氮、磷、钾、铁元素对植物生长的影响gaigaigaigiagai

题目氮、磷、钾、铁元素对植物生长的影响
钾元素对沙培生菜营养效应的影响
摘要: 钾元素对生菜的生理代谢发育有重要作用，本实验通过沙培生菜幼苗，了解钾元素在植物生长中的作用及对植物生长的影响。

叶绿素含量、电导率、植株的根茎叶观察、鲜重的测量几项生物指标
关键词生菜沙培产量；品质
目录
1 前言 (1)
1.1无土栽培技术
1.2 番茄缺素实验的应用
1.3 立题根据与目的意义
2 材料与方法
2.1 实验研究材料
2.2缺素培养的方法和生物指标的测定
2.2.1 钾元素植物表现出的症状
2.2.2 叶绿素含量测定
2.2.3 细胞膜稳定性测定
2.2.4 钾不同浓度对生菜生长及品质影响
3 结果与分析
3.1 全素、缺素培养的结果
3.2叶绿素含量的测定结果
3.3细胞膜稳定性的测定结果
3.4株高、叶片数、植物的鲜重测量
3.5生菜Vc和可溶性糖含量
4 讨论
图版
参考文献
致谢
.1 前言
为了提高生菜的质量和品质，以及研究生菜的生长对钾元素依赖性，本文利用不同浓度的钾元素培养生菜，分析生菜在不同浓度下的营养效应。

.1.1沙培技术
沙培是一种利用河沙作为生长基质，以滴灌的形式供应营养液供作物生长所需的无土栽培技术。

沙培的沙粒以粒径0.5－3.0毫米范围的为好。

沙培的设施结构包括种植槽和滴灌系统两大部分。

种植槽有固定式种植槽和温室全地面沙培。

沙培可人工创造良好的根际环境以取代土壤环境，有效防止土壤连作病害及土壤盐分积累造成的生理障碍，充分满足作物对矿质营养、水分、气体等环境条件的需要，栽培用的基本材料又可以循环利用，因此具有省水、省肥、省工、高产优质等特点。

2材料与方法
2.1实验研究材料
生菜、细沙、
KH2PO4、KCl、
.2.2培养的方法和生物指标的测定
培养的方法
１．将生菜种子在蒸馏水吸胀后，播于干净的沙中，当幼苗长到约４至５cm高时，选择生长势相同的植株进行培养。

２．配制溶液
（１）按下表数值配制培养液的原液（表１
（2）按下表分别配制不同的培养液，并将培养液分别放到培养缸内，然后调
pH5.5～6之间。

标记（完全培养、
缺N 培养、缺P 培养、缺K 培养、缺Fe 培养、水培养）。

3．把幼苗栽在培养缸上用棉花固定，根部一定要与溶液接触。

4．在阳光充足的地方下培养该苗。

5．每天要补足缸内的水分，即加蒸馏水至原来的高度，每周更换一次培养液。

6．实验过程中经常注意观察植株生长状况（如根、茎、叶的长势、颜色等，可拍图片），并做好记录和测定，每1-2周1次，培养5周以上。

（1）形态特征（拍图片）。

（2）测量株高、叶片数、植物的鲜重。

（3）测定叶片的叶绿素含量。

（4）测定叶片细胞膜稳定性
2.2.1 缺少钾元素生菜表现出的症状
生菜缺钾时，植株茎秆柔弱易倒伏，抗旱性和抗寒性均差，叶色变黄，逐渐坏死。

由于钾能移到幼叶上，却绿开始在较老的叶子，后来发展到植株基部，也有叶缘枯焦，叶子弯卷或皱缩起来。

2.2.2叶绿素含量的测定
1．称取0.1克新鲜叶片，剪碎，放在研钵中，加入乙醇10ml 共研磨成匀浆，再加5ml 乙醇，过滤，最后将滤液用乙醇定容到25ml 。

2．取一光径为1cm 的比色杯，注入上述的叶绿素乙醇溶液，另加乙醇注入另一同样规格的比色杯中，作为对照，在721分光光度计下分别以665nm 和649nm 波长测出该色素液的光密度。

计算结果： 叶绿素的含量（mg/g ）=
试剂名称 在１升水中的克数
KCl 12.00 叶绿素的浓度（mg/L ）×提取液体积（ml ）×稀释倍数 103×样品鲜重（或干重）（g ）
2.2.3细胞膜稳定性的测定结果
1．取生菜种子，用水吸胀，萌发后移到湿沙中，当根长至2—3cm 时，即可用作实验。

2．将幼苗移栽到带土小塑料钵中，进行不浇水的干旱胁迫，测定叶片电导率。

3. 方法：将生菜叶片称鲜重（0.5～1 g ）并剪成1～2 cm 的小段，放入试管，加入蒸馏水至总体积为20 ml ，振荡20 min ，用DDS-307型电导仪测定电导率；测定后的材料再放入100℃恒温水浴中处理25 min ，自然冷却至室温，再测定水浴后的电导率，并计算细胞膜稳定性。

细胞膜稳定性＝（煮前电导率/煮后电导率）×100％
4．记录结果。

2.2.4钾浓度不同对生产生长及品质的影响
2.2.4.1浓度不同的钾对于生菜的的影响
3 结果与分析
3.1 全素、缺素培养的结果
植株茎秆柔弱易倒伏叶色变黄，逐渐坏死。

由于钾能移到幼叶上，却绿开始在较老的叶子，后来发展到植株基部，也有叶缘枯焦，叶子弯卷或皱缩起来，症状表现为缺钾。

3.2叶绿素含量的测定结果（改）
结果得到植株所表现的的症状明显可以作为却素标准，可以作为判断某一未知植株是否缺少其中的某一种元素的标准。

叶绿素a 和b 含量的测定结果如下：
叶绿素含量
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
缺氮缺磷缺钾缺铁吸光值665nm 649nm
图示 不同培养液中叶绿素含量
叶绿素a 和b 的最大吸收波长不同分别为649nm 、665nm 。

从图中可以看出，营养液中缺少任何一种营养元素对植株叶绿素含量都有不同程度的降低，其中缺氮、缺铁下降显著，这可能与氮是叶绿素的组成成分以及铁能促进叶绿素的生物合成有关。

缺铁的叶绿素含量最低可能由于叶片发白，影响光合作用，从而减少叶绿素含量。

3.3细胞膜稳定性的测定结果 缺素对植株叶片细胞膜稳定性的影响
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
完全—N —P —K
—Fe 水营养液类型稳定性
图示 不同处理条件下植株细胞膜稳定性
不同处理条件下，细胞膜均会损伤，从而引起电解质渗漏。

因此可以通过测量植株电导率并计算出细胞膜稳定性，通过比较可得知细胞膜受损伤程度。

从图中可以看出，除对照组外，缺磷时细胞膜稳定性最高即细胞受损伤程度最大。

3.4株高、叶片数、植物的鲜重测量
完全 —N —P —K —Fe 水 株高 15cm 8.5cm 3.5cm 12cm 13cm 5cm
鲜重 1.005g 0.664g0.307g 0.469g 0.7.g 0.136g
叶片数20 14 14 14 20 11
4 讨论
钾不参与植物体内重要有机物的组成。

钾是光合作用、呼吸作用中许多重要酶的活化剂，钾也是淀粉和蛋白质合成所需要的酶的活化剂。

钾在不同的水平上影响着光合作用。

对细胞渗透势的调节起着关键的作用。

钾和氮、磷一样，在植物体内的移动性很强。

在所有新生组织和新生的部分，都含有很多钾。

缺钾时，植株变弱易倒伏，叶色变黄，叶子卷曲，逐渐坏死。

植物的矿质元素在植物体内起着不同的作用，概括来说起着4个方面的生理作用：①细胞结构物质的组成成分；②植物生命活动的调节者，参与酶的活动；③起着电化学作用，即离子浓度的平衡、氧化还原、电子传递和电荷中和；④作为细胞信号转导的第二信使。

各种必需的矿质元素都在植物体内起着一定的生理作用，一旦缺失植物会表现出相应的症状，我们可以根据植物缺素所表现出的症状来判断是缺少那一种元素从而做出相应的措施，以减低农业损失。

附图
参考文献
[1]黄鑫等，玉米幼苗缺素症状研究。

东北农业大学学报，2004，35(3):272 275
[2]张志良，瞿伟晶，李小方.植物生理学实验指导.高等教育出版社，2008，58 61
[3]郝改凤等.玉米缺素症状及防治方法.河南农业2005（5）：27
补充：：：研究了四种不同钾浓度（1、4、6、8mmol\L）处理对生菜生长和品质的影响。

结果表明，生菜地上部和根部的鲜重、干重和叶面积随着钾处理浓度的增加而增加，并在4．0mmol\L处理下达最大值，继续增加钾水平则显著下降。

随着定植后天数的增加，4．0mmol\L钾处理下的地上干物质累积显著高于其它处理。

6．0 mmol\L处理下的硝酸还原酶活性最高。

生菜的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率在1～6mmol\L钾素水平处理范围内随供钾水平的增加而增加，而超过6mmol\L却随着供钾水平的增加而降低。

1～4mmol\L钾素水平处理范围内，胞问CO2浓度随钾浓度的增加而迅速降低，而当供钾水平超过4mmol\L，随着钾浓度的增加，胞间CO2浓度无显著变化。

随着钾处理浓度的增加，最大光化学效率、PSⅡ的激发能捕获效率、光系统Ⅱ（PSⅡ）的电子传递效率和电子传递速率逐渐升高，并在6 mmol\L钾素处理下有最大值，继续增加钾素浓度则有降低的趋势；而光化学猝灭系数和非光化学猝灭系数随着钾处理浓度的增加而降低，在6mmol\L下有最小值，继续增加钾素供应则显著升高。

随着钾处理浓度的增加，硝酸盐含量显著降低；4．0 mmol\L处理下有最大的可溶性糖含量，以及高的可溶性蛋白和维生素C含量。

4．0 mmol\L钾素供养增加了生菜地上部和根部的全氮、全磷、全钾含量。

生菜叶片中的全钙含量在4．0mmol\L处理下最大，而叶片中的全镁含量在1．0 mmol\L处理下最大。

4．0mmol\L钾素处理是4个钾处理中最适合生菜水培的钾浓度。

4．采用通用旋转组合设计，利用水培法研究了氮磷钾施用量对生菜（品种为“绿领”）产量和品质的影响，获得了相应的数学模型。

补充：钾的浓度分别为3.07 mmo1/L，0.582 mmol/L 和2.666 mmol/L 时生菜可以达到高产
优质生产目标。

试验共设23 个
处理，其中零水平处理设9 个处理，3 次重复。

以日本山崎生菜配方为基本营养液配方，微量元素配方均采用
Aron 配方每个栽培盆种
植8 棵，3 次重复，利用充气泵供应营养液中氧气，每隔
7 天更换营养液一次。

1.4 测定方法
生理指标：净光合速率，定植35 d 后，每
处理抽取12 株，用TPS-2 便携式光合作用
测定仪，每株固定重复测定同一中位叶，每天
9：00~11：00 测定1 次，连续测定3 d，取平均
值；VC 含量用2，6-二氯靛酚滴定法测定。

形态指标：生菜收获时每个处理随机抽取12
株测定叶片数、株高、株幅、地上部鲜质量。

2.1 不同处理对生菜光合速率的影响
从表3 可以看出，与CK2 相比，A，B，C，D 四个
处理和CK1 均能有效提高生菜叶片的光合作用能
力，EDTA 铁，DTPA 铁和柠檬酸铁与硫酸亚铁相
比，更容易被生菜吸收利用，其中，处理B（DTPA
铁）的光合速率最高，比CK1 高出12.74%，比CK2
高出42.07%。

这就说明，在本试验条件下，仅靠自
来水中的铁元素不能满足生菜光合作用的需要，供
试外援铁EDTA 铁，DTPA 铁和柠檬酸铁较容易被
水培生菜吸收利用，能够促进植物的光合作用。

2.2 不同处理对生菜生物量的影响
从表3 可以看出，与CK2 相比，A、B、C、D 四个
处理和CK1 均能有效促进生菜株高和产量的增加，
对叶片数和株幅的影响差别不大。

处理B（DTPA
铁）表现最佳，处理B 与CK1 相比，株高增加了19.58%，单株产量增加了3%，处理B 与CK2 相比，株高增加了52.03%，单株产量增加了62.33%；处理
C（硫酸亚铁）与处理A，B，D 和CK1 相比，叶色发黄，长势较弱，仅优于空白处理。

这就说明仅靠自来
水中的铁元素不能满足生菜生长的需要，供试外援
铁EDTA 铁，DTPA 铁和柠檬酸铁较容易被水培生
菜吸收利用，促进生菜的生长发育。

2.3 不同处理对生菜品质的影响
VC 是一种水溶性维生素，蔬菜是VC 的重要
来源，VC 是评价蔬菜营养品质的重要指标之一。

从
表3 可以看出，与CK2 相比，各种铁肥均能提高生
菜的VC 含量，处理B 表现最好，处理B 的VC 含
量较CK2 高出26.74%，比CK1 高出3.5%；处理C （硫酸亚铁）与处理A，B，D 和CK1 相比较，处理C 的VC 含量最低。

说明仅靠自来水中的铁元素不能
提高生菜的品质，在供试外援铁肥中EDTA 铁，
DTPA 铁和柠檬酸铁较容易被水培生菜吸收利用，
显著提高了生菜叶片中的VC 含量。

3 结论与讨论
铁作为多种酶的重要组成成分，参与氧化还原
反应，影响植物光合作用的强弱和物质能量的转换，从而影响到植物生长过程的新陈代谢，最终的外在表现为对植物生物量和品质的影响。

①在本试验条件下，水培营养液中，EDTA 铁，DTPA 铁和柠檬酸铁这3 种形态的铁肥较易为生菜根系吸收利用，促进了生菜的生长，提高了生菜的品质，其中，DTPA 铁表现最好，但价格较昂贵。

②在本试验条件下，柠檬酸铁成效虽然不是最
好的，但价格便宜。

而且，柠檬酸铁的最佳施用条件和与各元素的最佳配比有待于进一步研究，具有较好的预期推广价值。

③在本试验条件下，硫酸亚铁不利于生菜吸收
利用，有效性较差，这与营养液的pH 值变化有关。

④水培生菜营养液，仅依靠自来水供应微量元
素铁不能满足生菜正常的生长发育进程。

⑤蔬菜对铁肥的效应是个综合生理反应，尤其
在水培营养液中，元素的形态和各元素间的浓度配比都会影响到各自的有效性，对于铁素来讲，除了形态。

与各元素间的最佳浓度配比也会影响其有效性，这有待于进一步研究，以期生菜在提高产量，改善品质的同时，降低营养液的成本。

⑥铁肥作用的强弱，与其施用方法有一定的关
系，本试验研究了在水培条件下各种铁肥对生菜生长的影响，喷施水培生菜叶面肥是否更加有效，有待于进一步研究
硫酸钾和氯化钾。