植物标本干态和浸制保色保存的各种方法

植物标本干态和浸制保色保存的各种方法

植物标本是与植物相关的教学中不可缺少的直观教具,它能帮助学生了解植物形态特征,增强记忆,并可克服课时进度与季节脱节而导致选材的困难,便于学生观察和学习,增加教学效果。另外,植物标本也是科研工作的重要资源,还是保护植物种质、鉴定植物种属的重要依据。

1 植物标本的干态保色保存

1.1 常规保色保存

常规保存的标本也叫腊叶标本。蜡叶标本的传统制作方法是将采集来的植物标本经整理后,平放在标本夹的吸水纸上,压制吸水几天而成。腊叶标本在制作过程中应根据植物的不同特点,进行特殊处理,使其达到最佳效果。王艳秋等对肉质、易掉叶植物和易变黑植物标本的压制方法进行了研究,结果表明通过把植物材料均匀放在吸水纸上,每天翻一次标本和每天翻二次标本进行观察研究,发现含水量较低的植物,经8天8次的处理,成品率较高;但对含水量较高、花瓣较大的肉质植物则需要经8天16次的处理,其成品率常低于前者。因而在处理标本时,既要考虑到植物材料的差异,又要考虑到处理时所采用的方法、时间的长短及环境因素等,不同类型采用不同的处理,使标本尽量保持它的本色,以达到最佳效果。

1.2 烘干保色保存

用烘箱干燥标本,也有很好的效果,一般温度在30℃～50℃,黄艳花等把夹好的标木夹放入40～50℃的干燥箱中烘干,效果较好。或者用红外灯烘干压制,也就是用瓦楞纸板、泡沫板把夹着标本的草纸隔开,用标本夹捆住,放于烘烤架上(金属材料),红外灯放于烘烤架下进行烘烤,温度为40℃左右。用红外灯烘干压制不但保持标本的原有色彩,而且还可杀死标本上的一些虫卵和病菌,值得推广应用。王兰州等依据风、热能够加速水分蒸发的原理,首次研制出了一种便于携带、又能省时省力地对新鲜植物标本进行快速、优质干燥的机电一体化设备,命名为“便捷式植物标本干燥器”,这种设备使植物标本压制时能够省时省力、优质而又便于携带。

1.3 热熨保色保存

就是将整形后的花、叶放在两层吸水纸的中间 ,铺于平板上,以预热的熨斗或装有热水的搪瓷杯来回熨3～4次,标本骤然失水,色素未破坏。倘标本较厚实,失水不足,可换吸水纸再熨,然后再把熨好的标本整理、固定、上蜡,贴上标签。对于在一般的干燥条件下花会褪色的植物也可用热熨保色保存,把采集到的植物先放在标本夹中1～2天,然后在纸的上面用炽热的烙铁熨烫,这样干燥的花,颜色便能保存很好。对于含水量较高易变色、霉变的植物标本,舒孝喜采用电熨斗隔着吸水纸小心熨烫(注意温度不易过高),使其快速脱水,来保持植物的原有鲜艳的色彩。

1.4 硅胶干燥保存

将事先烘干的硅胶颗粒(1～1.5毫米)慢慢倒入盛放标本的盒子或标本瓶中使其充满标本的每个空隙,直到完全覆盖为止,然后将标本放入干燥箱中5～6天,硅胶作为干燥剂吸去标本中的水,如有真空干燥器将标本置于其中抽气并保持低压二天左右也可完成脱水过程。陈尚义将采集的植物标本放在夹有草纸干燥过的硅胶粉的标本夹中捆紧,放入烘干箱(通电后高温中)迅速烘干的方法也成功的进行了标本的保存。

1.5 微波干燥保存

将按常规方法整理好的标木夹放入微波炉内的转盘上,将微波炉门关闭,根据植物体含水量,来确定处理功率和时间。刘淑琴将采集到的植物标本在形态和颜色没有改变之前置于微波炉中,通电几秒钟就完成了干燥过程。

2 植物标本的浸制保色保存

因干态保存的标本未经过原色的固定,所以保色的时间较短,保色的效果往往不是很好,科技工作者做了大量的实验,发现通过对采集的植物进行化学处理,使原色固定,然后进行浸制保存,可使制作的标本色泽自然、形态逼真,能较长时间保持原色泽不变。

2.1 绿色植物标本的浸制保色保存

植物体之所以呈绿色是因为植物体的叶绿体中含有叶绿素,叶绿素是一种复杂的有机化合物,其分了结构的中央有一个金属镁原了,叶绿素呈现绿色的原因就是由于含有镁原了的核心结构。叶绿素极容易分解破坏,且易溶解在酒精或福尔马林等保存液中,所以浸在酒精或福尔马林等保存液中的标本以及干制的腊叶标本如果不进行保色处理,很容易褪色,当叶绿素与酸发生反应时,镁就分离出来,此时因叶绿素缺镁,所以植物就变成褐色,这种没有镁的叶绿素一般称为植物黑素。与此同时如果把另一种金属铜原了放入黑素分子中,使叶绿素分了中的核心结构恢复原来的有机金属化合状态,植物体便获得了象叶绿素样的绿色物质,而重变绿。以铜原子为核心的叶绿素分子结构很稳定,不容易分解破坏,且不溶于酒精或福尔马林中,所以经过如此处理的植物标本在保存液中可以保存绿色。

韩峻等将醋酸铜结晶加入50%冰醋酸溶液中,直加到溶液饱和为止,然后用4倍水稀释,再加热至80～85℃,把要做成标本的植物放进烧热的溶液中,继续加热,直到植物由绿变褐,再由褐转绿时,把植物取出用清水洗净,保存于5%福尔马林中,进行绿色标本的保存。宋良科等对药用植物原色标本的制作进行了研究,结果发现将清洗且晾干的材料标本用7%CuS04硫酸铜溶液固定2～4 d,取出洗净,(根据标本的老嫩程度确定,老的时间长些,嫩的短些),再用0.2%亚硫酸溶液保存于标本瓶中,密闭瓶盖的方法,无论从效果、操作和经济适用上均较好。刘淑琴将硫酸铜[CuSO4·5H2O]制成饱和溶液按比例将100份饱和溶液跟67份甲醛,333份水混合得到处理液,然后将绿色标本放入处理液中浸泡20天后取出,用清水洗净后浸入4%甲醛溶液中长期密封保存,其保色效果也很好。

对不适于热煮或药液不容易透入的植物,可以改用硫酸铜饱和水溶液700m1、福尔马林50m1、水250m1的混合液,将植物放入这种液体中浸渍,浸渍时间的长短,要视植物老嫩程度和种类而定,当植物褪成黄色而又重新变成绿色时,即可取出,用清水将药液洗净,然后放到5%福尔马林中保存,标本就制成了。对于叶薄而嫩的植物因其在高温下易变软,可将50%乙醇90ml、福尔马林5ml、甘油2.5ml、冰醋酸2.5ml、氯化铜10g配成混合溶液,将标本浸渍数日,即可保色。

2.2 红色植物标本的浸制保色保存

某些器官呈现红色是由其细胞里的花青素决定的,而花青素具有遇碱性溶液易变兰、遇酸性溶液变红的特性。因此,采用合理的酸性溶液来加以处理即可达到使植物保持红色的目的。

实验发现用硼酸45g,95%酒精200ml,40%福尔马林200ml,加蒸馏水至1000ml,将植株置于其中浸制且保存,这种方法对澳洲合欢花、辣椒果、荔枝果的红色保存效果较好。韩 峻用硼酸粉450g、水2000~4000m1、75～95%酒精2000m1,福尔马林原液300m1混合起来,取澄清液作为浸制液,直接用来保存标本。如果保存粉红色的标本时,须将福尔马林减至微量或不加。刘淑琴等研究发现将硼酸3克,40%的甲醛4毫升与水400毫升混合制成固定液,然后将洗干净的红色植物标本放在固定液中浸泡1-3天,如不发生混浊现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%亚硫酸20毫升、硼酸10克、水580毫升制成的保存液中长期密封保存,对较大的果实标本最好用注射器注入少量保存液再长期密封保存效果会更好。

2.3 黄色或黄绿色植物的浸制保色保存

黄色的花和果实主要是其中含有类胡萝卜素和核黄素,类胡萝卜素和核黄素又是由胡萝卜素和叶黄素组成,胡萝卜素为橙红色而叶黄素为黄色。用化学方法保持其结构从而保存其颜色。

取6%亚硫酸500毫升和80~90%酒精500毫升加入400毫升蒸馏水混合得保存液,将采集来的标本直接浸入保存液密封保存效果较好。宁小清用亚硫酸50ml,95%酒精50ml,加蒸馏水至1000ml,将植株置于其中浸制且保存,效果较理想。韩 峻用亚硫酸饱和溶液568ml、95%酒精568ml、水4500 ml混合起来取澄清液对标本进行了保存。

2.4 黑色、红紫色、紫色标本的浸制保色保存

对黑色、红紫色、紫色标本的浸制保色保存,一种方法是用福尔马林450ml,95%酒精540ml、水18100ml混合起来,取澄清液来保存标本。另一种方法是用福尔马林500ml、饱和氯化钠溶液1000ml、水8700ml混合液的澄清液,来保存标本。

3 植物标本保存的新方法

因干态标本在使用和保存过程中易氧化变色、易腐蚀、被虫咬,标本的茎、叶容易折断,花果实等也易脱落,且使用不方便。而浸制的标本由于保存液挥发后减少,需经常添加保存液,保存液挥发的气味也使室内空气有难闻的甲醛污染,影响工作人员的健康,也不利于参观学习。随着社会的发展和科技人员的研究,目前所使用的新的植物标本保存方法有以下几种:

3.1 塑化法

唐安科把原有的浸制和新鲜的植物标本经过加工处理,即先给绿色植物保色,再用水溶性塑料聚乙二醇(PEG)处理来替换植物内的水,制成了高分子水溶性塑料处理的标本,这种标本不需加入甲醛、乙醇等防腐剂浸泡,就能防霉防虫,有一定的实用价值。

3.2 塑封法

把制成的干态标本或化学保色后的浸制标本制干后,用塑封膜塑封,这种方法保存的标本保色期长、使用方便(可用实物投影仪在课堂上展示)克服了用挂图的死板,同时弥补了新鲜标本容易损坏及课时进度与季节脱节而导致选材困难等不足,用塑封法还可制作叶形、叶脉及其剪贴标本等,不仅容易保存而且使用方便、效果明显,且具有一定的艺术性和观赏价值。

3.3 电子标本保存法

随着科学技术的发展和数码相机的普及,电子标本越来越引起重视,它克服了传统标本的局限性,比如传统标本在植物标本的采集、制作时成本高,需要时间长,许多植物种类的标本很难采到,标本使用过程中破损和废弃严重,保存需要很大的标本室空间和专门人员的管理等等,而植物电子标本具有图片清晰、易拷贝、不占室内空间、易管理等优点,它的电子图片也可用于多媒体教学,为传统课程实现电子化和网络化教学奠定了基础。

4 标本制作中有待注意的问题

虽然绝大多数植物按物理和化学方法都能解决好保色问题,但也有一些植物保色效果不理想,如桂花树、松科的植物等基本上还没有找到理想保色方法;叶中含有胶汁的一类植物如橡胶树、印度榕、桕等,保色后,叶子颜色容易发黑;而女贞、黄檀等植物在保色过程中不仅颜色不绿,而且叶子容易脱落;还有马齿苋保色后,标本呈现紫红色等问题均有待进一步研究。另外,电子标本不能完全代替传统的蜡叶标本和液浸标本,因为在许多方面,实体标本仍具有其独特的作用,比如植物新的形态变异或新种类、新类型的比较鉴定,从标本中提取样品,不同产地标本形态的变化,生物多样性研究等方面,传统标本的优势是电子标本所不能替代的。

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