溶液培養(yǎng)研究方式講義

1、相關(guān)概念（一）溶液培養(yǎng)： 指在某種營(yíng)養(yǎng)液中進(jìn)行的生物實(shí)驗(yàn)，由于營(yíng)養(yǎng)液通常是水溶液，所也也叫水培試驗(yàn)。營(yíng)養(yǎng)液： 將植物生長(zhǎng)所必需的各種營(yíng)養(yǎng)元素的化合物和少量為使某些營(yíng)養(yǎng)元素的有效性更為長(zhǎng)久的輔助材料，按一定的數(shù)量和比例溶解與水中所配制成的溶液。溶液培養(yǎng)研究的特點(diǎn)液相生長(zhǎng)環(huán)境，養(yǎng)分全部由人工供給，養(yǎng)分形態(tài)、種類、濃度、供應(yīng)時(shí)間均由人工控制。由于水溶液中鹽類離子擴(kuò)散平衡，養(yǎng)分分布均勻。液相環(huán)境缺乏空氣，須定期向溶液中補(bǔ)充空氣。營(yíng)養(yǎng)液的濃度改變。（原因）營(yíng)養(yǎng)液緩沖性能小，PH會(huì)劇烈改變。溶液培養(yǎng)試驗(yàn)的任務(wù) 主要是研究植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題，例如： 根對(duì)養(yǎng)分的吸收，營(yíng)養(yǎng)元素豐缺的形態(tài)特征（包括潛在的缺乏癥狀

2、），各種大量元素與微量元素對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的作用，離子間的協(xié)作與拮抗，養(yǎng)分在植物體內(nèi)運(yùn)輸，農(nóng)作物的產(chǎn)量生理學(xué)等等。營(yíng)養(yǎng)液的基本要求含有植物生長(zhǎng)必需的全部營(yíng)養(yǎng)元素（齊全）各種化合物都必須以植物可以吸收的形態(tài)存在（有效）養(yǎng)分?jǐn)?shù)量和比例應(yīng)符合植物生長(zhǎng)的要求，而且是生理均衡的（合理）各種化合物能在營(yíng)養(yǎng)液中較長(zhǎng)時(shí)間地保持其有效性，要能維持適宜植物生長(zhǎng)的PH（穩(wěn)定）配制營(yíng)養(yǎng)液的原則與依據(jù) 以植物的需要為依據(jù)，模擬土壤溶液濃度或植物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的組成來(lái)設(shè)計(jì)。目前主要有三種配制方式。 第一、模擬植物根際土壤溶液濃度配制成不同種類的營(yíng)養(yǎng)液。如：霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液（1919）。 第二、以農(nóng)作物收獲物組成中的營(yíng)養(yǎng)元素成分

3、為依據(jù)，確定營(yíng)養(yǎng)液組成。如：玉米營(yíng)養(yǎng)液（Stohmann，1862）、水稻營(yíng)養(yǎng)液（春日井，1939）。 第三、需用3種或4種可溶性鹽類組成混合溶液，在一定的全鹽濃度下，改變各種鹽類濃度比例，從而組成生理平衡的營(yíng)養(yǎng)液。如：科諾普營(yíng)養(yǎng)液（1865），木村營(yíng)養(yǎng)液（1931）。營(yíng)養(yǎng)液的配制一、注意水源常量營(yíng)養(yǎng)的研究，應(yīng)用蒸餾水即可；微量營(yíng)養(yǎng)的研究，須用特種玻璃或石英蒸餾器取得的蒸餾水或重蒸水，不能用金屬蒸餾器獲取；也可應(yīng)用離子交換樹脂制得的去離子水；收集雨水是解決大規(guī)模試驗(yàn)用水的一個(gè)途徑，但是不能用于銅、鋅、鉬等營(yíng)養(yǎng)元素缺乏癥狀的研究。二、注意原料的純度，計(jì)算用量一般常規(guī)研究使用化學(xué)純（C.P.）試劑

4、；微量元素研究，至少用分析純（A.P.）試劑，必要時(shí)要進(jìn)一步純化；（藥品規(guī)格）大量元素大多使用工業(yè)原料或農(nóng)用肥料，常含有雜質(zhì)，配制時(shí)須按實(shí)際含量進(jìn)行計(jì)算調(diào)整；營(yíng)養(yǎng)元素的化合物，多具強(qiáng)吸濕性，如原料吸濕明顯，須測(cè)定濕度進(jìn)行折算使用。三、配制濃縮儲(chǔ)備液（母液） 為了防止在配制母液時(shí)產(chǎn)生沉淀，不能將配方中的所有化合物放置在一起溶解，因?yàn)闈饪s后有些例子的濃度的乘積超過(guò)其溶度積常數(shù)而形成沉淀。因此，應(yīng)將配方中的各種化合物進(jìn)行分類，把相互之間不會(huì)產(chǎn)生沉淀的化合物放在一起溶解。一般分為三類，配制成的濃縮液分別稱為A母液，B母液，C母液，可用黑色塑料瓶?jī)?chǔ)存。A母液：以鈣鹽為中心，凡不與鈣作用而產(chǎn)生沉淀的化合物

5、均可放置在一起溶解，一般包括Ca(NO3)2,KNO3,濃縮100-200倍。B母液：以磷酸鹽為中心，凡不與磷酸根產(chǎn)生沉淀的化合物都可溶在一起，一般包括NH4H2PO4、MgSO4,濃縮100-200倍。C母液：鐵和微量元素合在一起配制而成，由于微量元素用量少，因此濃縮倍數(shù)可以較高，可配制成1000-3000倍。四、工作液的制備 配制步驟：在容器中放入大約需要配制體積的1/2-2/3的清水，量取所需A母液的用量倒入，攪拌均勻；然后再量取B母液的用量，伴隨清水緩慢倒入，均勻攪拌，此過(guò)程水量以達(dá)到總液量的80%為宜。最后量取C母液，按照B母液的方法加入，攪拌均勻。測(cè)定并調(diào)節(jié)溶液PH，加入剩余體積的

6、水。稀釋過(guò)程注意防止沉淀的出現(xiàn)。五、注意事項(xiàng)注意計(jì)算，核實(shí)調(diào)整好的配方用量。母液若需長(zhǎng)時(shí)間保存，可加硝酸或硫酸酸化至PH3-4，于深色容器內(nèi)避光保存。配制過(guò)程中若出現(xiàn)少量沉淀，延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，若是經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間攪拌仍不溶解，應(yīng)重新配制，避免營(yíng)養(yǎng)液中出現(xiàn)元素缺乏或不平衡。做好記錄，將配制的各種原料用量、配制日期和配制人員記錄好，以備查驗(yàn)。水培設(shè)施的基本要求能裝住營(yíng)養(yǎng)液而不致漏掉。能固定植株，并使部分根系浸潤(rùn)到營(yíng)養(yǎng)液中，但根莖部不浸沒在營(yíng)養(yǎng)液中。使?fàn)I養(yǎng)液和根系處于黑暗之中，有利于根系生長(zhǎng)并且可以防止綠藻滋生。使根系能夠吸收到足夠的氧氣。一、容器的準(zhǔn)備一、容器的準(zhǔn)備 常用黑色塑料盆。常用黑色塑料盆。 容

7、器上的蓋板通常容器上的蓋板通常用帶孔的硬質(zhì)塑料用帶孔的硬質(zhì)塑料板或泡沫聚苯乙烯板或泡沫聚苯乙烯板。板。 水培試驗(yàn)的容器必水培試驗(yàn)的容器必須洗滌干凈。須洗滌干凈。二、幼苗的培育和定植 細(xì)沙育苗至根長(zhǎng)2-4cm時(shí)移植至尼龍紗網(wǎng)上后等根長(zhǎng)至5-7cm時(shí)定植。定植時(shí)選擇生長(zhǎng)均一的幼苗，每孔2-3株，待幼苗生長(zhǎng)正常后間苗，每孔留一株。三、試驗(yàn)管理l通氣（可用各種方法，如液面下降法、加通氣（可用各種方法，如液面下降法、加H2O2法、攪拌法及自動(dòng)打氣）法、攪拌法及自動(dòng)打氣）調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)pH（不同作（不同作物有不同的最適物有不同的最適pH）補(bǔ)充補(bǔ)充Fe加水或營(yíng)加水或營(yíng)養(yǎng)液是否需更換養(yǎng)液是否需更換廢液處理。廢液處理

8、。l 采用自動(dòng)化流動(dòng)營(yíng)養(yǎng)液裝置，可以保持營(yíng)采用自動(dòng)化流動(dòng)營(yíng)養(yǎng)液裝置，可以保持營(yíng) 養(yǎng)液不停地循環(huán)連續(xù)流動(dòng)、自動(dòng)更換。養(yǎng)液不停地循環(huán)連續(xù)流動(dòng)、自動(dòng)更換。l其他管理和土培試驗(yàn)相同其他管理和土培試驗(yàn)相同霧培 又稱氣培、噴霧培、氣霧培，指作物的根系懸掛生長(zhǎng)在密閉、不透光的容器（槽、箱或床）內(nèi)，營(yíng)養(yǎng)液經(jīng)特殊設(shè)備形成霧狀，間歇性噴在作物根系上，以提供作物生長(zhǎng)所需的水分和養(yǎng)分的培養(yǎng)方法。 水培與霧培的區(qū)別 水培與霧培的主要區(qū)別是植物根系所處營(yíng)養(yǎng)液環(huán)境不同。水培的根系處于液態(tài)營(yíng)養(yǎng)液中，連續(xù)或間歇供液；而霧培的根系處于霧狀營(yíng)養(yǎng)液中，間歇供液。 謝謝！營(yíng)養(yǎng)液的濃度改變的原因植物對(duì)養(yǎng)分不平衡吸收，造成營(yíng)養(yǎng)液PH劇烈變化?？扇苄喳}類的濃度隨溶液PH而改變，其中某些鹽類會(huì)因溶解度降低而沉淀在底部。隨著植物生長(zhǎng)對(duì)養(yǎng)分的吸收利用，沉淀下來(lái)的養(yǎng)分也可能又逐漸溶解，被植物吸收利用。鐵鹽例外，因其再溶解度低，須經(jīng)常補(bǔ)充。我國(guó)化學(xué)試劑規(guī)格劃分（1）優(yōu)級(jí)純?cè)噭?亦稱保證試劑，為一級(jí)品，純度高，雜質(zhì)極少，主要用于精密分析和科學(xué)研究，常以GR表示。 （2）分析純?cè)噭?亦稱分析試劑，為二級(jí)品，純度略低于優(yōu)級(jí)純，雜質(zhì)含量略高于優(yōu)級(jí)純