矿质营养的研究方法和测量指标

矿质营养的研究方法和测量指标

一、矿质营养的研究方法及测量指标

主要有灰分分析、溶液培养法和沙基培养等方法。

1、灰分分析。

采用理化手段对植物材料中干物质燃烧后的灰分进行分析。

灰分构成：各种矿质的氧化物及硫酸盐、磷酸盐、氯化物等各种盐分。

灰分元素：构成灰分的各种元素（C、H、O除外）。

2、溶液培养法

原理：只要满足植物正常生长发育的要求(光、温、水、气、必需元素)，植物可以在水中或砂中生长。把必需矿质元素配制成培养液培养植物称溶液培养，而把培养液加于洁净的石英砂中培养植物则称砂基培养。由于培养液中元素的种类和数量可以人为控制，因此当要了解某种元素是否为植物必需时，只要有意识地配制缺乏该种元素的培养液，根据植物在该培养液中所表现出来的症状，便可了解该元素的作用以及对植物生长发育的必要性。

溶液培养法（水培法）：在含有矿质元素的营养液中培养植物的方法。

溶液培养法的意义：营养液中添加或除去某种或某些元素，通过观察分析植物生长发育情况，可准确判断植物所必需的矿质元素的种类和数量。

营养液配方：Hoagland和Arnon溶液；

溶液培养法的类型：纯溶液培养、砂基培养法、气栽法、营养液膜法等。无土栽培法。

例如：《缺锌对番茄与甜椒生长发育及矿物质代谢的影响》

研究缺Zn溶液培养对番茄(Lycopersicon esculentum miller)和甜椒(Capsicum frutescens L. Var. grossum Bailey)生长发育及P、K、Ca、Zn在植物体内各部位含量的影响时，用的就是溶液培养的方法。结果表明,2种蔬菜叶部缺Zn症状与叶含Zn量关系不大,而与叶含P、Ca量密切相关,叶部缺Zn症状主要是由于叶内P过度积累产生的毒害作用和叶含Ca量大幅度降低产生的有害影响及K含量降低造成离子平衡失调。

3、砂基培养

原理：同溶液培养法

根据作物无机营养的特点，用作物的必需的矿质元素的培养溶液培养

物，可使植物长到与土壤中一样好，利用此法，所用元素的量可以完全人为控制。因此，要了解某种元素缺乏所引起生理病症，可以从培养液中减去该元素，以便在以后的生育过程中进行观察。通常进行这类实验可用营养液进行“溶液培养”，但根部通气的问题不易解决，“砂基培养”可以较好地解决通气。

例如：《对植物的砂基培养和叶绿素定量测定的改进》

本试验对红菜薹中Ca、Mg、Fe、Zn元素的含量进行测定与分析,并通过红菜薹矿质元素的配合力研究及其与甘蓝型油菜种间杂交后代矿质元素的遗传分析,初步探索矿质元素的遗传规律和杂种优势情况,以期能对红菜薹的品质育种和进一步开发利用提供有价值的理论依据和资源材料。

在NaCl、MgCl2和CaCl2砂基培养液中小麦幼苗游离脯氨酸的积累

实验选取云南不同区域的水稻土、水稻籽粒55个样品,测定糙米、精米及其对应种植土壤中18种矿质元素的含量,比较了糙米和精米中18种矿质元素的含量差异,并对矿质元素在土壤―水稻系统中的迁移规律进行了分析.结果表明,18种矿质元素含量在水稻品种(系)间差异极大.糙米中各矿质元素的平均含量高低排序

为P、K、Mg、S、Ca、Zn、Mn、Al、Na、Fe、Cu、B、Mo、Sn、Ni、Cr、Ba、Sr,精米中各矿质元素的平均含量变化趋势与糙米相似.除Na外,糙米中K、P、Ca、Mg、Cu、Zn等17种元素含量极显著高于精米.

二、矿质元素分类及生理意义

矿质元素分为大量元素和微量元素，其中大量元素有：N，S，P，K，Ca，Mg；微量元素有Fe，Mn，Cu，Zn，B，Cl，Mo,Ni 等等。N元素以NH4+和NO3-的形式被吸收，用于生产蛋白质和叶绿素等，在干物质中含量约为1-2%。缺乏氮素时老叶首先变黄。P以磷酸根形式吸收，用于生成磷脂、磷酸化合物等。在干物质中约占0.2%。缺乏P时，植株老叶首先变黄。K以K+形式吸收，在植物体内，K+用于控制气孔开放，一些激酶的活化剂等。占干物质的1%。缺乏时老叶出现死斑。S以硫酸根离子形式吸收，主要用于某些蛋白质中的二硫键的形成和-SH、辅酶A的合成。占干物质的0.1%。缺乏时幼叶出现浅绿色。Mg以Mg2+形式吸收，是叶绿素必不可少的成分，众多激酶的活化剂。占干物质的0.2%。缺乏时植物叶片缺绿。Ca以Ca2+形式吸收，游离存在于植物体内，多数以草酸钙形式积存。占干物质的0.5%，缺乏时顶芽死亡。Fe以Fe2+、Fe3+形式吸收，用于合成细胞色素、过氧化氢酶，在干物质中占0.01%。缺乏时幼叶缺绿。

Cu以铜离子形式吸收，是质体蓝素（质体菁）、抗坏血酸氧化酶的重要元素。占0.0006%，缺乏时幼茎不能直立。Zn以锌离子形式吸收，能形成某些酶，占干重0.002%，缺乏时老叶出现问题，患小叶病。Mn以锰离子吸收，是DNA\RNA 合成酶的活化剂。占干重0.005%，缺乏时造成幼叶死斑、缺绿。

参考文献

1、作者徐爱东单位：济宁师专生物学系山东济宁【期刊】生物学

通报时间：2004-08-20

2、作者：吕芝香; 许斌; 毕晨光单位：南京市林化研究所; 中国农业

科学院资源植物研究所【期刊】南京大学学报(自然科学版) 时间：

1986-01-21

3、作者：王景安; 张福锁; 李春俭作者单位：中国农业大学植物营养

系; 中国农业大学植物营养系北京【期刊】生态农业研究

时间1999-11-15

4、植物溶液培养及其在药用植物研究中的应用展望作者：曾燕; 郭

兰萍; 黄璐琦; 孙宇章单位：中国中医科学院中药研究所; 中国中

医科学院中药研究所北京【期刊】中国中药杂志时间：2007-03-01