缺素对玉米生长的影响

缺素对玉米生长的影响
张泽林
(云南农业大学生物技术系04级农学专业）
摘要以玉米种子为材料，用无土栽培方法对其做缺素处理并设置对照。

结果表明：形态变化：缺K，Ca，Mg，Fe元素，苗地上与地下部分有明显的差异；生理指标：叶绿素含量等生理指标缺素苗均低于对照。

两者都表明缺素对植物生长的影响比较严重。

关键词玉米缺素幼苗叶绿素元素
玉米是我国主要栽培物之一，是改善人民生活，出口外贸的重要物质之一，对发展农业、畜牧业具有十分重要的意义[1] 。

为了深入全面掌握玉米生长发育对各元素的需要和一系列的实验操作，本实验通过对玉米种子的无土栽培，从种子开始，对其采用不同的营养液加以处理，培养出完全、缺K、缺Ca、缺Mg、缺Fe的不同幼苗，通过对其地上与地下部分的形态观察及生理指标的测定，做出实验分析，用以补充和完善对缺乏各种元素症状的认识。

材料与方法
供试的材料为云南农业大学植物生理实验室提供的玉米幼苗，生长发育均正常。

用吸水纸对玉米幼苗适当吸水，吸水后对其称重，然后分别测量幼苗的株高、根长，最后将五株生长发育正常的玉米幼苗分别放入五种不同的营养液中栽培，它们分别是：完全营养液、缺K营养液、缺Ca营养液、缺Mg营养液、缺Fe营养液。

操作完毕后将所有玉米幼苗放到条件适宜并相同的培养室进行培养。

二十一天后，对所有玉米幼苗进行比较并描述生长症状，并测量它们的株高、根长、地上部分重量、地下部分重量。

玉米苗的叶绿素提取：选取第二片叶子碾磨成浆，倒入加有80％丙酮液的25ml容量瓶中，在黑暗条件下静置一个星期后，用80％丙酮液对其定容至25ml后对叶绿素提取液进行分光比色，分别在波长为：663、646和470nm下测量。

结果与分析
缺素症状形态的描述
完全（CK）：叶色鲜绿、无斑、生长点完好、根系茂盛发达；
缺K：叶卷、老叶尖发黄枯死、无斑、生长点完好、根系茂盛；
缺Ca：全部干枯、枯叶上有褐斑并下垂、根短而少、生长点发粘、停止生长；
缺Mｇ：老叶发黄失绿、叶尖端干枯、叶片上均有褐斑、根系不发达、且较细、生长点完好；
缺Fｅ．：新叶呈黄绿色、边缘干枯、无斑、根系不发达、生长点完好。

生理指标分析
从表1和表2可见：
缺K处理
形态特征钾主要集中于生长最活跃的部位，主要生理作用是调节水分代谢，酶的活化剂，增加原生质水合度，提高抗性[2]。

幼苗缺K症状极为明显，植株矮小瘦弱，生长缓慢，地上茎叶与地下根系形成重量差小，但根冠比较大。

老叶从尖端沿着叶缘向叶鞘逐渐变褐而枯焦，并逐渐由叶缘向叶的中心扩展，这与缺N特征相区别，最终整叶枯死。

幼叶为黄绿一黄色，叶边缘及叶尖干枯灼烧状为突出标志[2]。

成株和幼苗缺K均相似，严重缺K生
长停滞，节间缩短，植株矮小，叶片显得瘦小细长，易倒伏。

根系症状尤为明显，根量极少，根细长。

表1缺素玉米幼苗生长测量记录
株根重量根根处理地地冠
高长上下重比
(cm)(cm)(g) (g) (g)
完栽前14 12 0.94
全栽后38.5 25.7 1.46 0.84 0.84 0.67
缺栽前16.215.8 1.08
K栽后21.621.00.890.420.42
0.97
缺栽前15.58.50.74
Ca栽后29.5160.840.480.48
0.54
缺栽前12.68.10.95
Mg栽后54.118.5 1.140.550.55
0.34
缺栽前16.016.5 1.23
Fe栽后39.526.0 1.57 1.28 1.28
0.66
缺Ca处理
形态特征钙是细胞壁胞问层组分；在液泡中Ca“常与草酸形成草酸钙结晶，避免草酸的伤害；钙能降低原生质的水合度，提高植物适应干旱与干热的能力；钙是某些酶的活化剂，对碳水化合物和蛋白质的合成过程则具有促进作用．能促进根系发育[2]。

缺钙的玉米植株的特征地上部分极为明显，表现幼嫩部分发生危害，先从幼叶变黄枯萎，生长点受到抑制或死亡，致使植株矮小丛状展开的叶尖部分产生胶质干后粘在一起。

缺Mg处理
形态特征镁是叶绿素的重要组成物质，也是许多酶的活化剂，参与磷的转化[2]。

玉米幼苗缺镁，不能合成叶绿素，光合受到影响，缺镁时上部幼叶从下部老叶获取，所以缺镁首先从下部老叶表现出来症状，下部叶片平行叶脉间呈现淡黄色条纹，进一步扩展到整个叶片纵向变黄，甚至白色，最后其边缘呈紫红色组织变干枯死亡[2]。

缺Fe处理
形态特征铁是叶绿素合成的必需因子和铁氧还原蛋白的组分，因而参与光合作用。

铁也是构成许多氧化酶和各种细胞色素类物质的必需元素之一，对植物体中的氧化还原过程具有调节作用，在呼吸与光合中起重要作用[2]。

因此，缺铁时新生叶片先出现失绿，脉间失绿，发展至整个叶片淡黄或发白。

植株瘦小，生长缓慢，地上地下部分重量均小。

植株根系特征明显，即根量少，根较长。

表2五种情况下测定的叶绿素含量
完全缺K缺Ca缺Mg缺Fe（mg .g-1）叶绿素a0.6250.3900.5050.3720.131
叶绿素b0.2520.1050.2000.1250.067
叶绿素含量比较
缺K时，叶绿素a、b及叶绿素总含量均为CK的1／2，光合色素减少，造成光合速率低。

缺Ca时，新生叶的叶绿素形成受到影响，叶绿素a、b及叶绿素总含量均为CK5／6。

缺Mg时，叶绿素形成受到影响，叶绿素a、b及叶绿素总含量均为CK的1／2，光合色素减少，造成光合速率低。

缺Fe时，叶绿索形成受到影响，叶绿素a、b及叶绿索总含量均为cK的1／6；光合色素减少，造成光合速率很低。

讨论
K、Ca、Mg、Fe是植物必需的大量元素，环境中这些元素的多寡必然使植物发生相应的生理生化变化并影响其生长发育而产生相应的症状。

缺少K元素，植物叶片缺绿，生长缓慢，节间缩短，植株矮小，叶片显得瘦小细长，易伏倒。

缺少Ca元素，新生叶的叶绿素形成受到影响，植株的特征地上部分极为明显，表现幼嫩部分发生危害，先从幼叶变黄枯萎，生长点受到抑制或死亡，致使植株矮小丛状展开的叶尖部分产生胶质干后粘在一起。

缺少Mg元素，镁是叶绿素的重要组成部分，植物体内约20％的镁元素存在与叶绿素中，这与植物进行光合作用具有密切的联系[4]。

缺少Fe元素，铁是许多重要酶的辅基，通过Fe2+和Fe3+两种价态传递电子[4]，在生物合成过程中起着重要的桥粱作用。

催化叶绿素合成的酶需要Fe2+，近年来发现，铁对叶绿体构造的影响比对叶绿素合成的影响更大[3]。

通过上面一系列的研究，能简要的说明，植物缺某种矿质元素时，会对植株的生长发育有着不同程度的影响。

此外，同时缺乏数种元素会使病症复杂化，其他环境因素（如各种逆境、土壤PH，等等）也都可能引起植物产生和与营养缺乏类似的症状[3]。

由于时间、实验条件有限，我们还有待于进一步去研究，包括更多的大量元素、微量元素，甚至有益元素和稀土元素对植物生长的影响。

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]杨丽娟等，玉米缺素病状的研究。

玉米科学，2000，8（2）：75～79
[3]李合生等，现代植物生理学。

高等教育出版社，2002，188～193
[4]叶尚红，陈疏影等，植物生理生化实验教程。

云南科技出版社，2004，169。