植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)論文--礦質(zhì)元素對(duì)植物生長的影響（精）

1、植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合論文礦質(zhì)元素對(duì)植物生長的影響學(xué)院：學(xué)號(hào)：姓名：摘 要：植物在其自養(yǎng)生活中，除了從土壤中吸收水分外，還必須吸 收礦質(zhì)兀素，并將吸收的礦質(zhì)元素運(yùn)輸?shù)叫枰牟课患右酝茫?以維持其正常的生命活動(dòng)。n、p、k、ca、mg、fe是植物必需的大 量元素，環(huán)境中這些元素的多寡必然使植物發(fā)生相應(yīng)的生理生化變化 并影響其生長發(fā)育而產(chǎn)生相應(yīng)的癥狀。用植物無土培養(yǎng)法，對(duì)二葉一 心得玉米幼苗進(jìn)行缺素培養(yǎng)。配制完全營養(yǎng)液以及缺n、p、k、ca、 mg、fe元素的缺素培養(yǎng)液進(jìn)行無土培養(yǎng)，培養(yǎng)3周后，取出對(duì)玉米 進(jìn)行&理?；笜?biāo)測量。測定根冠比、rgb、根系總吸收面積、活躍 吸收面積、吸收面積

2、、葉綠體色素含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在六種缺素 培養(yǎng)下的玉米幼苗，生長情況明顯差于全素培養(yǎng)的玉米幼苗，且各缺 素癥狀表現(xiàn)在不同部位。缺素培養(yǎng)下，植物生長速率下降，根冠比改 變，對(duì)植物生長產(chǎn)生了很大影響。關(guān)鍵詞：缺素培養(yǎng) 缺素癥狀 生理指標(biāo) 葉綠素前 言：植物對(duì)各種營養(yǎng)元素的需要量盡管不一樣，但各種營 養(yǎng)元素在植物的生命代謝中各自有不同的生理功能，相互間是 同等重要和不可代替的。將植物必需元素按一定比例配成培養(yǎng) 液來培養(yǎng)植物，可使植物正常生長發(fā)育，如缺少某一必需元素， 則表現(xiàn)出相應(yīng)的缺素癥狀并影響其牛長速率和根冠比。本文以n、p、k、ca、mg、fe這6種植物必需的礦質(zhì)元素， 利用營養(yǎng)液培育方法，分

3、析使植物發(fā)生相應(yīng)的生理生化并影響 其生長發(fā)育而產(chǎn)生相應(yīng)癥狀。如缺乏這些元素可產(chǎn)生特有的缺素癥狀；生長速率下降；根冠比改變；根的活力及物質(zhì)、積累 受影響等，進(jìn)而對(duì)生理指標(biāo)測定產(chǎn)生一定的影響。學(xué)習(xí)無土栽 培的技術(shù)，觀察n、p、k、ca、mg、fe元素的缺素癥狀，加 強(qiáng)對(duì)元素的生理功能。本組中的實(shí)驗(yàn)由8人共同完成，分別為完全培養(yǎng)i .完全培養(yǎng)ii、缺 n、缺p、缺k、缺c.缺mg、缺fe。本人做完全培養(yǎng)i的工作，以 下方法和操作介紹以完全培養(yǎng)為對(duì)照，實(shí)驗(yàn)結(jié)論為本組所有實(shí)驗(yàn)的共 同分析。1、材料與方法：11材料：玉米幼苗1.2儀器設(shè)備： 缺素培養(yǎng)：燒杯 移液管試劑瓶量筒棕色玻璃廣口瓶膠塞 根系總吸收面

4、積和活躍吸收面積的測定（屮烯藍(lán)吸附法）：分光光度計(jì)燒杯量筒移液管試管容量瓶 葉綠體色素含量測定（分光光度計(jì)）：分光光度計(jì) 電子天平 研缽 玻棒 容量瓶 小漏斗滴管 小量筒濾紙吸水紙擦鏡紙1. 3 試劑：ca（no3）2、kno3、mgso4、kh2po4、cac12、nah2po4、nano3、na2so4、edtafe、微量元素、0.0002mol/l甲烯藍(lán)溶液、loug/m 1甲烯藍(lán)溶液、乙 醇、丙酮、石英砂、碳酸鈣粉1.4方法試驗(yàn)設(shè)7個(gè)處理。分別為完全營養(yǎng)液、缺n營養(yǎng)液、缺p營養(yǎng)液、 缺k營養(yǎng)液、缺ca營養(yǎng)液、缺mg營養(yǎng)液、缺fe營養(yǎng)液，以這些缺 素營養(yǎng)液作為水培材料，將兩葉期玉米幼苗去

5、胚后放入棕色培養(yǎng)瓶上 培養(yǎng)。表1完全培養(yǎng)液和各種缺素培養(yǎng)液配置儲(chǔ)備液每100ml培養(yǎng)液中各種貯備液的用量（ml）完全缺n缺p缺k缺ca缺mg缺feca(no3)20.50.50.50.50.5kno30.50.50.50.50.5mgso40.50.50.50.50.50.5kh2po40.50.500.50.50.5cac120.5nah2po40.5nano30.50.5na2so40.5edta-fe0.50.50.50.50.50.5微量元素0.10.10.10.10.10.10.11. 4. 1缺素培養(yǎng)：（1）配置培養(yǎng)液在500ml棕色廣口瓶中裝200ml蒸憾水，按表1加儲(chǔ)備液，邊加

6、邊攪, 以防止出現(xiàn)沉淀。加完儲(chǔ)備液后再補(bǔ)足蒸憾水至500ml,即為完全培 養(yǎng)液或缺乏某元素的培養(yǎng)液。貼上標(biāo)簽，寫明日期、缺素、專業(yè)、姓 名。（2）生長測量挑選生長一致（株高、根長、葉片數(shù)基本相同）且健壯的植株，除去胚乳，在吸水紙上輕輕吸干根部水分，測量株高、根長、葉片數(shù)和整 株鮮重，記錄。(3) 移栽將植株小心地通過廣口瓶膠塞圓孔，用棉花固定，使根系浸入培養(yǎng)液 中。為是根系生長良好，最好在膠塞和培養(yǎng)液之間保留一定空隙，以 利通氣。將培養(yǎng)瓶放在陽光充足、溫度適宜(20-25°c)的地方培養(yǎng)。 1.4.2癥狀觀察與生長測量：注意觀察和記錄玉米苗在不同成分下培養(yǎng)所表現(xiàn)的形態(tài)特征：長 勢(shì)、葉

7、色、癥狀表現(xiàn)和出現(xiàn)癥狀的部位。待幼苗表現(xiàn)出明顯的癥狀(三 周)后結(jié)束實(shí)驗(yàn)，并測量株高、根長、葉片數(shù)，用吸水紙輕輕吸干部 分水分后，稱取地上部鮮重和地下部鮮重。1.4.3生理生化指標(biāo)測定：(1) 根系總吸收面積和活躍吸收面積測定(甲烯藍(lán)吸附法)用吸水紙吸干根系上的水后測重，記錄。在3個(gè)編號(hào)為1、2、3的燒 杯中加入根系重量10倍體積的0.0002mol*l-l甲烯藍(lán)溶液,將根在1、 2、3號(hào)燒杯中依次浸泡1.5分鐘，從1、2、3燒杯中分別取lml到編 號(hào)為1、2、3的試管中，每個(gè)試管中加蒸f留水9ml,并搖勻。用721 型分光光度計(jì)比色(660nm. 1cm光經(jīng)的比色皿)直接讀出吸光度a。 根據(jù)

8、a值代入回歸方程計(jì)算根系總吸收面積和活躍吸收面積。公式 如下：已知曲線回歸方程為：y=0159x；總吸收面積(m2) =(74.8cl)*vl+(74&c2)*v2*l.lm2/1000；活躍吸收面積（m2） =（74.8c3）*v3*l.lm2/1000；活躍吸收面積（）二（活躍吸收面積/總吸收面積）*100；比根重（gm2）二根重量/總吸收面積；（2）植物根系活力的測定根據(jù)植物礦質(zhì)吸收的理論，植物對(duì)溶質(zhì)的最初吸收具有吸附的特 性，根據(jù)根系對(duì)某種物質(zhì)的吸附量來測定根的吸收面積。當(dāng)根系 在甲烯藍(lán)溶液中已達(dá)到吸附飽和而仍留在溶液中時(shí)，根系的活躍 部分能把原來吸附的物質(zhì)吸收到細(xì)胞中去，因而

9、繼續(xù)吸附甲烯 藍(lán)。從后一吸附量求出活躍吸收面積，可作為根系活力的指標(biāo)。（3）葉綠體色素的定量測定取玉米倒數(shù)笫二葉片（完全i、n、p、k、mg）或取心葉（完 全ii、ca、fe）,去掉葉片主脈，用剪刀剪成0.5cm小段、混勻 后稱取o.lgo將稱取的材料放入25ml的容量瓶中，加入80%的 丙酮20ml,放在黑暗的條件下，浸泡一周，用80%丙酮定容至 25ml,搖勻、備用。將葉綠體色素的浸提液倒入lcm光徑的比 色皿內(nèi)，以浸提試劑（80%丙酮）為空白分別測定波長663nm、 646nm和470nm下的吸光度。（4）生長速率及根冠比測定用濾紙吸干玉米幼苗上的水，測量根的長度。除去枯死的葉片， 稱量

10、玉米苗的總重量，并記錄。然后用剪刀從根莖分界的部位剪開， 將地上部和根分別放在電子天平上稱量其鮮重，然后計(jì)算玉米幼苗的 生長速率及根冠比。公式如下：生長速率（rgr） =（q2-q1） /ql（t2-tl）根冠比（r/t）二地下部鮮重/地上部鮮重2、結(jié)果與分析2. 1植物缺少某種元素的表現(xiàn)癥狀（1）完全i正常，無病癥完全ii正常，無病癥（2）缺氮癥狀：新葉淺綠，老葉黃化枯焦，早衰。葉片早衰變黃， 市下部葉片開始逐漸向上發(fā)展（因氮是可運(yùn)轉(zhuǎn)的元素，故老葉先變 黃）。（3）缺磷癥狀:葉子呈現(xiàn)不正常的暗綠色或紫紅色，生育期延緩。因磷可運(yùn)轉(zhuǎn)，故癥狀首先在老葉岀現(xiàn)。葉色變黃，葉邊緣焦枯，而葉組織逐漸壞死，

11、并出現(xiàn)斑點(diǎn)癥狀。隨生育期加重，早衰。市于葉中部生長仍較快，葉子會(huì) 形成杯狀彎曲或發(fā)生皺縮。鉀是可運(yùn)轉(zhuǎn)的元素，故缺素癥狀首先出現(xiàn) 在老葉。（5）缺鈣癥狀：缺鈣初期頂芽、幼葉呈淡綠色，繼而葉尖出現(xiàn)典型 的鉤狀，隨后壞死。鈣是不易被運(yùn)轉(zhuǎn)和重復(fù)利用的元素，故缺素癥狀 首先表現(xiàn)在幼莖、幼葉上。（6）缺鎂癥狀：由于葉綠素合成受阻，使葉片貧綠，葉面間明顯失 綠，出現(xiàn)清晰網(wǎng)狀脈紋，有多種色澤斑點(diǎn)或斑塊。從葉邊緣開始枯黃, 葉中央可保持一定綠色。（7）缺鐵癥狀：鐵在植物體內(nèi)不易移動(dòng)，缺鐵時(shí)幼芽、幼葉缺綠發(fā)黃，脈間失綠，發(fā)展至整個(gè)葉片。甚至變?yōu)辄S口色，而下部葉片仍為 綠色。2. 2生長指標(biāo)記錄由表2中數(shù)據(jù)可得出結(jié)

12、論，完全培養(yǎng)液培養(yǎng)的幼苗的生長狀況要 好于其他缺素培養(yǎng)的幼苗。n、p、k、ca、mg、fe等元素對(duì)植物生 長都極為重要。缺k培養(yǎng)的玉米苗生長情況最差，株高、株重都較 低，相對(duì)生長速率最低，這是因?yàn)槿眐的玉米苗發(fā)育緩慢，植株生 長矮小，節(jié)間縮短，葉片淡綠且?guī)ЬG色條紋，老葉中的鉀轉(zhuǎn)移到新生 組織中，下部葉片的葉尖、葉緣呈黃色或似火紅焦枯，葉片與莖節(jié)的 長度比例失調(diào)，葉長莖稈短。阻礙養(yǎng)分運(yùn)向根部，使根系發(fā)育不良， 岀現(xiàn)早衰現(xiàn)象。缺乏任何一種必需元素一般都會(huì)使植株的根冠比增大，且大于完全培 養(yǎng)下的植株根冠比，而相對(duì)生長速率一般也都小于完全培養(yǎng)下的植株 生長速率。植株的重量、葉片數(shù)、株高等指標(biāo)都小于完全

13、培養(yǎng)下的植 株指標(biāo)。表2形態(tài)變化完全0.2700.196缺氮0.6400.06缺磷0.1390.264缺鉀0.3070.051缺鈣0.4350.092缺鎂0.2750.162缺鐵0.3810.061尖、葉緣失綠呈紫紅色，后葉端枯死或變成暗紫褐色；生長緩慢矮縮，根系發(fā)育差發(fā)育緩慢，植株生長矮小，節(jié)間縮短，葉片淡綠且?guī)ЬG色條紋幼苗葉片不能抽出或不展開，植株呈輕微黃綠色或引致矮化幼苗上部葉片發(fā)黃。葉脈間出現(xiàn)黃白相間的褪綠條紋，下部老葉片尖端和邊緣呈紫紅色；缺鎂嚴(yán)重的葉邊緣、葉尖枯死，全株葉脈間出現(xiàn)黃綠條紋或矮化幼葉脈間失綠，下部為黃綠色條紋，老葉綠色。嚴(yán)重時(shí)象個(gè)新葉失綠發(fā)白，失綠部分色澤i般不出現(xiàn)壞

14、死斑點(diǎn)2. 3根系活力測定根系活力跟作物的產(chǎn)量有密切的關(guān)，根系活力越大。相應(yīng)的生物產(chǎn) 量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量也就越大。根系活力強(qiáng)，吸收面積大，有利于根系吸收 水分和養(yǎng)分。表3根系活力比較表缺素類型總吸收面積（n?/株）活躍吸收面積（m2/ 株）活躍吸收面積（）完全1.580.7950缺氮0.1160.03227.6缺磷0.5110.2548.9缺鉀0.220.154.5缺鈣0.6390.33752.3缺鎂0.1340.0214.6缺鐵 0.3360.171512. 4葉綠體色素的定量測定葉綠體色素含量與光合作用及氮素營養(yǎng)有密切關(guān)系，是科學(xué)施肥、育種、光合、衰老及植物病理研究中的重要指標(biāo)，常需要進(jìn)行測定。

15、4葉綠素含量的測定表缺素類型完全 缺氮 缺磷 缺鉀 缺鈣 缺鎂色素含量(mg-g1)ab1.211.071.57291.1662.2531.060.370.340.55200.3550.6620.36a+b1.581.412.12491.5212.8751.42cx0.180.140.19240.19250.3460.15a:b3.273.152.853.283.6222.94ct：cx8.7810.0711.047.908.3099.47缺鐵 0.5450.1890.7340.0742.889.922.5討論實(shí)驗(yàn)所用元素均為植物必需元素，缺乏該種元素，植物生長發(fā)育 受到限制，表現(xiàn)出專的缺素癥

16、，而且這種元素的生理作用是直接的, 而不是因土壤、培養(yǎng)液或介質(zhì)的物理、化學(xué)或微生物條件所引起的間接結(jié)果。這些可概括為元素不可缺少性、不可替代性和直接功能性。n、p、k、ca> mg、fe都是玉米幼苗生長過程中不可缺少的營 養(yǎng)元素。由上述結(jié)果可以看出。各種元素出現(xiàn)的缺素時(shí)間并不相同， 這些缺素癥狀岀現(xiàn)的時(shí)間先后表明了玉米幼苗對(duì)這些元素的需求在 生長時(shí)期上不同。這也反映出玉米幼苗在生長時(shí)期的需肥特點(diǎn)。針對(duì) 這些特點(diǎn)，可以制定出一套適合玉米幼苗營養(yǎng)生長的營養(yǎng)液配方方 案。滿足其在各個(gè)生長時(shí)期的需肥要求，為玉米的栽培種植建立一套 完善的營養(yǎng)管理體系。參考文獻(xiàn)：叮黃鑫等，玉米幼苗缺素癥狀研究。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004, 35 (3)： 272275.2葉尚紅，陳疏影等，植物生理生化實(shí)驗(yàn)教程。云南科技出版