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1、云南农业大学植物生理学实验综合论文玉米的缺素培养专业：草业科学学号：2011310021姓名：教师：肖继坪日期：2012 年 6 月 3 日摘要：以路单8号玉米为材料，在苗期进行缺素培养，实验结果表明：(1)形态变化：缺N、P、K、Ca、Mg 元素苗地上与地下部分均与完全有显著差异；(2)生理指标：叶绿素含量、根茎鲜重等生理指标缺素苗 均低于对照。两者都表明缺素对植株有严重影响。本组中的实验由8人共同完成，本人做缺镁培养的工作， 方法和操作均与其他人一样，数据以缺镁培养得到的为主，实验结论为所有实验的共同分析。环境中镁元 素的多少必然使植物发生相应的生理生化并影响其生长发育而产生相应症状，镁是
2、叶绿素的重要组成成 分，这与植物进行光合作用密切相关。玉米缺镁, 幼苗上部叶片发黄，叶脉间出现黄白相间的褪绿条纹， 下部老叶片间断和边缘呈紫红色；根冠比改变；根的活力及物质合成受影响，从而影响到植物生长及粮食 产量。本实验以路单八号玉米种为材料，运用培养液为基础进行植物溶液缺镁培养。以茎高，根冠比，叶 绿素含量等确定植株的光和能力及生长情况。本实验表明：镁素在植物生长过程中是必不可少的元素，能 促进植物的正常健壮生长，缺乏镁元素会导致植物生长缓慢或停滞，影响作物产量。在实验中出现的症状 可以指导实际生产合理施肥。关键词：玉米；缺素培养；叶绿素含量；根冠比；缺素症状。前言：玉米是世界第三大粮食作
3、物，也是我国主要的粮食作物,饲料作物及工业原料是改善人民生活和 出口外贸的重要资源之一，对农业和畜牧业具有十分重要的意义3。缺镁是限制玉米生产的重要因素之一。 镁作为植物生长发育所必需的大量元素之一，环境中镁元素的多少必然使植物发生相应的生理生化并影响 其生长发育而产生相应症状。为了提高玉米的产量和品质，在农业栽培技术和作物育种上开展各项研究的 同时掌握作物个体发育对外界环境条件营养需求极为重要，镁是自然生态系统中存在的必需元素，它既是 植物体内叶绿素的重要组成成分，在结构和生理上起着重要作用，同时又以多种方式参与植物体内的各种 生理代谢过程，对促进植物生长发育和新陈代谢以及作物的早熟高产优质
4、都起着重要作用4。缺少镁元素 时，植物幼苗上部叶片发黄，叶脉间出现黄白相间的褪绿条纹，下部老叶片间断和边缘呈紫红色。本实验通对玉米幼苗在缺镁的生长状况，地上与地下部分的形态观察及生理指标和叶绿素的含量的测 定，做出实验分析，以证明镁元素是玉米生长必需的重要元素，对玉米的生长有重要作用，也可通过玉米 缺镁表现指导施肥。1、材料与方法供试的材料为云南农业大学植物生理实验室提供的玉米幼苗，生长发育均正常。用吸水纸对玉米幼苗 适当吸水，吸水后对其称重，然后分别测量幼苗的株高、根长，最后将五株生长发育正常的玉米幼苗分别 放入七种不同的营养液中栽培，它们分别是：完全营养液I、完全培养液II、缺K营养液、缺
5、Ca营养液、 缺Mg营养液、缺Fe营养液、缺N营养液。操作完毕后将所有玉米幼苗放到条件适宜并相同的培养室进行二十一天后，对所有玉米幼苗进行比较并描述生长症状，并测量它们的株高、根长、地上部分重量、 地下部分重量。玉米苗的叶绿素提取：选取第二片叶子碾磨成浆，倒入加有80%丙酮液的25ml容量瓶中，在黑暗条 件下静置一个星期后，用80丙酮液对其定容至 25ml 后对叶绿素提取液进行分光比色，分别在波长为：663、646 和 470nm 下测量。2、实验数据的测定 将全部小心从培养液中取出，清洁地下部分，并从根冠连接处切断，进行数据的测定。2.1 根冠比的测定将幼苗在根冠连接处切断后，测量其长度、最
6、大叶宽、鲜重、叶片鲜重和根冠比，数据如下表地上部分重量地下部分重量根冠比完全I12.623.300.26完全II10.154,760.47缺N0.871.782.05缺K0.471.162.47缺Ca1.471.010.69缺Fe3,052.460.81缺My5.091.780.352.2 叶绿素含量的测定1）叶绿素含量测定的原理（1）叶绿素易溶于有机溶剂（如乙醇），所以用 95%的乙醇提取叶绿素；（2）叶绿素a和叶绿素b分别在665nm和649nm处有最大吸收峰值；（3）一句朗伯比尔定律，OD=KC （K为比例系数），根据OD值求出叶绿素的浓度，代入公式计算样品鲜重的叶绿素的百分含量。D64
7、9=24.58Ca+46.84CbD665=83.81Ca+23.10Cb叶绿素（鲜重） =C 总 X25X0.001/Wxl00%2）叶绿素含量测定的步骤（1）取玉米叶片0.2g，剪碎（2）叶绿素的提取：样品置于研钵中，加适量95%乙醇研磨成匀浆，过滤，冲洗次数至无绿色为止定容 至25ml，摇匀。（3）比色：95%乙醇作对照，1cm比色杯在649nm, 665nm波长下分别比色。1.2.6.2.3叶绿素比色的结色素浓度（mg/l）aba+b完全II9.3653.41312.778完全I8.2413.20711.448缺P7.9761.239.026缺Fe0.803350.427951.231
8、3缺Ca0.570.330.9缺Mg10.4964.36614.862缺K4.943.288.22色素含量(mg/g)aba+ba:b1.210.371.583.272.061.1553.2151.781.9940.30752.30156.480.20.10.320.14250.08250.2251.72.6241.0923.7162.41.2350.281.5154.41缺 N |4.55486| 1.74732 | 6.30218 |1.14|0.44|1.58|2.592.3根系总吸收面积和活跃吸收面积的测定1 ）原理：已知浓度的甲烯蓝被根系吸附后，浓度减少，激光度 A 降低，因此根据根
9、系对甲烯蓝的吸 附量前3分钟求出根系的总吸收面积，再根据根系吸附饱和后3分钟继续吸附甲烯蓝的量求出活跃吸收面 积，可作为根系活力的指标。2）步骤 测定根系重量，用纸将根系的水吸干，称重，记录。 去3个烧杯编号，用酸式滴定管依次加入10倍根重的甲烯蓝溶液与3个烧杯中 依次将根系放于烧杯中，每杯浸根1.5分钟，取出时使根系放于烧杯中，每杯用1ml移液管一次吸取1ml 于3支试管中，每管加入9ml蒸馏水，稀释10倍，盖塞摇匀 在分光光度计上， 660nm， 1cm 比色杯中比色 读取A值，应用回归方程得到C值，代入公式计算根系的总吸收面积，活跃吸收面积。总吸收面积活跃吸收面积活跃吸收面积比完全I3.
10、190.7724.14完全II2.02221.415870缺K1.420.5244.38缺N0.470.095720. 36缺Mg1.0390.24823.87缺Ca1.660.6347.89缺Fe1.310.4232.82缺P0.6310.20732.803、结果与分析3.1 缺素症状形态的描述完全（CK）：叶色鲜绿、无斑、生长点完好、根系茂盛发达；缺K：叶卷、老叶尖发黄枯死、无斑、生长点完好、根系茂盛；缺Ca：全部干枯、枯叶上有褐斑并下垂、根短而少、生长点发粘、停止生长；缺Mg：老叶发黄失绿、叶尖端干枯、叶片上均有褐斑、根系不发达、且较细、生长点完好；缺Fe：新叶呈黄绿色、边缘干枯、无斑、
11、根系不发达、生长点完好。缺N：生长缓慢瘦弱、叶色黄绿；老叶片从叶尖开始变黄，沿叶片中脉发展，叶缘仍保持绿色，呈焦灼状 缺P：植株矮化；叶尖、叶缘失绿呈紫红色，后叶端枯死或变成暗紫褐色，叶片无光泽，茎杆细弱。随着 植株生长。3.2 生理指标分析缺 K 处理形态特征 钾主要集中于生长最活跃的部位，主要生理作用是调节水分代谢，酶的活化剂，增加原生 质水合度，提高抗性。2幼苗缺K症状极为明显，植株矮小瘦弱，生长缓慢，地上茎叶与地下根系形成 重量差小，但根冠比较大。老叶从尖端沿着叶缘向叶鞘逐渐变褐而枯焦，并逐渐由叶缘向叶的中心扩展， 这与缺 N 特征相区别，最终整叶枯死。幼叶为黄绿一黄色，叶边缘及叶尖干
12、枯灼烧状为突出标志2。成 株和幼苗缺K均相似，严重缺K生长停滞，节间缩短，植株矮小，叶片显得瘦小细长，易倒伏。根系症状 尤为明显，根量极少，根细长。缺 Ca 处理形态特征 钙是细胞壁胞问层组分；在液泡中Ca “常与草酸形成草酸钙结晶，避免草酸的伤害；钙能 降低原生质的水合度，提高植物适应干旱与干热的能力；钙是某些酶的活化 剂，对碳水化合物和蛋白质 的合成过程则具有促进作用能促进根系发育。 3缺钙的玉米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 Mg 处理形态特征 镁是叶绿素的重要组成物质，
13、 也是许多酶的活化剂，参与磷的转化2。玉 米幼苗缺镁， 不能合成叶绿素，光合受到影响，缺镁时上部幼叶从下部老叶获取，所以缺镁首先从下部老叶表现出来症 状，下部叶片平行叶脉间呈现淡黄色条纹，进一步扩展到整个叶片纵向变黄，甚至白色，最后其边缘呈紫 红色组织变干枯死亡。 4 缺 Fe 处理形态特征 铁是叶绿素合成的必需因子和铁氧还原蛋白的组分，因而参与光合作用。铁也是构成许多 氧化酶和各种细胞色素类物质的必需元素之一，对植物体中的氧化还原过程具有调节作用，在呼吸与光合 中起重要作用。 5因此，缺铁时新生叶片先出现失绿，脉间失绿，发展至整个叶片淡黄或发白。植株瘦 小，生长缓慢，地上地下部分重量均小。
14、植株根系特征明显，即根量少，根较长。3.3 叶绿素含量比较 由表 2 可以看出：缺K、Mg、N、P时，叶绿素a、b及叶绿素总含量均低于完全培养液玉米植株的含量，光合色素减少， 造成光合速率低。尤其是在缺Fe和缺Ca时更为明显，缺Fe时叶绿素a、b及叶绿索总含量均为cK的1/10；缺Ca 时，新生叶的叶绿素形成受到影响，叶绿素a、b及叶绿素总含量均为CK1/9。光合色素减少，造成光合 速率很低。4、讨论K、 Ca、 Mg、 Fe、 P、 N 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K元素，植物叶片缺绿，生长缓慢，节间缩短，
15、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6。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7,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。通过上面一系列的研究，能简要的说明，植物缺某种矿质元素时，会对植株的生长发育有着不同程
