植物的营养液培养及缺素培养

植物生理学实验

植物的营养液培养及缺素培养

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实验日期

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一、摘要

为探求各种主要元素对植物生长发育的作用，本次试验采用番茄幼苗为实验材料，用配制的各种缺乏某种矿质元素的培养液进行培养及一种完全培养液，根据28天的持续观察记录，进一步了解矿质元素的作用、特点及对植物生长发育的重要性。根据观察植物表现出来的性状可得1号营养液为完全营养液，2号营养液缺钾，3号营养液缺氮，4号营养液缺磷。

二、实验原理与实验目的 1、实验原理

只要满足植物正常生长发育的要求(光、温、水、 气、必需元素) ，植物可以在水中生长。把必需矿质元素配制成培养液培养植物称溶液培养。由于 培养液中元素的种类和数量可以人为控制，因此当要了解某种元素是否为植物必需时，只要有意识地配制缺乏该种元素的培养液，根据植物在该培养液中所表现出来的症状，便可了解该元素的作用以及对植物生长发育的必要性。 2、实验目的

掌握植物营养液培养的基本方法; 通过植物的缺素培养, 观察并认识N 、P 、K 等矿质元素的专一缺素症状, 从而了解N 、P 、K 对植物生长发育的重要性。每隔7天移苗, 并观察番茄的生长状况。

三、材料和方法

1、植物材料:番茄幼苗

2、实验器材:烧杯、移液管、量筒、培养缸、通气设备、pH 计、天平、镊子、毛笔、未脱脂棉、瓷盘 3、实验试剂：

500 ml培养液中各种贮备液用量

完全营养液 缺氮 缺磷 缺钾 KH2PO4 25 25

Ca(NO3)2 25 25 25 MgSO4•7 H2O 25 25 25 25 CaCl2 25

NaH2PO4 25 KCl 25

微量元素 0.5 0.5 0.5 0.5 Fe-EDTA 1 1 1 1

4、储备液的制备

（1）大量元素的配制

KH2PO4: 54g + 3000ml H2O Ca(NO3)2: 33g + 3000ml H2O

MgSO4•7 H2O: 56g + 4000ml H2O CaCl2: 2g + 2000ml H2O

NaH2PO4: 30g + 2000ml H2O KCl: 40g + 2000ml H2O

（2）微量元素的配制 2.86g H3BO3 + 1.81g MnCl2

H2O + 0.11g ZnCl2 + 0.05g CuCl2 H2O 溶于 1000ml H2O

Fe-EDTA: 1.3g + 1000ml H2O

四、实验步骤 1、准备工作

(1)幼苗准备:蕃茄种子用3%福尔马林浸泡灭菌30分钟，然后用灭菌水冲洗数次, 放在洗净的湿石英砂中发芽，加以蒸馏水培养长至一定高度(5cm左右) ，择生长势相同的植株进行实验。 (2)培养液准备:按表1分别配制不同的培养液。配制时先在容器中放去离子水300ml 左右，然后按表上次序加入各种贮备液。每种贮备液均应缓慢加入，充分搅匀，然后再加下一种贮备液，待全部加好后再用pH 计或pH 试纸检查，并用1N HCl或1N NaOH将培养液调至适宜植物生长的pH 值(如蕃茄pH5.5 - 6.0)然后加水至500毫升。

(3)容器准备:选择4个相同的培养罐，洗净，培养罐的罐盖上要有孔。 2、培养和管理

培养罐中放满培养液(但盖与溶液之间留些空隙) 。选取大小相似、生长良好的幼苗12株, 在盛有蒸馏水的培养皿中用毛笔轻轻刷去根系表面上的附着物，切勿伤根。细心地把部插入培养缸盖的孔中, 茎基部用海绵或棉花包扎，固定在培养罐盖的孔中，根系浸没在溶中，每孔一株, 每罐3株。罐上另一个孔接双连球通气。在每个罐上注明不同处理。 3、培养期注意事项

(1)移植后把培养罐放在阴处1天, 待新根长出后, 再放在光照充足, 温度适宜处培养; (2)每周更换培养液, 每隔3天加蒸馏水一次, 以补充水分; (3)每2天用双连球通气一次。 4、注意事项

(1)药品、试剂必须非常纯净, 切不可搞乱; (2)仪器、用具必须非常清洁;

(3)定时、仔细、认真、耐心地观察和记录, 一直坚持到实验结束。

五、结果与讨论

1、实验数据整理：

（1）不同处理不同时期，番茄株高的变化（厘米）

备注：1号的生长速率明显快于2号、3号、4号。除开1号，2号和4号生长相对较快，3号最慢。

（2） 不同处理不同时期，番茄根长的变化（厘米）

备注：1号生长最快，2号次之，3号和4号速率较慢。

（3）不同处理不同时期，番茄叶片长度的变化（厘米）

备注：1号的叶片长度生长速率最快，2号次之，3号第三，四号最慢。

（4）不同处理不同时期，番茄叶片数目的变化（个）

备注：1号叶片数目生长最多，2号次之，4号第三，3号最少。

（5）不同营养液处理番茄28天后，地上部和根系的鲜重（克）以及根冠比

备注：1号根冠比最低，4号最高，说明4号根系相对较发达，3号第二，2号第三。

2、实验结果

一号培养液为完全培养液 二号培养液为缺钾培养液 三号培养液为缺氮培养液 四号培养液为缺磷培养液 3、思考题

（1）为什么说溶液培养是研究矿质营养的重要方法?

答：因为如果用土壤培养，土壤成分复杂而且不均一，植物矿质营养中的许多问题，如各营养元素必需性的确定、缺乏症的鉴定等，很难用土壤培养的方法来研究。在溶液培养中，因为所有无机盐的成分和数量都是已知的，而且可以任意控制，所以研究便利而有效。把植物的根浸在通气的培养液中，植物可以生长得很好。培养液的pH 值的影响和总的盐浓度对植物生长的渗透效应也很容易分析。

（2）培养罐是透明的, 将会出现什么样的结果? 为什么?

答：如果是透明的会使实验测得的根冠比偏大。如果是透明的那么光照会促进根的生长，长出发状根，使实验中测得的根冠比偏大。

（3）培养液中使用Fe-EDTA 有什么优点? 如用一般铁盐, 溶液pH 值高了有何不利?

答：Fe-EDTA 中铁元素以螯合态存在，不会对溶液的PH 值产生影响。若用一般的铁盐则会使溶液的PH 值偏高，不利于植物得生长发育。 （4）经常通气有何意义? 答：经常通气有利于植物根系保证充足的氧气进行有氧呼吸，从而保证根系有充足的能量吸收矿质养分。

（5）实验结束时, 分析全部结果, 说明各元素缺素症出现的时间及现象, 并讨论其出现的原因。

答：N 、P 、K 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N 元素，有机物合成受阻，植株矮小，叶片黄化，产量降低。导致叶片最小，黄化现象由叶脉向整个叶片扩展。整个植株最矮小，根冠比较大，根系相对茎叶来说还比较茂盛。但植株也最容易死亡。

缺少P 蛋白质合成受阻，影响细胞分裂，植株矮小、分枝少，叶色暗绿或紫红。导致叶片较小，叶片为紫绿色，生长液缓慢。植株矮小，根系比较发达，根根冠比较大。

缺少K 元素，植物叶片缺绿，生长缓慢，节间缩短，植株矮小，叶片显得瘦小细长，易伏倒。从叶缘开始变褐色、干枯。植株比较矮小，生长较缓慢。但根系发达，根冠比较大。

此外，同时缺乏数种元素会使病症复杂化，其他环境因素（如各种逆境、土壤PH ，等等）也都可能引起植物产生和与营养缺乏类似的症状。缺素培养液存在或多或少的误差，导致实验结果与真值的差异，这差异可以控制到最少。所以实验过程中应该把实验其它干扰因素完全相同，如同时通气。

五、参考文献

王英典，刘 宁. 植物生物学实验指导 . 北京：高等教育出版社. （第2版）