缺素对玉米幼苗生长的影响(生理学实验报告)

缺素对玉米幼苗生长的影响二师兄烟草摘要：玉米是我国主要栽培物之一，是改善人民生活，出口外贸的重要物质之一，对发展农业有重要意义。为了提高玉米产量和品质，除农业栽培技术和作物育种的技术外，掌握作物生长发育中外界环境条件之一的营养物质对玉米影响十分重要【1】。用水培法对玉米幼苗进行缺素(N、P、K、Ca、Mg、Fe)处理培养，缺素症状出现后进行症状观察与生长测量并进行生理生化指标测定，结果表明：玉米幼苗在六种缺素条件下分别明显表现出不同的缺素症状，其形态指标及生理指标均明显低于对照，各种缺素症状出现在不同的生长时期。为研究其需肥特点及快速营养诊断提供参考和依据。关键词：缺素培养色素含量根系活力营养液根冠比前言：N、P、K、Ca、Mg、Fe这6种植物必需的矿质元素，利用营养液培育方法，分析植物在缺乏相应的矿质元素时对其生理生化及生长发育的影响。如缺乏这些元素可产生特有的缺素病症；生长速率下降；根冠比改变；根的活力及色素含量的改变等【2】。在操作学习的基础上，对玉米植株的缺素症状以及生理指标的测量有更深入的认识。实验材料及方法1.实验材料三叶期玉米幼苗2.试验方法2.1缺素培养实验试验设7个处理。分别为完全营养液、缺N营养液、缺P营养液、缺K营养液、缺Ca营养液、缺Mg营养液、缺Fe营养液，以这些缺素营养液作为水培材料，将三叶期玉米幼苗去胚后放入棕色培养瓶上培养。培养液药品：Ca(NO3)2、KNO3、MgSO4、KH2PO4、CaCl2、H2PO4、NaNO3、Na2SO4、EDTA-Fe、微量元素表1：完全培养液和各种缺素培养液配置储备液每100ml培养液中储备液的量（ml）完全缺N缺P缺K缺Ca缺Mg缺FeCa(NO3)22.5–2.52.5–2.52.5KNO32.5–2.5–2.52.52.5MgSO42.52.52.52.52.5–2.5KH2PO42.52.5––2.52.52.5CaCl2–2.5–––––NH4H2PO4–––2.5–––NaNO3–––2.52.5––Na2SO4–––––2.5–EDTA-Fe2.52.52.52.52.52.5–微量元素0.50.50.50.50.50.50.52.2根系活力的测定取待测植物根系用吸水纸将水吸干，在电子天平上称重。取根系，慎勿伤根，然后顺次浸入盛有甲烯蓝溶液的三个烧杯中，每杯中浸1.5min。注意每次取出时都要使甲烯蓝溶液能从根上流回到原烧杯中。从三个烧杯中各取1ml溶液加入试管，均稀释10倍，测得其吸光度（A），求出每杯浸入根系后溶液中剩下的甲烯蓝毫克数。2.3叶绿素含量的测定剪取植物叶片放入25ml容量瓶中，加入丙酮溶液并定容，放在黑暗条件下，浸泡至叶片变白，分别在波长663nm,646nm下比色，以浸提试剂为空白在波长470nm下比色。3结果根据叶尚红主编的《植物生理生化实验教程》（2010年6月）上的公式计算得出以下数据[2]。3.1缺素培养玉米幼苗的缺素症状由表1中数据可得出结论，完全培养液的幼苗的生长状况要好于其他缺素培养的幼苗。N、P、K、Ca、Mg、Fe等元素对植物生长都十分重要。缺乏任何一种必需元素都会使植株的根冠比增大，大于完全培养下的植株根冠比，而相对生长速率都小于完全培养下的植株生长速率。表2：缺素症状处理相对生长速率（g.g-1.d-1）根冠比缺素症状完全0.250.270生长正常完全0.210.270生长正常，且最好缺N0.0730.640老叶发黄，边缘坏死缺P0.120.139老叶发黄，茎杆紫红色缺K0.0590.307老叶枯死，有坏死斑点，茎秆弱缺Ca0.200.435新叶死亡缺Mg0.1460.275老叶叶脉失绿，甚至枯萎缺Fe0.0950.381新叶发黄图表比较：3.2根系活力根系活力跟作物的产量有密切的关，根系活力越大，相应的生物产量和经济产量也就越大。根系活力强，吸收面积大，有利于根系吸收水分和养分。缺氮培养的根系吸收面积最小，因为氮素是酶的基本成分，缺氮会阻碍这些有机物的合成，从而降低了根系活性，由总吸收面积这一指标看，完全培养的幼苗最高，其吸水和吸肥的能力越强，生长最好。表3：根系活力处理总吸收面积(m2.株-1)活跃吸收面积(m2.株-1)活跃吸收面积(%)比表面（m2.g-1）完全1.5100.75350.00.617完全1.5100.75350.00.617缺N0.2730.17564.12.050缺P0.9860.49349.90.609缺K0.2730.13950.91.685缺Ca0.6380.33452.31.703缺Mg1.6380.81749.90.619缺Fe0.2340.09239.12.265图表比较：3.3叶绿素含量完全培养的幼苗叶片色素浓度、含量普遍比缺素培养的幼苗植株高，说明缺乏必需元素都会影响植株的正常生长。表4：叶绿素含量图表比较：培养液完全完全缺N缺P缺K缺Ca缺Mg缺Fe叶绿素含量（mg.g-1）2.2512.2511.3112.2301.5171.5771.6091.522结论与分析由于实验中操作等各种因素影响，实验误差较大，但基本可以得出结论。通过本次实验，进一步证明了矿质元素在植物生长过程中的重要作用和它的必须性，没有它植物将不能正常完成它的生理成长过程。N对植物的生长发育有重要影响【3】。在缺氮培养下，植物RGR远远低于全素培养下的玉米幼苗，可见缺氮下玉米生长速率受到了很大影响。N构成是蛋白质的主要成分，可占蛋白质含量的16%到18%。细胞膜，细胞质，细胞核，细胞壁中都含有蛋白质，各种酶也都是以蛋白质为主体的。缺少N素，对植物生长的影响十分巨大。可见，缺N使植物叶绿素缺乏。叶绿素是植物光合作用的必须物质，缺乏叶绿素时，植物生长不良，叶片黄化，有机物合成受阻，严重影响了植物生长。而且细胞色素，植物激素（比如吲哚乙酸，细胞分裂素），和维生素中都含有N，缺N使这些物质的合成受到影响，植物生长不良。由此可见，N在植物的生命活动中占有重要地位，被称为生命元素。缺乏其他元素时，植物的生长状况都受到了影响。K是酶的组成元素，且能促进蛋白质糖类的合成，还可以提高抗旱能力;P是细胞质和细胞核的组成成分，参与组成ATP,CoA，等物质，还能对渗透势起作用；Ca参与细胞壁形成，还有解毒等作用；Mg是叶绿素的重要成分，是多水解种酶的活化剂，对植物生命活动也很重要；Fe可以激活催化叶绿素合成的酶，对光合作用至关重要。由此可见，矿质元素对植物生命活动十分重要，缺一不可【4】。N、P、K、Ca、Mg、Fe都是玉米幼苗生长过程中不可缺少的营养元素。由上述结果可以看出。各种元素出现的缺素时间并不相同，这些缺素症状出现的时间先后表明了玉米幼苗对这些元素的需求在生长时期上不同。这也反映出玉米幼苗在生长时期的需肥特点。针对这些特点，可以制定出一套适合玉米幼苗营养生长的营养液配方方案。满足其在各个生长时期的需肥要求，为玉米的栽培种植建立一套完善的营养管理体系。参考文献【1】黄鑫.玉米幼苗缺素症状研究[J].东北农业大学学报，2004,35（3）：272～275.【2】昆明植物研究所土壤组.锌与玉米花白叶病[J].植物杂志，1973（3）：5.【3】韦安阜.植物营养贫乏病的识别[M].上海：上海科技技术出版社，1961:65～68,164～169.【4】叶尚红，陈疏影.植物生理生化实验教程[M].云南科技出版社，2004,104～108.