根際陽離子交換量測定

1、專業(yè)： 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境 姓名： 韓臣才 學號： 3090100057 日期： 2012/04/24 地點： 環(huán)資實驗樓 裝 訂 線實驗報告課程名稱： 植物營養(yǎng)學 成績： 實驗名稱： 根際陽離子交換量測定 同組學生姓名： 朱涵齊 一、實驗?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒嶒瀮?nèi)容和原理（必填）三、實驗材料與試劑（必填） 四、實驗器材與儀器（必填）五、操作方法和實驗步驟（必填） 六、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理七、實驗結(jié)果與分析（必填） 八、討論、心得一、實驗?zāi)康暮鸵?、測定植物樣品根際陽離子交換量，了解其對植物的意義；2、掌握植物樣品根際陽離子交換量測定方法；3、比較單子葉與雙子葉植物根際交換量，加深對植物的認知；

2、4、分析影響植物陽離子交換量的主要因素；二、實驗原理植物的細胞壁是由纖維素、半纖維素、果膠和蛋白質(zhì)組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。如圖：果膠( pectin) 由-(1,4)-d-半乳糖醛酸聚合而成，部分羧基被甲基酯化，部分羧基游離，游離羧基成為陽離子結(jié)合位點。如圖：對根系表面性質(zhì)的研究表明，根組織的表面是以負電荷占優(yōu)勢，其電荷來源主要是細胞壁組分中的果膠和埋藏于其中的蛋白質(zhì)等羧基的解離，以及原生質(zhì)膜所產(chǎn)生的恒定負電荷，即非擴散性陰離子。在根細胞組織的表面形成雙電層，其擴散層中的陽離子可以與土壤表面和土壤溶液中可交換的陽離子進行交換。這種根系的陽離子交換性能可以用根系的陽離子交換量為指標進行測定，根系陽離子交

3、換量是指植物根組織具有可交換陽離子的數(shù)量?？梢杂枚喾N方法測定植物根際陽離子交換量，本次實驗所用為火焰光度計法。其原理是根系表面吸附的可交換陽離子，在中性kcl中被k+代換出來，形成鉀質(zhì)根。洗去多余kcl溶液后，用hcl溶液中的h+將k+代換出來，以火焰光度計法檢測溶液中k+的含量。根據(jù)溶液中k+的含量，計算出陽離子交換量。本實驗采用干根粉末，因為如此可防止測定中因根的代謝活動導致的離子被吸收或外溢所造成的誤差。同時由于這種交換現(xiàn)象直接與根表面的膠體性質(zhì)有關(guān)，因此認為干根與鮮根，同樣顯示陽子交換吸附性能的強弱。三、實驗儀器與試劑測定對象：大豆（雙子葉）根系（干粉）；儀器設(shè)備：火焰分光光度計 磁力

4、攪拌器 萬分之一天平 微量滴定管 500 ml燒杯 250 ml燒杯 50 ml燒杯 洗瓶 定性濾紙 抽濾裝置 ph計 布氏漏斗 試劑：0.01 mol/l hcl 0.008995 mol/l koh (需要標定)1.0 mol/l kcl 0.01 mol/l 鄰苯二甲酸氫鉀3% agno3 0.5% 酚酞kcl標液（10,20,30,40,50ppm）四、實驗步驟稱樣：稱取0.1077 g(雙子葉植物干根粉末)置于500 ml燒杯中，加數(shù)滴蒸餾水潤濕樣品，防止其在后面的操作中漂浮于液面上。鉀質(zhì)根制作：加入200 ml ph7.0的1 mol/l kcl ，攪拌5 min，使根沉淀，抽濾。

5、淋洗：制成的鉀質(zhì)根用蒸餾水連續(xù)淋洗，邊淋洗邊抽濾，直至濾液中無cl-存在(用agno3檢驗)。h+代換k+：將沉淀物與濾紙一起放于250 ml燒杯中，加入200 ml（準確量?。?0.1 mol/l hcl ，攪拌5 min?；鹧婀舛扔嫹y定k+：普通漏斗過濾至小燒杯，火焰光度計測定k+的含量。五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理火焰分光光度計的標曲：濃度/ppm吸光值10327220629230954840125025015526一次標曲實驗最終測得的k濃度為9.2ppm，即9.2毫摩爾/升。則根的陽離子交換量為：則交換量為：9.2*200/10/0.1077/39.1毫摩爾/克=43.69毫摩爾/克六、

6、討論、心得1、作物根系陽離子交換量的大小與哪些因素有關(guān)？答：由于果膠中的游離羧基成為陽離子結(jié)合位點，因此根細胞壁中果膠的含量重點影響根陽離子交換量，同時果膠的甲基酯化程度決定果膠中游離羧基的含量，甲基酯化程度較低的果膠常含有較多的游離羧基，具有較大的陽離子交換量。陽離子交換與根表面的膠體有關(guān)，因此不同根表面不同的膠體也影響根際陽離子交換量。2、根系陽離子交換量的測定有何意義？答：陽離子交換量是植物重要的生理特性之一，它極大地影響植物根系對礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收。具體說來，根際陽離子交換量的測量有以下實際意義：表征植物根系對陽離子的潛在吸收能力；衡量植物對難溶性磷酸鹽的吸收利用能力（這與其對鈣的吸收

7、能力密切相關(guān)）；反映植物對重金屬的抵抗能力（這在受重金屬污染地區(qū)尤為重要，以重金屬鋁為例，通常低cec植物種類由于根細胞壁對鋁的吸附能力較弱，可避免鋁進入細胞內(nèi)，故具有較強的抗鋁能力）；表明植物根系的吸附特性對根土界面養(yǎng)分離子的動態(tài)和有效性的影響。3、為什么要采用干根測定作物根系陽離子交換量？答：由于是學生實驗，利用干根易于操作、節(jié)約時間；由于新鮮根的代謝依然旺盛，因而干根可防止測定中因根的代謝活動導致的離子被吸收或外溢所造成的誤差；由于這種交換現(xiàn)象直接與根表面的膠體性質(zhì)有關(guān)，因此認為干根與鮮根，同樣顯示陽子交換吸附性能的強弱。4、比較單子葉植物和雙子葉植物根系cec的差異，并分析原因。答：通

8、常雙子葉植物的cec比單子葉植物要大得多。這是因為雙子葉植物根細胞初生壁主要的基質(zhì)多糖是果膠質(zhì)，而在單子葉植物根初生壁中，果膠質(zhì)占很小的部分。5、比較酸堿指示劑與ph計在判斷滴定終點時的差異，并判斷酸堿指示劑在實驗中的可行性。答：實驗結(jié)果如下ph=7酚酞終點單子葉18.57 23.68 雙子葉36.82 48.53 可見酚酞終點比ph法大，因為前法是在堿性時定終點，而后者是在酸性時定終點。固實際實驗中采用后法更準確。6、比較酸堿滴定法與火焰光度計法測定植物根系cec時的結(jié)果差異，并討論其相關(guān)性。答：實驗結(jié)果如下：用ph=7法：雙子葉單子葉酸堿滴定36.82 18.57 原子吸收40.15 19.41 用酚酞滴定法：雙子葉單子葉酸堿滴定48.53 23.68 原子吸收40.15 19.