Studium léčivých rostlin. Metody analýzy rostlin Chemické výzkumné metody v rostlinách
Historie studia fyziologie rostlin. Hlavní úseky fyziologie rostlin
Fyziologie rostlin jako odvětví botaniky.
Téma práce je nutné dohodnout s kurátorem zvolené disciplíny (volitelné) A.N. Luferov.
Vlastnosti struktury rostlinné buňky, chemické složení.
1. Historie studia fyziologie rostlin. Hlavní úseky a úkoly fyziologie rostlin
2. Základní metody studia fyziologie rostlin
3. Stavba rostlinné buňky
4. Chemické složení rostlinné buňky
5. Biologické membrány
Fyziologie rostlin je věda, která studuje životní procesy probíhající v rostlinném organismu.
Informace o procesech probíhajících v živé rostlině nashromážděné s rozvojem botaniky. Rozvoj fyziologie rostlin jako vědy byl dán používáním nových, pokročilejších metod chemie, fyziky a potřebami zemědělství.
Fyziologie rostlin vznikla v 17.–18. století. Počátek fyziologie rostlin jako vědy byl položen pokusy J. B. Van Helmonta o vodní výživě rostlin (1634).
Výsledky řady fyziologických experimentů dokazujících existenci sestupných a vzestupných proudů vody a živin, výživy rostlin vzduchu jsou uvedeny v klasických pracích italského biologa a lékaře M. Malpighiho „Anatomie rostlin“ (1675-1679) a anglický botanik a lékař S. Gales "Statics plants" (1727). V roce 1771 anglický vědec D. Priestley objevil a popsal proces fotosyntézy – výživu rostlin vzduchem. V roce 1800 vydal J. Senebier v pěti dílech pojednání „Physiologie vegetale“, ve kterém byly shromážděny, zpracovány a pochopeny všechny do té doby známé údaje, navržen termín „fyziologie rostlin“, definovány úkoly, metody studia fyziologie rostlin, experimentálně prokázala, že zdrojem uhlíku ve fotosyntéze je oxid uhličitý, položila základy fotochemie ..
V 19. - 20. století byla učiněna řada objevů v oblasti fyziologie rostlin:
1806 – T.A. Knight popsal a experimentálně studoval fenomén geotropismu;
1817 – P. J. Peltier a J. Kavantou izolovali z listů zelené barvivo a nazvali jej chlorofyl;
1826 – G. Dutrochet objevil fenomén osmózy;
1838-1839 – T. Schwann a M. Ya Schleiden zdůvodnili buněčnou teorii stavby rostlin a živočichů;
1840 – J. Liebig vypracoval teorii minerální výživy rostlin;
1851 – V.Hofmeister objevil střídání generací u vyšších rostlin;
1859 – Charles Darwin položil základy evoluční fyziologie rostlin, fyziologie květů, heterotrofní výživy, pohybu a dráždivosti rostlin;
1862 – J. Sachs ukázal, že škrob je produktem fotosyntézy;
1865 - 1875 - K.A. Timiryazev studoval roli červeného světla v procesech fotosyntézy, vyvinul představu o kosmické roli zelených rostlin;
1877 – W. Pfeffer objevil zákony osmózy;
1878-1880 – G. Gelrigel a J. B. Boussengo ukázali fixaci atmosférického dusíku v luštěninách v symbióze s nodulovými bakteriemi;
1897 M. Nentsky a L. Markhlevsky objevili strukturu chlorofylu;
1903 – G. Klebs vypracoval nauku o vlivu faktorů prostředí na růst a vývoj rostlin;
1912 - V.I. Palladin předložil myšlenku anaerobních a aerobních fází dýchání;
1920 – W. W. Garner a G. A. Allard objevili fenomén fotoperiodismu;
1937 – G.A. Krebs popsal cyklus kyselina citronová;
1937 - M.Kh Chailakhyan předložil hormonální teorii vývoje rostlin;
1937-1939 – G.Kalkar a V.A.Blitser objevili oxidativní fosforylaci;
1946 - 1956 - M. Calvin a spolupracovníci rozluštili hlavní dráhu uhlíku ve fotosyntéze;
1943-1957 – R. Emerson experimentálně prokázal existenci dvou fotosystémů;
1954 - D. I. Arnon a kol. objevena fotofosforylace;
1961-1966 – P. Mitchel vyvinul chemiosmotickou teorii spojování oxidace a fosforylace.
Stejně jako další objevy, které předurčily vývoj fyziologie rostlin jako vědy.
Hlavní úseky fyziologie rostlin byly diferencovány v 19. století - jsou to:
1. Fyziologie fotosyntézy
2. fyziologie vodního režimu rostlin
3. fyziologie minerální výživy
4. fyziologie růstu a vývoje
5. fyziologie rezistence
6. fyziologie reprodukce
7. fyziologie dýchání.
Ale žádné jevy v rostlině nelze pochopit v rámci pouze jednoho oddílu. Proto ve druhé polovině XX století. ve fyziologii rostlin je tendence splývat v jeden celek biochemie a molekulární biologie, biofyzika a biologické modelování, cytologie, anatomie a genetika rostlin.
Moderní fyziologie rostlin je základní věda, jejím hlavním úkolem je studovat vzorce života rostlin. Má ale velký praktický význam, takže jeho druhým úkolem je vývoj teoretické základy dosažení maximálních výnosů zemědělských, průmyslových a léčivých plodin. Fyziologie rostlin je věda budoucnosti, jejím třetím, dosud nevyřešeným úkolem je vývoj instalací pro realizaci procesů fotosyntézy v umělých podmínkách.
Moderní fyziologie rostlin využívá celý arzenál vědeckých metod, které dnes existují. Jsou to mikroskopické, biochemické, imunologické, chromatografické, radioizotopové atd.
Podívejme se na instrumentální výzkumné metody široce používané při studiu fyziologických procesů v rostlině. Instrumentální metody práce s biologickými objekty jsou rozděleny do skupin v závislosti na jakémkoli kritériu:
1. V závislosti na tom, kde jsou umístěny citlivé prvky zařízení (na zařízení nebo ne): kontaktní a vzdálené;
2. Podle povahy získané hodnoty: kvalitativní, semikvantitativní a kvantitativní. Kvalitativní – výzkumník dostává informace pouze o přítomnosti nebo nepřítomnosti látky nebo procesu. Semikvantitativní - výzkumník může porovnávat schopnosti jednoho objektu s jinými z hlediska intenzity procesu, z hlediska obsahu látek (pokud není vyjádřen v číselné podobě, ale např. ve formě škála). Kvantitativní - výzkumník dostává číselné ukazatele charakterizující jakýkoli proces nebo obsah látek.
3. Přímé i nepřímé. Při použití přímých metod dostává výzkumník informace o zkoumaném procesu. Nepřímé metody jsou založeny na měření jakýchkoli doprovodných veličin, tak či onak souvisejících se studovanou veličinou.
4. Podle podmínek experimentu se metody dělí na laboratoř a terén.
Při provádění výzkumu rostlinných objektů lze provádět následující typy měření:
1. Morfometrie (měření různých morfologických ukazatelů a jejich dynamiky (například plocha listů, poměr ploch nadzemních a podzemních orgánů atd.)
2. Měření hmotnosti. Například stanovení denní dynamiky akumulace vegetativní hmoty
3. Měření koncentrace roztoku, chemického složení vzorků atp. pomocí konduktometrických, potenciometrických a dalších metod.
4. Studium výměny plynů (při studiu intenzity fotosyntézy a výměny plynů)
Morfometrické ukazatele lze určit vizuálním počítáním, měřením pomocí pravítka, milimetrového papíru atd. K určení některých ukazatelů, například celkového objemu kořenového systému, se používají speciální instalace - nádoba s odstupňovanou kapilárou. Objem kořenového systému je určen objemem vytlačené vody.
Při studiu jakéhokoli procesu se používají různé metody. Chcete-li například určit úroveň transpirace, použijte:
1. Hmotnostní metody (počáteční hmotnost plechu a jeho hmotnost po určité době);
2. Teplota (použijte speciální klimatické komory);
3. Pomocí porometrů se zjišťuje vlhkost v komoře, kde je umístěna zkušební rostlina.
Již na počátku 16. stol. byla zjištěna důležitá pravda: léčivé vlastnosti každá rostlina je určena svým chemické složení , tedy přítomnost určitých látek, které mají určitý vliv na lidský organismus. Na základě analýzy četných skutečností bylo možné identifikovat určité farmakologické vlastnosti a spektrum léčebného účinku mnoha skupin chemických sloučenin tzv. účinné látky. Nejvýznamnější z nich jsou alkaloidy, srdeční glykosidy, triterpenové glykosidy (saponiny), flavonoidy (a další fenolické sloučeniny), kumariny, chinony, xangony, seskviterpenové laktony, lignany, aminokyseliny, polysacharidy a některé další sloučeniny. Ze 70 skupin v současnosti známých přírodních sloučenin nás často zajímá jen několik skupin, které mají biologickou aktivitu. To omezuje výběr a urychluje tak hledání přírodních chemikálií, které potřebujeme. Například, antivirová aktivita mají pouze některé skupiny flavonoidů, xantonů, alkaloidů, terpenoidů a alkoholů; protinádorové- některé alkaloidy, kyanidy, triterpenketony, diterpenoidy, polysacharidy, fenolické sloučeniny atd. Polyfenolické sloučeniny se vyznačují hypotenzní, antispasmodickou, protivředovou, choleretickou a baktericidní aktivitou. Mnoho tříd chemických sloučenin a jednotlivých chemikálií má přesně definované a spíše omezené spektrum biomedicínské aktivity. Ostatní, obvykle velmi široké třídy, jako např alkaloidy, mají velmi široké, pestré spektrum účinku. Takové sloučeniny si zaslouží komplexní lékařskou a biologickou studii a především v oblastech, které nás zajímají, doporučit. Pokroky v analytické chemii umožnily vyvinout jednoduché a rychlé metody(expresní metody) detekce ve třídách (skupinách) chemických sloučenin a jednotlivých chemikálií, které potřebujeme. V důsledku toho metoda hromadných chemických analýz, jinak nazývaná chemický screening (od anglické slovo prosévání - prosévání, třídění přes síto). Často se praktikuje hledání požadovaných chemických sloučenin analýzou všech rostlin ve zkoumané oblasti.
Metoda chemického screeningu
Metoda chemického screeningu v kombinaci s údaji o využití rostliny v empirické medicíně a s přihlédnutím k jejímu systematickému postavení dává nejvíce efektivní výsledky. Zkušenosti naznačují, že téměř všechny rostliny používané v empirické medicíně obsahují třídy nám známých biologicky aktivních sloučenin. Hledání látek, které potřebujeme, by proto mělo být v první řadě cíleně prováděno mezi rostlinami, které nějakým způsobem objevily svou farmakologickou nebo chemoterapeutickou aktivitu. Expresní metoda lze kombinovat s předběžným výběrem perspektivních druhů, odrůd a populací v důsledku jejich organoleptického hodnocení a analýzy etnobotanických dat, nepřímo indikujících přítomnost pro nás zajímavých látek v rostlině. Podobnou selekční metodu hojně používal akademik N. I. Vavilov při posuzování kvality výchozího materiálu různých užitkových rostlin zapojených do šlechtění a genetického výzkumu. V letech prvních pětiletek se takto ve flóře SSSR hledaly nové gumonosné závody.
Poprvé ve velkém měřítku metoda chemického screeningu při hledání nového léčivé rostliny začal využívat vedoucí středoasijských expedic Všesvazového vědecko-výzkumného chemicko-farmaceutického ústavu (VNIHFI) P. S. Massagetov. Zkoumání více než 1400 rostlinných druhů umožnilo akademikovi A.P. Orekhovovi a jeho studentům popsat asi 100 nových alkaloidů do roku 19G0 a zorganizovat v SSSR výrobu těch, které jsou nezbytné pro lékařské účely a kontrolu škůdců. Ústav chemie rostlinných látek Akademie věd Uzbecké SSR prozkoumal asi 4000 rostlinných druhů, identifikoval 415 alkaloidů a poprvé stanovil strukturu 206 z nich. Expedice VILR zkoumaly 1498 druhů rostlin Kavkazu, 1026 druhů Dálného východu, mnoho rostlin Střední Asie, Sibiře a evropské části SSSR. Jen tak dál Dálný východ Bylo nalezeno 417 rostlin nesoucích alkaloidy, včetně polokeřových securinega obsahujících nový alkaloid securinin - látku podobnou strychninu. Do konce roku 1967 byla celosvětově popsána a stanovena struktura 4349 alkaloidů. Další fází hledání je hloubkové komplexní posouzení farmakologické, chemoterapeutické a protinádorové aktivity izolované jednotlivé látky nebo celkové přípravky, které je obsahují. Je třeba poznamenat, že v zemi jako celku i globálně chemický výzkum jsou daleko před možnostmi hloubkového lékařského a biologického testování nových chemických sloučenin nalezených v rostlinách. V současné době je stanovena struktura 12 000 jednotlivých sloučenin izolovaných z rostlin, bohužel mnoho z nich dosud nebylo podrobeno lékařskému a biologickému studiu. Ze všech tříd je nejvíce chemických sloučenin větší hodnotu určitě mají alkaloidy; 100 z nich je doporučeno jako důležité léky, například atropin, berberin, kodein, kokain, kofein, morfin, papaverin, pilokarpin, platyfillin, reserpin, salsolin, securin, strychnin, chinin, cytisin, efedrin atd. Většina těchto léků jsou získány jako výsledek vyhledávání na základě chemického screeningu. Alarmující je však jednostranný rozvoj této metody, který se v mnoha ústavech a laboratořích omezil na hledání pouze alkaloidonosných rostlin. Nesmíme zapomínat, že kromě alkaloidů přibývají i nové biologicky aktivní rostlinné látky patřící do jiných tříd chemických sloučenin jsou každoročně identifikovány. Jestliže před rokem 1956 byla známa struktura pouze 2669 přírodních sloučenin z rostlin, které nebyly příbuzné s alkaloidy, pak za dalších 5 let (1957-1961) bylo v rostlinách nalezeno dalších 1754 jednotlivých organických látek. Nyní počet chemických látek se zavedenou strukturou dosahuje 7 000, což spolu s alkaloidy tvoří přes 12 000 rostlinných látek. Chemický screening pomalu vycházející z "alkaloidního období". Ze 70 v současnosti známých skupin a tříd rostlinných látek (Karrer et. al., 1977) se provádí pouze v 10 třídách sloučenin, protože neexistují spolehlivé a rychlé expresní metody pro stanovení přítomnosti dalších sloučenin v rostlině. materiálů. Zapojení do chemického screeningu nových tříd biologicky aktivních sloučenin je důležitou rezervou pro zvýšení tempa a účinnosti hledání nových léčiv z rostlin. Je velmi důležité vyvinout metody pro rychlé vyhledávání jednotlivých chemikálií, např. berberinu, rutinu, kyseliny askorbové, morfinu, cytisinu atd. Největší zájem o tvorbu mají sekundární sloučeniny, neboli tzv. látky specifické biosyntézy. nových terapeutických léků. Mnoho z nich má široký rozsah biologická aktivita. Například alkaloidy jsou schváleny pro použití v lékařské praxi jako analeptika, analgetika, sedativa, hypotenze, expektorans, choleretika, antispasmodika, děložní, tonizující centrální nervový systém a drogy podobné adrenalinu. Flavonoidy dokážou zpevňovat stěny kapilár, snižovat tonus hladkého svalstva střeva, stimulovat sekreci žluči, zvyšovat neutralizační funkci jater, některé mají protikřečové, kardiotonické a protinádorové účinky. Mnoho polyfenolických sloučenin se používá jako antihypertenziva, spazmolytika, antiulceróza, choleretika a antibakteriální činidla. Protinádorová aktivita byla zaznamenána u kyanidů (obsažených např. v semenech broskví apod.), triterpenových ketonech, diterpenoidech, polysacharidech, alkaloidech, fenolických a dalších sloučeninách. Stále více léků vzniká ze srdečních glykosidů, aminokyselin, alkoholů, kumarinů. polysacharidy, aldehydy, seskviterpenové laktony, steroidní sloučeniny. Lékařské využití často nacházejí dlouho známé chemické látky, u kterých bylo teprve nedávno možné objevit tu či onu lékařskou a biologickou aktivitu a vyvinout racionální způsob výroby léčiv. Chemický screening umožňuje nejen identifikovat nové slibné objekty pro studium, ale také: - identifikovat korelace mezi systematická pozice rostliny, jejich chemické složení a biomedicínská aktivita;
- zjistit geografické a environmentální faktory, které podporují nebo brání akumulaci určitých účinných látek v rostlinách;
- určit význam biologicky aktivních látek pro rostliny, které je produkují;
- k identifikaci chemických ras v rostlinách, které se od sebe dědičně liší v přítomnosti určitých účinných látek.
Studium rostlinných orgánů
Různé rostlinné orgány se často liší nejen kvantitativním obsahem účinných látek, ale i kvalitativním složením. Například alkaloid sinomenin se nachází pouze v bylině měsíčního semene daurského a cytisin se vyskytuje pouze v plodech termopsie kopinaté, v jejích suchozemských částech chybí až do konce květu rostlin, zatímco v termopsii střídavého - květovaný cytisin se nachází ve velkém množství v nadzemních částech ve všech fázích vývoje rostliny. Proto, abychom získali úplný obrázek o chemickém složení každé rostliny, je nutné analyzovat alespoň čtyři její orgány: podzemí (kořeny, oddenky, cibule, hlízy), listy a stonky (u bylin, listy jsou vždy bohatší na účinné látky než nať, květy (nebo květenství), plody a semena. U keřových dřevin se účinné látky často hromadí v kůře stonků (a kořenů), někdy pouze v sazenicích, některých částech květu, plodů a semenech.
Chemické složení každého rostlinného orgánu se také výrazně liší v různých fázích jeho vývoje. Maximální obsah některých látek je dodržován v fáze pučení, ostatní - v fáze plného květu, třetí - během plodící a další Například alkaloid triacanthin se ve významném množství vyskytuje pouze v rozkvetlých listech saranče trojostého, zatímco v ostatních fázích vývoje se prakticky nevyskytuje ve všech orgánech této rostliny. Je tedy snadné spočítat, že za účelem identifikace např. pouze kompletní seznam alkaloidonosných rostlin flóry SSSR, čítající cca 20 000 druhů, je nutné provést minimálně 160 000 rozborů (20 000 druhů X 4 orgány X 2 fáze vývoje), což si vyžádá cca 8000 dní práce 1 laboratoře. asistent-analytik. Přibližně stejné množství času musí být vynaloženo na stanovení přítomnosti nebo nepřítomnosti flavonoidů, kumarinů, srdečních glykosidů, taninů, polysacharidů, triterpenových glykosidů a každé další třídy chemických sloučenin ve všech rostlinách flóry SSSR, pokud jsou analýzy prováděny. prováděno bez předběžného vyřazení rostlin z toho či onoho důvodu. Kromě toho stejné orgány ve stejné fázi vývoje rostlin v jedné oblasti mohou mít potřebné účinné látky, zatímco v jiné oblasti nikoliv. Kromě geografických a environmentálních faktorů (vliv teploty, vlhkosti, slunečního záření atd.) zde může působit přítomnost speciálních chemických ras v dané rostlině, které jsou zcela nerozlišitelné morfologickými znaky. To vše značně komplikuje úkol a zdá se, že vyhlídky na dokončení předběžného chemického hodnocení flóry SSSR a ještě více celé zeměkoule jsou velmi vzdálené. Znalost určitých vzorů však může tuto práci značně zjednodušit. Za prvé, není nutné zkoumat všechny orgány ve všech fázích vývoje. Každý orgán stačí rozebrat v optimální fázi, kdy ho obsahuje největší počet zkoumanou látku. Předchozí studie například prokázaly, že listy a stonky jsou nejbohatší na alkaloidy ve fázi pučení, kůru - během jarního toku mízy a květy - ve fázi jejich plného rozkvětu. Plody a semena však mohou ve zralém a nezralém stavu obsahovat různé alkaloidy a v různém množství, a proto by měly být pokud možno dvakrát vyšetřeny. Znalost těchto zákonitostí značně zjednodušuje předběžné chemické hodnocení rostlin. Kompletní vyšetření všech typů- metoda je účinná, ale přesto je to slepá práce! Je možné, aniž bychom provedli i tu nejjednodušší chemickou analýzu, odlišit skupiny rostlin, které pravděpodobně obsahují tu či onu třídu chemických sloučenin, od těch, které tyto látky neobsahují? Jinými slovy, je možné určit chemické složení rostlin okem? Jak bude probráno v další části naší brožury, obecně řečeno na tuto otázku můžeme odpovědět kladně. Při určování potřeby rostlin v hnojivech spolu s agrochemické analýzy půdních, polních a vegetativních pokusů, mikrobiologických a dalších metod se začalo používat stále více metod diagnostiky rostlin.
V současné době jsou široce používány následující metody diagnostiky rostlin: 1) chemický rozbor rostlin, 2) vizuální diagnostika a 3) injektáž a postřik. Chemický rozbor rostlin je nejběžnější metodou pro diagnostiku potřeby aplikace hnojiv.
Chemická diagnostika je zastoupena třemi typy: 1) listová diagnostika, 2) tkáňová diagnostika a 3) rychlé (expresní) metody analýzy rostlin.
Důležité kroky v diagnostice rostlin pomocí chemické analýzy jsou: 1) odebrání vzorku rostliny pro analýzu; 2) zohlednění doprovodných podmínek růstu rostlin; 3) chemická analýza rostlin; 4) zpracování analytických dat a vypracování závěru o potřebě rostlin v hnojivech.
Odebírání vzorků rostlin k analýze. Při výběru rostlin k analýze je třeba dbát na to, aby odebrané rostliny odpovídaly průměrnému stavu rostlin v daném úseku pole. Pokud je výsev homogenní, pak lze omezit jeden vzorek; pokud existují skvrny lépe vyvinutých nebo naopak hůře vyvinutých rostlin, pak se z každé z těchto skvrn odebere samostatný vzorek ke zjištění příčiny změněného stavu rostliny. Obsah živin v dobře vyvinutých rostlinách lze v tomto případě použít jako indikátor normálního složení daného rostlinného druhu.
Při provádění rozborů je nutné sjednotit techniku odběru a přípravy vzorku: odběr stejných částí rostliny vrstvením, polohu na rostlině a fyziologické stáří.
Výběr části rostliny pro analýzu závisí na metodě chemická diagnostika. Pro získání spolehlivých dat je nutné odebrat vzorky alespoň z deseti rostlin.
U stromových kultur je kvůli zvláštnostem jejich změn souvisejících s věkem odběr vzorků rostlin poněkud obtížnější než u polních plodin. Doporučuje se provést výzkum v následujícím věková období: sazenice, sazenice, mladé a plodnice. Listy, jejich řapíky, pupeny, výhonky nebo jiné orgány odebírat z horní třetiny výhonů ze středního pásma koruny stromů nebo keřů stejného stáří a kvality, dodržující stejné pořadí, a to: buď pouze od ovocné výhony, nebo pouze z neovocných výhonků, případně z výhonků současného růstu, nebo listů na přímém slunci nebo rozptýleném světle. Všechny tyto body je třeba vzít v úvahu, protože všechny ovlivňují chemické složení listů. Je třeba poznamenat, že nejlepší korelace mezi chemickým složením listu a výnosem plodů se získá, když se jako vzorek odebere list, v jehož paždí se vyvíjí poupě.
V jaké fázi vývoje rostliny by měly být odebrány vzorky pro analýzu? Budeme-li mít na paměti získání nejlepší korelace se sklizní, pak nejlépe vyjde analýza rostlin ve fázi květu nebo zrání. Lundegard, Kolarzhik a další výzkumníci se tedy domnívají, že kvetení je takovou fází pro všechny rostliny, protože v tuto chvíli jsou hlavní růstové procesy u konce a nárůst hmoty „neředí“ procento látek.
Vyřešit problém, jak změnit výživu rostlin tak, aby byla zajištěna tvorba nejlepší sklizeň, je nutné analyzovat rostliny v dřívějších obdobích vývoje a ne jednou, ale několikrát (tři nebo čtyři), počínaje výskytem jednoho nebo dvou listů.
Doba odběru vzorků. I termín: pro jarní obilniny (pšenice, oves, kukuřice) - ve fázi třílistů, tj. před začátkem diferenciace zárodečného klasu nebo laty; pro len - začátek "vánočního stromu"; u brambor, luštěnin, bavlny a dalších - fáze čtyř až pěti pravých listů, tedy před rašením; u cukrové řepy - fáze tří pravých listů.
II termín: pro jarní obilniny - ve fázi pěti listů, tj. ve fázi potrubí; u řepy - ve fázi nasazení šestého listu; pro všechny ostatní - při tvorbě prvních malých zelených poupat, tedy až do samého začátku pučení.
III termín: ve fázi květu; u řepy - při nasazení osmého-devátého listu.
IV termín: ve fázi mléčné zralosti semen; pro řepu - týden před sklizní.
U dřevin a bobulí se vzorky odebírají podle těchto fází tvorby plodiny: a) před květem, tj. na začátku silného růstu, b) kvetení, tj. v období silného růstu a fyziologického opadávání vaječníků, c) tvorbu plodů, d) zrání a sklizeň a e) období podzimního opadu listů.
Při stanovení načasování odběru vzorků rostlin je také nutné vzít v úvahu, v jakém období růstu a vývoje se vyskytují kritické nutriční hladiny. Termín "kritické úrovně" znamená nejnižší koncentrace živin v rostlinách během kritického období jejich vývoje, tj. koncentrace, pod kterými se rostlina zhoršuje a výnos klesá. Optimálním složením rostliny se rozumí takový obsah živin v ní v kritických fázích jejího vývoje, který zajišťuje vysoký výnos.
Hodnoty kritických úrovní a optimální složení jsou uvedeny pro některé kultury níže. Vzorky se odebírají ve všech případech ve stejnou denní dobu, nejlépe ráno (v 8-9 hodin), aby se předešlo změnám ve složení rostlin v důsledku denní režim výživa.
Účtování souvisejících podmínek. Ne vždy je správné posuzovat dostatek či nedostatečnost výživy rostlin některými prvky pouze podle chemického rozboru. Je známo mnoho skutečností, kdy nedostatek jedné nebo více živin, zpoždění fotosyntézy nebo narušení vodního, tepelného a dalších životně důležitých režimů může způsobit akumulaci toho či onoho prvku v rostlině, což by v žádném případě nemělo charakterizovat dostatek tento prvek v živném médiu (půda). Vyhnout se možné chyby a nepřesnostech v závěrech je nutné porovnat údaje chemického rozboru rostlin s řadou dalších ukazatelů: s hmotností, růstem a rychlostí vývoje rostlin v době odběru vzorků a s konečnou sklizní, s vizuální diagnostické znaky, se znaky zemědělské techniky, s agrochemickými vlastnostmi půdy, s povětrnostními podmínkami a řadou dalších ukazatelů ovlivňujících výživu rostlin. Proto je jednou z nejdůležitějších podmínek úspěšného využití diagnostiky rostlin co nejpodrobnější popis všech těchto ukazatelů pro jejich následné porovnání mezi sebou a s daty analýzy.
Chemický rozbor rostlin pro minulé roky získala uznání a širokou distribuci v mnoha zemích světa jako metoda pro studium výživy rostlin v terénu a jako metoda pro stanovení potřeby rostlin v hnojivech. Výhodou této metody je dobře definovaný vztah mezi ukazateli analýzy rostlin a účinností příslušných hnojiv. K rozboru se nebere celá rostlina, ale nějaká konkrétní část, častěji list nebo listový řapík. Tato metoda se nazývá listová diagnostika. [ ...]
Chemický rozbor rostlin se provádí za účelem stanovení množství živin, které do nich vstoupily, podle čehož lze posoudit potřebu použití hnojiv (metody Neubauera, Magnitského atd.), stanovit ukazatele potravin a krmná hodnota produktů (stanovení škrobu, cukru, bílkovin, vitamínů atd.) n) a k řešení různých problémů výživy a metabolismu rostlin. [ ...]
Rostliny byly v tomto experimentu krmeny značeným dusíkem 24 dní po vyklíčení. Síran amonný byl použit jako vrchní obvaz s trojnásobným obohacením izotopem N15 v dávce 0,24 g N na nádobu. Protože značený síran amonný aplikovaný jako vrchní obvaz byl v půdě zředěn běžným síranem amonným aplikovaným před setím a nebyl rostlinami zcela využit, skutečné obohacení síranem amonným v substrátu bylo poněkud nižší, asi 2,5. Z tabulky 1, která obsahuje údaje o výnosu a výsledky chemické analýzy rostlin, vyplývá, že když byly rostliny vystaveny značenému dusíku od 6 do 72 hodin, hmotnost rostlin zůstala prakticky na stejné úrovni a pouze 120 hodin po zavedením suplementace dusíkem se znatelně zvýšil. [ ...]
Chemická taxonomie dosud nedokázala rozdělit rostliny do velkých taxonomických skupin na základě jakékoli chemické sloučeniny nebo skupiny sloučenin. Chemická taxonomie pochází z chemické analýzy rostlin. Doposud byla hlavní pozornost věnována evropským rostlinám a rostlinám mírného pásma, zatímco systematické studium tropických rostlin bylo nedostatečné. V posledním desetiletí však nabývá na významu především biochemická systematika, a to ze dvou důvodů. Jedním z nich je pohodlí použití rychlých, jednoduchých a dobře reprodukovatelných chemicko-analytických metod pro studium složení rostlin (mezi tyto metody patří např. chromatografie a elektroforéza), druhým je snadná identifikace organických sloučenin v rostlinách; oba tyto faktory přispěly k řešení taxonomických problémů. [ ...]
Při projednávání výsledků chemického rozboru rostlin jsme poukázali na to, že tato data nelze použít ke stanovení zákonitostí ve změně obsahu zásobních bílkovin v rostlinách v různých časech jejich sklizně. Výsledky izotopové analýzy naopak ukazují na silnou obnovu dusíku těchto (proteinů) 48 a 96 hodin po zavedení vrchního obvazu značeným dusíkem, což nás nutí uznat, že ve skutečnosti zásobní proteiny, stejně jako konstituční A pokud se izotopové složení dusíkatých zásobních proteinů nezměnilo během prvních období po sklizni, pak to není základem pro závěr, že je známo, že jsou stabilní během těchto období pokus. [ ...]
Simultánní chemické rozbory rostlin ukázaly, že celkové množství bílkovinného dusíku se jak v tomto, tak i v jiném podobném experimentu po tak krátká časová období prakticky vůbec nezměnilo nebo se změnilo o relativně malé množství (v rozmezí 5-10 %). To svědčí o tom, že u rostlin kromě tvorby nového množství bílkovin dochází k neustálé obnově bílkoviny již obsažené v rostlině. Molekuly bílkovin v rostlinách mají tedy relativně krátkou životnost. Jsou neustále ničeny a znovu vytvářeny v procesu intenzivního metabolismu rostlin. [ ...]
Tyto metody diagnostiky výživy chemickým rozborem rostlin jsou založeny na stanovení hrubého obsahu hlavních živin v listech. Vybrané vzorky rostlin se suší a mele. Poté je v laboratorních podmínkách zpopelněn vzorek rostlinného materiálu s následným stanovením celkového obsahu N, P205, KrO> CaO, MgO a dalších živin. V paralelním vzorku určete množství vlhkosti. [ ...]
Tabulka 10 ukazuje údaje o výnosu a údaje chemické analýzy rostlin pro obě série experimentů. [ ...]
Ve všech těchto experimentech však byly do analýzy zahrnuty průměrné vzorky rostlin, jak se to dělá při obvyklém stanovení množství fosforu přijatého rostlinami z hnojiv. Jediný rozdíl byl v tom, že množství fosforu odebraného rostlinami z hnojiva nebylo určeno rozdílem mezi obsahem fosforu v kontrolních a pokusných rostlinách, ale přímým měřením množství značeného fosforu, který se do rostliny dostal z hnojiva. . Souběžně chemické rozbory rostlin na obsah fosforu v těchto pokusech umožnily zjistit, jaký podíl z celkového obsahu fosforu v rostlině připadal na fosfor hnojiva (značený) a fosfor odebraný z půdy (neznačený).