矿质元素对玉米幼苗生长发育的影响

1、矿质元素对玉米幼苗生长发育的影响烟草学院 杨艳生摘要：本次实验利用溶液培养，观察了玉米幼苗缺少各种矿质元素时的表现症状，测定植物相对生长速率、根冠比、叶绿素含量，根系活力.结果表明，形态变化：缺N,P,K,Ca,Mg，Fe，完全营养液元素，苗地上与地下部分均与完全有显著差异;生理指标:叶绿素含量等生理指标缺素苗均低于对照。两者都表明缺素对植物生长的影响比较严重。关键词： 玉米 幼苗 叶绿素 矿质元素 生长发育前言：玉米作为经济作物之一，又是粮食的副产品,在当前市场经济迅速发展的过程中，玉米是改善人民生活出口外贸重要的物质之一，对发展农业、畜牧业具有十分重要的意义。为了提高玉米产量和品质， 除农

2、业栽培技术和作物育种的技术外。掌握作物生长发育中外界环境条件之一的营养物质对玉米影响十分重要。 为了深入全面掌握玉米生长发育对各元素的需要， 本实验利用玉米苗出现二叶一心时用不同的营养液加以处理，培养出完全，缺N, 缺P ，缺K ，缺Ca， 缺Mg， 缺Fe 的不同幼苗。 通过对其地上与地下部分的形态观察及生理指标的测定。做出实验分析，用以补充和完善对缺乏各种元素症状的认识。 也为玉米生产中的营养管理提供一些科学依据。1、材料及方法11材料健康的玉米种子。12 方法试验设7个处理。分别为完全营养液、缺N营养液、缺P营养液、缺K营养液、缺Ca营养液、缺Mg营养液、缺Fe营养液，以这些缺素营养液作

3、为水培材料，将两叶期玉米幼苗去胚后放入棕色培养瓶上培养。1.2.1 培苗选大小一致、饱满的玉米种子消毒、浸种、催芽。取搪瓷盆一个，内放用有机玻璃自制的发芽框（框厚2cm、上面覆盖塑料纱网和一层大滤纸，滤纸浸入搪瓷盘的水中），将催好芽的种子均匀摆放在纱网的滤纸上，置温暖处生长至第一叶抽出时，转入塑料纱网（抽去一些纱的）覆盖的容器上生长，直到出现第2或第3片真叶时，移栽。1.2.2 配制储备液2储备液的配制过程中，每一种试剂要先溶再混合，以免出现沉淀。特别是H2MoO4H2O的配制，先用碱（NaOH）或氨水一滴一滴加进，使之完全溶解后加蒸馏水稀释，再与其他几种微量元素混合。混合时应慢慢倾入，并不断

4、用玻璃棒搅拌，如发现浑浊出现，应加一滴HCl中和，保证混合液清澈、透明。1.2.3 缺素处理方法挑选生长一致（株高、根长、叶片数基本相同）且健壮的植株，除去胚乳，在吸水纸上轻轻吸干根部水分，测量株高、根长、叶片数和整株鲜重，记录。将植株小心地通过广口瓶胶塞圆孔，用棉花固定，使根系浸入培养液中。为是根系生长良好，最好在胶塞和培养液之间保留一定空隙，以利通气。将培养瓶放在阳光充足、温度适宜（2025）的地方培养。以后每周补充一次蒸馏水，每2周更换一次培养液。1.2.4 症状观察与生长测量每周观察记录缺乏某一必需元素时所表现的症状和最先出现症状的部分。待幼苗表现出明显的症状（21天）后结束实验，并测

5、量株高、根长、叶片数，用吸水纸轻轻吸干部分水分后，称取地上部鲜重和地下部鲜重。1.2.5 生理生化指标测定（1）根系总吸收面积和活跃吸收面积测定用吸水纸吸干根系上的水后测重，记录。在3个编号为1、2、3的烧杯中加入根系重量10倍体积的0.0002molL-1甲烯蓝溶液，将根在1、2、3号烧杯中依次浸泡1.5分钟，从1、2、3烧杯中分别取1ml到编号为1、2、3的试管中，每个试管中加蒸馏水9ml。用721型分光光度计比色（660nm、1cm光经的比色皿）直接读出溶液浓度。（2）叶绿体色素的定量测定取新鲜的玉米叶片擦净表面污物，去掉叶片主脉，用剪刀剪碎、混匀后称取0.2g。将称取的材料放入25ml

6、的容量瓶中，加入80%的丙酮（不要加到刻度线），放在黑暗的条件下，浸泡至叶片发白（7天），用80%丙酮定容至25ml，摇匀、备用。将叶绿体色素的浸提液倒入1cm光径的比色皿内，以浸提试剂（80%丙酮）为空白分别测定波长663nm、646nm和470nm下的吸光度。2、结果分析2.1 缺素症状：缺N：老叶发黄，干枯两片，无斑，生长点完好，根系茂但很细缺P：老叶发黄，干枯三片，无斑，生长点完好，根系茂但较纤细缺K：老叶发黄，干枯三片，无斑，生长点完好，根系茂盛缺Ca：全部干枯，枯叶上有褐斑，根短而少、生长点发粘、停止生长缺Mg：老叶发黄，干枯三片，二叶上有褐斑，生长点完好，根系弱小缺Fe：新叶呈黄

7、绿色，边缘干枯，无斑，根系相对植株弱小2.2 干物质积累（见表1）由表1可以看出，与完全培养相比，缺素培养的植株重量明显降低，干物质的积累明显减少，相对生长速率也较低，其中缺Fe的植株相对生长速率最低，说明其对植物干物质的积累影响较大。2.3叶绿素含量（见表2）由表2比较可知，缺素培养对植物叶绿素合成的影响较大，缺铁时a:b最大，说明缺铁对叶绿素a的合成影响比较大。不同的缺素培养对不同种类色素的合成影响也有差异。2.4根系活力（见表1与表2）由表1和表2可知：缺素培养使根冠比有不同程度的增大；根系活跃吸收面积减小，根系活力降低。从而影响植株的正常生长发育。表1 结果记录表（一）处理初期株重（g

8、）终期株重（g）根冠比(R/T)相对生长速率（RGR）完全1.2512.50.380.15缺N1.223.840.670.25缺P0.875.980.650.21缺K0.761.270.150.02缺Ca1.144.810.710.23缺Mg0.701.540.420.15缺Fe0.963.330.440.07表2 形态变化缺素类型实验前鲜重（g）试验后地下部重（g）试验后地上部重（g）根冠比（R/T）RGR（gg-1d-1）根冠比（R/T）症状观察完全1.242.186.4750.380.150.21茎秆粗壮，叶片多，宽大，颜色绿，根系发达缺氮0.981.101.560.670.250.81

9、植株矮小，老叶枯死，茎秆红，根系稀少缺磷1.141.452.880.650.210.39生长速率比缺氮稍大，老叶枯死，茎秆红，根系稀少缺钾0.730.711.350.150.021.34茎秆柔软，老叶枯死，根系稀少缺钙1.0251.0051.390.710.230.54老叶枯死，根系稀少缺镁0.560.811.650.420.150.66老叶枯死，第三，四叶失绿缺铁0.821.201.920.440.070.35新叶发白（说明：表2中a:b表示叶绿素a与叶绿素b的含量之比，（a+b）:c表示叶绿素的总含量与类胡萝卜素的总含量之比。） 3、结论N、P、K、Ca、Mg、Fe是植物必需的大量元素，环

10、境中这些元素的多寡必然使植物发生相应的生理生化变化并影响其生长发育而产生相应的症状。缺少N元素，有机物合成受阻，植株矮小，叶片黄化，产量降低1。缺少P蛋白质合成受阻，影响细胞分裂，植株矮小，分蘖、分枝少，叶色暗绿或紫红1。缺少K元素，植物叶片缺绿，生长缓慢，节间缩短，植株矮小，叶片显得瘦小细长，易伏倒2。缺少Ca元素，新生叶的叶绿素形成受到影响，植株的特征地上部分极为明显，表现幼嫩部分发生危害，先从幼叶变黄枯萎，生长点受到抑制或死亡，致使植株矮小丛状展开的叶尖部分产生胶质干后粘在一起3。缺少Mg元素，镁是叶绿素的重要组成部分，植物体内约20的镁元素存在与叶绿素中，这与植物进行光合作用具有密切的

11、联系4。缺少Fe元素，铁是许多重要酶的辅基，通过Fe2+和Fe3+两种价态传递电子，在生物合成过程中起着重要的桥粱作用4。催化叶绿素合成的酶需要Fe2+，近年来发现，铁对叶绿体构造的影响比对叶绿素合成的影响更大4。通过上面一系列的研究，能简要的说明，植物缺某种矿质元素时，会对植株的生长发育有着不同程度的影响。此外，同时缺乏数种元素会使病症复杂化，其他环境因素（如各种逆境、土壤PH，等等）也都可能引起植物产生和与营养缺乏类似的症状5。由于时间、实验条件有限，我们还有待于进一步去研究，包括更多的大量元素、微量元素，甚至有益元素和稀土元素对植物生长的影响。4、参考文献1李合生等.现代植物生理学.高等教育出版社，2006，76782 叶尚红，陈疏影等，植物生理生化实验教程。云南