Metode kemijskih istraživanja u biljkama. Osnovne metode istraživanja. Sustav pokazatelja kemijskog stanja tla
Federalna agencija za obrazovanje
Državno sveučilište Voronezh
Informativna i analitička potpora ekoloških aktivnosti u poljoprivredi
Obrazovni i metodički priručnik za sveučilišta
Sastavljači: L.I. Brekhova Stakhurbana d.i. Shcheglov a.i. Gromovik
Voronezh - 2009.
Odobren od strane znanstvenog i metodološkog vijeća BIO-tla Fakultet - Protokol br. 10. lipnja 2009
Recenzent D.B., profesor L.A. Yablonsky
Obrazovni i metodološki priručnik pripremljen je na Odsjeku za znanost tla i upravljanje zemljištem na Fakultetu državnog sveučilišta Voronezh.
Za specijalitet: 020701 - Znanost o tlu
Nedostatak ili višak bilo kojeg kemijskog elementa uzrokuje kršenje normalnog tijeka biokemijskih i fizioloških procesa u biljkama, što na kraju mijenja prinos i kvalitetu proizvoda usjeva. Stoga, određivanje kemijskog sastava biljaka i pokazatelja kvalitete proizvoda omogućuje vam da identificirate nepovoljne uvjete okoline za povećanje kulturne i prirodne vegetacije. U tom smislu, kemijska analiza biljnog materijala sastavni je dio zaštite okoliša.
Praktična naknada za informacije i analitičku potporu ekoloških aktivnosti u poljoprivredi bila je sastavljena u skladu s programom laboratorijskih nastava na biogeokomelogiju, "analizu biljaka" i "ekološka poljoprivreda" za studente 4. i 5. tečaja zemlje tla Biologija-operativni fakultet VSU.
Metode uzimanje uzoraka biljaka i priprema za analizu
Uzimanje uzoraka bilja je vrlo važna točka u učinkovitosti dijagnoze prehrane bilja i procjenu dostupnosti resursa tla.
Cijelo područje ispitivane sjetve vizualno je podijeljeno na nekoliko dijelova, ovisno o svojoj veličini i stanju biljaka. Ako se dijelovi s očito najgore biljke razlikuju u usjevu, tada se ta područja zabilježe na polju polja, jasno je da li je loše stanje biljke posljedica imnotisa fitokabule, lokalnog pogoršanja svojstava tla ili drugih uvjeta rasta. Ako svi ovi čimbenici ne objašnjavaju uzroke lošeg stanja biljaka, onda se može pretpostaviti da je njihova prehrana slomljena. Ovo se provjerava dijagnostičkim metodama biljaka. Uzeti pro-
bilo bi iz odjeljaka s najgorim i većina najbolje biljke I tla ispod njih i prema njihovim analizama, oni saznaju uzroke pogoršanja biljaka i razine njihove prehrane.
Ako u stanju biljaka, sjetva nije homogena, kada se uzorci treba osigurati da uzorci odgovaraju prosječnom stanju biljaka u ovom području. Od svakog dodijeljenog niza na dvije dijagonale, biljke se uzimaju s korijenima. Oni se koriste: a) za računovodstvo za rast mase i tijek formiranja organa - buduću strukturu usjeva i b) za kemijska dijagnostika.
U ranim fazama (na dva do tri lišća) treba postojati najmanje 100 biljaka s 1 hektara. Kasnije za žito, lan, heljda, grašak i drugi - najmanje 25 - 30 biljaka s 1 hektarom. Velike biljke (odrasli kukuruz, kupus, itd.) Uzmite niže zdrave listove ne manje od 50 biljaka. Uzeti u obzir akumulaciju faza i uklanjanje žetve, uzmite u analizu cijelog nadzemnog dijela biljke.
W. drvene pasmine - voće, bobice, grožđe, ukrasne i šume - zbog posebnosti njihovih dobnih promjena, učestalost plodonosaka itd. Uzimanje uzoraka je nešto komplicirano od kultura polja. Sljedeće dobne skupine se razlikuju: sadnice, kurci, cijepljeni sumrak, sadnice, mlade i plodonošenje (koji su počeli biti froniranje, u cijelosti i u krvavim plodonosnim) stabala. Sadnice u prvom mjesecu njihovog rasta u uzorku u potpunosti ulazi u postrojenje s naknadnom podjelom na organe: lišće, stabljike i korijene. U drugom i sljedećeg mjeseca uzimaju prilično formirani listovi, obično - prva dva nakon najmlađih, brojeći od vrha. Dvogodišnjak Dichkov također uzimaju prve dvije formirane plahte, računajući od vrha bijega rasta. U graft dvije godine i sadnice uzimaju, kao i kod odraslih, prosječni listovi rasta bježi.
W. bobice - ogrozda, ribizna i drugi - odabrani su od trenutnog rasta od 3-4 listova s \u200b\u200b20 grmlja tako da u uzorku
bilo je najmanje 60 - 80 listova. Jagode u istoj količini uzimaju odrasle listove.
Opći zahtjev je ujedinjenje tehnike odabira, prerade i skladištenja uzoraka: uzimajući iz svih biljaka strogo samih i istih dijelova prema njihovoj lozici, starosti, lokaciji na postrojenju, odsutnosti bolesti itd. Također je važno je li listovi na izravnoj sunčevoj svjetlosti ili u hladu, a lišće istog položaja mora biti odabrano u svim slučajevima u odnosu na sunčana rasvjetabolje u svjetlu.
Kada se analizira korijenski sustav, prosječni laboratorijski testiranje prije vaganja se nježno ispire u vodi iz slavine, ispran u destiliranoj vodi i osuši s filter papirom.
Laboratorijski test žita ili sjemena uzima se iz raznih mjesta (vrećica, ladica, stroj), zatim se distribuira na ravni sloj na papiru u obliku pravokutnika, podijelite se na četiri dijela i uzeti materijal od dva suprotnim dijelovima željene količine za analizu.
Jedan od važni trenutci U pripravi biljnog materijala, pravilno ga popravlja ako se ne očekuje da će se ispitivanja provoditi u svježem materijalu.
Za kemijsku procjenu biljnog materijala na ukupnom sadržaju hranjivih elemenata (N, P, K, CA, mg, FE, itd.), Uzorci bilja su suše u stanje suhog zraka u ormariću za sušenje na
peraunts 50 - 60 ° ili u zraku.
U analizama, u skladu s rezultatima koje zaključci o stanju živih biljaka trebaju se koristiti svježi materijal, budući da osnivanje uzrokuje značajnu promjenu u sastavu tvari ili smanjenje broja, pa čak i nestanka tvari sadržana u
Žive biljke. Na primjer, celuloza ne utječe razaranje, ali škrob, proteini, organske kiseline, a posebno vitamini su izloženi razgradnji nakon nekoliko sati brzaka. To uzrokuje da eksperimentator provodi testove u svježem materijalu u vrlo kratkom vremenu, što nije uvijek moguće. Stoga se često koristi fiksacija biljnog materijala, čija je svrha stabilizirati nestabilne tvari biljaka. Inaktivacija enzima ima presudnu važnost. Su korišteni razne tehnike Učvršćivanje biljaka ovisno o zadacima iskustva.
Fiksiranje pare. Ova vrsta fiksacije postrojenja koristi se kada nema potrebe za određivanjem spojeva topljivih u vodi (stanični sok, ugljikohidrati, kalij itd.). Tijekom obrade sirovog biljnog materijala, takva se snažna autoliza može dogoditi da se sastav konačnog proizvoda ponekad značajno razlikuje od sastava izvorni materijal.
Praktično pričvršćivanje trajekta provodi se kako slijedi: Metalna mreža je suspendirana unutar vodene kupelji, vrh za kupanje je prekriven gustom ne-zapaljivim materijalom i voda se zagrijava do brzog odabira pare. Nakon toga, svježi cvjetni materijal se nalazi na mrežu unutar kupelji. Vrijeme popravljanja 15 - 20 min. Tada se biljke osušene
u termostatu na temperaturi od 60 °.
Fiksiranje temperature.Biljni materijal se stavlja u pakete "Kraft", a sočno voće i povrće u drobljenom obliku postavljeni su u emajlirane ili aluminijske kivete. Materijal se drži 10 do 20 minuta na temperaturi od 90 - 95 °. U isto vrijeme, većina enzima je inaktivirana. Nakon toga, gubitak turgora je lisnata masa i voće sušeni u ormaru za sušenje na 60 ° sa ili bez ventilacije.
Kada koristite ovaj način popravljanja biljaka, potrebno je zapamtiti da dugoročno sušenje biljnog materijala na
80 ° i iznad dovodi do gubitaka i promjena u tvarima zbog kemijskih transformacija (toplinska razgradnja određenih tvari, karamelizacije ugljikohidrata, itd.), Kao i zbog volatilnosti amonijevih soli i nekih organskih spojeva. Osim toga, temperatura sirovog biljnog materijala ne može doseći temperaturu ambijentalni (kabinet za sušenje) dok voda isparava i do sada se sva ulazna toplina više neće pretvoriti u skrivenu toplinu isparavanja.
Brzo i oprezno sušenje uzoraka biljaka u nekim slučajevima također se smatra prihvatljivim i dopuštenim metodom fiksiranja. S slađim procesom odstupanja u sastavu suhe tvari može biti mali. U isto vrijeme, događa se denaturacija proteina i inaktivacija enzima. U pravilu, sušenje se provodi u kabinetima za sušenje (termostati) ili posebnim komorama za sušenje. Materijal je mnogo brži i pouzdaniji ako zagrijani zrak cirkulira kroz ormarić (fotoaparat). Najprikladnija temperatura za
šivanje od 50 do 60 °.
Suhi materijal je bolje očuvan u mraku i na hladnoći. Budući da su mnoge tvari sadržane u biljkama sposobni za samo-ispitivača čak iu suhom stanju, preporuča se pohraniti osušeni materijal u čvrsto zatvorenim posudama (tikvice s priključnim čepom, uzbuđenim, itd.), Vrh ispunjen materijalom tako da tamo nema zraka u posudama.
Zamrznuti materijal.Biljni materijal je vrlo dobro očuvan na temperaturama od -20 do -30 °, pod uvjetom da se zamrzavanje događa vrlo brzo (ne više od 1 sata). Prednost skladištenja biljnog materijala u zamrznutom stanju posljedica je djelovanja hlađenja i dehidracije materijala zbog prijelaza vode u kruto stanje. Mora se imati na umu da kada zamrzavanje
enzimi se inaktiviraju samo privremeno i nakon odmrzavanja u biljnom materijalu mogu se pojaviti enzimske transformacije.
Tretman biljaka s organskim otapalima. U kvaliteti
ove tvari za fiksiranje mogu se koristiti za kuhanje alkohola, acetona, etera itd. Učvršćivanje biljnog materijala u ovoj metodi se provodi spuštanjem u odgovarajuće otapalo. Međutim, s ovom metodom, ne samo fiksiranje biljnog materijala se ne događa, već i ekstrakcija brojnih tvari. Stoga je moguće koristiti takvu fiksaciju samo kada unaprijed zna da se tvari koje treba odrediti se ne izdvajaju s ovim otapalom.
Sušeni nakon fiksacije test povrća slomljena škarama, a zatim na mlinu. Zgnječeni materijal se prosijano kroz sito promjerom rupa od 1 mm. U isto vrijeme, ništa se ne odbacuje iz uzorka, jer uklanja dio materijala koji nije prošao kroz sito od prvog prosinca, tako mijenjamo kvalitetu srednjeg uzorka. Velike čestice prolaze kroz mlin i sito se ponovno koristi. Ostaci na situ trebaju biti zbunjeni u žbuku.
Iz laboratorijalnog srednjeg uzorka pripremljen na ovaj način, traje analitički uzorak. Za to, biljni materijal koji se distribuira tankim glatkim slojem na listu sjajnog papira podijeljen je s dijagonala u četiri dijela. Tada se uklanjaju dva suprotna trokuta, a preostala masa ponovno raspodjeljuje tanki sloj na cijelom listu papira. Ponovno dijagonalno i ponovno uklonite dva suprotna trokuta. To se radi dok se ne ostaje količina tvari koja je potrebna za analitički uzorak na ploči. Odabrani analitički test prenosi se na staklenu posudu s priključkom. U takvom stanju, može se dugo pohraniti na neodređeno vrijeme. Težina analitičkog uzorka ovisi o broju i metodama istraživanja i kreće se od 50 do nekoliko stotina grama biljnog materijala.
Svi testovi biljnog materijala treba provoditi s dvije paralelne šupljine. Samo bliski rezultati mogu potvrditi ispravnost obavljenog posla.
Potrebno je raditi s biljkama u suhom i čistom laboratoriju koji ne sadrži amonijačne pare, hlapljive kiseline i druge spojeve koji mogu utjecati na kvalitetu uzorka.
Rezultati analiza mogu se izračunati iu zrakoplovu i na apsolutno suhom uzorkovanju tvari. U slučaju zraka suhog stanja, količina vode u materijalu je u ravnoteži s vodom u zraku. Ova voda se zove higroskopna, a njezin iznos ovisi o postrojenju i stanju zraka: vlažnim zrakom, što je veća higroskopna voda u biljnom materijalu. Da bi se ponovno izračunali podaci o suhoj tvari, potrebno je odrediti broj higroskopne vlage u uzorku.
Određivanje suhe tvari i higroskopne vlage u zraku suhog materijala
Uz kemijsku analizu, kvantitativni sadržaj jedne ili druge komponente izračunava se na suhu tvari. Stoga, prije analize, količina vlage se određuje u materijalu i na taj način pronađe količinu apsolutno suhe tvari u njoj.
Tijekom analize. Analitički uzorak tvari raspoređuje se tankim slojem na listu sjajnog papira. Tada je lopatica s različitih mjesta tvari koja se distribuirala na listu, uzima ga malo u sjeckanju u prethodno osušeni na konstantne staklene posude. Hitch bi trebao biti približno 5 g. Bure zajedno s kukom izvaganim na analitičkim skalama i stavlja se u termostat, temperatura unutar koja se održava na 100-1050. Prvi put u termostatu otvoreni grah se čuvaju s kukom 4-6 sati. Nakon tog vremena, burs iz termostata se prenosi na kurzing eksploator, nakon 20-30
trenuci su izvagani. Nakon toga, posude su otvorene i ponovno postavljene u termostat (na istoj temperaturi) tijekom 2 sata. Sušenje, hlađenje i vaganje se ponavljaju sve dok posude ne dostigne trajnu težinu (razlika između posljednje dvije vaganje treba biti manja od 0,0003 g).
Izračun postotka vode provodi se formulom:
gdje: x - postotak vode; B - početak biljnog materijala za sušenje, g; B1 - biljno raspoloženje nakon sušenja.
Oprema i jela:
1) termostat;
2) stakleni fucti.
Obrazac za snimanje rezultata
Težinu Bucs S. |
Težinu Bucs S. |
||||||||
sakriti |
|||||||||
na jamčevinu |
Ukus |
Zmija |
|||||||
suho |
|||||||||
osušiti |
osušiti |
slijediti |
|||||||
shivyov, G. |
|||||||||
Određivanje "sirovog" postupka pepela suhog okea
Slat se naziva ostatak dobiven nakon spaljivanja i kalcijske organske tvari. Pri spaljivanju ugljika, vodika, dušika i djelomično kisika ostaju samo nehlapljivi oksidi.
Sadržaj i sastav elemenata pepela bilja ovisi o vrsti, rastu i razvoju biljaka, a posebno iz tla unosan i agrotehničkih uvjeta njihove kultivacije. Koncentracija elemenata pepela značajno se razlikuje u različitim tkaninama i organima biljaka. Stoga je sadržaj pepela u listovima i zeljastim organima biljaka mnogo veći nego u sjemenkama. U listovima pepela većeg nego u stabljikama,
Čak i na početku XVI. Stoljeća. Osnovana je važna istina: medicinska svojstva Svaka biljka se određuje svojim kemijskim sastavom., tj., prisutnost određenih tvari u njemu koja ima određeni utjecaj na ljudsko tijelo. Kao rezultat analize brojnih činjenica, bilo je moguće identificirati određena farmakološka svojstva i spektar terapijskog djelovanja mnogih skupina kemijskih spojeva, nazvanih aktivne tvari, Najvažniji od njih su alkaloidi, srčani glikozidi, triterpen glikozidi (saponini), flavonoidi (i drugi fenolni spojevi), kumarin, kvinoni, kvinoni, Xangon, Sesquiterpen laktone, lignani, aminokiseline, polisaharidi i neke druge veze. Od 70 skupina poznatih prirodnih spojeva, često nas zanimamo samo nekoliko skupina s biološkom aktivnošću. Ograničava mogućnosti izbora i tako ubrzava potragu za prirodnim kemikalijama koje trebamo. Na primjer, antivirusna aktivnost posjeduju samo neke skupine flavonoida, ksantona, alkaloida, terpenoida i alkohola; antiabuška - Neki alkaloidi, cijanidi, triterpene ketoni, diterpenoidi, polisaharidi, fenolni spojevi itd. Polifenolni spojevi su svojstveni hipotenzivnoj, antispazmodičnoj, antisodularnoj, kolereničkoj i baktericidnoj aktivnosti. Mnoge klase kemijskih spojeva i pojedinačnih kemikalija su strogo definirane i prilično ograničeni spektar biomedicinske aktivnosti. Drugi, obično vrlo opsežne nastave, kao što je alkaloidi, imaju vrlo širok, raznolik spektar djelovanja. Takvi spojevi zaslužuju svestrani medicinski i biološki studij i, prije svega u područjima od interesa za nas preporučeni. Uspjesi analitičke kemije dopušteno je razviti jednostavne i brze metode (izraziti metode) za identifikaciju klase (skupina) kemijskih spojeva i pojedinačnih kemikalija. Kao rezultat toga, metoda masovnih kemijskih testova široko je uvedena u praksu tražilica, na neki drugi način nazvan kemijskim probiranjem (s engleske riječi skrining - prosijavanje, sortiranje kroz sito). Često se prakticira tražiti potrebne kemijske spojeve analizom svih biljaka područja u studiju.
Metoda kemijskog pregleda
Metoda kemijskog probira u kombinaciji s podacima o korištenju biljaka u empirijskoj medicini i uzimajući u obzir njegov sustavni položaj, daje najučinkovitije rezultate. Iskustvo sugerira da gotovo sve biljke koje se koriste u empirijskoj medicini sadrže klase biološki aktivnih spojeva poznatih. Stoga je potraga za tvari koje trebamo prije svega, trebala bi biti namjerno provedena među biljkama, sve je otkrilo njihovu farmakološku ili kemoterapijsku aktivnost. Express metoda Može se kombinirati s preliminarnim izborom obećavajućih vrsta, vrsta i populacija kao rezultat organoleptičke procjene i analize etnobotanskih podataka, neizravno ukazujući na prisutnost tvari u postrojenju. Takav način odabira naširoko je koristio akademik N. I. Vavilov prilikom procjene kvalitete izvornog materijala različitih korisnih biljaka privučeni su za uzgoj i genetske studije. Tijekom prvih petogodišnjih planova na ovaj način, pretraživanja su provedena u flori SSSR-a novih gumenih biljaka.
Prvi put u širokoj mjeri metoda kemijskog pregleda Kada tražite novo ljekovita bilja Voditelj središnjih azijskih ekspedicija All-Union Research Chemical Institute (Vynchi) P. S. Massagetov počeo se primjenjivati. Istraživanje više od 1400 vrsta biljaka dopuštena akademika A. P. Orekhov i njegovi studenti do 19g0. Opišite oko 100 novih alkaloida i organiziraju proizvodnju onih koji su potrebni za medicinske svrhe i borbu protiv poljoprivrednih štetočina u SSSR-u. Institut za kemiju biljnih tvari uzbečki SSR ispitao je oko 4.000 vrsta biljaka, otkrio je 415 alkaloida, po prvi put postavio strukturu od njih 206. Ekspedicije WILR-a ispitani su 1498 vrsta kavkaza biljaka, 1026 vrsta na Dalekom istoku, mnoge biljke središnje Azije, Sibiru, europski dio SSSR-a. Samo na Dalekom istoku pronađene su 417 biljaka za habanje alkaloida, uključujući i seurinee sektor, koji sadrži novi alkaloid sekurin - sredstvo djelovanja nalik na čvrstoću. Do kraja 1967. godine opisana je struktura 4349 alkaloida u cijelom svijetu. Sljedeća faza pretraživanja - dubinska procjena farmakološke, kemoterapijske i antitumorske aktivnosti odabrane pojedinačne tvari ili obuhvaćaju njihove ukupne lijekove. Treba napomenuti da su u cijeloj zemlji i na globalnoj razini, kemijske studije su značajno pred mogućnostima dubokog medicinskog i biološkog odobravanja novih kemijskih spojeva identificiranih u biljkama. Trenutno je struktura od 12.000 pojedinačnih spojeva izoliranih iz biljaka, nažalost, mnogi od njih još nisu bili podvrgnuti biorazgradnji. Iz svih klasa, kemijskih spojeva važnijedefinitivno imaju alkaloide; 100 Od njih se preporučuju kao važni medicinski uređaji, kao što su atropin, berberin, kokain, kokain, kofein, morfin, papaverin, pilokarpin, platiflain, pregradni, salsolin, sigurnonin, strojci, građanin, građanin, efedrin, itd dobivaju se u rezultatu pretraživanja, koji se temeljio na kemijskom provjeru. Međutim, jednostran razvoj ove metode je alarmantna, u mnogim institutima i laboratorijima samo alkaloidonskih postrojenja, nemoguće je zaboraviti da se, osim alkaloida, otkrivaju nove biološki aktivne biljne tvari koje se odnose na druge klase kemijskih spojeva godišnje , Ako je do 1956. godine, struktura je bila poznata samo 2669 prirodnih spojeva iz biljaka koje nisu povezane s alkaloidima, zatim u sljedećih 5 godina (1957-1961) u postrojenjima 1754. godine pronađene su pojedinačne organske tvari. Sada broj kemikalija s instaliranom strukturom doseže 7000, koji je, zajedno s alkaloidima, preko 12.000 biljnih tvari. Kemijski pregled Polako izlazi iz "alkaloidnog razdoblja". Od 70 skupina i klasa biljnih tvari, koje su trenutno poznate (Karrer i sur., 1977), provodi se samo u 10 razreda spojeva, jer ne postoje pouzdani i brzi izraziti metode za uspostavljanje prisutnosti drugih spojevi u biljnim sirovinama. Uključivanje u kemijsku provjeru novih klasa biološki aktivnih spojeva je važan rezervat podizanja tempo i učinkovitost potrage za novim lijekovima iz biljaka. Razvoj metoda za brzo pretraživanje pojedinih kemikalija, na primjer, Berberina, rutinske, askorbinske kiseline, morfije, citisina, itd. Najveći interes za stvaranje novih iscjeliteljskih pripravaka je najveći interes za stvaranje novih lijekova za liječenje ili tzv. Tvari specifične biosinteze. Mnogi od njih imaju širok raspon biološke aktivnosti. Na primjer, alkaloidi su dopušteni za upotrebu u medicinskoj praksi kao i anaket, bolni, sedativni, hipotenzivni, ekspektorni, kolereni, antispazmodični, maternici, tonik, središnji živčani sustav i lijekovi nalik adrenalinu. Flavonoidi mogu ojačati zidove kapilara, spustiti ton glatke crijevne muskulature, stimulirati izlučivanje žuči, povećati neutralizirajuću funkciju jetre, neki od njih su inherentni spazmoditski, kardiotonični i antitumorski učinak. Mnogi polifenolni spojevi koriste se kao hipotenzivne, antispazmodične, anti-dimenzije, kolerečke i antibakterijske agense. Antitumorska aktivnost je zabilježena u cijanidima (na primjer, sadržana u sjemenkama breskve, itd.), Triterpene ketone, diturpenoidi, polisaharidi, alkaloidi, fenolni i drugi spojevi. Sve više i više pripravaka stvara od srčanih glikozida, aminokiselina, alkohola, kumarina. Polisaharidi, aldehidi, sesquiterpene laktone, steroidne veze. Često su medicinske primjene pronađene za dugo poznate kemikalije, koje su tek nedavno uspjele otkriti jednu ili drugu biološku aktivnost i razviti racionalnu metodu proizvodnje pripravaka. Kemijski screening omogućuje ne samo za prikazivanje novih obećavajućih objekata, već i: - identificirati korelacije između sustavnog položaja postrojenja, njegovog kemijskog sastava i biomedijske aktivnosti;
- saznajte geografske i okolišne čimbenike koji doprinose ili sprečavaju akumulaciju u biljkama određenih operativnih tvari;
- odrediti vrijednost biološki aktivnih tvari za biljke koje ih proizvode;
- uklonite kemijske utrke u biljkama, heredity se razlikuju međusobno prisustvom određenih aktera.
Proučavanje biljnih organa
Različiti organi iz biljke često se razlikuju ne samo kvantitativnim sadržajem aktivnih tvari, već i njihovom kvalitativnom sastavom. Na primjer, sinoneenin alkaloid je sadržan samo u travi LuneuDeankian Daurosky, a citizin je samo u plodovima termopsisa lancetovoida, odsutan u zemljanim dijelovima do kraja cvjetanja biljaka, dok termopsis lavetur velike količine Sadržane u gornjim dijelovima u svim fazama razvoja biljaka. Zato je potrebno napraviti analizu najmanje četiri organa svake biljke kako bi se dobila puna slika kemijskog sastava: podzemlje (korijene, rizome, žarulje, gomolje), lišće i stabljike (lišće bilja uvijek su bogatiji aktivnim Tvari od stabljika), cvijeće (ili cvatovi), voće i sjemenke. U postrojenjima drva grmlja, aktivne tvari se često akumuliraju u kori stabljika (i korijena), a ponekad samo u snimanju, neki dijelovi cvijeta, fetusa i sjemena.
Kemijski sastav svakog organa biljke varira također se mijenja u različitim fazama razvoja. Uoče se maksimalni sadržaj samih tvari fazni boonizacijadrugo - in full cvjetni fazatreći - tijekom plodan i sur. Na primjer, alkaloidni triakantin je sadržan u značajnim količinama samo u lišćem Glootichia, dok u drugim fazama razvoja u svim organima ove biljke praktički je odsutno. Dakle, lako je izračunati da za identificiranje, na primjer, samo potpuni popis alkaloidnih biljnih flore SSSR-a, koji ima oko 20.000 vrsta, treba napraviti najmanje 160.000 analiza (20.000 vrsta X 4 Organ X 2 Razvoj), koji će zahtijevati oko 8000 radnih dana 1 laboratorijski analitičar. Otprilike u isto vrijeme potrebno je potrošiti kako bi se utvrdilo prisutnost ili odsutnost flavonoida, kumarina, srčanih glikozida, tanida, polisaharida, triterpena glikozida i međusobnu klasu kemijskih spojeva, ako se analiziraju bez prethodne postrojenja biljaka za bilo koji razum ili druga razmatranja. Osim toga, isti organi u istoj fazi razvoja biljaka u jednom području mogu imati potrebne aktivne tvari, a na drugom području - ne da ih imaju. Osim geografskih i okolišnih čimbenika (učinak temperature, vlage, insolacije, itd.), Prisutnost posebnih kemijskih utrka, apsolutno se ne razlikuju morfološkim razlozima, može utjecati na biljku. Sve to uvelike komplicira zadatak i, čini se, čini izglede za kraj preliminarne kemijske procjene SSSR flore, a još više, tako je globus vrlo udaljen. Međutim, znanje o određenim uzorcima može značajno pojednostaviti ovaj rad. Prvo, apsolutno nije potrebno istražiti sve organe u svim fazama razvoja. Dovoljno je analizirati svaki organ u optimalnoj fazi kada sadrži najveći broj Tvari u studiju. Na primjer, prethodne studije otkrile su da su listovi i stabljike bogatiji alkaloidima u fazi kukanja, kore - tijekom proljeća opruge, a cvjetovi su u fazi njihovog potpunog otapanja. Voće i sjemenke, međutim, mogu sadržavati različite alkaloide i u različitim brojevima u zrelom i nezrelom stanju, i stoga, ako je moguće, moraju se istražiti dva puta. Poznavanje ovih obrazaca uvelike pojednostavljuje rad na preliminarnoj kemijskoj procjeni biljaka. Potpuni pregled svih vrsta - Metoda je učinkovita, ali još uvijek ovo djelo slijepo! Je li moguće, bez najjednostavnije kemijske analize, razlikovati skupine biljaka, vjerojatno sadrži jednu ili drugu klasu kemijskih spojeva, od očito ne sadrži te tvari? Drugim riječima, je li moguće odrediti kemijski sastav biljaka na oku? Kao što će biti rečeno u sljedećem dijelu naše brošure, općenito možemo odgovoriti na to pitanje pozitivno. Povijest proučavanja fiziologije biljke. Glavni dijelovi fiziologije biljke
Fiziologija biljke kao dio botanike.
Tema rada mora biti koordinirana s kustosom discipline po izboru (električni) A.N. Luofer.
Značajke strukture biljne stanice, kemijskog sastava.
1. Povijest proučavanja fiziologije biljaka. Glavni dijelovi i ciljevi fiziologije biljke
2. Osnovne metode istraživanja fiziologije biljke
3. Struktura biljne ćelije
4. Kemijski sastav biljne ćelije
5. Biološke membrane
Fiziologija biljke je znanost koja proučava vitalne procese koji se pojavljuju u biljnom organizmu.
Informacije o procesima nastale u živom biljci akumulirane su kao što se nerd razvija. Razvoj fiziologije biljaka, kao znanost, određena je korištenjem novih, naprednijih metoda kemije, fizike i potreba poljoprivrede.
Predmetna fiziologija nastala je u XVII-XVIII stoljećima. Početak fiziologije biljaka kao što su znanost položili eksperimenti Ya.B. Gelmont na prehrani vode biljaka (1634 g).
Rezultati više fizioloških eksperimenata koji dokazuju postojanje struja prema dolje i rastućih vode i hranjive tvariZrak biljaka navedeni su u klasičnim djelima talijanskog biologa i liječnika M. Malpigi "Anatomija biljaka" (1675-1679) i engleske botanike i liječnik S.Gylsa "statične biljke" (1727 g) ). Godine 1771, engleski znanstvenik D.Pristly otvoren i opisao je fotosintezu - zračno napajanje biljaka. Godine 1800. godine G. SEENEBENI je izdao raspravu "Fiziologision Vegele" u pet svezaka, u kojima su svi podaci poznati u vrijeme prikupljeni, obrađeni i shvaćeni, predloženi su izraz "fiziologija biljke", zadaci, metode istraživanja fiziologije biljke, Eksperimentalno se dokazalo da je izvor ugljičnog s fotosintezom ugljični dioksid, postavio temelje fotochomije ..
U XIX - XX stoljećima, napravljeno je brojna otkrića u području fiziologije biljaka:
1806 - T.a.night opisano i eksperimentalno proučavaju fenomen geotropiscusa;
1817. - P.ZH. Peltier i J. Kavtan dodijelio je zeleni pigment od lišća i nazvao je klorofilom;
1826. - G. Dutyroshe otkrili su fenomen osmoze;
1838-1839 - t.shvann i m.ya.shladyden potkrijepili su staničnu teoriju strukture biljaka i životinja;
1840 - Y.LIBIH je razvio teoriju mineralne prehrane biljaka;
1851 - V.Hofmeister je otvorio alternativu generacija više biljke;
1859. - ch. Darvin je postavio temelje evolucijske fiziologije biljaka, fiziologiju cvijeta, heterotrofne prehrane, pokreta i razdražljivost odvajanja;
1862 - Yu.Sax je pokazao da je škrob slika fotosinteze;
1865 - 1875 - k.a.timiryazev proučavao ulogu crvenog svjetla u procesima fotosinteze, razvio je ideju kozmičke uloge zelenih biljaka;
1877. - V.Pffer je otvorio zakone osmoze;
1878-1880 - Gelrigel i ZH.B. Boussengo je pokazao fiksaciju atmosferskog dušika u mahunarki u simbiozi s bakterijama nodula;
1897 m.Nantsky i L.Marhlevsky otkrili su strukture klorofila;
1903. - Klebs je razvio doktrinu o utjecaju čimbenika vanjsko okruženje o rastu i razvoju biljaka;
1912. - V.i. Pallladin iznijela je ideju anaerobnih i aerobnih faza disanja;
1920 - u.u.garner i G.A. Allard je otkrio fenomen fotoperiodizma;
1937. - G.A. Krebces opisao je ciklus limunske kiseline;
1937. - MK Chaylakhhyan iznijela je hormonalnu teoriju razvoja biljaka;
1937 -1939 - kallar i v.a.bitser je otvorio oksidativnu fosforilaciju;
1946. - 1956- M. Kalvin i zaposlenici dešifrirali su glavni put ugljika u fotosintezi;
1943-1957 - r.ememerson je eksperimentalno dokazao postojanje dvaju fotosistestava;
1954. - D.i.anon i Sotr. Otvorena fosforilacija fotografija;
1961-1966 - P.Mitchel je razvio hemosmotsku teoriju konjugacije oksidacije i fosforilacije.
Kao i druga otkrića koja su utvrdila razvoj fiziologije biljke kao znanost.
Glavni dijelovi biljke fiziologije bile su diferencirane u XIX B - to:
1. Fiziologija Fotosinteza
2. Fiziologija vodnog režima biljaka
3. Fiziologija prehrane mineralne prehrane
4. Fiziologija rasta i razvoja
5. Fiziologija održivosti
6. Fiziologija reprodukcije
7. fiziologija disanja.
Međutim, bilo koji fenomen u biljci ne može se razumjeti u okviru samo jednog dijela. Stoga, u drugoj polovici XXV. U fiziologiji biljke planiraju se trend spajanja u jednu cijelu biokemiju i molekularnu biologiju, biofiziku i biofiziju i biološko modeliranje, citologija, anatomija i biljna genetika.
Moderna biljka fiziologija je temeljna znanost, njegov glavni zadatak je proučavanje obrazaca vitalne aktivnosti biljaka. No, ima ogromnu primjenu, pa je njegov drugi izazov razvoj teoretskih temelja dobivanja maksimalnih prinosa poljoprivrednih, tehničkih i medicinskih usjeva. Predmetna fiziologija je znanost o budućnosti, njegov treći, još ne riješeni problem, je razvoj instalacija za provedbu procesa fotosinteze u umjetnim uvjetima.
Moderna fiziologija biljke koristi cijeli arsenal znanstvene metodekoji postoji danas. To su mikroskopski, biokemijski, imunološki, kromatografski, radioizotop itd.
Razmotrite metode instrumentacije istraživanja, široko korištenih u proučavanju fizioloških procesa u biljci. Metode instrumenata za rad s biološkim objektima podijeljeni su u skupine, ovisno o tome koji kriterij:
1. Ovisno o tome gdje se nalaze osjetljivi elementi uređaja (na postrojenju ili ne): kontakt i udaljeni;
2. Prilikom dobivene vrijednosti: kvaliteta, polu-kvantitativna i kvantitativna.Kvaliteta - istraživač dobiva informacije samo o prisutnosti ili odsutnosti bilo koje tvari ili procesa. Polu-kvantitativno - istraživač može usporediti mogućnosti jednog predmeta s drugima po intenzitetu bilo kojeg procesa, u skladu s sadržajem tvari (ako nije numerički formiranje, već, na primjer, u obliku ljestvice). Kvantitativno - istraživač dobiva numeričke pokazatelje koji karakteriziraju bilo koji proces ili sadržaj tvari.
3. Izravni i neizravni, Kada koristite izravne metode, istraživač dobiva informacije o procesu u studiju. Neizravne metode temelje se na mjerenjem svih istodobnih vrijednosti, na ovaj ili onaj način povezan s proučavanim.
4. Ovisno o eksperimentalnim uvjetima, metode su podijeljene na laboratorij i polja.
Prilikom provođenja istraživanja biljnih objekata mogu se izvršiti sljedeće vrste mjerenja:
1. Morfometrija (mjerenje različitih morfoloških pokazatelja i njihove dinamike (na primjer, površina površine ploče, omjer površina nadzemnih i podzemnih organa, itd.)
2. Mjerenja težine. Na primjer, definicija dnevne dinamike akumulacije vegetativne mase
3. Mjerenje koncentracije otopine, kemijski sastav uzoraka, itd. Koristeći konzolemetrijske, potenciometrijske itd. Metode.
4. Studija razmjene plina (prilikom proučavanja intenziteta fotosinteze i izmjene plina)
Morfometrijski pokazatelji mogu se odrediti pomoću vizualnog brojanja, mjerenja ravnala, milimetra, itd. Da biste odredili neke pokazatelje, na primjer, ukupan broj korijenskog sustava koristi posebne instalacije - plovilo s diplomiranim kapilarom. Volumen korijenskog sustava određen je volumenom raseljene vode.
Kada se koristi bilo koji postupak različite metode, Na primjer, za određivanje razine korištenja transpiracije:
1. Web metode (izvor težine lista i njezina težina nakon nekog vremena);
2. Temperatura (koristite posebne klimatske stanice);
3. Uz pomoć pore, određuje se vlažnost fotoaparata, gdje je postavljena biljka u studiju
Pri određivanju potrebe biljaka u gnojivima, zajedno s agrokemijskim analizama tla, polja i vegetativnih eksperimenata, mikrobioloških i drugih metoda, metode dijagnostike bilja postaju sve više i više.
Trenutno, sljedeće metode dijagnostike postrojenja široko se koriste: 1) Kemijska analiza postrojenja, 2) vizualne dijagnostike i 3) ubrizgavanje i prskanje. Kemijska analiza postrojenja je najčešća metoda dijagnosticiranja potrebe za gnojivom.
Kemijska dijagnostika predstavljaju tri vrste: 1) dijagnostiku lima, 2) dijagnostiku tkiva i 3) brze (ekspresne) metode analize biljaka.
Važne faze rada na dijagnozi postrojenja uz pomoć kemijske analize su: 1) uzimanje uzoraka biljaka za analizu; 2) računovodstvo istodobnih uvjeta uzgoja biljaka; 3) Kemijska analiza postrojenja; 4) obrada analitičkih podataka i sastavljanje zaključka biljaka u gnojivima.
Uzimanje uzoraka biljaka za analizu. Prilikom odabira postrojenja za analizu potrebno je osigurati da se biljke poduzmu kako bi se uskladila s prosječnom stanjem postrojenja u ovom području. Ako je sjetva homogena, onda možete ograničiti jedan slom; Ako postoje mrlje bolje razvijene ili, naprotiv, lošiji od razvijenih biljaka, onda sa svakom od tih mrlja uzima poseban uzorak kako bi se odredio uzrok modificiranog stanja postrojenja. Sadržaj hranjivih tvari u dobro razvijenim biljkama može se koristiti u ovom slučaju kao pokazatelj normalnog sastava ove vrste biljaka.
Kada provode analize, potrebno je ujediniti tehniku \u200b\u200buzimanja i pripreme uzorka: uzimajući iste dijelove biljke na longlinu, poziciji na biljnoj i fiziološkoj dobi.
Izbor dijela biljke za analizu ovisi o metodi kemijske dijagnostike. Da biste dobili pouzdane podatke, potrebno je uzeti uzorke barem od deset biljaka.
Drveni usjevi u vezi s posebnostima njihovih dobnih promjena su nešto kompliciraniji od teljnih kultura. Preporuča se provoditi istraživanja u sljedećim dobnim razdobljima: sadnice, sadnice, mlade i plodne biljke. Trebali biste uzeti lišće, rezače, bubrege, izbojke ili druge organe iz gornje trećine izdanka srednja zona Krune drveća ili grmlja od jedne dob i bonittu, pridržavajući se istog reda, naime: ili samo s voćem, ili samo s ne-lojalnim izdancima, ili iz izdanka trenutnog povećanja, ili lišće koje su izravno sunčane ili na raspršeno svjetlo. Svi ovi trenutci moraju se uzeti u obzir, jer svi utječu na kemijski sastav lišća. Primijećeno je da se dobiva najbolja korelacija između kemijskog sastava lista i usjeva plodova ako je list kao uzorak, u sinusu od kojih se cvjetni bubreg razvija.
Koja faza razvoja biljaka treba uzeti uzorke za analizu? Ako imamo na umu, primitak najbolje korelacije s žetvom, onda je analiza biljaka u fazi cvatnje ili zrenja je najbolja. Dakle, Lundagord, koledž i drugi istraživači vjeruju da takva faza za sve biljke cvjeta, jer u ovom trenutku završava glavni procesi rasta i povećanje mase neće "razrijediti" postotak tvari.
Da biste riješili problem, kako promijeniti snagu biljaka kako bi se osiguralo stvaranje najbolja žetva, potrebno je analizirati biljke u više rana razdoblja Razvoj i više od jednom, i nekoliko (tri ili četiri), počevši od izgleda jednog ili dva lišća.
Uzimanje vremena uzoraka. 1 vrijeme: za proljetno zrno (pšenica, zob, kukuruz) - u fazi tri lišća, tj. Prije početka diferencijacije rugger šiljaka ili obrta; Za lan - početak božićnog drvca; za krumpir, mahunarke, pamuk i druge faze od četiri ili pet pravih listova, tj. Prije kokonizacije; Za šećernu repu - fazu tri stvarnog lišća.
II Pojam: za proljeće žita - u fazi pet listova, tj. U fazi cijevi; za repu - u fazi implementacije šestog lista; Za sve ostale - u formiranju prvih malih zelenih pupoljaka, tj. Na samom početku kokonizacije.
III Pojam: u fazi cvatnje; Za repe - prilikom implementacije osmog devetog lista.
IV: U fazi mliječnih zrelih sjemena; Za repu - tjedan dana prije čišćenja.
W. drvene biljke i bobice uzorka preuzimaju sljedeće faze formiranja žetve: a) prije cvatnje, tj na početku snažnog rasta, b) cvatu, tj. Tijekom razdoblja snažnog rasta i fiziološkog stiskanja opscenosti, c) Formiranje voća, d) sazrijevanje i čišćenje žetve i e) razdoblje jesenskog pada lista.
Prilikom uspostavljanja vremena postrojenja potrebno je uzeti u obzir i za koje razdoblje rasta i razvoja javljaju kritične razine. Pod pojmom "kritične razine" razumiju najmanji koncentracije hranjivih tvari u biljkama u odgovornom razdoblju njihovog razvoja, tj. U nastavku koncentracije koje dođe do pogoršanja stanja biljke i smanjenje žetve. Pod optimalnom sastavom biljke shvaća takav sadržaj hranjivih tvari u njemu u odgovornim fazama njegovog razvoja, koji osigurava visoku žetvu.
Vrijednosti kritičnih razina i optimalne kompozicije dane su za neke usjeve ispod. Uzorci se uzimaju u svim slučajevima u istim satima dana, bolje je ujutro (u 8-9 sati) kako bi se izbjegli promjene u sastavu biljaka zbog dnevnog prehrambenog moda.
Računovodstvo zainteresirane uvjete. Suditi adekvatnost ili neuspjeh prehrane biljaka od strane onih ili drugih elemenata samo prema kemijskoj analizi nije uvijek točno. Mnoge činjenice su poznate kada nedostatak jedne ili više baterija, kašnjenje fotosinteze ili kršenje vode, toplinskih i drugih vitalnih načina može uzrokovati akumulaciju jednog ili drugog elementa u postrojenju, koji ni u kojem slučaju ne smije okarakterizirati Dovoljnost ovog elementa u hranjivom mediju (tlo). Izbjeći moguće pogreške i netočnosti u zaključcima, potrebno je usporediti podatke o kemijskoj analizi bilja s nizom drugih pokazatelja: s težinom, rastom i brzinom razvoja bilja u vrijeme uzimanja uzorka i s konačnom žetvi, uz vizualnu dijagnostiku Znakovi, s značajkama agrotehnologije, s agrokemijska svojstva Tlo, s vremenskim uvjetima i brojnim drugim pokazateljima koji utječu na prehranu bilja. Stoga je jedan od najvažnijih uvjeta za uspješno korištenje biljne dijagnostike najvanije je prikaz svih ovih pokazatelja za naknadnu usporedbu između sebe i s podacima o analizi.
Kemijska analiza postrojenja za posljednje godine Priznavanje i velika distribucija u mnogim zemljama svijeta kao metoda za istraživanje prehrane bilja u poljskoj atmosferi i kao metoda za određivanje potreba biljaka u gnojivima. Prednost ove metode je dobro izražen odnos između analize biljaka i učinkovitosti relevantnih gnojiva. Ne uzimaju sve biljke za analizu, ali određeni dio, češće list ili leaf ljubimac. Ova metoda se zove dijagnostika lišća. [...]
Kemijska analiza postrojenja provodi se kako bi se odredio broj prehrambenih elemenata primljenih u njima, prema kojima je moguće suditi potrebu za korištenjem gnojiva (Nybauer, Magnetky, itd.), Određivanje pokazatelja hrane i dostojanstva hrane proizvoda (definicija škroba, šećera, proteina, vitamina, itd. n) i riješiti razne prehrambene probleme biljaka i metabolizma. [...]
Podstupljive biljke s označenim dušikom u ovom iskustvu napravljene su 24 dana nakon pojave klica. Amonij sulfat s trostrukim obogaćivanjem izotopa Y15 u dozi od 0,24 g je korišten kao hranjenje. Budući da je filtriranje obilježenog amonijevog sulfata razrijeđen u tlu konvencionalnim amonijevim sulfatom, nastao prije sjetve i ne u potpunosti korišten od strane biljaka, stvarna obogaćivanje amonijevog sulfata u supstratu bila je nešto niža, oko 2.5. Od tablice 1, u kojem su postavljeni podaci o usjevima i rezultatima kemijske analize biljaka, slijedi da kada su biljke izložene označenom dušiku od 6 do 72 sata, težina biljaka gotovo je ostala na istoj razini i samo 120 sati Nakon što se koristi dušikovo hranjenje, povećava se. [...]
Do danas, u kemikalijama, taksonomija se ne može podijeliti na velike taksonomske skupine na temelju bilo kojeg kemijskog spoja ili skupine spojeva. Kemijska taksonomija dolazi iz kemijske analize biljaka. Glavna pozornost posvećena je europskim biljkama i biljkama umjerenog pojasa, sustavnog studija tropske biljke Bio je nedovoljan. U posljednjem desetljeću, međutim, postaje sve važnije uglavnom biokemijske sistematike, naime, iz dva razloga. Jedna od njih je jednostavnost korištenja brzih, jednostavnih i dobro ponovljivih kemijskih analitičkih metoda za proučavanje sastava biljaka (ove metode uključuju, na primjer, kromatografiju i elektroforezu), drugu - jednostavnost identificiranja organskih spojeva u biljkama; Oba ovih čimbenika doprinijela je rješenju taksonomskih problema. [...]
Kada se raspravlja o rezultatima kemijske analize biljaka, naznačili smo da je prema tim podacima bilo nemoguće utvrditi bilo koji obrasca u promjeni sadržaja rezervnih proteina u biljkama u različitim razdobljima njihovog čišćenja. Rezultati analize izotopa, naprotiv, ukazuju na snažno ažuriranje ovih dušika (proteina nakon 48 i 96 sati nakon što je hranjenje s označenim dušikom. To nas čini da prepoznamo da u stvarnosti rezervnih proteina, kao i ustavno, podvrgnuti kontinuiranim promjenama U tijelu biljaka. A ako se u prvom poluvremenu nakon čišćenja izotope-in-dušikovih proteina ne promijeni, onda to nije osnova za donošenje zaključka o poznatoj održivosti u ovim uvjetima iskustva. [... ]
U isto vrijeme kemijske analize Biljke su pokazale da je ukupna količina proteina dušika u ovom iu drugom sličnom iskustvu za takve kratke intervale gotovo gotovo u potpunosti promijenjeno ili promijenjeno u relativno manju vrijednost (u rasponu od 5-10%). To sugerira da je u biljkama, uz formiranje nove količine proteina, protein koji je već sadržan u biljci stalno ažurira. Prema tome, molekule proteina u organizmu biljaka imaju relativno mali životni vijek. Kontinuirano se uništavaju i rekonstruiraju u procesu intenzivnog metabolizma biljaka. [...]
Ove metode za dijagnosticiranje prehrane za kemijsku analizu biljaka temelje se na definiciji rubova glavnih električnih elemenata u listovima. Odabrani obrasci bilja suše i mljevete. Zatim, u laboratorijskim uvjetima, hidraulična biljka se raspršuje s naknadnom definicijom bruto sadržaja n, P205, KGO\u003e Cao, MGO i drugih hranjivih tvari. U paralelnom zastoju određuje se količina vlage. [...]
Tablica 10 prikazuje podatke o prinosu i podatke o kemijskoj analizi biljaka za obje serije iskustva. [...]
Međutim, u svim tim eksperimentima, analiza zaprimljenih uzoraka biljaka, kao što je učinjeno u uobičajenim definicijama veličine apsorpcije fosfora iz gnojiva. Razlika je bila samo da je količina fosfora uzeta iz biljaka gnojiva određena ¡ne razlikom između sadržaja fosfora u kontrolnim i eksperimentalnim biljkama, ali izravnim mjerenjem količine označenog fosfora ušla je u biljku iz gnojiva. Paralelni kemijski testovi postrojenja na sadržaju fosfora u ovim eksperimentima su omogućili da se odredi koji je udio ukupnog sadržaja fosfora u postrojenju koji se odnosi na fosfor gnojiva (označen) i fosforni iz tla (ne-crne).
