《植物生理学》实验论文
植物的无土培养
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2014年 6 月 5 日
植物的无土栽培
摘要:本综合性试验使用玉米苗作为实验材料，将植物所需的矿质元素按一定比例配制成完全营养液以及缺N、P、K、Ca、Mg 、Fe元素的缺素培养液进行无土培养，培养3周后，分别观察玉米苗期各种缺素症状，测量株高、根长、叶片数以及计算出其根冠比。

在综合分析玉米苗期各种缺素症状，并测定根系活力、叶绿素色素含量以及SOD活性的差异，从而进一步明确植物必须矿质元素对植物生长发育的重要性。

关键词：无土培养、缺素培养、玉米苗、根系活力、叶绿素、SOD、矿质元素引言：无土栽培具有十分诱人的广阔发展前景。

我国人均耕地面积远低于世界平均水平，仅占全国土地面积的10.4%；水资源贫乏，60%的城市主要因农业用水而淡水供应不足；设施园艺连年种植，土传病害已无法解决；目前农产品质量不高，已明显不适应人民生活水平的提高和我国加入WTO农业出口创汇的需要。

基于这种国情，无土栽培将成为改进我国传统农业的一个方向。

1.实验材料和方法
1.1实验材料
玉米苗、硝酸钾溶液、硫酸镁溶液、磷酸二氰化钾溶液、硫酸钾溶液、磷酸二氢钠溶液、硝酸钠、硝酸钙溶液、氯化钙溶液、硫酸镁溶液、EDTA-Fe、微量元素。

1.2试验方法
（1）配置培养液
在500ml棕色广口瓶中装200ml蒸馏水，按下表加储备液，边加搅拌，以防出现沉淀。

加完储备液后再补充蒸馏水至500ml，并用1％稀盐酸调整pH至5.5-5.8，即为完全培养液
（2）生长测量
挑选生长一致（株高、根长、叶片数基本相同）且健壮的植物，除去胚乳，在吸水纸上轻轻的吸干根部水分，侧量株高、根长、叶片数和整株鲜重，记录。

（3）移栽
将植物小心的通过广口瓶胶塞圆孔，用棉花或海绵缠住茎的基部，固定在瓶盖上，使整个根系浸入培养液中。

为使根系生长良好，最好在胶塞和培养液间保留一定的空隙，以利通气。

培养瓶放在阳光充足、温度适宜的地方培养。

（4）管理
培养开始后1周加蒸馏水1次以补充瓶内蒸腾损失的水分，每隔两周更换一次培养液。

2.缺素症观察及生长测量
2.1培养后生长测量
每周观察记录缺乏某一必需元素时所表现的症状和最先出现症状的部位。

待幼苗出现明显的症状（约3-4周）结束实验，并测量株高、根长、叶片数，用吸水纸轻轻地吸干根部水分后，称取地上部分的鲜重和地下部的鲜重。

2.2植物根系活力的测定（TTC）
氯化三苯基四氮唑（TTC）是标准氧化电位为8mV的氧化还原色素，溶于水成无色溶液，但还原后即生成红色而不溶于水性质稳定不会被空气自动氧化的三苯甲腙。

所以广泛用于酶实验的氢受体，植物根系中脱氢酶所引起TTC还原，可加入琥珀酸、延胡索酸、苹果酸得到增强，而丙二酸、碘乙酸所抑制。

所以TTC还原量表示脱氢酶活性并作为根系活力的指标。

2.3叶绿素含量测定法
叶绿体色素含量测定是根据叶绿体色素提取液对可见光谱的吸收，利用分光光度计在某一特定波长测定其吸光度，即可用公式计算提取液中个色素的含量[1]。

取样时取新鲜玉米苗的叶片，经过处理后将叶绿体色素提取液用分光光度计在波长665nm、649nm和470nm下测定吸光度，并借以计算叶绿体色素含量。

3.1生长速率计算：
RGR(长度cm×cm-1×d-1或重量g×g-1×d-1)=1／Q1×(Q2-Q1)／(T2-T1)
式中 Q1-为原有长度（cm）或重量（g）； t1-开始时间
Q2-为实验结束是的长度（cm）或重量（g）； t2-结束时间
3.2根冠比计算
R／T=地下部鲜重／地上鲜重
3.3形态指标
缺氮植株：植株矮小，分枝，分蘖很少，叶片小而薄，叶柄或茎叶呈红色或紫色首先植物下部的叶片开始变黄甚至脱落，并逐渐向上发展。

症状首先出现在老叶上。

缺磷植株：植株矮小，分枝或分蘖减少，叶片暗绿，叶片畸形并含有坏死组织，叶片呈紫红色。

缺钾植株：叶片有斑点，叶缘黄化，叶尖坏死，叶缘焦枯，生长缓慢和整个叶片卷曲皱缩，植物茎秆柔弱，易倒伏，抗旱，抗寒性降低，症状首先出现在茎基部的叶片。

缺钙植株：幼嫩分生组织（根尖或新叶）坏死，植株根系变褐色，变短，并高度分支。

症状首先出现在幼叶等生长旺盛的区域。

缺镁植株：叶脉间失绿，症状首先出现在老叶中（严重时，整个叶片呈黄色或白色），未成熟的叶片脱落。

缺铁植株：与缺镁相似，植物脉间失绿，症状首先出现在新叶，叶片变黄。

4.结论和讨论
植物除了从土壤中吸收水分外,还要从中吸收矿质营养和氮素,以维持正常的生命活动。

本实验通过无土培养玉米幼苗进而研究玉米苗在不同成分下培养所表现的形态特征：长势、叶色、症状表现和出现症状的部位及生理指标：根系活力、叶绿素含量。

分析缺素对植物的各种生理形态的影响。

如:氮、磷是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分,缺氮、磷时,蛋白质、核酸、磷脂等的物质合成受阻,同时叶绿素合成受限，光合作用减弱，导致生长发育受阻。

缺氮玉米发育与正常植株亦有明显变化, 根系症状尤为明显,根量极少,根细长，根尖端处无侧根和根毛。

缺素培养液培养植株的生理指标略低于用完全培养液培养的植株,这可能是缺素培养后,引起生物体膜脂过氧化程度增高,导致生物体内自由基的产生与消除的平衡被迫坏,加速植株早衰。

,这与缺氮处理培养液培养超氧化物歧化酶(SOD) 活性表现极显著相关。

参考文献
【1】吴兆明. 植物缺素诊断[J ]. 植物杂志,1984,(4):61
【2】杨丽娟、李贵琴、桂明珠、等. 玉米缺素症状研究[J ]. 玉米科。