Способ диагностики воздействия на растения химических веществ Советский патент 1990 года по МПК A01G7/00 

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 тест- воздействие, 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

температуру восстанавливают до исходной. Измеряют биоАияическую характеристику растения путем регистрации колебаний биопотенциала между омьшаемым и интактным (не подверженным воздействию) участками растения. Период рефрактерности растения определяют путем многократного охлаждения участка диагностируемого растения с интервалом времени между каждым охлаждением, позволяющим получить серию практически одинаковых 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

СП

&

со о

со

после каждого охлаждения, т.е. этот период времени равен или превышает период рефрактерности растения. Измеряют величину амплитуд колебаний биопотенциала.

Вносят химическое вещество путем замены физиологического раствора, омывающего участок диагностируемого растения, на раствор химического вещества заданной концентрации. Последующее тест-воздействие после внесения химического вещества осуществляют tfepes период времени, равный или превышающий период рефрактерности от предыдущего тест-воздействия.

Снимают биофизическую характеристику растения в виде серии колебаний биопотенциала. Измеряют величину их амплитуд. Отношение величины амплитуд после воздействия химического вещества к величине амплитуд до воздействия, выраженное в процентах, характеризует степень воздействия исследуемого химического вещества на растение. Если эта величина больше 100%, это свидетельствует о стимуляции жизнедеятельности растений, если меньше, -об угнетении 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, т.е. его токсическом действии.

Кроме того, по времени, прошедшему от момента внесения химического вещества до начала изменения биофизической характеристики растения 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

5

0

5

0

5

0

5

0

5

уровня через несколько (17-18) часов воздействия или продолжающемуся ее угнетению.

Пример 1. Определяют возт 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 - 3 С/мин охлаждения омьюающего физиологического раствора до 17-18 С. За- тем температуру восстанавливают до исходного уровня. При этом регистрируют колебания биопотенциала между омываемым и интактным участками проростка. Определяют период рефрактерности растения путем многократного охлаждения омываемого участка с таким интервалом времени, чтобы получить три одинаковых по амплитуде колебания биопотенциала. Такой выбранный интервал времени - период рефрактерности для проростка тыквы составляет 30-40 мин. Измеряют величину амплитуд колебаний биопотенциала. Вносят химическое вещество путем замены физиологического раствора 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 омывающего раствора с тем же интервалом времени, регистрируют колебания биопотенциала и получают серию биоэлектрических ответов. Четвертое, пятое, шестое, седьмое и т.д. охлаждение соответствует экспозиции гербицида 5-7 мин, 35-40 мин 1,5ч, 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 .

5

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. Б концентрации 400 мкг/мл гербицид вызывает угнетение жизнедеятельности клеток, которое нарастает и через 17- 18 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 гибели.

Пестицид нитрат трибутилолова в концентрации 0,.5 мкг/мл через 35- 40 мин воздействия вызывает стимуляцию жизнедеятельности растения, причем 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.

636316

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 возможJQ ности проводимого диагноза за счет того, что позволяет судить о механизме действия пестицида и идентифицировать его действие как, во-первых, мембранотропное быстро наступающее

)5 и обратимое, во-вторых, метаболическое, требующее времени для поступления внутрь клеток, необратимое. Кроме того, предложенным способом можно определить не только минимальные

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

Формула изобретения

25

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

вещества, измерение биофизической характеристики переходного процесса, расчет отношения характеристики, полученной после воздействия химического вешества к характеристике,

полученной до воздействия, по которому выносят суждение о стимуляции или угнетении жизнедеятельности растений химическим веществом, отличающийся тем, что, с

целью повышения точности диагностики и расширения ее возможности, в качестве тест-воздействия используют физиологически умеренное охлаждение, перед воздействием химического вещества определяют период рефрактерности растений и последующее тест-воздействие после внесения химического вещества осуществляют через период времени, равный или

превышающий период рефрактерности от предыдущего тест-воздействия.

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

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.

Д

200

400

4000

0,5

10

100

100

80

138

95

7

120-125

56

50

160

12

О

120-125

94

59