缺素培养对植物生长发育的影响.doc

植物生理综合 实验 报告 姓名：张娜 学号：2011313111专业：检疫学院：植保学院植物的缺素培养和一些生理指标的测定摘要：植物所需矿质元素对植物生长发育具有决定性的影响。本次实验以玉米幼苗为试验材料,采用水培法进行缺素(N、P、K、Ca、Mg、Fe)处理培养,缺素症状出现后对其生理指标进行测量。实验的结果来看，在不同缺素培养下玉米生长发育表现出多方面的相对差异性。关键词：玉米植株 缺素症状 生理指标 叶绿素前言：植物所需矿质元素是植物的生命粮食，自然对其生理状况有着决定性的作用。深入了解和掌握各种元素对植物的影响情况就具有必然的，重要的意义所在。本实验利用不同的缺素培养液对生长发育状况相似的玉米幼苗进行3周培养，得到的幼苗有完全1、完全2、缺 N、缺P、缺 K、缺Ca、缺Mg、缺Fe。通过对不同缺素的幼苗的整体外观状况观察和对各个生理指标的测定包括叶绿素含量、根冠比、活跃吸收面积 根系活力测定，并进行较全面的结果分析和得出结论。一. 实验目的无土培养法是确定植物必需元素的基本方法。本实验学习以下几个方法：1、学习溶液培养的技术，并测定氮、磷、钾、钙、镁、铁对植物生长发育的重要性。2、学习根系体积、根吸收面积和根的活力测定的方法。3、学习叶绿素的提取和测定的方法。二实验原理1，将植物必须的矿质元素按一定的比例配成营养液来培养植物，可使植物正常生长发育，如缺少某一必需元素，则表现出相应的缺素症状并影响其生长速率和根冠比。2.根据根系对某种物质的吸收量来测定根的吸收面积。常用甲烯蓝作为被吸收物质，它的被吸收量可以根据甲烯蓝溶液浓度的变化用比色法准确测出。已知1mg甲烯蓝成单分子层时所占面积为1.1平方米，据此即可求出根系的总吸收面积。当根系在甲烯蓝溶液中已达到吸附饱和而仍留在溶液中时，根系的活跃部分能把原来吸附的物质吸收到细胞中去，因而继续吸收甲烯蓝。从后一吸附量求出活跃吸收面积，可作为根系活力的指标。3.氯化三苯基四氮唑（TTC）是标准氧化还原电位80mv氧化还原色素，溶于水、无色。当TTC与种胚、幼根、花粉等过细胞接触时，作为H的受体被还原型脱氢辅酶（NADH2或NADPH2）的氢还原，由无色的TTC变成红色的TTF，反应过程中TTF不溶于水，但只溶于某些有机溶剂（甲醇、乙酸乙酯）。所生成颜色深浅与根系活力成正相关。三实验材料：二叶一心的玉米幼苗四方法：（一）缺素培养和测定1缺素培养：配制培养液；在500mL棕色广口瓶中装200mL蒸馏水，按表3-14-3加储备液，边加边搅拌，以防出现沉淀。加完储备液后再补充蒸馏水至500mL，并用1%盐酸调整至pH为5.5-5.8，即为完全培养液或缺乏某元素培养液。 贮备液每 100 mL 培养液中储备液的用量（ mL ）完全缺 N缺 P缺 K缺 Ca缺 Mg缺 FeCa（NO 3）22.52.52.52.52.5KNO32.52.52.52.52.5MgSO42.52.52.52.52.52.5KH2PO42.52.52.52.52.5CaCl22.5NaH2PO40.5NaNO30.50.5Na2SO42.5Fe-EDTA2.52.52.52.52.52.5微量元素0.50.50.50.50.50.50.5表3-14-32生长测量：选生长一致且健壮的植株（株高根长叶片基数基本相同），除去胚乳，在吸水纸上轻轻吸干根部水分，测量株高，根长，叶片基数和鲜重，记录。3移栽：将植株小心得通过广口瓶胶塞圆孔，用棉花或海绵缠住茎基部，固定在广口瓶上使整个根系浸入培养液中。为使根系生长良好，最好在胶塞和培养液间保留空隙，利通气。于光足，温度适宜地方培养。4三周后取出，观察。5缺素培养生长状况记录（二）根的活跃吸收面积测定方法 ：（ 1 ） TTC 标准曲线的制作 取 0.4 TTC 溶液 0.2 mL 放入大试管中，加 9.8 mL 乙酸乙酯，再加少许 Na 2 S 2 O 4 粉末摇匀，则立即产生红色的 TTF 。此溶液浓度为每毫升含有 TTF 80 g 。分别取此溶液 0.25 mL 、 0.50 mL 、 1.00 mL 、 1.50 mL 、 2.00 mL 置 10 mL 刻度试管中，用乙酸乙酯定容至刻度，即得到含 TTF 20 g 、 40 g 、 80 g 、 120 g 、 160 g 的系列标准溶液，以乙酸乙酯作参比，在 485 nm 波长下测定吸光度，绘制标准曲线。 （ 2 ）称取根尖样品 0.5 g ，放入小烧杯中，加入 0.4 TTC 溶液和磷酸缓冲液（ pH7.0 ）各 5 mL ，使根充分浸没在溶液内，在 37 下暗保温 1 2 h ，此后立即加入 1 mol/L 硫酸 2 mL ，以停止反应。（与此同时做一空白实验，先加硫酸，再加根样品， 37 下暗保温后不加硫酸，其溶液浓度、操作步骤同上）。 （ 3 ）把根取出，用滤纸吸干水分，放入研钵中，加乙酸乙酯 3 4 mL ，充分研磨，以提出 TTF 。把红色提取液移入刻度试管，并用少量乙酸乙酯把残渣洗涤 2 3 次，皆移入刻度试管，最后加乙酸乙酯使总量为 10 mL ，用分光光度计在波长 485 nm 下比色，以空白试验作参比测出吸光度，查标准曲线，即可求出 TTC 还原量。五结果计算与分析（一）不同缺素培养液玉米幼叶生长状况结果记录：1幼苗的重量，叶绿素含量，根重，比表面的测定结果：缺素对植物生长和一些生理指标的影响数据记录表处理株高cm根长cm叶片数株重（g)叶绿素含量（mg/g）根系活力地上地下叶绿素a叶绿素b总表面积活跃吸收面积根系活力完全1移栽前1418二叶一心0.85移栽后3826.52.270.650.990.290.280.0724.3%完全2移栽前15.518同上1.02移栽后4533.73.330.961.5080.5980.450.1533.3%缺N移栽前13.213.5同上0.92移栽后30.526.02.091.290.990.290.520.192.75%缺P移栽前14.916.7同上0.93移栽后34342.211.091.790.5450.210.1254.5%缺K移栽前13.414同上0.92移栽后33.7231.070.861.870.580.210.028.17%缺Ga移栽前1621.5同上0.92移栽后4332.53.831.502.280.590.360.1542.2%缺Mg移栽前1516.5同上0.90移栽后4341.53.992.381.360.450.640.0913.9%缺Fe移栽前13.823.4同上0.86移栽后41381.130.682.171.060.420.025.5%（二）常见的各种缺素症状主要有以下表现：1缺N时，较老的叶片先退绿变黄，有时在茎，叶柄或老叶上出现紫色。 严重缺N时，叶片脱落，植株矮小。氮素在体内的代谢特点是可以移动，可再利用，（当植株）缺N时，老叶中的氮素转移到新生组织，满足组织对氮 素的需要，因此，缺N症状首先表现在老叶上（老叶退绿变黄）。2缺P的症状：叶片暗绿，茎叶出现红紫色。磷在植物体内的代谢特点是可以移动，可再利用，所以缺磷症状首先表现在老叶上。3K的缺素症状：叶尖与叶缘先枯萎，逐渐呈烧焦状。另一个主要症状：钾在体内是可移动的，可再利用，缺钾症状首先出现在老叶上。4缺S的主要症状：植株矮小，叶片而黄，易脱落。硫在体内难移动，因此缺硫症状首先表现在新叶上。5缺Ca症状：生长点坏死，植株呈簇生状，叶尖与叶缘变黄，枯焦坏死。Ca在体内不易移动，缺Ca+症状首先表现在叶片上。6缺Mg症状：叶脉间缺绿，有时呈红紫色，镁可在体内移动，缺镁症状首先表现在老叶上。7缺Fe症状：叶脉间缺绿，严重时整个叶片变为黄白色，铁在体内不易移动，缺Fe症状首先表现在老旪上。（三）实验分析由于实验中操作等各种因素影响，实验误差较大，但基本可以得出结论。通过本次实验，进一步证明了矿质元素在植物生长过程中的重要作用和它的必须性，没有它植物将不能正常完成它的生理成长过程。1叶绿体色素含量与光合作用及氮素营养有密切关系，是科学施肥、育种、光合、衰老及植物病理研究中的重要指标。本实验根据朗伯-比尔定律及7200分光光度计的结合应用就可测定出不同缺素叶片中的叶绿素含量【3】。 按重量取样: 叶绿素的含量（mg/g）= 叶绿素的浓度提取液体积稀释倍数/样品鲜重（或干重）。比值计算:叶绿素a：叶绿素b=叶绿素a含量/叶绿素b含量总叶绿素：类胡萝卜素含量=总叶绿素含量/类胡萝卜素含量由上表数据可知叶绿素含量从多到少依次为：完全培养液、缺Fe、缺Ca、缺Mg、缺P、缺K、缺N。所以氮素含量严重制约着叶绿素的合成。2植物缺少某一必须矿质元素时会表现出相应的缺素症状并影响其生长速率和根冠比。 根冠比计算：R/T=地下部鲜重/地上部鲜重由表中数据可知缺Fe时根冠比达到最大，说明其地下部分生长最快；而完全培养液的根冠比最小，说明其地上部分比地下部分生长快。3活跃吸收面积 植物根系是活跃的吸收器官和合成器官，跟的生长情况和活力水平即可以作为植物吸水和吸肥的指标又可作为生长和营养的指标【4】。六讨论:N、P、K、Ca、Mg、Fe等都是玉米幼苗生长过程中不可缺少的营养元素。由上述结果可以看出。各种元素出现的缺素时间并不相同，这些缺素症状出现的时间先后表明了玉米幼苗对这些元素的需求在生长时期上不同。这也反映出玉米幼苗在生长时期的需肥特点。针对这些特点，可以制定出一套适合玉米幼苗营养生长的营养液配方方案。满足其在各个生长时期的需肥要求，为玉米的栽培种植建立一套完善的营养管理体系