植物的溶液培養(yǎng)及缺素培養(yǎng)

1、植物的溶液培養(yǎng)及缺素培養(yǎng)摘要:為探求各種主要元素對植物生長發(fā)育的作用，本次試驗采用玉米幼苗為實驗材料，用配制的各種缺乏某種礦質(zhì)元素的培養(yǎng)液進行培養(yǎng)，根據(jù)2周的持續(xù)觀察記錄，進一步了解礦質(zhì)元素的作用、特點及對植物生長發(fā)育的重要性。關(guān)鍵詞：玉米、培養(yǎng)液配制、缺素培養(yǎng)、定植培養(yǎng)。前言溶液培養(yǎng)是德國植物生理學(xué)者Sachs和Knop在1860年試驗成功的，它在闡明植物對養(yǎng)分的要求曾起過決定性作用，并奠定了施肥的理論基礎(chǔ)。近年來在世界各國重新受到重視，已成為一種切實可行的生產(chǎn)手段，美國已把溶液培養(yǎng)應(yīng)用在生產(chǎn)上，我們有些單位已將溶液培養(yǎng)應(yīng)用到水稻育苗及蔬菜生產(chǎn)上，估計溶液養(yǎng)在生產(chǎn)上的應(yīng)用將日益廣泛，這是植物

2、營養(yǎng)的基本理論在生產(chǎn)實踐上的新發(fā)展。綠色植物在整個生活周期中除了通過葉片的光合作用外，只要滿足正常生長發(fā)育所需的各種礦質(zhì)元素和其他條件，植物不一定非在土壤中生長不可。因此，在用蒸餾水及所需的幾種元素配成的溶液中，植物同樣可以正常生長發(fā)育，這種培養(yǎng)方法稱作溶液培養(yǎng)。由于溶液培養(yǎng)其元素的種類和數(shù)量可以控制，因此要了解某種元素是否為植物必需時，可有意識地配制缺乏某種元素的培養(yǎng)液，根據(jù)植物在該溶液中所表現(xiàn)出來的作用、特點以及對植物生長發(fā)育的重要性。一、材料、儀器及藥品1、實驗材料華南農(nóng)業(yè)大學(xué)作物栽培實驗室提供的長勢相當(dāng)?shù)挠衩子酌纾L發(fā)育均正常。2、實驗儀器刻度吸管 5ml 12支；1ml 1支；量筒

3、1000ml 1個；培養(yǎng)瓶2套；海綿；pH試紙（pH1-14或pH5.4-7.0）；鑷子，玻璃管，吸球；標簽紙；黑色瓶套。3、藥品Ca(NO3)24H2O KNO3 MgSO4 KH2PO4 K2SO4 CaCl2 NaH2PO4 NaNO3 Na2SO4 MgCl26H2O FeCl3 EDTA-Na2 FeSO4 H3BO3 MnCl24H2O CuSO45H2O ZnSO47H2O H2MoO4H2O 二、 實驗方法（一）、營養(yǎng)液的配制（用蒸餾水）1大量元素貯備液的配制2、(EDTA-Fe)=0.05mol·L-1貯備液的配制（1）c(EDTA-Na)=0.1molL-1溶液：

4、稱EDTA二鈉3.77克，加新煮沸剛冷的溫?zé)岬恼麴s水約20ml，攪拌使之完全溶化，冷后加蒸餾水定容至100ml，保存于密閉聚乙烯塑料瓶中。（2）c(FeSO4或FeCl3)0.1molL-1溶液：稱2.78克FeSO47H2O(或2.703克FeCl36H2O)用新煮沸剛冷的蒸餾水定容至100ml（亞鐵易變，只能即配即用）。（3）將（1）溶液和（2）溶液等量混合，即成c(EDTA-Fe)=0.05molL-1貯備液，（其中EDTA-Fe含F(xiàn)eSO4，EDTA-Fe含F(xiàn)eCl3）。3微量元素貯備液的配制稱H3BO3 2.86克 ； MnCl24H2O 1.81克；CuSO45H2O 0.08克；

5、 ZnSO47H2O 0.22克；H2MoO4H2O 0.09克溶于1升蒸餾水中。（二）培養(yǎng)溶液的配制先測定培養(yǎng)瓶的容積（ml），確定培養(yǎng)液的用量（ml），以此用量在培養(yǎng)瓶的瓶外壁貼一小標簽為標記，并作處理號標志，然后在培養(yǎng)瓶中加入約700ml蒸餾水，按下表各處理加入貯備液用量，注意按順序加入，并且每加入一種貯備液后都要用玻璃管拌勻，直到加齊后用水定容至刻度線，攪拌均勻。（三）定植培養(yǎng)選取生長一致的玉米幼苗作實驗材料，每個培養(yǎng)瓶定植一株，首先小心將幼苗根部用水沖洗干凈，記錄幼苗的葉片數(shù)量和鮮苗重量（克），并把幼苗通過瓶蓋的中央大孔用棉花固定在蓋上，蓋好瓶塞，使根系浸入培養(yǎng)液中，（盡量勿使根系受

6、傷）并調(diào)整根莖基部離開液面1厘米；瓶外應(yīng)套上遮光袋并貼好標簽。標簽應(yīng)包括：處理、專業(yè)、組別、培養(yǎng)者、培養(yǎng)日期。同時在瓶蓋的另一個小孔中裝入一支帶膠圈的玻璃管，要求玻璃管的下端離瓶底11.5厘米，以作通氣用，把定植好的培養(yǎng)瓶放于溫室培養(yǎng)。（四）培養(yǎng)管理及觀察實驗開始后，要認真做好管理和觀察記錄，要求每天觀察一次，及時補加蒸餾水，維持培養(yǎng)液水平；要及時補充空氣，應(yīng)用吸球通過玻璃管打入空氣，每瓶打氣1520次，注意勿吸出培養(yǎng)液！每45天測定和調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH值。（用c(NaOH)=0.1molL-1和c(HCl)=0.1molL-1調(diào)節(jié)pH值至5.56.5）。實驗過程要認真觀察各處理玉米的生長情況，

7、對各元素缺乏癥狀的表現(xiàn)和發(fā)展作詳細記錄。三、實驗結(jié)果與分析（一）實驗原始現(xiàn)象數(shù)據(jù)記錄：1、 葉天數(shù)完全缺N缺P缺K缺Ca缺Mg缺Fe缺S1新老葉尖均先變黃，再在尖端部位泛淡紅，其他部位未有明顯異象。老葉尖端中尖位出現(xiàn)暗黃，新葉正常，根莖未有明顯異常。從老葉的葉尖開始，逐漸向葉柄較大范圍的變黃，主根長側(cè)根少，莖正常。老葉片尖端邊緣出現(xiàn)淡黃色，新葉生長正常，新葉較軟弱，不能直起（ED），莖部根部生長正常，未有明顯異樣。新葉教軟弱，其余一切正常。主根開始發(fā)黑，其余正常。從老葉開始，葉片很軟弱，萎蘼，整葉的一邊側(cè)面變灰，新葉下垂不能直立，莖也較軟。老葉葉尖葉脈附近泛黃，其余正常。2正常一葉片發(fā)黃，另一

8、葉片葉尖發(fā)黃兩葉片葉尖發(fā)黃，葉較軟兩葉片葉尖發(fā)黃，新葉較軟。葉片軟且黃，葉緣黃葉尖黃葉片黃葉尖黃3第一片葉尖變黃第一片葉全變成黃紫色，所有葉尖變黃，葉心變紫第一片葉全變紫所有葉尖變黃第一片葉全變黃，所有葉尖變黃第一片葉尖有點黃第一片葉全變黃，所有葉尖有點黃第一片葉和第二片葉尖變黃4長勢中等，最大的那片葉子彎折，新葉變黃較重，根系長勢良好，老葉葉尖略黃長勢中等，一片新葉有明顯發(fā)黃現(xiàn)象，一片老葉葉尖略有發(fā)黃。根系長勢良好。葉緣由發(fā)黃現(xiàn)象。長勢較好，一片新葉出現(xiàn)萎蔫。一片老葉葉尖有發(fā)黃現(xiàn)象。根系生長正常。長勢良好，一片新葉有變黃現(xiàn)象。根系長勢良好。長勢較弱，一片老葉和一片新葉均出現(xiàn)枯黃，葉脈中央出現(xiàn)

9、斑點。長勢較好，無明顯發(fā)黃現(xiàn)象。根系長勢也很良好。長勢一般，一片新葉出現(xiàn)枯黃現(xiàn)象，老葉狀態(tài)良好，葉尖微有變黃現(xiàn)象。葉脈有發(fā)白現(xiàn)象。長勢不錯，根系生長正常。一片新葉略有發(fā)黃現(xiàn)象。5長勢中等，有一片葉倒了，根系主根較多，葉尖有點黃葉片有黃斑出現(xiàn)，植株長勢中等長勢較健壯，有一葉片有些微紫色條紋出現(xiàn)長勢較健壯，葉片也沒倒伏，根系發(fā)達長勢瘦弱，葉片有枯斑出現(xiàn)長勢最強壯，根系發(fā)達，沒有倒伏葉片長勢瘦弱，不過葉片沒有倒伏長勢健壯，葉片較大，根系一般6長勢一般，兩葉片發(fā)黃，一葉片完全枯萎。瘦弱，葉尾發(fā)黃，一葉片完全枯萎。一片葉片完全枯萎，老葉葉尾枯黃，葉尖開始發(fā)黃。長勢不好，葉子下垂，不能直立生長，葉片發(fā)黃，

10、一葉片完全枯萎。葉尖焦黃，葉邊開始泛黃，葉尾發(fā)黃，一葉片完全枯萎。植株長勢不錯，一片老葉稍微發(fā)黃，葉尖小部分開始泛黃，其他正常。一片葉片完全枯萎，植株矮小，葉尖發(fā)黃。植株長勢不錯，葉尾枯黃，新葉長勢較好，葉寬，莖桿粗壯。7第一片葉焦黃，第二片葉倒伏，葉尖焦黃，第三片葉葉尖焦黃。第一片葉整片都焦黃了，第二片葉尖焦黃，往葉基部方向顏色由深變淺，顏色向葉脈延伸。第一片葉焦黃，第二片葉葉尖發(fā)黃第一片葉上端焦黃，第二片葉和第三片葉葉尖發(fā)黃，第三片葉和第四片葉結(jié)合處倒伏。第一片葉完全焦黃，第二片葉尖焦黃延伸向葉緣。第一片葉大部分焦黃，第二片葉葉尖發(fā)黃，第三片葉有兩個折斷點。植株矮小，第一片葉焦黃，第二片葉

11、葉尖焦黃第一片葉焦黃，第二片葉和第三片葉葉尖焦黃，第三片葉中部折斷，第四片葉長勢茂盛良好，但是有撕裂的痕跡且倒伏。8葉尖正常發(fā)黃老葉從葉尖的葉脈開始枯了老葉從葉邊緣開始有些許枯某葉子有一邊枯了老葉從葉邊緣開始有些許枯最下面的葉枯死最下面的葉枯死老葉從葉尖的葉脈開始枯了9正常老葉尖向里黃，中心葉脈變紅，莖變紅正常新葉順葉脈有淡黃色條文葉尖黃，老葉黃新葉從葉柄來事變淡黃葉片順葉脈有黃色條紋104片葉子，2片葉尖黃4片葉子，一落，一呈紫色，一葉脈紫，葉尖紫。5片葉，一落5片葉，新葉軟4片葉，一敗落，一黃。4片葉子，一落4片葉子，新野黃，2葉尖黃。5片葉子，新葉整片黃。11第一片葉全黃，第二片葉尖變黃

12、，所有葉有黃斑點第一和第二片葉全變黃，第三片葉尖變紫，葉心變紫第一片葉全黃，第二和第三片葉尖變黃，葉心變紫第一片葉尖變黃第一片葉全黃，第二片葉的葉尖變黃并有斑點第一片葉全黃，第二和第三片葉尖變黃，并有黃斑點第一片葉全黃，第二片葉尖變黃，所有葉片都發(fā)黃第二片葉尖變黃121314葉片基本呈綠色，長勢良好，第一片葉葉尖發(fā)黃，植株大小適中植株直立，但十分瘦弱，第一片葉焦黃，第二片葉葉尖焦黃，共三片葉。莖桿粗壯，第二片葉從葉尖向葉基部大面積發(fā)黃，且是從葉緣向葉脈延伸，第三片葉基部與莖桿的連接處倒伏，葉尖發(fā)黃，新葉長得十分茂盛。植株看起來很沒精神，葉片都已倒伏，第一片葉發(fā)黃，兩片新葉長勢良好，葉較寬。從下

13、到上，葉尖發(fā)黃程度遞減。第一片葉焦黃，從下到上，葉尖都發(fā)黃，第三片葉彎折，第二、四片葉發(fā)黃程度較第三片葉深莖桿粗壯，新葉顏色淺葉寬。第二片葉有少量成長條形的斑點，葉尖焦黃。第三片葉葉尖很小部分黃了。:植株矮小,第二片葉尖發(fā)黃,新葉顏色很淺,呈淡黃綠色.第一片葉大部分發(fā)黃，葉尖已焦黃。第二、三、四、五片葉都有彎折現(xiàn)象。第二三片葉葉尖發(fā)黃，兩片新葉長勢良好，葉較寬，莖桿較粗。2、5月28日（最后一天）的根系情況缺Mg：較長 缺Fe：很少，不發(fā)達。缺P：發(fā)達，長且跟須多。缺S：特別發(fā)達，大、多。缺Ca：較細缺N：瘦長，不發(fā)達。缺K：一般，不是很長。完全：一切正常。3、莖桿情況粗壯：P 、 S一般：C

14、a 、K 、Mg瘦弱：Fe 、N剛好：完全鮮重（g）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終值7.258.335.933.224.104.967.822.50完全缺S缺Mg缺N缺Ca欠K缺P缺Fe總?cè)~片數(shù)66644664枯死葉片數(shù)11121011 二、實驗結(jié)果分析1、缺素癥狀缺N：老葉發(fā)黃，干枯兩片，無斑，生長點完好，根系茂但很細。缺P：老葉發(fā)黃，干枯一片，無斑，生長點完好，根系茂但較纖細。缺Ca：全部干枯，枯葉上有褐斑，根短而少、生長點略微缺損、停止生長。缺Mg：老葉發(fā)黃，干枯一片，二葉上有褐斑，生長點完好，根系弱小。缺Fe

15、：新葉呈黃綠色，邊緣干枯，無斑，根系相對植株弱小。缺S：老葉發(fā)黃，干枯一片，生長點完好，莖桿粗壯，根系茂盛。缺K：老葉發(fā)黃，干枯零片，無斑，生長點完好，根系茂盛2 植物生長前后鮮重對比由前后鮮重對比表可以看出，與完全培養(yǎng)相比，缺素培養(yǎng)的植株重量基本降低，干物質(zhì)的積累明顯減少。其中缺鐵的植株重量減少的最多。說明鐵元素對植株的干物質(zhì)積累量影響較大。四、討論N、P、K、Ca、Mg、Fe、S是植物必需的大量元素，環(huán)境中這些元素的多寡必然使植物發(fā)生相應(yīng)的生理生化變化并影響其生長發(fā)育而產(chǎn)生相應(yīng)的癥狀。缺少N元素，有機物合成受阻，植株矮小，葉片黃化，產(chǎn)量降低。缺少P蛋白質(zhì)合成受阻，影響細胞分裂，植株矮小，分

16、蘗、分枝少，葉色暗綠或紫紅。缺少K元素，植物葉片缺綠，生長緩慢，節(jié)間縮短，植株矮小，葉片顯得瘦小細長，易伏倒。缺少Ca元素，新生葉的葉綠素形成受到影響，植株的特征地上部分極為明顯，表現(xiàn)幼嫩部分發(fā)生危害，先從幼葉變黃枯萎，生長點受到抑制或死亡，致使植株矮小叢狀展開的葉尖部分產(chǎn)生膠質(zhì)干后粘在一起。缺少Mg元素，鎂是葉綠素的重要組成部分，植物體內(nèi)約20的鎂元素存在與葉綠素中，這與植物進行光合作用具有密切的聯(lián)系。（參考，本次實驗缺Mg現(xiàn)象觀察不明顯）缺少Fe元素，鐵是許多重要酶的輔基，通過Fe2+和Fe3+兩種價態(tài)傳遞電子，在生物合成過程中起著重要的橋粱作用。催化葉綠素合成的酶需要Fe2+，近年來發(fā)現(xiàn)，鐵對葉綠體構(gòu)造的影響比對葉綠素合成的影響更大。缺少S元素，葉片均勻缺