آژانس فدرال برای آموزش

دانشگاه دولتی ورونژ

حمایت اطلاعاتی و تحلیلی از فعالیت های زیست محیطی در کشاورزی

راهنمای آموزشی و روشی برای دانشگاه ها

گردآوری شده توسط: L.I. برخوا ال.دی. Stakhurlova D.I. Shcheglov A.I. گروموویک

VORONEZH - 2009

مصوبه شورای علمی و روشی دانشکده زیست شناسی و خاک - پروتکل شماره 10 مورخ 13 خرداد 1388.

دکترای داوری علوم زیستی، پروفسور L.A. یابلونسکی

کمک آموزشی در گروه علوم خاک و مدیریت زمین دانشکده زیست شناسی و خاک دانشگاه دولتی ورونژ تهیه شد.

برای تخصص: 020701 - خاک شناسی

کمبود یا زیاده روی هر کدام عنصر شیمیاییباعث ایجاد اختلال در روند طبیعی فرآیندهای بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی در گیاهان می شود که در نهایت باعث تغییر عملکرد و کیفیت محصولات زراعی می شود. بنابراین تعریف ترکیب شیمیاییگیاهان و شاخص های کیفیت محصول، شناسایی شرایط محیطی نامطلوب برای رشد پوشش گیاهی کشت شده و طبیعی را ممکن می سازد. در این راستا، تجزیه و تحلیل شیمیایی مواد گیاهی بخشی جدایی ناپذیر از فعالیت های حفاظت از محیط زیست است.

کتابچه راهنمای عملی اطلاعات و پشتیبانی تحلیلی از فعالیت های حفاظت از محیط زیست در کشاورزی مطابق با برنامه کلاس های آزمایشگاهی در زمینه های زیست زمین شناسی، تجزیه و تحلیل گیاهی و حفاظت از محیط زیست در کشاورزی برای دانش آموزان سال چهارم و پنجم تدوین شد. گروه خاک دانشکده زیست شناسی و خاک VSU.

روش جمع آوری نمونه های گیاهی و آماده سازی آنها برای تجزیه و تحلیل

نمونه برداری از گیاه لحظه بسیار مهمی در اثربخشی تشخیص تغذیه گیاه و ارزیابی در دسترس بودن منابع خاک به آنها است.

کل منطقه محصول مورد مطالعه بسته به اندازه آن و وضعیت گیاهان از نظر بصری به چندین بخش تقسیم می شود. اگر مناطقی با گیاهان بدتر در کاشت شناسایی شوند، سپس این مناطق در نقشه مزرعه مشخص شوند، مشخص می شود که آیا وضعیت نامناسب گیاهان نتیجه یک بیماری انتولی یا بیماری گیاهی، بدتر شدن موضعی خواص خاک یا سایر رشدها است. شرایط اگر همه این عوامل دلایل وضعیت نامناسب گیاهان را توضیح ندهند، می توان فرض کرد که تغذیه آنها مختل شده است. این با روش های تشخیصی گیاهی تأیید می شود. طرفدار بگیرید

از سایت هایی با بدترین و بهترین گیاهان و خاک زیر آنها و با تجزیه و تحلیل خود به دلایل زوال گیاهان و سطح تغذیه آنها پی می برند.

اگر کاشت از نظر وضعیت گیاهان یکنواخت نباشد، در هنگام نمونه برداری باید اطمینان حاصل شود که نمونه ها با وضعیت متوسط ​​گیاهان در یک بخش معین از مزرعه مطابقت دارند. گیاهان با ریشه از هر آرایه انتخاب شده در امتداد دو مورب گرفته می شوند. از آنها استفاده می شود: الف) برای در نظر گرفتن افزایش وزن و روند تشکیل اندام - ساختار آینده محصول و ب) برای تشخیص شیمیایی.

در مراحل اولیه (با دو یا سه برگی)، نمونه باید حداقل دارای 100 بوته در هر هکتار باشد. بعداً برای غلات، کتان، گندم سیاه، نخود و دیگران - حداقل 25 تا 30 بوته در هر هکتار. در گیاهان بزرگ (ذرت بالغ، کلم و غیره)، برگ های سالم پایینی حداقل از 50 گیاه گرفته می شود. برای در نظر گرفتن تجمع فازها و حذف توسط محصول، کل قسمت هوایی گیاه مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد.

در گونه های درختی - میوه، توت، انگور، زینتی و جنگلی - به دلیل ویژگی های تغییرات مربوط به سن، فراوانی میوه دهی و غیره نمونه برداری تا حدودی پیچیده تر از محصولات زراعی است. گروه‌های سنی زیر مشخص می‌شوند: نهال‌ها، وحشی‌ها، دو ساله‌های پیوندی، نهال‌ها، درختان جوان و میوه‌ده (آغاز میوه‌دهی، در باردهی کامل و محو شده). در نهال ها، در ماه اول رشد، کل گیاه در نمونه قرار می گیرد و به دنبال آن به اندام ها: برگ، ساقه و ریشه تقسیم می شود. در ماه‌های دوم و بعد، برگ‌های کاملاً شکل گرفته انتخاب می‌شوند، معمولاً دو برگ اول بعد از جوان‌ترین، با شمارش از بالا. دو برگ اول تشکیل شده نیز از پرندگان وحشی دو ساله گرفته می شود و از بالای شاخه رشد می کنند. در بچه های دو ساله و نهال های پیوندی و همچنین در بالغین برگ های میانی شاخه های رشد را می گیرند.

در انواع توت ها - انگور فرنگی، مویز و غیره - از شاخه های رشد فعلی 3 - 4 برگ از 20 بوته انتخاب می شوند به طوری که در نمونه

حداقل 60 - 80 برگ وجود دارد. برگ های بالغ به همان مقدار از توت فرنگی گرفته می شود.

نیاز کلی یکسان سازی روش های نمونه برداری، پردازش و ذخیره سازی است: گرفتن قطعات یکسان از همه گیاهان با توجه به لایه بندی آنها، سن، موقعیت روی گیاه، عدم وجود بیماری و غیره. همچنین مهم است که برگها در زیر نور مستقیم خورشید بوده یا در سایه و در همه موارد باید برگهایی با موقعیت یکسان نسبت به نور خورشید ترجیحاً در نور انتخاب شود.

هنگام تجزیه و تحلیل سیستم ریشه، نمونه آزمایشگاهی متوسط ​​قبل از توزین با دقت در آب لوله کشی شسته می شود، در آب مقطر شسته شده و با کاغذ صافی خشک می شود.

نمونه آزمايشگاهي دانه يا بذر از جاهاي مختلف (كيسه، جعبه، ماشين) با پروب گرفته مي شود، سپس به صورت مستطيل روي كاغذ به صورت يكنواخت پخش مي شود و به چهار قسمت تقسيم مي شود و از دو قسمت مقابل هم مواد گرفته مي شود. مقدار مناسببرای تحلیل

یکی از نکات مهمدر تهیه مواد گیاهی برای تجزیه و تحلیل، تثبیت صحیح آن است، در صورتی که قرار نیست آنالیزها در مواد تازه انجام شود.

برای ارزیابی شیمیایی مواد گیاهی بر اساس محتوای کل مواد مغذی (N، P، K، کلسیم، منیزیم، آهن و غیره)، نمونه‌های گیاهی به حالت خشک در هوا در کوره خشک می‌شوند.

درجه حرارت 50 - 60 درجه یا در هوا.

در تجزیه و تحلیل هایی که نتایج آنها در مورد وضعیت گیاهان زنده نتیجه گیری می کند باید از مواد تازه استفاده شود زیرا پژمردگی باعث تغییر قابل توجهی در ترکیب ماده یا کاهش مقدار آن و حتی ناپدید شدن مواد موجود می شود. که در

گیاهان زنده به عنوان مثال، سلولز تحت تأثیر تخریب قرار نمی گیرد، در حالی که نشاسته، پروتئین ها، اسیدهای آلی و به ویژه ویتامین ها پس از چند ساعت پژمردگی تجزیه می شوند. این امر آزمایشگر را وادار می کند تا تجزیه و تحلیل هایی را روی مواد تازه در زمان بسیار کوتاهی انجام دهد که همیشه امکان پذیر نیست. بنابراین اغلب از تثبیت مواد گیاهی استفاده می شود که هدف آن تثبیت مواد گیاهی ناپایدار است. غیر فعال سازی آنزیم از اهمیت تعیین کننده ای برخوردار است. بسته به اهداف آزمایش از روش های مختلفی برای تثبیت گیاه استفاده می شود.

تعمیر کشتی این نوع تثبیت مواد گیاهی زمانی استفاده می شود که نیازی به تعیین ترکیبات محلول در آب (شیره سلولی، کربوهیدرات، پتاسیم و ...) نباشد. در طول فرآوری مواد خام گیاهی، اتولیز می‌تواند به قدری شدید اتفاق بیفتد که گاهی اوقات ترکیب محصول نهایی به طور قابل توجهی با ماده اولیه متفاوت است.

در عمل، تثبیت با بخار به شرح زیر انجام می شود: یک توری فلزی در داخل حمام آب آویزان می شود، حمام با یک ماده متراکم غیر قابل احتراق از بالا پوشانده می شود و آب تا آزاد شدن سریع بخار گرم می شود. پس از آن، مواد گیاهی تازه روی توری داخل حمام قرار می گیرد. زمان تثبیت 15 تا 20 دقیقه سپس گیاهان را خشک کنید

vatsya در یک ترموستات در دمای 60 درجه.

تثبیت دمامواد گیاهی را در کیسه های کاغذ کرافت قرار می دهند و میوه ها و سبزیجات آبدار خرد شده را در کووت های لعابی یا آلومینیومی قرار می دهند. این ماده به مدت 10 تا 20 دقیقه در دمای 90 تا 95 درجه نگهداری می شود. این باعث غیرفعال شدن بیشتر آنزیم ها می شود. پس از آن، توده برگ-ساقه که حالت تورور خود را از دست داده و میوه ها را در کوره با دمای 60 درجه با یا بدون تهویه خشک می کنند.

هنگام استفاده از این روش تثبیت گیاه، باید به خاطر داشت که خشک شدن طولانی مدت مواد گیاهی در تاریکی

دمای 80 درجه و بالاتر منجر به تلفات و تغییرات در مواد به دلیل دگرگونی های شیمیایی (تجزیه حرارتی برخی از مواد، کاراملی شدن کربوهیدرات ها و غیره) و همچنین به دلیل فرار بودن نمک های آمونیوم و مقداری می شود. ترکیبات آلی. علاوه بر این، دمای مواد خام گیاهی نمی تواند به دما برسد محیط(کابینت خشک کردن) تا زمانی که آب تبخیر شود و تمام گرمای ورودی دیگر به گرمای نهان تبخیر تبدیل نشود.

خشک کردن سریع و ملایم نمونه گیاهی نیز در برخی موارد روش قابل قبول و قابل قبولی برای تثبیت محسوب می شود. با انجام ماهرانه این فرآیند، انحرافات در ترکیب ماده خشک می تواند اندک باشد. این منجر به دناتوره شدن پروتئین و غیرفعال شدن آنزیم می شود. به عنوان یک قاعده، خشک کردن در کابینت های خشک کن (ترموستات) یا اتاق های خشک کردن ویژه انجام می شود. اگر هوای گرم در داخل کابینت (محفظه) گردش کند، ماده بسیار سریعتر و قابل اطمینان تر خشک می شود. مناسب ترین دما برای خشک کردن

دوخت از 50 تا 60 درجه

مواد خشک شده در تاریکی و در سرما بهتر حفظ می شود. از آنجایی که بسیاری از مواد موجود در گیاهان حتی در حالت خشک نیز قابلیت خود اکسید شدن را دارند، توصیه می شود که مواد خشک شده را در ظروف کاملاً در بسته (بطری هایی با درپوش زمینی، خشک کن ها و غیره) که تا بالای آن با مواد پر شده است، نگهداری شود. هوای زیادی در رگ ها باقی نمی ماند.

مواد انجماد.مواد گیاهی در دمای 20- تا 30- درجه به خوبی حفظ می شود، مشروط بر اینکه انجماد به اندازه کافی سریع اتفاق بیفتد (بیش از 1 ساعت). مزیت نگهداری مواد گیاهی در حالت یخ زده هم به دلیل تأثیر خنک شدن و هم کم آبی مواد به دلیل تبدیل آب به حالت جامد است. باید در نظر داشت که هنگام انجماد

آنزیم ها فقط به طور موقت غیرفعال می شوند و پس از ذوب، تحولات آنزیمی در مواد گیاهی رخ می دهد.

درمان گیاهان با حلال های آلی. به عنوان یک کیفیت

جوشاندن الکل، استون، اتر و غیره را می توان به عنوان تثبیت کننده استفاده کرد که تثبیت مواد گیاهی به این روش با پایین آوردن آن در حلال مناسب انجام می شود. اما با این روش نه تنها تثبیت مواد گیاهی، بلکه استخراج تعدادی از مواد نیز اتفاق می افتد. بنابراین، چنین تثبیت تنها زمانی قابل استفاده است که از قبل مشخص شده باشد که موادی که باید تعیین شوند توسط این حلال استخراج نمی شوند.

نمونه های گیاهی خشک شده پس از تثبیت با قیچی خرد می شوند و سپس در آسیاب. مواد خرد شده را از طریق الک با قطر سوراخ 1 میلی متر الک می کنند. در عین حال چیزی از نمونه پرتاب نمی شود، زیرا با حذف بخشی از موادی که از الک رد نشده از الک اول، کیفیت نمونه متوسط ​​را تغییر می دهیم. ذرات درشت را از آسیاب عبور داده و دوباره الک می کنند. بقایای الک باید در هاون آسیاب شود.

از میانگین نمونه آزمایشگاهی تهیه شده به این روش، نمونه تحلیلی گرفته می شود. برای انجام این کار، مواد گیاهی که در یک لایه نازک یکنواخت روی یک ورق کاغذ براق توزیع شده است، به صورت مورب به چهار قسمت تقسیم می شود. سپس دو مثلث مخالف برداشته می شود و جرم باقی مانده دوباره در یک لایه نازک روی کل ورق کاغذ توزیع می شود. مورب ها دوباره رسم می شوند و دوباره دو مثلث مخالف حذف می شوند. این کار تا زمانی انجام می شود که مقدار ماده ای که برای نمونه تحلیلی لازم است روی برگه باقی بماند. نمونه تحلیلی انتخاب شده به ظرف شیشه ایبا درپوش بسته در این حالت می توان آن را به طور نامحدود ذخیره کرد. وزن یک نمونه تحلیلی به مقدار و روش تحقیق بستگی دارد و از 50 تا چند صد گرم مواد گیاهی متغیر است.

تمام تجزیه و تحلیل مواد گیاهی باید با دو نمونه گرفته شده به صورت موازی انجام شود. فقط نتایج مشابه می تواند صحت کار انجام شده را تأیید کند.

گیاهان باید در یک آزمایشگاه خشک و تمیز و عاری از بخارات آمونیاک، اسیدهای فرار و سایر ترکیباتی که می توانند بر کیفیت نمونه تأثیر بگذارند، نگهداری شوند.

نتایج آنالیزها را می‌توان برای نمونه‌های هوای خشک و مطلقاً خشک ماده محاسبه کرد. در حالت هوای خشک، مقدار آب موجود در ماده با بخار آب موجود در هوا در تعادل است. این آب را هیگروسکوپیک می‌گویند و مقدار آن هم به گیاه و هم به وضعیت هوا بستگی دارد: هر چه هوا مرطوب‌تر باشد، آب رطوبت بیشتری در مواد گیاهی دارد. برای تبدیل داده ها به ماده خشک، تعیین میزان رطوبت رطوبت در نمونه ضروری است.

تعیین ماده خشک و رطوبت هیگروسکوپیک در مواد هوای خشک

در تجزیه و تحلیل شیمیایی، محتوای کمی یک جزء خاص بر اساس ماده خشک محاسبه می شود. بنابراین قبل از تجزیه و تحلیل، میزان رطوبت ماده مشخص می شود و بدین وسیله مقدار ماده کاملا خشک موجود در آن مشخص می شود.

پیشرفت تجزیه و تحلیل یک نمونه تحلیلی از ماده در یک لایه نازک روی یک ورق کاغذ براق پخش می شود. سپس با کاردک جاهای مختلفخرده های کوچکی از ماده توزیع شده روی ورق در یک بطری شیشه ای که از قبل با وزن ثابت خشک شده است گرفته می شود. نمونه باید تقریباً 5 گرم باشد.بطری توزین همراه با نمونه روی ترازوی تحلیلی توزین شده و در ترموستاتی قرار می گیرد که دمای داخل آن 100-1050 حفظ می شود. برای اولین بار در یک ترموستات، یک بطری باز با نمونه به مدت 4-6 ساعت نگهداری می شود. پس از این مدت، بطری از ترموستات برای خنک کردن، پس از 20-30 به خشک کن منتقل می شود.

دقیقه، بطری وزن می شود. پس از آن، بطری باز می شود و دوباره به مدت 2 ساعت در ترموستات (در همان دما) قرار می گیرد. خشک کردن، سرد کردن و توزین تا زمانی که بطری وزن شده به وزن ثابت برسد (تفاوت بین دو توزین آخر باید کمتر از 0.0003 گرم باشد) تکرار می شود.

درصد آب با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

که در آن: x درصد آب است. ج – وزن مواد گیاهی قبل از خشک شدن، گرم؛ c1 - وزن مواد گیاهی پس از خشک شدن.

تجهیزات و ظروف:

1) ترموستات؛

2) بطری شیشه ای.

فرم ثبت نتایج

	وزن جعبه با		وزن جعبه با
			لولا شده است
	تا	تا						لولا
			پس از خشک شدن
	خشك كردن-	خشك كردن-						بعد از vysu-
								دوخت، گ

تعیین خاکستر خام با روش خاکستر خشک

خاکستر باقیمانده ای است که پس از سوزاندن و کلسینه کردن مواد آلی به دست می آید. در حین احتراق، کربن، هیدروژن، نیتروژن و تا حدی اکسیژن خارج می شود و تنها اکسیدهای غیرفرار باقی می مانند.

محتوای و ترکیب عناصر خاکستر گیاهان به گونه، رشد و نمو گیاهان و به ویژه به شرایط خاکی - اقلیمی و اگروتکنیکی کشت آنها بستگی دارد. غلظت عناصر خاکستر به طور قابل توجهی متفاوت است پارچه های مختلفو اندام های گیاهی بنابراین میزان خاکستر در برگ ها و اندام های علفی گیاهان بسیار بیشتر از دانه هاست. در برگ ها بیشتر از ساقه ها خاکستر وجود دارد،

تجزیه و تحلیل ناخالص یا بر روی برگ های یک موقعیت خاص روی گیاه، یا در کل قسمت هوایی، یا در سایر اندام های شاخص انجام می شود.
تشخیص توسط تجزیه و تحلیل ناخالصبرگها - رشد بالغ، کامل، اما فعالانه، "تشخیص برگ" نامیده شد. این توسط دانشمندان فرانسوی Lagatu و Mom پیشنهاد شد و توسط Lundegard پشتیبانی شد. در حال حاضر از این نوع تشخیص شیمیایی چه در خارج از کشور و چه در کشور ما بخصوص برای گیاهانی استفاده می شود که در ریشه آنها نیترات تقریباً به طور کامل کاهش می یابد و بنابراین کنترل تغذیه نیتروژن در اندام های هوایی با استفاده از این فرم غیرممکن است. سیب و سایر میوه های دانه دار و هسته دار).
در آنالیزهای انبوه برگها یا سایر قسمتهای گیاهان، از روشهای معمول خاکستر کردن مواد آلی برای تعیین N، P، K، Ca، Mg، S و سایر عناصر موجود در آن استفاده می شود. بیشتر اوقات، تعیین در دو بخش انجام می شود: در یکی، نیتروژن توسط Kjeldahl تعیین می شود، در دیگری، عناصر باقی مانده پس از خاکستر مرطوب، نیمه خشک یا خشک. در خاکستر مرطوب، یا از H2SO4 قوی با کاتالیزور استفاده می شود، یا با HNO3، یا با HClO4، یا با H2O2 مخلوط می شود. در خاکستر خشک، کنترل دقیق دما ضروری است، زیرا هنگام سوزاندن در دمای بالای 500 درجه سانتیگراد، ممکن است تلفات P، S و سایر عناصر وجود داشته باشد.
به ابتکار فرانسه، در سال 1959، کمیته بین مؤسسه ای برای مطالعه تکنیک تشخیص ورق شیمیایی متشکل از 13 مؤسسه فرانسوی، 5 بلژیکی، 1 هلندی، 2 اسپانیایی، 1 مؤسسه ایتالیایی و 1 مؤسسه پرتغالی تشکیل شد. در 25 آزمایشگاه این مؤسسه، آنالیز شیمیایی همان نمونه‌های برگ 13 محصول (مزارع و باغ) برای محتوای کل نیتروژن، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، آهن، منگنز، مس و روی انجام شد. این به کمیته اجازه داد، پس از پردازش ریاضی داده‌ها، روش‌هایی را برای به دست آوردن نمونه‌های برگ استاندارد توصیه کند و روش‌های استانداردی را برای آنالیز شیمیایی آن‌ها ارائه دهد تا دقت چنین آنالیزهایی را در تشخیص برگ کنترل کند.
خاکستر نمونه های برگ به شرح زیر توصیه می شود: برای تعیین نیتروژن کل بر اساس Kjeldahl، خاکستر با H2SO4 (وزن sp. 1.84)، با کاتالیزور K2SO4 + CuSO4 و سلنیوم. برای تعیین سایر عناصر، خاکستر خشک نمونه در ظروف پلاتین با حرارت دادن تدریجی (2 ساعت) صدا خفه کن تا 450 درجه سانتیگراد استفاده می شود. پس از سرد شدن در مافل به مدت 2 ساعت، خاکستر را در 2-3 میلی لیتر آب + 1 میلی لیتر هیدروکلراید (وزن 1.19) حل می کنند. روی اجاق گاز تبخیر کنید تا اولین بخارات ظاهر شود. آب را اضافه کنید، در یک فلاسک حجمی 100 میلی لیتری صاف کنید. کیک فیلتر در دمای 550 درجه سانتیگراد (حداکثر) خاکستر می شود، 5 میلی لیتر اسید هیدروفلوئوریک اضافه می شود. روی صفحه داغ در دمایی که بیش از 250 درجه سانتیگراد نباشد خشک کنید. پس از سرد شدن، 1 میلی لیتر از همان HCl را اضافه کنید و دوباره در همان فلاسک صاف کنید و با آب گرم بشویید. فیلتر، که با آب به 100 میلی لیتر رسیده است، برای تجزیه و تحلیل محتوای عناصر ماکرو و میکرو استفاده می شود.
تنوع نسبتاً زیادی در روش های خاکستر کردن نمونه های گیاهی وجود دارد که عمدتاً در گونه های گیاهی - غنی از چربی یا سیلیکون و غیره و در وظایف تعیین عناصر خاص متفاوت است. کافی توصیف همراه با جزئیاتتکنیک استفاده از این روش های خاکستر خشک به دانشمند لهستانی نووسیلسکی داده شد. توضیحاتی هم می دهند راه های مختلفخاکستر مرطوب با کمک عوامل اکسید کننده خاص: H2SO4، HClO4، HNO3 یا H2O2 در یک یا دیگر ترکیب، بسته به عناصر تعیین شده.
برای تسریع در تجزیه و تحلیل، اما نه به ضرر دقت، راه هایی برای چنین روشی برای سوزاندن یک نمونه گیاهی جستجو می شود که تعیین چندین عنصر را در یک نمونه ممکن می کند. V. V. Pinevich از خاکستر H2SO4 برای تعیین N و P در یک نمونه استفاده کرد و متعاقباً 30٪ H2O2 را اضافه کرد (آن را برای عدم وجود P بررسی کرد). این اصل خاکستر، با برخی اصلاحات، در بسیاری از آزمایشگاه های روسیه کاربرد گسترده ای پیدا کرده است.
یکی دیگر از روش های پرکاربرد خاکستر اسیدی یک نمونه برای تعیین همزمان چند عنصر در آن توسط K.E پیشنهاد شد. گینزبورگ، جی.ام. شچگلوا و E.A. Wolfius و بر اساس استفاده از مخلوطی از H2SO4 (وزن 1.84) و HClO4 (60٪) به نسبت 10: 1 است و مخلوط اسیدها به طور مقدماتی برای کل دسته مواد مورد تجزیه و تحلیل تهیه شده است.
در صورت لزوم تعیین گوگرد در گیاهان، روش های خاکستر توصیف شده مناسب نیستند، زیرا آنها شامل اسید سولفوریک هستند.
P.X. آیدینیان و همکارانش پیشنهاد کردند یک نمونه گیاهی را بسوزانند تا گوگرد موجود در آن مشخص شود و آن را با نمک بارتولیت و ماسه تمیز مخلوط کنند. روش V. I. Kuznetsov با همکارانش یک روش شونیگر تا حدودی تجدید نظر شده است. اصل روش شامل خاکستر کردن سریع نمونه در یک فلاسک پر از اکسیژن و به دنبال آن تیتراسیون سولفات های حاصل با محلول کلرید باریم با نشانگر فلزی نیتروماز باریم است. برای اطمینان از دقت و تکرارپذیری بیشتر نتایج آنالیز، توصیه می کنیم محلول حاصل را از ستونی با رزین تبادل یونی به شکل H+ عبور دهید تا محلول از کاتیون ها آزاد شود. محلول سولفات به دست آمده باید در یک صفحه داغ به حجم 7-10 میلی لیتر تبخیر شود و پس از سرد شدن تیتر شود.
نووسیلسکی، با اشاره به ضررهای بزرگگوگرد در خاکستر خشک، دستور العمل هایی را برای خاکستر کردن گیاهان برای این تجزیه و تحلیل می دهد. نگارنده یکی از ساده ترین و سریع ترین روش های خاکستر با توجه به باتر و چنر را با اسید نیتریک می داند.
تعیین محتوای هر عنصر در یک نمونه خاکستر شده به روش های مختلفی انجام می شود: رنگ سنجی، کمپلکس سنجی، اسپکتروفتومتری، فعال سازی نوترونی، با استفاده از اتوآنالایزر و غیره.

تاریخچه مطالعه فیزیولوژی گیاهی. بخش های اصلی فیزیولوژی گیاهی

فیزیولوژی گیاهی به عنوان شاخه ای از گیاه شناسی

موضوع کار باید با متصدی رشته انتخابی (انتخابی) A.N. لوفروف

ویژگی های ساختار یک سلول گیاهی، ترکیب شیمیایی.

1. تاریخچه مطالعه فیزیولوژی گیاهی. بخش ها و وظایف اصلی فیزیولوژی گیاهی

2. روش های اساسی مطالعه فیزیولوژی گیاهی

3. ساختار یک سلول گیاهی

4. ترکیب شیمیایی سلول گیاهی

5. غشاهای بیولوژیکی

فیزیولوژی گیاهی علمی است که فرآیندهای حیاتی را که در موجودات گیاهی اتفاق می افتد مطالعه می کند.

اطلاعات مربوط به فرآیندهای رخ داده در یک گیاه زنده با توسعه گیاه شناسی انباشته شده است. توسعه فیزیولوژی گیاهی، به عنوان یک علم، با استفاده از روش های جدید و پیشرفته تر شیمی، فیزیک و نیازهای کشاورزی تعیین شد.

فیزیولوژی گیاهی در قرن هفدهم تا هجدهم به وجود آمد. آغاز فیزیولوژی گیاهی به عنوان یک علم با آزمایشات J.B. Van Helmont در مورد تغذیه آبی گیاهان (1634) آغاز شد.

نتایج تعدادی از آزمایشات فیزیولوژیکی اثبات وجود جریان های نزولی و صعودی آب و مواد مغذی، تغذیه هوای گیاهان در آثار کلاسیک زیست شناس و پزشک ایتالیایی M. Malpighi "Plant Anatomy" (1675-1679) آمده است. و گیاه شناس و پزشک انگلیسی S. Gales "Statics plants" (1727). در سال 1771، دانشمند انگلیسی D. Priestley، فرآیند فتوسنتز - تغذیه هوای گیاهان را کشف و توصیف کرد. در سال 1800، J. Senebier رساله "Physiologie Vegetale" را در پنج جلد منتشر کرد که در آن تمام داده های شناخته شده در آن زمان جمع آوری، پردازش و درک شد، اصطلاح "فیزیولوژی گیاهان" پیشنهاد شد، وظایف تعریف شد، روش های مطالعه. فیزیولوژی گیاهی، به طور تجربی ثابت کرد که منبع کربن در فتوسنتز است دی اکسید کربن، پایه های فتوشیمی را پی ریزی کرد..

در قرن 19 - 20، تعدادی اکتشاف در زمینه فیزیولوژی گیاهی انجام شد:

1806 - T.A. Knight پدیده ژئوتروپیسم را توصیف و به طور تجربی مطالعه کرد.

1817 - P.J. Peltier و J. Kavantou یک رنگدانه سبز را از برگها جدا کردند و آن را کلروفیل نامیدند.

1826 - G. Dutrochet پدیده اسمز را کشف کرد.

1838-1839 - T. Schwann و M. Ya. Schleiden اثبات کردند نظریه سلولیساختارهای گیاهان و جانوران؛

1840 - جی لیبیگ نظریه تغذیه معدنی گیاهان را توسعه داد.

1851 - V.Hofmeister تناوب نسل ها را در گیاهان عالی کشف کرد.

1859 - چارلز داروین پایه های فیزیولوژی تکاملی گیاه، فیزیولوژی گل، تغذیه هتروتروف، حرکت و تحریک پذیری گیاهان را بنا نهاد.

1862 - جی ساکس نشان داد که نشاسته محصول فتوسنتز است.

1865 - 1875 - K.A. Timiryazev نقش نور قرمز را در فرآیندهای فتوسنتز مطالعه کرد، ایده ای از نقش کیهانی گیاهان سبز ایجاد کرد.

1877 - W. Pfeffer قوانین اسمز را کشف کرد.

1878-1880 - G. Gelrigel و J. B. Boussengo تثبیت نیتروژن اتمسفر را در حبوبات در همزیستی با باکتری‌های ندول نشان دادند.

1897 M. Nentsky و L. Markhlevsky ساختار کلروفیل را کشف کردند.

1903 - G. Klebs دکترین تأثیر عوامل را توسعه داد محیط خارجیدر مورد رشد و نمو گیاهان؛

1912 - V.I. Palladin ایده مراحل بی هوازی و هوازی تنفس را مطرح کرد.

1920 - W. W. Garner و G. A. Allard پدیده فتوپریودیسم را کشف کردند.

1937 - G.A. Krebs چرخه اسید سیتریک را توصیف کرد.

1937 - م.خ چایلاخیان نظریه هورمونی رشد گیاه را مطرح کرد.

1937 -1939 - G.Kalkar و V.A.Blitser فسفوریلاسیون اکسیداتیو را کشف کردند.

1946 - 1956 - M. Calvin و همکارانش مسیر اصلی کربن در فتوسنتز را رمزگشایی کردند.

1943-1957 – R. Emerson به طور تجربی وجود دو فتوسیستم را اثبات کرد.

1954 - D.I. Arnon و همکاران. فتوفسفوریلاسیون را کشف کرد.

1961-1966 - P. Mitchel نظریه شیمی‌اسموتیک جفت شدن اکسیداسیون و فسفوریلاسیون را توسعه داد.

و همچنین اکتشافات دیگری که توسعه فیزیولوژی گیاهی را به عنوان یک علم تعیین کرد.

بخش های اصلی فیزیولوژی گیاهی در قرن 19 متمایز شد - اینها عبارتند از:

1. فیزیولوژی فتوسنتز

2. فیزیولوژی رژیم آبی گیاهان

3. فیزیولوژی تغذیه معدنی

4. فیزیولوژی رشد و نمو

5. فیزیولوژی مقاومت

6. فیزیولوژی تولید مثل

7. فیزیولوژی تنفس.

اما هر پدیده ای در یک گیاه را نمی توان تنها در چارچوب یک بخش درک کرد. بنابراین، در نیمه دوم قرن XX. در فیزیولوژی گیاهی، تمایل به ادغام در یک کل واحد بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی، بیوفیزیک و مدل سازی بیولوژیکی، سیتولوژی، آناتومی و ژنتیک گیاهان وجود دارد.

فیزیولوژی گیاهی مدرن یک علم اساسی است، وظیفه اصلی آن مطالعه الگوهای زندگی گیاهان است. اما از اهمیت عملی بالایی برخوردار است، بنابراین وظیفه دوم آن ایجاد مبانی نظری برای دستیابی به حداکثر بازده محصولات کشاورزی، صنعتی و دارویی است. فیزیولوژی گیاهی علم آینده است، سومین وظیفه آن که هنوز حل نشده است، توسعه تاسیساتی برای اجرای فرآیندهای فتوسنتز در شرایط مصنوعی است.

فیزیولوژی گیاهی مدرن از کل زرادخانه روش های علمی که امروزه وجود دارد استفاده می کند. اینها میکروسکوپی، بیوشیمیایی، ایمونولوژیک، کروماتوگرافی، رادیوایزوتوپ و غیره هستند.

اجازه دهید روش های تحقیق ابزاری را که به طور گسترده در مطالعه فرآیندهای فیزیولوژیکی در یک گیاه مورد استفاده قرار می گیرد، در نظر بگیریم. روش های ابزاری کار با اشیاء بیولوژیکی بسته به هر معیاری به گروه هایی تقسیم می شوند:

1. بسته به محل قرارگیری عناصر حساس دستگاه (روی گیاه یا نه): تماس و از راه دور;

2. بر اساس ماهیت مقدار به دست آمده: کیفی، نیمه کمی و کمی.کیفی - محقق فقط در مورد وجود یا عدم وجود یک ماده یا فرآیند اطلاعاتی دریافت می کند. نیمه کمی - محقق می تواند توانایی های یک شی را با دیگران از نظر شدت یک فرآیند، از نظر محتوای مواد مقایسه کند (اگر به صورت عددی بیان نشده باشد، اما مثلاً به شکل یک ترازو). کمی - محقق شاخص های عددی را دریافت می کند که هر فرآیند یا محتوای مواد را مشخص می کند.

3. مستقیم و غیر مستقیم. هنگام استفاده از روش های مستقیم، محقق اطلاعاتی در مورد فرآیند مورد مطالعه دریافت می کند. روش‌های غیرمستقیم بر اساس اندازه‌گیری‌های هر کمیت همراه است، به هر نحوی که با کمیت مورد مطالعه مرتبط باشد.

4. بسته به شرایط آزمایش، روش ها به دو دسته تقسیم می شوند آزمایشگاهی و میدانی.

هنگام انجام تحقیقات بر روی اشیاء گیاهی، انواع اندازه گیری های زیر را می توان انجام داد:

1. مورفومتری (اندازه گیری شاخص های مورفولوژیکی مختلف و دینامیک آنها (به عنوان مثال، سطح برگ، نسبت مساحت اندام های بالای زمینی و زیرزمینی و غیره)

2. اندازه گیری وزن. به عنوان مثال، تعیین پویایی روزانه تجمع توده رویشی

3. اندازه گیری غلظت محلول، ترکیب شیمیایی نمونه ها و غیره. با استفاده از روش های هدایت سنجی، پتانسیومتری و غیره.

4. مطالعه تبادل گاز (هنگام مطالعه شدت فتوسنتز و تبادل گاز)

شاخص های مورفومتریک را می توان با شمارش بصری، اندازه گیری با خط کش، کاغذ نمودار و غیره تعیین کرد. برای تعیین برخی از شاخص ها، به عنوان مثال، حجم کل سیستم ریشه، از تاسیسات ویژه استفاده می شود - یک رگ با یک مویرگ مدرج. حجم سیستم ریشه با حجم آب جابجا شده تعیین می شود.

هنگام مطالعه هر فرآیند، استفاده کنید روش های مختلف. به عنوان مثال، برای تعیین سطح تعرق، از موارد زیر استفاده کنید:

1. روش وزن (وزن اولیه ورق و وزن آن پس از مدتی).

2. دما (استفاده از اتاقک های آب و هوای ویژه).

3. با کمک سوراخ سنج رطوبت محفظه ای که گیاه آزمایشی در آن قرار می گیرد مشخص می شود.

خواص همه موجودات گیاهی و ساختارهای داخلی ذاتی در گونه های فردی توسط تأثیرات محیطی چندوجهی و دائماً در حال تغییر تعیین می شود. تأثیر عواملی مانند آب و هوا، خاک و همچنین گردش مواد و انرژی قابل توجه است. به طور سنتی، برای آشکار کردن خواص محصولات دارویییا غذا، نسبت موادی که می توان به صورت تحلیلی جدا کرد، تعیین می شود. اما این مواد منفرد نمی توانند تمام خواص درونی، به عنوان مثال، گیاهان دارویی و معطر را پوشش دهند. بنابراین، چنین توصیفاتی از خصوصیات فردی گیاهان نمی تواند تمام نیازهای ما را برآورده کند. برای توصیف جامع خواص داروهای گیاهی، از جمله فعالیت بیولوژیکی، یک مطالعه جامع و جامع مورد نیاز است. تعدادی روش برای شناسایی کیفیت و کمیت مواد فعال بیولوژیکی در ترکیب گیاه و همچنین مکان های تجمع آنها وجود دارد.

تجزیه و تحلیل میکروسکوپی لومینسنتبر اساس این واقعیت که مواد فعال بیولوژیکی موجود در گیاه یک درخشش رنگی روشن در یک میکروسکوپ فلورسنت می دهد و انواع مختلفی دارد. مواد شیمیاییمشخص کرد رنگهای متفاوت. بنابراین، آلکالوئیدها رنگ زرد می دهند و گلیکوزیدها - نارنجی. این روش عمدتاً برای شناسایی مناطق تجمع مواد فعال در بافت های گیاهی استفاده می شود و شدت درخشش نشان دهنده غلظت بیشتر یا کمتر این مواد است. تجزیه و تحلیل فیتوشیمیاییبرای شناسایی یک شاخص کیفی و کمی از محتوای مواد فعال در ایستنیوم طراحی شده است. برای تعیین کیفیت استفاده می شود واکنش های شیمیایی. مقدار مواد فعال در یک گیاه شاخص اصلی کیفیت خوب آن است، بنابراین تجزیه و تحلیل حجمی آنها نیز با استفاده از روش های شیمیایی. برای مطالعه گیاهان حاوی مواد فعال مانند آلکالوئیدها، کومارین ها،

گلاوون ها که نیاز به تجزیه و تحلیل خلاصه ساده ندارند، بلکه به جداسازی آنها به اجزا نیز نیاز دارند، آنالیز کروماتوگرافی نامیده می شوند. روش کروماتوگرافی تجزیه و تحلیلاولین بار در سال 1903 توسط یک گیاه شناس معرفی شد

رنگ، و از آن به بعد انواع مختلف آن توسعه یافته است که مستقل است

معنی این روشجداسازی مخلوطی از z-tsev به اجزا بر اساس تفاوت فیزیکی و فیزیکی آنها است خواص شیمیایی. با استفاده از روش عکاسی با کمک کروماتوگرافی پانورامیک می توانید ساختار داخلی گیاه را قابل مشاهده کنید، خطوط، اشکال و رنگ های گیاه را ببینید. چنین تصاویری که از عصاره های آبی به دست می آیند، روی کاغذ صافی نیترات نقره نگهداری می شوند و تکثیر می شوند. روش برای تفسیر کروماتوگرام ها با موفقیت در حال توسعه است. این روش توسط داده های به دست آمده با استفاده از روش های دیگر، قبلا شناخته شده، و اثبات شده پشتیبانی می شود.

بر اساس کرومودیاگرام‌های گردشی، توسعه روش کروماتوگرافی پانورامیک برای تعیین کیفیت گیاه با وجود مواد مغذی غلیظ در آن ادامه دارد. نتایج به‌دست‌آمده با استفاده از این روش باید با داده‌های حاصل از تجزیه و تحلیل سطح اسیدیته گیاه، برهمکنش آنزیم‌های موجود در ترکیب آن و غیره پشتیبانی شود. وظیفه اصلی پیشرفتهای بعدیروش کروماتوگرافی تجزیه و تحلیل گیاه باید جستجوی راه هایی برای تأثیرگذاری بر مواد خام گیاهی در هنگام کشت، پردازش اولیه، ذخیره سازی و در مرحله تهیه مستقیم اشکال دارویی به منظور افزایش محتوای مواد فعال ارزشمند در آن باشد.

به روز رسانی: 2019-07-09 22:27:53

• مشخص شده است که سازگاری بدن با تأثیرات مختلف محیطی با نوسانات مربوطه در فعالیت عملکردی اندام ها و بافت ها، اعصاب مرکزی تضمین می شود.

از آنجایی که گیاه شناسی جنبه های مختلف سازماندهی و عملکرد موجودات گیاهی را مورد مطالعه قرار می دهد، در هر مورد خاص، از مجموعه روش های تحقیق خاص خود استفاده می شود. گیاه شناسی از هر دو روش کلی (مشاهده، مقایسه، تجزیه و تحلیل، آزمایش، تعمیم) و روش های بسیاری استفاده می کند

روش‌های ویژه (بیوشیمیایی و سیتوشیمیایی، روش‌های نوری (متداول، کنتراست فاز، تداخل، پلاریزاسیون، فلورسانس، اشعه ماوراء بنفش) و میکروسکوپ الکترونی (انتقال، اسکن)، روش‌های کشت سلول، جراحی میکروسکوپی، روش‌های زیست‌شناسی مولکولی، روش‌های ژنتیکی، روش‌های الکتروفیزیولوژیک، روش‌های انجماد و خرد کردن، روش‌های بیوکرونولوژیکی، روش‌های بیومتریک، مدل‌سازی ریاضی، روش‌های آماری).
روش های ویژه ویژگی های یک یا سطح دیگری از سازماندهی جهان گیاه را در نظر می گیرند. بنابراین برای مطالعه سطوح پایین سازمانی از روش های مختلف بیوشیمیایی، روش های تجزیه و تحلیل شیمیایی کمی و کیفی استفاده می شود. برای مطالعه سلول ها از روش های مختلف سیتولوژی به ویژه روش های میکروسکوپ الکترونی استفاده می شود. برای مطالعه بافت ها و ساختار داخلی اندام ها از روش های میکروسکوپ نوری، جراحی میکروسکوپی و رنگ آمیزی انتخابی استفاده می شود. روش های مختلف تحقیقات ژنتیکی، ژئوبوتانیکی و اکولوژیکی برای مطالعه فلور در سطح جمعیت-گونه و بیوسنوتیک استفاده می شود. در تاکسونومی گیاهان، روش های مقایسه ای مورفولوژیکی، دیرینه شناسی، تاریخی و سیتوژنتیکی جایگاه مهمی را به خود اختصاص داده اند.

جذب مواد از بخش های مختلف گیاه شناسی مبنای نظری برای آموزش متخصصان آینده در شیمیدانان کشاورزی و دانشمندان خاک است. با توجه به رابطه ناگسستنی موجود بین ارگانیسم گیاهی و محیط وجود آن، ویژگی های مورفولوژیکی و ساختار داخلیگیاهان تا حد زیادی با ویژگی های خاک تعیین می شوند. در عین حال، جهت و شدت جریان فرآیندهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی نیز به ترکیب شیمیایی خاک و سایر خصوصیات آن بستگی دارد که در نهایت تعیین کننده افزایش زیست توده گیاهی و بهره وری تولید محصول به عنوان یک صنعت به عنوان یک صنعت است. کل بنابراین، دانش گیاه شناسی این امکان را فراهم می کند که نیاز و دوزهای استفاده از مواد مختلف در خاک را اثبات کند تا بر عملکرد تأثیر بگذارد. گیاهان کشت شده. در واقع هرگونه تاثیر بر خاک به منظور افزایش عملکرد گیاهان زراعی و وحشی بر اساس داده های به دست آمده در شاخه های مختلف گیاه شناسی است. روش های کنترل بیولوژیکی رشد و نمو گیاهان تقریباً به طور کامل بر اساس مورفولوژی گیاه شناسی و جنین شناسی است.

به نوبه خود، جهان گیاهی عامل مهمی در تشکیل خاک است و بسیاری از خواص خاک را تعیین می کند. هر نوع پوشش گیاهی با انواع خاصی از خاک مشخص می شود و این الگوها با موفقیت برای نقشه برداری خاک استفاده می شوند. گونه‌های گیاهی و گروه‌های سیستماتیک منفرد آن‌ها می‌توانند شاخص‌های گیاهی قابل اعتمادی برای شرایط غذا (زمین) باشند. ژئوبوتانی شاخص یکی از روش های مهم برای ارزیابی کیفیت خاک ها، خواص فیزیکوشیمیایی و شیمیایی آن ها را به دانشمندان و متخصصان کشاورزی کشاورزی می دهد.
گیاه شناسی مبنای نظری شیمی کشاورزی و همچنین زمینه های کاربردی مانند تولید محصولات زراعی و جنگلداری است. در حال حاضر حدود 2000 گونه گیاهی وارد کشت شده اند، اما تنها بخش ناچیزی از آنها به طور گسترده رشد می کند. بسیاری از گونه های گیاهی در حال رشد وحشی می توانند در آینده به محصولات بسیار امیدوار کننده تبدیل شوند. گیاه شناسی با اثبات امکان و مصلحت توسعه کشاورزی مناطق طبیعی، انجام اقدامات احیای اراضی به منظور افزایش بهره وری گروه های گیاهی طبیعی، به ویژه مراتع و جنگل ها، موجب توسعه و توسعه می شود. استفاده منطقیمنابع گیاهی زمین، آب شیرین و اقیانوس ها.
برای متخصصان در زمینه شیمی کشاورزی و علوم خاک، گیاه شناسی پایه اساسی است که به درک عمیق تر از ماهیت فرآیندهای تشکیل خاک اجازه می دهد تا وابستگی برخی خواص خاک به ویژگی های پوشش گیاهی را ببینند و درک کنند. نیاز گیاهان زراعی به مواد مغذی خاص