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植物营养学实验

来源：花匠小妙招时间：2024-11-09 12:49

实验一根系阳离子交换量的测定（淋洗法）

根系是作物吸收养分的重要器官，作物根系阳离子代换量（Cation Exchange Content, CEC）的大小，大体上可反映根系吸收养分的强弱和多少，因此，测定根系阳离子代换量（CEC）对于了解作物吸收养分的能力与指导合理施肥具有一定的意义。

一、方法原理

根系中的阳离子，在稀HCl中，能被H+代换出来，而根系所吸收的H+量与代换出来的阳离子量相等。在洗去多余的HCl溶液后，用中性KCl溶液将H+代换出来，以KOH溶液滴定至pH 7.0，根据消耗KOH的浓度和用量，计算出阳离子代换量（以每1kg干根的厘摩尔数表示）。

二、操作步骤

从田间选取具有代表性的植株若干（尽可能不要损坏根系），先用水冲洗根系，再放在筛子上置于水中轻轻振荡，至洗净为止，后再用蒸馏水冲洗数次，然后切去地上部分，置于30℃烘箱中烘干（一般烘8 h以上），将烘干根样取出磨细，过18~25号筛（0.7~1.0 mm），混合均匀，贮于广口瓶中备用。

称取烘干磨细的根样0.1000 g，放入180~250 mL烧杯中，先加几滴蒸馏水使根系湿润，避免以后操作时根浮在液面上，再加0.01 mol·L -1HCl 100 mL，搅拌5 min，待根样下沉后，将大部分盐酸连同根样倒入漏斗中过滤，然后用蒸馏水漂洗至无Cl-为止（用AgNO3检验）（一般用110~200 mL蒸馏水，少量多次即可洗至无Cl-）。再用尖头玻棒将过滤纸中心穿孔，以100 mL KCl（事先调至pH 7.0）逐渐将过滤纸上的根样全部洗入原烧杯中，用pH计测定根-KCl 悬浮液pH值，然后加7~8 d酸碱混合指示剂，用0.01 mol·L -1 KOH滴定至兰绿色（保持30 s 不变），记下所消耗的0.01 mol·L -1 KOH 毫升数，并以此计算出根系的阳离子代换量（以每1kg干根的厘摩尔数表示）。

三、结果计算

CEC（cmol·kg-1）=

N KOH×V KOH

×100 根样干重（g）

四、注意事项

1、过滤及漂洗时，溶液不超过漏斗的2/3处，并遵守“少量多次”的洗涤原则。

2、滴到终点后，以摇荡10下不变色为准，如时间过长，终点会变到原来的颜色。

五、试剂配制

1、1 mol·L -1 KCl溶液；称取分析纯KCl 74.55 g，溶于800 mL蒸馏水中，用KOH调至溶液pH 值到7.0后定容于1 L容量瓶中。

2、0.01 mol·L -1 KOH溶液；称取分析纯KOH 0.561 g，用蒸馏水溶解后定容至1 L。

3、0.01 mol·L -1 HCl；吸取比重1.19的浓HCl 0.83 mL，用蒸馏水定容至1 L。

4、酸碱混合指示剂；1份0.1%中性红酒精溶液与1份0.1%次甲基兰酒精溶液混合。

5、2 %的AgNO3溶液；称取2 g AgNO3溶于蒸馏水中，稀释至100 mL。

六、思考题

1、在实验过程中，如Cl-没有淋洗干净，会对实验结果产生什么影响？

2、结合表1.1，说明本实验结果对指导施肥有什么意义？

表1 常见作物CEC及吸收能力

作物种类根悬浊液的pH值CEC（cmol·kg-1）吸收能力豆科作物、豆科绿肥、油菜、肥田萝卜、荞麦等 3.2~3.5 >35 强玉米、西红柿、马铃薯、芝麻等 3.6~4.0 20-35 中等小麦、小米、水稻等>4.0 <20 弱

实验二植物根系对矿质元素的选择吸收

植物的根对矿质元素具有选择吸收的特性，甚至同一盐类的阴离子和阳离子，也以不同的比例进入植物体内，所以盐可分为生理酸性盐、生理碱性盐和生理中性盐。由于阴离子和阳离子吸收上的差别，使得培养液的成份逐渐改变。所以用水培法栽培植物时，必须时常更换培养液。通过实验可以了解植物根系对矿物质盐类的选择吸收。

一、原理

根据植物对同一盐类的阴离子和阳离子吸收量的不同，从而改变溶液pH值，来证明植物对矿质盐类选择吸收的特性。

二、器材和药品

1、材料准备

培养好具有相当大根系的小麦或其它植物的根系。

2、仪器

（1）pH计及pH试纸；（2）培养用的器具；（3）试剂瓶；（4）量筒；（5）烧杯；（6）洗瓶；（7）吸水纸等。

3、试剂

（1）0.01 mol/L (NH4)2SO4 溶液

（2）0.02 mol/L NaNO3溶液；

（3）0.01 mol/L NH4NO3溶液；

三、方法与步骤

1、取培养器具，分别倒进0.01 mol/L (NH4)2SO4, 0.02 mol/L NaNO3, 0.01 mol/L NH4NO3溶液。

2、放置材料之前测定溶液的pH值。

3、将实验材料的根系洗净放在培养器具内，根系浸在溶液中。

4、培养3-7天后用pH计测量溶液的pH值，看有否变化。

四、注意事项

材料应生长良好、大小一致、根系发达。

五、作业

1、何谓生理酸性盐、生理碱性盐？

2、从所获得的实验结果中可以得出什么结论？

实验三植物体内硝态氮含量的测定（水杨酸法）

植物体内硝态氮的含量，不仅能够反映出植物的氮素营养状况，而且对鉴定蔬菜及其加工品的品质也有重要的意义。

一、方法原理

在浓酸条件下，NO3-与水杨酸反应，生成硝基水杨酸。其反应式为：

生成的硝基水杨酸在碱性条件下(pH>12)呈黄色，最大吸收峰的波长为410 nm，在一定范围内，其颜色的深浅与含量成正比，可直接比色测定。

二、操作步骤

1、标准曲线的制作

(1)吸取500 mg·L-1NO3--N标准溶液1、2、3、4、6、8、l0、12 mL分别放入50 mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度，使之成l0、20、30、40、60、80、100、120 mg·L-1的系列标准溶液。(2)吸取上述系列标准溶液0.1mL，分别放入刻度试管中，以0.10 mL蒸馏水代替标准溶液作空白。再分别加入5％水杨酸–H2SO4溶液0.40 mL，摇匀，在室温下放置20 min，再加入8％NaOH 溶液9.50mL，摇匀冷却至室温。显色液总体积为10.00 mL。

(3)以空白作参比，在410 nm波长下测定光密度。以NO3--N质量浓度为横坐标，光密度为纵坐标，绘制标准曲线并计算出回归方程。

2、样品中硝酸盐的测定

(1)样品液的制备。取一定量的植物材料剪碎混匀，用感量为0.0l g的天平精确称取材料2 g 左右，重复3次，分别放入3支刻度试管中，各加入10 mL去离子水中，用玻璃球封口，置入沸水浴中提取30 min。到时间后取出，用自来水冷却，将提取液过滤到25 mL容量瓶中，并反复冲洗残渣，最后定容至刻度。

(2)样品液NO3--N的测定。吸取样品液0.10 mL分别于3支刻度试管中，然后加入5 ％水杨酸- H2SO4溶液0.40 mL，混匀后置室温下20 min，再慢慢加入8 ％NaOH溶液9.50 mL，冷却至室温，以空白作参比，在410 nm波长下测其光密度。

三、材料、仪器设备及试剂

1、材料植物材料。

2、仪器设备722分光光度计，千分之一天平，刻度试管(20 mL)，刻度吸量管(0.1、0.5、5、10 mL)，容量瓶(50 mL)，小漏斗，电炉，铝锅，玻璃球，定量滤纸。

3、试剂

(1)500 mg·L-1 NO3--N标准溶液；精确称取烘至恒重的KNO3 0. 722 l g溶于蒸馏水中，定容至200 mL。

(2) 5 ％水杨酸-H2SO4溶液；称取5.00 g水杨酸溶于100 mL相对密度为1.84的浓H2SO4中，搅拌溶解后，贮于棕色瓶中，置冰箱保存l周有效。