植物环境生理论文

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1、1植物环境生理植物环境生理实验报告实验报告 大型常绿藤本植物绿萝生理特性研究大型常绿藤本植物绿萝生理特性研究胡彬胡彬 （09090701220909070122，农建，农建 091091 班）班） 1实验背景与目的实验背景与目的 针对植物环境生理课程中光合生理、水分生理、养分生理、抗性生理等理论知识， 选择了大型常绿藤本植物绿萝为实验对象，在同一株植物上选取叶片做实验，检测了叶片 的净光合作用速率，同时还做了叶片下表面气孔的构造等观察，测量叶片分光光谱特性以 及叶绿素含量。运用实验辅助教学的手段，充分结合课程理论知识，对植物由感性的认识 逐步上升为理性认识，掌握使用实验器材的方法，巩固理论知识

2、。在生理方面通过与其他 不同植物的对比，了解不同植物的生理特性。 2材料与方法材料与方法 2.1 植物材料植物材料植物简介：绿萝，学名 scindapsus aureun，天南星科，绿萝属，大型常绿藤本植物， 属于单子叶植物，又名魔鬼藤、石柑子、竹叶禾子、黄金葛、黄金藤1。 植物特性：其缠绕性强，气根发达，枝繁叶茂，耐荫性好，终年常绿，有光泽。绿萝 性喜温暖、潮湿环境，要求土壤疏松、肥沃、排水良好，对温度反应敏感， 夏天忌阳光直射，在强光下容易叶片枯黄而脱落2。采集地点：某男生寝室阳台，面向南边，阳光强烈。 2.2 测量指标与方法测量指标与方法2.2.1 植物气孔分布的观察实验方法：将植物叶片

3、清理干净，用指甲油涂抹均匀，晾干后撕取制片，在显微 镜下观察测量指标：每 mm2内的气孔数及气孔的形状等特点仪器器具：显微镜（BX51, Olympus CO., Japan）、培养皿、刀片、镊子、毛笔、 清水、透明指甲油2.2.2 植物叶绿素含量的测量实验方法：运用叶绿素分光光度法和叶绿素活体测量法测量叶绿素含量。叶绿素 不溶于水，易溶于有机溶剂，通常利用丙酮、酒精等有机溶剂对其浸 提后进行分光光度测量，根据朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律可计算 得出；基于植物叶片对光的反射、吸收和透过光谱特性而研制的便携 式仪器即可进行植物叶片的叶绿素活体测量 测量指标：叶绿素溶液在波长为 66

4、3nm 和 645nm 时的光密度 D663 值与 D645 值、 SPAD 值、叶片质量仪器器具：便携式叶绿素计（SPAD-502, Minolta, Japan）、分光光度计 （UV2100，上海尤尼柯公司，中4国），万分之一天平（FA1204B， 上海精密科学 仪器有限公司）、15ml 带盖或带塞试管、剪刀2.2.3 叶片的分光光谱特性测量实验方法：运用紫外可见近红外分光光度计（UV3150，岛津制作所，日本）直 接测量，记录实验数据并绘图测量指标：同一植物叶片对应不同波长（nm）光的透过率（%）仪器器具：紫外可见近红外分光光度计（UV3150，岛津制作所，日本） 2.2.4 叶片的光合

5、速率和蒸腾速率的测量2实验方法：利用便携式光合仪（LI-6400, LI-COR Inc,USA）经调试直接在植物活 体叶片上进行测量，并记录数据测量指标：Photo（光合作用速率 (mol CO2 m-2 s-1)）、Cond（气孔导度 (molH2O m-2 s-1)）、Ci（胞间CO2 浓度 (mol CO2 mol-1)）、 Trmmol（蒸腾速率 (mmol H2O m-2s-1)）等仪器器具：便携式光合仪（LI-6400, LI-COR Inc,USA）2.3 统计处理方法或对比方法统计处理方法或对比方法2.3.1 植物气孔分布的观察：通过观察显微镜视野范围内的气孔个数，分析整个叶

6、片 乃至整个植物的气孔数量及疏密程度2.3.2 植物叶绿素含量的测量：测量叶片 SPAD 值时对同一叶片不同位置进行多次测量 取其平均值，减小测量带来的误差2.3.3 叶片的分光光谱特性测量：运用 EXCEL 处理数据并绘图，与不用植物的光谱特 性进行比较，分析光合特性的差异2.3.4 叶片的光合速率和蒸腾速率的测量：处理分析数据，分析光合特性差异的原因 3结果与分析结果与分析3.1 植物叶片气孔的分布植物叶片气孔的分布结果分析： 实验时采用单独的叶片作为实验对象，离开了植株，叶片生理特性有所改变。气 孔是叶片进行光合作用、蒸腾作用以及呼吸作用与外界的通道，对植物的生理起着重 要作用。图 1

7、所示，在 1mm2的视野范围内，有 21 个气孔，也就是 1cm2内大约有 2100 个气孔，基本符合叶片上 1cm2气孔数在 2000-4000 个的范围，但气孔数偏少。 图中气孔基本都处于关闭状态，保卫细胞紧贴一起，其光合作用等生理特性低，这与 叶片做离体实验有关。叶片离体，没有了水分的供给，为了持续叶片的生理特性，逐 渐关闭气孔，减少蒸腾作用；叶片发黄，叶绿素低，其光合作用也低；另一方面，本 来忌太阳直射的绿萝在实验前经过了太阳的照射，对气孔的开闭也有一定的影响。图图 1 显微镜下绿萝下表面的气孔分布（显微镜下绿萝下表面的气孔分布（1020）33.2 植物叶片叶绿素浓度植物叶片叶绿素浓度

8、3.2.1 叶绿素活体测量数据： 表表 1 便携式叶绿素计测量绿萝叶片便携式叶绿素计测量绿萝叶片 SPAD 值值位置123平均SPAD 值26.524.427.126.0结果分析：由表可看出同一叶片不同位置的叶绿素含量不一样，中部测量值为 27.1，同 时也参考了其他同学的数据，可得出结论：叶子边缘叶绿素含量较低，而叶子中 部较高。但含量都相差不大，从整体来看，都偏低，与选材有关系。3.2.2 叶绿素分光光度测量 数据： 表表 2 绿萝叶绿素分光光度测量数据绿萝叶绿素分光光度测量数据叶片质量 （W/g）提取液体积 （V/L）光密度 D663光密度 D6450.10100.010.6860.28

9、8实验计算：按照 Arnon 法的修正公式计算如下：Ca=12.72D663-2.59D645=12.720.6862.590.2887.980 Cb=22.88D645-4.67D663=22.880.2884.670.6863.386 CT=Ca+Cb=20.29D645+8.05D663=20.290.2888.050.686=11.366 叶绿素 a(Chl a,mgg-1)=Ca V/W=7.980.010/0.1010=0.790 叶绿素 b(Chl b,mgg-1)=CbV/W=3.3860.010/0.1010=0.335 总叶绿素含量 (Chl T,mgg-1)=CTV/W=

10、11.3660.010/0.1010=1.125结果分析： 叶绿素不溶于水，均溶于有机溶剂，是光合作用过程中的重要介质，因此叶 绿素的含量多少直接影响植物的生长状况。由计算结果可以看出该植物的叶绿素 含量低，相对来说，叶绿素 a 值比叶绿素 b 值较高，恰好符合了实验取材稍微发 黄的特点，可以推断，该植物的光合作用低，营养状况不佳，与其养殖的场所有 关（长期在阳光照射下，违背了其生理特性，出现了叶片发黄等症状） 。3.3 植物叶片分光光谱透过特性植物叶片分光光谱透过特性结果分析：如图 2 所示，同一种植物不同位置的分光光谱透过率差异不大，而不同植物的分 光光谱透过率相差较大。对于同一种植物来说

11、，不同位置的叶绿素和其他物质含量有 差异，边缘部分叶肉薄，中间部分叶肉厚，光谱透过率呈现了中间低边缘高的现象。 绿色植物对光的吸收是有选择的，主要集中在 400460nm 的蓝紫区和 600700nm 的 橙红区，两种植物均符合了图形上在该波段透过率急剧下降的特性；在 550nm 波段 植物的透过率突然增大，体现了植物的选择性吸收，在这两个叶绿素吸收带之间的吸 收作用较小，故在 540nm 附近形成一个反射峰；在 1200nm 后出现了波谷，在该波 段由于长波光被植物叶片中的水分子震动所吸收。对比两种植物的光谱特性透过率， 可以看出绿萝叶子发黄，光谱透过率较大，故透过率与叶绿素含量、水分以及相

12、关元 素有关，因而可以通过测定植物叶片分光光谱特性为植物叶绿素含量及生理状况作指 导。4300.000_600.000_900.000_1200.000_1500.000_0.05.010.015.020.025.030.035.040.045.050.055.0绿萝1绿萝2君子兰1君子兰2图图2 绿绿萝萝与与君君子子兰兰（欧欧云云福福）分分光光光光谱谱透透过过特特性性对对比比波波长长（nm ）透透过过率率（%）3.4 植物叶片光合速率植物叶片光合速率 数据：ObsHHMMSSPhotomolCO2/m2.sCondmolH2O/m2.sCimolCO2/molTrmmolmmolH2O/m2

13、.s114:51:030.05580.006973430.16214:51:230.1220.006683250.156314:51:250.4870.00662380.16414:51:270.5450.006192150.153514:51:540.4730.005892280.15614:52:060.4360.006082420.146714:52:090.4040.005712430.14结果分析：表中可以看出刚开始时，叶子的 photo（净光和作用）值接近于零，此时的叶子 的光合作用开始大于细胞内的呼吸作用，叶子从外界吸收 CO2，随着时间的变化，叶 子的 photo 值也逐渐变大

14、，并形成一个较为稳定的趋势。取 37 的数据作为研究对象， 以平均值作为此实验的结果：植物净光合作用速率平均值为 0.4726molCO2/m2.s，气 孔导度平均值为 0.0061 molH2O/m2.s，胞见 CO2浓度平均值为 233.2molCO2/mol，蒸 腾速率平均值约为 0.154mmolH2O/m2.s。由实验数据（见附录）可对比叶室内光合作用有效辐射和外界光和作用有效辐射， 可知由于外界有阳光的照射，以及照明灯补光等措施，提高了光合作用，使得外界光 合作用有效辐射远远高于叶室内光合作用有效值；另外参比室 CO2浓度和样本室 CO2 浓度都在 370mol CO2 mol-1

15、 左右，几乎没有差异；参比室相对湿度 17%，而样本 室相对湿度为 20%，两者相差不大，说明此时叶子正在进行蒸腾作用，但其强度不大。从整体来看，叶子的净呼吸作用速率、气孔导度、蒸腾速率都很小，这与叶片离 体有关。由于叶子离体，没有了水分的提供，加上阳关的照射，水分散失，为了保持5其活性，气孔关闭，致使光合作用时除了吸收细胞内呼吸放出的CO2外，很难再从外界 吸收CO2，同时蒸腾作用也减少，气孔导度降低。查阅相关资料可得：细胞间隙CO2浓 度，上午阴天的普遍高于晴天的，下午则相反，晴天的均高于阴天的；净光合速率与 气孔导度和蒸腾速率基本呈现正相关，净光合速率与胞间CO2浓度基本呈现负相关3。

16、4结论与建议结论与建议 结论结论：此次实验材料绿萝气孔少且关闭，故蒸腾作用小，在水分较少时能适当 的缓解蒸发的程度，较长时间保持叶片鲜活；同时叶绿素含量低，对于光合作用、呼吸 作用等造成了较大影响。综合四个实验来看，植物各指标之间存在着一定的差异，但更 重要的它们形成了一个有机的整体，相互影响，相互制约。因此，在实际生产中，充分 考虑植物各方面特性，能使植物有一个最佳的生理特性。 建议建议：植物生理是一门很有趣学科，给我们介绍了植物的生理习性，同时也有着知 识点多、细的特点，但在学习的过程中由于教学时间有限，难以将一堂课的知识点都消 化，老师可以在以后的教学中稍微放慢教学速度，同时选取一些重要经典的知识点为大 家精讲。学知识的本质目的就是运用于实际，而学知识最快捷的方法结合实践，由于植 物生理变化难以观测，平时也很少涉及，在课堂上记住的知识点也就比较空洞，在以后 的教学中可以尝试室外教学，有直观的感受，激发出学生的兴趣了，教学更加容易，