植物营养研究法实验指导（适用于农业资源与环境专业）二〇一八年三月
植物营养研究法实验指导 （适用于农业资源与环境专业） 二○一八年三月
1实验一田间试验的设置田间试验方案设计一、（一）实验目的了解田间实验方案制定的基本原则和步骤，加深对田间试验方案设计原则的理解和运用，掌握试验方案设计的方法。（二）实验内容1.了解试验方案设计的基本原则2.了解不同类型试验方案的设计方法（单因素试验，多应素试验）（三）试验方案试验题目：不同氮肥施用量对小麦的影响（作物也可以班级自已选择）方案如下（也可以根据所学内容自己设计）表1氮肥用量实验（kg/公项）处理12345060氮肥用量（纯氮）120180240试验在内蒙古农业大学教学实验地进行。供试品种为永良4号。供试土壤在每公顷施有机肥3750kg，磷二铵187.5kg，硫酸钾75kg的条件下，设置氮肥施用量实验（表1），共5个处理，田间采用随机区组设置，3次重复，共15个小区，小区面积20m。根据实验地的大小可以全班做一个实验，也可以分组进行实验。二、试验方案的田间实施（一）实验目的按照试验计划的基本要求，把试验落实到田间，包括选地、选作物，划区、施肥和播种等环节。通过试验，不仅要熟悉和掌握田间试验设置的各个环节，而且也是一次基本生产训练，培养严肃认真的科学实验精神。（二）材料准备标杆、皮尺、测绳、锄头、锤子、木桩子、铁锹、秤、肥料、肥料袋、种子、运肥工具等。（三）试验内容1.选地，根据试验要求选择符合试验要求的地块2.挖地、平整土地、划区
1 实验一 田间试验的设置 一、 田间试验方案设计 （一）实验目的 了解田间实验方案制定的基本原则和步骤，加深对田间试验方案设计原则的理解 和运用，掌握试验方案设计的方法。 （二）实验内容 1.了解试验方案设计的基本原则 2.了解不同类型试验方案的设计方法（单因素试验，多应素试验） （三）试验方案 试验题目：不同氮肥施用量对小麦的影响（作物也可以班级自己选择） 方案如下（也可以根据所学内容自己设计） 表 1 氮肥用量实验（kg/公顷） 处理 1 2 3 4 5 氮肥用量（纯氮） 0 60 120 180 240 试验在内蒙古农业大学教学实验地进行。供试品种为永良 4 号。供试土壤在每公 顷施有机肥 3750kg，磷二铵 187.5kg，硫酸钾 75kg 的条件下，设置氮肥施用量实验 （表 1），共 5 个处理，田间采用随机区组设置，3 次重复，共 15 个小区，小区面积 20m 2。根据实验地的大小可以全班做一个实验，也可以分组进行实验。 二、试验方案的田间实施 （一）实验目的 按照试验计划的基本要求，把试验落实到田间，包括选地、选作物，划区、施肥 和播种等环节。通过试验，不仅要熟悉和掌握田间试验设置的各个环节，而且也是一 次基本生产训练，培养严肃认真的科学实验精神。 （二）材料准备 标杆、皮尺、测绳、锄头、锤子、木桩子、铁锹、秤、肥料、肥料袋、种子、运 肥工具等。 （三）试验内容 1.选地，根据试验要求选择符合试验要求的地块 2.挖地、平整土地、划区
2植物营养研究法实验指导3.称肥（按照每小区肥料用量称量）4.施肥5.播种或移栽6.灌溉（分小区灌溉）三、田间试验观察与记录（一）实验目的通过调查小麦的长势（株高、叶片数、茎粗），叶片SPAD，根系状况，了解不同氮肥用量对小麦地上部分及根系生长的影响，明确氮肥对小麦的营养作用，掌握小麦适宜的氮肥用量。（二）材料准备皮尺、游标卡尺、SPAD仪、记录本及表格等。（三）试验内容1.测定小麦地上部分长势：株高、叶片数、茎粗等。2.测定叶片SPAD。四、田间试验分区收获及样品处理（一）实验目的了解氮肥用量对小麦的鲜重和干重的影响，进一步明确氮肥的适宜用量。（二）材料准备台秤、天平、样品袋、镰刀、粉碎机、烘箱等。（三）试验内容1.小麦地上部分干重、鲜重的测定。2.地上部分植物样品烘干。3.各处理根系的特征描述（根的数量、长度、重量等）。五、数据整理及田间试验结果统计分析（一）实验目的根据已经有的数据，利用excel、SAS软件对所有数据进行统计分析，并做出差异显著性分析。（二）材料准备统计计算器、电脑（装有excel分析工具库和SAS统计软件）、所有实验数据。（三）试验内容1.用计算器对实验结果进行统计分析
2 植物营养研究法实验指导 3.称肥（按照每小区肥料用量称量） 4.施肥 5.播种或移栽 6.灌溉（分小区灌溉） 三、田间试验观察与记录 （一）实验目的 通过调查小麦的长势（株高、叶片数、茎粗），叶片 SPAD，根系状况，了解不同氮肥 用量对小麦地上部分及根系生长的影响，明确氮肥对小麦的营养作用，掌握小麦适宜 的氮肥用量。 （二）材料准备 皮尺、游标卡尺、SPAD 仪、记录本及表格等。 （三）试验内容 1.测定小麦地上部分长势：株高、叶片数、茎粗等。 2.测定叶片 SPAD。 四、田间试验分区收获及样品处理 （一）实验目的 了解氮肥用量对小麦的鲜重和干重的影响，进一步明确氮肥的适宜用量。 （二）材料准备 台秤、天平、样品袋、镰刀、粉碎机、烘箱等。 （三）试验内容 1.小麦地上部分干重、鲜重的测定。 2.地上部分植物样品烘干。 3.各处理根系的特征描述（根的数量、长度、重量等）。 五、数据整理及田间试验结果统计分析 （一）实验目的 根据已经有的数据，利用 excel、SAS 软件对所有数据进行统计分析，并做出差 异显著性分析。 （二）材料准备 统计计算器、电脑（装有 excel 分析工具库和 SAS 统计软件）、所有实验数据。 （三）试验内容 1.用计算器对实验结果进行统计分析
32.用exce1分析工具库对实验结果进行统计分析演示。3.用SAS统计软件对实验结果进行统计分析演示。（四）演示操作范例用PPT形式演示，并链接相应的软件
3 2.用 excel 分析工具库对实验结果进行统计分析演示。 3. 用 SAS 统计软件对实验结果进行统计分析演示。 （四）演示操作范例 用 PPT 形式演示，并链接相应的软件
4植物营养研究法实验指导实验二培养试验的设置一、培养试验方案设计（一）实验目的了解培养实验方案制定的基本原则和步骤，加深对培养试验方案设计原则的理解和运用，掌握试验方案设计的方法。（二）实验内容1.了解培养试验方案设计的基本原则2.了解不同类型试验方案的设计方法（单因素试验，多应素试验）二、培养试验方案的实施（一）实验目的土培试验以土壤为栽培植物的介质，是盆栽试验中应用较广泛的一种方法。土培试验是一种更接近于自然条件的生物试验方法。一般，溶液培养和砂培研究中取得的初步结果在转向田间研究之前，常常先用土培方法设置预备试验或检验。当然，土培试验也不能代替水培或砂培实验，因为在土培条件下很难单独研究某个对植物生长发育起作用的因子。土培试验的主要任务是研究农作物对土壤中有效养分的吸收利用问题，不同土壤中化肥效果的初步评价，环境条件（特别是土壤水分）对农作物根系吸收养分的影响，农作物对肥料的利用率等。以上这些研究若在田间则无法排除外界环境条件的差异和干扰，导致研究结果的复杂化。对于各种新型化肥，往往先在土培试验中进行探索性的研究，以取得初步结果，再扩大到田间研究，可以少走弯路。对于需要确定各种元素是否为植物生长所必需必须借助无土培养法（溶液培养或砂基培养）才能解决。近年来，无于裁培已不仅作为一种研究手段，而日成力新的生产方式，在蔬菜、花卉生产中大规模应用。可以通过植物的溶液培养技术，来证明氮、磷、钾、钙、镁、铁等各元素对植物生长发育的重要性。（二）方法原理土培试验主要是以土壤（一般是耕层土壤）为栽培介质，植物生长利用土壤中的养分，通过模拟田间实验来进行培养。土培试验比田间试验更容易控制温度、水分以及养分，植物生长环境条件更容易控制，对影响因素的效应分析比田间试验更为精确。溶液培养或砂基培养原理是用植物必需的矿质元素配成营养液培养植物，可使植物长得与土壤中一样好。应用此法，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，可从营养液中减去该元素，以便在以后的生长
4 植物营养研究法实验指导 实验二 培养试验的设置 一、 培养试验方案设计 （一）实验目的 了解培养实验方案制定的基本原则和步骤，加深对培养试验方案设计原则的理解 和运用，掌握试验方案设计的方法。 （二）实验内容 1.了解培养试验方案设计的基本原则 2.了解不同类型试验方案的设计方法（单因素试验，多应素试验） 二、培养试验方案的实施 （一）实验目的 土培试验以土壤为栽培植物的介质，是盆栽试验中应用较广泛的一种方法。土培 试验是一种更接近于自然条件的生物试验方法。一般，溶液培养和砂培研究中取得的 初步结果在转向田间研究之前，常常先用土培方法设置预备试验或检验。当然，土培 试验也不能代替水培或砂培实验，因为在土培条件下很难单独研究某个对植物生长发 育起作用的因子。 土培试验的主要任务是研究农作物对土壤中有效养分的吸收利用问题，不同土壤 中化肥效果的初步评价，环境条件（特别是土壤水分）对农作物根系吸收养分的影响， 农作物对肥料的利用率等。以上这些研究若在田间则无法排除外界环境条件的差异和 干扰，导致研究结果的复杂化。对于各种新型化肥，往往先在土培试验中进行探索性 的研究，以取得初步结果，再扩大到田间研究，可以少走弯路。 对于需要确定各种元素是否为植物生长所必需必须借助无土培养法（溶液培养或 砂基培养）オ能解决。近年来，无土栽培已不仅作为一种研究手段，而且成力新的生 产方式，在蔬菜、花卉生产中大规模应用。可以通过植物的溶液培养技术，来证明氮、 磷、钾、钙、镁、铁等各元素对植物生长发育的重要性。 （二）方法原理 土培试验主要是以土壤（一般是耕层土壤）为栽培介质，植物生长利用土壤中的 养分，通过模拟田间实验来进行培养。土培试验比田间试验更容易控制温度、水分以 及养分，植物生长环境条件更容易控制，对影响因素的效应分析比田间试验更为精确。 溶液培养或砂基培养原理是用植物必需的矿质元素配成营养液培养植物，可使植 物长得与土壤中一样好。应用此法，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，可从营养液中减去该元素，以便在以后的生长
5过程中进行观察，观察缺素症后将所缺元素加入营养液中，缺素症状又可逐渐消失。这类实验，通常用溶液培养，为了管理方便，也常将溶液加入洁净的石英砂培养植物，则称为砂基培养。（三）材料准备王培实验：主壤、主壤筛、花盆、肥料、种子，小石砾，尼龙纱布，糖瓷盆，播种板，套橡皮圈的玻棒，天平，磅秤，布袋等。溶液培养或砂基培养：烧杯、刻度移液管、量筒、黑色腊光纸、塑料纱网（或纱布）、塘瓷盘、石英砂、花盆、试剂瓶、培养缸、试剂、种子等（四）试验内容1、土培实验：1）装盆正式装盆前应试装1～2盆，以确定每盆装土的数量，同时根据试验计划表，把肥料包对号放入盆中，经核对无误再开始称主混肥。一般称好后的主壤放入大塑料盆或大瓷盆中，加入肥料，充分混匀。若施用肥料溶液，对照盆应补加等量的水，保证各处理间土壤湿度完全相同。2）播种土培试验播种前对供试种子应严格精选，提前催芽，当种子刚萌动时即可播种。不催芽直接播种会由于种子发芽势、出苗率等不一致而造成每盆的苗数不一致，因而产生盆间的误差。土培的播种方式一般有两种：一是用播种板进行，二是直接将催芽的种子点放在土面，然后再盖上干土。这两种方式可以根据不同条件选用。播种深度：通常大粒种子为1.52cm，小粒种子为0.5cm深。播种后每盆土面铺一层石英砂。播种后一般不再浇水。3）定植当出苗12周后开始间苗，一般，小麦留苗1015株，豆类2～3株，水稻12～15株，玉米、棉花每盆1株，番茄2株。2、溶液培养或砂基培养：1）供试苗培养取250ml烧杯一个，在烧杯口紧扎塑料纱网或纱布一块，将烧杯放在另一个500m1烧杯中，加水使水面几乎与内部烧杯口相平。将已浸种一夜的番茄或玉米种子均匀地排列在纱网上，在大烧杯上盖一块玻璃片，然后放置在温暖处发芽。待子叶完全展开后，改用稀释营养液（浓度为完全营养液的1/4）培养。培养玉米苗，可一直用水培养。当番茄苗高4一5cm左右，展开第一片真叶或王米幼苗出现第二片真叶时，选择生长一致的幼苗作实验材料，移往各种缺素溶液中。移植时注意勿损伤根系。也可用花盆装石英砂培养苗，但移植要早些，以免伤根。2）配制营养备液：用蒸馏水按表2分别配制
5 过程中进行观察，观察缺素症后将所缺元素加入营养液中，缺素症状又可逐渐消失。 这类实验，通常用溶液培养，为了管理方便，也常将溶液加入洁净的石英砂培养植物， 则称为砂基培养。 （三）材料准备 土培实验：土壤、土壤筛、花盆、肥料、种子，小石砾，尼龙纱布，搪瓷盆，播种板， 套橡皮圈的玻棒，天平，磅秤，布袋等。 溶液培养或砂基培养：烧杯、刻度移液管、量筒、黑色腊光纸、塑料纱网（或纱布）、 搪瓷盘、石英砂、花盆、试剂瓶、培养缸、试剂、种子等 （四）试验内容 1、土培实验： 1）装盆 正式装盆前应试装 1～2 盆，以确定每盆装土的数量，同时根据试验计 划表，把肥料包对号放入盆中，经核对无误再开始称土混肥。一般称好后的土壤放入 大塑料盆或大瓷盆中，加入肥料，充分混匀。若施用肥料溶液，对照盆应补加等量的 水，保证各处理间土壤湿度完全相同。 2）播种 土培试验播种前对供试种子应严格精选，提前催芽，当种子刚萌动时 即可播种。不催芽直接播种会由于种子发芽势、出苗率等不一致而造成每盆的苗数不 一致，因而产生盆间的误差。土培的播种方式一般有两种：一是用播种板进行，二是 直接将催芽的种子点放在土面，然后再盖上干土。这两种方式可以根据不同条件选用。 播种深度：通常大粒种子为 1.5～2 cm，小粒种子为 0.5 cm 深。播种后每盆土面铺 一层石英砂。播种后一般不再浇水。 3）定植 当出苗 1～2 周后开始间苗，一般，小麦留苗 10～15 株，豆类 2～3 株，水稻 12～15 株，玉米、棉花每盆 1 株，番茄 2 株。 2、溶液培养或砂基培养： 1）供试苗培养 取 250ml 烧杯一个，在烧杯口紧扎塑料纱网或纱布一块，将烧 杯放在另一个 500ml 烧杯中，加水使水面几乎与内部烧杯口相平。将已浸种一夜的番 茄或玉米种子均匀地排列在纱网上，在大烧杯上盖一块玻璃片，然后放置在温暖处发 芽。待子叶完全展开后，改用稀释营养液（浓度为完全营养液的 1/4）培养。培养玉 米苗，可一直用水培养。当番茄苗高 4－5cm 左右，展开第一片真叶或王米幼苗出现 第二片真叶时，选择生长一致的幼苗作实验材料，移往各种缺素溶液中。移植时注意 勿损伤根系。 也可用花盆装石英砂培养苗，但移植要早些，以免伤根。 2）配制营养贮备液：用蒸馏水按表 2 分别配制
植物营养研究法实验指导6表2营养储备液配置序号营养盐浓度（g/1)1236Ca (NO3) 24H202KNO3102398MgS0:7H20427KH,PO4588K,SO.6111CaCL2724NaH,PO48170NaNO39NaS42110EDTA-Fe7. 45EDTA-NaFeS0.7H05. 57微量元素贮备液按以下配方配制：称取HB0.2.86g，MnCL4H01.18g，CuSO,5H00.08g，ZnS0:7H00.22g，HMo0.H200.09g，溶于1L蒸馏水中。配好以上贮备液后，再按表3配成完全营养液或缺素营养液（用蒸馏水调节pH至5.5-5.8)表3培养液的配制每100ml培养液中储备液的用量（ml）储备液完全缺N缺P缺K缺Ca缺Mg缺Fe0. 50. 50. 50. 50.5Ca (NO)24H200. 50. 50. 5KNO30. 50. 50. 50. 50. 5MgS07H200. 50. 50.50. 50. 50.50. 50. 5KH,PO40. 50. 1K2SO.0. 5CaCL20. 50. 5NaH,PO,0. 5NaNO30. 50. 5 NaSO0.50. 50. 50. 50. 10. 5EDTA-Fe微量元素0. 10. 10. 10. 10. 10. 13）将以上配制的培养液各800ml分别加入1000ml塑料培养瓶中，瓶外加黑色腊光纸套（黑面向里）或用报纸包三层，瓶盖打孔，用棉花把植株幼茎通过小孔固定在盖子上，使整个根系浸入培养液中，贴上标签，写明日期。装好后将培养瓶放在阳光充足，温度适宜（20-25℃）的地方
6 植物营养研究法实验指导 表 2 营养储备液配置 序号 营养盐 浓度（g/l) 1 Ca(NO3)2 . 4H2O 236 2 KNO3 102 3 MgSO4 . 7H2O 98 4 KH2PO4 27 5 K2SO4 88 6 CaCL2 111 7 NaH2PO4 24 8 NaNO3 170 9 NaSO4 21 10 EDTA-Fe EDTA-Na 7.45 FeSO47 . H2O 5.57 微量元素贮备液按以下配方配制：称取 H3BO32.86 g， MnCL2 . 4H2O 1.18g,， CuSO4 . 5H20 0.08g，ZnSO4 . 7H2O 0.22g，H2MoO4 . H2O 0.09g，溶于 1L 蒸馏水中。 配好以上贮备液后，再按表 3 配成完全营养液或缺素营养液（用蒸馏水调节 pH 至 5.5-5.8） 表 3 培养液的配制 储备液 每 100ml 培养液中储备液的用量（ml) 完全 缺 N 缺 P 缺 K 缺 Ca 缺 Mg 缺 Fe Ca(NO3)2 . 4H2O 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 KNO3 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 MgSO4 . 7H2O 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 KH2PO4 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 K2SO4 0.5 0.1 CaCL2 0.5 NaH2PO4 0.5 0.5 NaNO3 0.5 NaSO4 0.5 0.5 EDTA-Fe 0.5 0.5 0.5 0.5 0.1 0.5 微量元素 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 3）将以上配制的培养液各 800ml 分别加入 1000ml 塑料培养瓶中，瓶外加黑色腊 光纸套（黑面向里）或用报纸包三层，瓶盖打孔，用棉花把植株幼茎通过小孔固定在 盖子上，使整个根系浸入培养液中，贴上标签，写明日期。装好后将培养瓶放在阳光 充足，温度适宜（20-25℃）的地方
7三、培养试验观察与记录（一）土培实验土培试验试验的盆钵一般放在盆车上，白天从培养室中推到网室，以接受正常的光照和通风。晚上或遇不良气候时转移到培养室中，以保护幼苗的止常生长。盆钵在盆车上的排放应采用随机区组，以达到局部控制的目的，区组内每盆必须随机排列，并定期调换。土培试验的灌溉是试验成败的关键因素之一。重量法可以根据长势估计植株重量，调控灌水量。用重量法时，应先测定土壤最大吸湿水量、土壤最大持水量和装盆前的土壤水分含量。试验中要求土壤湿度保持在有效持水量的60%。当农作物成长后，盆上应设有专门的支架，防止倒伏和损伤幼苗。生育期可采用定株调查。调查内容与方法与田间调查相同。生育期的管理按一般常规进行。（二）溶液培养或砂基培养实验开始后，每两天观察一次，用精密pH试纸测试培养液的pH值，如pH高于6，应以稀盐液调整到5-6之间。注意记录缺素症状及部位，培养液每周更换一次。为使根系生长良好，最好应在盖与溶液之间保留一定空隙，以利于通气，待缺素培养液中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。观察症状逐渐消失的情况，记录结果。四、培养试验收获及样品处理土培试验的收获在农作物黄熟时立即进行，防止过度成熟而落粒。收获用剪刀贴近地面（液面）收割，分别包装编号，称鲜重，考种，脱粒后放在60℃烘干，测定收获物的烘干重。收获物可根据试验要求取分析样品，粉碎过筛备用。五、数据整理及田间试验结果统计分析（一）材料准备统计计算器、电脑（装有excel分析工具库和SAS统计软件）、所有实验数据。（二）试验内容1.用计算器对实验结果进行统计分析。2.用exce1分析工具库对实验结果进行统计分析演示。3.用SAS统计软件对实验结果进行统计分析演示（三）演示操作范例用PPT形式演示，并链接相应的软件
7 三、培养试验观察与记录 （一）土培实验 土培试验试验的盆钵一般放在盆车上，白天从培养室中推到网室，以接受正常的 光照和通风。晚上或遇不良气候时转移到培养室中，以保护幼苗的正常生长。盆钵在 盆车上的排放应采用随机区组，以达到局部控制的目的，区组内每盆必须随机排列， 并定期调换。 土培试验的灌溉是试验成败的关键因素之一。重量法可以根据长势估计植株重 量，调控灌水量。用重量法时，应先测定土壤最大吸湿水量、土壤最大持水量和装盆 前的土壤水分含量。试验中要求土壤湿度保持在有效持水量的 60%。 当农作物成长后，盆上应设有专门的支架，防止倒伏和损伤幼苗。生育期可采用 定株调查。调查内容与方法与田间调查相同。生育期的管理按一般常规进行。 （二）溶液培养或砂基培养 实验开始后，每两天观察一次，用精密 pH 试纸测试培养液的 pH 值，如 pH 高于 6，应以稀盐液调整到 5-6 之间。注意记录缺素症状及部位，培养液每周更换一次。 为使根系生长良好，最好应在盖与溶液之间保留一定空隙，以利于通气，待缺素培养 液中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。观察症状逐渐 消失的情况，记录结果。 四、培养试验收获及样品处理 土培试验的收获在农作物黄熟时立即进行，防止过度成熟而落粒。收获用剪刀贴 近地面（液面）收割，分别包装编号，称鲜重，考种，脱粒后放在 60℃烘干，测定 收获物的烘干重。收获物可根据试验要求取分析样品，粉碎过筛备用。 五、数据整理及田间试验结果统计分析 （一）材料准备 统计计算器、电脑（装有 excel 分析工具库和 SAS 统计软件）、所有实验数据。 （二）试验内容 1.用计算器对实验结果进行统计分析。 2.用 excel 分析工具库对实验结果进行统计分析演示。 3. 用 SAS 统计软件对实验结果进行统计分析演示。 （三）演示操作范例 用 PPT 形式演示，并链接相应的软件