ответы на предмет. 2. Методы исследований на ионномолекулярном уровне, уровне элементарных частиц, микро и макроагрегатов
 Скачать 114.89 Kb.
|
|
35. Методы идентификации возбудителей болезней растений (метод микроскопического анализа) и интенсивности поражения. К микроскопическому методу прибегают в том случае, если макроскопический метод не дал должных результатов. Метод заключается в исследовании под микроскопом спороношений возбудителей или пораженных тканей растений. Микроскопический анализ ценен тем, что позволяет обнаруживать характерные и безусловно точные признаки, присущие возбудителям (грибы, бактерии, вирусы), например, у грибов форму и цвет спор, форму сумок, наличие парафиз и др. Для практиков этот метод хорош в большей мере тем, что с его помощью можно установить наличие возбудителя в тканях растения, когда нет явных признаков поражения. При исследовании пораженных растительных тканей с целью обнаружения бесцветной или слабоокрашенной грибницы используют дифференцированное окрашивание. Так, для диагностирования инфекционного полегания производят окрашивание КМпО4. С этой целью берут кусочек стебелька в области корневой шейки, размачивают его в капле воды и раскатывают до образования тонкой полоски ткани, затем наносят на эту полоску каплю 3-5 % раствора марганцевокислого калия. Через 2-3 минуты препарат промывают водой и рассматривают под микроскопом. В случае инфекционного характера болезни клетки тканей будут заполнены гифами гриба бурого цвета. При неинфекционном полегании в клетках просматривается сжавшаяся плазма. При диагностировании шютте обыкновенного сосны на ранних стадиях развития продольные срезы хвои погружают на несколько минут в этиловый спирт, затем споласкивают водой и помещают в состав 1% раствора анилинового синего и молочной кислоты (1:1). После этого срезы подогревают до парообразования, краситель удаляют с помощью фильтровальной бумаги, а срез нагревают в молочной кислоте. При этом гифы гриба становятся синими или темно-голубыми и хорошо выделяются на светлом фоне тканей хвои. Дифференцированную окраску грибов применяют также и при микроскопическом исследовании тканей древесины, пораженной дереворазрушающими грибами. Так, В. Рипачек рекомендует с целью окрашивания грибных гиф погружать срезы древесины в дистиллированную воду, к которой добавляют несколько капель 10% раствора азотнокислого серебра. После такой обработки гифы окрашиваются в темно-бурый цвет, а древесина приобретает лишь светло-коричневый оттенок. По способу С.И. Ванина тонкие срезы пораженной древесины на предметном стекле обрабатывают 10 % раствором азотнокислого серебра, подогревают до кипения, затем смывают несколькими каплями воды и обрабатывают 10% раствором едкого калия (КОН). Снова доводят до кипения, отмывают в воде и рассматривают под микроскопом. Препарат окрашивается в бурый цвет, гифы становятся более темными, древесина – светлее. При диагностике болезней бактериальной этиологии широко используют окраску по Грамму и другие методы окрашивания препаратов. Интенсивность, или степень поражения растений — это качественный показатель проявления болезни. Он определяется по площади поражённой поверхности органов растений или по интенсивности проявления симптомов заболевания (визуально). Для оценки степени поражения используют различные условные шкалы (словесные, балльные и процентные). Разнообразие шкал существует потому, что невозможно пользоваться одной оценочной шкалой для всех болезней. Словесными балльными шкалами пользуются при оценке таких заболеваний, когда невозможно определить проявление градации: непоражённые, единично, слабо, средне и сильно поражённые растения. Эта шкала применяется для оценки общего состояния посевов. При осмотре отмечают количество и площадь полей соответствующих градаций, а так же характер поражения — очаговый или равномерно рассеянный. Учёт всех болезней выполняют по следующей методике: на площади до 50 га в 10 местах по двум краевым полосам и по центру берут по 50 растений (всего 500). На каждые последующие 10 га добавляют по 2 пробы (100 растений). При этом учитывают число растений, погибших и поражённых каждой болезнью в отдельности. Для стеблевой и прикорневой форм белой и серой гнилей, ложной мучнистой росы, вертициллёзного, бактериального увядания, фомопсиса и пепельной гнили учитывают только процент поражённых растений, а для бактериозов белой и серой гнилей, развивающихся на корзинках, ещё и степень развития по М.Д. Вронских: 0 - мокнущее пятно занимает до 10% площади корзинки разрушение и выпадение тканей корзинки редко; 1 балл - мокнущее пятно или разрушенная и выпавшая часть тканей занимает 11 -25 % площади корзинки; 2 балла - то же 26-50 %; 3 балла - то же 51-75 %; 4 балла - то же 76-100 %. Для пятнистостей (септориоз, альтернариоз, фомоз, фомопсис) учитывают степень развития болезни по следующей шкале: 0 - здоровое растение; 1 балл - поражено до 10 % поверхности листьев; 2 балла - 11-25%; 3 балла - 26-50 %; 4 балла - свыше 50 % поверхности листьев. Степень поражения растений ржавчиной учитывают по следующей шкале: 0 - здоровое растение; 1 балл - имеются единичные пустулы на всём растении; 2 балла - отдельные группы пустул рассеяны на листьях, более интенсивно — на нижней стороне: 3 балла - многочисленные, иногда сливающиеся пустулы на листьях среднего яруса: 4 балла - сплошное развитие крупных пустул, на листьях среднего яруса они сливаются. Интенсивность поражённых отдельных органов (листья, стебли) фомопсисом учитывают по 5-ти балльной шкале визуально: 0 - поражение отсутствует. 1 балл - коричневые пятна на листьях переходят на черешок, стебель без признаков поражения. 2 балла - коричнево-серое пятно на стебле размером до 5 см. На поперечном срезе стебля видно поражение первичной коры. 3 балла - пятно на стебле достигает длины 10-15 см. На поперечном срезе стебля поражение доходит сосудистого цилиндра. 4 балла - пятно на стебле до 20-25 см, если их несколько, они сливаются. Мицелий гриба проникает глубоко в ткань, до внутренней полости стебля. Стебель часто переламывается. Степень развития болезней высчитывают по следующей формуле:  R — интенсивность развития болезни (балл, %); Σ(ab) — сумма произведений числа растений на соответствующий им балл (процент) поражения; N — общее количество учётных растений; К — высший балл шкалы учёта. Для определения интенсивности развития болезни на посевах вычисляют средневзвешенный процент по формуле:  Rс — средневзвешенный процент развития болезни; ΣsR — сумма произведении площади полей на соответствующий процент интенсивности развития болезни; S — общая площадь. На основании данных учёта распространённости и развития болезней масличных культур можно определить размеры ущерба, причиняемого ими. Обычно потери выражают в процентах на учетную единицу (растение, площадь), которые рассчитывают по формуле:  В — потери урожая (%); А — урожаи здоровых растении; а — урожай больных растении. 36. Методы инструментальной оценки морфофизиологического состояния растений: массы, площади листьев, состояния развития корневых систем. Определение высоты растений Высоту растений, как правило, измеряют в определенные фазы развития растений. Для этого используют мерную линейку. Конец линейки устанавливают на поверхность почвы. В зависимости от величины делянки объем выборки составляет 50-100 растений, отбираемых в разных местах по диагонали учетной площади. При этом стебель измеряют от поверхности почвы до верхушки. Итоговый показатель такого учета - средняя высота растений на делянке (В.Ф. Мойсейченко, 1996). Определение площади листьев оличество листьев по весу имеет значение для определения качества корма, особенно при соотношении менее питательных стеблей и более питательных листьев. Для характеристики видов имеет большое значение как показатель, характеризующий аппарат, синтезирующий органическое вещество. Существует несколько способов определения площади листьев. Мы использовали расчетный способ определения площади отдельных листьев. Зная длину и ширину листа и используя приведенный коэффициенты (0,67- для злаковых культур с линейной и продолговатой формой листьев и 0,744- для культур с овальной формой листьев), рассчитывают площадь одного отдельного листа (в квадратных сантиметрах) по формуле: П=Д х Ш х К, (1) где Д и Ш - длинна и ширина листа, см; К - переводной коэффициент (0,67 или 0,74) (В.Ф.Мойсейченко, 1996). Измерение длины корневой системы проводится при изучении интенсивности развития растений или определение силы роста семян. Сила роста семян определяется морфофизиологическим способом, когда исследуемый посевной материал закладывается между слоями и фильтровальной бумаги и ставится на проращивание. При прохождении оптимального срока проращивания ленты разматываются и замеряется длина ростков и корешков. Замеры проводятся вручную, на что затрачивается много времени и средств. Определение интенсивности развития корневой системы с многократным определением при данной системе оценки затруднено, т.к. многократное разматывание лент приводит к травмированию корневой системы. (Гриценко В. В. Семеноведение полевых культур. М.: Колос, 1984). Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения сопротивления почвы проникновению ростков, которое содержит сосуд, в который помещают почву, силоизмерительное устройство, шарнирно-рычажную систему, которая связывает силоизмерительное устройство с подвижной стенкой. В сосуде установлены перфорированные преграды, на которых слоем, соприкасаясь друг с другом, расположены металлические шарики. Преграды установлены наклонно в сторону к подвижной стенке так, что крайние металлические шарики контактируют с подвижной стенкой. Устройство позволяет сравнительно оценить развитие корневой системы исследуемых культур, но не дает непосредственной оценочной информации о параметрах корневой системы, в частности о ее длине и интенсивности нарастания. Цель изобретения - автоматизация оценки развития корневой системы растений путем измерения ее длины. 37. Спутниковое дистанционное зондирование состояния фитоценозов, фотограмметрия посевов. Структура космической системы ИПРЗ принципиально состоит из системы управления структурой и четырех основных подсистем: получения космической информации, дополнительной дистанционной информации, сбора и хранения информации, обработки информации. Подсистема получения космической информации включает: космические носители измерительной аппаратуры - искусственные спутники Земли, пилотируемые космические корабли (ПКК) и орбитальные станции (ОС); измерительную аппаратуру, устанавливаемую на космических носителях; аппаратуру, передающую полученную информацию на Землю (на пункты приема информации - ППИ) в подсистему сбора информации. Данные, полученные с помощью космической измерительной подсистемы, содержат для каждого отдельного элемента природного объекта информацию о его состоянии. Эти данные передаются на пункты приема информации и оттуда в банк данных подсистемы сбора информации на хранение. База данных должна содержать: разновременные и разномасштабные материалы космических и аэрофотосъемок; характеристики измерительной аппаратуры; результаты наземных (натурных) измерений (выполненных синхронно с космическими съемками) параметров состояния природной среды в отдельных пунктах земной поверхности; разновременные и разномасштабные картографические материалы (топографические и специальные тематические карты); статистические и другие данные. Эта структура (сбора, хранения, управления базой данных) подсистемы должна обеспечить оперативный обмен информацией между ее частями и доступ к ней подсистемы обработки информации. Таким образом, основная цель работ по внедрению и развитию методов аэрокосмического мониторинга в отрасли - совершенствование установления корреляционных связей между оптическими свойствами экологических комплексов (природных и антропогенно измененных), отраженными на аэрокосмических изображениях, и их свойствами в системе различных природных признаков (физической, биологической, химической и др.), направленными на выявление существующих зависимостей между геологическим строением местности и ее рельефом, гидрографией, почвами, растительностью и другими элементами ландшафта, для разработки и совершенствования методов региональных комплексных исследований, оценки природно-экологических и антропогенных условий территории при проектировании и проведении землеустроительных мероприятий с целью сохранения экологического равновесия. Аэрокосмический мониторинг позволяет одновременно получать объективную информацию и оперативно выполнять картографирование территории практически на любом уровне территориального деления: страна - область - район - группа хозяйств (землепользование) - конкретное сельскохозяйственное угодье - культура. Система аэрокосмического мониторинга позволяет регулярно и оперативно проводить: инвентаризацию земельного фонда земель сельскохозяйственного назначения; ведение земельного кадастра; уточнение карты землепользования; инвентаризацию селитебных земель, их инфраструктуры (городов, поселков, деревень, в том числе больших "неперспективных" и заброшенных); инвентаризацию земель мелиоративного фонда; оценку мелиоративного состояния земель и ведение динамического мелиоративного кадастра; подготовку и систематическое обновление каталогов земель, находящихся в фонде перераспределения; контроль над темпами освоения новых земель; разработку экологического обоснования природопользования в районах традиционного и нового сельскохозяйственного освоения; планирование рационального землепользования, проведение своевременной инвентаризации очагов (зон) дефляции, водной и ветровой эрозии, деградации почв и растительного покрова; инвентаризацию земель, включенных в состав природоохранного, рекреационного и историко-культурного назначения, а также особо ценных земель; составление карт динамики природных и антропогенных процессов и явлений; составление прогнозных карт неблагоприятных процессов, активизирующихся в результате нерациональной хозяйственной деятельности; сопряжение картографической информации со статистическими данными. неконтактная съемка мониторинг экологическая карта 38. Основные методические подходы определения химической токсичности почв. Методика основана на определении изменения интенсивности биолюминесценции генноинженерного штамма бактерий при воздействии токсических веществ, присутствующих в анализируемой пробе, по сравнению с контролем. Люминесцентные бактерии оптимальным образом сочетают в себе различные типы чувствительных структур, ответственных за генерацию биоповреждений (клеточная мембрана, цепи метаболического обмена, генетический аппарат), с экспрессностью, объективным и количественным характером отклика целостной системы на интегральное воздействие токсикантов. Это обеспечивается тем, что люминесцентные бактерии содержат фермент люциферазу, осуществляющую эффективную трансформацию энергии химических связей жизненно важных метаболитов в световой сигнал на уровне, доступном для экспрессных и количественных измерений. Критерием токсического действия является изменение интенсивности биолюминесценции тест-объекта в исследуемой пробе по сравнению с контролем. Уменьшение интенсивности биолюминесценции пропорционально токсическому эффекту. Острое токсическое действие исследуемой пробы на бактерии определяется по ингибированию их биолюминесценции за 30-минутный (в экспрессном варианте - 5 минут) период экспозиции. Количественная оценка параметра тест-реакции выражается в виде безразмерной величины - индекса токсичности "Т", равной отношению: Т = 100 (Io - I) / Io, где Io и I - соответственно интенсивность свечения контроля и опыта при фиксированном времени экспозиции исследуемого раствора с тест-объектом. Методика допускает три пороговых уровня индекса токсичности: 1) допустимая степень токсичности: индекс токсичности Т меньше 20; 2) образец токсичен: индекс Т равен или больше 20 и меньше 50; 3) образец сильно токсичен: индекс токсичности Т равен или более 50. 39. Метод биотестов. Экспресс-диагностика по водным экстрактам, содержащих водорастворимые фракции почв. В основе принципа биологической диагностики почв лежит представление о том, что почва как среда обитания составляет единую систему с населяющими её популяциями разных организмов. Лучше других разработаны ботанические методы фитоиндикации и диагностики почв. Например, путём анализа состава и структуры растительных сообществ, распространения растений-индикаторов или определенныхиндикационных признаков у отдельных видов растений можно установить тип почвы, развитие процессов заболачивания, соленакопления и т.д. Среди растений обнаружены индикаторы на тот или иной механический и химический состав почв, степень обогащённости питательными элементами, на кислотность или щелочность, глубину протаивания мерзлотных почв или уровень грунтовых вод. Существует два методических приема для определения токсичности почв. Для экспресс-диагностики используют водные экстракты, содержащие водорастворимые фракции почв. В этом случае биотестирование выполняют на традиционных для водной токсикологии тест-объектах - ракообразных, инфузориях или водорослях. Токсические свойства почвы можно выявить также при помощи населяющих ее организмов, которые используются в качестве тест-объектов. Эврибионты мало пригодныдля индикационных целей, тогда как стенобионты служат хорошими индикаторами определенных условий среды и свойств субстрата. Это положение представляет собой общий теоретический принцип в биологической диагностике. Однако использование для индикации одного вида не дает полной уверенности в правильности выводов. Лучше исследовать весь комплекс организмов, из которых одни могут быть индикаторами на влажность, другие -- на температуру, третьи -- на химический или механический состав. Чем больше общих видов почвенных животных встречается на сравниваемых участках, тем с большей долей вероятности можно судить о сходстве их режимов, а следовательно, о единстве почвообразовательного процесса. Менее других полезны микроскопические формы -- простейшие и микроартроподы (клещи, ногохвостки). Их представители отличаются космополитизмом в силу того, что почва для них не выступает как единая среда обитания: они живут в системе пор, капилляров, полостей, которые можно найти в любой почве. Из микроартропод наиболее хорошо изучены индикаторные свойства панцирных клещей. Состав их комплексов сообществ зависит не только от почвенных условий, но и от характера и флористического состава растительности, поэтому данный объект перспективно использовать для индикации повреждающих воздействий на почву. Особенно ценны и удобны для индикационных работ сообщества крупных беспозвоночных (дождевые черви, многоножки, личинки насекомых). Прокладывая ходы в почве, входят в непосредственный контакт с минеральными частицами. Они также находятся в постоянном контакте с почвенной водой и растворенными в ней солями и другими соединениями. Те из них, которые питаются разлагающимися органическими веществами, реагируют на характер гумуса. На наиболее крупных почвенных беспозвоночных непосредственно сказывается и гидротермический режим почвы. Так, стафилиниды рода Bledius и чернотелки рода Belopus показательны для солончаково-солонцовых почв, многоножки-кивсяки, некоторые мокрецы и легочные моллюски служат индикаторами содержания в почве извести. Дождевые черви и некоторые виды проволочников являются показателями высокого содержания кальция в грунтовых водах. Интерес представляет почвенно-альгологическая диагностика, в основе которой лежит положение о том, что зональности почв и растительности соответствует зональность водорослевых группировок. Она проявляется в общем видовом составе и комплексе доминантных видов водорослей, наличии специфических видов, характере распространения по почвенному профилю, преобладании определенных жизненных форм. 40. Биотестирование на ракообразных, инфузориях, водорослях (хлореллах), рыбках – гуппи. Биотестирование – тест-организмы помещаются в моделированные условия с заранее внесенными токсикантами или в образцы почвы, воды, поверхностных водоемов изъятых из природы Хлорелла ( chlorella vulgaris) – штамм-чистая культура организма, штамм термостойкий. Все микроорганизмы получают из центров , где их открыли. Ее культивируют из питательной среды, круглосуточное освещение. Методика заключается в том, что ее помещают на несколько часов в загрязн.раствор, отбирают пробы контрольного вар., сравнивают плотность суспензии клеток водорослей. Токсичные – происходит увеличение роста на 30%, либо ослабление роста на 20% Инфузория ( paramecium caudatum) – высокоорганизованное простейшее животное, обитает в водоемах и почве. Характерно одноклеточное строение тела, движение за счет ресничек( так же выполняют роль “рта” :D). Внутри 2 ядра ( размножение и питание). Движение таксис – направленное движение при раздражителях ( от него или к нему) Раздражители: свет, магнитные поля, при хим.называется хемотаксис. Биотестер- связано с изменением численности, которое регестр. в2 кюветах(норм и анализ) Дафния ( daphnia magna) – мелкое ракообразное ( зоопланктон). Помещается в раствор, определяется количество погибших особей <10% - чистая. Чем больше по сравнению с контролем – токсичная Ld50 – летальная доза , т.е смертность в анализе более 50 % Гуппи — один из самых распространенных видов аквариумных рыб. В природе они обитают в тропических водоемах, где играют важную экологическую роль, уничтожая личинок москитов и комаров. Гуппи — мелкие рыбы, с ярко выраженным половым диморфизмом. Самцы (3 — 4 см) обычно мельче самок и окрашены в более яркие цвета. В их окраске преобладают серовато-коричневые тона с очень яркими красными, голубыми, зелеными и черными вкраплениями и точками. Самки достигают 6 см в длину, обычно желтовато-зеленые. Принцип метода основан на сравнении выживаемости рыб в воде, содержащей токсические вещества, и в водопроводной воде. Кратковременное биотестирование (до 96 ч) позволяет определить острое токсическое действие воды на рыб по их выживаемости. Показателем выживаемости служит среднее количество тест-объектов, выживших в тестируемой воде или контроле за определенное время. Критерием токсичности является гибель 50 % и более рыб за период до 96 ч в тестируемой воде по сравнению с контролем. Длительное биотестирование (до 30 сут) позволяет определить хроническое токсическое действие воды на рыб по их выживаемости. |