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实验十四绿叶在光下制造淀粉 实验目的 探究绿叶能否在光下制造淀粉。 实验用具 材料:盆栽天竺葵。 器具:不透光的卡片纸,曲别针,酒精,小烧杯,大烧杯,培养皿,酒精灯,三脚架,石棉网,火柴,清水等。 试剂:碘酒。 课前准备 1.培养生长健壮的天竺葵数盆:把盆栽天竺葵放在阳光比较充足、不受雨淋、空气流通的场地养护。注意定期追肥,适当控制浇水,使其生长健壮。 2.培训小组长:指导小组长在实验课前对实验用盆栽天竺葵进行选叶遮光和暗处理工作。并向小组长介绍实验的全过程和实验时应当注意的事项。 3.准备好示教用的酒精脱色后的天竺葵叶片和脱色后用碘酒染色处理的天竺葵叶片,并放在培养皿内加少量清水保护,备用。 方法步骤 教师首先指出:探究绿叶在光下制造淀粉的实验过程分为八小步,其中前四步已经在课前由小组长协助老师完成。课堂上继续进行该实验是从第五步开始。 1.取材:选取生长健壮的盆栽天竺葵数盆,放在实验室内备用。 2.选叶遮光:在天竺葵植株上选出大小适中,生长健壮,不受遮挡的叶片数个。将不透光的卡片剪成圆形或其他形状的小片,在所选叶片靠近边缘部分的上下都用剪好的纸片遮盖起来,注意上下纸片要对齐,然后用曲别针将纸片固定。启发思考:只将完整叶片的一部分遮光的作用是什么? 3.暗处理:将经过遮光处理的盆栽天竺葵,在实验前1一2天放在黑暗处,不使它见光。 启发思考:为什么在试验前要对天竺葵进行暗处理? 4.进行光照:在实验课当天,把经过暗处理的盆栽天竺葵移到光下,照射2—3个小时(光线不强时应适当延长光照时间正桥明) 5.酒精脱色:对盆栽天竺葵进行光照后,课上由学生将植株上实验用的叶片摘下,去除遮光物。然后将叶片放进装有酒精的小烧杯中(使叶片完全浸没在酒精中),再将装有叶片的小烧杯放进盛有热开水的大烧杯中,继续用酒精灯加热,使叶片逐渐脱去绿色。此时,教师可以出示课前准备好的酒精脱色叶片进行示范。 启发思考:为什么不用水煮的办法进行绿叶脱色?用酒精进行绿叶脱色时为什么要隔水加热? 6.清水漂洗:当绿叶在酒精中被脱色至黄白色时,停止加热脱色。用镊子把叶片从酒精中取出,放在盛有清水的烧杯消念中进行漂洗。 7.滴加碘液:用镊子把叶片从清水中取出,放在培养皿中展平。用吸管吸取少量碘酒滴在叶片上,注意观察叶片的颜色变化。 启发思考:往叶片上滴加碘酒的作用是什么? 8.清水冲洗:滴加碘酒后,稍候片刻。用镊子把叶片从碘酒中取出,放在盛有清水的小烧杯中,用水冲去叶举告面上的碘液,使叶面染色情况清晰可见。 问:经碘液处理后,叶片上遮光部分与未遮光部分的颜色有什么不同? 学生回答后,教师出示课前准备的经碘液处理后着色不同的天竺葵叶片。并指出,天竺葵叶片上见光部分被碘液染成蓝色,而未见光部分呈现棕黄色,使遮光用圆形纸片的痕迹显现出来。 问:遇碘变蓝,这是什么物质的特性? 学生回答后,教师指出:实验结果表明,绿叶在光下能制造淀粉。 淀粉是一种有机物。绿叶在光下制造有机物的生理活动,我们称为光合作用。绿叶进行光合作用,除了需要光以外,还需要什么原料、什么条件,光合作用是在绿叶细胞的什么结构中进行的?下一节课我们将要对绿叶进行光合作用的生理活动进行更深入的研究。
一、土培试验特点
土培试验是生长介质为土壤的盆栽试验,是介于田间试验与水培、砂培法之间的试验方法,其与田间试验相比主要有下列特点:
1.供试土壤差异 土培试验一般取耕层土壤作试验,作物只能从耕层土壤中吸收养分,而田间试验作物不仅可以从耕作层吸收养分,还可从底土中吸收养分。土培试验土壤经人工翻挖、过筛、混匀后,物理性状与田间原状也不相同。
2.试验条件差异 土培试验易于人为控制试验条件如光照、温度、水分、养分等生长因素,受自然环境等不可控因素影响小于田间试验,因此试验因素的效应分析比较准确,但土壤养分的动态平衡和作物对养分的吸收情况均与田间条件有所不同,如果土培与田间试验相结合,既与生产条件接近又能提高研究深度。
3.肥料利用率差异 由于土培作物根系养分吸收区域小,其施肥量常比田间试验大2-3倍,土培试验在盆钵搏逗中不存在养分淋失问题,因此肥料利用率与田间试验也有很大差别。
土培试验与水培、砂培法的主要区别在于其能在土壤条件下模拟土壤、植物、肥料之间相互关系,但某些试验因素如pH值等的水平不像水培、砂培那样可以根据试验目的随时如轿变更,因此后者更适合于营养生理研究。
二、土培试验实施
(一)供施土壤与盆钵准备 供施土壤的选择是土培试验成败的关键之一,土壤类型由试验目的确定,如进行某种土壤养分供应能力与农化测试方法的相关研究,则应采集该养分贫乏到极丰富的各种土壤,如进行某种肥料对作物的有效性研究,则应选择该肥料所含营养元素缺乏的土壤,土培试验一般取耕作层土壤,取土时要严格防止污染,取土和运土的工具要干净,不能用装过肥料的袋子装土,取回的土样要全部用3 mm孔径筛子过筛,挑出侵入体和新生体,取土样比实际需用量大50%左右。如果试验需连续进行多年,应一次取回够多年用的土壤,放在专用的土壤贮存室内,详细标明土壤名称、采土地点、深度、时间和采土人姓名。
选择盆钵主要考虑作物种类、试验期限等,一般大株植物如玉米、棉花等盆钵宜大,全生育期试验也应选用较大盆钵。旱作可用盆底设排水孔盆钵,水作可用不设排水孔盆钵如塑料水桶等。
(二)施肥与装盆 盆栽施肥量一般都高于大田2-3倍,为使禾谷类作物、棉花等作物正常生长,每kg土壤可施氮0.15—0.20 g、P2O5 0.1-0.2 g、K2O 0.15—0.20 g。豆科作物的施氮量可减少到0.02—0.04 g。设计施肥量试验时,为得到理想的肥料效应曲线,可以上述施肥量为基准,增设几个多于及小于基准施肥量的水平。肥料种类氮肥可用硫酸铵或尿素,酸性土最好用2/3硝酸铵及1/3硝酸钙,磷肥可用磷酸一钙,钾肥可用硫酸钾或氯化钾,这些肥料通常可用化学纯试剂代替。装土前先在盆底加入石砾等排水填充物,盖住排水孔,并将各试验用盆钵调节至重量相等,然后试装1-2盆,装土至土表距盆口4-6 cm,确定每盆装土数量,再由装土量确定盆施肥量。肥料称好后,可在塑料薄膜上或塑料盆中与土壤混匀,也可将肥料溶解成液体再与土壤搅拌均匀。装土时每盆先装土重1/2,摊平压紧后再装另一半,最后灌以足量水分使土壤沉实,次日在湿土表面播种预先催芽露白种子。播种量为留苗数的2-3倍,播后大粒种子上盖干土1.5—2 cm,小粒种子0.5 cm,水稻等作物土培试验可采用直播或移栽二种方式。
(三)试验管理和收获 土培试验管理最困难的是灌水,由于各处理作物生长状况通常差异很大,蒸腾量相差悬殊,各个处理的灌水量也应不同。米氏盆可用米切里西灌水法,一次灌水至有水渗入底盆,下次灌水时先将底盆内水分回顶盆,以避免养分损失,这种方法可使各盆土壤水分含量保持在田间最大持水量,但对土壤湿度的控制能力较差。称重灌水法可使土壤水分保持在田间有效持水量的60%-70%,这种方法应先测定土壤最大持水量、最大吸湿水量基橡卖和装盆前的土壤水分含量,再按下列公式计算灌水后每盆毛重。
灌水后每盆毛重=每盆装入的干土重+盆钵及附属物重+加水量
上式中,加水量=每盆干土重×土壤水分需要保持在田间有效持水量的百分比×(最大持水量+最大吸湿水量),而有效持水量=最大持水量 - 1.5×最大吸湿水量,其中1.5×最大吸湿水量为凋萎系数。
第一次灌水时确定灌水后每盆毛重,以后加水保持每盆毛重,这种方法比较繁琐,还必须根据植株长势估计植株重量,调整灌水量。现代的做法是电脑控制的自动灌水法,但设备费用较大。
土培试验的盆钵排列也应像田间试验一样,进行随机排列和局部控制,并且定期调换位置,植株长高后视需要搭支架或不搭支架,以防倒伏,结实后要移入网室,防止鸟鼠患害,收获期要适时偏早,防止落粒。
一、浇水。盆栽花卉完祥前全依靠人为浇水才能生活,浇水时首先要了解花卉的需水习性,还要根据天气阴晴,温湿度高低、植株大小以及盆土质地、花盆大小等因素综合考虑。
1、浇水量。盆花的浇水量一定要区别对待不同种类以及不同生长发育阶段,不同季节应掌握不同的浇水量,一般以盆表到盆底上下一致湿润为度。忌浇拦腰水(上湿下干)、窝水(盆底积水),还要避免答正盆孔流失土肥,清宴悔致盆心出现空洞,严重影响盆花生长发育,春秋季干旱季节除正常浇水外,还应经常向叶面及地面喷水,以增加环境湿度,防止嫩叶枯焦和花朵早凋。
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