrával is. Ennek lényege, hogy tisztára mosott kvarckavicsot ill. előre gyártott, égetett agyaggolyócskákat helyezünk a növénynevelő edénybe, majd tápoldatot öntünk rá, úgy hogy a folyadék szintje alacsonyabb legyen. A kavicsok ill. golyócskák felületén folyadékfilm képződik, amelyből a gyökér könnyedén felveheti a tápanyagot, ugyanakkor oxigénellátása is ideális.

1.4.1. Tápoldatok összeállítása

A tápoldat összeállításánál ügyelnünk kell arra, hogy a foszfát oldhatatlan csapadékot adhat a Ca2+ és a Mg2+ ionokkal, tehát ha só formájában adjuk a desztillált vízhez a bemért anyagot, várjuk meg, míg minden egyes anyag feloldódik, rázzuk össze az oldatot, és csak utána mérjük be a következő tápsót. A mikroelemekből, mivel koncentrációjuk nagyon kicsi, általában törzsoldatot készítünk, és ebből pipettázzuk ki a szükséges mennyiséget. A mikroelemek esetében ügyelnünk kell arra, hogy az optimális koncentráció nagyon szűk intervallum, könnyen jelentkezhet hiánytünet, és a mérgezés hatása is.

A tápelemek felvételének vizsgálatához a tápoldatból kihagyhatunk egy vagy több elemet is. Az ilyen ún. hiánytápoldatok összeállításánál ügyelnünk kell arra, hogy a különböző tápsók arányát helyesen válasszuk meg, pl. a lassan felvevődő SO42--tal nem pótolhatjuk teljesen a gyorsan mozgó NO3- aniont, hanem Clot tartalmazó sókat is kell választanunk mellé. Az egyes anionoknak nemcsak az anyagcserében van szerepük, hanem ozmotikumként is befolyásolják a víz mozgékonyságát, és emiatt a gyökérnyomás által szállított víz mennyiségét. A hatások értékelésénél ezeket a tényezőket is figyelembe kell venni.

A különböző növények neveléséhez eltérő összetételű, tapasztalati úton összeállított tápoldat receptek állnak rendelkezésre az irodalomban. Ezeket a növényekben mérhető elemkoncentrációk segítségével alakították ki. Itt a legegyszerűbb Hoagland-tápoldatot mutatjuk be, amelynek összetételében a saját méréseink alapján határoztuk meg a mikroelemek arányát (1.1. táblázat). A tápoldatokhoz nem használhatunk csapvizet, mert az számos elemet tartalmaz, ami befolyásolná az oldat tervezett összetételét. Ezért kétszer desztillált vagy ioncserélt vizet alkalmazunk, mely utóbbinak rendszerint enyhén savas a pH-ja. A kész tápoldat pH-ja 5-5,5 függően a kiindulási víztől és az alkalmazott vasformától (Fe-EDTA vagy Fe-citrát).

1.1. táblázat: A módosított, 4-szeresére higított Hoagland tápoldat összetétele

tápsó

molekulatömeg

koncentráció

KNO3

101,1

1,25*10-3

Ca(NO3)2

236,15

1,25*10-3

MgSO4

246,46

0,5*10-3

KH2PO4

136,09

025*10-3

Fe-EDTA / Fe-citrát

367,1

1,0*10-5

H3BO3

61,83

1,156*10-5

MnCl2*4H2O

197,91

4,60*10-6

ZnSO4*7H2O

287,54

1,9*10-7

Na2MoO4*2 H2O

241,95

1,2*10-7

CuSO4*5 H2O

249,68

8,0*10-8

1.4.2. A növények csíráztatása

Tudományos munkához, iskolai bemutató kísérletekhez a magasabbrendű növények közül a jól, azonos idő alatt csírázó növényeket válasszuk ki. Leggyorsabban és legegyenletesebben csírázik a búza és rozs, az árpa gyakran tartalmaz csírázást gátló anyagokat, amit 24 órás mosással el lehet távolítani. A kukorica csírázása gyakran egyenetlen, de a gyökere gyorsan nő. Jól használható olyan kísérletekben, ahol a sztélét (központi hengert) el kell választani a gyökér kéregrészétől.

A kétszikű növények közül jól használható a paradicsom és az uborka. Egy-egy növény kísérletbe való beállítása előtt mindig meg kell vizsgálni a rendelkezésünkre álló mag csírázási százalékát, a csírázás egyenletességét (fiziológiai, genetikai heterogenitás).

Az egyenletes növényi anyag kiválogatása érdekében a magokat Petri-csészében, 2 réteg desztillált vízzel nedvesített szűrőpapíron, sötét termosztátban csíráztatjuk, (ha a mag csírázása nem fényigényes).

1.4.3. Az ültetés

A csíranövények ültetése szintén sokféle módon történhet a növényfajtól, a nevelés tervezett időtartamától és a nevelés módjától függően. Itt egy házilag is könnyen elkészíthető nevelőeszközt mutatunk be, amely tetszőleges méretű, vízhatlan tenyészedényben alkalmazható, pl. uborka, paradicsom vagy búza esetében. 2 cm vastag polisztirol lapokból 4,5 cm átmérőjű és 0,5 cm vastag karikákat vágunk a polisztirol olvadási hőmérsékletére melegített 0,2 mm vastag dróttal. (A kivágó szerkezet gyermekjátékként forgalomba került, de házilag is könnyen összeállítható). Két karika közé megfelelő lyukméretű műanyaghálóból vágott korongot teszünk, és a polisztirol karikákat rozsdamentes acéltűkkel néhány helyen összetűzzük. Az így elkészített növénytartó a víz felületén úszik, a tápoldatból bármikor könnyen kiemelhető és áthelyezhető egy másik kísérleti oldatba anélkül, hogy a növény gyökere bármilyen sérülést szenvedne (1.2. ábra).

1.2. ábra A növények neveléséhez használt növénytartó szerkezete és a tenyészedény vázlatos rajza

1.2. ábra A növények neveléséhez használt növénytartó szerkezete és elhelyezése a tenyészedényben

A növények neveléséhez 500 ml űrtartalmú műanyag edényeket használunk, amelyekből két sorozatot készítünk elő a tápoldatok cseréjéhez. A polisztirol növénytartókat ültetéskor ezekben az edényekben helyezzük el.

A kicsírázott magvak közül azokat válogatjuk ki, amelyeknek 2 cm-es gyököcskéjük van. A növényeket a neveléshez kiválasztott, felirattal ellátott edényekbe, 0,5 mM koncentrációjú CaSO4-oldatra helyezzük. Annak érdekében, hogy a gyököcske ki ne száradjon, több réteg, desztillált vízzel nedvesített szűrőpapírral borítjuk, majd termosztátba helyezzük.

A növényeket addig tartjuk a sötét termosztátban, megfelelő hőmérsékleten, amíg a koleoptil, vagy a hipokotil 1-1,5 cm-es lesz. Ehhez maximálisan 48 órára van szükség. Ezután a CaSO4-oldatot tápoldatra cseréljük és a növényeket a nevelőkamrába helyezzük. A tápoldatot hetenként háromszor frissre cseréljük, de ha szükséges, akkor akár naponta is. A cserék gyakoriságát a növények mérete, növekedési üteme határozza meg, ill. az, hogy levegőztetjük-e a tápoldatot vagy sem.

A gabonaféléket (pl. búza, rozs) ettől eltérően neveljük A búza-, rozs szemeket sterilizálás céljából, 3%-os H2O2-dal 5 percig rázzuk. A mag : oldat arány 1 : 5. A magokat fertőtlenítés után először csapvízzel, majd desztillált vízzel alaposan átmossuk. Ezt követően, átfolyó csapvízben, 24 órán át megduzzasztjuk és az ültetést a fentebb ismertetett módon elvégezzük.