Kemijske metode istraživanja u biljkama. Dijagnostika prehrane biljaka kemijskom analizom. Što bi trebalo biti u laboratoriju
Prilikom utvrđivanja potrebe biljaka za gnojivima zajedno s agrokemijske analize pokusi tla, polja i vegetacije, mikrobiološke i druge metode, počelo se koristiti sve više metoda dijagnostike biljaka.
Trenutno se široko koriste sljedeće metode dijagnostike biljaka: 1) kemijska analiza biljaka, 2) vizualna dijagnostika i 3) ubrizgavanje i prskanje. Kemijska analiza biljaka najčešća je metoda za dijagnosticiranje potrebe za gnojidbom.
Kemijska dijagnostika ima tri vrste: 1) dijagnostiku lista, 2) dijagnostiku tkiva i 3) brze (ekspresne) metode analize biljaka.
Važne faze dijagnostike biljaka pomoću kemijske analize su: 1) uzimanje uzorka biljke za analizu; 2) uzimajući u obzir popratne uvjete za rast biljaka; 3) kemijska analiza biljaka; 4) obrada analitičkih podataka i izrada zaključka o potrebi biljaka u gnojivima.
Uzimanje uzorka biljaka za analizu. Prilikom odabira biljaka za analizu treba osigurati da uzete biljke odgovaraju prosječnom stanju biljaka na određenom području polja. Ako je sjetva homogena, tada se jedan uzorak može ograničiti; ako postoje mrlje bolje razvijenih ili, obrnuto, slabije razvijenih biljaka, tada se sa svake od tih mrlja uzima zaseban uzorak kako bi se utvrdio razlog promijenjenog stanja biljke. Sadržaj hranjivim tvarima u dobro razvijenim biljkama može se u ovom slučaju koristiti kao pokazatelj normalnog sastava određene biljne vrste.
Prilikom provođenja analiza potrebno je objediniti tehniku uzimanja i pripreme uzorka: uzimanje istih dijelova biljke u smislu sloja, položaja na biljci i fiziološke starosti.
Odabir dijela biljke za analizu ovisi o metodi. kemijska dijagnostika... Za dobivanje pouzdanih podataka potrebno je uzeti uzorke iz najmanje deset biljaka.
U usjevima drveća, zbog osobitosti njihovih promjena povezanih s dobi, uzimanje uzoraka biljaka nešto je teže nego u poljskim usjevima. Preporučuje se provođenje istraživanja u sljedećim dobnim razdobljima: sadnice, sadnice, mlade i plodne biljke. Listove, njihove peteljke, pupoljke, izdanke ili druge organe treba uzeti s gornje trećine izbojaka s srednja zona krošnje drveća ili grmlja iste starosti i boniteta, pridržavajući se istog reda, naime: ili samo iz plodova, ili samo iz neplodnih izdanaka, ili iz izdanaka sadašnjeg rasta, ili lišća na izravnoj sunčevoj svjetlosti ili pri difuznom svjetlu . Sve se ove točke moraju uzeti u obzir, jer sve utječu na kemijski sastav lišća. Uočeno je da se najbolja korelacija između kemijskog sastava lista i uroda plodova postiže ako se za uzorak uzme list u čijem se pazuhu razvije cvjetni pupoljak.
U kojoj fazi razvoja biljaka treba uzeti uzorke za analizu? Što se tiče postizanja najbolje korelacije s prinosom, analiza biljaka u fazi cvatnje ili sazrijevanja pokazala se najboljom. Dakle, Lundegard, Kolarzhik i drugi istraživači vjeruju da je cvatnja takva faza za sve biljke, budući da su do ovog trenutka glavni procesi rasta gotovi i povećanje mase neće "razrijediti" postotak tvari.
Riješiti problem kako promijeniti biljnu prehranu kako bi se osiguralo stvaranje najbolja berba, potrebno je detaljnije analizirati biljke rana razdoblja razvoj i to ne jednom, već nekoliko (tri ili četiri), počevši od pojave jednog ili dva lista.
Vrijeme uzorkovanja. I pojam: za jare žitarice (pšenica, zob, kukuruz) - u fazi tri lista, odnosno prije početka diferencijacije rudimentarnog klasja ili metlice; za lan - početak riblje kosti; za krumpir, mahunarke, pamuk i ostalo - faza četiri do pet pravih listova, to jest prije pupanja; za šećernu repu faza tri istinska lista.
II pojam: za jare žitarice - u fazi pet listova, odnosno u fazi podizanja; za ciklu - u fazi rasklapanja šestog lista; za sve ostalo - tijekom formiranja prvih malih zelenih pupova, odnosno do samog početka pupanja.
III pojam: u fazi cvatnje; za repu - pri proširenju osmog na deveti list.
IV pojam: u fazi mliječne zrelosti sjemena; za repu - tjedan dana prije berbe.
Imati drvenaste biljke i uzgajivača bobica, uzorci se uzimaju u sljedećim fazama formiranja usjeva: a) prije cvatnje, odnosno na početku snažnog rasta, b) cvatnje, odnosno u razdoblju snažnog rasta i fiziološkog osipanja jajnika, c ) formiranje plodova, d) sazrijevanje i berba i e) razdoblje jesenskog opadanja lišća.
Prilikom određivanja vremena uzimanja uzoraka biljaka potrebno je uzeti u obzir i razdoblje rasta i razvoja tijekom kojeg padaju kritične razine prehrane. Izraz "kritične razine" odnosi se na najniže koncentracije hranjivih tvari u biljkama u kritičnom razdoblju njihovog razvoja, tj. Koncentracije ispod kojih dolazi do pogoršanja stanja biljke i smanjenja prinosa. Pod optimalnim sastavom biljke podrazumijeva se takav sadržaj hranjivih tvari u njoj u kritičnim fazama njezinog razvoja, koji osigurava visok prinos.
Vrijednosti kritičnih razina i optimalnog sastava date su za neke usjeve u nastavku. Uzorci se uzimaju u svim slučajevima u isto doba dana, najbolje ujutro (u 8-9 sati), kako bi se izbjegle promjene u sastavu biljaka zbog svakodnevne prehrane.
Razmatranje popratnih uvjeta. Nije uvijek ispravno suditi o dostatnosti ili nedostatnosti prehrane biljaka s određenim elementima samo prema podacima kemijske analize. Poznate su mnoge činjenice kada nedostatak jednog ili više hranjivih tvari, kašnjenje fotosinteze ili kršenje vodenih, toplinskih i drugih vitalnih režima mogu uzrokovati nakupljanje jednog ili drugog elementa u biljci, što ni u kojem slučaju ne bi trebalo karakterizirati dovoljnost ovaj element u hranjivom mediju (tlo). Izbjeći moguće greške i netočnosti u zaključcima, potrebno je usporediti podatke kemijske analize biljaka s nizom drugih pokazatelja: s težinom, rastom i brzinom razvoja biljaka u vrijeme uzorkovanja i s konačnom berbom, s vizualnim dijagnostički znakovi, s osobitostima poljoprivredne tehnologije, s agrokemijska svojstva tlo, vremenski uvjeti i niz drugih pokazatelja koji utječu na prehranu biljaka. Stoga je jedan od najvažnijih uvjeta za uspješnu uporabu dijagnostike biljaka najdetaljnije računovodstvo svih ovih pokazatelja za njihovu naknadnu međusobnu usporedbu i s podacima analize.
Budući da botanika proučava dosta različitih aspekata organizacije i funkcioniranja biljnih organizama, u svakom konkretnom slučaju primjenjuje se vlastiti skup istraživačkih metoda. Botanika koristi i opće metode (promatranje, usporedba, analiza, eksperiment, generalizacija) i mnoge
posebne metode (biokemijske i citokemijske, svjetlosne metode (konvencionalne, fazni kontrast, smetnje, polarizacija, fluorescencija, ultraljubičasto) i elektronska (prijenosna, skenirajuća) mikroskopija, metode stanične kulture, mikroskopska kirurgija, metode molekularne biologije, genetske metode, elektrofiziološke metode, zamrzavanje i metode sjeckanja, biokronološke metode, biometrijske metode, matematičko modeliranje, statističke metode).
Posebne metode uzimaju u obzir osobitosti određene razine organizacije biljnog svijeta. Dakle, za proučavanje nižih razina organizacije koriste se različite biokemijske metode, metode kvalitativne i kvantitativne kemijske analize. Za proučavanje stanica koriste se različite citološke metode, osobito elektronska mikroskopija. Za proučavanje tkiva i unutarnje strukture organa koriste se metode svjetlosne mikroskopije, mikroskopske kirurgije i selektivnog bojenja. Različite genetske, geobotaničke i ekološke istraživačke metode koriste se za proučavanje flore na razini populacije-vrste i biocenoze. U biljnoj taksonomiji važno mjesto zauzimaju metode poput usporedne morfološke, paleontološke, povijesne, citogenetske.
Usvajanje materijala iz različitih grana botanike teorijska je osnova u osposobljavanju budućih stručnjaka za agrokemičare i znanstvenike o tlu. Zbog neraskidivog odnosa biljnog organizma i okoliša njegovog postojanja, morfološke značajke i unutarnja struktura biljke su uvelike određene karakteristikama tla. Istodobno, smjer i intenzitet fizioloških i biokemijskih procesa također ovise o kemijskom sastavu tla i njegovim drugim svojstvima, što u konačnici određuje povećanje biljne biomase i produktivnost uzgoja biljaka kao sektora u cjelini. Zato botaničko znanje omogućiti potkrijepiti potrebu i doze različitih tvari unetih u tlo, utjecati na prinos kultivirano bilje... Zapravo, svaki utjecaj na tlo radi povećanja produktivnosti uzgojenih i samoniklih biljaka temelji se na podacima dobivenim u različitim granama botanike. Metode biološke kontrole rasta i razvoja biljaka gotovo se u potpunosti temelje na botaničkoj morfologiji i embriologiji.
Zauzvrat biljni svijet djeluje kao važan čimbenik u formiranju tla i predodređuje mnoga svojstva tla. Za svaku vrstu vegetacije karakteristične su određene vrste tla i ti su se uzorci uspješno koristili za kartiranje tla. Biljne vrste i njihove pojedinačne sustavne skupine mogu djelovati kao pouzdani fitoindikatori stanja hrane (tla). Indikativna geobotanika pruža znanstvenicima tla i agrokemičarima jednu od najvažnijih metoda za procjenu kvalitete tla, njihovih fizikalno -kemijskih i kemijskih svojstava,
Botanika je teorijski temelj agrokemije, kao i primijenjenih područja kao što su biljna proizvodnja i šumarstvo. Sada je u uzgoj uvedeno oko 2 tisuće biljnih vrsta, ali se samo mali dio njih široko uzgaja. Mnoge samonikle vrste flore u budućnosti mogu postati vrlo obećavajući usjevi. Botanika potkrijepljuje mogućnost i izvedivost poljoprivrednog razvoja prirodnih područja, mjere melioracije kako bi se povećala produktivnost prirodnih skupina biljaka, osobito livada i šuma, doprinosi razvoju i racionalnom korištenju biljnih resursa zemljišta, slatkovodnih tijela i svjetski ocean.
Za stručnjake iz područja agrokemije i znanosti o tlu botanika djeluje kao osnovna osnova koja im omogućuje dublje razumijevanje suštine procesa formiranja tla, sagledavanje ovisnosti određenih svojstava tla o karakteristikama vegetacijskog pokrova i razumijevanje potrebe uzgojenih biljaka za specifičnim hranjivim tvarima.
SAVEZNA AGENCIJA ZA OBRAZOVANJE
DRŽAVNI SVEUČILIŠTE VORONEZH
INFORMACIJE I ANALITIČKA PODRŠKA OKOLIŠNIM AKTIVNOSTIMA U POLJOPRIVREDI
Vodič za sveučilišta
Sastavio L.I. Brekhova L.D. Stakhurlova D.I. Shcheglov A.I. Thunderman
VORONEZH - 2009
Odobrilo Znanstveno -metodološko vijeće Fakulteta za biologiju i znanost o tlu - Protokol broj 10 od 4. lipnja 2009.
Recenzent, doktor bioloških znanosti, profesor L.A. Yablonskih
Nastavno pomagalo pripremljeno je na Odsjeku za znanost o tlu i upravljanje zemljištem Fakulteta za biologiju i znanost o tlu Državnog sveučilišta Voronež.
Za specijalnost: 020701 - Znanost o tlu
Nedostatak ili višak bilo kojeg kemijskog elementa uzrokuje poremećaj u normalnom tijeku biokemijskih i fizioloških procesa u biljkama, što u konačnici mijenja prinos i kvalitetu usjeva. Stoga određivanje kemijskog sastava biljaka i pokazatelja kvalitete proizvoda omogućuje identificiranje nepovoljnih ekoloških uvjeta za rast kulturne i prirodne vegetacije. S tim u vezi, kemijska analiza biljnog materijala sastavni je dio aktivnosti zaštite okoliša.
Praktični vodič o informacijskoj i analitičkoj potpori zaštite okoliša u poljoprivredi sastavljen je u skladu s programom laboratorijskih studija iz "Biogeocenologije", "Analize biljaka" i "Zaštita okoliša u poljoprivredi" za studente 4. i 5. godine odjela za tlo fakulteta biološkog tla VSU.
TEHNIKA UZIMANJA UZORAKA BILJA I PRIPREMA ZA ANALIZU
Uzorkovanje biljaka vrlo je presudan trenutak u učinkovitosti dijagnostike prehrane biljaka i procjene njihove dostupnosti zemljišnim resursima.
Cijelo područje proučavanog usjeva vizualno je podijeljeno u nekoliko odjeljaka, ovisno o njegovoj veličini i stanju biljaka. Ako su na sjetvenim površinama s jasno lošijim biljkama istaknute, tada su ta područja označena na karti polja, utvrđuje se je li loše stanje biljaka posljedica anto ili fito-bolesti, lokalnog pogoršanja svojstava tla ili drugih uvjeti rasta. Ako svi ti čimbenici ne objašnjavaju razloge lošeg stanja biljaka, tada se može pretpostaviti da je njihova prehrana poremećena. To se provjerava biljnim dijagnostičkim metodama. Uzmi profi
s web mjesta s najgorim i najvećim brojem najbolje biljke i tlo ispod njih te svojom analizom doznaju razloge propadanja biljaka i stupanj njihove prehrane.
Ako zbog stanja biljaka sjetva nije ujednačena, tada prilikom uzorkovanja treba osigurati da uzorci odgovaraju prosječnom stanju biljaka na ovom dijelu polja. Biljke s korijenjem uzimaju se iz svakog odabranog niza uz dvije dijagonale. Koriste se: a) za uzimanje u obzir povećanja mase i tijeka formiranja organa - buduću strukturu usjeva i b) za kemijsku dijagnostiku.
U ranim fazama (s dva ili tri lista) uzorak bi trebao sadržavati najmanje 100 biljaka po hektaru. Kasnije, za žitarice, lan, heljdu, grašak i drugo - najmanje 25 - 30 biljaka po hektaru. Kod velikih biljaka (odrasli kukuruz, kupus itd.) Donje zdravo lišće uzima se s najmanje 50 biljaka. Kako bi se uzelo u obzir nakupljanje u fazama i uklanjanje usjevima, u analizu se uzima cijeli nadzemni dio biljke.
Imati vrste drveća - voće, bobičasto voće, grožđe, ukrasno i šumsko - zbog osobitosti njihovih dobnih promjena, učestalosti plodovanja itd. uzimanje uzoraka nešto je teže nego kod poljskih usjeva. Razlikuju se sljedeće dobne skupine: sadnice, samonikli, cijepljeni dvogodišnjaci, sadnice, mlada i plodonosna stabla (koja su počela rađati, u potpunosti i u plodonosnom plodu). Kod sadnica je u prvi mjesec njihovog rasta cijela biljka uključena u uzorak, nakon čega slijedi njezina podjela na organe: lišće, stabljike i korijenje. U drugom i sljedećim mjesecima odabiru se potpuno formirani listovi, obično prva dva nakon najmlađih, računajući od vrha. U dvogodišnjoj igri uzimaju se i prva dva formirana lista, računajući od vrha izdanka za rast. Od cijepljenih dvogodišnjaka i sadnica, kao i od odraslih, uzima se prosječno lišće izdanaka za rast.
Imati bobice - ogrozd, ribiz i druge - odabiru se iz izdanaka trenutnog rasta od 3-4 lista iz 20 grmova tako da se u uzorku
bilo je najmanje 60 - 80 listova. Od jagoda se uzima isto lišće za odrasle u istoj količini.
Opći je zahtjev unifikacija tehnike uzorkovanja, obrade i skladištenja uzoraka: uzimanje strogo istih dijelova iz svih biljaka prema njihovom sloju, dobi, mjestu na biljci, odsutnosti bolesti itd. Također je važno jesu li listovi bili na izravnoj sunčevoj svjetlosti ili u sjeni, au svim slučajevima lišće istog položaja u odnosu na sunčevu svjetlost bolje na svjetlu.
Prilikom analize korijenovog sustava, prosječni laboratorijski uzorak pažljivo se opere u vodi iz slavine, ispere u destiliranoj vodi i osuši filtriranim papirom prije vaganja.
Laboratorijski uzorak žitarica ili sjemena uzima se sondom s mnogih mjesta (vrećica, kutija, stroj), zatim se ravnomjerno raspoređuje na papir u obliku pravokutnika, podijeljen na četiri dijela, a materijal se uzima s dva suprotna dijela do potrebne količine za analizu.
Jedan od važne točke u pripremi biljnog materijala za analizu ispravno ga je popraviti ako se analize ne bi trebale provoditi u svježem materijalu.
Za kemijsku procjenu biljnog materijala prema ukupnom sadržaju hranjivih tvari (N, P, K, Ca, Mg, Fe itd.), Uzorci biljaka suše se u zračno suhom stanju u ormaru za sušenje na temperaturi
temperatura 50 - 60 ° ili na zraku.
U analizama, na temelju kojih će se donositi zaključci o stanju živih biljaka, treba koristiti svježi materijal, jer uvenuće uzrokuje značajnu promjenu sastava tvari ili smanjenje njezine količine, pa čak i nestanak tvari sadržane u
žive biljke. Na primjer, na celulozu ne utječe razgradnja, ali škrob, proteini, organske kiseline i posebno vitamini se razgrađuju nakon nekoliko sati uvenuća. To prisiljava eksperimentatora da u vrlo kratkom vremenu izvrši analize svježeg materijala, što nije uvijek moguće učiniti. Stoga se često koristi fiksacija biljnog materijala čija je svrha stabiliziranje nestabilnih biljnih tvari. U tom je slučaju inaktivacija enzima od odlučujuće važnosti. Su korišteni razne tehnike fiksiranje biljaka ovisno o zadaćama pokusa.
Steam fiksacija. Ova vrsta učvršćivanja biljnog materijala koristi se kada nema potrebe za određivanjem spojeva topljivih u vodi (stanični sok, ugljikohidrati, kalij itd.). Tijekom prerade sirovinskog biljnog materijala može doći do tako jake autolize da se sastav konačnog proizvoda ponekad značajno razlikuje od sastava polaznog materijala.
U praksi se pričvršćivanje parom provodi na sljedeći način: metalna mreža ovješena je unutar vodene kupelji, kupka je prekrivena gustim nezapaljivim materijalom na vrhu i voda se zagrijava do snažnog ispuštanja pare. Nakon toga svježi biljni materijal stavlja se na mrežu unutar kupke. Vrijeme fiksiranja 15 - 20 min. Zatim se biljke suše
drže se u termostatu na temperaturi od 60 °.
Fiksiranje temperature. Biljni materijal stavlja se u vrećice od debelog kraft papira, a sočno zdrobljeno voće i povrće labavo se stavlja u cakline od emajla ili aluminija. Materijal se čuva 10 - 20 minuta na temperaturi od 90 - 95 °. Time se inaktivira većina enzima. Nakon toga se lisnata masa i plodovi koji su izgubili turgor suše u ormaru za sušenje na temperaturi od 60 ° sa ili bez ventilacije.
Kada se koristi ovaj način pričvršćivanja biljaka, mora se imati na umu da se dugotrajno sušenje biljnog materijala na temperaturi
Temperatura od 80 ° i više dovodi do gubitaka i promjena tvari zbog kemijskih transformacija (toplinsko razlaganje nekih tvari, karamelizacija ugljikohidrata itd.), Kao i zbog hlapljivosti amonijevih soli i nekih organskih spojeva. Osim toga, temperatura sirovine biljnog materijala ne može doseći temperaturu okoliš(ormar za sušenje) sve dok voda ne ispari i dok se sva isporučena toplina ne prestane pretvarati u latentnu toplinu isparavanja.
Brzo i pažljivo sušenje biljnog uzorka u nekim se slučajevima također smatra prihvatljivom i prihvatljivom metodom fiksacije. Kad se ovaj postupak provede vješto, odstupanja u sastavu suhe tvari mogu biti mala. U tom slučaju dolazi do denaturacije proteina i inaktivacije enzima. Sušenje se u pravilu vrši u sušarama (termostati) ili posebnim komorama za sušenje. Materijal se suši mnogo brže i pouzdanije ako zagrijani zrak cirkulira kroz ormar (komoru). Najprikladnija temperatura za sušenje
šivanje od 50 do 60 °.
Osušeni materijal bolje ostaje na mraku i na hladnom. Budući da su mnoge tvari sadržane u biljkama sposobne samooksidirati čak i u suhom stanju, preporuča se pohraniti osušeni materijal u čvrsto zatvorene posude (tikvice sa mljevenim čepom, eksikatori itd.) Napunjene do vrha materijala tako da u posudama ne ostane puno zraka.
Zamrzavanje materijala. Biljni materijal je vrlo dobro očuvan na temperaturama od -20 do -30 °, pod uvjetom da se smrzavanje dogodi dovoljno brzo (ne više od 1 sata). Prednost skladištenja biljnog materijala u smrznutom stanju posljedica je i učinka hlađenja i dehidracije materijala zbog prijelaza vode u kruto stanje. Treba imati na umu da pri smrzavanju
Enzimi se inaktiviraju samo privremeno, a nakon odmrzavanja mogu se dogoditi enzimske transformacije u biljnom materijalu.
Obrada biljaka organskim otapalima. Kao
Sve tvari za učvršćivanje mogu se koristiti kipućim alkoholom, acetonom, eterom itd. Učvršćivanje biljnog materijala na ovaj način provodi se spuštanjem u odgovarajuće otapalo. Međutim, ovom metodom ne dolazi samo do fiksacije biljnog materijala, već i do ekstrakcije niza tvari. Stoga se takvo učvršćivanje može primijeniti samo ako se unaprijed zna da tvari koje treba odrediti ne dobivaju otapalo.
Uzorci biljaka osušeni nakon fiksacije usitnjavaju se škarama, a zatim u mlinu. Zdrobljeni materijal prosijava se kroz sito promjera rupe 1 mm. Istodobno se ništa ne izbacuje iz uzorka, jer uklanjanjem dijela materijala koji nije prošao kroz sito iz prvog prosijavanja mijenjamo kvalitetu prosječnog uzorka. Velike čestice prolaze kroz mlin i ponovno se prosiju. Ostatak sameljite na situ u malteru.
Iz ovako pripremljenog laboratorijskog prosjeka uzima se analitički uzorak. Da biste to učinili, biljni materijal, raspodijeljen u tankom ravnomjernom sloju na listu sjajnog papira, podijeljen je dijagonalno na četiri dijela. Zatim se uklanjaju dva suprotna trokuta, a preostala masa opet se tankim slojem raspoređuje po cijelom listu papira. Ponovno se povlače dijagonale i opet se uklanjaju dva suprotna trokuta. To se radi sve dok količina tvari potrebna za analitički uzorak ne ostane na listu. Uzeti analitički uzorak prenosi se u staklenu posudu sa mljevenim čepom. U tom se stanju može pohraniti neograničeno dugo. Težina analitičkog uzorka ovisi o količini i načinu istraživanja i kreće se od 50 do nekoliko stotina grama biljnog materijala.
Sve analize biljnog materijala trebale bi se provesti s dva paralelno uzeta uzorka. Samo bliski rezultati mogu potvrditi ispravnost obavljenog posla.
S biljkama treba rukovati u suhom i čistom laboratoriju koji ne sadrži pare amonijaka, hlapljive kiseline i druge spojeve koji mogu utjecati na kvalitetu uzorka.
Rezultati analiza mogu se izračunati za zračno suhi i apsolutno suhi uzorak tvari. U zračno suhom stanju, količina vode u materijalu je u ravnoteži s vodenom parom u zraku. Ta se voda naziva higroskopna, a njezina količina ovisi i o biljci i o stanju zraka: što je zrak vlažniji, to je u biljnom materijalu više higroskopne vode. Za pretvaranje podataka u suhu tvar potrebno je odrediti količinu higroskopne vlage u uzorku.
ODREĐIVANJE SUHE TVARI I HIGROSKOPSKE VLAGE U ZRAČNO-SUHEM MATERIJALU
U kemijskoj analizi, količinski sadržaj određene komponente izračunava se na bazi suhe tvari. Stoga se prije analize utvrđuje količina vlage u materijalu i time se nalazi količina apsolutno suhe tvari u njemu.
Napredak analize. Analitički uzorak tvari raširen je u tankom sloju na listu sjajnog papira. Zatim se lopaticom, s različitih mjesta tvari raspoređene po listu, njeni mali prstohvati unose u staklenu bocu prethodno osušenu do konstantne težine. Uzorak bi trebao biti oko 5 g. Šarža zajedno s uzorkom se vaga na analitičkoj vagi i stavlja u termostat, čija se temperatura održava na 100-1050. Po prvi put u termostatu otvorena boca za vaganje drži se 4-6 sati. Nakon tog vremena, boca za vaganje iz termostata se nakon 20-30 prebacuje u eksikator radi hlađenja
minuta vaganje boce za vaganje. Nakon toga se boca otvori i stavi natrag u termostat (na istoj temperaturi) na 2 sata. Sušenje, hlađenje i vaganje ponavljaju se dok boca za vaganje ne dosegne stalnu težinu (razlika između posljednja dva vaganja mora biti manja od 0,0003 g).
Postotak vode izračunava se formulom:
gdje je: x postotak vode; c - izvagana količina biljnog materijala prije sušenja, g; v1 - izvagana količina biljnog materijala nakon sušenja.
Oprema i pribor:
1) termostat;
2) staklene boce.
Obrazac za bilježenje rezultata
Težina boce za vaganje s |
Težina boce za vaganje s |
||||||||
ovisiti o |
|||||||||
izvagan do |
Težina do |
Vaganje prema |
|||||||
nakon sušenja- |
|||||||||
suši se |
suši se |
nakon vysu- |
|||||||
šivanje, g |
|||||||||
ODREĐIVANJE "SIROVOG" PEPELA METODOM SUHOG PEPEHA
Pepeo je ostatak dobiven sagorijevanjem i kalcinacijom organske tvari. Prilikom sagorijevanja ugljik, vodik, dušik i djelomično kisik isparavaju, a ostaju samo nehlapljivi oksidi.
Sadržaj i sastav elemenata pepela biljaka ovisi o vrsti, rastu i razvoju biljaka, a posebno o tlo-klimatskim i agrotehničkim uvjetima njihova uzgoja. Koncentracija elemenata pepela značajno se razlikuje u različitim tkivima i organima biljaka. Dakle, sadržaj pepela u lišću i zeljastim organima biljaka mnogo je veći nego u sjemenu. U lišću ima više pepela nego u stabljikama,
Povijest proučavanja fiziologije biljaka. Glavni dijelovi fiziologije biljaka
Fiziologija biljaka kao grana botanike.
Tema rada mora biti dogovorena s kustosom discipline po izboru (izborni) A.N. Luferov.
Značajke strukture biljne stanice, kemijski sastav.
1. Povijest proučavanja fiziologije biljaka. Glavni dijelovi i zadaci fiziologije biljaka
2. Temeljne istraživačke metode fiziologije biljaka
3. Građa biljne stanice
4. Kemijski sastav biljne stanice
5. Biološke membrane
Fiziologija biljaka je znanost koja proučava životne procese u biljnom organizmu.
Podaci o procesima koji se odvijaju u živoj biljci skupljali su se s razvojem botanike. Razvoj fiziologije biljaka kao znanosti određen je uporabom novih, naprednijih metoda kemije, fizike i potrebama poljoprivrede.
Fiziologija biljaka nastala je u 17.-18. Stoljeću. Početak fiziologije biljaka kao znanosti postavljen je pokusima Ya.B. Van Helmonta o ishrani biljaka vodom (1634).
Rezultati brojnih fizioloških pokusa koji dokazuju postojanje silazne i uzlazne struje vode i hranjivih tvari, prehrane biljaka zrakom izneseni su u klasičnim djelima talijanskog biologa i liječnika M. Malpige "Anatomija biljaka" (1675.-1679. ) i engleski botaničar i liječnik S. Geils "Statičke biljke" (1727). 1771. engleski znanstvenik D. Priestley otkrio je i opisao proces fotosinteze - prehranu biljaka zrakom. Godine 1800. J. Senebier je objavio raspravu "Physiology vegetale" u pet svezaka, u kojoj su prikupljeni, obrađeni i interpretirani svi do tada poznati podaci, predložen izraz "fiziologija biljaka", zadaci, metode proučavanja fiziologije biljaka utvrđeno je, eksperimentalno dokazano da je ugljični dioksid izvor ugljika u fotosintezi postavio temelje fotohomiji.
U XIX - XX stoljeću došlo je do brojnih otkrića na području fiziologije biljaka:
1806. - T.A. Knight opisao je i eksperimentalno proučio fenomen geotropizma;
1817. - P.J. Peltier i J.Cavantu izolirali su zeleni pigment iz lišća i nazvali ga klorofil;
1826. - G. Dutroche otkrio fenomen osmoze;
1838-1839 - T. Schwann i M.Ya. Schleiden potkrijepili su staničnu teoriju o strukturi biljaka i životinja;
1840. - J. Liebikh razvio je teoriju mineralne prehrane biljaka;
1851. - W. Hoffmeister je otkrio izmjenu generacija u više biljke;
1859. - Charles Darwin postavio je temelje evolucijskoj fiziologiji biljaka, fiziologiji cvijeća, heterotrofnoj prehrani, kretanju i razdražljivosti biljaka;
1862. - Yu. Saks je pokazao da je škrob proizvod fotosinteze;
1865. - 1875. godine - K.A. Timiryazev proučavao je ulogu crvenog svjetla u procesima fotosinteze, razvio ideju o kozmičkoj ulozi zelenih biljaka;
1877. - V. Pfeffer otkrio zakone osmoze;
1878-1880 - G. Gelriegel i J. B. Bussengo pokazali su fiksaciju atmosferskog dušika u mahunarkama u simbiozi s bakterijama kvržica;
1897. M. Nentsky i L. Marhlevsky otkrili su strukture klorofila;
1903. - G. Klebs razvio je doktrinu utjecaja čimbenika vanjsko okruženje o rastu i razvoju biljaka;
1912. - V.I. Palladin iznio je ideju o anaerobnim i aerobnim fazama disanja;
1920. W.W. Garner i G.A. Allard otkrili su fenomen fotoperiodizma;
1937. - G.A. Krebs opisao je ciklus limunske kiseline;
1937. - M.Kh Chailakhyan iznio je hormonsku teoriju razvoja biljaka;
1937. -1939 - G.Kalkar i V.A. Blitzer otkrili su oksidativnu fosforilaciju;
1946. - 1956. - M. Calvin i kolege dešifrirali su glavni put ugljika tijekom fotosinteze;
1943-1957 - R. Emerson eksperimentalno je dokazao postojanje dva fotosustava;
1954. - D.I. Arnon i sur. otkrivena fotofosforilacija;
1961.-1966 - P. Mitchell razvio je kemiosmotičku teoriju konjugacije oksidacije i fosforilacije.
I također druga otkrića koja su odredila razvoj fiziologije biljaka kao znanosti.
Glavni dijelovi fiziologije biljaka različiti u 19. stoljeću - to su:
1.fiziologija fotosinteze
2.fiziologija vodnog režima biljaka
3.fiziologija mineralne prehrane
4.fiziologija rasta i razvoja
5.fiziologija otpora
6.fiziologija reprodukcije
7. fiziologija disanja.
No, bilo koji fenomen u biljci ne može se shvatiti u okviru samo jednog odjeljka. Stoga je u drugoj polovici XX. Stoljeća. u fiziologiji biljaka postoji tendencija spajanja u jedinstvenu cjelinu biokemije i molekularne biologije, biofizike i biološkog modeliranja, citologije, anatomije i genetike biljaka.
Suvremena fiziologija biljaka temeljna je znanost, njezin je glavni zadatak proučavanje obrazaca biljnog života. No, to je od velike praktične važnosti pa je njegov drugi zadatak razvoj teorijske osnove postizanje maksimalnih prinosa poljoprivrednih, industrijskih i ljekovitih usjeva. Fiziologija biljaka je znanost budućnosti, njezin treći, još neriješen problem, je razvoj instalacija za izvođenje procesa fotosinteze u umjetnim uvjetima.
Suvremena fiziologija biljaka koristi cijeli arsenal znanstvene metode koji postoji i danas. To su mikroskopski, biokemijski, imunološki, kromatografski, radioizotopski itd.
Razmotrimo instrumentalne metode istraživanja koje se široko koriste u proučavanju fizioloških procesa u biljci. Instrumentalne metode rada s biološkim objektima podijeljene su u skupine ovisno o bilo kojem kriteriju:
1. Ovisno o tome gdje se nalaze osjetljivi elementi uređaja (na postrojenju ili ne): kontaktni i udaljeni;
2. Prema prirodi dobivene vrijednosti: kvalitativno, polukvantitativno i kvantitativno. Kvalitativno - istraživač prima informacije samo o prisutnosti ili odsutnosti tvari ili procesa. Polukvantitativno - istraživač može usporediti sposobnosti jednog objekta s drugima po intenzitetu procesa, po sadržaju tvari (ako nije izražen u brojčanom obliku, već, na primjer, u obliku ljestvice). Kvantitativni - istraživač prima numeričke pokazatelje koji karakteriziraju proces ili sadržaj tvari.
3. Izravno i neizravno... Koristeći izravne metode, istraživač dobiva informacije o istraživanom procesu. Neizravne metode temelje se na mjerenjima bilo koje popratne veličine, na ovaj ili onaj način povezane s istraživanom.
4. Ovisno o uvjetima pokusa, metode se dijele na laboratoriju i terenu.
Prilikom istraživanja biljnih objekata mogu se provesti sljedeće vrste mjerenja:
1. Morfometrija (mjerenje različitih morfoloških parametara i njihove dinamike (na primjer, površina lista, omjer površina nadzemnih i podzemnih organa itd.)
2. Mjerenje težine. Na primjer, određivanje dnevne dinamike nakupljanja vegetativne mase
3. Mjerenje koncentracije otopine, kemijskog sastava uzoraka itd. primjenom konduktometrijskih, potenciometrijskih i drugih metoda.
4. Studija izmjene plinova (pri proučavanju intenziteta fotosinteze i izmjene plinova)
Morfometrijski pokazatelji mogu se odrediti vizualnim prebrojavanjem, mjerenjem ravnalom, grafofolijom itd. Za određivanje nekih pokazatelja, na primjer, ukupnog volumena korijenovog sustava, koriste se posebne instalacije - posuda s stupnjevanom kapilarom. Volumen korijenovog sustava određen je volumenom istisnute vode.
Prilikom proučavanja procesa upotrijebite različite metode... Na primjer, za određivanje razine transpiracije upotrijebite:
1. Metode vaganja (početna težina lima i njegova težina nakon nekog vremena);
2. Temperatura (koristiti posebne klimatske komore);
3. Pomoću mjerača temperature određuje se vlažnost komore na mjestu gdje se postavlja ispitno postrojenje.
Svojstva svih biljnih organizama i unutarnje strukture svojstvene pojedinim vrstama određuju višestruki, stalno mijenjajući utjecaji okoliša. Utjecaj takvih čimbenika kao što su klima, tlo, kao i ciklus tvari i energije je značajan. Tradicionalno, za identifikaciju svojstava lijekova ili prehrambenih proizvoda, određuju se udjeli tvari koje se mogu analitički izolirati. No ove odvojeno uzete tvari ne mogu pokriti sva svojstva, na primjer, ljekovitog i aromatičnog bilja. Stoga takvi opisi pojedinih svojstava biljaka ne mogu zadovoljiti sve naše potrebe. Iscrpan opis svojstava biljnih ljekovitih pripravaka, uključujući biološku aktivnost, zahtijeva opsežnu, opsežnu studiju. Postoje brojne tehnike koje vam omogućuju identificiranje kvalitete i količine biološki aktivnih tvari u sastavu biljke, kao i mjesta njihova nakupljanja.
Luminescencijska mikroskopska analiza Temelji se na činjenici da biološki aktivne tvari sadržane u biljci daju jarko obojen sjaj u luminescentnom mikroskopu, a karakteriziraju se različite kemijske tvari različite boje... Dakle, alkaloidi daju žutu boju, a glikozidi - narančastu. Ova metoda uglavnom se koristi za identifikaciju mjesta nakupljanja aktivnih tvari u biljnim tkivima, a intenzitet luminiscencije ukazuje na veću ili manju koncentraciju tih tvari. Fitokemijska analiza osmišljen je da identificira kvalitativni i kvantitativni pokazatelj sadržaja aktivnih tvari u istočnoj Heniji. Za određivanje kakvoće koriste se kemijske reakcije. Količina aktivnih tvari u biljci glavni je pokazatelj njezine dobre kvalitete, pa se njihova volumetrijska analiza također provodi pomoću kemijske metode... Za proučavanje biljaka koje sadrže aktivne tvari poput alkaloida, kumarina,
glavobolje, koje ne zahtijevaju jednostavnu zbirnu analizu, već i njihovo razdvajanje na komponente, nazivaju se kromatografska analiza. Metoda kromatografske analize prvi put je predstavio 1903. botaničar
Boja, a od tada su se razvile njegove različite mogućnosti, koje imaju nezavisnu
značenje. Ova metoda odvajanja smjese g-ceetv na komponente temelji se na razlikovanju njihovih fizikalnih i kemijskih svojstava. Fotografski, pomoću panoramske kromatografije, možete učiniti unutarnju strukturu biljke vidljivom, vidjeti linije, oblike i boje biljke. Takve se slike, dobivene iz vodenih ekstrakata, čuvaju na srebrno-nitratnom filtriranom papiru i reproduciraju. Metoda tumačenja kromatograma uspješno se razvija. Ova je tehnika podržana podacima dobivenim pomoću drugih već poznatih provjerenih tehnika.
Na temelju cirkulirajućih kromograma, razvoj metode panoramske kromatografije nastavlja se određivati kvalitetu biljke prisutnošću hranjivih tvari koncentriranih u njoj. Rezultati dobiveni ovom metodom trebaju biti podržani podacima iz analize razine kiselosti biljke, međudjelovanja enzima sadržanih u njezinom sastavu itd. daljnji razvoj kromatografska metoda za analizu biljaka trebala bi biti potraga za načinima utjecaja na biljne sirovine tijekom njihovog uzgoja, primarne prerade, skladištenja i u fazi izravne proizvodnje dozni oblici kako bi se u njemu povećao sadržaj vrijednih djelatnih tvari.
Ažurirano: 2019-07-09 22:27:53
- Utvrđeno je da se prilagodba tijela različitim utjecajima okoline osigurava odgovarajućim fluktuacijama u funkcionalnoj aktivnosti organa i tkiva, središnjeg živčanog
