植物的元素缺乏症.docx

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植物的元素缺乏症

昆明学院

植物生理学业论文

植物生理指标测定

赵如龙

2009/7/1

关键字：

对照作物指标蒸腾强度叶绿素含量

[摘要]叶片是制造有机物的主要场所，作物产量的高低在很大程度上取决于叶片的大小和叶片中的元素含量，因而运用学过的植物生理学只是和实验技术进行综合测定，探讨农作物优质高产与作物的光合强度叶面积指数叶绿素含量植物组织呼吸速率等的关系，将理论与实践相结合。

1.内容简介

影响作物生长的因素很多，我们可以通过以下几项指标对作物的生长做一定的研究，看其对作物的影响情况。

1）叶绿素的提取分离理化性质的鉴定和叶绿素含量的测定

2）植物叶片光合作用速率的测定

3）叶面积的测定

4）离体快速称重法测定植物组织蒸腾速率

5）植物呼吸速植物体内硝态氮含量的测定

6）植物组织抗逆性鉴定

本实验采用叶绿素含量测定法和蒸腾强测定法对植物生理指标进行测定

叶绿素含量的测定是农业科研和农业生产中经常遇到的重要问题。

1949年Arnon提出的丙酮法,长期以来一直是国内外普遍采用的方法。

该法的要点是将测定材料用80%丙酮研磨提取,无损地过滤定容,用分光光度计在特定波长下测定光密度值,并计算叶绿素含量（毫克/克或毫克/分米~2）。

2.设计思想

蒸腾作用与植物的水分吸收、运转、利用和散失有着密切的联系,是植物水分生理—生态学研究的重要内容之一。

尽管测定植物蒸腾的方法很多（B·斯拉维克,1986）,如快速称量法、气量计法、湿度计法、热通量法等,但它们通常设备较复杂、操作困难、测定较慢、费用较高,难以适台野外快速测定。

而现在利用氯化钴纸法既简单又方便，利用无水氯化钴与含结晶水的氯化钴颜色明显不同的特性可以测蒸腾强度。

氯化钴纸在干燥时为蓝色，当吸收水分后逐渐变为粉红色。

根据变色所需时间长短及钴纸从蓝变红的吸水量，即可计算出植物的蒸腾强度。

3.实验部分

蒸腾强度的测定

3.1.器材与试剂

1.试验仪器与药品分析天平、软木塞、烘箱、干燥箱、剪刀、镊子、玻璃板、载玻片、薄橡皮、有塞小试管、光照培养箱、秒表、5%的氯化钴溶液（9.2gCoCl·6H2O用蒸馏水配成100ML，其中滴几滴盐酸成弱酸性）

2.实验材料玉米叶片

3实验步骤

1）取优质滤纸条，放在小搪瓷盘内，倒入氯化钴溶液。

待浸透后取出，用吸水纸吸去多余的溶液，将其平铺在干洁的玻璃板上，置60℃～80℃烘箱中烘干，即成为蓝色的钴纸。

选取颜色均一的钴纸条，精确地切成0.8平方厘米的小片，再行烘干。

取出后贮于带塞指管中，放入干燥器中备用。

然后使钴纸暴露在空气中充分吸湿，当变为粉红色时再称重。

计算每平方厘米钴纸由蓝色变为粉红色时所吸收的水量（毫克）。

重复三次，求得平均值，作为钴纸的标准吸水量。

2）对作不同处理的植株进行生理测定

缺氮培养缺铁培养

完全培养室温黑暗培养

用镊子从干燥管中取出钴纸小片，置于待测作物叶片的背面，用弹簧夹夹紧，同时记下时间，注意观察钴纸颜色的变化，待钴纸全部变为粉红色时，记下时间。

并以未夹叶片的相同装置作空白测定。

用同样的方法对其他处理的植株进行测定。

叶绿素a、b含量的测定

试验仪器及药品：

分光光度计、离心机、剪刀、研钵、漏斗、移液管

丙酮、碳酸钙

试验材料：

玉米叶片（正常与缺氮）

1）色素的提取：

剪去粗大的叶脉并剪成碎块，称取0.5g放入研钵中加纯丙酮5ML，少许碳酸钙和石英砂，研磨成匀浆，再加80%丙酮5ML，将匀浆转入离心管，并用适量80%丙酮洗涤研钵，一并转入离心管，离心后沉淀，上清液用80%的丙酮定容至25ML。

离心机

2）测定光密度：

取上述色素提取液1ML，加80%丙酮3ML稀释后转入比色杯中，以80%丙酮为对照，分别测定663nm.645nm出的光密度值。

分光光度计

根据公式计算叶绿素a、b的含量。

4.结论

蒸腾速率（transpiration）又称为蒸腾强度或蒸腾率。

指植物在单位时间、单位叶面积通过蒸腾作用散失的水量。

常用单位g./m2　　h、mg./dm2　　h。

大多数植物白天的蒸腾速率是15～25g/m2/h，夜晚是1～20g/m2/h。

钴纸法测蒸腾强度的计算公式为：

蒸腾强度=每片吸水量/每片面积*时间

本试验测得的结果为：

不同培养蒸腾作用使钴纸变为紫色的时间为黑暗培养57分钟、缺铁培养17分钟、缺氮培养35分钟、完全培养26分钟。

根据上面公式计算得其蒸腾强度分别为：

黑暗201.70mg/cm2min-1、缺氮123.85mg/cm2min-1、缺铁60.16mg/cm2min-1、完全92.0mg/cm2min-1。

由此看出元素是影响植物蒸腾强度的其中一个因素，小孔影响蒸腾强度，而元素又对小孔有着影响，先来看元素及其他因素对小孔的影响。

Ｍｇ可减小气孔阻力，提高蒸腾强度。

Ｋ对蒸腾强度虽有削弱作用，但与适量的Ｎ，Ｚｎ配合后有助于蒸腾作用。

叶片分析值表明，土壤供Ｋ特别是Ｋ，Ｍｇ同时施用对叶片中的Ｋ含量有显著作用。

光是气孔运动的主要调节因素。

光可促进保卫细胞内苹果酸的形成和k+、cl-的积累。

一般情况下，光可促进气孔张开，景天酸代谢植物例外，它们的气孔通常是白天关闭，夜晚张开。

有人认为，蓝光能活化质膜的h+—ptp酶，不断泵出h+，形成跨膜电化学势梯度，它是k+通过k+通道移动的动力，可使保卫细胞内的k+浓度增加，水势降低，气孔张开。

Co2对气孔运动影响较大，低浓度co2促进气孔张开，高浓度co2使气孔迅速关闭。

在高浓度co2下，气孔关闭的可能原因是：

使质膜透性增加，导致k+泄漏，消除质膜内外的溶质势梯度；co2使细胞酸化，影响跨膜质子浓度的建立。

温度气孔开度一般随温度的上升而增大。

在30℃左右气孔开度最大，超过30℃或低于10℃，气孔部分张开或关闭。

这表明，气孔运动是与酶促反应有关的生理过程。

水分气孔运动与保卫细胞膨压密切相关，而膨压变化又是由于水分进出保卫细胞引起的，因此叶片的水分状况是影响气孔运动的直接因素。

植物处于水分胁迫条件下气孔开度减小，以减少水分的丢失。

如果久雨，表皮细胞为水饱和，挤压保卫细胞，气孔关闭。

如果蒸腾强烈，保卫细胞失水过多，即使在光下，气孔也会关闭。

而影响蒸腾强度的内因就是小孔的开闭。

气孔频度（stomatalfrequency,为每平方毫米叶片上的气孔数），大有利于蒸腾的进行。

气孔直径较大，内部阻力小，蒸腾快。

气孔下腔容积大，叶内外蒸气压差，蒸腾快。

气孔开度大，蒸腾快；反之，则慢。

然而影响蒸腾强度的外因有：

光照光对蒸腾作用的影响首先是引起气孔的开放，减少气孔阻力，从而增强蒸腾作用。

其次，光可以提高大气与叶子的温度，增加叶内外蒸气压差，加快蒸腾速率。

温度温度对蒸腾速率的影响很大。

当大气温度升高时，叶温比气温高出2～10℃，因而气孔下腔蒸气压的增加大于空气蒸气压的增加，使叶内外蒸气压差增大，蒸腾速率增大；当气温过高时，叶片过度失水，气孔关闭，蒸腾减弱。

湿度在温度相同时，大气的相对湿度越大，其蒸气压就越大，叶内外蒸气压差就变小，气孔下腔的水蒸气不易扩散出去，蒸腾减弱；反之，大气的相对湿度较低，则蒸腾速率加快。

风速较大，可将叶面气孔外水蒸气扩散层吹散，而代之以相对湿度较低的空气，既减少了扩散阻力，又增加了叶内外蒸气压差，可以加速蒸腾。

强风可能会引起气孔关闭，内部阻力增大，蒸腾减弱。

叶绿素含量测定中用测出的OD值和所用的公式计算出叶绿素a、b的含量

Ca=12.7OD663-2.69OD645

Cb=22.9OD645-4.68OD663

CT=Ca+Cb=8.02OD663+20.21OD645

根据公式计算得

完全培养OD值是OD663=0.218,OD645=0.12

缺氮培养OD值是OD663=0.21,OD645=0.113

所以有完全培养Ca=2.4458g/L,Cb=2.3273g/L

缺氮培养Ca=1.73g/L,Cb=1.6049g/L

可见缺氮培养后对植株叶片的叶绿素含量有影响，所以氮素影响植株的生长。

氮素是叶绿素的组成成分，叶绿素a和叶绿素都是含氮化合物。

绿色植物进行光合作用，使光能转变为化学能，把无机物（二氧化碳和水）转变为有机物（葡萄糖）是借助于叶绿素的作用。

葡萄糖是植物体内合成各种有机物的原料，而叶绿素则是植物叶子制造“粮食”的工厂。

氮也是植物体内维生素和能量系统的组成部分。

因而氮素直接影响作物的产量。

参考文献

MeiderH.Classexperimentsinplantphysiology.London:

GeorgeAllenandUnwinLtd.,1984.72-74

（华东师范大学张志良）

PlantPhysiologysixthedition（植物生理学第六版）

（高等教育出版社潘瑞炽）

李银国《气候与元素对蒸腾作用的影响》、《草业科学》、

《沈阳大学学报》、《植物生理学实验指导》。