植物生理學(xué)論文

1、植物生理學(xué)試驗(yàn)論文姓名: 學(xué)號(hào):班級(jí): 缺鉀對(duì)玉米幼苗的影響摘要：玉米是重要的糧食作物，玉米的生長(zhǎng)離不開(kāi)礦質(zhì)元素。研究植物營(yíng)養(yǎng)缺素可作為進(jìn)行植物形態(tài)診斷合理施肥的重要依據(jù)。為研究缺鉀對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響，本實(shí)驗(yàn)以丹玉39玉米品種為材料，在苗期對(duì)其進(jìn)行缺鉀處理。通過(guò)根冠比、葉片葉綠素含量、幼苗生長(zhǎng)速度、地上部和根鮮重等指標(biāo)對(duì)玉米缺鉀進(jìn)行研究。結(jié)果表明：1.對(duì)照組與處理組的玉米株高具有明顯的差異, 處理后第5天玉米幼苗長(zhǎng)度開(kāi)始出現(xiàn)差異，對(duì)照組株高大于處理組，處理組株高低于對(duì)照組5.2 cm，僅為對(duì)照組的76.04%；2.對(duì)照組與處理組間葉綠素含量出現(xiàn)顯著差異,處理組為0.151%,對(duì)照組為0.196%

2、；3.對(duì)照與處理組間根冠比出現(xiàn)顯著差異，對(duì)照組為0.31，處理組為0.26；4.地上部和根鮮重出現(xiàn)顯著差異，處理組的地上部鮮重為1.1 g，根鮮重為0.29 g，對(duì)照組的地上部鮮重為2.32 g，根鮮重為0.72 g.關(guān)鍵詞：玉米；鉀；株高；葉綠素含量；根冠比玉米是我國(guó)主要栽培物之一 ，是改善人民生活 ，出口外貿(mào)的重要物質(zhì)之一 ，對(duì)發(fā)展農(nóng)業(yè) 、畜牧業(yè)具有十分重要的意義1 。在選種優(yōu)良的前提下，合理的水肥是保證玉米高產(chǎn)的重要措施之一。由于化學(xué)肥料過(guò)量施用，造成肥料浪費(fèi)、土壤養(yǎng)分比例失調(diào)、水體富營(yíng)養(yǎng)化、飲水安全等一系列問(wèn)題2。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)的吳月嫦和謝深喜3曾采用石蠟切片法測(cè)根的解剖結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)明缺素對(duì)

3、植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響。鉀是玉米生長(zhǎng)發(fā)育所必需的三大營(yíng)養(yǎng)元素之一, 土壤缺鉀, 直接妨礙玉米根系和莖葉的正常發(fā)育, 影響對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收及光合產(chǎn)物的合成和運(yùn)輸, 使玉米抗病、抗旱、抗寒、抗倒伏等各項(xiàng)生理機(jī)能降低, 影響玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的提高4?，F(xiàn)己知有60 多種酶需要k+ 作為活化劑；k+ 還是細(xì)胞中構(gòu)成滲透勢(shì)的重要成分5 。施用鉀肥已逐漸成為農(nóng)作物獲得優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的重要技術(shù)措施之一6。本試驗(yàn)以玉米幼苗為試驗(yàn)材料，旨在探討缺鉀對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育及生理特性的影響。1 材料和方法 1.1 材料品種為丹玉39玉米種子（由河北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命院植物生理實(shí)驗(yàn)室提供）及其幼苗其他：洗瓶、玻璃棒、漏斗架、剪刀、直尺、托盤(pán)、

4、膠頭滴管、電子天平、721e型可見(jiàn)分光光度計(jì)各一個(gè)，研缽一套，25 ml棕色容量瓶、漏斗、塑料盤(pán)各兩個(gè)，蛭石、塑料盆、標(biāo)簽紙、濾紙、比色杯若干，完全營(yíng)養(yǎng)液，缺鉀營(yíng)養(yǎng)液，95%的乙醇。1.2 方法1.2.1 播種 2011年4 月13日下午，每組選取6個(gè)花盆并標(biāo)號(hào)，裝適量蛭石后，每3盆放入一個(gè)塑料盤(pán)內(nèi)，從丹玉39玉米品種的玉米籽粒中選取試驗(yàn)用種子，在每個(gè)塑料盆里種6粒，用自來(lái)水浸潤(rùn)，保持濕潤(rùn)，放于向陽(yáng)的宿舍陽(yáng)臺(tái)上待其發(fā)芽。用兩周時(shí)間進(jìn)行玉米發(fā)芽生長(zhǎng)觀測(cè)，期間保持盆內(nèi)水分充足，每?jī)商鞚惨淮巫詠?lái)水。1.2.2 選苗，移栽4月27日下午，每組選取6個(gè)花盆并標(biāo)號(hào)，裝適量蛭石后，每3盆放入一個(gè)塑料盤(pán)內(nèi)，每

5、組選取長(zhǎng)勢(shì)一致的玉米幼苗，掐去部分根，栽于盆中（1株/盆），在兩個(gè)塑料盤(pán)內(nèi)分別加入完全營(yíng)養(yǎng)液和缺鉀營(yíng)養(yǎng)液浸潤(rùn)，貼好標(biāo)簽（營(yíng)養(yǎng)液類(lèi)型，姓名，日期，玉米品種）。1.2.3 營(yíng)養(yǎng)液配置及幼苗的澆灌、轉(zhuǎn)移1.2.3.1 配制營(yíng)養(yǎng)液2011年4月27日在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命院植物生理實(shí)驗(yàn)室配置營(yíng)養(yǎng)液，配置方法如下：表1 大量元素及鐵鹽儲(chǔ)備液配制營(yíng)養(yǎng)鹽濃度(g/i)營(yíng)養(yǎng)鹽濃度(g/i)ca(no3)·4h2o236cacl2111kno3102nah2po424mgso4·7h2o98nano3170kh2po427na2so421k2so488edta-feedta-no27.45fes

6、o45.57微量元素儲(chǔ)備液的配制：稱取h3bo4 2.86g；mncl2·4h2o 1.81g；cuso4·5h2o 0.08g；znso4·7h2o 0.22g；h2moo4·h2o 0.09g；溶于1升蒸餾水中。按下表格里的用量配置營(yíng)養(yǎng)液，貼好標(biāo)簽（完全、缺鉀；姓名；日期）表2 貯備液配制貯備液完全缺鉀ca（no3）20.50.5kno30.5-mgso40.50.5kh2po40.5-nah2po4-0.5nano3-0.5edta-fe0.50.5微量元素0.10.1（每100ml培養(yǎng)液中各種貯備液的用量（ml），用蒸餾水配置）注意事項(xiàng)：a. 試

7、驗(yàn)用容器須洗干凈以防污染。b. 配置缺氮營(yíng)養(yǎng)液時(shí)先在容器中加入適量蒸餾水以防貯備液相互反應(yīng)生成沉淀。c. 加入貯備液時(shí)適時(shí)攪拌，所用移液管要單液?jiǎn)斡茫苊饨徊嫖廴尽?.2.3.2 澆灌將營(yíng)養(yǎng)液倒入塑料盤(pán)內(nèi)，通過(guò)蛭石吸引將營(yíng)養(yǎng)液吸入塑料盆內(nèi)供玉米幼苗的生長(zhǎng)，適時(shí)澆灌使幼苗處于適合的濕潤(rùn)環(huán)境中。1.2.3.3 轉(zhuǎn)移從5月5日開(kāi)始，處理組玉米幼苗轉(zhuǎn)移至裝有缺鉀營(yíng)養(yǎng)液的水瓶中培養(yǎng)，每天早、中、晚、睡前分別攪拌營(yíng)養(yǎng)液向其中補(bǔ)充氧氣，完全組保持原來(lái)狀態(tài)不動(dòng)。1.2.4 觀察及測(cè)量結(jié)果1.2.4.1 株高 每隔一天用直尺測(cè)量一次葉基高度（從莖部底端到最長(zhǎng)葉的長(zhǎng)度）；每隔一天測(cè)量直徑，并注意記錄玉米幼苗的葉片

8、數(shù)。1.2.4.2 缺鉀癥觀察4月27日在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命院植物生理實(shí)驗(yàn)室配置培養(yǎng)液后并澆灌，此后每隔一天觀察一次，記錄缺鉀幼苗所表現(xiàn)的癥狀及出現(xiàn)癥狀的部位。1.2.4.3 根冠比測(cè)定5月11日下午，將玉米幼苗從盆中取出，每?jī)扇艘唤M，每組取一株完全培養(yǎng)和一株缺鉀培養(yǎng)玉米幼苗，用自來(lái)水洗凈玉米幼苗上殘留的蛭石，用濾紙吸干玉米幼苗上的水，分別測(cè)量地下部和地上部的長(zhǎng)度。然后用剪刀從根莖分界的部位剪開(kāi)，除去枯死的葉片，分別稱量地上部和根的鮮重，計(jì)算玉米幼苗的根冠比。計(jì)算公式如下：根冠比=根鮮重/地上部鮮重1.2.4.4 葉綠素測(cè)定取完全和缺鉀的玉米幼苗差別明顯的新鮮葉片（一般選取第二葉片）各0.2 g

9、.用剪刀將葉片剪碎分別放入研缽中，加入適量的95%的乙醇，研磨至勻漿。取濾紙一張，放入漏斗中用95%乙醇濕潤(rùn)，將研磨的勻漿由玻璃棒引流至漏斗， 濾入25 ml容量瓶中，用乙醇將研缽及玻璃棒沖洗數(shù)次，沖洗液全部倒入漏斗里。用滴管吸取95%乙醇，一滴一滴將濾紙上的葉綠素提取液全部洗入容量瓶中。最后用95%乙醇定容至25 ml，搖勻。把葉綠素提取液倒入光徑1cm的比色杯內(nèi)，用分光光度計(jì)分別在波長(zhǎng)649、665 nm下測(cè)量其吸光值，以95%乙醇為空白對(duì)照。按如下公式分別計(jì)算葉綠素a、b的濃度，相加即得總濃度： od649=24.58ca+46.84cb od665=83.81ca+23.10cb c總

10、= ca+cb求得葉綠素濃度后再按下式計(jì)算葉片中葉綠素的百分含量： 葉綠素含量（鮮重%）=(c×25×10-3)/w ×100% (w：樣品鮮重（g），c：葉綠素（a，b）的濃度（mg/l），25：提取液的總體積，10-3：毫升轉(zhuǎn)換成升)注意事項(xiàng)：a.研磨時(shí)，乙醇的量不能太多，否則沖洗時(shí)受限制；研磨時(shí)間不能太久，否則葉綠素 破壞的太多，研磨在弱光下進(jìn)行。b.不能用水沖洗比色杯（葉綠素不溶于水），測(cè)定前把待測(cè)液倒入比色杯，否則放置時(shí)間太久，乙醇揮發(fā)，使?jié)舛燃哟?。c.正確使用分光光度計(jì)。2 結(jié)果與分析2.1 缺鉀對(duì)玉米幼苗表現(xiàn)癥狀的影響幼苗缺鉀癥狀極為明顯，植株矮小瘦

11、弱，生長(zhǎng)緩慢，地上莖葉與地下根系形成重量差小，根量極少，根細(xì)長(zhǎng),但根冠比較大。老葉葉脈失綠，有黃斑、呈斑塊失綠,葉面不平整,少量葉片出現(xiàn)卷縮變褐、焦枯（如圖2）。幼葉為黃綠色黃色，葉邊緣及葉尖干枯灼燒狀為突出標(biāo)志7。具體表現(xiàn)情況如下表：表3 玉米幼苗的外觀變化時(shí)間缺鉀玉米苗完全玉米苗4月28日4月30日5月2日5月4日5月5日（移栽于水瓶） 5月6日5月7日5月8日5月9日第一片葉變黃第二片葉尖端發(fā)黃干枯第三片葉尖端，邊緣發(fā)黃干枯，第一片葉干枯，卷曲三片葉均黃，依次嚴(yán)重第三片葉開(kāi)始微卷第三片葉卷微卷第三片葉卷曲加重第三片葉卷曲加重第一片葉干枯至死，第二、三片葉尖黃且卷曲正常 正常正常第一片葉尖

12、端微黃同上同上 同上 最后一片葉略微卷曲同上2.2 缺鉀對(duì)株高生長(zhǎng)速度的影響表4 玉米植株株高（cm）日期（月/日）4.274.295.15.35.55.75.95.11缺鉀（株高cm）13.214.616.518.521.021.522.024.3完全(株高cm)14.114.421.723.826.227.228.431.5株高/cm051015202530354.274.295.15.35.55.75.95.11日期缺鉀（株高cm）完全(株高cm)圖1 缺鉀處理后玉米株高隨時(shí)間變化由上圖表可知：處理后第5天玉米幼苗長(zhǎng)度開(kāi)始出現(xiàn)差異，對(duì)照組株高明顯大于處理組，處理組株高低于對(duì)照組5.2 c

13、m，僅為對(duì)照組的76.04%。從第11天開(kāi)始對(duì)照組和處理組差異更顯著，并且株高差異有擴(kuò)大的趨勢(shì)。圖2 完全（左） 缺鉀（右）2.3 缺鉀對(duì)根冠比的影響表5 缺鉀組幼苗與完全組幼苗的地上、地下部分比較植株名稱缺鉀組完全組地上部鮮重1.1 g2.32 g地下部鮮重0.29 g0.72 g地下部長(zhǎng)度8.5 cm19.5 cm地上部長(zhǎng)度24.3 cm31.5 cm由表5可知：缺鉀處理玉米的根系活力顯著低于完全處理的。玉米根系是活躍的吸收器官和合成器官，根的生長(zhǎng)情況和活力水平直接影響地上部的營(yíng)養(yǎng)狀況及產(chǎn)量水平8。由此可知缺鉀處理的玉米根系生長(zhǎng)發(fā)育很不理想，根系短，從而導(dǎo)致了根系活力的降低，影響玉米吸收營(yíng)

14、養(yǎng)物質(zhì)的能力和正常的生長(zhǎng)發(fā)育。表6 根冠比表項(xiàng)目名稱缺鉀組玉米苗完全組玉米苗根冠比r/t0.260.31結(jié)果表明，缺鉀組根冠比低于對(duì)照組，說(shuō)明缺鉀處理對(duì)植物根莖生長(zhǎng)具有明顯影響，且對(duì)根的發(fā)育有較大影響。2.4 缺鉀對(duì)葉綠素含量的影響d649=24.58ca+46.84cb （1） d665=83.81ca+23.10cb （2）解方程組（1）（2）并轉(zhuǎn)換成mg/l單位得： 缺鉀ca=8.21 cb=3.89 wab=0.151% 完全 ca=11.0 cb=4.71 wab=0.196%表7 葉綠素含量測(cè)定表處理吸光度(a)色素濃度(mg/l)色素含量665 nm649 nmaba+ba+b缺

15、鉀0.8090.3848.213.8912.10.151%完全0.9950.49011.04.7115.710.196%從表7數(shù)據(jù)中可以看出:玉米缺鉀組葉綠體含量低于完全對(duì)照組。 圖3 處理組和對(duì)照組玉米幼苗的葉綠素含量由圖3可清晰看出:處理組玉米幼苗葉綠素含量低于對(duì)照組玉米幼苗葉綠素含量.結(jié)論:由圖表表明缺鉀影響了植株體內(nèi)葉綠素的合成，影響了植株有機(jī)物的合成和植株生長(zhǎng)。 3 討論通過(guò)對(duì)玉米幼苗進(jìn)行缺鉀和完全營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)，系統(tǒng)地進(jìn)行觀察和研究。結(jié)果表明，玉米缺鉀外部表現(xiàn)癥狀：地上部分，從株高的變化最明顯，植株莖桿柔弱, 葉片失水,葉綠素減少,葉色變黃，生長(zhǎng)緩慢，由于葉中部生長(zhǎng)仍較快,所以整個(gè)葉子

16、會(huì)形成杯狀彎曲,或發(fā)生皺縮。鉀也是易移動(dòng)可被重復(fù)利用的元素,故缺素病癥首先出現(xiàn)在下部老葉。地下部分根系的粗細(xì)、多少差異也較大，根系活力降低，光合能力減弱。若是缺少鉀將抑制植物的生長(zhǎng)，甚至最終使植物停止生長(zhǎng)而死亡。因此，缺鉀使玉米幼苗生長(zhǎng)減弱，植株瘦弱，出現(xiàn)缺素癥狀，葉綠素含量顯著降低。這是由于鉀廣泛參與了體內(nèi)各種生理活動(dòng)，使葉片形成得到正常供應(yīng)。同時(shí)，由于缺鉀影響了植物體內(nèi)的新成代謝，葉綠素含量顯著低于對(duì)照，陳力平、王正義9亦報(bào)道了類(lèi)似的研究結(jié)果。鉀雖不是細(xì)胞的組成成分，但卻是很多酶的活化劑10。 玉米缺鉀處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本次實(shí)驗(yàn)比較成功，前人對(duì)鉀的使用研究大都集中在鉀對(duì)作物產(chǎn)量、品質(zhì)及鉀素

17、的吸收上11-14。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)可知缺鉀對(duì)玉米幼苗正常的生長(zhǎng)發(fā)育有非常大的影響。玉米的正常生長(zhǎng)發(fā)育需要鉀元素的調(diào)節(jié)和參與，鉀元素對(duì)玉米幼苗的外部形態(tài)，葉綠素形成，根系生長(zhǎng)等各方面起著非常重要的作用。參考文獻(xiàn)： 1黃鑫.玉米幼苗缺素癥狀研究j.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,35(3):272-275.2孫文濤,肖玉明.試論氮肥施用對(duì)環(huán)境的影響.雜糧作物,2000,20(1):38-41. 3吳月嫦,謝深喜.p、k、ca缺失對(duì)琵琶幼苗生長(zhǎng)的影響j.果樹(shù)學(xué)報(bào),2006,23(1):55-58.4尹彩俠,謝佳貴,侯云鵬等.鉀對(duì)玉米正常生長(zhǎng)發(fā)育及其生理機(jī)能的影響j.吉林農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,33(5):24-25.5王三根.植物生理生化m.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2001:87.6楊建肖,王桂榮,張永升等.鉀對(duì)玉米種子萌發(fā)及其生理特性的影響j.華北農(nóng)學(xué)報(bào).2008,23(4):145-148.7楊麗娟.玉米缺素病狀的研究j.玉米科學(xué),2000,8(2):75-79.8王旭東,于振文,王東.鉀對(duì)小麥旗葉蛋白水解酶活性和籽粒品質(zhì)的影響j.作物學(xué)報(bào),2003,29(2):285-289.9陳力平,王正義.土壤性狀和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)小麥品質(zhì)的影響j.麥類(lèi)作物學(xué)報(bào).2004,24(4):143-146.10白寶璋,史芝文.植物生