植物正常生长发育需要多种矿质元素。但要确定各种元素是否为植物所必需，必需借助无土培养法（溶液培养和砂基培养法）才能解决。近年来，无土栽培不仅作为一种研究手段，而且成为新的生产方式，在蔬菜、花卉生产中开始大规模应用。本实验学习溶液培养的技术，并证明氮、磷、钾、钙、镁、铁诸元素对植物生长发育的重要性。

一、原理

用植物必需的矿质元素按一定比例配成培养液来培养植物，可使植物正常生长发育，如缺少某一必需元素，则会表现出缺素症；将所缺元素加入培养液中，缺素症状又可逐渐消失。

二、仪器与用具

25ml和500ml烧杯各1个；吸量管1ml 1支，5ml 10支；1000ml 量筒1个；培养瓶（可用1000ml塑料广口瓶或瓷质、玻璃质培养缸）7个；黑色蜡光纸适量；塑料纱网纱布（15cm×15cm）1块；精密pH试纸（pH5~6）或广泛pH指示剂；搪瓷盘（带盖）1个；石英砂适量；陶质花盆1个；500ml试剂瓶11个。

三、试剂

  表11-1  大量元素贮备液配制表

硝酸钾；硫酸镁；磷酸二氢钾；硫酸钾；硫酸钠；磷酸二氢钠；硝酸钠；硝酸钙；氯化钙；硫酸亚铁；硼酸；氯化锰；硫酸铜；硫酸锌；钼酸；盐酸；乙二胺四乙酸钠（EDTA-Na）。

四、方法

1. 精选高活力玉米（或番茄、向日葵）种子为试验材料。

2. 培苗：用搪瓷盘装入一定量的石英砂或洁净的河沙，将已浸种一夜的玉米（或番茄）等种子均匀地排列在砂面上，再覆盖一层石英砂，保持湿润，然后放置在温暖处发芽。第一片真叶完全展开后，选择生长一致的幼苗，小心地移植到各种缺素培养液中。移植时注意勿损伤根系。

3. 配制大量元素及铁贮备液：用蒸馏水按表11-1配制。

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，ZnSO₄·7H₂O 0.22g，H₂MoO₄·H₂O 0.09g，溶于1L蒸馏水中。

  表11-2  完全培养液和各种缺素培养液配制表

配好以上贮备液后，再按表11-2 配成完全培养液或缺乏某元素的培养液（用蒸馏水）。（调节pH至5.5~5.8）。

4. 取7个1000毫升塑料广口瓶，分别装入配制的完全培养液及各种缺素培养液900ml，贴上标签，写明日期。然后把各瓶用黑色蜡光纸或黑纸包起来（黑面向里），或用报纸包三层，用0.3mm的橡胶垫做成瓶盖，并用打孔器在瓶盖中间打一圆孔，把选好的植株去掉胚乳，并用棉花缠裹住茎基部，小心地通过圆孔固定在瓶盖上，使整个根系浸入培养液中，装好后将培养瓶放在阳光充足、温度适宜（20~25℃）的地方，培养3~4周。

5. 实验开始后每两天观察一次，并用精密pH试纸检查培养液的pH值，如高于6，应用稀盐酸调整到5~6之间。

为了使根系氧气充足，每天定时向培养液中充气，或在盖与溶液间保留一定空隙，以利通气。培养液每隔一周需更换一次。注意记录缺乏必需元素时所表现的症状和最先出现症状的部位。待各缺素培养液中的幼苗表现出明显症状后，可把缺素培养液一律更换为完全培养液，观察症状逐渐消失的情况，并记录结果。