Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методология научных исследований. Учебник
.pdf
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
Диаметр у шейки корня саженцев, достигших высо-
15.
ты 1,8-2,5 м.
Диаметр кроны низкорослых кустарников и моло-
16.
дых деревьев в культурах, школах
17. Диаметр проекции кроны низкорослых деревьев 0,5 м.
1,0 см.
10 см.
3 Образцы почвы на различных горизонтах оценивается на накоп-
ление тяжелых металлов - свинца, кадмия, цинка и железа. Подвижные
формы соединений свинца, кадмия, цинка и железа в почве извлекают ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4.8. Отношение почвы к раствору 1:10, время взаимодействия 1 ч, метод определения атомноабсорбционный (Практикум по агрохимии, под ред. Минеева В.Г., 2001).
4 Устойчивость растений к отрицательным экологическим факто-
рам среды: коэффициенты засухоустойчивости; солеустойчивости; жаро-
устойчивости; комплексный коэффициент устойчивости (Кушниренко, М.Д.
и др., 1970, Зелепухин В.Д., 1963, 1977).
1) Засухоустойчивость определяют следующим образом: свежесрезан-
ные листья взвешивали на торсионных весах и обезвоживали в течение 1 часа
в комнатных условиях при температуре 250С, затем рассчитали коэффициент:
Р
2
КЗУ =
Р
1
(1)
КЗУ - коэффициент засухоустойчивости;
Р1 - масса листа до высушивания, мг;
Р2 - масса листа после высушивания, мг.
2) Жароустойчивость определяют воздействием температуры в 400С в
термостате в течение 1 часа на листья, предварительно взвешенные на торсионных весах, по истечении срока термической обработки, листья повторно
взвешивались. Коэффициент жаростойкости определялся по формуле:
Р
2
КЖУ =
Р
1
(2)
КЖУ - коэффициент жаростойкости;
Р1 - масса листа до опыта, мг;
Р2 - масса листа после опыта, мг.
3) Солеустойчивость определяют взвешиванием срезанных образцов
на торсионных весах, затем их помещали в чашки Петри с 10 % раствором
хлористого натрия на 24 часа, по истечении этого срока образцы вновь взвешивались. Коэффициент солеустойчивости рассчитывался по формуле:
Р
2
КСУ =
Р
1
(3)
КСУ - коэффициент солеустойчивости;
21
21
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
3
+
+
Р1 - масса листа до погружения в раствор, мг;
Р2 - масса листа после погружения в раствор, мг.
4) Комплексный коэффициент устойчивости указывает на устойчи-
вость растения к неблагоприятным экологическим условиям. Рассчитывают
на основании данных коэффициентов засухоустойчивости, солеустойчивости, жароустойчивости по формуле:
ККУ
=
КЖУКСУКЗУ
(4)
ККУ - комплексный коэффициент устойчивости;
КЗУ - коэффициент засухоустойчивости;
КСУ - коэффициент солеустойчивости;
КЖУ - коэффициент жароустойчивости.
5 Пылеулавливающая способность листьев растений изучается в зави-
симости от высоты над уровнем земли. Способность различных видов растений отфильтровывать из воздуха пылевидные частицы, обычно, оценивают
по количеству осевшей на листьях пыли. Листья перед высушиванием отмываются в 50 мл дистиллированной воды, затем количество твердого осадка
определяется на фильтре после высушивания при температуре 1050С [46, стр.
11]. Количество взвешенных веществ выражается в граммах по расчету на 1
м2 поверхности данного вида листьев. Для определения площади поверхности листьев используется весовой метод (Вигоров Л.И., 1961).
6 Для определения водного обмена растений листья заготавливают из
средней части хорошо развитых побегов, находящихся в условиях нормального освещения и расположенных на периферии средней части кроны (Семакин В.П., 1968). В процессе шестикратной повторности опытов по общепринятым методикам (Иванов Л.Я. и др., 1950) определяются различные показатели водного режима.
1) Интенсивность транспирации определяется методом быстрых
взвешиваний листьев и пересчетом на 1г сырого веса за 1 час. Листья взвешиваются в лабораторных условиях дважды: до опыта - 1 вес, через 3 минуты обезвоживания в комнатных условиях при температуре 250С - 2 вес. По
результатам взвешивания рассчитывается потеря воды в мг за 1 час на 1г сырой (и сухой) массы и на единицу площади (100 см2) листа. Повторность
опыта 6-8 кратная. Данные рассчитываются по следующей формуле:
РРИТ-
21
=
Р
1
хх
100020
(5)
ИТ - интенсивность транспирации, мг/г/час;
Р1 - начальный вес листа, мг;
Р2 - вес листа через 3 мин, мг.
22
22
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
ИТ
2) Содержание воды в листьях определяют высушиванием их в термо-
стате до постоянного веса при 1050С. Количество воды рассчитывается в
процентах на сырой вес по следующей формуле:
РРСВ-
=
20
Р
0
х
100
(6)
СВ - содержание воды, %;
Р0 - начальный вес листа, мг;
Р2 - абсолютно сухой вес, мг.
3) Экономность транспирации указывает на количество испарений за 1
час воды в процентах от общего запаса, бывшего в листьях. Этот показатель
рассчитывается по следующей формуле:
СВ
ЭТ =
(7)
ЭТ - экономность транспирации, %;
СВ - содержание воды, %;
ИТ - интенсивность транспирации, %.
4) Расчет водопотери отталкивается от первоначальной сырой массы
листа:
РРВП-
=
10
Р
0
х
100
(8)
ВП - водопотеря, %;
Р0 - начальный вес листа, мг;
Р1 - вес через 1 час высушивания мг.
5) Водный дефицит определяется следующим образом: срезанные ли-
стья взвесили на торсионных весах и затем целиком погружают в воду, имеющую комнатную температуру на 2 часа. После насыщения водой, листья
слегка просушиваются фильтровальной бумагой и взвешиваются повторно.
Затем рассчитывают дефицит воды по формуле:
РРВД-
=
10
Р
0
х
100
(9)
ВД - водный дефицит, %;
Р0 - первоначальный вес листа, мг;
Р1 - вес листа через 2 часа, мг.
6) Водоудерживающая способность листьев определяется путем их
подсушивания в лабораторных условиях в течение определенного времени
(1-2 часа). Листья дважды взвешиваются на торсионных весах: в начале опы-
23
23
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
ВП
та и и через 1 (2) часа после подсушивания. Подсушивание проводится при
комнатной температуре (около 250С). Расчет проводится отношением сырой
первоначальной массы листа в процентах к потере воды по формуле:
СВ
КВУ =
(10)
КВУ - коэффициент водоудерживания;
СВ - содержание воды, %;
ВП - водопотеря, %.
7) Водоемкость характеризует максимальную способность листа насы-
щаться водой и коррелирует с активностью воды в тканях:
РРВЕ-
=
21
Р
0
х
100
(11)
ВЕ - водоемкость, %;
Р0 - первоначальный вес листа, мг;
Р1 - вес листа через 2 часа, мг;
Р2 - абсолютно сухой вес, мг.
8) Относительную тургесцентность рассчитывают по следующей
формуле:
ОТ
=
10
-
РР
21
х
100
-
РР
(12)
ОТ - относительная тургесцентность, %;
Р0 - первоначальный вес листа, мг;
Р1 - вес листа через 2 часа, мг;
Р2 - абсолютно сухой вес, мг.
9) Показатель относительной активности воды (гидратура) вычис-
ляют отношением общего содержания воды к концентрации клеточного сока.
10) Концентрация клеточного сока в листьях определяется на рефрак-
тометре ИРФ-22, который позволяет быстро и точно определить ККС и потенциальное осмотическое давление. Предварительно листья высушиваются
в термостате (3-5 листьев помещаются в алюминиевую бюксу, плотно закрытую крышкой) при 1000С на 3 минуты. Затем листья быстро заворачиваются
в марлю и из них выжимается клеточный сок ручным прессом на призму рефрактометра. Повторность определений 3-х кратная.
11) Осмотическое давление определяется после определения концен-
трации клеточного сока по специальной таблице (таблица 2). При переводе
Кпа, полученное осмотическое давление в атмосферах умножается на 101.3.
24
24
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
Таблица 2 - Рефрактометрические показатели преломления концентрации и
осмотического давления растворов сахарозы (при 200С)
№ п/п
1 2 3 4
1 1.3330 0 0
2 1.3344 1.0 0.77
3 1.3351 1.5 1.16
4 1.3359 2.0 1.56
5 1.3367 2.5 1.96
6 1.3374 3.0 2.34
7 1.3381 3.5 2.73
8 1.3388 4.0 3.16
9 1.3395 4.5 3.34
10 1.3403 5.0 3.95
11 1.3411 5.5 4.35
12 1.3418 6.0 4.74
13 1.3425 6.5 5.12
14 1.3433 7.0 5.56
15 1.3441 7.5 5.96
16 1.3448 8.0 6.41
17 1.3456 8.5 6.86
18 1.3464 9.0 7.33
19 1.3471 9.5 7.78
20 1.3479 10.0 8.26
21 1.3487 10.5 8.69
22 1.3494 11.0 9.18
23 1.3502 11.5 9.65
24 1.3510 12.0 10.14
25 1.3518 12.5 10.62
26 1.3526 13.0 11.10
27 1.3533 13.5 11.59
28 1.3541 14.0 12.10
29 1.3549 14.5 12.63
30 1.3557 15.0 13.14
31 1.3565 15.5 13.70
32 1.3573 16.0 14.22
33 1.3582 16.5 14.74
34 1.3590 17.0 15.29
35 1.3598 17.5 15.84
36 1.3606 18.0 16.46
37 1.3614 18.5 17.08
38 1.3622 19.0 17.72
39 1.3631 19.5 18.31
40 1.3639 20.0 18.95
41 1.3647 20.5 19.57
42 1.3655 21.0 20.19
Показатель
преломления (Д)
Концентрация
клеточного сока, %
Осмотическое
давление, атм.
25
25
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
Продолжение таблицы 2
1 2 3 4
43 1.3663 21.5 20.83
44 1.3672 22.0 21.48
45 1.3681 22.5 22.16
46 1.3689 23.0 22.90
47 1.3698 23.5 23.58
48 1.3706 24.0 24.34
49 1.3715 24.5 25.07
50 1.3723 25.0 25.84
51 1.3731 25.5 26.57
52 1.3740 26.0 27.28
53 1.3749 26.5 28.00
54 1.3758 27.0 28.68
55 1.3767 27.5 29.54
56 1.3775 28.0 30.44
57 1.3784 28.5 31.27
58 1.3793 29.0 32.14
59 1.3802 29.5 33.10
60 1.3811 30.0 34.00
61 1.3820 30.5 35.00
62 1.3829 31.0 36.00
63 1.3838 31.5 36.84
64 1.3847 32.0 37.80
65 1.3856 32.5 38.80
66 1.3865 33.0 39.80
67 1.3874 33.5 40.84
68 1.3883 34.0 41.90
69 1.3893 34.5 42.95
70 1.3902 35.0 44.20
71 1.3911 35.5 45.22
72 1.3920 36.0 46.36
7 Для гистохимических анализов в пределах изучаемого вида методом
случайного отбора выбирают по 5 растений и заготавливали годичные побеги, которые отбирались по существующим общепринятым методикам [406].
Гистохимическими методами изучают динамику накопления запасных
веществ в побегах, таких как: крахмал, сахара, жиры, ход лигнификации побегов (Прозина М.Н., 1960, Барская Е.И., 1967, Бессчетнова М.В., 1975).
Крахмал обнаруживается цветной реакцией на раствор Люголя, сахара - реакцией Молиша с α- нафтолом, жиры - спиртовым раствором Судана-III,
лигнификацию побегов изучают с применением флороглюциновой реакции
на лигнин «Ф». Наличие запасных веществ оценивается в условных баллах,
ход лигнификации по процентному отношению окрасившейся зоны ксилемы по всей ее радиальной ширине, после измерения окуляр-микрометром.
26
26
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
1) Определение хода лигнификации. Реактивом на лигнин служит флю-
роглюцин с соляной или 25 % серной кислотой. Насыщенный раствор (0.1-5
%) флюроглюцина в воде или спирте. Помещают туда срезы, затем вносят 12 капли дымящейся соляной или 25 % серной кислоты, после появления
окраски реактивы переносят в глицерин. Обычно окрашиваются одревесневшие клетки ксилемы и лубяные волокна в малиново-красный цвет. Если вся
зона ксилемы от сердцевины до камбия окрашена полностью и равномерно,
то лигнификация полностью завершена. Если окрашивается лишь часть ксилемы, начиная от сердцевины, а около камбиального слоя заметна зона неокрашенных, не одревесневших клеток, то лигнификация еще не закончена,
камбий свою работу не завершил и при этом окрашивание будет не однородным, и его интенсивность будет убывать по направлению к камбиальной
зоне. Отношение протяженности (толщины) окрашенной зоны в микрометрических единицах к общей протяженности ксилемы дает процент лигнификации.
2) Определение крахмала в тканях. Крахмал определяется реактивом
Люголя, который дает окрашивание от голубого до черного - разной интенсивности. Крахмальные зерна, кружки под воздействием раствора становятся
заметны в клетках тканей. Оценка количества крахмала проводится по пятибалльной шкале. Наличие крахмала определяют отдельно в каждой ткани и
затем суммируют условные баллы (таблица 3).
Таблица 3 - Оценка количества крахмала в условных баллах
Условные баллы
Наличие крахмальных зерен в тканях
1 встречается в единичных клетках
2 встречается менее чем в 50 % клеток
3 встречается не менее чем в 50 % клеток
4 отсутствует в единичных клетках
5 наличие во всех клетках
3) Реакция на моносахариды и дисахариды. Реакция Молиша с αнафтолом выявляет моносахариды и дисахариды, глюкозиды и другие виды
углеводов и дает фиолетовое окрашивание. Готовят 10-15 % раствор αнафтола в 96 % спирте и помещают в него не очень тонкие срезы (2-3 слоя
клеток) и добавляют 2-3 капли 50-60 % серной кислоты, накрывают покровным стеклом. При условии, что в клетках присутствует глюкоза, то весь срез
или отдельные клетки окрашиваются почти мгновенно в фиолетовый цвет.
Если же окрашивание возникает через 15-30 минут, то это указывает на присутствие в клетках других углеводов, которые под воздействием серной кислоты превращаются в сахара. Наличие сахаров определяют отдельно в каждой ткани и затем суммируют условные баллы (таблица 4).
27
27
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
4) Определение жиров. Реактивом на жиры является Судан-III, который
также окрашивает суберин, кутин, смолы и др. и при этом дает оранжеворозовый цвет. Срезы должны быть тонкими - 1 слой клеток. Раствор: СуданIII - 0.01 г, спирт 96 % - 5 мл, глицерин - 5 мл. Окрашивание срезов проводится в течение 10 минут, затем препарат помещают в каплю глицерина (срез
прежде промывается водой). Если в клетках тканей присутствуют жиры, то
они окрашиваются в розовый цвет. Обычно окрашиваются стенки клеток,
кроме того, жиры, возможно, увидеть и в капельном состоянии. Наличие жиров определяют отдельно в каждой ткани и затем суммируют условные баллы (таблица 4).
Таблица 4 - Оценка количества сахаров в условных баллах
Условные баллы
Окрашивание тканей
1 бледное (едва заметно)
2 светлое (хорошо заметно)
3 средней интенсивности
4 яркое
5 темное
Таблица 5 - Оценка количества сахаров в условных баллах
Условные баллы
Окрашивание тканей
1 бледно-розовое (едва заметно)
2 светло-розовое (хорошо заметно)
3 розовое, средней интенсивности
4 ярко-розовое
5 светло-красное
10 Содержание в листьях химических элементов определялось в
нанолаборатории инженерного профиля «Электронная микроскопия» Казахского национального аграрного университета на аналитическом сканирующем электронном микроскопе JSM-6510LA японской фирмы Jeol.
11 При определении количественных показателей прогнозирования
кислородопродуктивности и поглощения углекислого газа растениями
применяется методика, разработанная С.В.Беловым. Для определения количественной массы структурных составляющих растений используются как
собственные данные, так и существующие нормативы.
12 Методика оценки перспективности по 9 признакам, которые можно
оценить визуально (Кентбаева Б.А, 2010).
1) Декоративность растения очень важна с точки зрения эстетическо-
го восприятия, качественного озеленения городских ландшафтов и оценива-
28
28
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
ется по 10 бальной шкале: I - высокая (10 баллов), II - средняя (7 баллов), III -
низкая (3 балла).
2) Цветение оценивается по 10 бальной шкале: I - обильное (10 баллов),
II - среднее (7 баллов), III - слабое (3 балла);
3) Плодоношение оценивается по 10 бальной шкале: I - обильное (10
баллов), II - среднее (7 баллов), III - слабое (3 балла).
4) Побегообразовательная способность оценивается по 10 балльной
шкале: I - высокая (10 баллов); II - средняя (7 баллов); III - низкая (3 балла).
5) Прирост по высоте оценивается по 10 бальной шкале: I - высокий
(10 баллов); II - средний (7 баллов); III - низкий (3 балла).
6) Визуальная зимостойкость оценивается по 15 балльной шкале: I -
повреждений нет (15 баллов); II - обмерзают однолетние побеги (10 баллов);
III - обмерзают двухлетние побеги (8 баллов); IV - обмерзает вся надземная
часть (3 балла); V - растение вымерзает полностью.
7) Визуальная засухоустойчивость оценивается по 15 балльной шкале:
I - растение не реагирует на засуху (15 баллов); II - наблюдается потеря тур-
гора листьев (12 баллов); III - усыхание верхушки годичных побегов (10 баллов); IV - усыхание листьев на многолетних побегах (7 баллов); V - усыхание
многолетних побегов (3 балла); VI - усыхание всего растения (0 баллов).
8) Степень устойчивости к болезням и вредителям оценивается по 5
балльной шкале путем визуальной оценки повреждений у каждого вида: I устойчивое (5 баллов), II - неустойчивое (3 балла). Определение видового
разнообразия возбудителей заболеваний и вредителей проводится по соответствующей справочной литературе, 383].
9) Визуальная оценка степени комплексной устойчивости в условиях
техногенной среды. Для качественной оценки внешних признаков угнетения
растений под влиянием воздействий техногенной среды определяется наличие карликовости, вялости и дряблости, некроза листьев, изменения цвета и
дефолиации, уменьшения размеров цветков, листьев, плодов, побегов, фитотоксического угнетения или поражения растений, которое оценивается по 15
бальной шкале: I - здоровое (15 баллов); II - слабоугнетенное (12 баллов); III среднеугнетенное (10 баллов); IV - угнетенное (5 балла); V - сильноугнетенное (3 балла); VI - погибшее (0 баллов).
На основании вышеприведенных показателей растения оцениваются по
следующей шкале перспективности: 1) очень перспективные - 81-100 баллов;
2) перспективные - 61-80 баллов; 3) среднеперспективные - 41-60 баллов; 4)
малоперспективные - 19-40 баллов; 5) неперспективные - 18 и менее баллов.
29
29
КентбаеваБ.А.«Методологиянаучныхисследований»
Раздел III ВАРИАЦИОННАЯ СТАТИСТИКА
§ 1 Биометрии и основные ее понятия
Биометрия сложилась в пограничных областях между биологией и математикой. Ее развитие связано с превращением биологии из науки описательной в науку точную, основанную на измерениях, на применении количественных оценок при решении биологических задач.
Впервые термин биометрия (от греческих слов bios» - жизнь и
«metroеn - измерять) был введен в 1889 году Ф.Гальтоном, обозначавший
применение некоторых методов математической статистики при изучении
наследственности, изменчивости и других биологических явлений. Биомет-
рия - это наука о статистическом анализе групповых свойств биологии,
которая изучает специфику неединичных явлений. Предметом биометрии
служит любой биологический объект, если проводимые над ним наблюдения
получают количественное выражение.
Лесная биометрия - это раздел биометрии, содержанием которого является планирование и организация количественных экспериментов в лесоведении, лесоводстве, лесной таксации и в других лесных дисциплинах, обработка и анализ полученных результатов, используя методы математической статистики.
Лесная биометрия достаточно развитая наука. Для описания леса, лесных биогеоценозов, отдельных элементов лесного насаждения используются
и дают важные практические результаты многие математические подходы,
применяющиеся в общей биометрии. Методы лесной биометрии широко используются при анализе процессов в природных явлениях, свойственных деревьям и древостоям, а также отдельным участкам леса. В качестве примера
можно привести анализ наследуемости признаков деревьев и древостоев,
оценка эффективности различных лесохозяйственных мероприятий.
Лесная биометрия - необходимый методический инструмент для проведения научных исследований в лесу, при разработке различных нормативных
и справочных материалов. Например, все лесоводы пользуются сортиментными и объемными таблицами для учета леса на корню, применяют специальные таблицы для учета готовой лесопродукции, замеряя длину сортимента и его диаметр в верхнем отрезе и т.д. В этих таблицах приведены усредненные величины, полученные на основе обработки методами биометрии
большого экспериментального (его еще называют первичным или исходным)
материала. Далеко не каждое бревно определенной длины и диаметра имеет
объем точно совпадающий с тем, который приведен в справочнике для искомых параметров длины и диаметра, но, пользуясь методами лесной биометрии, ученые получили объемы с достаточной степенью приближения к реальности, и точность определения увеличивается при возрастании числа измерений.
30
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]