基于叶片微观结构变化的番茄磷水平检测方法

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1、2014年10月农业机械学报第45卷第10期doi:10．6041/j．issn．1000-1298．2014．10．044*基于叶片微观结构变化的番茄磷水平检测方法11112李青林毛罕平左志宇张晓东孙俊(1．江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室，镇江212013;2．江苏大学电气信息工程学院，镇江212013)摘要:以温室番茄为研究对象，借助扫描电镜技术(SEM)和透射电镜技术(TEM)研究了不同磷养分水平下的叶片表面和断面显微结构以及叶肉细胞超微结构变化。结果表明:正常磷水平下的番茄叶片厚度为(124±2.14)μm，22表面气

2、孔和绒毛密度分别为(233.0±5.5)个/mm和(34.2±1.33)根/mm，绒毛高度为(97.0±2.83)μm，气孔大小为(13.91±0.85)μm。缺磷会造成叶片厚度明显变薄，引起叶片表面气孔密度、绒毛密度和绒毛高度明显降低，并且会破环叶绿体结构的完整性，但对气孔大小的影响不明显;磷过量，会使气孔大小、绒毛密度和维管束数量显著增加，并引起细胞壁厚度增加，但对气孔密度、绒毛高度和叶绿体结构影响不明显。关键词:番茄微结构磷水平快速检测+中图分类号:S24;Q946.912文献标识码:A文章编号:1000-1298(2014)10-

3、0282-06［19］变化;Heskel等研究了不同磷水平条件下叶片气引言体交换、细胞超微结构及其它特征变化，结果表明，［20］现阶段我国设施作物养分实时、无损检测多以叶绿体和线粒体数量受磷水平变化影响很大。光谱检测为主，现有光谱技术虽能精确测量氮营养扫描电镜技术能提供叶片样本表面微结构高分［1－2］［21－23］水平，但在磷营养检测方面应用却很少。Milton辨形貌图像，透射电镜技术能提供叶肉内部超［24－25］等研究结果表明，植物磷营养元素对光谱特性有较微结构信息。本文研究不同磷水平条件下番［3］大影响，但其影响不像氮营养水平那样一致

4、。韩茄叶片的微观结构和超微结构变化，从微观尺度分小平等利用光谱技术对不同施磷水平下番茄叶片光析磷水平对叶片表面形态、叶片厚度、叶肉细胞结构谱信息的变化规律进行了研究，结果表明检测精度等的影响。［4］较低。这是因为缺磷植物叶片细胞伸长受影响1材料与方法的程度超过叶绿素所受的影响，因此其单位叶面积［5－6］中叶绿素含量反而较高;又因为缺磷的植株，体1.1材料内碳水化合物代谢受阻，有糖分积累，易形成花青供试材料由江苏大学玻璃温室提供，试验于［7－8］素。所以，缺磷植株叶片的光谱反射率受叶绿2013年4—6月份进行。供试品种为粉霞，穴盘育［9－1

5、1］素和花青素这2个色素的影响较大，从而影响苗，第2片真叶完全展开后，采用无机基质盆栽营养［12－13］叶片光谱分析的可靠性。因此需要探索新的液栽培方式，正常营养液浇灌。方法来提高磷养分水平的检测精度。1.2养分处理植物营养学家研究表明，磷营养水平的变化不40d后，划分不同磷水平试验区，在各试验区定仅能引起叶片颜色、大小等宏观特征的变化，叶片结时定量浇灌不同磷离子浓度的营养液。营养液配方构以及叶肉细胞内部各细胞器结构和形态也会发生采用山崎配方，设置0.25、1.00、1.503个施磷水［14－17］显著的变化。Singh等研究了不同磷养分

6、条件平，磷离子浓度分别为0.1675、0.67、1.005mol/L，下棉花叶片参数的变化情况，结果表明，缺磷会引起形成缺磷胁迫、适量、过量3个不同营养水平的作物［18］叶面积变小;Bosu等研究结果表明，水分差异会样本，每个处理5个重复。引起作物内部磷浓度变化，进而影响叶片绒毛密度对每个营养水平相同节位(倒七叶)的叶片进收稿日期:2014-04-17修回日期:2014-05-06*国家自然科学基金资助项目(61233006、31201659、31101082)、江苏高校自然科学基金资助项目(11KJB210001)、江苏高校优势学科建设

7、工程资助项目(苏政办发［2014］37号)和江苏大学现代农业装备与技术重点实验室开放基金资助项目(NZ201306)作者简介:李青林，讲师，博士后，主要从事设施作物微观信息检测研究，E-mail:lql@ujs．edu．cn通讯作者:毛罕平，教授，博士生导师，主要从事设施农业信息检测与控制技术研究，E-mail:Maohp@ujs．edu．cn第10期李青林等:基于叶片微观结构变化的番茄磷水平检测方法283行取样，每个养分水平5片，取样时间相同(上午组、磷过量组、对照组的显著性分析由SPSS19.0软10:00)。避开叶脉取小块叶肉组织(

8、3cm×4cm)放件进行单因素方差分析得到，P＜0.05认为差异显入事先配好的4%戊二醛固定液中，带回实验室进著。行处理。2结果与分析1.3样品处理1.3.1扫描电镜样品制备与观察2.1磷水平