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3.3 各类野生植物资源调查的方法和步骤

一、纤维植物资源调查

富含纤维的植物叫纤维植物。植物纤维按其存在于植物体部位的不同,可分为韧皮纤维、叶纤维、茎秆纤维、种子纤维、木材纤维、果壳纤维和根纤维。

1.野外初查

在野外,对于木本植物,可剥取枝条的皮部;对草本植物,则摘取它的茎或叶,用手试验它们的拉力和扭力,并将纤维和其它组织分离,观察纤维束的长短、粗细和数量,初步判断它们的利用价值。

2.标本采集

和一般植物相同,但对木本植物,要采它的树皮,并将树皮和纯净的纤维束装订在腊叶标本的台纸上。

3.样品采集

对一般双子叶植物,可直接剥其皮部,用木棒锤打,并在钉梳上来回撕拉,再在水中揉搓漂洗,除去纤维以外的杂质,仅留纯净的纤维束。对一般单子叶植物(禾草、莎草、蒲草等),可以割取其地上部分,所得到的这些样品,要放在阴处风干保存。这种风干的样品,应不少于2000克。样品应进行登记,并拴好号牌。

4.室内测定

(1)纤维的脱胶和含量计算。纤维在植物体内多成束集中,彼此由果胶质紧密相连,此外尚有木质素、五碳糖混生其中。脱胶的目的是将这些物质分解而使纤维分离出来。脱胶的方法很多,大致为天然脱胶和人工脱胶两类。前者是利用细菌分解纤维细胞间的果胶质和其它物质,后者是用化学物质分解这些物质。野生植物纤维一般多采用化学脱胶法,其中最常用的是碱煮脱胶法和氯碱脱胶法。果胶含量多、木素含量少的材料,应采用碱煮脱胶法,木素含量多,则应采用氯碱脱胶法。

纤维脱胶后,应求算纤维在样品中的百分含量。

(2)纤维的化学分析。纤维的化学分析项目,有含水量、脂肪含量、水溶性物质含量、酒精可溶物含量、果胶质含量、半纤维素含量、纤维素含量、木质素含量和灰分含量等,其中以纤维素、半纤维素、木质素、果胶质四项最为重要。条件具备时,应该测定。

(3)纤维在茎叶中的分布及相对含量。用徒手切片法将树皮、茎、叶进行横切,制作临时切片,在显微镜下观察纤维的形状、大小和排列方式,并用测微尺测定纤维在单位面积中所占的比例,以确定其相对含量。

(4)测定单纤维的长度和宽度。将纤维放入铬酪—硝酸离析液中进行离析,约经半天至一天,纤维细胞即可彼此离散。将离析好的纤维制作临时装片,并用测微尺测量单个纤维的长度和宽度。

(5)测量纤维的拉力、扭力和公制支数。本项由于需用特殊仪器,自己一般无法测定,可请有关单位代测。

5.蓄积量的调查

按本章第二节“调查资源植物的蓄积量”一段内容进行调查。

6.记载

按野生纤维植物调查登记表内容进行记载,见表3-2。

表3-2 野生纤维植物调查登记表

二、油脂植物资源调查

油脂是指脂肪酸甘油脂的复杂化合物。按照所含各种脂肪酸的饱和度不同,分为干性油、半干性油和非干性油三类。各种油脂都是植物体内的贮存物质,主要贮存于种子和果实中。

1.野外初查

取1~2片滤纸,夹好果实或种子(或其它含油部分),用手或木板加力压榨,若见纸上留有油迹,即可初步确定有油脂存在,又从纸上所留油迹的大小和透明程度,可以初步确定其含油量的多少。

2.标本采集

除按照一般方法进行采集外,要采集产油的果实种子,在制作标本时,应将一定数量的果实种子放入种子袋中,再将种子袋粘贴在台纸上。

3.样品采集

(1)采集含有油脂的果实种子(或其它部分),带回住地晾干,要经常翻动,以免受热生霉,也不能用火烘炒,以免变质。样品一般要采2000~3000克,如果含油量较低。则应采集3000~4000克。

(2)样品晾干后,进行捣碎,除去硬壳和外皮、用压榨器进行压榨,得到流出的油脂。油脂要存放于暗色的玻璃瓶内,避免受高温和日晒。榨油时应取定量的样品,以记录压榨后的出油量。榨出的油脂留作室内测定时用。

4.室内测定

为了鉴定植物所含油脂的应用价值,必须在室内对油脂的理化性质进行测定,通常测定的项目有比重、析光率、碘值、酸值和皂化值等。设备和试剂具备的学校,应该进行测定工作。

(1)比重的测定。油的比重是在20℃下,油的重量和同一温度下或4℃下同一体积的水重量之比。可以用比重瓶法进行测定。

(2)折光率的测定。光在空气中的速度与光在某物质中的速度之比,即入射角正弦与折射角正弦之比,称为该物质的折光率。每一种植物油都有一定的折光率,这与它的分子结构有关。所以折光率是油脂的物理性质的重要指标,折光率随温度和波长而不同,通常多在20℃时和黄射线下测定,可用折光计进行测定。

(3)碘值的测定。与100克脂肪相化合的碘的克数称为碘值。因为碘可以加合在不饱和的脂肪酸的双键处,所以碘值能表明脂肪内不饱和脂肪酸的含量,碘值愈高,这类脂肪便愈近乎液态,在空气中愈易吸收氧而变干,也就愈适于制漆、涂料等,而不适干制食品,这类油即所谓干性油,其碘值都在140以上,碘值在100~140之间者为半干性油,100以下为非干性油。

可用氯仿、哈努斯溶液、碘化钾溶液、硫代硫酸钠等试剂测定碘值。

(4)酸值的测定。酸值是表示中和1克油中的游离脂肪酸所需苛性钾的毫克数。它是脂肪特性及状态的极重要指标之一。酸值过高,不宜食用。酸值常因油的纯度、新鲜度以及分解氧化程度而异,新鲜油脂的酸值常较小,贮藏日久、酸值很易增高,所以测定酸值时,要用新鲜材料。

测定酸值方法的基础是先将油溶于中性酒精和乙醚混合液中,以酚酞作指示剂,用0.2N苛性钾进行滴定。

(5)皂化值的测定。皂化1克油所需苛性钾的毫克数叫皂化值。它表明需要多少碱不仅用来中和游离脂肪酸、也用来分解中性的甘油脂,并中和从其中产生的脂肪酸。

可将一定量苛性钾加入油中,加热,以酚酞作指示剂,用硫酸滴定,可得出皂化的数值。

5.蓄积量的调查

按本章第二节“调查资源植物蓄积量”一段的内容进行调查。

6.记载

按表3-3所列栏目进行记载。

表3-3 油脂植物调查登记表

年 月 日

三、芳香油植物资源调查

芳香油又叫精油,是芳香植物组织经过水蒸气蒸馏等方法得到的挥发性成分的总称。其主要组成为单萜及倍半萜类化合物。这些挥发性物质大多具有发香团,因而具有香味。芳香油主要存在于植物的茎、叶、花、果中。

1.野外初查

在野外,采摘到植物后,用手揉搓,利用自己的嗅觉判断,如有某种芳香气味,即可初步确定它为芳香植物。

2.标本采集

同一般植物。

3.样品采集

(1)不是所有具芳香气味的植物都有利用价值,除了特殊芳香气味的种类以外,一般含油量须达到0.05%以上,才有开发利用的价值。所以在野外凭嗅觉判断为芳香植物后,不要马上大量采集样品,要先采集少量样品(50~200克),带回室内蒸馏,如含油量超过0.05%,再大量取样。

(2)由于芳香油在植物体内存在的部位不同,采集方法和需要数量也有不同。草本植物可割取地上茎叶,木本植物则采摘所需要的部分。在采集茎叶时,宜在无风的清晨进行。不要在夜晚以及下过雨或通夜刮风的清晨采集。花朵宜在花初放时采摘。果实宜在将成熟时采摘。这些时候通常是含油量最高和质量最好的时期。

(3)采到样品后,需要摊在阴处风干,经常翻动,促使干燥,以免生霉变质。由于芳香油容易挥发,不能在阳光下晒干和用火烘干。干燥后的样品,重量应不少于2000克。

4.室内测定

采到的样品不宜久放,应迅速蒸馏获取油样。蒸馏得的芳香油,应装入有色的玻璃瓶中,瓶口密封,贮藏暗处,以备测定时用。

(1)测定在酒精中的溶解度。所有芳香油都易溶于酒精中。在稀酒精中只有那些含有大量氧化物的芳香油才能溶解,而那些碳氢化合物是很难溶解的。因此芳香油溶解度是指示其成分的重要指标。根据溶解度可以略约估计其中碳氢化合物含量的多少,从而初步确定其成分和品质。

可以将1毫升的芳香油放入量筒内,向其中不断滴入70%或90%的酒精,直到形成了完全均匀的无乳浊现象的溶液为止。溶解度是以在20℃时溶解1毫升芳香油所需酒精的体积表示的。

(2)醇的含量测定。在芳香油的组成物质中,有多种醇类(如肉桂醇、蔷薇醇、薄荷脑等)。这些醇大多具有令人愉快的香味而被利用在香料及食品工业中。所以醇的含量测定也是芳香油质量的重要指标。

测定的方法通常采用醋酸将其乙酰化后,测定酯值。根据乙酰化后的酯值与未乙酰化的酯值之差,即可算出自由醇的含量。

(3)醛和酮的含量测定。醛和酮的含量也是芳香油品质鉴定中的重要指标。其中大多数都有愉快香味,如柠檬醛、雄刈萱醛、薄荷酮、香荆芥酮等。

醛的测定方法是根据醛可以和酸性亚硫酸钠起加成反应,形成水溶性的酸性亚硫酸化合物,可以从剩下的油的体积算出醛的含量。酮的含量是根据酮能够与盐酸化羟氨作用形成肟,而将盐酸析出来,用标准的碱溶液滴定,可求得酮的含量。

5.蓄积量的调查

按本章第二节“资源植物的蓄积量”一段内容进行调查。

6.记载

按表3-4所列栏目进行记载。

表3-4 芳香油植物调查登记表

年 月 日

四、淀粉植物资源调查

淀粉是高分子的碳水化合物,是植物的贮藏物质,多存在于种子、根、根茎和块根中。

1.野外初查

在野外检定淀粉植物时,可利用淀粉遇碘变蓝这一特性进行检验。其方法是将用来检验的植物部分切开,在断面上滴1~2滴碘或碘化钾溶液,如果断面呈现蓝紫色,即可初步确定为淀粉植物。

2.标本采集

同一般植物。

3.样品采集

采集含淀粉的种子或地下部分,摊在阴处风干,使其逐渐干燥。

4.室内测定

将含淀粉的植物材料切开,用小刀刮取少许粉末,放在载玻片上,加1~2滴清水,制成临时装片,然后在显微镜下观察,可见到圆形或椭圆形具有环状结构的淀粉粒。如果再滴加碘或碘化钾溶液,淀粉粒均变蓝色。

5.蓄积量的调查

调查方法见本章第二节“调查资源植物的蓄积量”一段。

6.记载

按表3-5所列栏目进行记载。

五、鞣料植物资源调查

鞣料是多元酚的衍生物,多含于木本植物的树皮、枝条、树叶和草本植物的茎秆中,特别在树皮中含量最高。

1.野外初查

在野外确定单宁植物最简单的方法,是用一把无锈的铁制小刀,切开要检验的材料,如果含有单宁,小刀及断面上很快变成

表3-5 淀粉植物检验结果登记表

年 月 日

兰黑色。或用1%铁矾[FeSO4·Al2(SO4)3·24H2O]溶液滴在断面上,如呈兰绿色,即说明有单宁存在。

2.标本采集

和一般植物相同。

3.样品采集

采集含有单宁的植物的枝、叶、树皮、根、果实以及虫瘿等。带回风干或晒干,干后的样品应取1000~2000克、虫瘿则取500克即可。

4.室内测定

(1)测定单宁含量。可用高锰酸钾氧化法进行测定,可以测出样品中单宁的含量。

(2)单宁种类的含量。单宁可分为水解单宁和凝缩单宁两大类。水解单宁的分子中均含有酯键或配糖物键,因此易于水解。凝缩单宁的分子结构更复杂,分子中的各个部分,都由碳链连结,遇强酸或进行氧化时就结合成不溶于水的物质。

对这两种单宁,可以用醋酸铅沉淀法进行测定区分。

5.蓄积量的调查按本章第二节“调查资源植物的蓄积量”一段的内容进行调查。

6.记载

按表3-6所列栏目进行记载。

表3-6 单宁植物资源调查登记表

年 月 日

六、药用植物资源调查

药用植物的药效成分各种各样,并存在植物体的各部分。1.调查访问

为了初步了解药用植物资源,可以访问当地居民,访问可按下列内容进行:

(1)药用部位;

(2)民间加工方法;

(3)所治病名和症状;

(4)药方剂量和使用方法;

(5)治疗有什么效果。

2.标本采集

方法同一般植物。应采到植物的药用部分,并装帧到标本的台纸上。

3.样品采集

样品采到后,迅速阴干,放入纸袋或布袋中保存。若系有毒,应作特殊包装和注明,不要随意放置。供室内测定的样品,应不少于1000~2000克,药用植物由于种类繁多,成分互异,一般设备往往不易弄清成分,可将样品送有关单位代为测定。

4.蓄积量的调查

按本章第二节“调查资源植物的蓄积量”一段内容进行调查。

5.记载

按表3-7所列栏目进行记载。

表3-7 药用植物调查登记表

年 月 日

七、橡胶植物资源调查

橡胶在植物体内常呈溶胶的状态存在于乳管中,如橡胶树(Hevea brasiliensis Muell.-Arg)、橡胶草(Taraxacum kok-saghyz Rodin);或存在于叶和茎皮层的薄壁细胞中,如银胶菊(Parthenium argentatum A.Gray)。当这些植物被砍伤或折断后,就有白色乳汁流出,乳汁中除橡胶外,还有蛋白质、糖类、树脂、无机盐等其它物质。此外,橡胶也呈凝集状态存在于植物体内,如杜仲、卫矛属(Euonymus)的某些种以及橡胶草的老根部分。这些植物被折断后则可见到许多弹性细丝。

1.野外初查

根据橡胶存在的特征,在野外初查橡胶植物时,首先应将植物砍伤或折断,看有无乳汁或细丝。如有乳汁,收集少许放在手中揉搓,借手的温度将水分蒸发,剩下的残余物如有弹性,说明有橡胶存在,如粘而无弹性即为其它物质。另一速测方法,是在乳汁中加入少许醋酸使其产生沉淀,把沉淀榨去水分,如有弹性也说明有橡胶存在。如果植物体折断处有细丝或拉断后形成有弹性的小珠,也说明有橡胶存在。

2.样品采集

对有乳汁的橡胶植物,可割取其乳汁,将乳汁加热去水(在30~40℃温度下),使其凝固成胶块,取量在200克左右。对橡胶在体内呈凝集状态存在的橡胶物,草本割取其整株,木本则采集含胶部分,晒干后取量3000~4000克即可。

3.室内测定

橡胶含量可用以下两种方法进行测定。

(1)碱煮法。这个方法是根据碱可以破坏其它物质而使橡胶分离出来的原理进行的。碱煮法中的碱,多用3%氢氧化钠溶液。将一定量的样品放入其中,直到煮烂为止。经过冲洗过滤,样品中所含的橡胶,就会聚在一起,干燥后称重,即可计算橡胶的含量了。这个方法适用于含胶多的材料。

(2)提取法。这个方法的原理是根据氯仿、乙醚、石油醚、苯等有机溶剂可以溶解橡胶,而不溶解糖类和蛋白质,因而可以将橡胶从样品中提取出来。本方法较碱煮法为精确,但需时间太长,而且上述各种溶剂有的易燃,有的有毒,操作时要特别小心。操作时,可取上述溶剂中的任何一种进行提取橡胶,提取后将溶剂蒸干,剩下的就是橡胶。提取出来的橡胶中可能混有少量树脂,遇到这种情况,则需再用丙酮将树脂提取除净。

4.蓄积量的调查和标本采集

(1)按本章第二节“调查资源植物蓄积量”一段内容进行调查。

(2)标本采集和一般植物相同。

5.记载

按表3-8所列栏目进行记载。

表3-8 橡胶植物资源调查登记表

年 月 日

八、树脂树胶植物资源调查

树脂树胶是植物伤口的流出物或分泌物。树脂流出后,暴露于空气中,所含的挥发性物质挥发后,逐渐变粘而干燥,其质地发脆,遇热发软溶化,遇水不溶也不膨胀,易燃,燃烧时有浓厚黑烟。树胶包括真树胶和植物粘液。前者遇水溶解;后者遇水膨胀,加热后碳化。

1.野外初查

可在树木的树干上,寻找伤口的流出物或分泌物,按树脂树胶的特性进行鉴定。

2.标本采集

同一般植物。

3.样品采集

采集时,要在产树脂树胶植物的树干上打洞、削皮、砍伤,取树脂常于树干基部砍剥,取树胶常在树干上部,砍剥不应大于三分之一树干的圆周,以免树木死亡,但也不能过小,否则脂胶流动太慢。下部的砍口应作“V”形,以使脂胶集中下流。在伤口下方放置小瓶或小瓷罐,接取流下的脂胶。为了避免伤口堵塞,每天要定时刮取流出的液体。由于脂胶流得很慢,瓶罐需要放置1~2天。取量在1000克左右。

4.室内测定

树脂树胶的测定比较复杂,其成分不易测定,可将样品送交有关单位代为测定。

5.蓄积量的调查

按本章第二节“调查资源植物的蓄积量”一段内容进行调查。

表3-9 树脂树胶植物资源调查登记表

年 月 日

6.记载

按表3-9的栏目进行记载。

九、观赏植物资源调查

观赏植物资源是栽培花卉的主要来源,存在于种子植物各科中。

1.野外观察和记载

对于可能作为花卉的野生植物,应在野外进行详细观察记载,可以按表3-10的栏目记录。

表3-10 观赏植物资源野外调查登记表

年 月 日

2.引种

将有引种价值的野生种类在校内园地上进行栽种,观察它在人工栽培条件下的表现。亚高山或高山地区的植物,引种到低海拔的平原地区后,由于环境变化过大,常呈现某些退化现象,如植物体变高,花朵变小,花色不鲜艳等。这往往是由于某一个或某几个环境因子没有得到满足而造成的。引种时可以在环境因子、栽培方法方面进行对比实验,寻找原因。

3.选择

在引种过程中,可能大多数植株退化,而个别植株保持了原来的特性。应将优良植株单独收获,来年单独播种,如此不断选优去劣,就可能使引种获得成功。