植物的溶液培养及缺素培养

1、植物的溶液培养及缺素培养摘要:为探求各种主要元素对植物生长发育的作用，本次试验采用玉米幼苗为实验材料，用配制的各种缺乏某种矿质元素的培养液进行培养，根据2周的持续观察记录，进一步了解矿质元素的作用、特点及对植物生长发育的重要性。关键词：玉米、培养液配制、缺素培养、定植培养。、，、.前言溶液培养是德国植物生理学者Sachs和Knop在1860年试验成功的，它在阐明植物对养分的要求曾起过决定性作用，并奠定了施肥的理论基础。近年来在世界各国重新受到重视，已成为一种切实可行的生产手段，美国已把溶液培养应用在生产上，我们有些单位已将溶液培养应用到水稻育苗及蔬菜生产上，估计溶液养在生产上的应用将日益广泛，

2、这是植物营养的基本理论在生产实践上的新发展。绿色植物在整个生活周期中除了通过叶片的光合作用外，只要满足正常生长发育所需的各种矿质元素和其他条件，植物不一定非在土壤中生长不可。因此，在用蒸馏水及所需的几种元素配成的溶液中，植物同样可以正常生长发育，这种培养方法称作溶液培养。由于溶液培养其元素的种类和数量可以控制，因此要了解某种元素是否为植物必需时，可有意识地配制缺乏某种元素的培养液，根据植物在该溶液中所表现出来的作用、特点以及对植物生长发育的重要性。一、材料、仪器及药品1、 实验材料华南农业大学作物栽培实验室提供的长势相当的玉米幼苗，生长发育均正常。2、 实验仪器刻度吸管5ml12支；1ml1支

3、；量筒1000ml1个；培养瓶2套；海绵；pH试纸(pH1-14或pH5.4-7.0”镶子，玻璃管，吸球；标签纸；黑色瓶套。3、药品Ca(NG)2?4HOKNOMgSOKHPOKSOCaCbNaHPONaNONaSO(10)MgC2/6H2OQDFeCk(12)EDTA-Na(13)FeSO4(14)HBO(15)MnC2/4H.O(16)CuSO5HO(17)ZnSO7HO(18)HMoCHO实验方法、营养液的配制(用蒸馏水)1大量元素贮备液的配制营养提浓度(亳克me/亳升ml)hi*。必KNOj102K4睇。.78,0蟒照27辎111|NaliyPO424NaNO3ITONd2s21180

4、2、(EDTA-Fe)=0.05molL-1贮备液的配制(1)c(EDTA-Na)=0.1mol”1溶液：称EDTA二钠3.77克，加新煮沸刚冷的温热的蒸储水约20ml,搅拌使之完全溶化，冷后加蒸储水定容至100ml,保存于密闭聚乙烯塑料瓶中。(2)c(FeSO4或FeCl3)=0.1mol”1溶液：称2.78克FeSO47H20(或2.703克FeCl3?6H2O)用新煮沸刚冷的蒸储水定容至100ml(亚铁易变，只能即配即用)。(3)将(1)溶液和(2)溶液等量混合，即成c(EDTA-Fe)=0.05mol2-1贮备液，(其中EDTA-Fe含FeSO4,EDTA-Fe含FeCl3)。3微量元

5、素贮备液的配制称H3BO32.86克；MnCl2?4H2O1.81克；CuSO?5H2O0.08克；ZnSO47H2O0.22克；H2MoOH2O0.09克溶于1升蒸储水中。(二)培养溶液的配制先测定培养瓶的容积(ml),确定培养液的用量(ml),以此用量在培养瓶的瓶外壁贴一小标签为标记，并作处理号标志，然后在培养瓶中加入约700ml蒸储水，按下表各处理加入贮备液用量，注意按顺序加入，并且每加入一种贮备液后都要用玻璃管拌匀，直到加齐后用水定容至刻度线，搅拌均匀。(三)定植培养的Ite瑚除中热入K的G）ttNtkp3MsDL5«LS®5KNO.率0l50L5(L503UU5d

6、LS屿心<54ks1叫叫u<L505Uu3.03MH11P.n>no5U<L5屿MgOj«5IWT瓜州©(L2皿UL2闵巾5*J03OS03©32«3选取生长一致的玉米幼苗作实验材料，每个培养瓶定植一株，首先小心将幼苗根部用水冲洗干净，记录幼苗的叶片数量和鲜苗重量（克），并把幼苗通过瓶盖的中央大孔用棉花固定在盖上，盖好瓶塞，使根系浸入培养液中，（尽量勿使根系受伤）并调整根茎基部离开液面1厘米；瓶外应套上遮光袋并贴好标签。标签应包括：处理、专业、组别、培养者、培养日期。同时在瓶盖的另一个小孔中装入一支带胶圈的玻璃管，要求玻璃管的下端

7、离瓶底11.5厘米，以作通气用，把定植好的培养瓶放于温室培养。（四）培养管理及观察实验开始后，要认真做好管理和观察记录，要求每天观察一次，及时补加蒸储水，维持培养液水平；要及时补充空气，应用吸球通过玻璃管打入空气，每瓶打气1520次，注意勿吸出培养液！每45天测定和调节培养液的pH值。（用c（NaOH）=0.1mol?_-1和c（HCl）=0.1mol2-1调节pH值至5.56.5）。实验过程要认真观察各处理玉米的生长情况，对各元素缺乏症状的表现和发展作详细记录。三、实验结果与分析（一）实验原始现象数据记录:1、叶天数完全缺N缺P缺K缺Ca缺Mg缺Fe缺S1新老叶尖老叶尖端从老老叶片新叶教软主

8、根开始从老叶老叶叶尖均先变中尖位出叶的叶尖尖端边缘出弱，其余发黑，其开始，叶片叶脉附近黄，再在尖端部位泛淡红，其他部位未有明显异象。现暗黄，新叶正常，根茎未有明显异常。开始，逐渐向叶柄较大范围的变黄，主根长侧根少，茎正常。现淡黄色，新叶生长正常，新叶较软弱，不能直起（ED）,茎部根部生长正常，未有明显异样。一切正常。余正常。很软弱，萎W,整叶的一边侧面艾灰，新叶下垂不能直立，茎也较软。泛黄，其余正常。2正常一叶片发黄，另一叶片叶尖皿两叶片叶尖发黄，叶较软两叶片叶尖发黄，新叶较软。叶片软且黄，叶缘黄叶尖黄叶片黄叶尖黄3第一片叶A片叶第一片叶所有叶尖变A片叶第一片叶A片叶第一片叶尖变黄主变成更紫色

9、，所有叶尖变黄，叶心变紫全变紫黄全变黄，所有叶尖变黄尖有点黄全变黄，所有叶尖有点黄和第二片叶尖变黄4长势中长势中长势较长势良好，长势较长势较长势一般，长势不寺）取人等，一片好，一片片新叶有弱，一片好，无明片新叶错，根系的那片叶新叶有明新叶出现变黄现象。老叶和一显力t现出现枯黄生长正子弯折，显俎t现萎蕉。一根系长势良叶均象。根系现象，老叶常。一片新叶变黄较重，根系长势良好，老叶叶尖略黄象，一片老叶叶尖略有发黄。根系长势良好。叶缘由发黄现象。片老叶叶尖有发黄现象。根系生长正常。好。出现枯黄，叶脉中央出现斑点。长势也很良好。状态良好，叶尖微有变黄现象。叶脉有发白现象。新叶略有发黄现象。5长势中叶片后

10、黄；长势较健长势较健长势瘦长势最强长势瘦弱，长势健等，一斑出现，壮，什-壮，叶片也弱，叶片壮，根系不过叶片壮，叶片片叶倒了，根系主根较多，叶尖有点黄植株长势中等叶片有些微紫色条纹出现没倒伏，根系发达有枯斑出现发达，没有倒伏叶片没有倒伏较大，根系般6长势一般，两叶Ojt,一叶片完全枯委。瘦弱，叶尾发黄，一叶片完全枯委。一片叶片完全枯萎，老叶叶尾枯黄，叶尖开始发黄。长势不好，叶子卜垂，不能直立生长，叶片发黄，一叶片完全枯萎。叶尖焦黄，叶边开始泛黄，叶尾:m一叶片完全枯委。植株长势不错，一片老叶稍微发黄，叶尖小部分开始泛黄，其他正常。一片叶片完全枯萎，植株矮小，叶尖发黄。植株长势不错，叶新叶长势较好

11、，叶宽，茎杆粗壮。7第一片叶第一片叶第一片叶:片叶上a片叶:第一片叶植株矮小，第一片叶:第整片都焦第端焦黄，第完全焦大部分焦第一片叶第二片叶倒黄了，第二片叶叶二片叶和第黄，第二黄，第二焦黄，第二二片叶和伏，叶尖二片叶尖尖阳t三片叶叶尖片叶尖焦片叶叶尖片叶叶尖第三片叶第往发黄，第三黄延伸向交！t第隹苗叶尖焦三片叶叶叶基部方片叶和第四叶缘。三片叶有黄,第三尖i潢。向颜色由片叶结合处两个折断片叶中部深变浅，倒伏。点。折断，第颜色向叶四片叶长脉延伸。势茂盛良好，但是有撕裂的痕迹且倒伏。8叶尖正常老叶从叶老叶从叶某叶子有一老叶从叶最下囿的1最卜面的老叶从叶交t尖的叶脉边缘开始了边缘开始叶枯死叶枯死尖的叶

12、脉开始枯了有些许枯有些许枯开始枯了9正常老叶尖向正常新叶顺叶脉叶尖黄，老M更新叶从叶叶片顺叶里黄，中有淡黄色条柄来事艾脉后原;色心叶脉变文淡黄条纹红，茎变红104片叶子，4片叶子，5片叶，一5片叶，新叶4片叶，一4片叶子，4片叶子，5片叶子，2片叶尖一落，一落软败落，一一落新野黄，2新叶整片黄呈紫色，黄。叶尖黄。黄。一叶脉紫，叶尖紫。11第一片叶第一和第第一片叶A片叶尖A片叶第一片叶A片叶第二片叶全黄，第二片叶全全黄,第变黄全黄,第全黄,第全黄，第二尖变黄二片叶尖第二和第三二片叶的二和第三片叶尖变变黄，所三片叶尖片叶尖变叶尖变黄片叶尖变黄，所有叶后叶后更变紫，叶黄，叶心并有斑点黄，并启片都发黄

13、斑点心变紫变紫黄斑点121314叶片基本植株直茎杆粗植株看起来A片叶茎杆粗:植株矮小第一片叶呈绿色，立，但十壮，第二很没精神，焦黄，从壮，新叶第二片叶大部分发长势良分瘦弱，片叶从叶叶片都已倒卜到上，颜色浅叶尖发黄，新黄，叶尖好，AA片叶尖向叶基伏，钎片叶尖都发宽。第二叶颜色很已焦里,。片叶叶尖焦黄，第部大面积叶发黄，两黄，第三片叶有少浅,呈淡黄第二、三、发黄，植二片叶叶发黄，且片新叶长势片叶弯量成长条绿色.四、五片株大小适尖焦黄，是从叶缘良好，叶较折，第二、形的斑叶都有驾中共三片向叶脉延宽。从下四片叶发点，叶尖折现象。叶。伸，第三上，叶尖发黄程度较焦黄。第第二三片片叶基部黄程度递第三片叶三片叶

14、叶叶叶尖发与茎杆的减。深尖很小部黄，两片连接处倒分黄了。新叶长势伏，叶尖良好，叶发黄，新较宽，茎叶长得十分茂盛。杆较粗。2、5月28日（最后一天）的根系情况缺Mg较长缺Fe：很少，不发达。缺P:发达，长且跟须多。缺S:特别发达，大、多。缺Ca较细缺N:瘦长，不发达。缺K:一般，不是很长。完全：一切正常。3、茎杆情况粗壮：P、S一般：Ca、K、Mg瘦弱：Fe、N刚好：完全鲜重(Xg)完全缺S缺Mg缺N缺Ca欠K缺P缺Fe初值1.631.921.421.561.991.771.811.45终值7.258.335.933.224.104.967.822.50,全缺S缺Mg缺N缺Ca欠K缺P缺Fe总叶

15、片数66644664枯死叶片11121011、实验结果分析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，干枯一片，无斑，生长点完好，根系茂但较纤细。缺Ca全部干枯，枯叶上有褐斑，根短而少、生长点略微缺损、停止生长缺Mg老叶发黄，干枯一片，二叶上有褐斑，生长点完好，根系弱小。缺Fe：新叶呈黄绿色，边缘干枯，无斑，根系相对植株弱小。缺S:老叶发黄，干枯一片，生长点完好，茎杆粗壮，根系茂盛。缺K:老叶发黄，干枯零片，无斑，生长点完好，根系茂盛2植物生长前后鲜重对比由前后鲜重对比表可以看出，与完全培养相比，缺素培养的植株重量基本降低，干物质的积累明显减少。其中缺

16、铁的植株重量减少的最多。说明铁元素对植株的干物质积累量影响较大。四、讨论N、P、K、CaMgFe、S是植物必需的大量元素，环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。缺少P蛋白质合成受阻，影响细胞分裂，植株矮小，分奠、分枝少，叶色暗绿或紫红。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。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。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联系。（参考，本次实验缺Mg现象观察不明显）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。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。缺少S元