XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Растение является живым организмом. Оно реагирует на изменение климата и условий почвы, воздействие механических и химических стрессов. Из-за неблагоприятных условий можно потерять до 70% растений, а иногда случается полная гибель урожая.

Совакупность методов, напрпавленных на изучение вопроса обеспечения растений питательными веществами называется диагностикой питания растения. Целью такой диагностики является непрерывный контроль за условиями выращивания и состоянием растений, а если необходимо - изменение питания растений.

Важно знать, что диагностика питания растений бывает комплексной (регулярной) и оперативной (в течение вегетации), а к методам диагностики питания растений относят почвенную (количественное содержание питательных веществ в почве) и растительную диагностику (состав химических веществ в растении).

Иследование растения может заключаться в определении достаточности растению получаемых химических элементов (важно учитывать биологические особенности, периоды вегитации, темпы роста, историю почвы, агрохимические карты): анализ состава корней и листьев.

Таким образом, диагностика растения включает в себя визуальный осмотр, химическое и функциональное (физиологическое) исследовние.

Методы функциональной диагностики дают возможность с помощью интенсивности физико-биологических процессов оценить потребность растений в элементах питания (потребность в азоте определяют по способности тканей восстанавливать нитраты в нитриты) [1].

Потребность растений в макро- и микроэлементах можно оценить, контролируя интенсивность физиолого-биохимических процессов. А.С. Плешковым и Б.А. Ягодиным в 1982 году был разработан принцип диагностики питания растений по определению фотохимической активности хлоропластов. Если активность хлоропластов по сравнению с контролем повышается, то это означает недостаток элемента питания, если снижается - избыток. Об оптимальной концентрации в питательной среде говорит одинаковая активность.

На данный момент кроме описанного выше метода существуют:

1. Метод диагностики функционального состояния растений по измерению амплитудно-фазовых характеристик рассеянного на растительной ткани квазимонохроматического излучения зондирующего лазерного пучка [5]. С помощью этого метода оценивают состояние фотосинтезирующих и нефотосинтезирующих тканей растений с помощью упорядочения их микроструктурной организации.

2. Метод тканевой диагностики [3] - это функциональная экспресс-диагностика по фотосинтетической активности хлоропластов. Определение основано на измерении фотохимической активности суспензии хлоропластов средней пробы листьев без добавления диагностируемого элемента, а затем с испытуемым элементом. В случае повышения фотохимической активности суспензии хлоропластов по сравнению с контролем (без добавления элементов) делают заключение о необходимости внесения элемента, а случае снижения - об избыточном его содержании и при активности, одинаковой с контролем - об оптимальной концентрации диагностируемого элемента в питательной среде.

При тканевой диагностике используют ионселективные электроды для определения ряда элементов и их соединений, что позволяет получать количественные показатели по содержанию калия, натрия, кальция, магния, хлора, брома, меди, свинца, кадмия, фосфора, бора, серы и нитратов в выжатом соке, пасоке и в вытяжках из свежих растений. Указанные элементы определяют этим методом только в том случае, когда они находятся в ионной форме и не связаны в органические или неорганические комплексы.

3. Функциональная диагностика фотоколориметрическим методом анализа. В ходе этого метода исследуют фотохимическую активность суспензии хлоропластов [3]. Ее получают из средней пробы листьев диагностируемых растений. В полученную суспензию добавляют определенную концентрацию питания и снова определяют фотохимическую активность суспензии.

В случае повышения фотохимической активности суспензии хлоропластов по сравнению с контролем (без добавления элементов) делается вывод о недостатке данного элемента, при снижении об избытке, при одинаковой активности - об оптимальной концентрации в питательной среде.

4. ООО «АгроЛаб» на основе метода А.С. Плешкова и Б.А. Ягодина использует экспресс-лабораторию, которая включает в себя портативный фотометр. Данный метод основан на измерении фотохимической активности хлоропластов. Он помогает выявлять стрессовое состояние растений задолго до проявления визуальных симптомов.

5. Экспресс контроль азотного питания растений. В европейских странах широко используются различные компактные приборы - N-тестеры, позволяющие по интенсивности окраски листьев определять потребность растений в азоте [3]. Это связано с тем, что непосредственный участник фотосинтеза - хлорофилл определяет зеленый цвет листьев растений. Азот входит в состав хлорофилла и оказывает большое влияние на интенсивность фотосинтеза. Поэтому наблюдается зависимость между обеспеченностью растений азотом и интенсивностью окраски листьев.

N-тестер – портативный прибор, предназначен для определения уровня азотного питания растений по содержанию хлорофилла в листьях непосредственно в поле без использования вспомогательных средств. Уровень азотного питания определяется с помощью интенсивности окраски листового аппарата, используются относительные единицы. Можно применять для всех с/х культур.

Преимуществом этого метода является то, что на измеряемую величину не оказывают влияние такие факторы как временной отрезок дня, налет от опрыскивания химическими препаратами, влажные листья (осадки, роса).

6. Другими приборами функциональной диагностики яывляются [4]:

Микропроцессорный фотоколориметр - используется для определения коэффициента пропускания и оптической плотности растворов.

N-тестер – портативный прибор, предназначен для определения уровня азотного питания растений по содержанию хлорофилла в листьях непосредственно в поле без использования вспомогательных средств. Уровень азотного питания определяется с помощью интенсивности окраски листового аппарата, используются относительные единицы. Можно применять для всех с/х культур.

Рефрактометр - прибор для определения содержания сахара и сухого вещества в растении. Его используют также для определения сроков уборки урожая, для контроля иммунного статуса растений в течение вегетации, определения качества плодов.

рН-метр IQ 128. С помощью этого прибора определяют рН клеточного сока, который является показателем имунного статуса растения. Данный прибор позволяет прогнозировать устойчивость растений к заболеваниям.

Влагомер «СуперПро» - анализатор влажности зерна. Он предназначен для определения влажности зерновых культур. Может использоватьсся непосредственно в поле, а также в хранилищах зерна.

Минибатт - ручной мини-комбайн для отбора проб зерна в поле.

Мультитест - прибор, предназначенный для измерения температуры, влажности и удельного веса зерна экспресс-методом.

Анализатор жизнеспособности семян GermPro 7010 - прибор, измеряющий ферментативную активность зародыша семени. Метод основан на окрашивании зерен, с помощью чего можно выявить нежизнеспособные семена.

Нитрачек 404 - прибор, измеряющий содержание нитратов в растениях, почве, воде с помощью индикаторных тестовых полосок.

Барокамера по Шоландеру - прибор для измерения давления ксилемного тока в растениях. Он дает возможность исследовать состояние сосудов, измерять потребление растением влаги и питательные вещества из почвы.

Приборы и методы, использующиеся в настоящее время позволяют на ранних этапах оперативно выявлять внутренние изменения растений, до того как начались необратимые процессы, до появления визуальных симптомов, когда сохранение урожая уже не возможно. Также вышеописанные методы помогают определить потребность растений в подкормке, выяснить свойства почвы, плодородна она или нет, понять физиологические процессы растений.

Список литературы:

1. Муравин Э.А., Плешков Б.П., Слипчик А.Ф. Разработка ферментативного метода диагностики азотного питания растений на основе определения активности нитратредуктазы //Изв. ТСХА. 1978. Вып. 4. С. 81.

2. Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.

3. Шеуджен А.Х. Конспект лекций по дисциплине "Прикладная агрохимия", Краснодар, 2015.

4. Растительная диагностика https://agroplus-group.ru/rastitelnaya-diagnostika/

5. Способы определения физиологического состояния растений[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ormiss.ru/index.php/09/sposoby-opredeleniya-fiziologicheskogo-sostoyaniya-rastenij (дата обращения: 5 декабря 2018).

Код для цитирования: Скопировать