Химия растительного сырья
Объект и методы исследования
жүктеу/скачать 9.11 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Обсуждение результатов
Объект и методы исследованияДля настоящего исследования использованы результаты элементного анализа Pentaphylloides fruticosa, полученные и опубликованные ранее в работах Е.П. Храмовой с соавт. [7, 11–15] и М.И. Стальной с соавт. [16]. В качестве объектов исследования в вышеупомянутых работах рассмотрены растения пятилистника кустарникового: – выращенные из семян на экспериментальном интродукционном участке в Центральном сибирском ботаническом саду СО РАН (ЦСБС, г. Новосибирск) [11, 12, 14], – высаженные саженцами из ЦСБС на экспериментальных участках в г. Касли и г. Озерске (Южный Урал, Челябинская обл.) [13,15], – выращенные из семян репродукции ЦСБС на опытном участке Краснооктябрьского опытного лесхоза (Северный Кавказ, Республика Адыгея, г. Майкоп) [16], – естественно произрастающие в Горном Алтае (Центральный и Юго-Восточный Алтай) и в Кузнецком Алатау [7]. Подробная характеристика участков произрастания пятилистника кустарникового, методика отбора образцов и проведения элементного анализа приведена в работах Е.П. Храмовой с соавт. и М.И. Стальной с соавт. [7, 11–16]. Определение элементов проводилось методом рентгенофлуоресцентного анализа с использованием синхротронного излучения (РФА СИ) на станции элементного анализа в Институте ядерной физики СО РАН (накопитель ВЭПП-3). Было определено содержание следующих элементов: K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Br, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo и Pb. В итоге составлены таблицы массовых концентраций элементов в образцах Сi (ppm) [7, 11–16]. Полученные результаты определения концентрации химических элементов были обработаны статистическими методами с помощью пакетов прикладных статистических программ «Excel 7.0», «Origin 6.0» и «Statistica 5.0».
В процессе обработки экспериментальных данных предполагалось, что измеренные концентрации представляют собой случайные величины. Сначала был исследован характер функций распределения концентраций и их логарифмов для 80 образцов растений семи экотипов, выращенных в ЦСБС (подробная характеристика образцов дана в работе Е.П. Храмовой с соавт. [11–12]). В качестве примера на рисунке 1 приведены соответствующие гистограммы повторяемости концентраций (а) и их логарифмов (б) для Zn. Для остальных элементов они носят сходный характер. Зависимости подобного типа обычно хорошо описываются функциями плотности вероятности p(C) нормального логарифмического закона распределения случайной величины Сi [17]. Поэтому возникают основания при проведении дальнейшего статистического анализа данных оперировать с логарифмами концентраций и в итоге определять не среднеарифметические значения последних, а среднегеометрические. Это накладывает определенные ограничения на число анализируемых элементов в пробах. Из рассмотрения приходится исключать элементы, содержание которых в большинстве анализируемых проб не может быть определено используемым методом с необходимой точностью. Аналитики обычно им приписывают нулевые значения концентраций, что, естественно, исключает вычисление логарифмов и, соответственно, среднегеометрических величин. В дальнейшем рассматривались только те элементы, концентрации которых вне погрешностей измерений определялись не менее чем в 90% от общего числа проб: в противном случае при подведении итогов корреляционного анализа может быть потеряна общность выводов [18–20]. Таковых оказалось десять: K, Ca, Mn, Fe, Ni, Cu, Br, Rb, Zn и Sr. Сопоставление средних логарифмов концентраций перечисленных выше 10 элементов в образцах листьев Обращает на себя внимание то обстоятельство, что только для пары «стебли – бутоны» коэффициент корреляции равен 0,97; для всех остальных пар r ≥ 0,98. Это свидетельствует об очень сильной связи сопоставляемых величин. Среднее значение коэффициента A с учетом среднеквадратических отклонений dA близко к 1. Таким образом, линейно связаны не только логарифмы, но и непосредственно сами концентрации исследуемых элементов. Коэффициент B в пределах погрешностей измерений и естественных вариаций dB по сути не отличается от нуля. Следовательно, все прямые регрессии будут аналогичны представленной на рисунке 2 и пройдут вблизи начала координат. Приведённые выше значения r (табл. 1) свидетельствуют о том, что исследованные органы пятилистника кустарникового отличаются друг от друга по своему элементному составу очень незначительно, в среднем не более чем различаются два образца одного и того же органа. Можно предположить, что при рассмотрении больших рядов измерений распределения элементов K, Ca, Mn, Fe, Ni, Cu, Br, Rb, Zn и Sr по концентрациям в разных органах пятилистника кустарникового окажутся практически одинаковыми. Сходный результат получается и при группировании образцов по фазам развития растения. Для иллюстрации на рисунке 3 представлены результаты сопоставления логарифмов концентраций рассматриваемых элементов во время цветения lgCц и плодоношения lgCп. Обобщенные данные в остальные фазы развития растения приведены в таблице 2. Из нее следует, что коэффициенты корреляции во всех случаях больше 0,99. Значения величин A и B в пределах среднеквадратических разбросов, соответственно, близки к единице и к нулю. Таким образом, содержание элементов в образцах пятилистника кустарникового в течение вегетационного периода изменяется также незначительно. В какой мере концентрации элементов в растениях СР связаны с содержанием элементов в почвах СП можно судить по результатам, представленном на рисунке 4, где приведены данные для образцов пятилистника кустарникового из семи местообитаний в Горном Алтае, интегрированные по органам. Коэффициент корреляции r между lg СР и lg СП составляет 0,90. Далее для выявления связи между элементным составом пятилистника кустарникового и его местом произрастания были проанализированы данные Е.П. Храмовой с соавт. [7, 11–15] и М.И. Стальной с соавт. [16] по содержанию элементов в растениях из 14-ти точек отбора образцов. При сопоставлении элементного состава образцов растений из Горного Алтая и Северного Кавказа величина r остается равной 0,98 (рис. 5). Таблица 1. Параметры линейной связи логарифмов концентраций элементов в разных органах пятилистника кустарникового
Таблица 2. Параметры линейной связи логарифмов концентраций элементов в разные фазы развития пятилистника кустарникового
О сходстве и различии распределения элементов по логарифмам концентраций в образцах пятилистника кустарникового из остальных пунктов можно судить по данным таблицы 3. Значения коэффициентов r, A и B получены как средние для всех органов пятилистника кустарникового и во все фазы развития растения. Коэффициент корреляции r – не ниже 0,96, а в большинстве случаев достигает 0,98. Согласно нашим данным, по крайней мере для трех точек на Урале, семи – в Горном Алтае, одной – в Майкопе, двух – в Новосибирске и одной – в Кузнецком Алатау, расположенных на больших расстояниях друг от друга, могут быть надежно выведены среднегеометрические значения концентраций элементов и дисперсии их логарифмов одновременно для всех органов растения и во всех фазах развития (табл. 4). Как следует из таблицы 4, содержание элементов в образцах пятилистника кустарникового, выращенного в ЦСБС, практически соответствует таковому для образцов из всех исследованных мест в целом. Можно сказать, что среднегеометрические значения содержания элементов, а также дисперсии их логарифмов на указанных территориях характеризуют вид и могут применяться при сравнительном анализе Pentaphylloides fruticosa с другими растениями. Таблица 3. Параметры связи логарифмов концентраций элементов у пятилистника кустарникового из различных местообитаний
Таблица 4. Среднегеометрические значения концентраций элементов  (ppm), их логарифмы  и дисперсии  у Pentaphylloides fruticosa, произрастающего в ЦСБС и других обследованных местах
жүктеу/скачать 9.11 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
и стеблей 
, собранных в разные фазы развития пятилистника кустарникового на экспериментальном участке ЦСБС, представлено на рисунке 2. Отчетливо видна их линейная связь: коэффициент линейной корреляции r с точностью до 0,01 равен 0,99. В уравнении регрессии 
коэффициенты А и В с соответствующими вариациями dA и dB равны 0,95 ± 0,05 и –0,04 ± 0,11. В целом же о значениях этих коэффициентов при сопоставлении логарифмов концентраций для других органов растений можно судить из таблицы 1.
