Taimede keemilised uurimismeetodid. Põhilised uurimismeetodid. Muldade keemilise seisundi indikaatorite süsteem
FEDERAL HARIDUSASUTUS
VORONEŽI RIIGIÜLIKOOL
TEAVE JA ANALÜÜTILINE TOETUS KESKKONNATEGEVUSE KOHTA PÕLLUMAJANDUSES
Õppejuhend ülikoolidele
Koostanud L.I. Brekhova L.D. Stakhurlova D.I. Shcheglov A.I. Äike
VORONEZH - 2009
Kinnitatud bioloogia- ja mullateaduskonna teadus- ja metoodikanõukogu poolt - 4. juuni 2009. aasta protokoll nr 10.
Retsensent, bioloogiateaduste doktor, professor L.A. Yablonskikh
Õppevahend valmistati ette Voroneži Riikliku Ülikooli bioloogia- ja mullateaduskonna mullateaduse ja maakorralduse osakonnas.
Eriala jaoks: 020701 - mullateadus
Mis tahes keemilise elemendi puudus või liig põhjustab taimedes biokeemiliste ja füsioloogiliste protsesside normaalse kulgemise häireid, mis lõppkokkuvõttes muudab saagikust ja taimekasvatuse kvaliteeti. Seetõttu võimaldab taimede keemilise koostise ja toote kvaliteedi näitajate määramine tuvastada ebasoodsaid ökoloogilisi tingimusi nii kultuurilise kui ka loodusliku taimestiku kasvuks. Sellega seoses on taimsete materjalide keemiline analüüs keskkonnakaitsetegevuse lahutamatu osa.
Põllumajanduse keskkonnakaitsealase teabe ja analüütilise toe praktiline juhend koostatakse vastavalt laboratoorsete uuringute programmile "Biogeotsenoloogia", "Taimede analüüs" ja "Keskkonnategevus põllumajanduses" mullaosakonna 4. ja 5. kursuse õpilastele biosoil teaduskonna VSU.
TAIMEPROOVIDE VÕTMISE JA ANALÜÜSI VALMISTAMISE TEHNIKA
Taimede proovide võtmine on väga oluline hetk taimede toitumise diagnostika ja nende mullaressursside kättesaadavuse hindamisel.
Kogu uuritud põllukultuuri ala on visuaalselt jagatud mitmeks osaks, sõltuvalt selle suurusest ja taimede seisundist. Kui külvipindadel, kus on selgelt halvemad taimed, on esile tõstetud, märgitakse need alad põllukaardile, tehakse kindlaks, kas taimede halb seisund on anto- või fütohaiguse, mullaomaduste kohaliku halvenemise või muu tagajärg. kasvutingimused. Kui kõik need tegurid ei selgita taimede halva seisundi põhjuseid, siis võib arvata, et nende toitumine on häiritud. Seda kontrollitakse taimede diagnostiliste meetoditega. Võtke proff
halvima ja enim saitidelt parimad taimed ja nende all olev muld ning oma analüüsiga saavad nad teada taimede halvenemise põhjused ja nende toitumise taseme.
Kui taimede seisundi tõttu ei ole külv ühtlane, siis tuleks proovide võtmisel jälgida, et proovid vastaksid taimede keskmisele seisundile selles põllupiirkonnas. Juurtega taimed võetakse igast valitud massiivist mööda kahte diagonaali. Neid kasutatakse: a) massi suurenemise ja elundite moodustumise kulgu - põllukultuuri tulevase struktuuri - ja b) keemiline diagnostika.
Varases faasis (kahe või kolme lehega) peaks proov sisaldama vähemalt 100 taime hektari kohta. Hiljem teravilja, lina, tatra, herne jt puhul - vähemalt 25 - 30 taime hektari kohta. Suurtel taimedel (täiskasvanud mais, kapsas jne) võetakse alumised terved lehed vähemalt 50 taimelt. Faasides kogunemise ja põllukultuuride poolt eemaldamise arvessevõtmiseks võetakse analüüsiks kogu taime õhuosa.
On puuliigid - puu-, marja-, viinamarja-, dekoratiiv- ja mets - nende vanuse muutuste iseärasuste tõttu on viljade saamise sagedus jms proovide võtmine mõnevõrra keerulisem kui põllukultuuride oma. Eristatakse järgmisi vanuserühmi: seemikud, metsikud, poogitud kaheaastased lapsed, seemikud, noored ja viljakandvad puud (mis on hakanud vilja kandma, täies ulatuses ja hääbumas). Seemikute puhul võetakse nende kasvamise esimesel kuul proovi kogu taim, millele järgneb selle jagamine elunditeks: lehed, varred ja juured. Teisel ja järgmisel kuul valitakse täielikult moodustunud lehed, tavaliselt esimesed kaks pärast noorimat, lugedes ülevalt. Kaheaastases mängus võetakse ka kaks esimest moodustunud lehte, lugedes kasvuvõrse tipust. Poogitud kaheaastastelt ja seemikutelt, samuti täiskasvanutelt võetakse kasvuvõrsete keskmised lehed.
On marjad - karusmarjad, sõstrad jt - valitakse 20 põõsast 3-4 lehe praeguse kasvu võrsete hulgast, nii et proovis
lehti oli vähemalt 60-80. Täiskasvanud lehti võetakse maasikatest samas koguses.
Üldine nõue on proovivõtutehnika ühendamine, proovide töötlemine ja säilitamine: rangelt samade osade võtmine kõigilt taimedelt vastavalt nende astmele, vanusele, asukohale taimel, haiguste puudumisele jne. Samuti on oluline, kas lehed olid otsese päikesevalguse käes või varjus, ja kõigil juhtudel lehed sama paigutuse suhtes päikesevalgus valguses parem.
Juurestiku analüüsimisel pestakse keskmine laboriproov hoolikalt kraanivees, loputatakse destilleeritud vees ja kuivatatakse enne kaalumist filterpaberiga.
Teravilja või seemnete laboriproov võetakse sondiga paljudest kohtadest (kott, karp, masin), seejärel jaotatakse see paberile ühtlaselt ristküliku kujul, jagatuna neljaks osaks ja materjal võetakse kahest vastassuunas analüüsiks vajalikku summat.
Üks olulised punktid taimset materjali analüüsiks ette valmistades on õige see fikseerida, kui analüüse ei peaks tegema värskes materjalis.
Taimsete materjalide keemiliseks hindamiseks toitainete (N, P, K, Ca, Mg, Fe jne) üldsisalduse järgi kuivatatakse taimseid proove kuivatuskappis temperatuuril
temperatuuril 50–60 ° või õhus.
Analüüsides, mille tulemuste põhjal tehakse järeldusi elusate taimede seisundi kohta, tuleks kasutada värsket materjali, kuna närbumine põhjustab aine koostises olulise muutuse või koguse vähenemise ja isegi kadumise. sisalduvad ained
elusad taimed. Näiteks tselluloosi lagunemine ei mõjuta, kuid tärklis, valgud, orgaanilised happed ja eriti vitamiinid lagunevad pärast mitmetunnist närbumist. See sunnib eksperimenteerijat väga lühikese aja jooksul analüüsima värsket materjali, mida pole alati võimalik teha. Seetõttu kasutatakse sageli taimse materjali fikseerimist, mille eesmärk on ebastabiilsete taimsete ainete stabiliseerimine. Sel juhul on ensüümi inaktiveerimine määrava tähtsusega. Kasutatakse erinevaid tehnikaid taimede fikseerimine sõltuvalt katse ülesannetest.
Auru fikseerimine. Seda tüüpi taimse materjali fikseerimist kasutatakse siis, kui pole vaja määrata vees lahustuvaid ühendeid (rakumahl, süsivesikud, kaalium jne). Taimse tooraine töötlemise ajal võib tekkida nii tugev autolüüs, et lõpptoote koostis erineb mõnikord koostisest oluliselt lähtematerjal.
Praktikas toimub fikseerimine auruga järgmiselt: metallvann riputatakse veevanni sisse, vann kaetakse pealt tiheda mittesüttiva materjaliga ja vesi kuumutatakse tugeva auru eraldumiseni. Pärast seda pannakse vanni sees olevale võrgule värske taimne materjal. Kinnitusaeg 15-20 min. Seejärel kuivatatakse taimed
hoitakse termostaadis temperatuuril 60 °.
Temperatuuri fikseerimine. Taimne materjal pannakse paksust jõupaberist valmistatud kottidesse ning mahlased purustatud puu- ja köögiviljad lahtiselt emaili või alumiiniumist küvetti. Materjali hoitakse 10–20 minutit temperatuuril 90–95 °. See inaktiveerib enamiku ensüüme. Pärast seda kuivatatakse lehtmass ja viljad, mis on turgori kaotanud, kuivatuskappis temperatuuril 60 ° koos ventilatsiooniga või ilma.
Selle taimede kinnitamise meetodi kasutamisel tuleb meeles pidada, et taimse materjali pikaajaline kuivatamine temperatuuril
Temperatuur 80 ° ja üle selle põhjustab ainete kadu ja muutusi keemiliste muundamiste tõttu (mõnede ainete termiline lagunemine, süsivesikute karamellistumine jne), samuti ammooniumisoolade ja mõnede orgaaniliste ühendite lenduvuse tõttu. Lisaks ei saa tooraine temperatuur tõusta temperatuurini keskkonda(kuivatuskapp), kuni vesi aurustub ja kogu tarnitav soojus ei muutu enam latentseks aurustumissoojuseks.
Taimeproovi kiiret ja hoolikat kuivatamist peetakse mõnel juhul ka vastuvõetavaks ja vastuvõetavaks fikseerimismeetodiks. Kui see protsess viiakse läbi oskuslikult, võivad kuivaine koostises olevad kõrvalekalded olla väikesed. Sel juhul toimub valkude denatureerimine ja ensüümide inaktiveerimine. Reeglina kuivatatakse kuivatusahjudes (termostaatides) või spetsiaalsetes kuivatuskambrites. Materjal kuivatatakse palju kiiremini ja usaldusväärsemalt, kui kuumutatud õhk ringleb läbi kapi (kambri). Kuivatamiseks sobivaim temperatuur
õmblemine 50 kuni 60 °.
Kuivatatud materjal püsib paremini pimedas ja külmas. Kuna paljud taimedes sisalduvad ained on võimelised isegi kuivas olekus oksüdeeruma, on soovitatav kuivatatud materjali hoida tihedalt suletavates anumates (jahvatatud korgiga kolvid, eksikaatorid jne), mis on materjaliga täidetud. nii et anumatesse ei jääks palju õhku.
Materjali külmutamine. Taimne materjal säilib temperatuuril -20 kuni -30 ° väga hästi, eeldusel, et külmutamine toimub piisavalt kiiresti (mitte rohkem kui 1 tund). Taimematerjali külmutatud olekus säilitamise eelis tuleneb nii materjali jahutamisest kui ka dehüdratsioonist, mis on tingitud vee üleminekust tahkesse olekusse. Tuleb meeles pidada, et külmutamisel
Ensüümid inaktiveeritakse ainult ajutiselt ja pärast sulatamist võivad taimses materjalis toimuda ensümaatilised muundumised.
Taimede töötlemine orgaaniliste lahustitega. Nagu
Kõiki fikseerivaid aineid võib kasutada keevas alkoholis, atsetoonis, eetris jne. Taimse materjali fikseerimine toimub sellisel viisil, alandades selle sobivasse lahustisse. Kuid selle meetodiga ei toimu mitte ainult taimsete materjalide fikseerimine, vaid ka mitmete ainete ekstraheerimine. Seetõttu saab sellist fikseerimist rakendada ainult siis, kui on eelnevalt teada, et kindlaksmääratavad ained antud lahustiga tagasi ei saa.
Pärast kinnitamist kuivatati taimede proovid purustatakse kääridega ja seejärel veskis. Purustatud materjal sõelutakse läbi sõela, mille ava läbimõõt on 1 mm. Samal ajal ei visata proovist midagi välja, kuna eemaldades esimesest sõelumisest osa materjalist, mis ei läbinud sõela, muudame seeläbi keskmise proovi kvaliteeti. Suured osakesed lastakse läbi veski ja sõelutakse uuesti. Ülejäänud jahvatage uhmris sõelale.
Analüütiline proov võetakse sel viisil koostatud labori keskmisest. Selleks jagatakse õhukese ühtlase kihina läikivale paberilehele jagatud taimne materjal diagonaalselt neljaks osaks. Seejärel eemaldatakse kaks vastandlikku kolmnurka ja ülejäänud mass jaotatakse õhukese kihina uuesti kogu paberilehele. Jällegi joonistatakse diagonaalid ja eemaldatakse kaks vastassuunalist kolmnurka. Seda tehakse seni, kuni lehele jääb analüütilise proovi jaoks vajalik aine kogus. Võetud analüütiline proov viiakse klaaspurki, millel on sisseehitatud kork. Selles olekus saab seda lõputult säilitada. Analüütilise proovi kaal sõltub uurimistöö hulgast ja meetodist ning jääb vahemikku 50 kuni mitusada grammi taimset materjali.
Kõik taimsete materjalide analüüsid tuleks teha kahe paralleelselt võetud prooviga. Ainult lähedased tulemused võivad kinnitada tehtud töö õigsust.
Taimi tuleb käidelda kuivas ja puhtas laboris, mis ei sisalda ammoniaagi aure, lenduvaid happeid ega muid ühendeid, mis võivad proovi kvaliteeti mõjutada.
Analüüside tulemusi saab arvutada nii õhu- kui ka absoluutselt kuiva proovi puhul. Õhukuiva oleku korral on vee kogus materjalis tasakaalus õhus oleva veeauruga. Seda vett nimetatakse hügroskoopseks ja selle kogus sõltub nii taimest kui ka õhu olekust: mida niiskem on õhk, seda rohkem on taimses materjalis hügroskoopset vett. Andmete kuivaineks teisendamiseks on vaja määrata proovis hügroskoopse niiskuse hulk.
KUIVAINE JA HÜGROSKOOPILISE NIISKUSE MÄÄRAMINE ÕHKUIVAS MATERJALIS
Keemilises analüüsis arvutatakse konkreetse komponendi kvantitatiivne sisaldus kuivaine alusel. Seetõttu määratakse enne analüüsi materjali niiskuse kogus ja seeläbi leitakse selles absoluutselt kuivaine kogus.
Analüüsi edenemine. Aine analüütiline proov kantakse õhukese kihina läikivale paberilehele. Seejärel võetakse spaatliga lehest jaotatud aine erinevatest kohtadest väikesed näpunäited selle klaaspudelisse, mis on eelnevalt kuivatatud konstantse kaaluni. Proov peaks olema umbes 5 g. Partii koos prooviga kaalutakse analüütilisel kaalul ja asetatakse termostaati, mille sees hoitakse temperatuuri 100–1050. Esmakordselt hoitakse termostaadis avatud kaalupudelit 4-6 tundi. Selle aja möödudes viiakse termostaadi kaalupudel jahutamiseks eksikaatorisse, pärast 20. – 30
minuti pärast kaalutakse kaalupudelit. Pärast seda pudel avatakse ja asetatakse 2 tunniks tagasi (samal temperatuuril) termostaati. Kuivatamist, jahutamist ja kaalumist korratakse, kuni kaalupudel saavutab konstantse kaalu (kahe viimase kaalumise vahe peab olema väiksem kui 0,0003 g).
Vee osakaal arvutatakse järgmise valemi abil:
kus: x on vee protsent; c - kaalutud taimse materjali kogus enne kuivatamist, g; в1 - kaalutud taimse materjali kogus pärast kuivatamist.
Seadmed ja nõud:
1) termostaat;
2) klaaspudelid.
Tulemuste salvestamise vorm
Kaal koos pudeliga |
Kaal koos pudeliga |
||||||||
hinge külge |
|||||||||
kaalus kuni |
Kaal kuni |
Kaal vastavalt |
|||||||
pärast kuivamist- |
|||||||||
kuivamine |
kuivamine |
pärast vysu- |
|||||||
õmblemine, g |
|||||||||
"TOORE" TUHA MÄÄRAMINE KUIVA PÕHJUMISE MEETODI JÄRGI
Tuhk on jääk, mis saadakse pärast orgaanilise aine põletamist ja kaltsineerimist. Põlemisel aurustub süsinik, vesinik, lämmastik ja osaliselt hapnik ning järele jäävad vaid mittelenduvad oksiidid.
Taimede tuhaelementide sisaldus ja koostis sõltub taimede liigist, kasvust ja arengust ning eriti nende kasvatamise mulla-kliima- ja agrotehnilistest tingimustest. Tuhaelementide kontsentratsioon on taimede erinevates kudedes ja organites oluliselt erinev. Seega on taimede lehtede ja rohtsete organite tuhasisaldus palju suurem kui seemnetes. Lehtedes on rohkem tuhka kui vartes,
16. sajandi alguses. selgus oluline tõde: raviomadused iga taim määratakse selle keemilise koostise järgi, see tähendab teatud ainete olemasolu selles, millel on teatud mõju inimkehale. Arvukate faktide analüüsi tulemusena oli võimalik tuvastada paljude farmakoloogiliste omaduste ja paljude terapeutiliste toimete spekter paljude keemiliste ühendite rühmade jaoks. aktiivsed koostisosad... Kõige olulisemad neist on alkaloidid, südameglükosiidid, triterpeenglükosiidid (saponiinid), flavonoidid (ja muud fenoolühendid), kumariinid, kinoonid, ksanoonid, seskviterpeenlaktoonid, lignaanid, aminohapped, polüsahhariidid ja mõned muud ühendid. Praegu tuntud 70 looduslike ühendite rühmast oleme sageli huvitatud vaid mõnest bioloogilise aktiivsusega rühmast. See piirab meie valikuid ja kiirendab seega vajalike looduslike kemikaalide otsimist. Näiteks, viirusevastane toime sisaldavad vaid mõningaid flavonoidide, ksantoonide, alkaloidide, terpenoidide ja alkoholide rühmi; kasvajavastane- mõned alkaloidid, tsüaniidid, triterpeenketoonid, diterpenoidid, polüsahhariidid, fenoolühendid jne. Polüfenoolseid ühendeid iseloomustab hüpotensiivne, spasmolüütiline, haavandivastane, kolereetiline ja bakteritsiidne toime. Paljudel keemiliste ühendite ja üksikute kemikaalide klassidel on rangelt määratletud ja üsna piiratud biomeditsiinilise aktiivsuse spekter. Teised, tavaliselt väga ulatuslikud klassid, näiteks alkaloidid, on väga laia ja mitmekesise toimega. Sellised ühendid väärivad mitmekülgset meditsiinilist ja bioloogilist uuringut ning ennekõike meile huvipakkuvates ja soovitatud suundades. Analüütilise keemia edusammud on võimaldanud välja töötada lihtsaid ja kiireid meetodeid (ekspressmeetodeid) keemiliste ühendite ja üksikute keemiliste ainete tuvastamiseks meile vajalikes klassides (rühmades). Selle tulemusel tekkis massikeemilise analüüsi meetod, mida muidu nimetatakse keemiliseks sõelumiseks (ingliskeelsest sõnast screening - sõelumine, sorteerimine läbi sõela) ja see võeti laialdaselt kasutusele geoloogiliste uuringute praktikas. Sageli harjutatakse soovitud keemiliste ühendite leidmist, analüüsides kõiki uuritava piirkonna taimi.
Keemiline sõelumismeetod
Kõige tõhusamaid tulemusi annab keemiline sõelumismeetod koos andmetega taime kasutamise kohta empiirilises meditsiinis ja selle süstemaatilise positsiooni arvestamine. Kogemused näitavad, et peaaegu kõik empiirilises meditsiinis kasutatavad taimed sisaldavad meile tuntud bioloogiliselt aktiivsete ühendite klasse. Seepärast tuleks vajalike ainete otsimine esmajoones sihipäraselt läbi viia taimede seast, mis on kuidagi näidanud oma farmakoloogilist või kemoterapeutilist aktiivsust. Ekspressmeetod saab kombineerida paljutõotavate liikide, sortide ja populatsioonide esialgse valikuga, mis on saadud nende organoleptilise hindamise ja etnobotaaniliste andmete analüüsi tulemusena, viidates kaudselt taimes huvipakkuvate ainete olemasolule. Sarnast valikumeetodit kasutas laialdaselt akadeemik N.I. Vavilov erinevate kasulike taimede lähtematerjali kvaliteedi hindamisel, mida kasutatakse selektsiooniks ja geneetiliseks uurimiseks. Esimeste viieaastaste plaanide aastatel tehti sel viisil NSV Liidu taimestikus uusi kummi kandvaid taimi.
Esimest korda suures mahus keemiline sõelumismeetod uut otsides ravimtaimedÜleliidulise teadusuuringute keemia-farmaatsia instituudi (VNIHFI) Kesk-Aasia ekspeditsioonide juht PS Massagetov hakkas seda kasutama. Üle 1400 taimeliigi uuring võimaldas akadeemikul A. P. Orekhovil ja tema õpilastel kirjeldada aastaks 19G0 umbes 100 uut alkaloidi ning korraldada NSV Liidus meditsiinilistel eesmärkidel vajalike tootmist ja võitlust põllumajanduslike kahjurite vastu. Usbeki NSV Teaduste Akadeemia taimsete ainete keemia instituut uuris umbes 4000 taimeliiki, tuvastas 415 alkaloidi ja kehtestas esmakordselt nende 206 struktuuri. VILR -i ekspeditsioonidel uuriti 1498 Kaukaasia taimeliiki, 1026 Kaug -Ida liiki, paljusid Kesk -Aasia, Siberi ja NSV Liidu Euroopa osa taimi. Ainuüksi Kaug-Idast on leitud 417 alkaloidi sisaldavat taime, sealhulgas poolpõõsas securinega, mis sisaldab uut alkaloidi securiini, strihniinitaolist ainet. 1967. aasta lõpuks oli kogu maailmas kirjeldatud ja kindlaks tehtud 4349 alkaloidi struktuur. Otsingu järgmine etapp on farmakoloogilise, kemoterapeutilise ja kasvajavastase toime põhjalik põhjalik hindamine isoleeritud üksikud ained või neid sisaldavad valmistised. Tuleb märkida, et riigis tervikuna ja globaalses mastaabis on keemilised uuringud märkimisväärselt ees taimedes tuvastatud uute keemiliste ühendite põhjaliku meditsiinilise ja bioloogilise testimise võimalustest. Praegu on kindlaks tehtud 12 000 taimest eraldatud ühendi struktuur; kahjuks ei ole paljud neist veel biomeditsiinilisi uuringuid läbinud. Kõigist klassidest on kõige rohkem keemilisi ühendeid suuremat tähtsust kindlasti on alkaloidid; 100 neist on soovitatud oluliste ravimitena, näiteks atropiin, berberiin, kodeiin, kokaiin, kofeiin, morfiin, papaveriin, pilokarpiin, platifilliin, reserpiin, salsoliin, secuureniin, strühniin, kiniin, tsütisiin, efedriin jne. Enamik neist ravimitest saadakse keemilise sõeluuringu põhjal tehtud otsingute tulemuste põhjal. Selle meetodi ühepoolne arendamine on aga murettekitav, sest paljudes instituutides ja laborites on tagatud ainult alkaloidtaimede otsimine. Ei tohiks unustada, et lisaks alkaloididele on ka teistesse kemikaaliklassidesse kuuluvad uued bioloogiliselt aktiivsed taimsed ained ühendeid avastatakse igal aastal. Kui kuni 1956. aastani oli teada ainult 2669 loodusliku ühendi struktuur taimedest, mis ei kuulunud alkaloidide hulka, siis järgmise 5 aasta jooksul (1957-1961) leiti taimedest veel 1754 üksikut orgaanilist ainet. Nüüd ulatub väljakujunenud struktuuriga keemiliste ainete arv 7000 -ni, mis koos alkaloididega on üle 12 000 taimse aine. Keemiline sõeluuring väljub aeglaselt "alkaloidiperioodist". Praegu teadaolevatest 70 taimsete ainete rühmast ja klassist (Karrer et al., 1977) viiakse see läbi ainult kümnes ühendiklassis, sest puuduvad usaldusväärsed ja kiired ekspressmeetodid teiste ühendite esinemise määramiseks taimes toored materjalid. Uute bioloogiliselt aktiivsete ühendite klasside kaasamine keemilisse sõeluuringusse on oluline reserv, et suurendada taimedelt uute ravimite otsimise kiirust ja tõhusust. On väga oluline välja töötada meetodid üksikute keemiliste ainete, näiteks berberiini, rutiini, askorbiinhappe, morfiini, tsütisiini jne kiireks otsimiseks. Suurimat huvi pakuvad sekundaarsed ühendid ehk nn spetsiifilise biosünteesi ained. uute meditsiiniliste preparaatide loomine. Paljudel neist on lai bioloogilise aktiivsuse spekter. Näiteks on alkaloidid meditsiinipraktikas heaks kiidetud analeptikumide, valuvaigistite, rahustite, antihüpertensiivsete ainete, rögalahtistite, kolereetikumide, spasmolüütikumide, emaka, kesknärvisüsteemi toonikute ja adrenaliinitaoliste ravimitena. Flavonoidid on võimelised tugevdama kapillaaride seinu, alandama soolestiku silelihaste toonust, stimuleerima sapi sekretsiooni, suurendama maksa detoksifitseerivat funktsiooni, mõnel neist on spasmolüütiline, kardiotooniline ja kasvajavastane toime. Paljusid polüfenoolseid ühendeid kasutatakse vererõhku alandavate, spasmolüütiliste, haavandivastaste, kolereetiliste ja antibakteriaalsete ainetena. Kasvajavastast toimet täheldati tsüaniidides (näiteks virsiku seemnetes sisalduvates jt), triterpeenketoonides, diterpenoidides, polüsahhariidides, alkaloidides, fenoolides ja muudes ühendites. Üha rohkem ravimeid luuakse südameglükosiididest, aminohapetest, alkoholidest, kumariinidest. polüsahhariidid, aldehüüdid, seskviterpeenlaktoonid, steroidühendid. Sageli leiavad meditsiinilist kasutust juba ammu tuntud keemilised ained, mille puhul alles hiljuti oli võimalik avastada üht või teist meditsiinilist bioloogilist aktiivsust ja töötada välja ratsionaalne meetod ravimite valmistamiseks. Keemiline sõeluuring võimaldab mitte ainult visandada uusi paljutõotavaid objekte uurimiseks, vaid ka: - paljastada korrelatsioonid taime süstemaatilise asendi, selle keemilise koostise ja meditsiinilis-bioloogilise aktiivsuse vahel;
- selgitada välja geograafilised ja ökoloogilised tegurid, mis soodustavad või takistavad teatud toimeainete kogunemist taimedesse;
- määrata bioloogiliselt aktiivsete ainete väärtus neid tootvate taimede jaoks;
- teha kindlaks keemilised rassid taimedes, mis on teatavate toimeainete olemasolu tõttu üksteisest pärilikult erinevad.
Taimeorganite uurimine
Erinevad taimeorganid erinevad sageli mitte ainult toimeainete kvantitatiivse sisalduse, vaid ka nende kvalitatiivse koostise poolest. Näiteks sisaldab alkaloidne sünomeniin ainult dahuri kuuseemne rohtu ja tsütisiini leidub ainult lanseldatud termopsise viljades, mida pole maapealsetes osades kuni taimede õitsemise lõpuni. vahelduva õiega tsütosiini termopsis suur hulk sisaldub õhuosades kõikides taime arengufaasides. Seetõttu on iga taime keemilise koostise kohta täieliku pildi saamiseks vaja analüüsida vähemalt nelja tema elundit: maa all (juured, risoomid, sibulad, mugulad), lehed ja varred (maitsetaimedes, lehtedes) on alati toimeainerikkamad kui varred), lilled (või õisikud), viljad ja seemned. Põõsas- ja põõsataimedes kogunevad toimeained sageli varte (ja juurte) kooresse ning mõnikord ainult seemikutesse, lilli, vilja ja seemnete osadesse.
Iga taime elundi keemiline koostis varieerub oluliselt ka selle arengu erinevates faasides. Mõne aine maksimaalset sisaldust täheldatakse aastal lootustandev faas, teised - sisse täielik õitsemise faas, kolmas - ajal viljakas Näiteks leidub alkaloid -triakantiini märkimisväärses koguses ainult trichoid gledichia õitsevatel lehtedel, samas kui teistes arengufaasides seda taime kõigis organites praktiliselt ei esine. Seega on lihtne arvutada, et näiteks selleks, et tuvastada ainult NSV Liidu taimestiku alkaloidtaimede täielik loetelu, umbes 20 000 liiki, on vaja teha vähemalt 160 000 analüüsi (20 000 liiki X 4 elundit X 2 arengufaasid), mis nõuab ühe laborandi-analüütiku tööd umbes 8000 päeva. Ligikaudu sama palju aega tuleb kulutada flavonoidide, kumariinide, südameglükosiidide, tanniinide, polüsahhariidide, triterpeenglükosiidide ja kõigi teiste keemiliste ühendite klasside olemasolu või puudumise kindlakstegemiseks NSV Liidu taimestikus, kui analüüsid on tehtud. ühel või teisel põhjusel ilma taimede eelneva hukkamiseta. Lisaks võivad samades elundites, mis asuvad ühes piirkonnas samas arengufaasis, vajalikud piirkonnad ja teises piirkonnas mitte. Lisaks geograafilistele ja keskkonnateguritele (temperatuuri, niiskuse, insolatsiooni mõju jne) võivad siin mõjutada spetsiaalsete keemiliste rasside olemasolu antud tehases, mis on morfoloogiliste omaduste poolest täiesti eristamatud. Kõik see raskendab ülesannet oluliselt ja tundub, et muudab väljavaated NSV Liidu ja veelgi enam kogu maakera taimestiku esialgse keemilise hindamise lõpuleviimiseks väga kaugeks. Kuid teatud mustrite tundmine võib seda tööd oluliselt lihtsustada. Esiteks ei ole üldse vaja uurida kõiki elundeid kõigis arenguetappides. Piisab, kui analüüsida iga elundit optimaalses faasis, kui see sisaldab suurim arv uuritud aine. Näiteks varasemad uuringud on näidanud, et lehed ja varred on rikas alkaloidide poolest lootustandva faasi ajal, koor - kevadise mahlavoolu ajal ja lilled - täieliku õitsemise faasis. Puuviljad ja seemned võivad aga sisaldada erinevaid alkaloide ja erinevas koguses küpses ja ebaküpses olekus ning seetõttu tuleks neid võimaluse korral kaks korda uurida. Nende mustrite tundmine lihtsustab oluliselt taimede esialgse keemilise hindamise tööd. Igat tüüpi täielik läbivaatus- meetod on tõhus, kuid siiski pime töö! Kas ilma kõige lihtsama keemilise analüüsi tegemata on võimalik eristada taimerühmi, mis tõenäoliselt sisaldavad üht või teist klassi keemilisi ühendeid, nendest, mis ilmselgelt neid aineid ei sisalda? Teisisõnu, kas taimede keemilist koostist on võimalik silma järgi määrata? Nagu meie brošüüri järgmises osas arutatakse, võime sellele küsimusele üldiselt vastata jaatavalt. Taimefüsioloogia uurimise ajalugu. Taimefüsioloogia peamised osad
Taimefüsioloogia kui botaanika haru.
Töö teema tuleb kokku leppida valikdistsipliini kuraatori (valikaine) A.N. Luferov.
Taimeraku struktuuri tunnused, keemiline koostis.
1. Taimefüsioloogia uurimise ajalugu. Taimefüsioloogia peamised osad ja ülesanded
2. Taimefüsioloogia põhilised uurimismeetodid
3. Taimeraku struktuur
4. Taimeraku keemiline koostis
5. Bioloogilised membraanid
Taimefüsioloogia on teadus, mis uurib taimeorganismis toimuvaid eluprotsesse.
Botaanika arenedes koguti teavet elusas taimes toimuvate protsesside kohta. Taimefüsioloogia kui teaduse kujunemise määrasid uued, arenenumad keemia-, füüsika- ja põllumajandusmeetodid.
Taimede füsioloogia sai alguse 17.-18. Taimefüsioloogia kui teaduse aluse panid Ya.B. Van Helmont eksperimendid taimede vee toitumise kohta (1634).
Mitmete füsioloogiliste katsete tulemused, mis tõestavad vee kahanevate ja tõusvate voolude olemasolu toitaineid, taimede õhu toitumist on kirjeldatud Itaalia bioloogi ja arsti M. Malpiga klassikalistes töödes "Taimede anatoomia" (1675-1679) ja inglise botaaniku ja arsti S. Geilsi "Statics of Plants" (1727). 1771. aastal avastas ja kirjeldas inglise teadlane D. Priestley fotosünteesi protsessi - taimede õhu toitumist. Aastal 1800 avaldas J. Senebier viies köites traktaadi "Physiology vegetale", kuhu koguti, töödeldi ja tõlgendati kõiki selleks ajaks teadaolevaid andmeid, pakuti välja termin "taimefüsioloogia", ülesanded, meetodid taimefüsioloogia uurimiseks. tehti kindlaks, eksperimentaalselt tõestati, et süsinikdioksiid on fotosünteesi süsinikuallikas, mis pani aluse fotokoomiale.
XIX - XX sajandil tehti taimefüsioloogia valdkonnas mitmeid avastusi:
1806 - T.A. Knight kirjeldas ja uuris katseliselt geotropismi nähtust;
1817 - P.J. Peltier ja J.Cavantu eraldasid lehtedest rohelise pigmendi ja nimetasid selle klorofülliks;
1826 - G. Dutroche avastas osmoosi nähtuse;
1838-1839 - T. Schwann ja M.Ya. Schleiden põhjendasid taimede ja loomade ehituse rakulist teooriat;
1840 - J. Liebikh töötas välja taimede mineraalse toitumise teooria;
1851 - W. Hoffmeister avastas põlvkondade vaheldumise aastal kõrgemad taimed;
1859 - Charles Darwin pani aluse taimede evolutsioonilisele füsioloogiale, lillefüsioloogiale, heterotroofsele toitumisele, taimede liikumisele ja ärrituvusele;
1862 - Yu. Saks näitas, et tärklis on fotosünteesi produkt;
1865 - 1875 - K.A. Timirjazev uuris punase valguse rolli fotosünteesi protsessides, arendas ettekujutuse roheliste taimede kosmilisest rollist;
1877 - V. Pfeffer avastas osmoosiseadused;
1878-1880 - G. Gelriegel ja J. B. Bussengo näitasid kaunviljades atmosfääri lämmastiku fikseerimist sümbioosis sõlmebakteritega;
1897 M. Nentsky ja L. Marhlevsky avastasid klorofülli struktuurid;
1903 - G. Klebs arendas doktriini tegurite mõjust väliskeskkond taimede kasvu ja arengu kohta;
1912 - V.I. Palladin pakkus välja hingamise anaeroobsete ja aeroobsete etappide idee;
1920 W. W. Garner ja G. A. Allard avastasid fotoperiodismi nähtuse;
1937 - G. A. Krebs kirjeldas sidrunhappe tsüklit;
1937 - M.Kh Chailakhyan esitas taimede arengu hormonaalse teooria;
1937-1939 - G.Kalkar ja V.A. Blitzer avastasid oksüdatiivse fosforüülimise;
1946 - 1956 - M. Calvin ja tema kolleegid dešifreerisid fotosünteesi käigus süsiniku peamise raja;
1943-1957 - R. Emerson tõestas katseliselt kahe fotosüsteemi olemasolu;
1954 - D.I. Arnon jt. avastas fotofosforüülimise;
1961-1966 - P. Mitchell töötas välja kemioosmootilise teooria oksüdatsiooni ja fosforüülimise konjugatsioonist.
Ja ka muid avastusi, mis määrasid taimefüsioloogia kui teaduse arengu.
Taimefüsioloogia peamised osad eristati 19. sajandil - need on:
1. fotosünteesi füsioloogia
2. taimede veerežiimi füsioloogia
3. mineraalse toitumise füsioloogia
4. kasvu ja arengu füsioloogia
5. resistentsuse füsioloogia
6. paljunemise füsioloogia
7. hingamise füsioloogia.
Kuid mis tahes nähtusi taimes ei saa mõista ainult ühe jao raames. Seetõttu XX sajandi teisel poolel. taimefüsioloogias on kalduvus sulanduda ühtseks tervikuks biokeemia ja molekulaarbioloogia, biofüüsika ja bioloogiline modelleerimine, tsütoloogia, anatoomia ja taimede geneetika.
Kaasaegne taimefüsioloogia on fundamentaalteadus, selle peamine ülesanne on uurida taimestiku mustreid. Kuid sellel on suur praktiline tähtsus, seetõttu on selle teine ülesanne töötada välja teoreetilised alused põllumajandus-, tööstus- ja ravimtaimede maksimaalse saagi saamiseks. Taimefüsioloogia on tulevikuteadus, selle kolmas, seni lahendamata probleem on installatsioonide väljatöötamine fotosünteesi protsesside läbiviimiseks kunstlikes tingimustes.
Kaasaegne taimefüsioloogia kasutab kogu arsenali teaduslikud meetodid mis eksisteerib täna. Need on mikroskoopilised, biokeemilised, immunoloogilised, kromatograafilised, radioisotoobid jne.
Mõelge instrumentaalsetele uurimismeetoditele, mida kasutatakse laialdaselt taime füsioloogiliste protsesside uurimisel. Instrumentaalsed meetodid bioloogiliste objektidega töötamiseks jagunevad rühmadesse sõltuvalt mis tahes kriteeriumist:
1. Sõltuvalt seadme tundlike elementide asukohast (seadmel või mitte): kontaktne ja kauge;
2. Saadud väärtuse olemuse järgi: kvalitatiivne, poolkvantitatiivne ja kvantitatiivne. Kvalitatiivne - teadlane saab teavet ainult aine või protsessi olemasolu või puudumise kohta. Poolkvantitatiivne - uurija saab võrrelda ühe objekti võimeid teistega protsessi intensiivsuse, ainete sisalduse järgi (kui seda ei väljendata arvuliselt, vaid näiteks skaala kujul). Kvantitatiivne - uurija saab numbrilisi näitajaid, mis iseloomustavad protsessi või ainete sisaldust.
3. Otsene ja kaudne... Otseseid meetodeid kasutades saab uurija teavet uuritava protsessi kohta. Kaudsed meetodid põhinevad mis tahes kaasnevate koguste mõõtmistel, mis on ühel või teisel viisil seotud uuritava kogusega.
4. Sõltuvalt katse tingimustest jagunevad meetodid labor ja väli.
Taimeobjektide uurimisel saab teha järgmist tüüpi mõõtmisi:
1. Morfomeetria (erinevate morfoloogiliste parameetrite ja nende dünaamika mõõtmine (näiteks lehepindala, maapealsete ja maa -aluste organite pindalade suhe jne)
2. Kaalu mõõtmised. Näiteks vegetatiivse massi kogunemise päevase dünaamika määramine
3. Lahuse kontsentratsiooni mõõtmine, proovide keemiline koostis jne. kasutades konduktomeetrilisi, potentsiomeetrilisi ja muid meetodeid.
4. Gaasivahetuse uuring (fotosünteesi ja gaasivahetuse intensiivsuse uurimisel)
Morfomeetrilisi näitajaid saab määrata visuaalse loendamise, joonlauaga mõõtmise, graafikapaberi jms abil. Mõne näitaja, näiteks juurestiku kogumahu kindlaksmääramiseks kasutatakse spetsiaalseid seadmeid - astet, millel on gradueeritud kapillaar. Juurestiku maht määratakse väljatõrjutud vee mahu järgi.
Protsessi uurides kasutage erinevaid meetodeid... Näiteks transpiratsiooni taseme määramiseks kasutage:
1. Kaalumismeetodid (lehe algkaal ja selle kaal mõne aja pärast);
2. Temperatuur (kasutage spetsiaalseid kliimakambreid);
3. Poromeetrite abil määratakse kambri niiskus, kuhu katsejaam pannakse.
Taimede väetisvajaduste kindlaksmääramisel hakati koos mulla-, põllu- ja taimkatse agrokeemiliste analüüside, mikrobioloogiliste ja muude meetoditega kasutama üha enam taimede diagnostika meetodeid.
Praegu kasutatakse laialdaselt järgmisi taimede diagnostika meetodeid: 1) taimede keemiline analüüs, 2) visuaalne diagnostika ning 3) süstimine ja pihustamine. Taimede keemiline analüüs on kõige levinum meetod väetamisvajaduse diagnoosimiseks.
Keemilist diagnostikat esindavad kolm liiki: 1) lehtede diagnostika, 2) kudede diagnostika ja 3) taimeanalüüsi kiire (kiir) meetodid.
Taimede diagnostika olulised etapid keemilist analüüsi kasutades on järgmised: 1) analüüsimiseks taimse proovi võtmine; 2) arvestades sellega kaasnevaid tingimusi taimede kasvuks; 3) taimede keemiline analüüs; 4) analüütiliste andmete töötlemine ja järelduse tegemine taimede väetisvajaduse kohta.
Taimede proovi võtmine analüüsimiseks. Taimi analüüsiks valides tuleks jälgida, et võetud taimed vastaksid taimede keskmisele seisundile antud põllupiirkonnas. Kui külv on homogeenne, võib ühe proovi piirata; kui on täppe paremini arenenud või vastupidi halvemini arenenud taimedest, siis võetakse igast laigust eraldi proov, et selgitada välja taime muutunud oleku põhjus. Hästi arenenud taimede toitainete sisaldust saab sel juhul kasutada antud taimeliigi normaalse koostise näitajana.
Analüüside tegemisel on vaja ühtlustada proovide võtmise ja ettevalmistamise tehnikat: samade taimeosade võtmine astme, taime asendi ja füsioloogilise vanuse järgi.
Taimeosa valik analüüsiks sõltub keemilise diagnostika meetodist. Usaldusväärsete andmete saamiseks on vaja võtta proove vähemalt kümnest tehasest.
Puukultuurides on nende vanusega seotud muutuste iseärasuste tõttu taimede proovide võtmine mõnevõrra keerulisem kui põllukultuuridel. Uuringuid on soovitatav läbi viia järgmistel vanuseperioodidel: seemikud, seemikud, noored ja viljapuud. Lehed, nende leherootsud, pungad, võrsed või muud elundid tuleks võrsete ülemisest kolmandikust võtta keskmine tsoon samaealiste puude või põõsaste kroonid ja bonitet, järgides sama järjekorda, nimelt: kas ainult viljadest või ainult mitteviljavõrsetest või praeguse kasvuga võrsetest või lehtedest otsese päikesevalguse käes või hajutatud valguses . Kõiki neid punkte tuleb arvesse võtta, kuna need kõik mõjutavad lehtede keemilist koostist. Märgitakse, et parima korrelatsiooni lehe keemilise koostise ja viljasaagi vahel saab siis, kui prooviks võetakse leht, mille kaenlas areneb õienupp.
Millises taime arenguetapis tuleks analüüsimiseks proove võtta? Kui tegemist on saagiga parima korrelatsiooni saavutamisega, siis osutub parimaks taimede analüüs õitsemise või küpsemise faasis. Niisiis, Lundegard, Kolarzhik ja teised teadlased usuvad, et õitsemine on kõigi taimede jaoks selline faas, kuna selleks hetkeks on peamised kasvuprotsessid lõppenud ja massi suurenemine ei “lahjenda” ainete protsenti.
Lahendada probleem, kuidas muuta taimede toitumist, et tagada moodustumine parim saak, on vaja taimi rohkem analüüsida varased perioodid arengut ja mitte üks kord, vaid mitu (kolm või neli), alustades ühe või kahe lehe ilmumisest.
Proovide võtmise aeg. I termin: kevadiste teraviljade (nisu, kaer, mais) puhul - kolme lehe faasis, see tähendab enne algelise kõrva või paanika diferentseerumise algust; lina jaoks - kalasaba algus; kartulite, kaunviljade, puuvilla jt puhul - nelja kuni viie pärislehe faas, see tähendab enne lootustandmist; suhkrupeedi puhul kolme pärislehe faas.
II tähtaeg: kevadiste teraviljade puhul - viie lehe faasis, see tähendab alglaadimisfaasis; peet - kuuenda lehe lahtivõtmise faasis; kogu ülejäänud jaoks - esimeste väikeste roheliste pungade moodustumise ajal, see tähendab punga alguseni.
III termin: õitsemisfaasis; peedi puhul - kaheksanda kuni üheksanda lehe lahti voltimisel.
IV termin: seemnete piimaküpsuse faasis; peet - nädal enne saagikoristust.
On puittaimed ja marjakasvatajate jaoks võetakse proove järgmistes põllukultuuride moodustumise faasides: a) enne õitsemist, see tähendab tugeva kasvu alguses, b) õitsemine, see tähendab tugeva kasvu ja munasarjade füsioloogilise väljalangemise perioodil, c ) viljade moodustumine, d) valmimine ja koristamine ning e) lehtede sügisene langemise periood.
Taimede proovivõtmise aja määramisel tuleb arvesse võtta ka kasvu- ja arenguperioodi, mille jooksul langeb toitumise kriitiline tase. Mõiste "kriitiline tase" viitab toitainete madalaimale kontsentratsioonile taimedes nende arengu kriitilisel perioodil, st kontsentratsioonidele, millest madalamal toimub taime seisundi halvenemine ja saagikuse vähenemine. Taime optimaalse koostise all mõistetakse taimes toitainete sisaldust selle arengu kriitilistes faasides, mis tagab suure saagikuse.
Allpool on toodud mõnede põllukultuuride jaoks kriitiliste tasemete ja optimaalse koostise väärtused. Proovid võetakse igal juhul samadel kellaaegadel, eelistatavalt hommikul (kell 8–9), et vältida taimede koostises igapäevasest toidust tulenevaid muutusi.
Kaasnevate tingimuste arvestamine. Taimede toitumise piisavust või ebapiisavust teatud elementidega ei ole alati õige hinnata ainult keemilise analüüsi andmete põhjal. On teada palju fakte, kui ühe või mitme toitaine puudus, fotosünteesi hilinemine või vee-, termiliste ja muude elutähtsate režiimide rikkumine võib põhjustada ühe või teise elemendi kogunemist taimes, mis ei tohiks mingil juhul iseloomustada toitainete piisavust. see element toitainekeskkonnas (pinnas). Vältima võimalikud vead ja järelduste ebatäpsusi, on vaja võrrelda taimede keemilise analüüsi andmeid mitmete muude näitajatega: taimede kaalu, kasvu ja arengukiirusega proovide võtmise ajal ning lõppsaagiga, visuaalse diagnostilised märgid, põllumajandustehnoloogia iseärasustega, koos agrokeemilised omadused pinnas, ilmastikutingimused ja mitmed muud taimede toitumist mõjutavad näitajad. Seetõttu on üks olulisemaid tingimusi taimede diagnostika edukaks kasutamiseks kõigi nende näitajate kõige üksikasjalikum arvestamine nende hilisemaks võrdlemiseks üksteisega ja analüüsiandmetega.
Taimede keemiline analüüs viimased aastad pälvis tunnustuse ja oli paljudes maailma riikides laialt levinud kui meetod taimede toitumise uurimiseks põllul ja meetod taimede väetisvajaduste määramiseks. Selle meetodi eeliseks on hästi väljendunud seos taimeanalüüsi näitajate ja vastavate väetiste tõhususe vahel. Analüüsiks ei võeta kogu taime, vaid mõnda konkreetset osa, sagedamini lehte või leherootsut. Seda meetodit nimetatakse lehtede diagnostikaks. [...]
Taimedes saadakse toitainete koguse kindlakstegemiseks keemiline analüüs, mille alusel saab hinnata väetiste kasutamise vajadust (Neubaueri, Magnitski jt meetodid), määrata toidu ja sööda näitajad. toodete väärtus (tärklise, suhkru, valgu, vitamiinide jms määramine). o) ning mitmesuguste taimede toitumise ja ainevahetuse küsimuste lahendamiseks. [...]
Selles katses täiendati taimi 24 päeva pärast idanemist märgistatud lämmastikuga. Kattekihina kasutati kolm korda rikastatud ammooniumsulfaati N15 isotoobis annuses 0,24 g N anuma kohta. Kuna väetatud märgistatud ammooniumsulfaat lahjendati mullas tavalise ammooniumsulfaadiga enne külvi ja täielikult ära kasutamata taimi, oli ammooniumsulfaadi tegelik rikastumine substraadis veidi väiksem, umbes 2,5. Tabelist 1, mis sisaldab saagikusandmeid ja taimede keemilise analüüsi tulemusi, järeldub, et kui taimi eksponeeriti märgistatud lämmastikuga 6-72 tundi, jäi taimede kaal praktiliselt samale tasemele ja ainult 120 tundi pärast lämmastikväetise kasutuselevõttu oli see märgatavalt suurenenud. [...]
Siiani pole keemiline taksonoomia suutnud jagada taimi suurteks taksonoomilisteks rühmadeks, mis põhinevad mis tahes keemilisel ühendil või ühendite rühmal. Keemiline taksonoomia pärineb taimede keemilisest analüüsist. Põhirõhk on siiani olnud Euroopa ja parasvöötme taimedel, samas süstemaatiline uurimistöö troopilised taimed oli ebapiisav. Viimasel kümnendil on aga peamiselt biokeemiline taksonoomia muutunud üha olulisemaks, seda kahel põhjusel. Üks neist on mugavus kasutada kiireid, lihtsaid ja hästi reprodutseeritavaid keemilisi analüütilisi meetodeid taimede koostise uurimiseks (need meetodid hõlmavad näiteks kromatograafiat ja elektroforeesi), teine on orgaaniliste ühendite tuvastamise lihtsus taimedes; mõlemad tegurid aitasid kaasa taksonoomiliste probleemide lahendamisele. [...]
Taimede keemilise analüüsi tulemusi arutades juhtisime tähelepanu sellele, et nende andmete põhjal oli võimatu tuvastada seaduspärasusi taimedes säilitusvalkude sisalduse muutuses erinevatel koristusperioodidel. Isotoopanalüüsi tulemused näitavad vastupidi nende tugevat lämmastiku uuenemist (valgud 48 ja 96 tundi pärast märgistatud lämmastikuga toitmist. See sunnib meid tunnistama, et tegelikult on säilitusvalgud, aga ka põhiseaduslikud, pidevad muutused taimeorganismis. Ja kui esimestel perioodidel pärast koristamist säilitusvalkude lämmastiku isotoopkoostis ei muutunud, ei ole see aluseks järelduste tegemisele nende teadaoleva stabiilsuse kohta nendel katseperioodidel. [.. .]
Viidi läbi samaaegselt keemilised analüüsid taimed näitasid, et valgulämmastiku üldkogus nii selles kui ka teises sarnases katses nii lühikese aja jooksul praktiliselt ei muutunud või muutus suhteliselt ebaolulises koguses (5-10%piires). See näitab, et taimedel uuendatakse lisaks uue valgu koguse moodustamisele pidevalt ka juba taimes sisalduvat valku. Seega on taimede kehas olevate valgumolekulide eluiga suhteliselt lühike. Taimede intensiivse ainevahetuse käigus neid pidevalt hävitatakse ja taasloodakse. [...]
Näidatud toitumisdiagnostika meetodid taimede keemilise analüüsi abil põhinevad lehtede peamiste toitainete üldsisalduse määramisel. Valitud taimeproovid kuivatatakse ja jahvatatakse. Seejärel tuhastatakse laboritingimustes taimse materjali proov, millele järgneb N, P205, KrO> CaO, MgO ja muude toitainete üldsisalduse määramine. Paralleelproovis määratakse niiskuse kogus. [...]
Tabelis 10 on toodud saagise andmed ja taimede keemilise analüüsi andmed mõlema katseseeria jaoks. [...]
Kõigis neis katsetes hõlmas analüüs aga taimede keskmisi proove, nagu seda tehakse tavapäraselt taimede poolt fosforiga assimilatsiooni koguse määramisel väetistest. Ainus erinevus oli see, et taimede väetisest võetud fosfori kogust ei määratud mitte kontroll- ja katsetaimede fosforisisalduse erinevuse järgi, vaid mõõdeti otseselt väetisest taimesse sisenenud märgistatud fosfori kogust. Paralleelselt võimaldas taimede keemiline analüüs nende katsete fosforisisalduse osas kindlaks teha, milline osa taime üldisest fosforisisaldusest moodustas väetise fosfori (märgistatud) ja mullast võetud (märgistamata) fosfori.
