实验三 植物营养液培养技术与植物缺素观察
实验目的
掌握营养液培养植物技术的全部过程和关键技术,认识和理解植物缺素症状和恢复过程的表现。
原 理
用植物必需的矿质元素配成培养液培养植物,可使植物长得与土壤中一样好。应用营养液培养方法,所用元素的种类和用量可完全人为地加以控制,要了解某元素缺乏所引起的生理病症,可从培养液中减去该元素,以便在以后的生长过程中进行观察。
为了管理方便也常将溶液加入干净的石英砂培养植物,则称为砂基培养。
仪器设备
1 烧杯: 250和500ml各1个。
2 刻度移液管:5ml 10支,1mI 1支。
3 量筒:l000 ml l个.
4 黑色腊光纸适量。
5 培养缸(可用1000ml广口瓶或瓷质、玻璃质培养缸):体积为1L的陶瓷培养罐60个,并配有带6个孔的盖——使用前用2% HCl浸泡0.5-1小时,用自来水冲洗干净、用去离子水清洗。如果做铜、锰、钼、硼等微量元素,需要用重蒸水。
6 l5×15 cm 塑料纱用〈或纱布〉:l块。
7 精密pH试纸或pH计:pH 5-6或广泛pH指示剂。
8 搪瓷盘:l个。
9 石英砂适量。
l0 500ml试剂瓶:l个。
ll 通气泵、通气管、针头、海绵、电子天平、纸袋等
试剂
l. KNO3 2. MgSO4 3. KH2PO4 4. K2SO4 5.Na2 SO4
6.NaH2 PO4 7.NaNO3 8.Ca(NO3)2 9.CaCl2 10. FeSO4 11.H2BO3 12. MnCl2 13.CuSO4 14. ZnS O4 15. NH4MoO4
16.盐 酸 17. EDTA-N a2(乙二胺四乙酸二钠)
五、方法步骤
1. 种子处理与幼苗培养
小麦、玉米、棉花、豌豆种子在发芽前先用10%的H2O2消毒10分钟,清水冲洗至无泡沫,蒸馏水浸泡4小时,待其吸胀后于滤纸上,并用黑塑料布遮盖,保持水分,在25oC下催芽。种子露白后用石英砂培养,保持一定的水分,待种子萌发至两片子叶(双)或三叶一心(单)时小心用水洗净根系,移栽至营养液中,刚移栽的幼苗其营养液的浓度应该稀释至完全浓度的1/4或1/2。移植时注意勿损根系。
2.配制大量元素及Fe的贮备液
用去离子水按表l分别配制大量营养元素储备液,配Hoagland完全营养液时需稀释200倍。
微量元素贮备液按以下配方配制:称取H3BO4 2.86g, MnCl2·4H2O 1.81g,CuSO4·5H2O 0.08g,ZnSO4·5H2 O 0.22g , H2MoO4 0.09g溶于蒸馏水中。配制完全营养液时需稀释1000倍。
EDTA-Fe的配制:溶解FeSO4·7H2O 5.57g于200ml去离子水中;然后在加热条件下加入7.45g EDTA-Na2,不断搅拌,使其完全溶解,冷却后定容到1L,此溶液Fe的浓度为0.02 mol/L,配制Hoagland营养液时稀释200倍。
缺素处理的营养液配制:配合以上贮备液后,再按表2配成完全培养液和缺乏某种元素的培养液。
分别吸取各种储备液,与去离子水充分混匀,用精密pH试纸或pH计调节pH至6.5。注意:每种成分充分混匀以后再加另一种成分。
表l 大量元素配制表
试剂
储备液液度(g/L)
试剂
储备液液度(g/L)
Ca(NO3)2·4H20
236
CaCl2
111
KNO3
102
NaH2PO4
24
MgSO4·7H2O
98
NaNO3
170
KH2PO4
27
Na2SO4
21
K2SO4
88
EDTA-Na2
EDTA-Fe
FeSO4·7H2O
7.45
5.57
表2 缺素培养液的配制
贮备液
每100ml培养液中贮备液的用量(ml)
完全
缺N
缺P
缺K
缺Ca
缺Mg
缺Fe
缺Zn
Ca(NO3)2
KNO3
MgSO4
KH2PO4
K2SO4
Ca Cl2
NaH2PO4
NaNO3
Na2SO4
EDTA-Fe
微量元素
0.5
0.5
0.5
0.5
-
-
-
-
-
0.5
0.1
-
-
0.5
0.5
0.5
0.5
-
-
-
0.5
0.1
0.5
0.5
0.5
-
0.5
-
-
-
-
0.5
0.1
0.5
-
0.5
-
-
-
0.5
0.5
-
0.5
0.1
-
0.5
0.5
0.5
-
-
-
-
-
0.5
0.1
0.5
0.5
-
0.5
-
-
-
-
0.5
0.5
0.1
0.5
0.5
0.5
0.5
-
-
-
-
-
-
0.1
0.5
0.5
0.5
0.5
-
-
-
-
-
0.5
-
3.将以上配制的培养液各800ml分别加入1000 ml培养罐中,贴上标签,植株幼茎通过盖子上的小孔,用海绵固定,使整个根系浸入培养液中,接上通气管,昼夜连续通气。装好后将培养罐放在阳光充足、温度适宜的地方。为使根系生长良好,最好应在盖与溶液之间保留一定空隙,以利通气。
4.实验开始后,每天测量培养液的pH值1-2次,注意观察记录营养液pH值的变化动态。如pH值高于6,应以稀盐液调整到5~6之间。
移栽时配制的营养液浓度为各处理完全浓度的1/4。隔3天更换一次培养液,然后2分次将营养液的浓度逐渐提高到各处理完全浓度的1/2和完全浓度。
5. 待各缺素培养液中的幼苗表现出明显的症状后,将缺素培养液全部更换为完全培养液。注意记录缺乏必需元素时所表现的症状及最先出现症状的部位,观察更换为症状逐渐消失的情况,记录结果、及时拍照。
六、实验报告
介绍实验目的、步骤、结果和分析、得出实验结论(要求图文并用!)
七、注意事项
双子叶植物和单子叶植物对硼的需求量不一样,通常双子叶植物需硼多。因此,在做科研、生长工作时,应当采用不同的浓度。双子叶植物H3BO3为1×10-5 mol/L,单子叶植物为1×10-6。
营养液的配制和保存,有两个原则:一是保证原液无沉淀,二是保证所使用的溶液不会发生化学变化。微量元素和大量元素分开配制,硫酸盐和钙盐的配制,最好分别在首尾加入。配制好的浓缩营养液,要避光保存,必须及时贴标签并标注日期。稀释液应在使用之前配制。