農林學類論文-基于植物標本保色與保存的研究進展【論文關鍵詞】植物標本保色保存【論文摘要】本文綜述了植物標本干態和浸制保色保存的各種方法,并介紹了植物標本保存的新方法,最后指出了標本制作中有待注意的問題。植物標本是與植物相關的教學中不可缺少的直觀教具,它能幫助學生了解植物形態特征,增強記憶,并可克服課時進度與季節脫節而導致選材的困難,便于學生觀察和學習,增加教學效果。另外,植物標本也是科研工作的重要資源,還是保護植物種質、鑒定植物種屬的重要依據。1植物標本的干態保色保存1.1常規保色保存常規保存的標本也叫臘葉標本。蠟葉標本的傳統制作方法是將采集來的植物標本經整理后,平放在標本夾的吸水紙上,壓制吸水幾天而成。臘葉標本在制作過程中應根據植物的不同特點,進行特殊處理,使其達到最佳效果1。王艷秋等對肉質、易掉葉植物和易變黑植物標本的壓制方法進行了研究,結果表明通過把植物材料均勻放在吸水紙上,每天翻一次標本和每天翻二次標本進行觀察研究,發現含水量較低的植物,經8天8次的處理,成品率較高；但對含水量較高、花瓣較大的肉質植物則需要經8天16次的處理,其成品率常低于前者2。因而在處理標本時,既要考慮到植物材料的差異,又要考慮到處理時所采用的方法、時間的長短及環境因素等,不同類型采用不同的處理,使標本盡量保持它的本色,以達到最佳效果。1.2烘干保色保存用烘箱干燥標本,也有很好的效果,一般溫度在30503,黃艷花等把夾好的標木夾放入4050的干燥箱中烘干,效果較好4。或者用紅外燈烘干壓制,也就是用瓦楞紙板、泡沫板把夾著標本的草紙隔開,用標本夾捆住,放于烘烤架上(金屬材料),紅外燈放于烘烤架下進行烘烤,溫度為40左右5。用紅外燈烘干壓制不但保持標本的原有色彩,而且還可殺死標本上的一些蟲卵和病菌,值得推廣應用。王蘭州等依據風、熱能夠加速水分蒸發的原理,首次研制出了一種便于攜帶、又能省時省力地對新鮮植物標本進行快速、優質干燥的機電一體化設備,命名為“便捷式植物標本干燥器”,這種設備使植物標本壓制時能夠省時省力、優質而又便于攜帶6。1.3熱熨保色保存就是將整形后的花、葉放在兩層吸水紙的中間,鋪于平板上,以預熱的熨斗或裝有熱水的搪瓷杯來回熨34次,標本驟然失水,色素未破壞。倘標本較厚實,失水不足,可換吸水紙再熨,然后再把熨好的標本整理、固定、上蠟,貼上標簽7。對于在一般的干燥條件下花會褪色的植物也可用熱熨保色保存,把采集到的植物先放在標本夾中12天,然后在紙的上面用熾熱的烙鐵熨燙,這樣干燥的花,顏色便能保存很好3。對于含水量較高易變色、霉變的植物標本,舒孝喜采用電熨斗隔著吸水紙小心熨燙(注意溫度不易過高),使其快速脫水,來保持植物的原有鮮艷的色彩8。1.4硅膠干燥保存將事先烘干的硅膠顆粒(11.5毫米)慢慢倒入盛放標本的盒子或標本瓶中使其充滿標本的每個空隙,直到完全覆蓋為止,然后將標本放入干燥箱中56天,硅膠作為干燥劑吸去標本中的水,如有真空干燥器將標本置于其中抽氣并保持低壓二天左右也可完成脫水過程9。陳尚義將采集的植物標本放在夾有草紙干燥過的硅膠粉的標本夾中捆緊,放入烘干箱(通電后高溫中)迅速烘干的方法也成功的進行了標本的保存10。1.5微波干燥保存將按常規方法整理好的標木夾放入微波爐內的轉盤上,將微波爐門關閉,根據植物體含水量,來確定處理功率和時間11。劉淑琴將采集到的植物標本在形態和顏色沒有改變之前置于微波爐中,通電幾秒鐘就完成了干燥過程9。2植物標本的浸制保色保存因干態保存的標本未經過原色的固定,所以保色的時間較短,保色的效果往往不是很好,科技工作者做了大量的實驗,發現通過對采集的植物進行化學處理,使原色固定,然后進行浸制保存,可使制作的標本色澤自然、形態逼真,能較長時間保持原色澤不變。2.1綠色植物標本的浸制保色保存植物體之所以呈綠色是因為植物體的葉綠體中含有葉綠素,葉綠素是一種復雜的有機化合物,其分了結構的中央有一個金屬鎂原了,葉綠素呈現綠色的原因就是由于含有鎂原了的核心結構。葉綠素極容易分解破壞,且易溶解在酒精或福爾馬林等保存液中,所以浸在酒精或福爾馬林等保存液中的標本以及干制的臘葉標本如果不進行保色處理,很容易褪色,當葉綠素與酸發生反應時,鎂就分離出來,此時因葉綠素缺鎂,所以植物就變成褐色,這種沒有鎂的葉綠素一般稱為植物黑素。與此同時如果把另一種金屬銅原了放入黑素分子中,使葉綠素分了中的核心結構恢復原來的有機金屬化合狀態,植物體便獲得了象葉綠素樣的綠色物質,而重變綠。以銅原子為核心的葉綠素分子結構很穩定,不容易分解破壞,且不溶于酒精或福爾馬林中,所以經過如此處理的植物標本在保存液中可以保存綠色。韓峻等將醋酸銅結晶加入50%冰醋酸溶液中,直加到溶液飽和為止,然后用4倍水稀釋,再加熱至8085,把要做成標本的植物放進燒熱的溶液中,繼續加熱,直到植物由綠變褐,再由褐轉綠時,把植物取出用清水洗凈,保存于5%福爾馬林中,進行綠色標本的保存12,13。宋良科等對藥用植物原色標本的制作進行了研究,結果發現將清洗且晾干的材料標本用7%CuS04硫酸銅溶液固定24d,取出洗凈,(根據標本的老嫩程度確定,老的時間長些,嫩的短些),再用0.2%亞硫酸溶液保存于標本瓶中,密閉瓶蓋的方法,無論從效果、操作和經濟適用上均較好14。劉淑琴將硫酸銅CuSO45H2O制成飽和溶液按比例將100份飽和溶液跟67份甲醛,333份水混合得到處理液,然后將綠色標本放入處理液中浸泡20天后取出,用清水洗凈后浸入4%甲醛溶液中長期密封保存,其保色效果也很好9。對不適于熱煮或藥液不容易透入的植物,可以改用硫酸銅飽和水溶液700m1、福爾馬林50m1、水250m1的混合液,將植物放入這種液體中浸漬,浸漬時間的長短,要視植物老嫩程度和種類而定,當植物褪成黃色而又重新變成綠色時,即可取出,用清水將藥液洗凈,然后放到5%福爾馬林中保存,標本就制成了12。對于葉薄而嫩的植物因其在高溫下易變軟,可將50%乙醇90ml、福爾馬林5ml、甘油2.5ml、冰醋酸2.5ml、氯化銅10g配成混合溶液,將標本浸漬數日,即可保色15,16。2.2紅色植物標本的浸制保色保存某些器官呈現紅色是由其細胞里的花青素決定的,而花青素具有遇堿性溶液易變蘭、遇酸性溶液變紅的特性。因此,采用合理的酸性溶液來加以處理即可達到使植物保持紅色的目的。寧小清實驗發現用硼酸45g,95%酒精200ml,40%福爾馬林200ml,加蒸餾水至1000ml,將植株置于其中浸制且保存,這種方法對澳洲合歡花、辣椒果、荔枝果的紅色保存效果較好17。韓峻用硼酸粉450g、水20004000m1、7595%酒精2000m1,福爾馬林原液300m1混合起來,取澄清液作為浸制液,直接用來保存標本。如果保存粉紅色的標本時,須將福爾馬林減至微量或不加12。劉淑琴等研究發現將硼酸3克,40%的甲醛4毫升與水400毫升混合制成固定液,然后將洗干凈的紅色植物標本放在固定液中浸泡1-3天,如不發生混濁現象即可取出放入由甲醛25毫升、甘油25毫升、水1000毫升制成的保存液或由10%亞硫酸20毫升、硼酸10克、水580毫升制成的保存液中長期密封保存,對較大的果實標本最好用注射器注入少量保存液再長期密封保存效果會更好918。2.3黃色或黃綠色植物的浸制保色保存黃色的花和果實主要是其中含有類胡蘿卜素和核黃素,類胡蘿卜素和核黃素又是由胡蘿卜素和葉黃素組成,胡蘿卜素為橙紅色而葉黃素為黃色。用化學方法保持其結構從而保存其顏色。取6%亞硫酸500毫升和8090%酒精500毫升加入400毫升蒸餾水混合得保存液,將采集來的標本直接浸入保存液密封保存效果較好9。寧小清用亞硫酸50ml,95%酒精50ml,加蒸餾水至1000ml,將植株置于其中浸制且保存,效果較理想17。韓峻用亞硫酸飽和溶液568ml、95%酒精568ml、水4500ml混合起來取澄清液對標本進行了保存12。2.4黑色、紅紫色、紫色標本的浸制保色保存對黑色、紅紫色、紫色標本的浸制保色保存,一種方法是用福爾馬林450ml,95%酒精540ml、水18100ml混合起來,取澄清液來保存標本。另一種方法是用福爾馬林500ml、飽和氯化鈉溶液1000ml、水8700ml混合液的澄清液,來保存標本12。3植物標本保存的新方法因干態標本在使用和保存過程中易氧化變色、易腐蝕、被蟲咬,標本的莖、葉容易折斷,花果實等也易脫落,且使用不方便。而浸制的標本由于保存液揮發后減少,需經常添加保存液,保存液揮發的氣味也使室內空氣有難聞的甲醛污染,影響工作人員的健康,也不利于參觀學習。隨著社會的發展和科技人員的研究,目前所使用的新的植物標本保存方法有以下幾種:3.1塑化法唐安科把原有的浸制和新鮮的植物標本經過加工處理,即先給綠色植物保色,再用水溶性塑料聚乙二醇(PEG)處理來替換植物內的水,制成了高分子水溶性塑料處理的標本,這種標本不需加入甲醛、乙醇等防腐劑浸泡,就能防霉防蟲,有一定的實用價值19。3.2塑封法把制成的干態標本或化學保色后的浸制標本制干后,用塑封膜塑封,這種方法保存的標本保色期長、使用方便(可用實物投影儀在課堂上展示)克服了用掛圖的死板,同時彌補了新鮮標本容易損壞及課時進度與季節脫節而導致選材困難等不足,用塑封法還可制作葉形、葉脈及其剪貼標本等,不僅容易保存而且使用方便、效果明顯,且具有一定的藝術性和觀賞價值111220。3.3電子標本保存法隨著科學技術的發展和數碼相機的普及,電子標本越來越引起重視,它克服了傳統標本的局限性,比如傳統標本在植物標本的采集、制作時成本高,需要時間長,許多植物種類的標本很難采到,標本使用過程中破損和廢棄嚴重,保存需要很大的標本室空間和專門人員的管理等等,而植物電子標本具有圖片清晰、易拷貝、不占室內空間、易管理等優點,它的電子圖片也可用于多媒體教學,為傳統課程實現電子化和網絡化教學奠定了基礎21。4標本制作中有待注意的問題雖然絕大多數植物按物理和化學方法都能解決好保色問題,但也有一些植物保色效果不理想,如桂花樹、松科的植物等基本上還沒有找到理想保色方法；葉中含有膠汁的一類植物如橡膠樹、印度榕、桕等,保色后,葉子顏色容易發黑；而女貞、黃檀等植物在保色過程中不僅顏色不綠,而且葉子容易脫落；還有馬齒莧保色后,標本呈現紫紅色等問題均有待進一步研究16。另外,電子標本不能完全代替傳統的蠟葉標本和液浸標本,因為在許多方面,實體標本仍具有其獨特的作用,比如植物新的形態變異或新種類、新類型的比較鑒定,從標本中提取樣品,不同產地標本形態的變化,生物多樣性研究等方面,傳統標本的優勢是電子標本所不能替代的21。參考文獻1李文祥.干花制做方法的探討J.云南農業大學學報,1995.(3):207-212.2王艷秋,王春,劉明等.關于植物標本保色的研究J.吉林農業大學學報1997,19(增刊):45-47.3閆潔,崔學明.淺談植物標本的采集與壓制J.內蒙古林業科技,1998年第3期,40-42.4黃艷花,覃連紅,梁萍等.植物病害標本固綠保綠技術研究J.安徽農業科學,2007,35(29):9138-9139.5林祁.新型的植物標本烘干壓制法J.植物雜志,1997,3.6王蘭州,令利軍,王一峰.一種快速、優質壓制植物標本的新設備及使用方法J.草業科學,2000年(第17卷)第1期:86-88.7姚遠,姜姝姝.論植物標本的采集和制作J.成才之路,2007年27期:54.8舒孝喜.植物蠟葉標本制法的改進與應用J.農業科技與信息,2004年01期:9-10.9劉淑琴.原形原色生物標本的制作及保存方法J.教學儀器與實驗,2000年第10期,22-23.10陳尚義.植物標本保色新方法J.教學儀器與實驗,2000年第1期,16.11張美萍.植物塑封標本的制作J.生物學雜志,1999年(第16卷)第5期,31.12韓峻,李玉卿,武煜明等.幾種常用植物教學標本的制作方法J.云南中醫學院學報,第2006年(第29卷)第2期:31-34.13蘇紹科.植物原色復膜標本的制作J.實驗教學與儀器,2006年01期:22.14宋良科,易志剛,蔣合眾.藥用植物原色標本的制作研究J.現代中藥研究與實踐,2005年(第19卷)第4期:47-48.15劉曉霞,張金環.植物標本的采集、制作與保存J.陜西農業科學,2008年01期:223-224.16黃肇宇,蔣波,覃雪梅.植物標本原色澤的保色技術研究J.玉林師范學院學報(自然科學),2006年(第27