植物缺素培养实验报告.docx

植物缺素培养实验报告实验一：玉米的溶液培养及缺素培养实验一、实验目的1、掌握种子发芽和 无土栽培的实验技术以及配制贮备液的方法，了解氮、磷、钾等元素对植物生长 发育的影响和学习判断缺素症状2、了解分光光度计的使用方法；掌握计算叶绿体各色素成分含量的方法3、学会AM-300手持式叶面积仪测定叶面积的方法二、 实验原理1、植物在必需的矿物元素供应下正常生长，如缺少某一元素， 便会产生相应的缺乏症用适当的无机盐制成营养液，即能使植物正常生长，称 为溶液培养，如果用缺乏某种元素的缺素液培养，植物就会呈现缺素症状而不能 正常生长发育将所缺元素加入培养液中，该缺素症状又可逐渐消失2、 叶片中叶绿素含量的高低是反映植物叶片光合能力的一个重要指标另 外，叶绿素的含量是植物生长状态的一个反映，一些环境因素如干旱、盐渍、低 温、大气污染、元素缺乏都可以影响叶绿素的含量与组成，并因之影响植物的光 合速率根据朗伯一比尔定律，某有色溶液的吸光度A与其中溶质浓度C和液层 厚度L成正比，即A = KCL式中：K比例常数当溶液浓度以百分浓度为单位， 液层厚度为1cm时，K为该物质的吸光系数如果溶液中有数种吸光物质，则此混合液在某 一波长下的总吸光度等于各组分在相应波长下吸光度的总和。

这就是吸光度的加 和性3、 叶片性状特征直接影响到植物的基本行为和功能叶面积是植物研究中 的一个常用指标,叶面积的大小决定着植物接收光合有效辐射 (photosyntheticallyactiveradiation,PAR)的量，与干物质产量和地上净初级 生产力有密切关系,反映了植物对其地理分布和养分条件等外界因素的适应策略 同时,叶面积也是影响植物生长、果实发育和品质的重要生理和形态指标三、 用品与材料1、材料：玉米种子；2、用品：培养缸、试剂瓶、容量瓶、 烧杯、移液管、量筒、精密天平、棉花或海绵)刻度尺、分光光度计、AM-300手 持式叶面积仪；3、试剂：硝酸钙、硝酸钾、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、硫酸镁、 氯化钾、氯化钙、硫酸锰、乙二胺四乙酸二钠、硫酸亚铁、硼酸、硫酸锌、氯化 锰、钼酸、硫酸铜四、实验步骤1、育苗选大小一致饱满成熟的植物种子，放在培养皿中萌 发，长成5~7cm小苗时，选择生长势一致的植株进行溶液培养2、 配制培养液(贮备液)取分析纯的试剂，按实验表2-1用量配制成贮备 液3、 按表2-2配制完全液和缺K液4、水培装置准备取1L的培养缸，若缸 透明，则在其外壁涂以黑漆或用黑纸套好，使根系处在黑暗环境中，缸盖上应打 有数孔，用海绵或棉花固定植物幼苗。

5、 移植与培养将以上配制的培养液中各加蒸馏水至1000ml，将幼苗根系 洗干净，小心穿人孔中，用棉花或海绵固定，使根系全浸入培养液中，放在阳光 充沛、温度适宜(2 0〜25°C )的地方6、 管理、观察每三天加蒸馏水一次以补充瓶内蒸腾损失的水分培养液 一星期更换一次，最好每天通气2〜3次或进行连续微量通气，以保证根系有充 足的氧气7、 三周后，进行高度、净重及叶面积的测量，并进行记录8、 把缺素和完全溶液培养的玉米叶各称量0.2g，加入少量95%酒精研磨成 匀浆，最后定容至10ml8、 加入比色杯中，使用分光光度计进行吸光值测量9、 整理并统计所有数据，获得结论五、实验结果表表1：缺素培养、完全培养的玉米苗的外部形态特征 照片第4天第8天第12天第15天第19天第21天表表2：缺素培养前后玉米苗生长状况完全培养 A 组缺素培养 A 组完全培养 B 组缺素培养 B 组培养前高 (cm)9.8010.3010.209.5010.0010.408.008.318.217.808.278.43 第 3 天高度 (cm)21.2021.1019.6019.515,519.417.018.816.717.49.016.4 第 15 天高度 (cm)52.437.942.424 ． 934.121.128.150.145.929.533.522.83 周 后 高 度 (cm)62.154.854.428.038.123.253,760.158.034.037.424.0 表表 3：第 21 天(第三周）玉米苗各项指标完全培养A组缺素培养A组完全培养B组缺素培养B组编号123123123123 地上株高（cm）62.154.854.428.038.123.253,760.158.034.037.424.0 根冠长度 （cm）21.217.918.210.413.89.916.420.016.711.311.48.6 地上：根冠地上质量（cm） 11.859.056.411.862,262.5810.0311.3510.291.652,100.62 地下质量（cm）2.893.310.910.660.741.202.442.912.780.570.670.29 叶面积 （cm2）53.950.147.830.338.529.0表表4：叶绿素a、叶绿素b的含量测定：649nmOD 平均值 665nmOD 平均值 Ca （mg/L）Cb（mg/L）C 总（mg/L）完全培1.0142.1222.609.7932.29养缺钾培养0.761.7218.776.3825.15注：计算公式如下：Ca=13.95*A665 - 6.88*A649Cb=24.96*A649 - 7.32*A665CT二Ca+Cb 表 5:六、分析与讨论1、从表1的图片和表3的叶面积比较中可看出，缺钾培养 液培养的的玉米苗的叶面积明显比对照组的要小，而且可以看到老叶叶尖和叶缘 有明显变黄。

根据观察，玉米幼苗处理后第6天株高出现明显差异，第8天老叶 叶片出现块状失绿，叶脉颜色浅于完全培养组，随后叶片出现黄斑，叶边缘不平 整，叶肉部分上凸，茎秆短细，叶尖干枯至枯萎，生长情况明显比缺素组差在 第三周实验结束时，部分缺钾培养植株的新叶的叶尖也开始有变黄，而部分老叶 已经枯萎或叶上有多条黄色条纹在李富恒【1】等对缺钾玉米培养的研究中，证明了钾元素影响植株生长，特别是叶面积的 增大及酶的合成，这会使得植物的光合作用效率大大降低，使植株的粗细、高度 等降低2、 从表2可以看到，在未进行缺素培养时，完全培养组和缺素培养组的玉 米苗高度、生长状况基本相同，但在培养过程中，完全培养的植株无论是粗细比 缺素培养的植株要粗，高度比缺素培养都要高3、 从表3可以看到，完全培养的植株除了地上株高等均比缺素培养的高， 其根冠发达程度也比缺素培养的植株要大根据观察，完全培养植株的根部分支 多，洁净呈白色，根冠的长、宽都比缺素培养的大，且缺素植株的根部大部分发 黄，有少许腐烂现象根据李秧秧、范德纯［3］的实验，缺钾严重影响地上部的生长，是因为钾离子是叶绿素合成途径相关 酶的激活剂，可以激活叶绿素合成的相关酶，促进叶绿素的合成，以保证光合作 用的进行。

在缺钾营养液下，玉米叶片中叶绿素含量要低；在完全营养液中，提 供充足的钾离子，叶片叶绿素含量要高缺素组的玉米苗叶绿素含量远远不及完 全组的玉米苗，因此对地上的影响是最大的4、从表4可以看出，缺素组的分光光度计的Ca值、Cb值及C总比完全组 的低，证明缺素组的叶绿素a、b均比完全组的要低，且叶绿素总量要比完全组 的要低在李富恒［1］等对缺钾玉米培养的研究中，两个品种的完全液培养的叶 绿素含量均比缺钾的高钾离子是叶绿素合成途径相关酶的激活剂，可以激活叶 绿素合成的相关酶，促进叶绿素的合成，以保证光合作用的进行在缺钾营养液 下，玉米叶片中叶绿素含量要低；在完全营养液中，提供充足的钾离子，叶片叶 绿素含量要高钾不仅能促进氮的吸收，而且能促进含氮化合物向蛋白质合成场 所运输，促进氨基酸合成蛋白质和稳定蛋白质的结构，因而可以促进氮代谢，进 而加速光和色素的形成缺钾培养玉米叶片叶绿素的降低与缺钾使氮循环受阻， 导致光合能力弱，合成的光合产物少有关植物必需元素的生理作用及缺素症状根据必须元素在植物体内的移动性，必需元素可分为两类，可移动的，如N、 P、K、Mg、Zn、B、Mo,这些元素在植物体内可被再利用，当植物缺乏这些元素 时，这些元素从老的部位转移到幼嫩部位，因此缺素症状表现在老叶上。

难移动 的元素，包括Ca、S、Fe、Mn、Cu，这些元素被利用后，很难移动，当植物缺乏 这些元素时，新生的组织由于缺乏这些元素，首先表现出缺素症状1. 氮（N）氮占植物干物重1—3%植物吸收的氮以无机氮为主（NO-3, NO-2, NH+4）， 有时也吸收简单的有机氮，如尿素（CO（NH2）2）和氨基酸的等氮在植物生命活动具有重要的作用，因为它是许多化合物的组分；（1）遗传 物质——核酸；（2）生物催化剂——酶；（3）酶活性调节物质——维生素，辅基， 辅酶，激素；（4）细胞膜的骨架——磷脂；（5）光受体——叶绿素，光敏素；（6） 能量载体——ADP,ATP等；（7）渗透物质——脯氨酸，甜菜碱缺氮时，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 缺氮时，叶片脱落，植株矮小叶片黄瘦，甚至停止生长，老叶枯萎死亡氮素在体内的代谢特点是可以移动，可再利用，（当植株）缺氮时，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，缺氮症状首先表现在老 叶上（老叶退绿变黄）2. 磷（P）磷在植物生命活动中也起着非常重要的作用植物主要以H2P0-4的形式吸 收磷在低PH值下，以吸收H2PO-4为主，在高PH值下以吸收HPO2—为主。

磷也是许多重要化合物的组分：（1）遗传物质——核酸；（2）膜的骨架—— 磷脂；（3）酶活性调节者——磷酸辅基，辅酶（FAD,NAD,FMN,NADP等）和维生素 等；（4）能量载体——ATP,ADP等；（5）调节物质运输（磷酸蔗糖）；（6）调节PH 值缺磷的症状：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3. 钾（K）钾也是植物体内的重要元素，是体内必需元素中唯一的一价金属离子，在体 内呈离子态钾在体内的主要作用是调节作用：（1）调节气孔开闭；（2）调节根 系吸水和水分向上运输（根压）；（3）渗透调节；（4）调节酶活性——许多酶的 活化剂，如谷胱甘肽合成酶，琥珀酸CoA合成酶，淀粉合成酶，琥珀酸脱氢酶， 果糖激酶，丙酮酸激酶等60多种酶；（5）平衡电性：在氧化磷酸化中，K+与Ca2+ 做为H+的对应离子平衡H+荷，在光合磷酸化中，K+与Mg2+做为H+的对应离子， 平衡H+的电荷；（6）调节物质运输（韧皮部含有大量的K+）钾的缺素症状：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. 硫（S）植物主要以SO42-形式吸收硫硫是许多重要化合物的组分：91）蛋白质（含 硫氨基酸，半胱氨酸，蛋氨酸）；（2）膜的组分——硫脂；（3）电子传递体的组 分一Fd, Fe-s； （4）维生素（硫胺素Vbl,泛酸VB3）缺硫的主要症状：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. 钙（Ca）植物离子形式（Ca2+）吸收钙钙的主要生理作用有：（1）化合物组分一一 果胶酸钙；（2）结构组分一膜，染色体；（3）酶的活化剂-ATP水解酶，琥珀酸脱 氢酶；（4）第二信使一细胞内信息的重要传递者一单独或与CaM 一起调节许多酶 的活性；（5）平衡电性：与K+—起平衡H+ （线粒体）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. 镁（Mg）镁的主要生理作用：（1）叶绿素的组分；（2）在光合磷酸。