植物生长区域测定的实验报告
【实验目的】
1. 了解植物体内N、P、K测定的意义和方法
2. 掌握如何测定植物体中N、P、K的实验技能
【实验原理】
植物体主要由C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe等十几种元素组成,除此以外还包括Ca、Zn、Mn、B、Mo,但需要量较少。
在通常条件下,植物利用太阳光能,从空气中获得C,从水中获得氢和氧,而N、P、K等元素则是来源土壤肥力。在栽培过程中,能够知道植物的需要和土壤内N、P、K变动的情况,对考虑施肥措施是有帮助的,因此测定土壤及植物体内的N、P、K是很重要的。
硝态N测定:硝态N是硝酸的阴离子(NO3-),它是强氧化剂,所以鉴定N-离子几乎都用氧化反应,用二苯胺(C6H5)2NH的方法,这个方法的原理是在NO3-存在时二苯胺被硝酸氧化而显蓝色。
有效P和无机P测定:P与钼酸铵反应生成磷钼酸铵,然后以氧化亚锡作为还原剂时,使磷钼酸铵还原为“磷钼兰”(低价钼化合物混合物)溶液呈兰色。此法能测土壤有效P,过磷酸钙中有效P和植物体内的无机磷。
速效K的测定:四苯硼钠〔NaB(C6H5)4〕与钾离子生成白色沉淀为四苯硼酸钾〔KB(C6H5)4〕
【实验材料和试剂】
在完全培养液、缺乏N、P、K、Fe的营养液中培养四周的玉米苗。
硝态氮试剂、磷试剂Ⅰ、磷试剂Ⅱ、K试剂、标准溶液1、5、10、20、40ppm。
【实验方法】
1. 植物组织浸提液制备
将植物剪成小块,称取1g,迅速倒入已沸腾的'蒸馏水(约10ml)烧杯中,用毛细玻璃棒经常搅动,小火煮十分钟,煮液倒入10ml容量瓶中,另加少量蒸馏水,继续小火煮植物材料5分钟,浸提液倒入上述容量瓶内,再以少量蒸馏水洗植物材料,使最后容量为10ml。
植物组织在计算含量时要乘以10,因每克鲜组织稀释了10倍。
2. 硝态N测定
在白瓷板的凹内分别滴入1、5、10、20、40ppm的混合标准液1滴,然后将待测液(植物浸提液)分别滴入其他凹内,最后每个凹内各加5滴二苯胺硫酸溶液,用毛细玻璃棒搅匀,3-5分钟,观察标准液与待测液蓝色变化,待测液的蓝色近似于某标准液的蓝色,就是待测液的硝态N含量。
3. 有效P和无机P测定
在白瓷板的凹内,分别滴入1、5、10、20、40ppm混合标准液和待测液各5滴,然后加入钼酸铵硫酸溶液1滴,用毛细玻璃棒搅匀后,加入氧化亚锡甘油溶液1滴,搅匀,比较标准液和待测液的蓝色,求出待测液的有效P的含量(ppm),蓝色愈深,有效磷含量愈高。
4. 速效K测定
在透明凹玻璃的凹内,分别滴入1、5、10、20、40ppm混合标准液和待测液1滴,然后加四苯硼钠溶液1滴,十分钟后在阳光下比较标准液与待测液的白色混浊,找出相应的钾含量。
【实验结果】
(在制备浸提液时每克植物鲜组织稀释了10倍,所以在计算含量时要乘以10)
【实验结果分析】
1. 缺氮条件下培养的玉米苗生长缓慢,但叶绿素含量并未显著降低,但硝态氮含量明显少,说明大部分氮以有机态存在,而同时磷元素的含量非常低,说明氮元素影响磷的吸收,这可能是因为植物生长时,高氮素水平下的根系需要更多的NAD(P)H和ATP参与氮的代谢,从而增强磷的吸收,反之则减少磷的吸收,同时植物根系过低的代谢水平影响了钾离子的吸收。
2. 缺磷条件下培养的玉米苗磷含量相当低。是因为植株缺磷时,根保留其所吸收的大部分磷,地上部分发育所需的磷主要靠茎叶中磷的再利用,营养器官中的无机态磷含量明显下降。又因为缺磷时,作为抗逆机制,光合产物运到根系的比例增加,根部呼吸作用增强,吸收的其它的元素反而多,植株长势也好。
3. 缺钾情况下,磷含量降低,首先多种酶的活性取决于细胞质内钾离子的浓度,稳定的钾离子含量是细胞进行正常代谢的保证,更重要的是,钾的吸收可以使氢离子泵出,导致根外PH值降低并建立质子驱动力,同时使磷酸根载体质子化,促进磷的吸收,但钾元素不足,就影响了磷元素的吸收。
4. 缺铁情况下,磷的含量显著降低,可能是由于一种抗逆机制,因为无机磷的存在会进一步降低铁的有效浓度。
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