Вегетационный метод
лабораторный метод изучения растений, заключающийся в выращивании их в сосудах, помещаемых в вегетационных домиках (См. Вегетационный домик). При помощи В. м. изучают: физиологическую роль питательных веществ и их поступление в растение, значение реакции среды (pH), нормы полива, отношение различных растений к концентрации питательного раствора, к температуре (морозостойкость), влаге (засухоустойчивость), свету (фотопериодизм), к химическим средствам защиты растений, гербицидам и т.д. В. м. применяется, главным образом, для сравнительной оценки разных видов вносимых в почву удобрений. Чтобы выяснить значение для растений тех или иных химических элементов или их солей, вместо почвы сосуды заполняют чистым кварцевым песком либо дистиллированной водой (см. Водные культуры. Гидропоника, Песчаные культуры) и в них вводят подлежащие изучению соединения.
Выращивание растений в сосудах требует защиты культур от случайных повреждений, от попадания в сосуды атмосферных осадков, нарушающих создаваемый в сосудах определенный режим, и от др. воздействий. Существенный недостаток В. м. — ограниченность объёма почвы, в котором выращивают растения; поэтому корневая система в сосудах располагается более скученно, чем в полевых условиях. Небольшое кол-во почвы в вегетационных сосудах — причина того, что выращиваемые в них растения значительно сильнее отзываются на недостаток того или иного элемента, чем растения, выращиваемые в полевых условиях. Поэтому получаемые В. м. данные о потребности в удобрении нередко оказываются преувеличенными. Другой существенный недостаток В. м. — разрушение почвенной структуры при высушивании и просеивании почвы перед набивкой в сосуды. Поэтому получаемые В. м. результаты следует рассматривать как предварительные и очень осторожно переносить на полевые условия.
Наиболее полную разработку В. м. получил в трудах русских учёных — П. С. Коссовича, Д. Н. Прянишникова, К. К. Гедройца. Горячим пропагандистом В. м. был К. А. Тимирязев, организовавший показ В. м. на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде (ныне г. Горький) в 1896.
Лит.: Недокучаев Н. К., Вегетационный метод, 4 изд., М. — Л., 1931; Соколов А. В., Ахромейко А. И., Панфилов В. Н., Вегетационный метод, М., 1938; Прянишников Д. Н., Избр. соч., т. 1, М., 1963; Тимирязев К. А., Избр. соч., т. 2, М., 1948: Методика полевых и вегетационных опытов с удобрениями и гербицидами, М., 1967; Журбицкий 3. И., Теория и практика вегетационного метода, М., 1968.
Влияние отдельных элементов на развитие табака в водной культуре: 1 — без N, 2 — без P, 3 — без K, 4 — без Ca, 5 — без Mg, 6 — на полном питательном растворе; 7 — без B, 8 — без S, 9 — без Mn, 10 — без Fe.
Вегетационный опыт с люпином по усвоению фосфорной кислоты в песчаных культурах; 1 — растворимый фосфат; 2 — без фосфора; 3—5 — различные фосфориты.
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .
Источник
Методы физиологии растений
Физиология растений относится к числу экспериментальных наук. Экспериментом в физиологии называют изучение физиологического явления в искусственно создаваемых условиях. При этом может изучаться либо отдельная функция (фотосинтез, дыхание и т.д.), либо воздействие отдельного фактора на комплекс функций, или влияние комплекса воздействий на жизнедеятельность растения в целом (например, антропогенные воздействия). Опыты могут быть лабораторными и полевыми.
Лабораторные эксперименты позволяют глубоко исследовать явления, происходящие на клеточном субклеточном и молекулярном уровнях.
К современным приемам и методам исследования относятся:
Световая микроскопия – приготовление тонких окрашенных срезов (разрешающая способность – 0,2 мкм х 2000 раз).
Электронная микроскопия – обычные приемы – фиксация быстрым замораживанием, скол и травление напылением ионов тяжелых металлов (500-800 А˚, — обычно рассматриваемые объекты, разрешающая способность 3-10 А˚, увеличение 1000000 раз).
Разрешающая способность светового микроскопа ограничена длиной световых волн. Максимально возможное разрешение равно ½ λ используемого света. Средняя λ видимого света составляет примерно 550 км, поэтому удавалось получить разрешение примерно в 200 км. Однако многие клеточные структуры имеют меньший размер. Эта проблема была разрешена в 30-40 годы, когда создание электронного микроскопа произвело революцию в биологической науке. Вместо света в электронном микроскопе используют пучок электронов, у которых λ значительно меньше, следовательно разрешительная способность больше, примерно в 500 раз больше.
Подготовка материала к исследованию включает следующие приемы:
1. Срезы готовятся на ультратоме окрашиваются соединениями тяжелых металлов. Окрашенные участки становятся непроницаемыми и на микрофотографиях они выглядят темными.
2. Напыление. Образец бомбардируется атомами тяжелых металлов, например золотом или платиной, под определенным углом. Закрытые площади + «тень» за образцом остаются прозрачными для электронов.
3. Замораживание – скалывание и замораживание – травление.
Фрагмент ткани быстро замораживается при очень низкой температуре и затем разламывается с помощью острого металлического лезвия. Ткань растрескивается вдоль слабо соединенных плоскостей. В вакууме лед возгоняется, оставляя сколотую поверхность. Реплика этой поверхности создается слоем углерода. На эту реплику из углерода напыляется тяжелый металл, а также под репликой разрушаются кислотой. Этот метод удобен при изучении структуры мембран. Его преимущество состоит в том, что ткани быстро умерщвляются, не подвергаясь химической обработке, которая может повлиять на их структуру.
Дифференциальное центрифугирование. Широко используют для исследования биохимических и физиологических механизмов работы клетки. При этом клеточные фракции сохраняют свою морфологическую и функциональную целостность.
Хроматография – разделение веществ /бумажная, колоночная/.
Метод хроматографии впервые предложен русским ученым Цветом в 1906 году и сейчас широко используется.
Хроматография – это метод, применяемый для разделения различных смесей на составляющие их компоненты. Метод основан на том, что в неподвижной среде, через которую протекает растворитель, каждый из компонентов, увлекаемых растворителем, движется со своей собственной скоростью независимо от других.
В качестве неподвижной среды /адсорбента/ могут быть использованы различные вещества: сахароза, окись магния, крахмал, стекло, бумага и т.д. Подвижность вещества зависит от его растворимости в растворителе, пропускаемом через адсорбент и адсорбируемости на данном адсорбенте. Чем выше растворимость вещества в растворителе, тем хуже он адсорбируется на адсорбенте, тем больше его подвижность. Применяя разные комбинации растворителей и адсорбенты различной природы, можно добиться высокой степени разделения.
Метод меченых атомов – введение радиоактивной метки и обнаружение ее при помощи массспектрометра.
Вегетационный опыт – опыт, проводимый в сосудах, где экспериментатор дозирует и контролирует количество питательной среды для выращивания растений, ее качественный или количественный состав и т.д. Если опыт ведется в теплице, то регулированию поддается свет и температура.
Вегетационные опыты позволяют установить закономерности роста и развития растений от изучаемого фактора.
Полевой опыт – ведется в полевых условиях (природных). Ввиду пестроты природных условий: неоднородность почвы, склоны, вредители, осадки и т.д. – точность полевого опыта значительно меньшая.
Источник
Работа 16. Разработка методики вегетационного опыта
Вегетационный метод является одним из методов агрономических исследований и, наряду с полевым опытом, применяется для решения самых различных вопросов растениеводства, физиологии, селекции, земледелия, агрохимии и др. Вегетационный опыт – исследование, осуществляемое в контролируемых условиях – вегетационных домиках, теплицах, оранжереях.
В вегетационных опытах растения выращивают в вегетационных сосудах, в искусственной, но агрономически обоснованной обстановке, регулируемой экспериментатором.
В зависимости от используемого субстрата существует водная, песчаная и почвенная культура. Наибольшее распространение имеют вегетационные опыты с почвенными культурами, так как почва является не только субстратом, но и изучаемым фактором.
При планировании и закладке вегетационного опыта с почвенной культурой необходимо решить следующие вопросы:
- число сосудов определяется числом вариантов и заданной повторностью;
- определить необходимую массу для набивки как одного сосуда, так и всех сосудов опыта;
- рассчитать дозу удобрений на 1 кг почвы и все сосуды;
- определить влажность почвы при набивке и полную полевую влагоемкость;
- определить необходимое количество воды для полива в период вегетации растений для создания оптимальных условия роста и развития растений.
Контрольные вопросы к защите
1. Техника закладки вегетационного опыта.
3. Какие сосуды используются в вегетационных опытах?
2. Преимущества и недостатки вегетационного опыта.
4. Как добиться независимости действия случайных факторов в вегетационном опыте?
Общая постановка задачи
1. Рассчитать массу почвы для набивки сосудов.
2. Определить влажность и влагоемкость почвы.
3. Рассчитать необходимое количество воды для набивки сосудов
4.Рассчитать необходимое количество воды для полива одного сосуда.
Список индивидуальных заданий
Данные для определения влажности почвы
Данные для определения полной полевой влагоемкости
а – масса пустого бюкса, г
в – масса бюкса с почвой до сушки, г
с – масса бюкса с почвой после сушки, г
А – масса пустого цилиндра,
В – масса цилиндра с почвой до увлажнения,
С – масса цилиндра с почвой после насыщения
Источник