植物生理实验报告

王涛 赵为朋

河北农业大学，农学院，植物科学与技术0901班

摘要：已有的实验结果表明，氮、磷、钾肥不同用量配比对于米的产量、效益有较大影响[1]。为研究缺氮对玉米生长发育的影响，以沈玉26 CK玉米为材料，在苗期进行缺氮处理。通过对玉米幼苗生长速度、根冠比、叶片叶绿素含量、地上部和根鲜重等指标进行研究，结果表明:株高在处理后第7天出现明显差异，处理组株高低于对照组2.8cm，仅为对照组的83.33%；对照与处理组间根冠比出现显著差异；对照与处理组间叶绿素含量出现显著差异；地上部和根鲜重出现显著差异。故上述指标可以作为玉米幼苗缺氮对其生长的影响的指标。

关键词：玉米；氮素；生长状况；根冠比；叶绿素含量；地上部和根鲜重比例

随着我国人民生活水平的提高和畜牧业的迅速发展, 玉米在饲料中的地位愈来愈重要。我国在大部分玉米供作饲料后, 玉米的生物学产量及其饲用营养品质倍受重视。关于氮素对玉米子粒产量影响

的报道较多[ 2-3 ]。氮素既是植物最重要的结构物质,又是生理代谢中最活跃、无处不在的重要物质——酶的主要成分[ 4]另外作为实验材料玉米幼苗易取得，试验速度快，容易观察。本文以沈玉26CK为实验材料，旨在研究缺氮对玉米幼苗的生长带来的影响和其表现症状。杨丽娟〔5〕、黄鑫〔6〕等分别对玉米进行了缺素症状研究何萍研究了氮肥对春玉米叶片衰老的影响[7 ] ;关义新等研究了光氮互作对玉米幼苗叶片光合碳、氮代谢的影响[8 ] 。结果显示：缺N、P、K、Ca、Mg、Fe 等几种元素．玉米苗地上与地下部分均与对照有显著差异。

1 材料与方法

1.1 材料

    供试玉米品种为沈玉26CK，沈玉26CK玉米的种子及其经过培养的幼苗，本实验采用数据取自3号和6号所培养的沈玉26CK玉米幼苗。

  其他：蛭石，塑料盆、盘，标签纸，完全营养液，缺氮营养液，95%的乙醇，洗瓶，研钵（一套），25ml棕色容量瓶（两个），玻璃棒，漏斗（两个），50ml小烧杯（两个），漏斗架，剪刀，直尺，滤纸，托盘，胶头滴管，1ml玻璃比色杯，电子天平，721E型可见分光光度计

1.2 方法

1.2.1 播种

    每组选取6个花盆，装满蛭石后，每3盆放入一个塑料盘内，从沈玉26CK品种的玉米籽粒中选取试验用种子，在每个塑料盆里种6粒，用自来水浸润，保持湿润，放于向阳的阳台上发芽。

 1.2.2 选苗，移栽

    培养一周后，进行选苗移栽，每组选取6个花盆，装满蛭石后，每3盆放入一个塑料盘内，每组选取生长一致的玉米幼苗，掐去部分根，栽于盆中（1株/盆）在两个塑料盘内分别加入完全营养液和缺氮营养液浸润，贴好标签（营养液类型，姓名，日期，玉米品种）

1.2.3 配营养液及浇灌

1.2.3.1 配制营养液

在试验室利用药品和仪器统一配置营养液，配置完成以后将营养液分别装入洗净空干的塑料瓶中，避光保存。配置方法如下表：

表一 营业配制方法

1.2.3.2 浇灌

将营养液倒入塑料盘内，通过蛭石的吸水作用，可以将营养液吸入塑料盆内并充满蛭石供玉米幼苗的生长所需，在玉米幼苗的生长过程中应适时适量的浇灌以保证蛭石湿润，使玉米幼苗可以正常吸收到营养液。

1.2.4 观察及测量结果

1.2.4.1 株高

    每隔一天用直尺测量一次叶基高度，即从茎部底端到最长叶的长度。每隔一天测量直径，记录玉米幼苗的叶数。

1.2.4.2 缺氮症观察

    实验开始后每隔一天观察一次，记录缺氮时所表现的症状及最先出现症状的部位。

1.2.4.3 根冠比测定

    将玉米幼苗从盆中取出，每两人一组，取一棵对照，一棵缺氮两棵玉米幼苗，将蛭石洗去，用滤纸吸干玉米幼苗上的水，测量根的长度。然后用剪刀从根茎分界的部位剪开，除去枯死的叶片，将地上部和根分别放在电子天平上称量其鲜重，然后计算玉米幼苗的根冠比。公式如下：

     根冠比=根鲜重/地上部鲜重

1.2.4.4 叶绿素测定［7］

 1.取对照和缺氮的玉米幼苗差别明显的新鲜叶片各0.2g

 2.将叶片分别放入研钵中，用剪刀剪碎，加入适量的95%的乙醇，研磨至匀浆。

 3.将剪好的滤纸套入漏斗中，漏斗下接25ml棕色容量瓶，用乙醇将研钵冲洗2-3次，全部冲入漏斗里，然后再将滤纸冲洗干净，最后用胶头滴管定容至25ml，摇匀。

 4.把叶绿素提取液倒入宽1cm的比色杯内，用分光光度计分别在波长9、665nm下测量其吸光值，以95%乙醇为空白对照。

 5.按公式分别计算叶绿素a、b的浓度，相加即得总浓度。公式如下：

   D9=24.58Ca+46.84Cb        D665=83.81Ca+23.10Cb     C总=Ca+Cb

Ca——叶绿素a的浓度      Cb——叶绿素b的浓度

 6.求得叶绿素浓度后再按下式计算叶片的叶绿素含量：

   叶绿素含量（鲜重%）=(C总×1000×25×10-3)/（W×1000）×100%

1结果与分析

2.1 缺氮对玉米幼苗症状表现

    实验开始第二天处理组幼苗第一片叶子叶尖和基部开始变黄，而对照组叶子无变黄现象，第6天时变黄明显，处理组的第一片叶子完全变黄，对照组仍为绿色，并且处理组幼苗第二片叶子叶尖开始变黄，叶片整体绿色较对照组浅，随着实验进行处理组与对照组叶片差异逐渐明显扩大。处理组整个植株的生长发育状况不如对照组。

2.2 缺氮对株高，生长速度的影响

    处理后第3天出现差异，对照组株高大于处理组，处理第7天时差异较为明显，处理组株高低于对照组2.8cm，仅为对照组的83.33%，第9天开始对照组和处理组株高差异更为显著，并且株高差异扩大趋势明显。

 缺氮后玉米生长缓慢，株高增长比不缺氮的玉米幼苗慢。

2.3 缺氮对根冠比的影响

对处理组植株与正常组植株根冠比等指标进行测量结果如下：

表二 玉米植株根冠比与各部分长度

缺氮后玉米幼苗的根冠鲜重均比不缺氮的玉米幼苗小，根冠比较不缺氮的玉米幼苗大。

2.4 缺氮对叶绿素的影响

    在实验室进行叶绿素的提取与测定其含量，结果如下：

表三 各样本吸光度值

表四 处理组与正常组叶绿素测定

3. 讨论

   植物除了从土壤中吸收水分外，还要吸收矿质元素以维持正常生命活动。缺乏某种必须元素时会引起生理和形态上的变化。氮素是作物体内叶绿素、蛋白质、核酸和一些激素的重要组成部分[8 ] ,几乎影响了光合作用的各个环节,包括叶片叶绿素含量、光合速率、暗反应主要酶活性以及光呼吸等,直接或间接影响着光合作用[9]本实验所观测的缺氮后的症状，株高均在3天后才表现出差异，基部第一片叶在第6天后出现明显差异，处理组的根长比对照组的稍长，直径小，根冠比较对照组的要大。在植株缺乏氮素后根系为寻找氮素，主动向下伸长，故处理组根系相对较长。缺氮也会影响叶绿素的合成[10]，使植株叶片变黄，发育不良。通过对玉米幼苗的缺氮培养实验可以知道，氮素对玉米生长有着很重要的影响，在农业生产中氮肥的使用一定要跟上玉米的生长需求，否则在玉米生长期中出现缺氮的症状是轻则影响植株的正常生长，重则会减产绝收。

参考文献

[1] 范贵国 , 张莉 , 李天书, 王天书.氮、磷、钾肥料施用量对玉米产量和效益的影响[M]. 贵州农业科学 2007, 35( 4) : 79-80

[2] 李金洪, 李伯航. 矿质营养对玉米营养品质的影响[ J] .玉米科学, 1995, 3( 3) : 54-58. 

[3] 武际,郭熙盛,王允青等. 不同土壤养分状况下氮钾配施对弱筋小麦产量和品质的影响. 麦类作物学报,2007 ,27(5) :841 - 846.

[4] 赵平, 孙谷寿, 彭少林. 植物氮素营养的生理生态学研

究[ J] . 生态科学, 2008, 17( 2) : 36-42. 

[5] 杨丽娟,李贵琴,桂明珠,等. 玉米缺素症状的研究[J]. 玉米科学,2007,8(2):75-79.

[6] 黄鑫,王磊,李成,等. 玉米幼苗缺素症状研究[J]. 东北农业大学报,2009,35(3):272-275.

[7 ] 何萍,金继运,林葆. 氮肥用量对春玉米叶片衰老的影响及其机理研究[J ] . 中国农业科学,2008 ,31 (3) :66 -71

[8 ] 关义新,林葆,凌碧莹. 光、氮及其互作对玉米幼苗叶片光合碳、氮代谢的影响[J ] . 作物学报,2008 ,26 (6) :806 -812

[9 ] 曹翠玲,李生秀. 氮素对作物生理特性及生长的影响[J ] . 华中农业大学学报,2007 ,23 (5) : 581 -586

[10 ] 段巍巍,李慧玲,肖凯,李雁鸣. 氮肥对玉米穗位叶光合作用及其生理生化特性的影响.华北农学报,2007 ,22 ( 1 ) : 26-29

图为培养后的玉米幼苗（左缺氮，右完全）