Способ диагностики воздействия на растения химических веществ

Способ диагностики воздействия на растения химических веществ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, преимущественно к защите растений. Цель - повышение точности диагностики и расширение ее возможности. Перед воздействием химического вещества определяют период рефрактерности растений, последующее тест-воздействие после внесения химического вещества осуществляют через период времени, равный или превышающий период рефрактерности от предыдущего тест-воздействия, при этом в качестве тест-воздействия используют физиологически умеренное охлаждение. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 1 А1 (g))g A 01 G 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4456714/30-13 . (22) 11,07,88 . (46) 15.05 ° 90. Бюл. Р 18 (71) Научно-исследовательский институт химии при Горьковском государственном университете им. Н.И.Лобачевского и Горьковский государственный университет им . Н.И.Лобачевского (72) В .Г .Ретивин, С .С .Пятыгин, И,N.Швец, В.А.Опритов, Г.И.Макин, С.В.Ганичева и Г,H.Нестерова

{53) 632.154{088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1303080, кл. А 01 G 7/00, 1985, Изобретение относится к сельскому хозяйству, преимущественно к защите растений.

Целью изобретения является повышение точности диагностики и расширение ее возможности, Способ осуществляют следующим образом, Перед воздействием химического вещества на растения подают тествоздействие, в качестве которого используют физиологически умеренное охлаждение, создаваемое путем постепенного охлаждения физиологического раствора, омывающего участок диагностируемого растения, Раствор охлаждают до положительной температуры, достигающей критической температуры деполяризации клеток охлаждаемого участка, затем (54). СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ

НА РАСТЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, преимушественно к защите растений, Цель — повышение точности диагностики и расширение ее возможности, Перед воздействием химического вешества определяют период рефрактерности растений, последующее тест †воздейств после внесения химического вещества осуществляют через период времени, равный или превышающий период рефрактерности от предыдущего тест-воздействия, при этом в качестве тест-воздействия используют физиологически умеренное охлаждение. 1 табл. температуру восстанавливают до исходной. Измеряют биофизическую характеристику растения путем регистрации колебаний биопотенциала между омываемым и интактным (не подверженным воздействию) участками растения, Период рефрактерности растения определяют путем мног ок ратного охлаждения участка диагностируемого растения с интервалом времени между каждым охлаждением, позволяющим получить серию практически одинаковых

I по всем параметрам колебаний биопотенциала на каждое охлаждение. Воспроизведение параметров одинаковых биоэлектрических ответов в серии на тест-вОздействие свидетельствует о том, что в выбранный интервал времени происходит полное восстановление исходного уровня жизнедеятельности

1563631

50 цосле каждого охлаждения, т,е. этот период времени равен или превьппает период рефрактерности растения. Измеряют величину амплитуд колебаний биопотенциала.

Вносят химическое вещество путем замены физиологического раствора, омьвающего участок диагностируемого, растения, на раствор химического !О вещества заданной концентрации. оследующее тест-воздействие после внесения химического вещества осу ществляют ерез период времени, равный или превьппающий период рефрактер- 15 ности от нредыдущего тест-воздействия.

Снимают биофизическую характеристику растения в виде серии колебаний биопотенциала, Измеряют величину их 20 амплитуд. Отношение величины амплитуд после воздействия химического вещества к величине амплитуд до воздействия, выраженное в процентах, характеризует степень воздействия 25 исследуемого химического вещества на растение. Если эта величина больше 100%, это свидетельствует о стимуляции жизнедеятельности растений„ если меньше, — o6 yrнетении жизнедеятельности. Численное значение этой величины является количественным критерием степени угнетения. Если она равна нулю (когда величина амплитуды колебания биопотенциала, полученного после воздействия химическим веществом, равна нулю) это достоверно свидетельствует о прекращении жизнедеятельности растений под воздействием химического вещества, 40 т,е. его токсическом действии.

Кроме того, по времени, прошедшему от момента внесения химического вещества до начала изменения биофизической характеристики растения 45 на последующее после внесения вещества тест-воздействие, судят о механизме действия химического вещества. Если это время равно нескольким минутам, идентифицируют действие вещества как мембранотропное, еще не повреждающее клеток, Если, это время измеряют в часах, то судят о метаболическом действии химического вещества после проникновения его в клетки растения, Об обратимом или необратимом действии химического вещества судят по восстановлению биофизической активности до исходного уровня через несколько (17-18) часов воздействия или продолжающемуся ее угне те нию, Пример 1, Определяют воз-. действие на двудольное растение проросток тыквы гербицида 2,4 Д (2,4-дихлоруксусная кислота) в концентрации 200,400 и 4000 мкг/мл.

Участок стебля пророста тыквы помещают в физиологический раствор и подают на него тест-воздействие путем постепенного с градиентом 0 5 о, S

3 С/мин охлаждения омьвающего физиоО логического раствора до 1?-18 С, За, тем темп е ра туру в о с с танав ливают до исходного уровня, При этом регистри руют колебания биопотенциала между омываемым и интактным участками проростка. Определяют период рефрактерности растения путем многократного охлаждения омываемого участка с так нм интервалом в ремени, ч тобы получить три одинаковых по амплитуде колебания биопотенциала, Такой выбранный интервал времени — период рефрактерности для проростка тыквы составляет 30-40 мин. Измеряют в еличину амплитуд колебаний биопотенциала, Вносят химическое вещество путем замены физиолог ич еского рас тв ора на раствор гербицида 2,4 Д исследуемой концентрации и повторяют тест-воздействие путем нанесения четвертого охлаждения омывающего раствора через период времени 30-40 мин от третьего охлаждения. Вновь повторяют охлаждение омьвающего раствора с тем же интервалом в ремени, рег ис трируют колебания биопотенциала и получают серию биоэлектрических ответов. Четвертое, пятое, шестое, седьмое и т.д. охлаждение соответствует экспозиции гербицида 5-7 мин, 35-40 мин 1,5 ч, 2 ч и т,д. Наиболее длительное учитываемое время экспозиции 17-18 ч. ,Измеряют величину амплитуд колебаний биопотенциала после внесения гербицида, Рассчитывают отношение величин амплитуд, полученных после внесения гербицида к величине амплитуд до внесения, и полученное значение умножают на 100%.

Пример 2. Определяют воздействие на проросток тыквы пестицида ТБО (нитрата трибутилолова) в концентрации 0,5, 10 и 100 мкг/мл.

Эксперимент осуществляют, как в примере 1.

1563631

Результаты экспериментов представлены в таблице, Полученные данные свидетельствуют о следующем. Гербицид 2,4Д в концентрации 200 мкг/мл стимулирует жизнедеятельность растения, что соответствует активирующему действию его в этой концентрации на метаболизм растительных клеток как синтетического аналога ауксина. В концентрации 400 мкг/мл гербицид вызы— вает угнетение жизнедеятельности клеток, которое нарастает и через 1718 ч воздействия является значительным, что свидетельствует о его необратимом токсическом действии. Влияние гербицида 2,4Д в угнетающей концентрации 400 мкг/мл на метаболизм клеток подтверждается тем, что угнетение наступает только через 2 ч воздействия, т.е. времени, необходимого на проникновение вещества внутрь клеток. В концентрации

4000 мкг/мл гербицид сильно угнетает жизнедеятельность растения и через

17-18 ч воздействия приводит к его гиб ели.

Пестицид нитрат трибутилолова в концентрации 0,,5 мкг/мл ч ере з 3 540 мин воздействия вызывает стимуляцию жизнедеятельности растения, при чем стимулирующий эффект сохраняется через 2 ч и даже 17-18 ч воздействия, В концентрации 100 мкг/мл ТБО вызывает более сильно угнетение жизнедеятельности, которое также через

17-18 ч воздействия стремится к восстановлению.

ТБО в концентрации 10 мкг/мл обладает четко выраженным мембрано тропным действием, так как вызывает угнетение жизнедеятельности растения почти сразу после воздействия (через

5-7 мин). Восстановление жизнедеятельности после длительного воздействия (17-18 ч) свидетельствует об адаптации растения к действию этого мембранотропного агента, т.е. ТБО не повреждает клеток растений в концентрациях 10 и даже 100 мкг/мл. !

) Таким образом, предложенный способ по сравнению с известным позволяет повысить точность и надежность диагностики воздействия на растения химических веществ, в частности пестицидов, и дает возможность установления их достоверных доз, Способ позволяет также расширить возможности проводимого диагноза за счет того, что позволяет судить о механизме действия пестицида и идентифи-. цировать его действие как, во-первых, мембранотропное быстро наступающее и обратимое, во †втор, метаболическое, требуюшее времени для поступления внутрь клеток, необратимое. Кро ме того, предложенным способом можно определить не только минимальные

20 необходимые дозы пестицидов, но и их минимальное время воздействия.

Формула изобретения

Способ диагностики воздействия на растения химических веществ, включающий тест-воздействие на растения до и после воздействия химического

30 .вещества, измерение биофизической характеристики переходного процесса, расчет отношения характеристики, полученной после воздействия химического вещества к характеристике, полученной до воздействия, по которому выносят суждение о стимуляции или угнетении жизнедеятельности растений химическим веществом, о т л и ч а ю шийся тем, что, с ,10 целью повышения точности диагностики и расширения ее возможности, в качестве тест-воздействия используют физиологически умеренное охлаждение, перед воздействием химического вещества определяют период рефрак тернос ти растений и и оследующее тест-воздействие после внесения химического вещества осуществляют через период времени, равный или

50 превьппающий период рефрактерности от предыдущего тест — воздействия, 1 563631

Экспериментальные значения отношения величин амплитуд колебаний биопотенциала после воздействия пестицида к величине амплитуд до воздействия

Концентрация хнмичес

ХимичесЗначение отношения после воздействия химического вещества, через кое вещество

5-7 мин 35 мин 2 ч 17-18 ч кого вещества, мкг/мл

2,4 Д

200

102

l 38

160

400

100

103

4000

112

ТБО

0 5

120-125 120-125

80

94

100

50

Составитель А. Сизов .Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Палий

Редактор Н, Швыдкая

Заказ 1111 Тираж 478 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101