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植物生理学矿质元素对植物生长的影响1矿质元素对玉米生长的影响动物科学技术学院2008级草业科学20080888董志兵摘要：本次实验利用溶液培养【1】，观察了玉米幼苗缺Ca时的表现症状，测定植物相对生长速率、根冠比、叶绿素含量，根系活力..实验结果表明：玉米缺Ca株矮小,组织坚硬。病态先发生于根部和地上幼嫩部分,未老先衰。幼叶卷曲、脆弱,叶缘发黄,逐渐枯死。叶脉间有枯化现象。茎和茎尖的分生组织受损,根系生长不好,茎软下垂,根尖细脆易腐烂、死亡。有时根部出现枯斑和裂伤【2】。关键词：缺Ca玉米溶液培养相对生长速率叶绿素前言：玉米作为经济作物之一，又是粮食的副产品,在当前市场经济迅速发展的过程中，玉米是改善人民生活出口外贸重要的物质之一，对发展农业、畜牧业具有十分重要的意义。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种研究的同时，掌握作物个体发育中对外界环境条件营养物质需要也是极为重要的。因此,本试验以玉米幼苗为试材探讨缺钙对其生长发育及生理特性的影响，为玉米的生产提供理论依据。1.1材料及主要仪器主要材料：玉米幼苗、缺Ca营养液。主要仪器：722分光光度计、电子天平、烧杯、棕色广口瓶试管、容量瓶等。1.2试验设计将在水培中生长一定时间的玉米幼苗去胚乳，移栽入广口玻璃瓶中，进行溶液培养，分为完全营养液和缺钾营养液两组，待幼苗生长一个月后取出，进行根系活度测定、根冠比测定、相对生长速率、光合色素分析测定。培养液的配制表（培养液单位ml）培养液硝酸钙硝酸钾硫酸镁磷酸二氢钾磷酸二氢钠硝酸钠硫酸钠EDTA-Fe微量元素缺钙组2.52.52.52.52.50.5完全组2.52.52.52.52.50.52结果与分析2.1缺Ca对植株外观形态的影响植物生理学矿质元素对植物生长的影响2缺Ca时植株矮小,组织坚硬。病态先发生于根部和地上幼嫩部分,未老先衰。幼叶卷曲、脆弱,叶缘发黄,逐渐枯死。叶脉间有枯化现象。茎和茎尖的分生组织受损,根系生长不好,茎软下垂,根尖细脆易腐烂、死亡。有时根部出现枯斑和裂伤。症状首先出现在茎尖、新叶等幼嫩部分,逐渐向下部叶片扩展。2.2缺Ca幼苗与完全组幼苗的地上与地下部分比较植株名称缺钙玉米苗(原始重0.65g）完全组玉米苗(原始重0.84g)地上部鲜重1.71g4.99g地下部鲜重0.86g1.68g全株重2.57g6.68g缺钙组R/T=0.86g/1.71g缺钙组根冠比为0.50完全组R/T=1.68g/4.99g完全组根冠比为0.34缺钙组RGR＝（1/0.65）×[(2.57－0.65)/20]＝0.15完全组RGR＝（1/0.84）×[(6.68-0.84)/20]=0.35根冠比与生长速率表项目名称缺钙组玉米苗完全组玉米苗根冠比R/T0.500.34相对生长速率RGR0.150.35结果表明，缺钙组生长速率明显低于对照组，但根冠比高于对照组，说明缺钙处理对植物抗逆性强弱具有明显影响。2.3根系总吸收面积和活跃吸收面积（甲烯蓝吸附法测定）编号一号烧杯二号烧杯三号烧杯缺钾组47.8μg51.6μg55.4μg全素对照组54.3μg68.1μg74.4μg缺钙组总吸收面积（m2/株）＝[(74.8-47.8)×8.6+(74.8-51.6)×8.6]×1.1/1000＝0.47缺钙组活跃吸收面积（m2/株）=[{74.8-51.6}×8.6]×1.1/1000=0.22缺钙组活跃吸收面积（％）＝0.22/0.47＝47％缺钙组比表面（m2/g）=0.47/0.86=0.55完全组总吸收面积＝0.26（m2/株）完全组活跃吸收面积＝0.12（m2/株）完全组活跃吸收面积=46%完全组比表面=0.15（m2/g）植物生理学矿质元素对植物生长的影响3名称缺钙组完全组总吸收面积（m2/株）0.470.26活跃吸收面积（m2/株）0.220.12活跃吸收面积（％）47％46％比表面（m2/g）0.550.15实验数据表明由于缺钙组根系抗性差吸附了大量的甲烯蓝，根的活力指标较低。2.4叶绿素的含量测定（浸泡法）选取顶端第二或第三片完全展开的成熟健壮展开叶片为测试对象，选取健壮展开完全叶用蒸馏水洗净，晾干，去叶脉，叶片用剪刀剪碎称取0.1g剪碎放入25ml的容量瓶中，加入80%的丙酮20ml，定容至25ml，放于黑暗的环境中7天，浸泡至叶片变为白色，用浸提试剂比色。在663nm、646nm分光下比色。数据如下:叶绿素含量测定表处理吸光度(A)色素浓度(Mg/L)色素含量(mg/g)a:b663646aba+baba+b缺钙0.9760.46210.624.415.022.651.103.752.4完全1.2740.47914.213.2317.442.550.814.363.1（说明：表2中a:b表示叶绿素a与叶绿素b的含量之比，（a+b）:c表示叶绿素的总含量与类胡萝卜素的总含量之比。）结论:从数据中可以看出在玉米缺素组中,叶绿体含量明显低于全素对照组,完全组的叶绿素a,b及叶绿素总含量明显高于缺钙处理。缺钙植株叶绿素含量很低，所以其光合性也很弱。表明缺钙严重影响了植株体内叶绿素的合成，破坏光合作用的正常进行，严重影响了植株有机产物的生成和植株生长。3分析讨论通过营养液培养法对玉米幼苗进行缺钙溶液培养，系统地进行观察和研究。结果表明，玉米缺钙外部表现症状：地上部分，从株高的变化最明显，易倒伏，抗旱、抗寒性降低，植株茎杆柔弱,叶片失水,蛋白质、叶绿素减少、破坏,叶色变黄而逐渐坏死，生长缓慢，由于叶中部生长仍较快,所以整个叶子会形成杯状弯曲,或发生皱缩。钙是不可以移动不可被重复利用的元素,故缺素病症首先出现在上部新叶。地下部分根系的粗细差异也较大，根系活力降低，植物生理学矿质元素对植物生长的影响4光合能力减弱。植物缺钙为患“枯心病”【3】，植物从氯化钙等盐类中吸收钙离子，吸收进入植物体内的钙有的呈盐形式，有的与有机物结合。缺钙植物分生组织的生长变慢，缺钙病症初在生长点和幼叶，严重时，叶子变形和失绿【4】，在叶子的边缘出现坏死斑点。由于它是一种比较不易移动的元素，所以钙主要存在于老的叶子或老的组织和器官中植物对钙的需求量增加，且因作物种类和遗传特性的不同而有很大的差异[5]。在缺钙时，植物生长受阻，节间较短，因而一般较正常生长的植株矮小，而且组织柔软。缺钙植株的顶芽、侧芽、根尖等分生组织首先出现缺素症，易腐烂死亡，幼叶卷曲畸形，叶缘开始变黄并逐渐坏死。缺钙造成顶芽和根系顶端不发育，呈“断脖”症状，幼叶失绿、变形、出现弯钩状。严重时生长点坏死，叶尖和生长点呈果胶状[6]。缺钙时根常常变黑腐烂，细胞壁沾化根毛不发达【7】。一般果实和储藏器官供钙极差。多种蔬菜因缺钙发生腐烂病，水果和蔬菜常由储藏组织变形判断缺钙。禾谷类作物幼叶卷曲、干枯，功能叶的叶间及叶缘黄萎。植株未老先衰。结实少,秕粒多。豆科作物新叶不伸展,老叶出现灰白色斑点。叶脉棕色，叶柄柔软下垂。参考文献：[1]叶尚红；植物生理生化实验教程，云南农业大学[2]李洁，董少鸣；元素缺乏对植物生长影响的综合测定，承德民族师专学报，1996年第2期[3]陈卫东；植物缺乏必需矿质元素的两个问题，江苏省沭阳高级中学，生物教学2004年（第29卷）第2期[4]梁鹏志；钙与植物的关系——兼谈大白菜的干烧心病，兴隆县广播电视学校，[5]曹恭，梁鸣早钙——平衡栽培体系中植物必需的中量元素，中国农业科学院土壤肥料研究所，北京，100081[6]刘桂兰；几种蔬菜缺钙的症状及防止措施，河北省衡水市桃城区何庄乡农委，053000[7]张江涛、段光明，无土栽培中植物缺素症状的识别，山西大学生物系，太原