Metode de cercetare chimică în plante. Metode de cercetare de bază. Sistem de indicatori ai stării chimice a solurilor
AGENȚIA DE EDUCAȚIE FEDERALĂ
UNIVERSITATEA DE STAT VORONEZH
INFORMAȚII ȘI SPRIJIN ANALITIC AL PROTECȚIEI DE MEDIU ÎN AGRICULTURĂ
Ghid de studiu pentru universități
Compilat de L.I. Brekhova L.D. Stakhurlova D.I. Șcheglov A.I. Thunderman
VORONEZH - 2009
Aprobat de Consiliul științific și metodologic al Facultății de Biologie și Știința solului - Protocolul nr. 10 din 4 iunie 2009
Recenzor, doctor în științe biologice, profesorul L.A. Yablonskikh
Ajutorul didactic a fost pregătit la Departamentul de Știința Solului și Amenajarea Terenurilor, Facultatea de Biologie și Știința Solului, Universitatea de Stat Voronezh.
Pentru specialitate: 020701 - Știința solului
O deficiență sau un exces al oricărui element chimic determină întreruperea cursului normal al proceselor biochimice și fiziologice la plante, ceea ce schimbă în cele din urmă randamentul și calitatea producției de culturi. Prin urmare, determinarea compoziției chimice a plantelor și a indicatorilor de calitate a produsului face posibilă identificarea condițiilor ecologice nefavorabile pentru creșterea vegetației atât culturale, cât și naturale. În acest sens, analiza chimică a materialului vegetal este o parte integrantă a activităților de protecție a mediului.
Un ghid practic de informare și susținere analitică a protecției mediului în agricultură a fost întocmit în conformitate cu programul de studii de laborator în „Biogeocenologie”, „Analiza plantelor” și „Protecția mediului în agricultură” pentru studenții din anii 4 și 5 ai departamentului de sol al facultății de biosol VSU.
TEHNICA PENTRU PRELUAREA PROBELOR DE PLANTE ȘI PREGĂTIREA PENTRU ANALIZĂ
Eșantionarea plantelor este un moment crucial în eficacitatea diagnosticării nutriției plantelor și a evaluării disponibilității resurselor solului.
Întreaga suprafață a culturii studiate este împărțită vizual în mai multe secțiuni, în funcție de mărimea acesteia și de starea plantelor. Dacă în zonele de însămânțare cu plante clar mai proaste sunt evidențiate, atunci aceste zone sunt marcate pe harta câmpului, se determină dacă starea proastă a plantelor este o consecință a unei anto sau fito-boli, a deteriorării locale a proprietăților solului sau a altor condiții de creștere. Dacă toți acești factori nu explică motivele stării proaste a plantelor, atunci se poate presupune că nutriția lor este perturbată. Acest lucru este verificat prin metode de diagnosticare a plantelor. Ia pro
de pe site-urile cu cele mai rele și mai multe cele mai bune planteși solul de sub ele și, prin analizele lor, află motivele deteriorării plantelor și nivelul nutriției lor.
Dacă, din cauza stării plantelor, însămânțarea nu este uniformă, atunci la prelevare, ar trebui să se asigure că probele corespund stării medii a plantelor din această zonă a câmpului. Plantele cu rădăcini sunt luate din fiecare matrice selectată de-a lungul a două diagonale. Acestea sunt utilizate: a) pentru a lua în considerare creșterea masei și evoluția formării organelor - structura viitoare a culturii și b) pentru diagnostic chimic.
În fazele incipiente (cu două sau trei frunze), proba ar trebui să conțină cel puțin 100 de plante la hectar. Ulterior, pentru cereale, in, hrișcă, mazăre și altele - cel puțin 25 - 30 de plante la hectar. La plantele mari (porumb adult, varză etc.), frunzele sănătoase inferioare sunt luate de la cel puțin 50 de plante. Pentru a lua în considerare acumularea în faze și îndepărtarea de către cultură, întreaga parte aeriană a plantei este luată în analiză.
Avea specii de arbori - fructe, fructe de pădure, struguri, ornamentale și pădure - datorită particularităților schimbărilor de vârstă, frecvenței fructificării etc., prelevarea probelor este ceva mai dificilă decât cea a culturilor de câmp. Se disting următoarele grupe de vârstă: puieți, sălbatici, puieți altoiți de doi ani, puieți, tineri și fructiferi (începând să dea roade, în întregime și în fructe pe moarte) copaci. La răsaduri, în prima lună de creștere, întreaga plantă este inclusă în probă, urmată de divizarea sa în organe: frunze, tulpini și rădăcini. În a doua și următoarea lună, sunt selectate frunzele complet formate, de obicei primele două după cea mai tânără, numărând de sus. În jocul de doi ani, primele două frunze formate sunt, de asemenea, luate, numărând din partea de sus a lăstarului de creștere. De la copiii de doi ani și răsaduri altoiți, precum și de la adulți, se iau frunzele medii de lăstari de creștere.
Avea boabele - agrișe, coacăze și altele - sunt selectate din lăstarii creșterii actuale de 3-4 frunze din 20 de tufișuri, astfel încât în eșantion
au fost cel puțin 60 - 80 de frunze. Frunzele adulte sunt luate din căpșuni în aceeași cantitate.
Cerința generală este unificarea tehnicii de prelevare a probelor, prelucrarea și depozitarea probelor: luarea strict a acelorași părți de la toate plantele în funcție de nivelul lor, vârsta, locația pe plantă, absența bolii etc. De asemenea, contează dacă frunzele au fost în lumina directă a soarelui sau în umbră și, în toate cazurile, frunzele de aceeași amplasare în raport cu lumina soarelui mai bine în lumină.
La analiza sistemului radicular, proba medie de laborator este spălată cu atenție în apă de la robinet, clătită în apă distilată și uscată cu hârtie de filtru înainte de cântărire.
O probă de laborator de cereale sau semințe este prelevată din multe locuri (pungă, cutie, mașină) cu o sondă, apoi se întinde uniform pe hârtie sub formă de dreptunghi, împărțit în patru părți, iar materialul este preluat din două părți opuse la suma necesară pentru analiză.
Una dintre Puncte importanteîn pregătirea materialului vegetal pentru analiză, este corect să se fixeze, dacă nu se presupune că analizele se efectuează în material proaspăt.
Pentru evaluarea chimică a materialului vegetal în funcție de conținutul total de substanțe nutritive (N, P, K, Ca, Mg, Fe etc.), probele de plante sunt uscate la o stare uscată la aer într-un dulap de uscare la o temperatură
temperatura 50 - 60 ° sau în aer.
În analize, pe baza rezultatelor cărora se vor trage concluzii despre starea plantelor vii, ar trebui utilizat material proaspăt, deoarece ofilirea provoacă o schimbare semnificativă a compoziției substanței sau o scădere a cantității acesteia și chiar dispariția substanțelor cuprins în
plante vii. De exemplu, celuloza nu este afectată de degradare, dar amidonul, proteinele, acizii organici și în special vitaminele sunt degradate după câteva ore de ofilire. Acest lucru îl obligă pe experimentator să efectueze analize în materiale proaspete într-un timp foarte scurt, ceea ce nu este întotdeauna posibil să se facă. Prin urmare, este adesea utilizată fixarea materialului vegetal, al cărui scop este stabilizarea substanțelor vegetale instabile. În acest caz, inactivarea enzimei are o importanță decisivă. Sunt utilizate diverse tehnici fixarea plantelor în funcție de sarcinile experimentului.
Fixarea aburului. Acest tip de fixare a materialului vegetal este utilizat atunci când nu este necesar să se determine compușii solubili în apă (seva celulară, carbohidrați, potasiu etc.). În timpul procesării materiei prime vegetale, poate apărea o autoliză atât de puternică încât compoziția produsului final diferă uneori semnificativ de compoziție Material sursă.
În practică, fixarea cu abur se realizează după cum urmează: o plasă metalică este suspendată în baia de apă, baia este acoperită cu un material dens incombustibil deasupra și apa este încălzită până la o eliberare violentă de abur. După aceea, materialul vegetal proaspăt este plasat pe plasă în interiorul băii. Timp de fixare 15 - 20 min. Apoi plantele sunt uscate
sunt păstrate într-un termostat la o temperatură de 60 °.
Fixarea temperaturii. Materialul vegetal este plasat în pungi confecționate din hârtie kraft groasă, iar fructele și legumele zdrobite suculente sunt plasate slab în cuve de email sau de aluminiu. Materialul este păstrat timp de 10 - 20 minute la o temperatură de 90 - 95 °. Aceasta inactivează majoritatea enzimelor. După aceea, masa cu frunze și fructele care au pierdut turgul sunt uscate într-un dulap de uscare la o temperatură de 60 ° cu sau fără ventilație.
Atunci când se utilizează această metodă de fixare a plantelor, trebuie să ne amintim că uscarea prelungită a materialului vegetal la o temperatură
O temperatură de 80 ° sau mai mare duce la pierderi și modificări ale substanțelor datorate transformărilor chimice (descompunerea termică a anumitor substanțe, caramelizarea carbohidraților etc.), precum și datorită volatilității sărurilor de amoniu și a unor compuși organici. În plus, temperatura materiei prime vegetale nu poate atinge temperatura mediul(dulap de uscare) până când apa se evaporă și până când toată căldura furnizată încetează să mai fie transformată în căldură latentă de vaporizare.
Uscarea rapidă și atentă a probei de plante în unele cazuri este, de asemenea, considerată o metodă acceptabilă și acceptabilă de fixare. Când acest proces este realizat cu pricepere, abaterile în compoziția substanței uscate pot fi mici. În acest caz, apare denaturarea proteinelor și inactivarea enzimelor. De regulă, uscarea se efectuează în cuptoare de uscare (termostate) sau în camere speciale de uscare. Materialul este uscat mult mai rapid și mai fiabil dacă aerul încălzit circulă prin dulap (cameră). Cea mai potrivită temperatură pentru uscare
cusut de la 50 la 60 °.
Materialul uscat rămâne mai bine pe întuneric și rece. Deoarece multe substanțe conținute în plante sunt capabile de auto-oxidare chiar și în stare uscată, se recomandă depozitarea materialului uscat în vase închise ermetic (baloane cu dop de sol, desicatoare etc.), umplute până la vârf cu materialul astfel încât să nu rămână mult aer în vase.
Congelarea materialului. Materialul vegetal este foarte bine conservat la temperaturi de la -20 la -30 °, cu condiția ca înghețarea să se producă suficient de repede (nu mai mult de 1 oră). Avantajul stocării materialului vegetal în stare înghețată se datorează atât efectului de răcire, cât și deshidratării materialului datorită tranziției apei la o stare solidă. Trebuie avut în vedere faptul că la îngheț
Enzimele sunt inactivate doar temporar, iar după decongelare pot apărea transformări enzimatice în materialul vegetal.
Tratarea plantelor cu solvenți organici. Ca
Toate substanțele de fixare pot fi utilizate alcool fierbinte, acetonă, eter etc. Fixarea materialului vegetal în acest mod se realizează prin coborârea acestuia într-un solvent adecvat. Cu toate acestea, cu această metodă, se produce nu numai fixarea materialului vegetal, ci și extragerea unui număr de substanțe. Prin urmare, o astfel de fixare poate fi aplicată numai atunci când se știe în prealabil că substanțele care urmează să fie determinate nu sunt recuperate de solventul dat.
Uscat după fixare probe de plante sunt zdrobite cu foarfeca și apoi într-o moară. Materialul zdrobit este cernut printr-o sită cu un diametru al găurii de 1 mm. În același timp, nimic nu este aruncat din eșantion, deoarece prin îndepărtarea unei părți din materialul care nu a trecut prin sită de la prima cernere, schimbăm astfel calitatea eșantionului mediu. Particulele mari sunt trecute prin moară și sită din nou. Măcinați restul pe o sită într-un mortar.
O probă analitică este prelevată din media de laborator astfel preparată. Pentru a face acest lucru, materialul vegetal, distribuit într-un strat subțire uniform pe o foaie de hârtie lucioasă, este împărțit în diagonală în patru părți. Apoi cele două triunghiuri opuse sunt îndepărtate, iar masa rămasă este din nou distribuită într-un strat subțire pe întreaga coală de hârtie. Din nou sunt trase diagonale și din nou două triunghiuri opuse sunt eliminate. Acest lucru se face până când cantitatea de substanță necesară pentru proba analitică rămâne pe foaie. Proba analitică prelevată este transferată într-un borcan de sticlă cu un dop la sol. În această stare, poate fi stocat pe termen nelimitat. Greutatea unei probe analitice depinde de cantitatea și metoda de cercetare și variază de la 50 la câteva sute de grame de material vegetal.
Toate analizele materialului vegetal trebuie efectuate cu două probe prelevate în paralel. Doar rezultatele apropiate pot confirma corectitudinea muncii efectuate.
Plantele trebuie manipulate într-un laborator uscat și curat, care nu conține vapori de amoniac, acizi volatili și alți compuși care pot afecta calitatea probei.
Rezultatele analizelor pot fi calculate atât pentru proba uscată la aer, cât și pentru cea absolut uscată a substanței. În stare uscată la aer, cantitatea de apă din material este în echilibru cu vaporii de apă din aer. Această apă se numește higroscopică, iar cantitatea sa depinde atât de plantă, cât și de starea aerului: cu cât aerul este mai umed, cu atât mai multă apă este higroscopică în materialul vegetal. Pentru a converti datele în substanță uscată, este necesar să se determine cantitatea de umiditate higroscopică din probă.
DETERMINAREA SUBSTANȚEI USCATE ȘI A UMIDITĂȚII HIGROSCOPICE ÎN MATERIALUL SECAT
În analiza chimică, conținutul cantitativ al unei anumite componente este calculat pe bază de substanță uscată. Prin urmare, înainte de analiză, se determină cantitatea de umiditate din material și, prin urmare, se găsește cantitatea de substanță absolut uscată din acesta.
Progresul analizei. O probă analitică a substanței este răspândită într-un strat subțire pe o foaie de hârtie lucioasă. Apoi, cu o spatulă, din diferite locuri ale substanței distribuite pe foaie, mici vârfuri ale acesteia sunt luate într-o sticlă de sticlă pre-uscată până la greutate constantă. Eșantionul trebuie să aibă aproximativ 5 g. Lotul împreună cu eșantionul sunt cântărite pe o balanță analitică și plasate într-un termostat, a cărui temperatură în interior este menținută la 100-1050. Pentru prima dată într-un termostat, o sticlă de cântărire deschisă este păstrată timp de 4-6 ore. După acest timp, sticla de cântărire de la termostat este transferată la un desicator pentru răcire, după 20-30
minute se cântărește sticla de cântărire. După aceea, sticla este deschisă și plasată înapoi într-un termostat (la aceeași temperatură) timp de 2 ore. Uscarea, răcirea și cântărirea se repetă până când sticla de cântărire atinge o greutate constantă (diferența dintre ultimele două cântăriri trebuie să fie mai mică de 0,0003 g).
Procentul de apă se calculează utilizând formula:
unde: x este procentul de apă; c - cantitatea cântărită de material vegetal înainte de uscare, g; в1 - cantitatea cântărită de material vegetal după uscare.
Echipamente și ustensile:
1) termostat;
2) sticle de sticlă.
Formular de înregistrare a rezultatelor
Greutatea sticlei de cântărire cu |
Greutatea sticlei de cântărire cu |
||||||||
depinde de |
|||||||||
cântărit până la |
Greutate până la |
Cântărirea conform |
|||||||
dupa uscare- |
|||||||||
a se usca |
a se usca |
dupa vysu- |
|||||||
cusut, g |
|||||||||
DETERMINAREA CENĂRII „CRUDE” PRIN METODA CENUIRII USCATE
Cenușa este reziduul obținut după arderea și calcinarea materiei organice. Când sunt arși, carbonul, hidrogenul, azotul și parțial oxigenul se evaporă și rămân doar oxizii nevolatili.
Conținutul și compoziția elementelor de cenușă ale plantelor depind de specie, creșterea și dezvoltarea plantelor și, în special, de condițiile solului-climatice și agrotehnice ale cultivării lor. Concentrația elementelor de cenușă diferă semnificativ în diferite țesuturi și organe ale plantelor. Astfel, conținutul de cenușă din frunzele și organele erbacee ale plantelor este mult mai mare decât în semințe. Există mai multe cenușă în frunze decât în tulpini,
La începutul secolului al XVI-lea. s-a stabilit un adevăr important: proprietăți medicinale fiecare plantă este determinată de compoziția sa chimică, adică prezența în ea a anumitor substanțe care au un anumit efect asupra corpului uman. Ca rezultat al analizei a numeroase fapte, a fost posibil să se identifice anumite proprietăți farmacologice și un spectru de acțiune terapeutică a multor grupuri de compuși chimici numiți ingrediente active... Cele mai importante dintre ele sunt alcaloizi, glicozide cardiace, glicozide triterpenice (saponine), flavonoide (și alți compuși fenolici), cumarine, chinone, xangone, lactone sesquiterpene, lignani, aminoacizi, polizaharide și alți compuși. Din cele 70 de grupuri de compuși naturali cunoscuți acum, suntem deseori interesați doar de câteva grupuri cu activitate biologică. Acest lucru ne limitează alegerile și astfel accelerăm căutarea substanțelor chimice naturale de care avem nevoie. De exemplu, activitate antivirală posedă doar câteva grupuri de flavonoide, xantone, alcaloizi, terpenoizi și alcooli; antineoplazic- unii alcaloizi, cianuri, cetone triterpenice, diterpenoide, polizaharide, compuși fenolici etc. Compușii polifenolici se caracterizează prin activitate hipotensivă, antispastică, antiulceroasă, coleretică și bactericidă. Multe clase de compuși chimici și substanțe chimice individuale au un spectru strict definit și destul de limitat de activitate biomedicală. Altele, de obicei clase foarte extinse, cum ar fi alcaloizi, au un spectru de acțiune foarte larg, variat. Astfel de compuși merită un studiu medical și biologic versatil și, mai ales, în direcțiile de interes și recomandări pentru noi. Progresele în chimia analitică au făcut posibilă dezvoltarea de metode simple și rapide (metode exprese) pentru identificarea compușilor chimici și a substanțelor chimice individuale în clasele (grupele) de care avem nevoie. Ca urmare a acestui lucru, a apărut metoda de analiză chimică în masă, numită altfel screening chimic (din cuvântul englez screening - sifting, sorting through a sieve) și a fost introdusă pe scară largă în practica activității de prospecțiune. Adesea se practică găsirea compușilor chimici doriți prin analiza tuturor plantelor din zona studiată.
Metoda de screening chimic
Metoda de screening chimic, combinată cu date despre utilizarea plantei în medicina empirică și luând în considerare poziția sa sistematică, oferă cele mai eficiente rezultate. Experiența arată că aproape toate plantele utilizate în medicina empirică conțin clase de compuși biologic activi cunoscuți de noi. Prin urmare, căutarea substanțelor de care avem nevoie, în primul rând, trebuie efectuată în mod intenționat în rândul plantelor care și-au dezvăluit cumva activitatea farmacologică sau chimioterapeutică. Metoda Express poate fi combinat cu o selecție preliminară de specii, soiuri și populații promițătoare ca urmare a evaluării și analizei lor organoleptice a datelor etnobotanice, indicând indirect prezența substanțelor de interes în plantă. O metodă de selecție similară a fost utilizată pe scară largă de academicianul N.I. Vavilov atunci când a evaluat calitatea materialului sursă al diferitelor plante utile, care sunt utilizate pentru selecție și cercetare genetică. În anii primelor planuri quinquennale, au fost efectuate astfel de căutări în flora URSS pentru noi plante purtătoare de cauciuc.
Pentru prima dată pe scară largă metoda de screening chimic când se caută noi plante medicinale PS Massagetov, șeful expedițiilor din Asia Centrală a Institutului Chimico-Farmaceutic pentru Cercetări Științifice All-Union (VNIHFI), a început să îl folosească. Un sondaj pe mai mult de 1400 de specii de plante i-a permis academicianului A. P. Orekhov și studenților săi să descrie aproximativ 100 de noi alcaloizi până în 19G0 și să organizeze în URSS producția celor necesare în scopuri medicale și lupta împotriva dăunătorilor agricoli. Institutul de chimie a substanțelor vegetale al Academiei de Științe din RSS uzbecă a examinat aproximativ 4000 de specii de plante, a identificat 415 alcaloizi și a stabilit pentru prima dată structura a 206 dintre ele. Expedițiile VILR au examinat 1498 specii de plante din Caucaz, 1026 specii din Orientul Îndepărtat, multe plante din Asia Centrală, Siberia și partea europeană a URSS. Numai în Orientul Îndepărtat, au fost găsite 417 plante purtătoare de alcaloizi, inclusiv securina semi-arbustivă care conține noua alcaloid securinină, un agent asemănător cu stricnina. Până la sfârșitul anului 1967, structura a 4349 alcaloizi fusese descrisă și stabilită la nivel mondial. Următoarea etapă a căutării este evaluare aprofundată cuprinzătoare a activității farmacologice, chimioterapeutice și antitumorale substanțe individuale izolate sau preparate totale care le conțin. Trebuie remarcat faptul că, în țară în ansamblu și la scară globală, cercetarea chimică depășește semnificativ posibilitățile de testare medicală și biologică profundă a noilor compuși chimici identificați în plante. În prezent, structura a 12.000 de compuși individuali izolați din plante a fost stabilită; din păcate, mulți dintre ei nu au fost încă supuși unor studii biomedicale. Dintre toate clasele, compușii chimici sunt cei mai mulți mai mare importanță cu siguranță au alcaloizi; 100 dintre ele sunt recomandate ca medicamente importante, de exemplu, atropina, berberina, codeina, cocaina, cofeina, morfina, papaverina, pilocarpina, platifilina, reserpina, salsolina, secuurenina, stricnina, chinina, citizina, efedrina, etc. Majoritatea acestor medicamente sunt obținute din rezultatul căutărilor bazate pe screening chimic. Cu toate acestea, dezvoltarea unilaterală a acestei metode este alarmantă, în multe institute și laboratoare reduse la căutarea numai a plantelor alcaloide. Nu trebuie uitat că, pe lângă alcaloizi, noi substanțe vegetale biologic active aparținând altor clase de compușii sunt descoperiți în fiecare an. Dacă până în 1956 s-a cunoscut structura a doar 2669 de compuși naturali din plante care nu aparțineau alcaloizilor, atunci în următorii 5 ani (1957-1961), s-au găsit alte 1754 substanțe organice individuale în plante. Acum numărul substanțelor chimice cu o structură stabilită ajunge la 7000, care, împreună cu alcaloizii, este de peste 12.000 de substanțe vegetale. Screening chimic iese încet din „perioada alcaloidă”. Dintre cele 70 de grupuri și clase de substanțe vegetale cunoscute în prezent (Karrer et. Al., 1977), se desfășoară numai în 10 clase de compuși, deoarece nu există metode exprese fiabile și rapide pentru determinarea prezenței altor compuși în plante materie prima. Implicarea de noi clase de compuși biologic activi în screeningul chimic este o rezervă importantă pentru creșterea ratei și eficienței căutării de noi medicamente de la plante. Este foarte important să se dezvolte metode pentru căutarea rapidă a substanțelor chimice individuale, de exemplu, berberină, rutină, acid ascorbic, morfină, citizină etc. crearea de noi preparate medicinale. Multe dintre ele au un spectru larg de activitate biologică. De exemplu, alcaloizii sunt aprobați pentru utilizare în practica medicală ca analeptice, analgezice, sedative, antihipertensive, expectorante, coleretice, antispastice, uterine, tonice ale sistemului nervos central și medicamente asemănătoare adrenalinei. Flavonoidele sunt capabile să întărească pereții capilarelor, să scadă tonul mușchilor netezi intestinali, să stimuleze secreția de bilă, să mărească funcția de detoxifiere a ficatului, unele dintre ele având efecte antispastice, cardiotonice și antitumorale. Mulți compuși polifenolici sunt utilizați ca agenți antihipertensivi, antispastici, antiulcerici, coleretici și antibacterieni. Activitatea antitumorală a fost observată în cianuri (de exemplu, conținute în semințe de piersici etc.), cetone triterpenice, diterpenoide, polizaharide, alcaloizi, fenolici și alți compuși. Din ce în ce mai multe medicamente sunt create din glicozide cardiace, aminoacizi, alcooli, cumarine. polizaharide, aldehide, lactone sesquiterpene, compuși steroizi. Adesea, substanțele chimice cunoscute de multă vreme își găsesc uz medical, în care abia recent a fost posibil să se detecteze una sau alta activitate medico-biologică și să se dezvolte o metodă rațională pentru fabricarea medicamentelor. Screeningul chimic permite nu numai să contureze noi obiecte promițătoare pentru studiu, ci și: - să dezvăluie corelațiile dintre poziția sistematică a plantei, compoziția sa chimică și activitatea medico-biologică;
- să afle factorii geografici și ecologici care promovează sau previn acumularea anumitor substanțe active în plante;
- pentru a determina valoarea substanțelor biologic active pentru plantele care le produc;
- să identifice în plante rase chimice care sunt ereditar diferite între ele prin prezența anumitor substanțe active.
Cercetarea organelor plantelor
Diferite organe vegetale diferă adesea nu numai prin conținutul cantitativ al substanțelor active, ci și prin compoziția lor calitativă. De exemplu, sinomenina alcaloidă este conținută numai în iarba de la Daurian moonseed, iar citizina se găsește numai în fructele termopsisului lanceolat, care este absent în părțile sale terestre până la sfârșitul înfloririi plantelor, în timp ce în thermopsis , citizina cu înflorire regulată este un numar mare este conținut în părți aeriene în timpul tuturor fazelor de dezvoltare a plantelor. De aceea, pentru a obține o imagine completă a compoziției chimice a fiecărei plante, este necesar să se analizeze cel puțin patru dintre organele sale: subterane (rădăcini, rizomi, bulbi, tuberculi), frunze și tulpini (în plante, frunzele sunt întotdeauna mai bogate în substanțe active decât tulpinile), flori (sau inflorescențe), fructe și semințe. La plantele arbore și arbustive, substanțele active se acumulează adesea în scoarța tulpinilor (și a rădăcinilor) și, uneori, numai în răsaduri, unele părți ale florii, fructe și semințe.
Compoziția chimică a fiecărui organ vegetal variază, de asemenea, considerabil în diferite faze ale dezvoltării sale. Conținutul maxim al unor substanțe este observat în faza de înmugurire, altele - în faza de înflorire completă, al treilea - în timpul rodire De exemplu, triacantina alcaloidă se găsește în cantități semnificative numai în frunzele înflorite ale gledichiei trichoide, în timp ce în alte faze de dezvoltare este practic absentă în toate organele acestei plante. Astfel, este ușor de calculat că pentru a identifica, de exemplu, doar o listă completă de plante alcaloide din flora URSS, în număr de aproximativ 20.000 de specii, este necesar să se facă cel puțin 160.000 de analize (20.000 de specii X 4 organe X 2 faze de dezvoltare), care va necesita aproximativ 8000 de zile de lucru a 1 asistent-analist de laborator. Aproximativ același timp trebuie petrecut pentru a determina prezența sau absența flavonoidelor, cumarine, glicozide cardiace, taninuri, polizaharide, glicozide triterpenice și orice altă clasă de compuși chimici în toate plantele din flora URSS, dacă analizele sunt efectuate fără sacrificarea preliminară a plantelor dintr-un motiv sau altul. În plus, aceleași organe din aceeași fază de dezvoltare a plantelor într-o regiune pot avea substanțele active necesare, iar în altă regiune nu. În plus față de factorii geografici și ecologici (influența temperaturii, umidității, insolației etc.), prezența unor rase chimice speciale într-o plantă dată, care nu se pot distinge complet de caracteristicile morfologice, poate afecta aici. Toate acestea complică mult sarcina și, se pare, face ca perspectivele finalizării unei evaluări chimice preliminare a florei URSS și cu atât mai mult a întregului glob să fie foarte îndepărtate. Cu toate acestea, cunoașterea anumitor tipare poate simplifica foarte mult această lucrare. În primul rând, nu este deloc necesar să examinăm toate organele în toate etapele dezvoltării. Este suficient să analizăm fiecare organ în faza optimă, când conține cel mai mare număr substanță investigată. De exemplu, studiile anterioare au stabilit că frunzele și tulpinile sunt cele mai bogate în alcaloizi în timpul fazei de înmugurire, scoarța - în timpul fluxului sevei de primăvară și florilor - în faza de înflorire completă. Fructele și semințele, totuși, pot conține alcaloizi diferiți și în cantități diferite într-o stare matură și imatură și, prin urmare, dacă este posibil, ar trebui examinate de două ori. Cunoașterea acestor regularități simplifică foarte mult activitatea de evaluare chimică preliminară a plantelor. Examinare completă de toate tipurile- o metodă eficientă, dar totuși este o treabă oarbă! Este posibil, fără a efectua chiar și cea mai simplă analiză chimică, să se distingă grupuri de plante, care conțin probabil unul sau altul din compuși chimici, de cei care evident nu conțin aceste substanțe? Cu alte cuvinte, este posibilă determinarea compoziției chimice a plantelor prin ochi? După cum se va discuta în următoarea secțiune a broșurii noastre, în termeni generali, putem răspunde afirmativ la această întrebare. Istoria studiului fiziologiei plantelor. Principalele secțiuni ale fiziologiei plantelor
Fiziologia plantelor ca ramură a botanicii.
Tema lucrării trebuie convenită cu curatorul disciplinei de alegere (electivă) A.N. Luferov.
Caracteristicile structurii unei celule vegetale, compoziția chimică.
1. Istoria studiului fiziologiei plantelor. Principalele secțiuni și sarcini ale fiziologiei plantelor
2. Metode de cercetare de bază ale fiziologiei plantelor
3. Structura celulei vegetale
4. Compoziția chimică a celulei vegetale
5. Membranele biologice
Fiziologia plantelor este o știință care studiază procesele de viață care apar în organismul plantei.
Informațiile despre procesele care au loc într-o plantă vie au fost acumulate odată cu dezvoltarea botanicii. Dezvoltarea fiziologiei plantelor ca știință a fost determinată de utilizarea unor metode noi, mai avansate de chimie, fizică și nevoile agriculturii.
Fiziologia plantelor își are originea în secolele XVII-XVIII. Începutul fiziologiei plantelor ca știință a fost stabilit de experimentele Ya.B. Van Helmont privind nutriția apei plantelor (1634).
Rezultatele unui număr de experimente fiziologice care demonstrează existența curenților descendenți și ascendenți de apă și nutrienți, nutriția aeriană a plantelor este descrisă în lucrările clasice ale biologului și medicului italian M. Malpiga „Anatomia plantelor” (1675-1679) și ale botanistului și medicului englez S. Geils „Statica plantelor” (1727). În 1771, omul de știință englez D. Priestley a descoperit și a descris procesul de fotosinteză - nutriția aerului a plantelor. În 1800, J. Senebier a publicat un tratat „Fiziologie vegetală” în cinci volume, în care toate datele cunoscute până atunci erau colectate, prelucrate și interpretate, se propunea termenul „fiziologie a plantelor”, sarcinile, metodele de studiere a fiziologiei plantelor au fost determinate, s-a dovedit experimental că dioxidul de carbon este sursa de carbon în fotosinteza pusă bazele pentru fotocomie ..
În secolele XIX - XX, s-au făcut o serie de descoperiri în domeniul fiziologiei plantelor:
1806 - T.A. Knight a descris și studiat experimental fenomenul geotropismului;
1817 - P.J. Peltier și J.Cavantu au izolat un pigment verde din frunze și l-au numit clorofilă;
1826 - G. Dutroche a descoperit fenomenul osmozei;
1838-1839 - T. Schwann și M.Ya.Shleiden au fundamentat teoria celulară a structurii plantelor și animalelor;
1840 - J. Liebikh a dezvoltat teoria nutriției minerale a plantelor;
1851 - W. Hoffmeister a descoperit alternanța generațiilor în plante superioare;
1859 - Charles Darwin a pus bazele pentru fiziologia evoluției plantelor, fiziologia florilor, nutriția heterotrofă, mișcarea și iritabilitatea plantelor;
1862 - Yu. Saks a arătat că amidonul este un produs al fotosintezei;
1865 - 1875 - K.A. Timiryazev a studiat rolul luminii roșii în procesele de fotosinteză, a dezvoltat o idee a rolului cosmic al plantelor verzi;
1877 - V. Pfeffer a descoperit legile osmozei;
1878-1880 - G. Gelrigel și J.B. Bussengo au arătat fixarea azotului atmosferic în leguminoase în simbioză cu bacteriile nodulare;
1897 M. Nentsky și L. Marhlevsky au descoperit structuri de clorofilă;
1903 - G. Klebs a dezvoltat doctrina influenței factorilor Mediul extern privind creșterea și dezvoltarea plantelor;
1912 - V.I. Palladin a prezentat ideea etapelor anaerobe și aerobe ale respirației;
1920 W.W. Garner și G.A. Allard au descoperit fenomenul fotoperiodismului;
1937 - G.A. Krebs a descris ciclul acidului citric;
1937 - M.Kh Chailakhyan a propus teoria hormonală a dezvoltării plantelor;
1937 -1939 - G.Kalkar și V.A. Blitzer au descoperit fosforilarea oxidativă;
1946 - 1956 - M. Calvin și colegii au descifrat calea principală a carbonului în timpul fotosintezei;
1943-1957 - R. Emerson a demonstrat experimental existența a două fotosisteme;
1954 - D.I. Arnon și colab. a descoperit fotofosforilarea;
1961-1966 - P. Mitchell a dezvoltat teoria chemiosmotică a conjugării oxidării și fosforilării.
Și, de asemenea, alte descoperiri care au determinat dezvoltarea fiziologiei plantelor ca știință.
Principalele secțiuni ale fiziologiei plantelor diferențiate în secolul al XIX-lea - acestea sunt:
1. fiziologia fotosintezei
2.fiziologia regimului apei plantelor
3. fiziologia nutriției minerale
4. fiziologia creșterii și dezvoltării
5. fiziologia rezistenței
6. fiziologia reproducerii
7. fiziologia respirației.
Dar orice fenomen dintr-o plantă nu poate fi înțeles în cadrul unei singure secțiuni. Prin urmare, în a doua jumătate a secolului XX. în fiziologia plantelor, există tendința de a fuziona într-un singur întreg de biochimie și biologie moleculară, biofizică și modelare biologică, citologie, anatomie și genetică a plantelor.
Fiziologia modernă a plantelor este o știință fundamentală, sarcina sa principală este de a studia tiparele vieții plantelor. Dar are o mare importanță practică, prin urmare a doua sarcină a sa este de a dezvolta bazele teoretice pentru obținerea randamentelor maxime ale culturilor agricole, industriale și medicinale. Fiziologia plantelor este știința viitorului, a treia problemă, încă nerezolvată, este dezvoltarea instalațiilor pentru realizarea proceselor de fotosinteză în condiții artificiale.
Fiziologia modernă a plantelor folosește întregul arsenal metode științifice care există astăzi. Acestea sunt microscopice, biochimice, imunologice, cromatografice, radioizotopice etc.
Luați în considerare metodele de cercetare instrumentală care sunt utilizate pe scară largă în studiul proceselor fiziologice ale unei plante. Metodele instrumentale de lucru cu obiecte biologice sunt împărțite în grupuri în funcție de orice criteriu:
1. În funcție de locul în care se află elementele sensibile ale dispozitivului (pe uzină sau nu): contact și îndepărtat;
2. Prin natura valorii obținute: calitativ, semicantitativ și cantitativ. Calitativ - cercetătorul primește informații numai despre prezența sau absența unei substanțe sau a unui proces. Semi-cantitativ - cercetătorul poate compara capacitățile unui obiect cu altele prin intensitatea unui proces, prin conținutul substanțelor (dacă este exprimat nu în formă numerică, ci, de exemplu, sub forma unei scale). Cantitativ - cercetătorul primește indicatori numerici care caracterizează un proces sau conținutul substanțelor.
3. Direct și indirect... Când folosește metode directe, cercetătorul primește informații despre procesul investigat. Metodele indirecte se bazează pe măsurători ale oricăror cantități însoțitoare, într-un fel sau altul legate de cea investigată.
4. În funcție de condițiile experimentului, metodele sunt împărțite în laborator și teren.
La efectuarea cercetărilor asupra obiectelor vegetale, pot fi efectuate următoarele tipuri de măsurători:
1. Morfometrie (măsurarea diferiților parametri morfologici și dinamica acestora (de exemplu, aria frunzelor, raportul dintre zonele organelor supraterane și subterane etc.)
2. Măsurători de greutate. De exemplu, determinarea dinamicii zilnice a acumulării de masă vegetativă
3. Măsurarea concentrației soluției, compoziția chimică a probelor etc. folosind metode conductometrice, potențiometrice și alte metode.
4. Studiul schimbului de gaze (atunci când se studiază intensitatea fotosintezei și schimbului de gaze)
Indicatorii morfometrici pot fi determinați prin numărarea vizuală, măsurarea cu o riglă, hârtie milimetrică etc. Pentru a determina unii indicatori, de exemplu, volumul total al sistemului radicular, se folosesc instalații speciale - un vas cu capilar gradat. Volumul sistemului radicular este determinat de volumul apei deplasate.
Când studiați un proces, utilizați diferite metode... De exemplu, pentru a determina nivelul de transpirație, utilizați:
1. Metode de ponderare (greutatea inițială a foii și greutatea acesteia după un timp);
2. Temperatura (utilizați camere climatice speciale);
3. Cu ajutorul porometrelor, umiditatea camerei este determinată acolo unde este amplasată instalația de testare.
La stabilirea nevoilor plantelor de îngrășăminte, împreună cu analize agrochimice ale experimentelor de sol, câmp și vegetație, metode microbiologice și alte metode, metodele de diagnosticare a plantelor sunt din ce în ce mai utilizate.
În prezent, următoarele metode de diagnosticare a plantelor sunt utilizate pe scară largă: 1) analiza chimică a plantelor, 2) diagnostic vizual și 3) injectare și pulverizare. Analiza chimică a plantelor este cea mai comună metodă pentru diagnosticarea necesității fertilizării.
Diagnosticul chimic este reprezentat de trei tipuri: 1) diagnosticarea frunzelor, 2) diagnosticarea țesuturilor și 3) metode rapide (expres) de analiză a plantelor.
Etapele importante ale diagnosticării plantelor care utilizează analiza chimică sunt: 1) prelevarea unui eșantion de plantă pentru analiză; 2) luând în considerare condițiile însoțitoare pentru creșterea plantelor; 3) analiza chimică a plantelor; 4) prelucrarea datelor analitice și întocmirea unei concluzii cu privire la necesitatea plantelor în îngrășăminte.
Luarea unui eșantion de plante pentru analiză. La selectarea plantelor pentru analiză, ar trebui să se asigure că plantele luate corespund stării medii a plantelor dintr-o anumită zonă a câmpului. Dacă însămânțarea este omogenă, atunci o probă poate fi limitată; dacă există pete de plante mai bine dezvoltate sau, dimpotrivă, mai slab dezvoltate, atunci se ia o probă separată din fiecare dintre aceste pete pentru a determina cauza stării modificate a plantei. Conținutul de nutrienți al plantelor bine dezvoltate poate fi utilizat în acest caz ca indicator al compoziției normale a unei specii de plante date.
La efectuarea analizelor, este necesară unificarea tehnicii de prelevare și pregătire a unei probe: luarea acelorași părți ale plantei în ceea ce privește nivelul, poziția pe plantă și vârsta fiziologică.
Alegerea unei părți a plantei pentru analiză depinde de metoda de diagnosticare chimică. Pentru a obține date fiabile, este necesar să se ia probe de la cel puțin zece plante.
În culturile de copaci, datorită particularităților schimbărilor lor legate de vârstă, prelevarea de probe de plante este ceva mai dificilă decât în culturile de câmp. Se recomandă efectuarea cercetărilor în următoarele perioade de vârstă: răsaduri, răsaduri, plante tinere și fructifere. Frunzele, petiolele lor, mugurii, lăstarii sau alte organe trebuie luate din treimea superioară a lăstarilor cu zona de mijloc coroane de copaci sau arbuști de aceeași vârstă și bonitet, aderând la aceeași ordine, și anume: fie numai din fructe, fie numai din lăstari fără fructe, fie din lăstari ai creșterii actuale, fie frunze în lumina directă a soarelui sau în lumină difuză. Toate aceste puncte trebuie luate în considerare, deoarece toate afectează compoziția chimică a frunzelor. Se observă că cea mai bună corelație dintre compoziția chimică a frunzei și randamentul fructelor se obține dacă se ia o frunză ca probă, în axila căreia se dezvoltă un mugur de floare.
În ce etapă de dezvoltare a plantelor ar trebui prelevate probe pentru analiză? Când vine vorba de obținerea celei mai bune corelații cu randamentul, atunci analiza plantelor în faza de înflorire sau de maturare se dovedește a fi cea mai bună. Deci, Lundegard, Kolarzhik și alți cercetători consideră că înflorirea este o astfel de fază pentru toate plantele, deoarece în acest moment principalele procese de creștere s-au încheiat și creșterea masei nu va „dilua” procentul de substanțe.
Pentru a rezolva problema schimbării nutriției plantelor pentru a asigura formarea cea mai bună recoltă, este necesar să se analizeze plantele în mai mult perioade timpurii dezvoltare și nu o dată, ci mai multe (trei sau patru), începând cu apariția uneia sau a două frunze.
Timp de prelevare. Termenul I: pentru cerealele de primăvară (grâu, ovăz, porumb) - în faza a trei frunze, adică înainte de începutul diferențierii urechii sau paniculelor rudimentare; pentru in - începutul osului; pentru cartofi, leguminoase, bumbac și altele - faza de patru până la cinci frunze adevărate, adică înainte de înmugurire; pentru sfecla de zahăr, faza a trei frunze adevărate.
II termen: pentru cerealele de primăvară - în faza a cinci frunze, adică în faza de încărcare; pentru sfeclă - în faza desfășurării celei de-a șasea frunze; pentru tot restul - în timpul formării primilor muguri verzi mici, adică până la începutul înmuguririi.
Termenul III: în faza de înflorire; pentru sfeclă - când se desfășoară a opta până la a noua frunză.
Termen IV: în faza de maturitate a laptelui a semințelor; pentru sfeclă - cu o săptămână înainte de recoltare.
Avea plante lemnoaseși cultivatorii de boabe, se prelevează probe în următoarele faze de formare a culturilor: a) înainte de înflorire, adică la începutul unei creșteri puternice, b) înflorire, adică într-o perioadă de creștere puternică și de vărsare fiziologică a ovarelor, c ) formarea fructelor, d) coacerea și recoltarea și e) perioada căderii frunzelor de toamnă.
La stabilirea momentului de prelevare a probelor de plante, este, de asemenea, necesar să se ia în considerare perioada de creștere și dezvoltare în care scad nivelurile critice de nutriție. Termenul "niveluri critice" se referă la cele mai scăzute concentrații de nutrienți din plante într-o perioadă critică de dezvoltare a acestora, adică concentrații sub care apare deteriorarea stării plantei și o scădere a randamentului. Compoziția optimă a unei plante este înțeleasă a însemna un astfel de conținut de nutrienți din aceasta în fazele critice ale dezvoltării sale, ceea ce asigură un randament ridicat.
Valorile pentru nivelurile critice și compoziția optimă sunt date pentru unele culturi de mai jos. Probele sunt prelevate în toate cazurile la aceleași ore ale zilei, de preferință dimineața (la 8-9), pentru a evita modificările compoziției plantelor din cauza dietei zilnice.
Luarea în considerare a condițiilor de însoțire. Nu este întotdeauna corect să se judece suficiența sau inadecvarea nutriției plantelor cu anumite elemente numai din datele analizei chimice. Se cunosc multe fapte atunci când lipsa unuia sau mai multor substanțe nutritive, o întârziere în fotosinteză sau o încălcare a regimurilor de apă, termice și alte regimuri vitale pot provoca acumularea unuia sau a altui element într-o plantă, care în niciun caz nu ar trebui să caracterizeze suficiența acest element în mediul nutritiv (sol). A evita posibile greșeliși inexactități în concluzii, este necesar să se compare datele analizei chimice a plantelor cu o serie de alți indicatori: cu greutatea, creșterea și rata de dezvoltare a plantelor la momentul prelevării și cu recolta finală, cu vizual semne diagnostice, cu particularitățile tehnologiei agricole, cu proprietăți agrochimice solul, condițiile meteorologice și o serie de alți indicatori care afectează nutriția plantelor. Prin urmare, una dintre cele mai importante condiții pentru utilizarea cu succes a diagnosticării plantelor este cea mai detaliată contabilitate a tuturor acestor indicatori pentru compararea lor ulterioară între ei și cu datele de analiză.
Analiza chimică a plantelor pentru anul trecut a primit recunoaștere și răspândit în multe țări ale lumii ca metodă de studiere a nutriției plantelor într-un cadru și ca metodă pentru determinarea nevoilor plantelor de îngrășăminte. Avantajul acestei metode este o relație bine pronunțată între indicatorii de analiză a plantelor și eficacitatea îngrășămintelor respective. Pentru analiză, nu este luată întreaga plantă, ci o parte specifică, mai des o frunză sau pețiol de frunză. Această metodă se numește diagnosticarea frunzelor. [...]
Analiza chimică a plantelor se efectuează pentru a determina cantitatea de substanțe nutritive primite în acestea, prin care este posibil să se judece necesitatea utilizării îngrășămintelor (metode Neubauer, Magnitsky etc.), pentru a determina indicatorii valorii alimentelor și furajelor. de produse (determinarea amidonului, zahărului, proteinelor, vitaminelor etc.). o) și pentru rezolvarea diferitelor probleme legate de nutriția și metabolismul plantelor. [...]
Plantele au fost suplimentate cu azot marcat în acest experiment la 24 de zile după germinare. Sulfatul de amoniu cu îmbogățire de trei ori în izotopul N15 la o doză de 0,24 g de N per vas a fost folosit ca pansament superior. Deoarece sulfatul de amoniu fertilizat etichetat a fost diluat în sol cu sulfat de amoniu obișnuit aplicat înainte de însămânțare și nu a fost utilizat pe deplin de către plante, îmbogățirea efectivă a sulfatului de amoniu în substrat a fost ușor mai mică, aproximativ 2,5. Din tabelul 1, care conține datele privind randamentul și rezultatele analizei chimice a plantelor, rezultă că atunci când plantele au fost expuse la azot marcat de la 6 la 72 de ore, greutatea plantelor a rămas practic la același nivel și doar 120 ore după introducerea fertilizării cu azot, aceasta a fost vizibil crescută. [...]
Până acum, taxonomia chimică nu a reușit să împartă plantele în grupuri taxonomice mari bazate pe orice compus chimic sau grup de compuși. Taxonomia chimică provine din analiza chimică a plantelor. Până acum, accentul principal a fost pus pe plantele europene și temperate, în timp ce cercetările sistematice plante tropicale a fost insuficient. Cu toate acestea, în ultimul deceniu, taxonomia biochimică a devenit din ce în ce mai importantă, din două motive. Una dintre ele este comoditatea utilizării metodelor chimico-analitice rapide, simple și bine reproductibile pentru studierea compoziției plantelor (aceste metode includ, de exemplu, cromatografia și electroforeza), a doua este ușurința identificării compușilor organici din plante; ambii factori au contribuit la soluționarea problemelor taxonomice. [...]
Când am discutat rezultatele analizei chimice a plantelor, am subliniat că din aceste date a fost imposibil să se stabilească regularități în modificarea conținutului proteinelor de stocare în plante la diferite perioade de recoltare. Rezultatele analizei izotopice, dimpotrivă, indică o reînnoire puternică a azotului (proteinele 48 și 96 de ore după introducerea fertilizării cu azot marcat. Acest lucru ne obligă să admitem că, în realitate, proteinele de stocare, precum și cele constituționale, a suferit modificări continue în organismul plantei. Și dacă în primele perioade după recoltare compoziția izotopică a azotului din proteinele de stocare nu s-a modificat, atunci aceasta nu este o bază pentru a trage o concluzie despre stabilitatea lor cunoscută în aceste perioade ale experimentului. [ ...]
Condus simultan analize chimice plantele au arătat că cantitatea totală de azot proteic atât în acest experiment cât și într-un alt experiment similar pentru perioade atât de scurte de timp practic nu s-a modificat deloc sau s-a modificat cu o cantitate relativ nesemnificativă (în limita a 5-10%). Acest lucru indică faptul că în plante, pe lângă formarea unei noi cantități de proteine, proteina deja conținută în plantă este reînnoită constant. Astfel, moleculele de proteine din corpul plantelor au o durată de viață relativ scurtă. Acestea sunt distruse continuu și recreate din nou în timpul metabolismului intensiv al plantelor. [...]
Metodele de diagnostic nutriționale indicate pe baza analizei chimice a plantelor se bazează pe determinarea conținutului brut al principalilor nutrienți din frunze. Probele de plante selectate sunt uscate și măcinate. Apoi, în condiții de laborator, se realizează o probă de material vegetal, urmată de determinarea conținutului brut de N, P205, KrO> CaO, MgO și alți nutrienți. Într-o probă paralelă, se determină cantitatea de umiditate. [...]
Tabelul 10 prezintă date privind randamentul și datele privind analiza chimică a plantelor pentru ambele serii de experimente. [...]
Cu toate acestea, în toate aceste experimente, analiza a inclus probe medii de plante, așa cum se face în determinarea obișnuită a cantității de asimilare a fosforului de către plante din îngrășăminte. Singura diferență a fost că cantitatea de fosfor preluată de plante din îngrășământ a fost determinată nu de diferența dintre conținutul de fosfor din plantele martor și experimentale, ci prin măsurarea directă a cantității de fosfor marcat care a intrat în plantă din îngrășământ. În paralel, analizele chimice ale plantelor pentru conținutul de fosfor din aceste experimente au făcut posibilă determinarea proporției din conținutul total de fosfor din plantă care a reprezentat îngrășământ fosfor (etichetat) și fosfor preluat din sol (neetichetat).
