2280

Объекты исследования: свежие листья древесных и кустарниковых растений.

Оборудование и реактивы: прибор «Полевая лаборатория К.П. Магницкого, дистиллированная вода, марлевая салфетка.

Ход выполнения работы. У деревьев и кустарников выбирают хорошо освещенные типичные однолетние побеги и из нижней части отбирают по одному листу. Для анализа берут черешки, а у сидячих листьев вырезают из нижней трети листа среднюю жилку. Можно использовать также нижние части стеблей молодых побегов.

Вытереть взятую пробу чистой салфеткой или ватой. Если черешки толстые, разрезать их вдоль и использовать половину или четвертую часть. Из нижней части каждого черешка, жилки или стебля вырезать острыми ножницами кусочек длиной 2—3 см. Уложить материал в пресс, сдавливанием рычагов выжать сок и слить его в чистую сухую капельницу. Тщательно вымыть пресс водой и вытереть салфеткой или фильтровальной бумагой.

Пользуясь полевой лабораторией К.П. Магницкого, можно быстро и довольно точно определить содержание в клеточном соке главных элементов почвенного питания — азота, фосфора, калия и магния. К каплям сока, отжатого из черешков или стеблей, добавляют соответствующие реактивы. Окраску полученных растворов или осадков сравнивают с цветной шкалой, имеющейся в приборе К.П. Магницкого, и выражают результаты анализа в миллиграммах элемента на 1 л сока или в баллах.

Из некоторых растений выжать сок трудно, иногда он получается сильно окрашенным, что затрудняет проведение цветных реакций. В этих случаях готовят водную вытяжку. Для этого измельчают материал, берут навеску 2 г, добавляют 0,2 - 0,5 г активированного угля (для поглощения красящих веществ), 6 мл воды и тщательно растирают в маленькой ступке. Растертую массу завертывают в тонкую плотную ткань и отжимают прессом. Поскольку на 2 г материала было взято 6 мл воды, то полученная вытяжка слабее сока примерно в 4 раза.

Для определения фосфора и магния сок разбавляют водой в отношении 1 : 3. Когда для анализа берут вытяжку, такого разбавления не требуется и вытяжку используют сразу.

Для определения азота и калия в углубление фарфоровой пластинки вносят четыре капли вытяжки и дают им испариться на солнце или в

22

теплом месте. Затем к сухому остатку прибавляют одну каплю, воды и проводят анализ согласно инструкции.

Азот. Сухой реактив на нитратный азот состоит из смеси сульфата бария (100 г), сульфата марганца (10 г), цинковой пыли (2 г), лимонной кислоты (4 г) и α-нафтиламина (2 г).

Для определения нитратного азота насыпать в углубление фарфоровой пластинки сухой реактив на азот в объеме, примерно равном зерну ржи, прилить три капли буферного раствора, а затем добавить одну каплю исследуемого сока. Тщательно размешать смесь стеклянной палочкой и через 1 мин сравнить полученную окраску с цветной шкалой прибора Магницкого.

Фосфор. Реактивом на фосфор служит раствор молибденовокислого аммония (1 г указанной соли растворяют в 20 мл горячей воды, добавляют 20 мл концентрированной соляной кислоты и 160 мл воды). Вторым реактивом служит оловянная палочка.

При определении фосфора внести в углубление фарфоровой пластинки каплю сока растения, добавить три капли воды и две капли реактива на фосфор. Содержимое лунки помешивать оловянной палочкой (олово также является реактивом), пока окраска не станет устойчивой. Сравнить окраску полученного раствора с цветной шкалой.

Калий. Реактив на калий - дипикриламинат магния, который готовят путем растворения 3 г дипикриламина и 1,3 г окиси магния в 100 мл воды (этот раствор оставляют на 15—20 ч и фильтруют). Вторым реактивом служит разбавленная соляная кислота (к одной части концентрированной кислоты добавляют 5 частей воды).

Калий определяют следующим образом. В углубление фарфоровой пластинки внести каплю сока, добавить каплю реактива на калий и одну каплю соляной кислоты, перемешать стеклянной палочкой и сравнить окраску получившегося осадка с цветной шкалой прибора.

Магний. Реактивы на магний — раствор титанового желтого (10 мг реактива растворяют в 5 мл воды и 15 мл этилового спирта) и 10%-ный

NaOH.

Для определения магния поместить в углубление пластинки каплю сока растения, три капли воды и каплю раствора титанового желтого

23

перемешать стеклянной палочкой и добавить каплю раствора NaOH. Если окраска изменяется нечетко, повторить анализ, добавив перед внесением NaOH каплю свежеприготовленного 1%-ного раствора крахмала. Полученную окраску сравнить с цветной шкалой.

Полученные результаты записать в таблицу

Изучение химического анализа сока листьев древесных растений

Результаты опыта обработать методами вариационной статистики. Сделать вывод об обеспеченности исследованных растений элементами минерального питания.

Работа 9.

Обнаружение нитратов в листьях древесныхрастений

Объекты исследования: свежие листья древесных и травянистых растений.

Оборудование и реактивы: ручной пресс, фарфоровая пластинка с углублениями из прибора К.П. Магницкого, стеклянные палочки,

24

ножницы, фильтровальная бумага, раствор дифениламина в крепкой серной кислоте (0,1 г на 10 мл кислоты), дистиллированная вода.

Ход выполнения работы. Свежие листья опытных древесных и травянистых растений с помощью ножниц измельчить, поместить в ручной пресс и путем сдавливания измельченной массы получить несколько капель сока. К капле сока в углублении фарфоровой пластинки прилить каплю дифениламина.

По интенсивности синей окраски дать приблизительную оценку количества нитратов в листьях исследованных древесных пород. Такую же операцию провести с листьями травянистых растений.

Эту работу можно упростить. Поместить на белую фарфоровую пластинку лист древесного растения с черешком. С помощью стеклянной палочки нанести поранения в отдельных местах листа и черешка до появления клеточного сока. При этом каждый раз стеклянную палочку промывать водой.

На поврежденные места листа и черешка нанести каплю дифениламина. Отсутствие посинения будет свидетельствовать о том, что весь нитратный азот восстановился до аммиакав корнях.

При наличии в лаборатории специальной индикаторной бумаги можно определить и количество нитратов в мг на 1 кг листьев или других сельскохозяйственных продуктов. Инструкция по проведению анализа приложена к пакету индикаторной бумаги.

По результатам опытной работы заполнить таблицу.

Нитраты в листьях древесных и травянистых растений

Результаты опыта обработать статистически и сделать вывод о наличии нитратов в различных листьях древесных и травянистых растений.

VI.Тема «Устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды»

Работа 10 Изучение степени засухоустойчивости растений

Объекты исследования: семена различных древесных растений. Оборудование и реактивы: термостат, чашки Петри, фильтровальная бумага, раствор сахарозы с осмотическим давлением в 5, 10, 15 и 20 атм.

Ход выполнения работы. О степени засухоустойчивости растений можно косвенно судить по их способности поглощать воду из растворов высоких концентраций.

Мерой засухоустойчивости в настоящей работе служит количество проросших семян в условиях с различным осмотическим давлением внешнего раствора.

Приготовить чашки Петри к проращиванию семян. Для этого в них поместить кружки фильтровальной бумаги, смоченной раствором сахарозы соответствующей концентрации. Взять для каждого из 4 вариантов по 50 здоровых семян той или иной древесной породы и равномерно разложить их на смоченной раствором сахарозы фильтровальной бумаге. Работу провести в 3 или 4 повторностях.

Чашки Петри закрыть и поместить в термостат при температуре

25°С.

26

Подсчитать число проросших семян той или иной древесной породы на третий, седьмой и четырнадцатый день проращивания.

Результаты опыта внести в таблицу.

Засухоустойчивость древесных растений

Результаты опыта обработать статистически и сделать вывод о различной засухоустойчивости древесных растений.

Работа 11 Определение степени жароустойчивости растений

Объекты исследования: горшечные культуры древесных растений. Оборудование и реактивы: сушильный шкаф, фен, термометры, часы.

Ход выполнения работы. Изучение жаростойкости древесных растений основано на учёте видимых не вооружённым глазом изменений, происходящих при интенсивном воздействии горячего воздушного потока. Этот поток имитирует суховеи – горячие и сухие ветры, которые довольно часто отмечаются в лесостепной зоне ЦЧР.

Включить фен или сушильный шкаф, с открытыми верхними и нижними отверстиями. Поставить на поток горячего воздуха (температура 55-60 °С) выращенные в горшках растения ряда древесных пород.

Каждая пара студентов работает со всходами одной и той же древесной породы.

27

Выдержать растения в потоке горячего воздуха 20—25 мин, в течение которых обычно происходят видимые на глаз признаки угнетения листьев.

Отметить изменения окраски листьев, появление на них инфильтрационных пятен, некрозов (отмерших участков), потерю тургора, скручивание пластинки листа и другие особенности.

В выводах следует указать, какие виды древесных растений из исследованных оказались наиболее жаростойкими.

Как вы полагаете, можно ли по результатам данной работы судить о засухоустойчивости исследуемых растений и если да, то в какой, на Ваш взгляд, степени?

Работа 12 Изучение газоустойчивости растений

Объекты исследования: горшечные культуры древесных растений; срезанные побеги древесных растений.

Оборудование и реактивы: стеклянные бюксы, полиэтиленовые камеры на 0,125м3, чашки Петри, скрепки, концентрированная серная кислота, сернокислый натрий безводный,. 25%-ный аммиак, миллиметровая линейка.

Ход выполнения работы. В полиэтиленовую камеру поставить по 2 горшка со всходами древесных растений или по 2 срезанных побега. В ту же камеру поставить бюкс с сернистокислым натрием. Камеру загерметизировать путем загибания свободного верхнего конца и зажима его скрепками.

Через трубку и камеру (в бюкс) внести избыточное количество серной кислоты. В результате реакции образуется сернистый газ. Оставить растения в камере на 30—40 мин.

Устойчивость к аммиаку определить при прочих равных условиях следующим образом. В камеру с растениями помещают чашку Петри с налитым в неё раствором аммиака (4—5 мл). Экспозиция та же.

После газации растения или побеги извлечь из камер и поместить в теплое и освещенное место лаборатории.

Через 1—2 дня определить повреждения листьев некрозами в процентах к общей поверхности листьев.

28

При использовании хвойных древесных растений процент повреждаемости хвои определить по длине неповрежденной части. Для этого длину поврежденной части разделить на общую длину хвои и умножить на 100%.

На основании полученных данных составить таблицу.

Газоустойчивость древесны растений

Примечание. При заполнении таблицы учесть, что растение считается:

- устойчивым к промышленным газам, если повреждаемость листьев не превышает 20%;

-среднеустойчивым к газам, если повреждаемость листьев колеблется от 21 до 50 %;

-неустойчивым, если повреждается свыше половины ассимилирующих органов (51 - 100%).

29

VII. Обработка результатов опытов и наблюдений стандартными методами вариационной статистики

Физиологические процессы весьма лабильны – их активность может существенно меняться при незначительных колебаниях факторов внутренней и внешней среды (интенсивности освещения, температуры, концентрации веществ, возраста объекта и многих других). Поэтому даже в результате одного опыта, проводимого одной и той же бригадой на лабораторных занятиях по физиологии растений, получаются данные, численные значения которых никогда не совпадают.

Для более корректной интерпретации получаемых результатов, в работах предусмотрены 3-4-кратные повторы одного и того же опыта, наблюдения.

В некоторых работах дополнительно возникнет необходимость сравнить средние величины, найденные с разной погрешностью.

Для решения всех этих задач студентам необходимы знания по статистическому анализу данных.

Математическая обработка результатов исследований и наблюдений подробно рассматривается в специальных, отдельно читаемых курсах. Поэтому в настоящей главе не ставиться целью подробно разбирать методы математической статистики, а приводятся только названия, обозначения, определения основных статистических показателей и способы их расчёта.

На основе полученных статистических показателей студенты делают заключение о достоверности полученных результатов, существенности различий между вариантами опытов и другие выводы.

Основные статистические показатели и способы их расчёта.

1.Средняя арифметическая величина: М1.

М - указывает на среднее численное значение изучаемых явлений, процессов в общей совокупности результатов, но не характеризует их изменчивость.

30