التحليل الكيميائي للنباتات الطبية. طرق البحث الأساسية تم تطوير الطرق الأولى للتحليل الكيميائي للنباتات
تحليل كيميائينباتات السنوات الاخيرةحصل على اعتراف وتوزيع واسع في العديد من دول العالم كطريقة لدراسة تغذية النبات في الحقل وكوسيلة لتحديد الحاجة إلى النباتات في الأسمدة. تتمثل ميزة هذه الطريقة في وجود علاقة محددة جيدًا بين مؤشرات تحليل النبات وفعالية الأسمدة المعنية. للتحليل ، لا يتم أخذ النبات بالكامل ، ولكن يتم أخذ جزء معين ، في كثير من الأحيان ورقة أو ورقة سويقة. هذه الطريقة تسمى تشخيص الأوراق. [...]
يتم إجراء التحليل الكيميائي للنباتات لتحديد كمية العناصر الغذائية التي دخلت إليها ، والتي من خلالها يمكن الحكم على الحاجة إلى استخدام الأسمدة (طرق Neubauer ، Magnitsky ، إلخ) ، لتحديد مؤشرات الغذاء و القيمة العلفية للمنتجات (تحديد النشا والسكر والبروتين والفيتامينات وغيرها). ن) ولحل مختلف قضايا تغذية النبات والتمثيل الغذائي. [...]
تمت تغذية النباتات بالنيتروجين المسمى في هذه التجربة بعد 24 يومًا من الإنبات. تم استخدام كبريتات الأمونيوم كضمادة علوية بإثراء ثلاثي مع نظير N15 بجرعة 0.24 جم N لكل وعاء. نظرًا لأنه تم تخفيف كبريتات الأمونيوم المسمى المطبق كضمادة علوية في التربة باستخدام كبريتات الأمونيوم العادية المطبقة قبل البذر ولم يتم استخدامها بالكامل من قبل النباتات ، فإن التخصيب الفعلي لكبريتات الأمونيوم في الركيزة كان أقل إلى حد ما ، حوالي 2.5. من الجدول 1 ، الذي يحتوي على بيانات المحصول ونتائج التحليل الكيميائي للنباتات ، يترتب على ذلك أنه عندما تعرضت النباتات للنيتروجين المسمى من 6 إلى 72 ساعة ، ظل وزن النباتات عمليًا على نفس المستوى ، وفقط بعد 120 ساعة من إدخال مكملات النيتروجين ، زادت بشكل ملحوظ. [...]
حتى الآن ، فشل التصنيف الكيميائي في تقسيم النباتات إلى مجموعات تصنيفية كبيرة على أساس أي مركب كيميائي أو مجموعة من المركبات. يأتي التصنيف الكيميائي من التحليل الكيميائي للنباتات. حتى الآن ، تم إيلاء الاهتمام الرئيسي للنباتات والنباتات الأوروبية في المنطقة المعتدلة ، في حين أن الدراسة المنهجية للنباتات الاستوائية لم تكن كافية. لكن في العقد الماضي ، بدأ كل شيء في تحقيق مكاسب قيمة أكبرالنظاميات البيوكيميائية بشكل أساسي ، وذلك لسببين. أحدها هو ملاءمة استخدام طرق تحليلية كيميائية سريعة وبسيطة وقابلة للتكرار جيدًا لدراسة تكوين النباتات (تشمل هذه الطرق ، على سبيل المثال ، الكروماتوغرافيا والرحلان الكهربي) ، والثاني هو سهولة التعرف على المركبات العضوية في النباتات ؛ ساهم كلا هذين العاملين في حل المشكلات التصنيفية. [...]
عند مناقشة نتائج التحليل الكيميائي للنباتات ، أشرنا إلى أنه لا يمكن استخدام هذه البيانات لإثبات أي انتظام في تغيير محتوى البروتينات المخزنة في النباتات في أوقات مختلفة من حصادها. تشير نتائج التحليل النظيري ، على العكس من ذلك ، إلى تجديد قوي للنيتروجين لهذه (البروتينات) بعد 48 و 96 ساعة من إدخال الضمادة العلوية بالنيتروجين المسمى. وهذا يجبرنا على إدراك أنه في الواقع ، تخزين البروتينات ، وكذلك الدستورية تلك التي تعرضت لتغيرات مستمرة في جسم النبات ، وإذا لم يتغير تركيب نظائر النيتروجين لبروتينات التخزين في الفترة الأولى بعد الحصاد ، فهذا ليس أساسًا لاستنتاج أنه من المعروف أنها مستقرة في هذه الفترات من التجربة. [...]
أظهرت التحليلات الكيميائية المتزامنة للنباتات أن الكمية الإجمالية لبروتين النيتروجين ، سواء في هذه التجربة أو في تجربة أخرى مماثلة ، لم تتغير عمليًا على الإطلاق أو تغيرت بكمية صغيرة نسبيًا (في حدود 5-10٪). يشير هذا إلى أنه في النباتات ، بالإضافة إلى تكوين كمية جديدة من البروتين ، هناك تجديد مستمر للبروتين الموجود بالفعل في النبات. وبالتالي ، فإن جزيئات البروتين في النباتات لها عمر قصير نسبيًا. يتم تدميرها باستمرار وإعادة تكوينها مرة أخرى في عملية التمثيل الغذائي المكثف للنباتات. [...]
تعتمد طرق تشخيص التغذية عن طريق التحليل الكيميائي للنباتات على تحديد المحتوى الإجمالي للعناصر الغذائية الرئيسية في الأوراق. يتم تجفيف عينات النباتات المختارة وطحنها. ثم ، في ظل الظروف المختبرية ، يتم رماد عينة من المواد النباتية ، متبوعًا بتحديد المحتوى الكلي من N و P2O5 و KrO> CaO و MgO والمغذيات الأخرى. في عينة موازية ، يتم تحديد كمية الرطوبة. [...]
يوضح الجدول 10 بيانات الإنتاجية وبيانات التحليل الكيميائي النباتي لكل من سلسلتي التجارب. [...]
ومع ذلك ، في كل هذه التجارب ، تم تضمين عينات نباتية متوسطة في التحليل ، كما هو الحال في التحديد المعتاد لكمية الفسفور التي تمتصها النباتات من الأسمدة. كان الاختلاف الوحيد هو أن كمية الفسفور المأخوذة من النباتات من السماد لم يتم تحديدها بالاختلاف بين محتوى الفسفور في النباتات الضابطة والتجريبية ، ولكن عن طريق القياس المباشر لكمية الفوسفور المسمى التي دخلت النبات من السماد. . في موازاة ذلك ، أتاحت التحليلات الكيميائية للنباتات لمحتوى الفوسفور في هذه التجارب تحديد نسبة محتوى الفسفور الكلي في النبات الذي وقع على الأسمدة الفوسفور (المسمى) والفوسفور المأخوذ من التربة (غير مُسمى).
عند تحديد احتياجات النباتات للأسمدة ، إلى جانب التحليلات الكيميائية الزراعية للتربة ، والتجارب الميدانية والغطاء النباتي ، والطرق الميكروبيولوجية وغيرها ، تم استخدام طرق تشخيص النبات بشكل متزايد.
حاليًا ، تُستخدم الطرق التالية لتشخيص النبات على نطاق واسع: 1) التحليل الكيميائي للنباتات ، 2) التشخيص البصري و 3) الحقن والرش. يعد التحليل الكيميائي للنباتات الطريقة الأكثر شيوعًا لتشخيص الحاجة إلى استخدام الأسمدة.
يتم تمثيل التشخيص الكيميائي بثلاثة أنواع: 1) تشخيص الأوراق ، 2) تشخيص الأنسجة ، و 3) طرق سريعة (صريحة) لتحليل النبات.
الخطوات المهمة في تشخيص النبات باستخدام التحليل الكيميائي هي: 1) أخذ عينة نباتية لتحليلها. 2) مراعاة الظروف المصاحبة لنمو النبات ؛ 3) التحليل الكيميائي للنباتات. 4) معالجة البيانات التحليلية والتوصل إلى استنتاج حول الحاجة للنباتات في الأسمدة.
أخذ عينات النبات للتحليل. عند اختيار النباتات للتحليل ، يجب توخي الحذر للتأكد من أن النباتات المأخوذة تتوافق مع متوسط حالة النباتات في قسم معين من الحقل. إذا كان البذر متجانسًا ، فيمكن تقييد عينة واحدة ؛ إذا كانت هناك مناطق بها نباتات متطورة بشكل أفضل أو ، على العكس من ذلك ، أسوأ نموًا ، يتم أخذ عينة منفصلة من كل من هذه البقع لتحديد سبب الحالة المتغيرة للنبات. يمكن استخدام المحتوى الغذائي للنباتات المتطورة جيدًا في هذه الحالة كمؤشر على التركيب الطبيعي لنوع نباتي معين.
عند إجراء التحليلات ، من الضروري توحيد أسلوب أخذ العينة وتحضيرها: أخذ نفس أجزاء النبات عن طريق وضع طبقات ، ووضعها على النبات ، والعمر الفسيولوجي.
يعتمد اختيار جزء النبات للتحليل على الطريقة التشخيص الكيميائي. للحصول على بيانات موثوقة ، من الضروري أخذ عينات من عشرة مصانع على الأقل.
في المحاصيل الشجرية ، نظرًا لخصائص التغيرات المرتبطة بالعمر ، فإن أخذ عينات النبات يعد أكثر صعوبة إلى حد ما من المحاصيل الحقلية. يوصى بإجراء البحوث في الفترات العمرية التالية: الشتلات ، والشتلات ، والنباتات الشابة والمثمرة. يجب أن تؤخذ الأوراق أو أعناقها أو براعمها أو براعمها أو أعضاء أخرى من الثلث العلوي للبراعم من المنطقة الوسطى لتاج الأشجار أو الشجيرات من نفس العمر والجودة ، مع الالتزام بنفس الترتيب ، أي: إما فقط من براعم الفاكهة ، أو فقط من براعم غير الفاكهة ، أو من براعم النمو الحالي ، أو الأوراق في ضوء الشمس المباشر أو الضوء المنتشر. يجب أن تؤخذ كل هذه النقاط في الاعتبار ، لأنها تؤثر جميعها على التركيب الكيميائي للأوراق. ويلاحظ أنه يتم الحصول على أفضل ارتباط بين التركيب الكيميائي للورقة وحاصل الثمار إذا تم أخذ الورقة كعينة ، في محور نمو برعم الزهرة.
في أي مرحلة من مراحل تطوير المصنع يجب أخذ العينات لتحليلها؟ إذا أخذنا في الاعتبار الحصول على أفضل ارتباط مع الحصاد ، فسيكون تحليل النباتات في مرحلة الإزهار أو مرحلة النضج هو الأفضل. وهكذا ، يعتقد Lundegard و Kolarzhik وباحثون آخرون أن الإزهار مثل هذه المرحلة بالنسبة لجميع النباتات ، لأنه في هذه اللحظة تنتهي عمليات النمو الرئيسية ولن يؤدي اكتساب الكتلة إلى "تخفيف" نسبة المواد.
لحل مشكلة كيفية تغيير تغذية النباتات لضمان تكوينها أفضل حصاد، من الضروري تحليل النباتات في فترات سابقة من التطور وليس مرة واحدة ، ولكن عدة مرات (ثلاث أو أربع مرات) ، بدءًا من ظهور ورقة أو ورقتين.
وقت الحصول على العينات. المصطلح: للحبوب الربيعية (القمح والشوفان والذرة) - في مرحلة الأوراق الثلاث ، أي قبل بدء تمايز الأذن الجنينية أو الدالية ؛ للكتان - بداية "شجرة عيد الميلاد" ؛ للبطاطس والبقوليات والقطن وغيرها - مرحلة من أربع إلى خمس أوراق حقيقية ، أي قبل التبرعم ؛ بنجر السكر - مرحلة ثلاث أوراق حقيقية.
المصطلح الثاني: لحبوب الربيع - في مرحلة الأوراق الخمس ، أي في مرحلة الأنابيب ؛ للبنجر - في مرحلة نشر الورقة السادسة ؛ لأي شخص آخر - أثناء تكوين البراعم الخضراء الصغيرة الأولى ، أي حتى بداية التبرعم.
المصطلح الثالث: في مرحلة الإزهار ؛ للبنجر - عند نشر الورقة التاسعة.
المصطلح الرابع: في مرحلة نضج الحليب من البذور ؛ للبنجر - قبل أسبوع من الحصاد.
في النباتات الخشبية والتوت ، تؤخذ العينات وفقًا للمراحل التالية من تكوين المحاصيل: أ) قبل الإزهار ، أي في بداية النمو القوي ، ب) الإزهار ، أي خلال فترة النمو القوي والتساقط الفسيولوجي للمبايض ، ج) تكوين الفاكهة ، د) النضج والحصاد ؛ و) فترة سقوط أوراق الخريف.
عند تحديد توقيت أخذ العينات النباتية ، من الضروري أيضًا مراعاة فترة النمو والتنمية التي تنخفض فيها المستويات الحرجة للتغذية. يعني مصطلح "المستويات الحرجة" أدنى تركيزات المغذيات في النباتات خلال الفترة الحرجة لتطورها ، أي التركيزات التي يتدهور دونها النبات وينخفض المحصول. يُفهم التركيب الأمثل للنبات على أنه محتوى العناصر الغذائية فيه في المراحل الحرجة من تطوره ، مما يضمن عائدًا مرتفعًا.
يتم إعطاء قيم المستويات الحرجة والتركيب الأمثل لبعض الثقافات أدناه. تؤخذ العينات في جميع الحالات في نفس ساعات اليوم ويفضل في الصباح (الساعة 8-9) وذلك لتجنب التغيرات في تكوين النباتات بسبب النظام اليوميتَغذِيَة.
المحاسبة عن الشروط ذات الصلة. ليس من الصحيح دائمًا الحكم على كفاية أو عدم كفاية تغذية النبات بعناصر معينة فقط وفقًا للتحليل الكيميائي. تُعرف العديد من الحقائق عندما يؤدي نقص عنصر أو أكثر من العناصر الغذائية ، أو التأخير في التمثيل الضوئي أو انتهاك المياه ، والأنظمة الحرارية وغيرها من النظم الحيوية إلى تراكم عنصر أو آخر في النبات ، والذي لا ينبغي بأي حال من الأحوال وصف مدى كفاية هذا العنصر في وسط المغذيات (التربة). لتجنب الأخطاء المحتملةوعدم الدقة في الاستنتاجات ، من الضروري مقارنة بيانات التحليل الكيميائي للنباتات مع عدد من المؤشرات الأخرى: مع الوزن والنمو ومعدل تطور النباتات في وقت أخذ العينات ومع الحصاد النهائي ، مع المرئي علامات تشخيصية ، بخصائص التكنولوجيا الزراعية ، مع الخصائص الكيميائية الزراعية للتربة ، مع الظروف الجوية وعدد من المؤشرات الأخرى التي تؤثر على تغذية النبات. لذلك ، فإن أحد أهم شروط الاستخدام الناجح لتشخيصات النبات هو الحساب الأكثر تفصيلاً لجميع هذه المؤشرات لمقارنتها اللاحقة مع بعضها البعض ومع بيانات التحليل.
الوكالة الاتحادية للتعليم
جامعة ولاية فورونيج
المعلومات والدعم التحليلي للأنشطة البيئية في الزراعة
دليل تعليمي ومنهجي للجامعات
بقلم: L.I. بريكوفا إل. ستاخورلوفا دي. شيجلوف أ. جروموفيك
فورونيج - 2009
تمت الموافقة عليه من قبل المجلس العلمي والمنهجي لكلية الأحياء والتربة - بروتوكول رقم 10 بتاريخ 4 يونيو 2009
دكتور مراجع في العلوم البيولوجية ، البروفيسور L.A. يابلونسكي
تم إعداد المساعدة التعليمية في قسم علوم التربة وإدارة الأراضي بكلية علم الأحياء والتربة في جامعة ولاية فورونيج.
للتخصص: 020701 - علم التربة
يتسبب نقص أو زيادة أي عنصر كيميائي في حدوث اضطراب في المسار الطبيعي للعمليات الكيميائية الحيوية والفسيولوجية في النباتات ، مما يؤدي في النهاية إلى تغيير إنتاجية وجودة منتجات المحاصيل. لذلك التعريف التركيب الكيميائيتجعل مؤشرات جودة المنتجات والنباتات من الممكن تحديد الظروف البيئية غير المواتية لنمو كل من النباتات المزروعة والطبيعية. في هذا الصدد ، يعد التحليل الكيميائي للمواد النباتية جزءًا لا يتجزأ من أنشطة حماية البيئة.
تم إعداد دليل عملي عن المعلومات والدعم التحليلي لأنشطة حماية البيئة في الزراعة وفقًا لبرنامج الفصول المختبرية في "علم البيئة الحيوية" و "تحليل النبات" و "حماية البيئة في الزراعة" لطلاب الصفين الرابع والخامس من قسم التربة بكلية علوم الأحياء والتربة VSU.
طريقة جمع عينات النباتات وتجهيزها للتحليل
يعد أخذ عينات النبات لحظة حاسمة للغاية في فعالية تشخيص تغذية النبات وتقييم مدى توفر موارد التربة لهم.
تنقسم المساحة الكاملة للمحصول المدروس بصريًا إلى عدة أقسام حسب حجمها وحالة النباتات. إذا تم تحديد المناطق التي تحتوي على نباتات أسوأ بشكل واضح في البذر ، فسيتم وضع علامة على هذه المناطق على الخريطة الميدانية ، ويتم اكتشاف ما إذا كانت الحالة السيئة للنباتات ناتجة عن مرض إنتولي أو مرض نباتي ، أو تدهور محلي لخصائص التربة أو نمو آخر الظروف. إذا لم تفسر كل هذه العوامل أسباب الحالة السيئة للنباتات ، فيمكن افتراض أن تغذيتها مضطربة. يتم التحقق من ذلك من خلال طرق تشخيص النبات. خذ برو-
من المواقع التي بها أسوأ وأفضل النباتات والتربة التي تحتها ، ومن خلال تحليلاتهم ، اكتشفوا أسباب تدهور النباتات ومستوى تغذيتها.
إذا لم يكن البذر موحدًا من حيث حالة النباتات ، فعند أخذ العينات ، يجب التأكد من أن العينات تتوافق مع متوسط حالة النباتات في قسم معين من الحقل. تؤخذ النباتات ذات الجذور من كل مجموعة مختارة على طول قطرين. يتم استخدامها: أ) لمراعاة زيادة الوزن ومسار تكوين الأعضاء - الهيكل المستقبلي للمحصول ، و ب) للتشخيص الكيميائي.
في المراحل المبكرة (مع ورقتين أو ثلاث أوراق) ، يجب أن تحتوي العينة على 100 نبات على الأقل لكل 1 هكتار. في وقت لاحق للحبوب والكتان والحنطة السوداء والبازلاء وغيرها - ما لا يقل عن 25-30 نباتًا لكل 1 هكتار. في النباتات الكبيرة (الذرة البالغة ، والملفوف ، وما إلى ذلك) ، تؤخذ الأوراق الصحية السفلية من 50 نباتًا على الأقل. لمراعاة التراكم حسب المراحل والإزالة بواسطة المحصول ، يتم أخذ الجزء الجوي بأكمله من النبات في التحليل.
في أنواع الأشجار - الفاكهة ، والتوت ، والعنب ، والزينة ، والغابات - نظرًا لخصائص التغيرات المرتبطة بالعمر ، وتكرار الإثمار ، وما إلى ذلك ، فإن أخذ العينات أكثر تعقيدًا إلى حد ما من المحاصيل الحقلية. تتميز الفئات العمرية التالية: الشتلات ، والبرية ، والأشجار المطعمة بعمر عامين ، والشتلات ، والأشجار الصغيرة والمثمرة (التي بدأت تؤتي ثمارها ، ثمارها كاملة وباهتة). في الشتلات ، في الشهر الأول من نموها ، يتم تضمين النبات بأكمله في العينة ، متبوعًا بتقسيمه إلى أعضاء: الأوراق والسيقان والجذور. في الشهر الثاني والأشهر التالية ، يتم اختيار الأوراق كاملة التكوين ، وعادةً ما تكون الأوراق الأولين بعد الأصغر سناً ، ويتم العد من الأعلى. يتم أخذ أول ورقتين مكونتين أيضًا من طيور برية عمرها سنتان ، يتم احتسابها من الجزء العلوي من النمو. في الأطفال والشتلات المطعمة بعمر عامين ، وكذلك في البالغين ، يأخذون الأوراق الوسطى من براعم النمو.
في يتم اختيار التوت - عنب الثعلب والكشمش وغيرها - من براعم النمو الحالي من 3-4 أوراق من 20 شجيرة بحيث تكون في العينة
كان هناك ما لا يقل عن 60-80 ورقة. تؤخذ أوراق الفراولة البالغة بنفس المقدار.
المطلب العام هو توحيد تقنيات أخذ العينات والمعالجة والتخزين: أخذ الأجزاء نفسها بدقة من جميع النباتات وفقًا لطبقاتها وعمرها وموقعها على النبات وغياب المرض وما إلى ذلك. من المهم أيضًا ما إذا كانت الأوراق في ضوء الشمس المباشر أو في الظل ، وفي جميع الحالات ، يجب اختيار الأوراق من نفس الموضع بالنسبة لأشعة الشمس ، ويفضل أن يكون ذلك في الضوء.
عند تحليل نظام الجذر ، يتم غسل العينة المختبرية المتوسطة بعناية في الماء قبل وزنها. ماء الصنبورتشطف بالماء المقطر وتجفف بورق الترشيح.
يتم أخذ عينة معملية من الحبوب أو البذور من عدة أماكن (كيس ، صندوق ، آلة) بمسبار ، ثم يتم توزيعها في طبقة متساوية على الورق على شكل مستطيل ، مقسمة إلى أربعة أجزاء ، ويتم أخذ المادة من جزأين الأجزاء المقابلة للمبلغ المطلوب للتحليل.
واحد من نقاط مهمةفي إعداد المواد النباتية للتحليل يتم التثبيت الصحيح لها ، إذا لم يكن من المفترض إجراء التحليلات في مادة طازجة.
للتقييم الكيميائي للمواد النباتية وفقًا للمحتوى الكلي للمغذيات (N ، P ، K ، Ca ، Mg ، Fe ، إلخ) ، يتم تجفيف عينات النبات إلى حالة تجفيف الهواء في فرن في
درجة الحرارة 50-60 درجة أو في الهواء.
في التحليلات ، التي ستخلص نتائجها إلى استنتاجات حول حالة النباتات الحية ، يجب استخدام المواد الطازجة ، لأن الذبول يسبب تغيرًا كبيرًا في تكوين المادة أو انخفاض في كميتها ، وحتى اختفاء المواد الموجودة في
نباتات حية. على سبيل المثال ، لا يتأثر السليلوز بالتحلل ، بينما يتحلل النشا والبروتينات والأحماض العضوية وخاصة الفيتامينات بعد عدة ساعات من الذبول. هذا يجبر المجرب على إجراء تحليلات على مادة جديدة في وقت قصير جدًا ، وهو أمر غير ممكن دائمًا. لذلك ، غالبًا ما يتم استخدام تثبيت المواد النباتية ، والغرض منها هو تثبيت المواد النباتية غير المستقرة. إن تثبيط الإنزيم له أهمية حاسمة. يتم استخدام طرق مختلفة لتثبيت النبات اعتمادًا على أهداف التجربة.
تحديد العبارة. يستخدم هذا النوع من تثبيت المواد النباتية عندما لا تكون هناك حاجة لتحديد المركبات القابلة للذوبان في الماء (عصارة الخلايا ، والكربوهيدرات ، والبوتاسيوم ، وما إلى ذلك). أثناء معالجة المواد النباتية الخام ، يمكن أن يحدث مثل هذا التحلل الذاتي القوي بحيث يختلف تكوين المنتج النهائي أحيانًا بشكل كبير عن تركيبة مادة البداية.
في الممارسة العملية ، يتم إجراء تثبيت البخار على النحو التالي: داخل الحمام المائي معلق شبكة معدنية، من فوق الحمام مغطى بكثافة مواد غير قابلة للاحتراقويتم تسخين الماء لتحرير سريع للبخار. بعد ذلك ، توضع مواد نباتية طازجة على الشبكة داخل الحمام. وقت التثبيت 15 - 20 دقيقة. ثم جفف النباتات
vatsya في ترموستات عند درجة حرارة 60 درجة.
تحديد درجة الحرارة.يتم وضع المواد النباتية في أكياس ورق كرافت ، ويتم وضع الفواكه والخضروات المهروسة بشكل فضفاض في أوعية مطلية بالمينا أو الألومنيوم. يتم الاحتفاظ بالمواد لمدة 10 - 20 دقيقة عند درجة حرارة 90-95 درجة. هذا يعطل معظم الإنزيمات. بعد ذلك ، يتم تجفيف كتلة جذع الأوراق التي فقدت الثمار والثمار في فرن عند درجة حرارة 60 درجة مع أو بدون تهوية.
عند استخدام طريقة تثبيت النبات هذه ، يجب أن نتذكر أن التجفيف المطول للمواد النباتية في الظلام
تؤدي درجات الحرارة البالغة 80 درجة وما فوق إلى خسائر وتغيرات في المواد بسبب التحولات الكيميائية (التحلل الحراري لبعض المواد ، كراميل الكربوهيدرات ، إلخ) ، وكذلك بسبب تطاير أملاح الأمونيوم وبعض المركبات العضوية. بالإضافة إلى ذلك ، لا يمكن أن تصل درجة حرارة المواد الخام للنباتات إلى درجة الحرارة بيئة(خزانة تجفيف) حتى يتبخر الماء وحتى لا يتم تحويل كل مدخلات الحرارة إلى حرارة تبخر كامنة.
يعتبر التجفيف السريع واللطيف لعينة النبات أيضًا طريقة مقبولة ومقبولة للتثبيت في بعض الحالات. مع إجراء هذه العملية بمهارة ، يمكن أن تكون الانحرافات في تكوين المادة الجافة صغيرة. ينتج عن هذا تمسخ البروتين وتعطيل الإنزيم. كقاعدة عامة ، يتم التجفيف في خزانات التجفيف (منظمات الحرارة) أو خاصة غرف التجفيف. تجف المادة بشكل أسرع وأكثر موثوقية إذا تم تداول الهواء الساخن عبر الخزانة (الحجرة). أنسب درجة حرارة للتجفيف
خياطة من 50 إلى 60 درجة.
يتم حفظ المواد المجففة بشكل أفضل في الظلام وفي البرد. نظرًا لأن العديد من المواد الموجودة في النباتات قادرة على التأكسد الذاتي حتى في حالة الجفاف ، فمن المستحسن تخزين المواد المجففة في أوعية مغلقة بإحكام (زجاجات بها سدادات أرضية ، ومجففات ، وما إلى ذلك) ، مملوءة إلى الأعلى بالمواد بحيث لم يتبق الكثير من الهواء في السفن.
مادة التجميد.يتم حفظ المواد النباتية جيدًا في درجات حرارة تتراوح من -20 إلى -30 درجة مئوية ، بشرط أن يحدث التجمد بسرعة كافية (لا تزيد عن ساعة واحدة). ترجع ميزة تخزين المواد النباتية في حالة التجميد إلى كل من تأثير التبريد وجفاف المادة بسبب انتقال الماء إلى الحالة الصلبة. يجب ألا يغيب عن البال أنه عند التجميد
يتم تعطيل الإنزيمات مؤقتًا فقط ، وبعد الذوبان ، يمكن أن تحدث التحولات الأنزيمية في المادة النباتية.
معالجة النباتات بالمذيبات العضوية. كجودة
يمكن استخدام الكحول المغلي والأسيتون والإيثر وما إلى ذلك كعوامل تثبيت ، ويتم تثبيت المواد النباتية بهذه الطريقة عن طريق خفضها إلى مذيب مناسب. ومع ذلك ، مع هذه الطريقة ، لا يحدث فقط تثبيت المواد النباتية ، ولكن أيضًا يتم استخراج عدد من المواد. لذلك ، لا يمكن استخدام هذا التثبيت إلا عندما يكون معروفًا مسبقًا أن المواد المراد تحديدها لا يتم استخلاصها بواسطة هذا المذيب.
يتم سحق عينات النبات المجففة بعد التثبيت بالمقص ثم في المطحنة. يتم غربلة المادة المكسرة من خلال غربال بقطر ثقب 1 مم. في الوقت نفسه ، لا يتم التخلص من أي شيء من العينة ، لأنه من خلال إزالة جزء من المادة التي لم تمر عبر المنخل من الغربلة الأولى ، فإننا بذلك نغير جودة العينة المتوسطة. يتم تمرير الجزيئات الكبيرة عبر الطاحونة ومنخلها مرة أخرى. يجب أن يتم طحن المخلفات الموجودة على المنخل في ملاط.
يتم أخذ عينة تحليلية من متوسط العينة المختبرية المعدة بهذه الطريقة. للقيام بذلك ، يتم تقسيم المادة النباتية ، الموزعة في طبقة رقيقة متساوية على ورقة لامعة ، قطريًا إلى أربعة أجزاء. ثم تتم إزالة مثلثين متقابلين ، ويتم توزيع الكتلة المتبقية مرة أخرى في طبقة رقيقة على الورقة بأكملها. يتم رسم الأقطار مرارًا وتكرارًا ويتم إزالة مثلثين متقابلين. يتم ذلك حتى تبقى كمية المادة الضرورية للعينة التحليلية على الورقة. يتم نقل العينة التحليلية المختارة إلى جرة زجاجيةمع سدادة ملفوفة. في هذه الحالة ، يمكن تخزينها إلى أجل غير مسمى. لفترة طويلة. يعتمد وزن العينة التحليلية على كمية ومنهجية البحث ويتراوح من 50 إلى عدة مئات من الجرامات من المادة النباتية.
يجب إجراء جميع تحليلات المواد النباتية بأخذ عينتين بالتوازي. يمكن فقط لنتائج مماثلة تأكيد صحة العمل المنجز.
يجب التعامل مع النباتات في معمل جاف ونظيف خالٍ من أبخرة الأمونيا والأحماض المتطايرة والمركبات الأخرى التي يمكن أن تؤثر على جودة العينة.
يمكن حساب نتائج التحليلات لكل من عينات المادة الجافة في الهواء والجافة تمامًا. في حالة الهواء الجاف ، تكون كمية الماء في المادة في حالة توازن مع بخار الماء في الهواء. يُطلق على هذا الماء اسم استرطابي ، وتعتمد كميته على كل من النبات وحالة الهواء: فكلما زاد رطوبة الهواء ، زادت نسبة الرطوبة في المادة النباتية. لتحويل البيانات إلى مادة جافةمن الضروري تحديد كمية الرطوبة في العينة.
تحديد المادة الجافة ورطوبة التنظير الهيكلي في المواد الجافة بالهواء
في التحليل الكيميائي ، يتم حساب المحتوى الكمي لعنصر أو آخر على أساس المادة الجافة. لذلك ، قبل التحليل ، يتم تحديد كمية الرطوبة في المادة وبالتالي يتم تحديد كمية المادة الجافة تمامًا فيها.
تقدم التحليل. يتم نشر عينة تحليلية من المادة في طبقة رقيقة على ورقة لامعة. ثم ، باستخدام الملعقة ، يتم أخذ قرصات صغيرة من المادة الموزعة على الورقة من أماكن مختلفة في زجاجة زجاجية ، مجففة مسبقًا إلى وزن ثابت. يجب أن تكون العينة حوالي 5 جم ، ويتم وزن زجاجة الوزن مع العينة على ميزان تحليلي وتوضع في منظم حرارة ، يتم الحفاظ على درجة الحرارة بداخلها عند 100-1050. لأول مرة في منظم الحرارة ، يتم الاحتفاظ بزجاجة مفتوحة مع عينة لمدة 4-6 ساعات. بعد هذا الوقت ، يتم نقل الزجاجة من منظم الحرارة إلى مجفف للتبريد ، بعد 20-30
دقائق ، يتم وزن الزجاجة. بعد ذلك ، يتم فتح الزجاجة ووضعها مرة أخرى في منظم حرارة (بنفس درجة الحرارة) لمدة ساعتين. يتكرر التجفيف والتبريد والوزن حتى تصل الزجاجة التي تم وزنها إلى وزن ثابت (يجب أن يكون الفرق بين آخر وزنين أقل من 0.0003 جم).
يتم حساب النسبة المئوية للمياه باستخدام الصيغة:
حيث: x هي النسبة المئوية للمياه ؛ ج - وزن المادة النباتية قبل التجفيف ، ز ؛ C1 - وزن المادة النباتية بعد التجفيف.
المعدات والأواني:
1) ترموستات.
2) زجاجات زجاجية.
استمارة تسجيل النتائج
وزن الصندوق مع |
وزن الصندوق مع |
||||||||
يتوقف على |
|||||||||
يصل إلى |
يصل إلى |
مفصل |
|||||||
بعد الجفاف- |
|||||||||
تجفيف- |
تجفيف- |
بعد vysu- |
|||||||
الخياطة ، ز |
|||||||||
تحديد الرماد "الخام" بطريقة الرماد الجاف
الرماد هو البقايا التي يتم الحصول عليها بعد حرق المواد العضوية وتكلسها. أثناء الاحتراق ، يهرب الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأكسجين جزئيًا وتبقى الأكاسيد غير المتطايرة فقط.
يعتمد محتوى وتركيب عناصر الرماد للنباتات على أنواع النباتات ونموها وتطورها ، وخاصة على ظروف التربة المناخية والزراعية لزراعتها. يختلف تركيز عناصر الرماد بشكل كبير في أقمشة مختلفةوأعضاء النبات. وبالتالي ، فإن محتوى الرماد في الأوراق والأعضاء العشبية للنباتات أعلى بكثير منه في البذور. يوجد رماد في الأوراق أكثر من السيقان ،
تاريخ دراسة فسيولوجيا النبات. الأقسام الرئيسية لفسيولوجيا النبات
فسيولوجيا النبات كفرع من علم النبات.
يجب أن يتم الاتفاق على موضوع العمل مع أمين التخصص المختار (اختياري) أ. لوفيروف.
ملامح هيكل الخلية النباتية ، التركيب الكيميائي.
1. تاريخ دراسة فسيولوجيا النبات. الأقسام والمهام الرئيسية لفسيولوجيا النبات
2. الأساليب الأساسية لدراسة فسيولوجيا النبات
3. هيكل الخلية النباتية
4. التركيب الكيميائي للخلية النباتية
5. الأغشية البيولوجية
فيزيولوجيا النبات علم يدرس عمليات الحياة التي تحدث في كائن نباتي.
تراكمت معلومات حول العمليات التي تحدث في نبات حي مع تطور علم النبات. تم تحديد تطور فسيولوجيا النبات ، كعلم ، من خلال استخدام طرق جديدة وأكثر تقدمًا في الكيمياء والفيزياء واحتياجات الزراعة.
نشأت فسيولوجيا النبات في القرنين السابع عشر والثامن عشر. تم وضع بداية فسيولوجيا النبات كعلم من خلال تجارب JB Van Helmont على التغذية المائية للنباتات (1634).
تم تحديد نتائج عدد من التجارب الفسيولوجية التي تثبت وجود تيارات تنازلية وتصاعدية للمياه والمغذيات ، وتغذية الهواء للنباتات في الأعمال الكلاسيكية لعالم الأحياء والطبيب الإيطالي M. Malpighi "تشريح النبات" (1675-1679) وعالم النبات والطبيب الإنجليزي S. Gales "Statics plants" (1727). في عام 1771 ، اكتشف العالم الإنجليزي د. بريستلي ووصف عملية التمثيل الضوئي - تغذية النباتات بالهواء. في عام 1800 ، نشر ج. ثبت علم وظائف النبات تجريبيا أن ثاني أكسيد الكربون هو مصدر الكربون في عملية التمثيل الضوئي ، أرسى أسس الكيمياء الضوئية.
في القرنين التاسع عشر والعشرين ، تم إجراء عدد من الاكتشافات في مجال فسيولوجيا النبات:
1806 - وصف T.A. Knight ظاهرة التوجه الأرضي ودراستها تجريبياً ؛
1817 - عزل PJ Peltier و J. Kavantou صبغة خضراء من الأوراق وأطلقوا عليها اسم الكلوروفيل.
1826 - اكتشف G. Dutrochet ظاهرة التناضح.
1838-1839 - أثبت T. Schwann و M. Ya. شلايدن النظرية الخلوية لبنية النباتات والحيوانات.
1840 - طور J. Liebig نظرية التغذية المعدنية للنباتات.
1851 - اكتشف هوفميستر تناوب الأجيال في النباتات العليا.
1859 - وضع جيم داروين أسس علم وظائف الأعضاء التطوري للنبات ، وعلم وظائف الأعضاء للزهور ، والتغذية غيرية التغذية ، وحركة النباتات وتهيجها ؛
1862 - أظهر ج. ساكس أن النشا نتاج عملية التمثيل الضوئي.
1865 - 1875 - درس K.A. Timiryazev دور الضوء الأحمر في عمليات التمثيل الضوئي ، وطور فكرة عن الدور الكوني للنباتات الخضراء ؛
1877 - اكتشف دبليو فيفر قوانين التناضح.
1878-1880 - أظهر G.
1897 اكتشف M. Nentsky و L.Markhlevsky بنية الكلوروفيل.
1903 - طور G. Klebs عقيدة تأثير العوامل البيئية على نمو وتطور النباتات.
1912 - طرح VI Paladin فكرة المراحل اللاهوائية والهوائية للتنفس ؛
1920 - اكتشف دبليو دبليو غارنر وج.
1937 - وصف GA Krebs الدورة حمض الستريك;
1937 - طرح M.Kh Chailakhyan النظرية الهرمونية لتطور النبات ؛
1937-1939 - اكتشف كل من G.Kalkar و V.A Blitser الفسفرة المؤكسدة ؛
1946 - 1956 - قام إم كالفن وزملاؤه بفك شفرة المسار الرئيسي للكربون في عملية التمثيل الضوئي.
1943-1957 - أثبت R. Emerson تجريبياً وجود نظامين ضوئيين ؛
1954 - دي أرنون وآخرون. اكتشف الفسفرة الضوئية ؛
1961-1966 - طور P. Mitchel نظرية التناضح الكيميائي لاقتران الأكسدة والفسفرة.
بالإضافة إلى الاكتشافات الأخرى التي حددت تطور فسيولوجيا النبات كعلم.
تم التمييز بين الأقسام الرئيسية لفسيولوجيا النبات في القرن التاسع عشر - وهي:
1. فسيولوجيا التمثيل الضوئي
2. فسيولوجيا النظام المائي للنباتات
3. فسيولوجيا التغذية المعدنية
4. فسيولوجيا النمو والتطور
5. فسيولوجيا المقاومة
6. فسيولوجيا التكاثر
7. فسيولوجيا التنفس.
لكن لا يمكن فهم أي ظواهر في النبات في إطار قسم واحد فقط. لذلك ، في النصف الثاني من القرن العشرين. في فسيولوجيا النبات ، هناك ميل للاندماج في الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية والفيزياء الحيوية والنمذجة البيولوجية وعلم الخلايا وعلم التشريح وعلم الوراثة للنباتات.
علم وظائف النبات الحديث هو علم أساسي ، مهمته الرئيسية هي دراسة أنماط الحياة النباتية. لكنها ذات أهمية عملية كبيرة ، لذا فإن مهمتها الثانية هي التطوير الأسس النظريةالحصول على أقصى غلة من المحاصيل الزراعية والصناعية والطبية. فسيولوجيا النبات هو علم المستقبل ، ومهمته الثالثة ، التي لم يتم حلها بعد ، هي تطوير التركيبات لتنفيذ عمليات التمثيل الضوئي في الظروف الاصطناعية.
يستخدم فسيولوجيا النبات الحديث ترسانة الأساليب العلمية الموجودة اليوم بكاملها. هذه هي الميكروسكوبية ، والكيميائية الحيوية ، والمناعية ، والكروماتوغرافيا ، والنظائر المشعة ، إلخ.
دعونا ننظر في طرق البحث الفعالة المستخدمة على نطاق واسع في دراسة العمليات الفسيولوجية في النبات. تنقسم الطرق الآلية للعمل مع الكائنات البيولوجية إلى مجموعات اعتمادًا على أي معيار:
1. اعتمادًا على مكان وجود العناصر الحساسة للجهاز (في المصنع أم لا): الاتصال والبعيد;
2 - حسب طبيعة القيمة التي تم الحصول عليها: نوعي وشبه كمي وكمي.النوعية - يتلقى الباحث معلومات فقط عن وجود أو عدم وجود مادة أو عملية. شبه كمي - يمكن للباحث مقارنة قدرات كائن واحد مع الآخرين من حيث كثافة العملية ، من حيث محتوى المواد (إذا لم يتم التعبير عنها في شكل رقمي ، ولكن ، على سبيل المثال ، في شكل مقياس). الكمي - يتلقى الباحث مؤشرات عددية تميز أي عملية أو محتوى من المواد.
3. مباشر و غير مباشر. عند استخدام الأساليب المباشرة ، يتلقى الباحث معلومات حول العملية قيد الدراسة. تعتمد الطرق غير المباشرة على قياسات أي كميات مصاحبة ، بطريقة أو بأخرى تتعلق بالكميات المدروسة.
4. اعتمادًا على ظروف التجربة ، يتم تقسيم الطرق إلى المختبر والميدان.
عند إجراء بحث على الكائنات النباتية ، يمكن إجراء الأنواع التالية من القياسات:
1. قياس الشكل (قياس المؤشرات المورفولوجية المختلفة ودينامياتها (على سبيل المثال ، مساحة سطح الورقة ، ونسبة مناطق الأعضاء الموجودة فوق الأرض وتحت الأرض ، وما إلى ذلك)
2. قياسات الوزن. على سبيل المثال ، تحديد الديناميات اليومية لتراكم الكتلة الخضرية
3. قياس تركيز المحلول ، التركيب الكيميائي للعينات ، إلخ. باستخدام طرق قياس الموصلية وقياس الجهد وطرق أخرى.
4. دراسة تبادل الغازات (عند دراسة كثافة التمثيل الضوئي وتبادل الغازات)
يمكن تحديد المؤشرات المورفومترية من خلال العد البصري ، والقياس باستخدام المسطرة ، وورقة الرسم البياني ، وما إلى ذلك. لتحديد بعض المؤشرات ، على سبيل المثال ، الحجم الإجمالي لنظام الجذر ، يتم استخدام تركيبات خاصة - وعاء مع شعري متدرج. يتم تحديد حجم نظام الجذر من خلال حجم المياه المزاحة.
عند دراسة أي عملية ، يتم استخدام طرق مختلفة. على سبيل المثال ، لتحديد مستوى النتح ، استخدم:
1. طرق الوزن (الوزن الأولي للصفيحة ووزنها بعد مرور بعض الوقت) ؛
2. درجة الحرارة (استخدام غرف مناخية خاصة) ؛
3. بمساعدة أجهزة القياس ، يتم تحديد رطوبة الغرفة حيث يتم وضع مصنع الاختبار.
خصائص الجميع الكائنات الحية النباتيةويتم تحديد الهياكل الداخلية المتأصلة في الأنواع الفردية من خلال التأثيرات البيئية متعددة الأوجه والمتغيرة باستمرار. تأثير عوامل مثل المناخ والتربة وكذلك تداول المواد والطاقة كبير. تقليديا ، لتحديد خصائص المنتجات الطبية أو المواد الغذائية ، يتم تحديد نسب المواد التي يمكن عزلها تحليليًا. لكن هذه المواد الفردية لا يمكن أن تغطي الجميع الخصائص الداخلية، على سبيل المثال ، النباتات الطبية والعطرية. لذلك ، لا يمكن لمثل هذه الأوصاف للخصائص الفردية للنباتات أن تلبي جميع احتياجاتنا. للحصول على وصف شامل لخصائص المستحضرات الطبية العشبية ، بما في ذلك النشاط البيولوجي ، يلزم إجراء دراسة شاملة وشاملة. هناك عدد من الطرق لتحديد نوعية وكمية المواد النشطة بيولوجيًا في تكوين النبات ، وكذلك أماكن تراكمها.
التحليل المجهري الانارةاستنادًا إلى حقيقة أن المواد النشطة بيولوجيًا الموجودة في النبات تعطي توهجًا ملونًا مشرقًا في مجهر الفلورسنت ، وتتميز المواد الكيميائية المختلفة بألوان مختلفة. لذا ، فإن القلويات تعطي لونًا أصفر ، والجليكوسيدات - برتقالية. تُستخدم هذه الطريقة بشكل أساسي لتحديد مناطق تراكم المواد الفعالة في أنسجة النبات ، وتشير شدة التوهج إلى تركيز أكبر أو أقل لهذه المواد. التحليل الكيميائي النباتيتم تصميمه لتحديد مؤشر نوعي وكمي لمحتوى المواد الفعالة في الشرق. تستخدم التفاعلات الكيميائية لتحديد الجودة. تعد كمية المواد الفعالة في النبات المؤشر الرئيسي لجودتها الجيدة ، لذلك يتم إجراء تحليلها الحجمي أيضًا باستخدام الطرق الكيميائية. لدراسة النباتات التي تحتوي على مواد فعالة مثل القلويات ، الكومارين ،
تسمى glavones ، التي لا تتطلب تحليلًا موجزًا بسيطًا ، ولكن أيضًا فصلها إلى مكونات ، التحليل الكروماتوغرافي. طريقة التحليل الكروماتوغرافيتم تقديمه لأول مرة في عام 1903 بواسطة عالم نبات
اللون ، ومنذ ذلك الحين تم تطوير متغيراته المختلفة ، والتي لها شكل مستقل
المعنى. تعتمد هذه الطريقة لفصل خليط من g-zeetv إلى مكونات على الاختلاف في خواصها الفيزيائية والكيميائية. باستخدام طريقة التصوير الفوتوغرافي ، بمساعدة الكروماتوغرافيا البانورامية ، يمكنك جعل الهيكل الداخلي للنبات مرئيًا ، ورؤية خطوط وأشكال وألوان النبات. يتم الاحتفاظ بهذه الصور التي تم الحصول عليها من المستخلصات المائية على ورق ترشيح نترات الفضة ويتم إعادة إنتاجها. يتم تطوير طريقة تفسير كروماتوجرامس بنجاح. هذه المنهجية مدعومة ببيانات تم الحصول عليها باستخدام طرق أخرى معروفة بالفعل ومثبتة.
بناءً على الرسوم البيانية اللونية للدورة الدموية ، يستمر تطوير طريقة كروماتوغرافيا بانورامية لتحديد جودة النبات من خلال وجود العناصر الغذائية المركزة فيه. يجب أن تكون النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام هذه الطريقة مدعومة ببيانات من تحليل مستوى حموضة النبات ، وتفاعل الإنزيمات الموجودة في تركيبته ، وما إلى ذلك. المهمة الرئيسية مزيد من التطويريجب أن تكون الطريقة الكروماتوغرافية لتحليل النبات هي البحث عن طرق للتأثير على المواد الخام النباتية أثناء زراعتها ومعالجتها الأولية وتخزينها وفي مرحلة الإنتاج المباشر أشكال الجرعاتمن أجل زيادة محتوى المواد الفعالة القيمة فيه.
تم التحديث: 2019-07-09 22:27:53
- لقد ثبت أن تكيف الجسم مع التأثيرات البيئية المختلفة يتم ضمانه من خلال التقلبات المقابلة في النشاط الوظيفي للأعضاء والأنسجة ، والجهاز العصبي المركزي.