Дом, дизайн, ремонт, декор. Двор и сад. Своими руками

Свойства всех растительных организмов и внутренние структуры, присущие отдельным видам, определяются многогранным, постоянно меняющимся воздействием окружающей среды. Существенно влияние таких факторов, как климат, почва, а также круговорот веществ и энергии. Традиционно для выявления свойств лечебных средств или продуктов питания определяются доли веществ, поддающихся выделению аналитическим способом. Но эти отдельно взятые вещества не могут охватить все внутренние свойства, например, лекарственных и пряноароматических растений. Поэтому такие описания отдельных свойств растений не могут удовлетворить всем нашим потребностям. Ятя исчерпывающего описания свойств растительных лечебных препаратов, включающего биологическую активность, требуется всестороннее, комплексное исследование. Существует ряд методик, позволяющих выявить качество и количество биологически активных веществ в составе растения, а также места их скопления.

Люминисцентно-микроскопический анализ эснован на том, что биологически активные вещества, содержащиеся в растении, дают в люминесцентном микроскопе яркое окрашенное свечение, причем различные химические вещества характеризуются разной окраской. Так, алкалоиды дают желтую окраску, а гликозиды - оранжевую. Этот метод используют в основном для выявления мест скопления активных веществ в тканях растений, а интенсивность свечения указывает на большую или меньшую концентрацию этих веществ. Фитохимический анализ предназначен для выявления качественного и количественного показателя содержания активных веществ в эастении. Для определения качества используют химические реакции. Количество действующих веществ в растении является главным показателем его доброкачественности, поэтому проводится их объемный анализ также с использованием химических методов. Для исследования растений, содержащих такие активные вещества, как алкалоиды, кумарины,

главоны, требующие не простого суммарного анализа, но и разделения их на компоненты, сэименяют хроматографический анализ. Хроматографический метод анализа был первые представлен в 1903 году ботаником

Цветом, и с тех пор разработаны его разчные варианты, имеющие самостоятельное

начение. Данный метод разделения смеси г-цеетв на компоненты основан на различите в их физических и химических свойствах. Фотографическим методом, с помощью пано рамной хроматографии можно сделать видимой внутреннюю структуру растения, увидеть линии, формы и цвета растения. Такие картины, получаемые из водяных экстрактов, задерживаются на серебристо-нитратной фильтровочной бумаге и репродуцируются. Метод интерпретации хроматограмм успешно развивается. Эта методика подкрепляется данными, полученными с помощью других, уже известных отработанных методик.

На основании циркуляционных хромодиа-грамм, продолжается разработка метода панорамной хроматографии для определения качества растения по наличию сконцентрированных в нем питательных веществ. Результаты, полученные при использовании этого метода, должны подкрепляться данными анализа уровня кислотности растения, взаимодействия содержащихся в его составе ферментов и т. д. Основной задачей дальнейшего развития хроматографического метода анализа растений должен стать поиск способов воздействия на растительное сырье в ходе его выращивания, первичной обработки, складирования и на этапе непосредственного получения лекарственных форм с целью повышения содержания в нем ценных активных веществ.

Обновлено: 2019-07-09 22:27:53

• Установлено, что адаптация организма к различным влияниям окружающей среды обеспечивается соответствующими колебаниями функциональной активности органов и тканей, центральной нервной

Валовой анализ проводится либо на листьях определенного положения на растении, либо во всей надземной части, либо в иных индикаторных органах.
Диагностика по валовому анализу листьев - зрелых, закончивших рост, но активно функционирующих, получила название «листовая диагностика». Она была предложена французскими учеными Лагатю и Момом и поддержана Люндегордом. В настоящее время этот вид химической диагностики широко используется как за рубежом, так и у нас в стране, особенно для растений, в корнях которых почти полностью восстанавливаются нитраты и потому по этой форме в надземных частях невозможно контролировать азотное питание (яблоня и другие семячковые и косточковые, хвойные, богатые дубильными веществами, луковичные и др.).
При валовых анализах листьев или иных частей растений используются обычные методы озоления органического вещества для определения в нем N, Р, К, Ca, Mg, S и других элементов. Чаще определение ведут в двух навесках: в одной определяют азот по Кьельдалю, в другой - остальные элемены после мокрого, полусухого или сухого озоления. При мокром озолении используют либо крепкую H2SО4 с катализаторами, либо в смеси с HNO3, либо с HClO4, либо с H2O2. При сухом озолении необходим тщательный контроль за температурой, так как при сжигании при температуре свыше 500° С могут быть потери Р, S и других элементов.
По инициативе Франции в 1959 г. был организован Межинститутский комитет по изучению техники химической листовой диагностики в составе 13 французских, 5 бельгийских, 1 голландского, 2 испанских, 1 итальянского и 1 португальского институтов. В 25 лабораториях этих институтов были проведены химические анализы одних и тех же проб листьев 13 культур (полевых и садовых) на валовое содержание в них N, Р, К, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu и Zn. Это позволило комитету после математической обработки данных рекомендовать способы получения стандартных проб листьев и дать стандартные методы их химического анализа для контроля точности таких анализов при листовой диагностике.
Озоление образцов листьев рекомендуется проводить следующим образом: для определения общего азота по Кьельдалю озолять с H2SO4 (уд. вес 1,84), с катализаторами K2SO4 + CuSO4 и селеном. Для определения других элементов используют сухое озоление пробы в платиновой посуде при постепенном (за 2 часа) нагреве муфеля до 450° С; по охлаждении в муфеле за 2 часа золу растворяют в 2-3 мл воды + 1 мл HCl (уд. вес 1,19). Выпаривают на плитке до появления первых паров. Добавляют воду, фильтруют в мерную колбу емкостью 100 см3. Осадок с фильтром озоляют при 550° С (максимум), добавляют 5 мл плавиковой кислоты. Высушивают на плитке при температуре не выше 250° С. После охлаждения приливают 1 мл той же HCl и снова фильтруют в ту же колбу, смывая теплой водой. Фильтрат, доведенный до 100 мл водой, используют для анализа на содержание макро- и микроэлементов.
Имеется довольно большое варьирование в методах озоления растительных проб, которые различаются главным образом по видам растений - богатые жирами или кремнием и т. д., и по задачам определения тех или иных элементов. Достаточно подробное описание техники использования этих методов сухого озоления дано польским ученым Новосильским. Им же даны описания различных способов мокрого озоления с помощью тех или иных окислителей: H2SO4, HClO4, HNO3 или H2O2 в том или ином сочетании в зависимости от определяемых элементов.
Для ускорения анализа, но не в ущерб точности, изыскиваются пути такого способа озоления растительной пробы, который позволил бы определить в одной навеске несколько элементов. В. В. Пиневич использовал для определения в одной навеске N и Р озоление H2SO4 и в последующем добавлял 30%-ную H2O2 (проверяя ее на отсутствие Р). Этот принцип озоления с некоторыми уточнениями нашел широкое применение во многих лабораториях России.
Другой широко применяемый метод кислотного озоления навески для определения в ней одновременно нескольких элементов был предложен К.Е. Гинзбург, Г.М. Щегловой и Е.А. Вульфиус и основан на использовании смеси H2SO4 (уд. вес 1,84) и HClО4 (60%) в отношении 10: 1, причем смесь кислот предварительно готовится на всю партию анализируемого материала.
При необходимости определять серу в растениях описанные методы озоления не годятся, так как включают серную кислоту.
P.X. Айдинян с сотрудниками предложил сжигание растительной пробы для определения в ней серы, смешивая ее с бертолетовой солью и чистым песком. Метод В. И. Кузнецова с сотрудниками представляет собой несколько переработанный метод Шёнигера. Принцип метода заключается в быстром озолении пробы в колбе, заполненной кислородом, с последующим титрованием образовавшихся при этом сульфатов раствором хлористого бария с нитхромазо-металлиндикатором на барий. Чтобы обеспечить большую точность и воспроизводимость результатов анализа, нами рекомендуется пропускание полученного раствора через колонку с ионообменной смолой в H+ форме с целью освобождения раствора от катионов. Полученный таким образом раствор сульфатов следует упаривать на плитке до объема в 7-10 мл и по охлаждении титровать.
Новосильский, указывая на большие потери серы при сухом озолении, приводит рецепты озоления растений для этих анализов. Автор считает одним из наиболее простых и быстрых метод озоления по Буттерсу и Ченери с азотной кислотой.
Определение содержания каждого элемента в озоленной тем или иным способом пробе проводится разнообразными методами: колориметрическими, комплексонометрическими, спектрофотометрическими, нейтроно-активационным, с помощью автоанализаторов и др.

История изучения физиологии растений. Основные разделы физиологии растений

Физиология растений как раздел ботаники.

Тему работы нужно обязательно согласовать с куратором дисциплины по выбору (электива) А.Н. Луферовым.

Особенности строения растительной клетки, химический состав .

1. История изучения физиологии растений. Основные разделы и задачи физиологии растений

2. Основные методы исследования физиологии растений

3. Строение растительной клетки

4. Химический состав растительной клетки

5. Биологические мембраны

Физиология растений – наука, изучающая жизненные процессы, происходящие в растительном организме.

Сведения о процессах, происходящих в живом растении, накапливались по мере развития ботаники. Развитие физиологии растений, как науки, определялось использованием новых, более совершенных методов химии, физики и потребностями земледелия.

Физиология растений зародилась в XVII-XVIII вв. Начало физиологии растений как науки было положено опытами Я.Б.Ван Гельмонта по водному питанию растений (1634 г).

Результаты ряда физиологических опытов, доказывающих существование нисходящего и восходящего токов воды и питательных веществ, воздушное питание растений изложены в классических трудах итальянского биолога и врача М.Мальпиги «Анатомия растений» (1675-1679 гг) и английского ботаника и врача С.Гейлса «Статика растений» (1727 г). В 1771 г. английским ученым Д.Пристли был открыт и описан процесс фотосинтеза - воздушного питания растений. В 1800 г Ж.Сенебье издал трактат «Physiolоgie vegetale» в пяти томах, в котором были собраны, обработаны и осмыслены все данные, известные к тому времени, был предложен термин «физиология растений», определены задачи, методы исследования физиологии растений, эксперементально доказал, что источником углерода при фотосинтезе является углекислый газ, заложил основы фотохомии..

В XIX - XX вв был сделан ряд открытий в области физиологии растений:

1806 г. – Т.А.Найт описал и эксперементально изучил явление геотропизма;

1817 г. – П.Ж.Пельтье и Ж.Каванту выделили из листьев зеленый пигмент и назвали его хлорофиллом;

1826 г. – Г.Дютроше открыл явление осмоса;

1838-1839 гг. – Т.Шванн и М.Я.Шлейден обосновали клеточную теорию строения растений и животных;

1840 г. – Ю.Либих разработал теорию минерального питания растений;

1851 г. - В.Гофмейстер открыл чередование поколений у высших растений;

1859 г. – Ч.Дарвин заложил основы эволюционной физиологии растений, физиологии цветка, гетеротрофного питания, движения и раздражимости расмтений;

1862 г. – Ю.Сакс показал, что крахмал является продутом фотосинтеза;

1865 – 1875 гг. – К.А.Тимирязев изучил роль красного света в процессах фотосинтез, развил представление о космической роли зеленых растений;

1877 г. – В.Пфеффер открыл законы осмоса;

1878-1880 г. – Г.Гельригель и Ж.Б.Буссенго показали фиксацию атмосферного азота у бобовых в симбиозе с клубеньковыми бактериями;

1897 г. М.Ненцкий и Л.Мархлевский открыли структурц хлорофилла;

1903 г. – Г.Клебс развил учение о влиянии факторов внешней среды на рост и развитие растений;

1912 г. – В.И.Палладин выдвинул идею об анаэробном и аэробном этапах дыхания;

1920 г. – У.У.Гарнер и Г.А.Аллард открыли явление фотопериодизма;

1937 г. - Г.А.Кребс описал цикл лимонной кислоты;

1937 г. - М.Х Чайлахян выдвинул гормональную теорию развития растений;

1937 -1939 гг. – Г.Калькар и В.А.Блицер открыли окислительное фосфорилирование;

1946 – 1956 гг.- М.Кальвин и сотрудники расшифровали основной путь углерода при фотосинтезе;

1943-1957 гг. – Р.Эмерсон эксперементально доказал существование двух фотосистем;

1954 г. – Д.И.Арнон и сотр. открыли фотофосфорилирование;

1961-1966 гг. – П.Митчел разработал хемиосмотическую теорию сопряжения окисления и фосфорилирования.

А также другие открытия, определившие развитие физиологии растений как науки.

Основные разделы физиологии растений дифференцировались в XIX в - это:

1. физиология фотосинтеза

2. физиология водного режима растений

3. физиология минерального питания

4. физиология роста и развития

5. физиология устойчивости

6. физиология размножения

7. физиология дыхания.

Но какие-либо явления в растении невозможно понять в рамках только одного раздела. Поэтому во второй половине XXв. в физиологии растений намечается тенденция слияния в единое целое биохимии и молекулярной биологии, биофизики и биологического моделирования, цитологии, анатомии и генетики растений.

Современная физиология растений – это фундаментальная наука, ее основная задача - изучение закономерностей жизнедеятельности растений. Но она имеет огромное прикладное значение, поэтому ее вторая задача – разработка теоретических основ получения максимальных урожаев сельскохозяйственных, технических и лекарственных культур. Физиология растений – это наука будущего, ее третья, пока еще не решенная задача, - разработка установок для осуществления процессов фотосинтеза в искусственных условиях.

Современная физиология растений использует весь арсенал научных методов, который существует на сегодняшний день. Это микроскопические, биохимические, иммунологические, хроматографические, радиоизотопные и др.

Рассмотрим приборные методы исследования, широко применяемые при изучении физиологических процессов в растении. Приборные методы работы с биологическими объектами подразделяются на группы в зависимости от какого-либо критерия:

1. В зависимости от того, где расположены чувствительные элементы прибора (на растении или нет): контактные и дистантные ;

2. По характеру получаемой величины: качественные, полуколичественные и количественные. Качественные – исследователь получает информацию только о наличии или отсутствии какого-либо вещества или процесса. Полуколичественные – исследователь может сравнить возможности одного объекта с другими по интенсивности какого-либо процесса, по содержанию веществ (если оно выражено не в численном виде, а, например, в виде шкалы). Количественные – исследователь получает числовые показатели, характеризующие какой-либо процесс или содержание веществ.

3. Прямые и косвенные . При использовании прямых методов исследователь получает информацию об исследуемом процессе. Косвенные методы основаны на измерениях каких-либо сопутствующих величин, так или иначе связанных с исследуемой.

4. В зависимости от условий проведения эксперимента методы подразделяются на лабораторные и полевые .

При проведении исследований растительных объектов могут осуществляться следующие виды измерений:

1. Морфометрия (измерение различных морфологических показателей и их динамики (например, площадь листовой поверхности, соотношение площадей надземных и подземных органов и т.д.)

2. Весовые измерения. Например, определение суточной динамики накопления вегетативной массы

3. Измерение концентрации раствора, химического состава образцов и т.д. с использованием кондуктометрических, потенциометрических и др. методов.

4. Исследование газообмена (при изучении интенсивности фотосинтеза и газообмена)

Морфометрические показатели могут быть определены с помощью визуального подсчета, измерением линейкой, миллиметровой бумагой и т.д. Для определения некоторых показателей, например, общего объема корневой системы используются специальные установки – сосуд с градуированным капилляром. Объем корневой системы определяют по объему вытесненной воды.

При изучении какого-либо процесса используют различные методы. Например, для определения уровня транспирации используют:

1. Весовые методы (исходный вес листа и его вес через некоторое время);

2. Температурные (используют специальные климокамеры);

3. При помощи порометров определяется влажность камеры, куда помещается исследуемое растение

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРИРОДООХРАННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Учебно-методическое пособие для вузов

Составители: Л.И. Брехова Л.Д. Стахурлова Д.И. Щеглов А.И. Громовик

ВОРОНЕЖ – 2009

Утверждено Научно-методическим советом биолого-почвенного факультета - протокол № 10 от 4 июня 2009 г.

Рецензент д.б.н., профессор Л.А. Яблонских

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре почвоведения и управления земельными ресурсами биолого-почвенного факультета Воронежского государственного университета.

Для специальности: 020701 - Почвоведение

Недостаток или избыток любого химического элемента вызывает нарушение нормального хода биохимических и физиологических процессов в растениях, что в конечном итоге изменяет урожайность и качество растениеводческой продукции. Поэтому определение химического состава растений и показателей качества продукции позволяет идентифицировать неблагоприятные экологические условия произрастания как культурной, так и естественной растительности. В связи с этим химический анализ растительного материала является неотъемлемой частью природоохранной деятельности.

Практическое пособие по информационно-аналитическому обеспечению природоохранной деятельности в сельском хозяйстве составлено в соответствии с программой лабораторных занятий по «Биогеоценологии», «Анализу растений» и «Природоохранной деятельности в сельском хозяйстве» для студентов 4-го и 5-го курсов почвенного отделения биологопочвенного факультета ВГУ.

МЕТОДИКА ВЗЯТИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПРОБ И ПОДГОТОВКА ИХ К АНАЛИЗУ

Взятие проб растений является весьма ответственным моментом в результативности диагностики питания растений и оценки доступности им почвенных ресурсов.

Всю площадь исследуемого посева визуально делят на несколько участков в зависимости от ее размера и состояния растений. Если в посеве выделяются участки с явно худшими растениями, то на карте поля отмечаются эти участки, выясняют, не является ли плохое состояние растений следствием энтоили фитозаболевания, местного ухудшения свойств почвы или других условий роста. Если все эти факторы не объясняют причины плохого состояния растений, то можно предположить, что нарушено их питание. Это проверяется методами растительной диагностики. Берут про-

бы с участков с самыми худшими и самыми лучшими растениями и почвы под ними и по их анализам выясняют причины ухудшения растений и уровень их питания.

Если по состоянию растений посев не однороден, то при отборе проб следует добиваться, чтобы образцы соответствовали среднему состоянию растений на данном участке поля. С каждого выделенного массива по двум диагоналям берут растения с корнями. Они используются: а) для учета прироста массы и хода образования органов – будущей структуры урожая и б) для химической диагностики.

В ранние фазы (при двух – трех листьях) в пробе должно быть не менее 100 растений с 1 га. Позже для зерновых, льна, гречихи, гороха и других – не менее 25 – 30 растений с 1 га. У крупных растений (взрослых кукурузы, капусты и др.) берут нижние здоровые листья не менее, чем с 50 растений. Чтобы учесть накопление по фазам и вынос урожаем, берут в анализ всю надземную часть растения.

У древесных пород – плодовых, ягодников, винограда, декоративных и лесных – в связи с особенностями их возрастных изменений, периодичности плодоношения и т. д. взятие проб несколько сложнее, чем у полевых культур. Выделяют следующие возрастные группы: сеянцы, дички, привитые двухлетки, саженцы, молодые и плодоносящие (начавшие плодоносить, в полном и в затухающем плодоношении) деревья. У сеянцев в первый месяц их роста в пробу входит целиком все растение с последующим разделением его на органы: листья, стволики и корни. Во второй и следующие месяцы отбирают вполне сформировавшиеся листья, обычно – первые два после самых молодых, считая от верхушки. У двухлетних дичков также берут первые два сформировавшихся листа, считая от верхушки ростового побега. У привитых двухлеток и саженцев берут, так же как и у взрослых, средние листья ростовых побегов.

У ягодников – крыжовника, смородины и других – отбирают с побегов текущего прироста по 3 – 4 листа с 20 кустов с тем, чтобы в пробе

было не менее 60 – 80 листьев. У земляники в том же количестве отбирают взрослые листья.

Общим требованием является унификация техники отбора, обработки и хранения проб: взятие со всех растений строго одних и тех же частей по их ярусности, возрасту, расположению на растении, отсутствию заболевания и т.д. Имеет значение также, находились ли листья на прямом солнечном свету или в тени, причем во всех случаях должны быть отобраны листья одинакового размещения по отношению к солнечному освещению, лучше на свету.

При анализе корневой системы среднюю лабораторную пробу перед взвешиванием осторожно промывают в водопроводной воде, споласкивают в дистиллированной воде и подсушивают фильтровальной бумагой.

Лабораторная проба зерна или семян берется из множества мест (мешка, ящика, машины) щупом, затем ее распределяют ровным слоем на бумаге в виде прямоугольника, делят на четыре части и берут материал из двух противоположных частей до нужного количества для анализа.

Одним из важных моментов в подготовке растительного материала к анализу является правильная фиксация его, если анализы не предполагается проводить в свежем материале.

Для химической оценки растительного материала по общему содержанию элементов питания (N, P, K, Ca, Mg, Fe и др.) образцы растений высушивают до воздушно-сухого состояния в сушильном шкафу при тем-

пературе 50 – 60 ° или на воздухе.

В анализах, по результатам которых будут сделаны выводы о состоянии живых растений, следует использовать свежий материал, так как завядание вызывает существенное изменение состава вещества или уменьшение его количества и даже исчезновение веществ, содержащихся в

живых растениях. Например, целлюлоза не затрагивается разрушением, а крахмал, белки, органические кислоты и особенно витамины подвергаются разложению после нескольких часов завядания. Это заставляет экспериментатора проводить анализы в свежем материале в очень короткие сроки, что не всегда можно сделать. Поэтому часто используют фиксацию растительного материала, цель которой заключается в стабилизации нестойких веществ растений. Решающее значение при этом имеет инактивация ферментов. Используются различные приемы фиксации растений в зависимости от задач опыта.

Фиксация паром. Этот вид фиксации растительного материала применяется тогда, когда нет необходимости определения воднорастворимых соединений (клеточного сока, углеводов, калия и др.). Во время обработки сырого растительного материала может происходить такой сильный автолиз, что состав конечного продукта иногда значительно отличается от состава исходного материала.

Практически фиксацию паром проводят следующим образом: внутри водяной бани подвешивается металлическая сетка, сверху баня покрывается плотным негорючим материалом и вода нагревается до бурного выделения пара. После этого на сетку внутри бани помещается свежий растительный материал. Время фиксации 15 – 20 мин. Затем растения высуши-

ваются в термостате при температуре 60°.

Температурная фиксация. Растительный материал помещают в пакеты из плотной бумаги типа «крафт», а сочные плоды и овощи в измельченном виде рыхло укладывают в эмалированные или алюминиевые кюветы. Материал выдерживают 10 – 20 мин при температуре 90 - 95°. При этом инактивируется большая часть ферментов. После этого потерявшую тургор листостебельную массу и плоды высушивают в сушильном шкафу при температуре 60° с вентиляцией или без нее.

При использовании этого метода фиксации растений необходимо помнить, что длительное высушивание растительного материала при тем-

пературе 80° и выше приводит к потерям и изменениям веществ вследствие химических превращений (термического разложения некоторых веществ, карамелизации углеводов и т. д.), а также вследствие летучести аммонийных солей и некоторых органических соединений. Помимо этого, температура сырого растительного материала не может достигнуть температуры окружающей среды (сушильного шкафа), пока не испарится вода и пока все подводимое тепло не перестанет превращаться в скрытую теплоту парообразования.

Быстрое и осторожное высушивание растительной пробы в ряде случаев также считают приемлемым и допустимым методом фиксации. При умелом проведении этого процесса отклонения в составе сухого вещества могут быть небольшими. При этом происходит денатурация белков и инактивация ферментов. Как правило, сушку проводят в сушильных шкафах (термостатах) или специальных сушильных камерах. Значительно быстрее и надежнее высушивается материал, если через шкаф (камеру) циркулирует нагретый воздух. Наиболее подходящая температура для высу-

шивания от 50 до 60°.

Высушенный материал лучше сохраняется в темноте и на холоде. Поскольку многие содержащиеся в растениях вещества способны самоокисляться даже в сухом состоянии, рекомендуется хранить высушенный материал в плотно закрывающихся сосудах (склянках с притертой пробкой, эксикаторах и др.), доверху заполненных материалом, чтобы в сосудах не оставалось много воздуха.

Замораживание материала. Растительный материал очень хорошо сохраняется при температуре от –20 до -30°, при условии, что замораживание происходит достаточно быстро (не более 1 часа). Преимущество хранения растительного материала в замороженном состоянии обусловлено как действием охлаждения, так и обезвоживанием материала вследствие перехода воды в твердое состояние. Надо учитывать, что при заморажива-

нии ферменты инактивируются лишь временно и после оттаивания в растительном материале могут происходить ферментативные превращения.

Обработка растений органическими растворителями. В качест-

ве фиксирующих веществ можно использовать кипящий спирт, ацетон, эфир и др. Фиксация растительного материала этим способом проводится опусканием его в соответствующий растворитель. Однако при этом методе происходит не только фиксация растительного материала, но и экстракция ряда веществ. Поэтому применять такую фиксацию можно только тогда, когда заранее известно, что вещества, которые нужно определять, не извлекаются данным растворителем.

Высушенные после фиксации растительные пробы измельчаются ножницами, а затем на мельнице. Измельченный материал просеивается через сито с диаметром отверстий 1 мм. При этом из пробы ничего не выбрасывается, так как удаляя часть материала, не прошедшего через сито с первого просеивания, мы тем самым меняем качество средней пробы. Крупные частицы пропускаются через мельницу и сито повторно. Остатки на сите следует растереть в ступке.

Из подготовленной таким образом лабораторной средней пробы берут аналитическую пробу. Для этого растительный материал, распределенный тонким ровным слоем на листе глянцевой бумаги, делят по диагоналям на четыре части. Затем два противоположных треугольника убирают, а оставшуюся массу вновь распределяют тонким слоем на всем листе бумаги. Снова проводят диагонали и опять убирают два противоположных треугольника. Так поступают до тех пор, пока на листе не останется количество вещества, которое необходимо для аналитической пробы. Отобранная аналитическая проба переносится в стеклянную банку с притертой пробкой. В таком состоянии она может храниться неопределенно долгое время. Вес аналитической пробы зависит от количества и методики исследований и колеблется от 50 до нескольких сот граммов растительного материала.

Все анализы растительного материала должны проводиться с двумя параллельно взятыми навесками. Только близкие результаты могут подтвердить правильность проведенной работы.

Работать с растениями нужно в сухой и чистой лаборатории, не содержащей паров аммиака, летучих кислот и других соединений, могущих оказать влияние на качество пробы.

Результаты анализов могут быть рассчитаны как на воздушносухую, так и на абсолютно сухую навеску вещества. При воздушно-сухом состоянии количество воды в материале находится в равновесии с парами воды в воздухе. Эта вода называется гигроскопической, и количество ее зависит как от растения, так и от состояния воздуха: чем влажнее воздух, тем больше гигроскопической воды в растительном материале. Для пересчета данных на сухое вещество необходимо определять количество гигроскопической влаги в пробе.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУХОГО ВЕЩЕСТВА И ГИГРОСКОПИЧЕСКОЙ ВЛАГИ В ВОЗДУШНО-СУХОМ МАТЕРИАЛЕ

При химическом анализе количественное содержание той или иной составной части рассчитывается на сухое вещество. Поэтому перед анализом определяют количество влаги в материале и тем самым находят количество в нем абсолютно сухого вещества.

Ход анализа. Аналитическую пробу вещества распределяют тонким слоем на листе глянцевой бумаги. Затем шпателем из разных мест распределенного на листе вещества берут небольшие щепотки его в предварительно высушенный до постоянного веса стеклянный бюкс. Навеска должна составлять примерно 5 г. Бюкс вместе с навеской взвешивают на аналитических весах и помещают в термостат, температуру внутри которого поддерживают на уровне 100-1050 . Первый раз в термостате открытый бюкс с навеской держат в течение 4-6 часов. По истечении этого времени бюкс из термостата переносят в эксикатор для охлаждения, через 20-30

минут бюкс взвешивают. После этого бюкс открывают и снова помещают в термостат (при той же температуре) на 2 часа. Высушивание, охлаждение и взвешивание повторяют до тех пор, пока бюкс с навеской не достигнет постоянного веса (разница между двумя последними взвешиваниями должна быть меньше 0,0003 г).

Вычисление процента воды производят по формуле:

где: х – процент воды; в – навеска растительного материала до высушивания, г; в1 – навеска растительного материала после высушивания.

Оборудование и посуда :

1) термостат;

2) стеклянные бюксы.

Форма записи результатов

	Вес бюкса с		Вес бюкса с
			навеской по-
	навеской до	Навеска до						Навеска по-
			сле высуши-
	высушива-	высушива-						сле высу-
								шивания, г

ОПРЕДЕЛЕНИЕ «СЫРОЙ» ЗОЛЫ МЕТОДОМ СУХОГО ОЗОЛЕНИЯ

Золой называют остаток, получаемый после сжигания и прокаливания органических веществ. При сжигании углерод, водород, азот и частично кислород улетучиваются и остаются лишь нелетучие оксиды.

Содержание и состав зольных элементов растений зависит от видовой принадлежности, роста и развития растений и особенно от почвенноклиматических и агротехнических условий их выращивания. Концентрация зольных элементов существенно отличается в разных тканях и органах растений. Так, содержание золы в листьях и травянистых органах растений значительно выше, чем в семенах. В листьях золы больше, чем в стеблях,

При определении потребности растений в удобрениях наряду с агрохимическими анализами почвы, полевыми и вегетационными опытами, микробиологическими и другими способами все больше и больше стали применяться методы растительной диагностики.
В настоящее время широко используются следующие методы растительной диагностики: 1) химический анализ растений, 2) визуальная диагностика и 3) инъекция и опрыскивание. Химический анализ растений - наиболее распространенный метод диагностики потребности во внесении удобрений.
Химическая диагностика представлена тремя видами: 1) листовой диагностикой, 2) тканевой диагностикой и 3) быстрыми (экспресс) методами анализа растений.
Важными этапами работы по растительной диагностике при помощи химического анализа являются: 1) взятие пробы растения для анализа; 2) учет сопутствующих условий произрастания растений; 3) химический анализ растений; 4) обработка аналитических данных и составление заключения о нуждаемости растений в удобрениях.
Взятие пробы растений для анализа. При отборе растений для анализа следует добиваться того, чтобы взятые растения соответствовали среднему состоянию растений на данном участке поля. Если посев однороден, то можно ограничиться одной пробой; если же имеются пятна лучше развитых или, наоборот, хуже развитых растений, то с каждого из таких пятен берут отдельную пробу для выяснения причины измененного состояния растения. Содержание питательных веществ в хорошо развитых растениях может быть использовано в этом случае как показатель нормального состава данного вида растений.
При проведении анализов необходимо унифицировать технику взятия и подготовки образца: взятие одинаковых частей растения по ярусности, положению на растении и по физиологическому возрасту.
Выбор части растения для анализа зависит от метода химической диагностики. Для получения достоверных данных необходимо брать пробы не менее чем с десяти растений.
У древесных культур в связи с особенностями их возрастных изменений взятие проб растений несколько сложнее, чем у полевых культур. Рекомендуется проводить исследования в следующие возрастные периоды: сеянцы, саженцы, молодые и плодоносящие растения. Следует брать листья, их черешки, почки, побеги или другие органы из верхней трети побегов со средней зоны кроны деревьев или кустарников одного возраста и бонитета, придерживаясь одного и того же порядка, а именно: или только с плодовых, или только с неплодовых побегов, или с побегов текущего прироста, или листья, находящиеся на прямом солнечном или на рассеянном свете. Все эти моменты должны быть учтены, так как все они влияют на химический состав листьев. Отмечается, что лучшая корреляция между химическим составом листа и урожаем плодов получается в том случае, если в качестве пробы брать лист, в пазухе которого развивается цветочная почка.
В какую фазу развития растения следует брать образцы для анализа? Если иметь в виду получение наилучшей корреляции с урожаем, то анализ растений в фазу цветения или созревания оказывается наилучшим. Так, Люндегорд, Коларжик и другие исследователи считают, что такой фазой для всех растений является цветение, так как к этому моменту основные ростовые процессы заканчиваются и прирост массы не будет «разбавлять» процентное содержание веществ.
Для решения задачи, как изменить питание растений, чтобы обеспечить формирование наилучшего урожая, надо анализировать растения в более ранние периоды развития и не один раз, а несколько (три-четыре), начиная с появления одного-двух листьев.
Время взятия проб. I срок: для яровых зерновых (пшеницы, овса, кукурузы) - в фазу трех листьев, т. е. до начала дифференциации зачаточного колоса или метелки; для льна - начало «елочки»; для картофеля, бобовых, хлопчатника и других - фаза четырех-пяти настоящих листьев, т. е. до бутонизации; для сахарной свеклы - фаза трех настоящих листьев.
II срок: для яровых зерновых - в фазу пяти листьев, т. е. в фазу трубкования; для свеклы - в фазу развертывания шестого листа; для всех остальных - при образовании первых мелких зеленых бутонов, т. е. к самому началу бутонизации.
III срок: в фазу цветения; для свеклы - при развертывании восьмого-девятого листа.
IV срок: в фазу молочной спелости семян; для свеклы - за неделю до уборки.
У древесных растений и ягодников пробы берут по следующим фазам формирования урожая: а) до цветения, т. е. в начале сильного роста, б) цветение, т. е. в период сильного роста и физиологического осыпания завязей, в) образование плодов, г) созревание и уборка урожая и д) период осеннего листопада.
При установлении срока взятия пробы растений необходимо также учитывать, на какой период роста и развития приходятся критические уровни питания. Под термином «критические уровни» понимают наименьшие концентрации питательных веществ в растениях в ответственный период их развития, т. е. концентрации, ниже которых наступает ухудшение состояния растения и снижение урожая. Под оптимальным составом растения понимают такое содержание в нем питательных веществ в ответственные фазы его развития, при котором обеспечивается получение высокого урожая.
Величины критических уровней и оптимального состава приведены для некоторых культур ниже. Пробы берут во всех случаях в одни и те же часы суток, лучше утром (в 8-9 час), чтобы избежать изменений состава растений за счет суточного режима питания.
Учет сопутствующих условий. Судить о достаточности или недостаточности питания растений теми или другими элементами только по данным химического анализа не всегда правильно. Известно немало фактов, когда недостаток одного или нескольких элементов питания, задержка фотосинтеза или нарушение водного, теплового и других жизненно важных режимов может вызвать накопление того или иного элемента в растении, что ни в коем случае не должно характеризовать достаточность этого элемента в питательной среде (почве). Чтобы избежать возможных ошибок и неточностей в выводах, необходимо данные химического анализа растений сопоставить с рядом других показателей: с весом, ростом и темпом развития растений в момент взятия пробы и с конечным урожаем, с визуальными диагностическими признаками, с особенностями агротехники, с агрохимическими свойствами почвы, с условиями погоды и рядом других показателей, влияющих на питание растений. Поэтому одним из важнейших условий успешного использования растительной диагностики является наиболее подробный учет всех этих показателей для последующего сопоставления их между собой и с данными анализа.