树木营养学实验指导书.docx
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树木营养学实验指导书
《树木营养学》
实验指导书
陈礼光，郑郁善
森林资源系
实验室学生实验守则
为了维护良好的实验教学秩序，确保人身、设备的安全，培养学生严谨求实的科学作风和爱护国家财产的优秀品质，要求每位学生必须遵守学生实验守则。
1.初次使用实验室，请仔细阅读并遵守实验室的各项规章制度。
2.实验前必须充分预习，认真阅读实验指导书，明确实验任务，弄清实验原理，拟定实验步骤，做好预习报告。
3.使用仪器设备前，必须熟悉其性能，预习操作方法和注意事项，并在使用中严格遵守。
对一些精密仪器和化玻易耗品，请严格按照规范操作。
损坏仪器、器材按学校有关规定处理。
4.实验中应认真观察实验现象，记录实验数据。
结束实验，此记录应附在实验报告后，作为原始实验数据。
按要求认真书写实验报告。
5.实验过程中遇到故障或异常情况，应及时报告指导教师，不得擅自处理，待查明原因，经指导教师同意后方可继续实验。
发生事故应认真总结经验，吸取教训。
6.遵守实验室纪律，注意保持室内整洁、安静。
7.实验结束后，关掉仪器设备的电源开关，仪器设备桌椅工具等应恢复到实验前的状态。
值日生生协助实验室教师打扫卫生后，方可离开实验窒。
实验记录及实验报告
每次实验要做到课前认真预习,操作中仔细观察并如实记录有关的现象与数据,课后及时完成实验报告.
一、课前预习
课前要将实验名称,目的和要求,实验内容与原理,操作方法和步骤等简单扼要地写在记录本中,做到心中有数.
二、实验记录
从课程开始就要培养严谨科学作风,养成良好习惯.对所观察到的现象应仔细地记录下来,观测的每个结果和数据都应及时如实地直接记在记录本上,记录时必须使用钢笔或圆珠笔,并做到原始记录准确,简练,详尽,清楚.如称量试材样品的重量,滴定管的读数,分光光度计的读数等,都应设计一定的表格准确记下正确的读数,并根据仪器的精确度准确记录有效数字.例如,光密度值为0.050,不应写成0.05.每一个结果至少要重复观测两次以上,当符合实验要求并确知仪器工作正常后再写在记录本上.
另外,实验中使用仪器的类型,编号以及试剂的规格,化学式,分子量,准确的浓度等,都应记录清楚,以便总结实验完成报告时进行核对和作为查找成败原因的参考依据.如果发现记录的结果有怀疑,遗漏,丢失等,都必须重做实验.
三、实验报告
实验结束后,应及时整理和总结实验结果,写出实验报告.按照实验内容可分为定性和定量两大类,实验报告的格式:
封面
福建农林大学林学院
实验报告
学生姓名：
专业名称：
年级：
指导教师：
教师职称：
二○○ 年 月
实验报告大纲
实验名称
一、实验目的
二、实验方法
三、实验仪器
四、实验操作方法
五、实验数据
六、结果分析
七、总结
实验报告中,目的和要求,原理以及操作方法部分应简单扼要的叙述,但是对于实验条件（试剂配制及仪器）和操作的关键环节必须写清楚.对于结果部分,应根据要求将一定条件下获得的结果和数据进行整理,归纳,分析和对比,并尽量总结成各种图表,如原始数据及其处理的表格,标准曲线图以及比较组与对照组结果的图表等.另外,还应针对结果进行必要的说明和分析.讨论部分可以包括:
关于方法（或操作技术）和有关项目的一些问题,如正常结果和异常现象以及思考题进行探讨,对于设计的认识,体会和建议,改进意见等.
常用洗液的配置与适用范围
名称
化学成分及配置方法
适用范围
说明
铬酸洗液
用5g～10g工业品K2Cr2O7溶于少量热水中，冷后徐徐加入100mL浓硫酸（工业品），并不时搅动，得暗红色洗液，冷后注入干燥的试剂瓶中盖严备用。
有很强的氧化性，能浸洗去绝大多数污物。
可反复使用，当多次使用至呈墨绿色时，说明洗液已失效。
成本较高有腐蚀性和毒性，使用时不要接触皮肤及衣物。
用洗刷法或其他简单方法能洗去的不必用此法。
碱性高锰酸钾洗液
取4g高锰酸钾溶于少量水后，加入100mL10％的NaOH溶液混匀后装瓶备用。
洗液呈紫红色。
有强碱性和氧化性，能浸洗去各种油污。
洗后若仪器壁上面有褐色二氧化锰，可用盐酸或稀硫酸或亚硫酸钠溶液洗去。
可反复使用若干次，直至碱性及紫色消失为止。
磷酸钠洗液
取57gNa3PO4和28.5gC17H33COONa溶于470mL水
洗涤碳的残留物
将待洗物在洗液中泡若干分钟后涮洗
硝酸-过氧化氢洗液
15%～20%硝酸和5%过氧化氢混合
浸洗特别顽固的化学污物
贮于棕色瓶中，现用现配，久存易分解
强碱洗液
5%～10%的NaOH溶液（或Na2CO3、Na3PO4溶液）
常用以浸洗除去普通油污
通常需要用热的溶液
浓NaOH溶液
黑色焦油、硫可用加热的浓碱液洗去
强酸溶液
稀硝酸
用以浸洗除去铜镜、银镜等
洗银镜后的废液可回收AgNO3
稀盐酸
浸洗除去铁锈、二氧化锰、碳酸钙等
稀硫酸
浸洗除去铁锈、二氧化锰等
有机溶剂
苯、二甲苯、丙酮等
用于浸洗除去小件异形仪器，如活栓孔、吸管及滴定管的尖端等
成本高一般不要使用
规格和标准
（StandardsandGradesofPurity）
中文
简称
英文
中文
简称
英文
优级纯试剂
GR
Guaranteedreagent
测折光率用
RI
Forrefractiveindex
分析纯试剂
AR
Analyticalreagent
显色剂
Developer
化学纯试剂
CP
Chemicalpure
研究级
Researchgrade
实验试剂
LR
Laboratoryreagent
指示剂
Ind
Indicator
纯
Pur
Pure,Purum
络合指示剂
Complexonindicator
特纯
EP
ExtraPure
荧光指示剂
Fluoresceneindicator
特纯
Puriss
Purissimum
氧化还原指示剂
Redox
Redoxindicator
精制
Purif
Puirfed
吸附指示剂
Adsorb
Adsorptionindicator
生化试剂
BC
Biochemical
基准试剂
PT
Primaryreagent
生物试剂
BR
Biologicalreagent
光谱纯
SP
Spectrumpure
生物染色剂
BS
Biologicalstain
光谱标准物质
SSS
Spectrographicstandardsubstance
生物学用
FBP
Forbiologicalpurpose
分光纯
UV
Ultravioletpure
组织培养用
Fortissuemediumpurpose
原子吸收光谱
AAS
Atomicabsorptionspectrum
微生物用
FMB
Formicrobiological
红外吸收光谱
IR
Infraredabsorptionspectrum
显微镜用
FMP
Formicroscopicpurpose
核磁共振光谱
NMR
Nuclearmagneticresonancespectrum
电子显微镜用
Forelectronmicroscopy
有机分析标准
OAS
Organicanalyticalstandard
涂镜用
FLB
Forlensblooming
微量分析试剂
MAR
Microanalyticalreagent
工业用
Tech
Technicalgrade
点滴试剂
STR
Spot-testreagent
实验用
Pract
Practicaluse
气相色谱
GC
Gaschromatography
分析用
PA
Proanalysis
液相色谱
LC
Liquidchromatography
精密分析用
SSG
Superspecialgrade
气液色谱
GLC
Gasliquidchromatography
合成用
FS
Forsynthesis
气固色谱
GSC
Gassolidchromatography
闪烁用
Scint
Forscintillation
层析用
FCP
Forchromatographypurpose
电泳用
Forelectrophoresisuse
薄层色谱
TLC
Thinlayerchromatography
其他的有
BP英国药典
CR化学试剂
HPLC高压液相色谱
UP超纯
USP美国药典
实验试剂
缩写为LR，又称四级试剂。
化学纯试剂
缩写为CP，又称三级试剂，一般瓶上用深蓝色标签。
分析纯试剂
缩写为AR，又称二级试剂，一般瓶上用红色标签。
保证试剂
缩写为GR，又称一级试剂，一般瓶上用绿色标签（又称优级纯）
基准试剂
缩写为PT,专门作为基准物用，可直接配制标准溶液。
光谱纯试剂
缩写为SP，表示光谱纯净。
但由于有机物在光谱上显示不出，所以有时主成分达不到99.9%以上，使用时必须注意，特别是作基准物时，必须进行标定。
实验一植物根系对矿质元素的选择吸收
植物的根对矿质元素具有选择吸收的特性，甚至同一盐类的阴离子和阳离子，也以不同的比例进入植物体内，所以盐可分为生理酸性盐、生理碱性盐和生理中性盐。
由于阴离子和阳离子吸收上的差别，使得培养液的成份逐渐改变。
所以用水培法栽培植物时，必须时常更换培养液。
通过实验可以了解植物根系对矿物质盐类的选择吸收及生理酸性盐、生理碱性盐和生理中性盐的吸收差别。
一、原理
根据植物对同一盐类的阴离子和阳离子吸收量的不同，从而改变溶液pH值，来证明植物对矿质盐类选择吸收的特性。
二、器材和药品
1．材料准备
培养好具有相当大根系的台湾相思幼苗。
幼苗应生长良好、大小一致、根系发达。
2．仪器
（1）pH计及pH试纸；
（2）广口瓶或其它培养用的器具；（3）试剂瓶；（4）量筒；（5）烧杯；（6）洗瓶；（7）吸水纸等。
3．药剂
（1）0.01mol/LNH4H2PO4溶液；
（2）0.01mol/LNaNO3溶液；
（3）0.01mol/LNaH2PO4溶液；
（4）0.01mol/LNH4NO3溶液；
（5）0.01mol/L（NH4）2SO4溶液；
三、方法与步骤
1．取五只烧杯或其它培养器具，分别倒进0.01mol/LNH4H2PO4,0.01mol/LNaNO3,0.01mol/LNaH2PO4,0.01mol/LNH4NO3,0.01mol/L（NH4）2SO4溶液。
2．放置材料之前测定溶液的pH值
3．将材料的根系洗净吸干放在培养器具内，根系浸在溶液中。
4．培养1、3、5、7天后分别用pH计测量溶液的pH值。
5.将所得结果记录于表内，并进行分析讨论。
植物从溶液中吸收离子使溶液pH变化
处理
pH值
放植株前
培养天数
1
3
5
7
0.01mol/LNH4H2PO4
0.01mol/LNaH2PO4
0.01mol/LNaNO3
0.01mol/LNH4NO3
0.01mol/L（NH4）2SO4
注意，培养过程中要经常搅拌培养液和每天更换培养液。
实验二单盐毒害与混合盐的拮抗作用
单盐毒害和离子间的拮抗作用与原生质及原生质膜中的亲水胶体有关，离子价数越高，其消除单盐毒害作用所需的浓度越低。
实践证明K+能使原生质粘度变小，而Ca2+则能使原生质粘度变大。
利用单盐或混合盐溶液进行试验，即能明显观察到此种现象；同时进一步了解矿质元素的相互作用。
一、原理
矿质离子特别是阳离子，对原生质理化特性和生理机能有很大影响，当某一种离子单独存在时常能破坏原生质的正常状态而发生毒害作用。
如果在单盐溶液中，加入少量其它盐类，则产生拮抗作用而可消除或缓解毒害。
二、器材与药品
1．材料准备
台湾相思幼苗。
2．仪器
（1）白瓷碗6个；
（2）脱脂棉；（3）烧杯；（4）量筒。
3．药剂
（1）0.12mol/LKCl溶液；
（2）0.12mol/LNaCl溶液；
（3）0.24mol/LCaCl2溶液；
（4）0.24mol/LMgCl2溶液；
（5）0.12mol/LNaCl100mL+0.24mol/LCaCl21mL+0.12mol/LKCl2.2mL；
（6）0.12mol/LNaCl100mL+0.24mol/LMgCl21mL+0.12mol/LKCl2.2mL。
三、方法与步骤
1．取白瓷碗6个，分别装满6种溶液，贴上标签。
2．挑选大小相等，根系生长一致的台湾相思幼苗24株，在碗盖上每孔用脱脂棉移植一株，使根系能触到溶液，在25-28℃，光线适宜的地方培养，需要时补足蒸馏水，以保持碗内溶液的水平一致，一星期左右观察结果，特别注意根的生长情况，记录幼根、幼茎的长度；并用表格表示结果。
四、注意事项
药品必须是A、R级的。
实验三根系阳离子代换量（CEC）的测定
一、意义
根系是植物吸收养分的重要器官，植物根系阳离子代换量（CationExchangeContent,CEC）的大小，大体上可反映根系吸收养分的强弱和多少，因此，测定根系阳离子代换量（CEC）对于了解植物吸收养分的能力与指导合理施肥具有一定的意义。
二、原理
根系中的阳离子，在稀盐酸中，能被氢离子代换出来，而根系所吸收的氢离子量与代换出来的阳离子量相等。
在洗去多余的盐酸溶液后，用中性氯化钾溶液将氢离子代换出来，以氢氧化钾溶液滴定至pH7.0，根据消耗氢氧化钾的浓度和用量，计算出阳离子代换量（每百克干根的毫摩尔数）。
三、材料
从田间选取具有代表性的木本植物（台湾相思幼苗）、草本植物、作物植株若干（尽可能不要损坏根系），先用水冲洗根系，再放在筛子上置于水中轻轻振荡，至洗净为止，后再用蒸馏水冲洗数次，然后切去地上部分，置于30℃烘箱中烘干（一般烘8小时以上），将烘干根样取出磨细，过18-25号筛（0.7-1.0mm），混合均匀，贮于广口瓶中备用。
四、操作步骤
称取烘干磨细的根样0.1000g，放入180-250mL烧杯中，先加几滴蒸馏水使根系湿润，避免以后操作时根浮在液面上，再加0.01mol/LHCl100mL，搅拌5分钟，待根样下沉后，将大部分盐酸连同根样倒入漏斗中过滤，然后用蒸馏水漂洗至无氯离子为止（用AgNO3检验）（一般用110-200mL蒸馏水，少量多次即可洗至无氯离子）。
再用尖头玻棒将过滤纸中心穿孔，以100mLKCl（事先调至pH7.0）逐渐将过滤纸上的根样全部洗入原烧杯中，用pH计测定根-KCl悬浮液pH值，然后加7-8滴酸碱混合指示剂，用0.01mol/LKOH滴定至兰绿色（保持半分钟不变），记下所消耗的0.01mol/LKOH毫升数，并以此计算出根系的阳离子代换量（以每100克干根的毫摩尔数表示）。
CEC（mmol/100g根）=
四、注意事项
1．过滤及漂洗时，溶液不超过漏斗的2/3处，并遵守“少量多次”的洗涤原则。
2．滴到终点后，以摇荡10下不变色为准，如时间过长，终点会变到原来的颜色。
五、试剂配制
1．1mol/LKCl溶液：
称取分析纯氯化钾74.55g，溶于800mL蒸馏水中，用氢氧化钾调至溶液pH值到7.0后定容于1L容量瓶中。
2．0.01mol/LKOH溶液：
称取分析纯氢氧化钾0.561g，用蒸馏水溶解后定容至1L。
3．0.01mol/LHCl：
吸取比重1.19的浓HCl0.83mL，用蒸馏水定容至1L。
4．酸碱混合指示剂:
（1）0.1%中性红/酒精溶液：
中性红/次甲基兰0.1g+95%乙醇28ml+蒸馏水72ml。
（2）1份0.1%中性红酒精溶液与1份0.1%次甲基兰酒精溶液混合。
5．2%的AgNO3溶液：
称取2gAgNO3溶于蒸馏水中，稀释至100mL。
实验四植物根系氧化力的测定（α-萘胺法）
一、意义
植物根系活力，是指根系整个代谢的强弱，包括呼吸作用、氧化力、酶活性、代换量等，可见植物根系活力的大小与整个植株生命活动的强度紧密相关，当植物根系的氧化力较大时，根的有氧呼吸也较旺盛，吸收氮、磷养分也较多，还可氧化土壤中有害的还原物质，从而保证根的正常代谢。
因此，测定根系的氧化力既可作为植物根系活力及其生命活动的重要指标，还可作为诊断植物生育和吸收养分的障碍因素的指标。
二、原理
植物中除叶部吸收的氧转入根部外，根部存在一条乙醇酸氧化途径，这条途径可产生过氧化氢，过氧化氢在含铁化酶（主要指过氧化氢酶）的作用下产生的氧，可将α-萘胺氧化为红色的羟基萘胺（分子式见下图）沉淀于有氧化力的根表；且根系的呼吸强度与它对α-萘胺的氧化能力呈正相关，即红色愈深，根系的氧化力愈强；反之则衰。
红色的羟基萘胺
故可根据根表面染色的深浅，粗略地估计植物根系的氧化力，当进行定量测定时，则必须进一步测定α-萘胺氧化前后浓度的变化，一般用对氨基苯磺酸和亚硝酸作显色剂，使与α-萘胺起显色反应，生成对一磺酸-α-萘胺偶氮苯，其化学反应如下：
NaNO2+HAC——HNO2+NaAC
HSO3
NH2+HNO2
HSO3
N[AC]N+2H2O
（对氨基苯磺酸）（重氮化合物）
HSO3
N[AC]N+
———HSO3
N+=N
+HAC
（-萘胺）（对-磺酸--萘胺偶氮苯）（红色偶氮染料）
三、材料
大小一致的台湾相思幼苗，用每天用-18℃，0-5℃，常温（湿润和干燥）和高温35℃处理2~3小时后，取具有代表性的植物白根、黄根、黑根各若干（注意避免伤根），再用蒸馏水淋洗数次，用吸水纸将根表水分吸干后备用。
四、方法
进行定性或定量测定根系的氧化力。
（一）定性测定
取用吸水纸吸干水分的根（白根、黄根、黑根），分别立即浸入大约为20mg/L的500mLα-萘胺溶液中，并用黑纸包起来，使之蔽光，浸置30-40分钟后，即在溶液中观察根表的染色程度。
一般说来，新根及白根氧化力强，染色深；黄根氧化力小，染色较浅；黑色及老根氧化力微弱，则很少显色。
（二）定量测定
将用吸水纸吸干水分的根（白根、黄根、黑根），分别距根尖2cm长的一段取下，混合均匀后称取1g（或沿根的基部将根切下取混合样1g）置于100mL的三角瓶中，加40mg/Lα-萘胺溶液50mL，再加0.1mol/L磷酸缓冲液至100mL，轻轻摇动，静置10分钟，立即从此平衡溶液中准确地吸取2mL溶液放入25mL容量瓶中，即为第一次取样。
这时，根的吸附业已完毕，把此时作为零时。
紧接着塞好瓶塞，置于振荡器上，α-萘胺氧化量开始迅速上升，于25℃振荡3-6小时，再次从平衡溶液中准确吸取2mL，放入另一25mL容量瓶中，即为第二次取样，不论哪次取样，如发现溶液混浊，均须过滤。
由于α-萘胺在空气中振荡时会自动氧化，故须做空白试验。
两次取样的容量瓶中，各加入蒸馏水10mL、1%对氨基苯磺酸1mL和100mg/L亚硝酸钠1mL，充分摇动5分钟，使之显色，然后加蒸馏水定容、摇匀。
在20-60分钟内用1cm比色杯于510nm波长或50号滤光片下分别测定，得OD1、OD2，反查标准曲线，得前后两次样品α-萘胺浓度C1、C2。
将求得根的净α-萘胺氧化量，一般用鲜根1g，振荡3小时，于室温下进行，但须注明当时的温度，以便比较。
（三）标准曲线的绘制
用吸管分别加入40mg/Lα-萘胺溶液xmL于6个25mL的容量瓶中，使含量分别为0、10、20、30、40、50、60μg，加入等量的磷酸缓冲液，充分摇动5分钟，使之显色，然后加蒸馏水定容、摇匀，在20-60分钟用1cm比色杯于510nm波长或50号滤片下分别测定各溶液的光密度，并绘制标准曲线。
五、计算
第一次取样时的α-萘胺浓度为A（是根上吸附的氧化铁氧化α-萘胺后剩余的α-萘胺浓度，亦即酶促反应前α-萘胺的起始浓度），第二次取样时的α-萘胺浓度为B（即根在酶促反应3小时后剩余的α-萘胺浓度）。
所以A-B为根的α-萘胺氧化量，C为空白试验时α-萘胺减少的浓度（即α-萘胺在振荡3小时的自身氧化量）。
其计算公式如下：
A=
×C1（ug/ml）×50
B=
×C2（ug/ml）×48
Y=
其中：
Y———α-萘胺氧化量（μg/g鲜根/小时）
t———酶促反应时间（3~6小时）
六、试剂配制
1．100mg/Lα-萘胺标准溶液：
准确称取分析纯α-萘胺1.0000g，溶于1000mL蒸馏水中，充分溶解后从中吸取100mL稀释至1000mL，即成100mg/Lα-萘胺溶液，保存于棕色瓶中，置于低温黑暗处保存，使用前稀释至40mg/L。
2．1%对氨基苯磺酸溶液：
称1g对氨基苯磺酸溶于100mL30%的乙酸溶液中。
3．100mg/L亚硝酸钠溶液：
称取0.1g亚硝酸钠溶于1000mL蒸馏水中。
4．0.1mol/L磷酸缓冲溶液。
由0.1mol/L磷酸二氢钾，0.1mol/L氢氧化钾及蒸馏水按50:
29.54:
20.46容积比混合而成。
也可用0.1mol/L磷酸二氢钾和0.05mol/L硼砂溶液按6.32:
3.77的容积比混合而成。
此缓冲液的pH应为7.0。
七、注意事项
1．为了便于比较，应选择同一品种和苗龄的不同类型的根进行比较测定。
2．选拨植株及冲洗根时，务必注意不要伤害根系及植株，以免影响活力。
进行定性测定时，最好利用整个植株，不要切除地上部分茎叶（但可清除掉一些枯叶），否则染色程度就会变浅，影响灵敏度。
如果染色太浅，可适当延长根系在α-萘胺溶液中的浸置时间。
3．由于α-萘胺在空气中振荡时会自动氧化，故须作空白试验。
实验五植物根系脱氢酶活性测定（TTC法）
一、意义
幼根或嫩壮根，呼吸作用较强，其脱氢酶的活性也较强；而老根或黑根，呼吸作用较弱，其脱氢酶的活性则亦弱，故可通过测定植物根系脱氢酶的活性了解根系的活力，并作为诊断植物生命活动和影响植物吸收养分的障碍因素的指标。
二、原理
由于脱氢酶在中性反应条件下，可将无色的三苯基氯化四氮唑（即TTC）还原为红色的三苯基甲月替（TPF）。
其酶促反应如下：
+
Cl-+2H++2e
+HCl
（TTC，无色）（TPF，红色）
反应生成物三苯基甲月替不会自动氧化，可在空气中用乙酸乙酯提取，提取液可于485nm波长处进行比色测定，然后查标准曲线，即可求出每克鲜根所生成的三苯基甲月替量，从而判断根系的活力。
三、材料
大小一致的台湾相思幼苗，用每天用-18℃，0-5℃，常温（湿润和干燥）和高温
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