整理植物营养元素实验指导Word文档格式.docx
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实验十
作物缺素症状的识别............................
25
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。
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小麦或其它植物的根系。
2．仪器
（1）pH计及pH试纸；
（2）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．试剂
（1）0.01mol/L（NH4）2SO4溶液
（2）0.02mol/LNaNO3溶液；
（3）0.01mol/LNH4NO3溶液；
三、方法与步骤
1．取培养器具，分别倒进0.01mol/L（NH4）2SO4,0.02mol/LNaNO3,0.01mol/LNH4NO3溶液。
2．放置材料之前测定溶液的pH值。
3．将实验材料的根系洗净放在培养器具内，根系浸在溶液中。
4．培养3-7天后用pH计测量溶液的pH值，看有否变化。
不同处理溶液pH值变化
处理
pH值
放植株前
放植株后
0.01mol/L（NH4）2SO4
0.02mol/LNaNO3
0.01mol/LNH4NO3
四、注意事项
材料应生长良好、大小一致、根系发达。
五、作业
1．何谓生理酸性盐、生理碱性盐？
2．从所获得的实验结果中可以得出什么结论？
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。
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
真叶尚未长出的油菜幼苗或其它植物的幼苗。
2．仪器
（1）培养钵；
（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。
1．取培养钵6个，分别装满6种溶液，贴上标签。
2．挑选真叶未出芽鞘，大小相等，根系生长一致的幼苗，在盖板上每孔用海绵移植一株，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，一星期左右观察结果，特别注意根的生长情况。
四、作业
1．记录幼根、幼茎的长度。
2．何谓单盐毒害？
3．何谓拮抗作用？
实验三用水培法研究pH对植物生长的影响
用完全营养液培养植物时，另用缓冲液调整营养液促使其保持在不同的pH条件下，目的在于了解不同pH对植物生长的影响。
二、材料及设备
1玉米幼苗
2克诺普氏完全营养液
（1）Ca（NO3）21.0g
（2）KH2PO40.25g
（3）MgSO4·
7H2O0.25g
（4）KCl0.125g
（5）5%柠檬酸铁1滴
（6）H2O1L
3pH试纸
4培养钵
5缓冲溶液pH各为4，5，6，7，8等5种
磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液
pH
0.2mol/LNa2HPO4（mL）
0.1mol/L柠檬酸（mL）
7.71
12.29
5
10.30
9.70
13.85
6.15
16.47
3.53
19.45
0.55
0.2mol/LNa2HPO4：
Na2HPO428.40g/L或Na2HPO4·
2H2O35.61g/L。
0.1mol/L柠檬酸：
柠檬酸（C6H8O7·
H2O）21.01g/L。
三实验步骤
用水培装置，将培养液加入培养钵中，用相应的缓冲溶液调整pH为4，5，6，7，8，并用打了孔的盖盖上，然后把3片叶的玉米幼苗植株用海绵通过小孔固定在盖上，使整株根系浸入培养液中，装好后把培养钵放在阳光充足、温度适宜的地方。
实验管理按水培操作。
四实验结果与分析
实验进行1-2周以后，比较培养在各种不同pH条件下植物高度、色泽、生长状况、根系发展等方面的差异，说明哪一种pH值最适于供试植物的生长。
实验四作物根系阳离子代换量（CEC）的测定
一、意义
根系是作物吸收养分的重要器官，作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）对于了解作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、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。
四、操作步骤
选取具有代表性的植株若干（尽可能不要损坏根系），先用水冲洗根系，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。
称取烘干磨细的根样0.1000g，放入200mL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（mol/100g根）=
五、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。
附表
作物种类
根悬浊液的pH值
CEC
吸收能力
豆科作物、豆科绿肥、油菜、肥田萝卜、荞麦等
3.2-3.5
>
35
强
玉米、西红柿、马铃薯、芝麻等
3.6-4.0
20-35
中等
小麦、小米、水稻等
4.0
<
20
弱
六、结果计算（原始数据及计算结果）
实验五土壤对磷的吸附等温曲线测定
一、意义
吸附等温曲线（Sorptionisothorms）是描述吸附剂与吸附物相互作用，在达到平衡时被吸附剂吸附的量与吸附物间所存在的量之间所表现的一种曲线关系，由于吸附量受温度变化的影响很大，制作曲线时必须在恒温下进行，所以称等温吸附曲线。
近年来对土壤磷状况的研究工作证明，土壤对磷的吸附等温曲线关系基本符合Langmuir方程。
并可根据此方程推导出一些有关土壤供鳞状况的物理化学指标。
由于磷在土壤中的变化极为复杂，存在的形态尚难进行直接测定。
至于哪种形态的磷对作物是有效的那就更难区分了。
因为目前所采用的化学试剂提取法测定“有效磷”的量是模拟根系分泌物呈酸性，而近年来根际微区土壤的研究表明，根标微区的pH值一般都高于非根际土壤1个单位以上。
化学提取法受土壤性质影响很大，同一土壤用不同提取剂所测得的土壤“有效磷”或用同一提取剂浸提不同土壤所测得的土壤“有效磷”差异很大，难以反映土壤中磷的真实的情况，没有一种化学试剂提取法能普遍适应一切土壤。
所测得的“有效磷”只能是一个经验性的数值，不能反映土壤磷素的供应容量与强度，只具有相对意义。
可见化学试剂提取法所测得的“有效磷”，并不等于生物有效磷。
化学试剂法提取的相对量只有与一定的田间生物试验结果相一致，才具有实用价值。
由于磷酸盐在土壤中的活性，受土壤吸附作用与呼吸作用的过程所支配，测定和表述土壤与磷酸盐关系的指标时，应该反映出该种土壤的吸附性质，而且吸附等温曲线测定土壤供磷状况，不仅可反映土壤对磷的上述吸附性质，还可用物理化学指标表述土壤有效磷。
因此比较化学试剂提取法具有一定的优越性。
施入土壤中的无机磷被土壤吸附时，存在着下列平衡式：
P（固相）
P（液）
这一平衡支配着磷的有效度，平衡式中液相磷的浓度为磷的有效度的强度因子（I）。
随时可以进入液相的然而尚留在固相表面的活性磷的量则是其容量因子（Q）；
固相磷转入液相的速度被称为速度因子或缓冲能力（Q/I）。
平衡式还表明：
P（液）的浓度增加或减少都将相应地引起P（固）的变化。
在恒温下，称数份同一土壤分别加入不同已知浓度的磷酸溶液，使两相达到平衡后测定P（液）。
用差示法计算出被土壤吸附的磷量。
由于加入的磷酸盐浓度不同，开始时随浓度由低到高递增，土壤吸附的磷量亦由少到多，即吸附量与浓度成正比增加；
以后的吸附量会随浓度继续增加，但增加量逐渐减少，当磷酸盐浓度相当大时，被吸附的磷量达到极限值而不再和浓度有关，固相表面已近饱和。
以每100g土所吸附的磷量为纵坐标，以平衡溶液中磷的浓度为横坐标，即可绘出土壤对磷的吸附等温曲线，此曲线可直接用Langmuir方程式表示：
X=Xmax·
（1）
（1）式亦可写成常用的下述形式
=
+
（2）
X：
100g土壤所吸附的磷量（mg·
P/100g土）
C：
平衡溶液中磷的浓度（mg·
P/L）
Xmax：
最大吸附量（mg·
Kˊ：
吸附常数
K：
吸附常数Kˊ的倒数
根据
（2）式
与C成直线关系，而
是这条直线的斜率，即可算出Xmax值，如将直线延长至与纵坐标相交，则可算出K值。
1．0.01mol/LCaCl2和0.02mol/LCaCl2
2．0.01mol/LKH2PO4和0.01mol/LCaCl2混合溶液：
称取KH2PO41.3609g放入250mL烧杯中用100-200mL蒸馏水溶解，并移入1000mL容量瓶中，再准确加入500mL0.02mol/LCaCl2溶液，并加蒸馏水至刻度。
3．5mg/LP标准液：
0.4390gKH2PO4（二级，105℃烘过2小时）溶于200mL中，加入5mL浓H2SO4，转入1L容量瓶中，用蒸馏水定容，此为100mg/LP标准溶液可长期保存。
取此溶液准确稀释20倍，即为5mg/LP溶液，此溶液不宜久存。
4．钼锑贮存液：
浓H2SO4（二级）153mL缓慢地倒入约400mL蒸馏水中，搅拌，冷却。
称取10g钼酸铵（二级）溶于约60℃时300mL蒸馏水中，冷却。
然后将H2SO4溶液缓慢倒入钼酸铵溶液中，再加入100mL0.5%酒石酸锑钾溶液，最后用水稀释至1L，避光贮存。
此贮存液含1%钼酸铵2.62mol/LH2SO4。
5．钼锑抗显色剂：
1.5g抗坏血酸（C6H8O6，左旋，旋光度+21-+22，二级）溶于100mL钼锑贮存液中，此液须随配随用，有效期一天。
方法一
1．平衡溶液的制备
称取20目的风干土样5份，每份1g，分别放入5个100mL的三角瓶中，并按1、2、3、4、5依次编号，然后分别加入10、20、30、40、50mg/L的KH2PO4+0.01mol/LCaCl2（石灰性土壤改用0.01mol/LKCl）20mL，于室温振荡30分钟，放入保温25℃的烘箱内静置3小时，使悬液澄清，然后立即用干燥滤纸过滤，弃去最初的滤液。
2．释放溶液制备
在上面过滤的滤纸中心用玻棒穿一小孔，用20mL饱和的NaCl把土浆全部洗入原三角瓶中，略加振荡后过滤，再加20mL饱和NaCl重复一次，尽可能滤干，用同样的方法加入20mL0.01mol/LCaCl2在室温（25℃）振荡30分钟，下面与平衡溶液的制备相同。
3．溶液中磷的测定
按编号依次吸取相应溶液于50mL比色管中，平衡液的1号吸2.5mL，2-5号各吸5mL，释放液的1号吸5mL，2号，3号各吸2.5mL，4号、5号各吸2mL，加水至约40mL，加入5mL17.5mol/L钼锑抗溶液，充分摇匀后定容，再摇匀，15分钟后于700nm处比色（用1cm比色杯）。
4．标准曲线
吸取0.01mol/LKH2PO4+0.01mol/LCaCl2混合液8.08mL于500mL容量瓶中，此为含磷5mg/L的标准溶液，取50mL比色管6只，依次吸取上述标准溶液0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mL，下面与平衡溶液中磷的测定相同。
5．计算
（一）计算平衡液中磷的浓度
根据平衡溶液的吸光度查对标准曲线，找出相应的mg/L，用下面公式计算平衡溶液和释放溶液中磷的浓度。
（1）平衡溶液磷浓度的计算
C=20×
mg/L/A
（2）释放液磷浓度的计算
S=20×
S、C都是100mL三角瓶中磷的浓度，单位mg/L
（二）计算土壤的吸附量
X=2（B-C）
B：
平衡前100mL三角瓶中磷的浓度，单位：
mg/L
100g土的吸附量
（三）计算释放率
释放率=
×
100%
方法二
称取通过20目的风干土样12份，每份5g，分别放入250mL三角瓶中，并按1，2，3……12依次编号，然后在各瓶中依次加入0.0、0.5、1.0、2.5、5.0、7.5、10.0、12.5、15.0、30.0、40.0、50.0mL的0.01mol/LKH2PO4和0.01mol/LCaCl2混合溶液，然后用0.01mol/LCaCl2补足至100mL。
上述各瓶中的磷酸盐加入量为0-100μmol/g（土）或0-3.097mg/g（土）。
在各瓶中加入2滴（CH2Cl2）以抑制微生物活动，加塞后置于20±
1℃下，强烈振荡18小时。
将悬浊液用Whatman40#滤纸过滤。
2．平衡溶液中磷的测定
按编号依次吸取平衡溶液注入相应编号的100mL的容量瓶中，1-3号各吸取10mL，4号吸取5mL，5号吸取2.5mL，6号1.8mL，7-9号吸取1mL，10-12号先各稀释10倍，即吸取10mL平衡溶液注入100mL容量瓶中，加蒸馏水定容，然后吸取10号稀释液5mL，11号稀释液2.5mL，12号稀释液1.5mL。
在上述各容量瓶中加蒸馏水至70mL，摇匀，再各加入钼锑抗溶液10mL，充分摇匀，定容后再摇匀，15分钟后在700nm波长上比色。
3．磷的标准曲线的绘制
吸取0.01mol/LKH2PO4和0.01mol/LCaCl2混合液8.08mL，注入到500mL容量瓶中，此溶液含P0.005mg/mL，即含P5mg/L的标准溶液。
取100mL容量瓶8个，编号，依次吸取上述标准溶液0.0、1.0、2.0、4.0、8.0、10.0、16.0、20.0mL，然后加蒸馏水70mL左右，摇匀。
再各加入钼锑抗溶液10mL，充分摇匀，定容，摇匀（各瓶的磷量依次为0.00、0.05、0.10、0.20、0.40、0.50、0.80、1.00mg/L），15分钟后比色，以吸光度为纵坐标，磷量为横坐标，绘制成标准曲线。
4．计算
根据平衡溶液测得的吸光度查对标准曲线，找出相应的mg/L，按下述公式计算平衡溶液的磷量。
（1）平衡液直接吸取测定的计算
Pmg/L=100×
mg/L/A1
A1：
为不稀释时吸取的mL数
（2）平衡液稀释后吸取测定的计算
Pmg/L=1000×
mg/L/A2
A2：
为稀释后吸取的mL数
根据平衡液中磷的含量（mg/L），计算土壤吸附磷量（Pmg/100g±
）。
其公式如下：
Pmg/100g土=2（B-C）
为平衡前100mL容量瓶中磷的量（Pmg/L）
为平衡100mL容量瓶中磷的量（Pmg/L）
（三）根据磷吸附等温曲线计算Xmax与K值
（1）绘制土壤吸附磷量（X）对平衡溶液磷量（C）的吸附等温曲线（X为纵坐标；
C为横坐标）。
（2）根据Langmuir方程绘制C/X对C的吸附等温线。
（3）按斜率可求出Xmax值：
将直线延至纵坐标相交，可计算出K值。
1．简述用吸附等温曲线测定土壤供磷状况的意义与原理；
2．计算出平衡溶液中的磷量与土壤吸附的磷量；
3．根据所测定的数值，绘制吸附等温曲线，计算K值和Xmax值。
实验六土壤磷固定力的测定
水溶性的磷肥施入土壤后，易与土壤中的铁、铝及钙发生化学固定作用，降低其有效性，为了提高水溶性磷肥的利用率，必须尽量增加肥料与根系的接触。
本实验的目的是印证并计算水溶性磷肥在土壤中被固定为难溶性磷的百分率。
根据土壤对水溶性磷肥的吸附固定的特性，取一定量的不同土壤，分别加入已知等量的磷肥，使其与土壤充分混匀，待作用一定时间后，测定其含磷量，根据所加入磷肥的磷量与作用后磷量之差，即可计算出水溶性磷肥被固定的百分率。
1．0.5mol/LNaHCO3溶液：
称取分析纯碳酸氢钠42g溶于800mL水中，以0.5mol/LNaOH调至pH8.5，洗入1000mL容量瓶中，定容至刻度，贮存于试剂瓶中。
2．无磷活性碳：
将活性碳先用0.5mol/LNaHCO3浸泡过滤，然后在平板瓷漏斗上抽气过滤，再用0.5mol/LNaHCO3，溶液洗2-3次，最后用蒸馏水洗去NaHCO3，并检查到无磷为止，烘干备用。
3．磷（P）标准溶液：
准确称取经45℃烘干过4-5小时的分析纯磷酸二氢钾0.2197g于小烧杯中，以少量水溶解，将溶液全部洗入1000mL量瓶中，定容于刻度后充分摇匀，此溶液即为含50mg/L磷（P）的基准溶液，取50mL此溶液稀释至500mL，即为5mg/L的磷标准溶液，比色时按标准曲线系列配制。
4．1.63mol/L硫酸钼锑贮存液：
取蒸馏水约400mL放入100mL烧杯中，将烧杯浸在冷水内，然后缓缓注入分析纯硫酸90.3mL，并不断搅拌，冷却至室温，另外取分析纯钼酸铵20g溶于约60℃的200mL蒸馏水中冷却，然后将硫酸溶液徐徐倒入钼酸铵溶液中，不断搅拌，再加入100mL0.5%酒石酸锑钾溶液，用蒸馏水稀释至1000mL，摇匀，贮于试剂瓶中备用。
5．钼锑抗混合显色剂：
在100mL钼锑贮存液中，加入0.5g左旋（旋光度+21-22）抗坏血酸，此试剂有效期24小时，宜用前配制。
取250-400mL烧杯4个，分别贴上标记（AO,AP,BO,BP）。
称重（W1），然后称取风干通过1mm即18-20目筛的土壤A和B各2份，每份50g置于已标记的250-400mL烧杯中，称取已知含水溶性磷（P）量的普钙（风干样品过0.1mm即140目筛）1g2份，分别放入AP，BP号烧杯中，充分搅拌均匀。
然后在同一处理的烧杯中各加入等量水至湿润为止，用塑料薄膜包扎烧杯口。
放置一周，称重（W2），充分搅匀后，取样测定其有效磷含量，以计算水溶性磷在不同土壤中被固定为难溶性磷的百分率。
称取上述四种处理的土样（湿土）各2g，精确到0.01g（W3），于100mL塑料瓶中，加50mL0.5mol/L碳酸氢钠溶液，塞紧瓶塞，用振荡机振荡30分钟，立即用无磷滤纸干滤，滤液承接于洁净干燥的100mL三角瓶中，去掉最初几滴滤液，吸取滤液（AO,BO各10mL，AP，BP,1mL）于50mL容量瓶中，AP,BP用0.5mol/LNaHCO3补足至10mL，加5mL1.63mol/L钼锑抗显色剂，加水定容至刻度，充分摇匀，30分钟后在分光光度计上（波长680nm）比色，比色时以曲线零点作空白。
磷标准曲线绘制：
分别吸取5mg/L磷标准溶液0、1、2、3、4、5mL于50mL容量瓶中，各加0.5mol/LNaHCO310mL，以下操作同待测液。
每一容量瓶即为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mg/L磷，将结果绘制成标准曲线。
五、结果计算
1．
P（mg/100g土）=
100
从标准曲线上查得的磷浓
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