Способ определения недостаточности основных элементов минерального питания в растениях Советский патент 1985 года по МПК A01G7/00 

I Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к распознанию состояния растений в зависимости от обеспеченности элементами минерального питания, и может быть использовано в агрономических лабораториях, сельскохозяйственных . опытных учрезкдениях, агрохимслужбе и областных управлениях сельского хозяйства для слежения за состоя нием посевов сельскохозяйственных растений с целью оценки урожая в зависимости от уровня минерального питания, а также для характеристики плодородия почв, влияния отдельных приемов агротехники на ход питания растений. Известен количественньш способ оценки минеральной недостаточности у растений, заключающийся в химическом анализе азота, фосфора и калия в растительных тканях l. Недостатками известного способа являются его трудоемкость и громозд кость, необходимость проведения количественного анализа по каждому из основных элементов минерального питания (азот, фосфор, калий), унич тожение при определении большого количества растений. Перечисленные вьше недостатки устраняют качественные способы оце ки минеральной недостаточности. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения недостаточности основных элементов минерального питания в растениях по визуальной оценке окраски листьев. Азотное голодание растений преж де всего характеризуется изменением зеленой окраски листьев. Когда рас тение начинает испытывать недостато в азоте, то образование хлорофилла ослабевает и листья приобретают бл но-зеленую окраску. По изменению о раски листьев оценивают процесс азотного питания растений, I При фосфорном голодании содержание сахара в листьях повышается, так как при этом экономится сахар, идущий на образование фосфороргани ческих соединений и крахмала. Нако ление сахара способствует более усиленному накоплению пигмента антоциана. Красная и лиловая окраска этого пигмента вместе с зеленой окраской хлорофилла придает листья 62 голубоватый оттенок, а при сильном преобладании антоциана - лиловую окраску. Признак калийного голодания - темно-зеленая с голубоватым оттенком окраска листьев. В них накапливается много азота, который способствует более сильному образованию хлорофилла что, по-видимому, и обусловливает такую интенсивную окраску листьев. При резко выраженной недостаточности начинается пожелтение и отмирание тканей с верхушки листа и распространяется вниз по краям, а затем между жилками. Краевой ожог, или запал, листьев - характерный признак калийного голодания. Известный способ включает визуальное сравнение листьев контроля и определяемого образца С21. Однако данный способ определения недостаточности N, Р, К в растениях является субъективным. Кроме того, он позволяет оценить недостаточность только при сильной степени ее вьфаженности, когда недостаток проявляется при существенных поражениях жизнедеятельности растений. Цель изобретения - повышение точности и возможности определения на ранних этапах недостаточности. Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу определения недостаточности основных элементов минерального питания в растениях ) включающему сравнение листьев контроля и определяемого образца, в листьях контроля и образца регистрируют интенсивность флуоресценции при 685 и 735 нм. .находят их отношение, определяют концентрацию хлорофилла и путем сравнения данных образца с данными контроля определяют недостаточность минерального питания. Способ осуществляют следующим образом. Для осуществления способа используют растения, выращенные в песчаной культуре с недостаточностью одного из элементов минерального питания (азота, фосфора или калия). ,Дпя измерений берут листья рартений. Листья прикрепляют к держателю спектрофлуориметрической установки и закрывают диафрагмой, которая позволяет оставлять открытой для изме рения площадку листа постоянной 3 величины, при этом геометрия взаимного расположения частей установки измеряемого образца остается неизменной. Спектры флуоресценции записывают при комнатной температуре. Источником возбужденного света служит ртутная лампа ДРШ-250 с филь ром СЗС-9, приемником сигнала флуоресценци - ФЭУ-28, Запись спектров производят с помощью регистрирующего потенциометра Э1Ш-09, Спектр флуоресценции листа при состоит из двух полос с. максимумами по длине волн 685 и 735 нм Измеряют линейкой интенсивности эти полос в мм (I pj и I-73J J I кер И 1 ) и берут их отношение (1квр/1 для спектров контроля и образца: (kop /IfVA )к и (IKOP )osp. Затем рассчитывают отношение .) (IKOP, /1лл ). Определяют в данных листьях кон центрацию хлорофилла (спектральноадсорбционным методом в образце и контроле) в мг/дм, Рассчитьгеают ), Т.е. отношение: ( С.. отношение концентраций хлорофилла образца и контроля. Устанавливают, на какую градуировочную кривую для азота, фосфора или калия лягут точки с координатами:

у,

IC.zSt

Схл,,

(,„„ /1.Д )к

-кор

Методика построения градуировочных графиков (кривых):

берут растения с различной степенью недостаточности элементов минерального питания (азота, фосфора, калия),

Определяют

(IKOP /I

)о1Гр

т

(IKOP /I

АЛ

и представляют графически зависимость относительных величин от концентрации хлорофилла для растений с недостаточностью минерального питания отдельно для каждого элемента. Получают прямые с различным наклоном к оси абсцисс для графиков зависимостей при азотной, калиевой и фосфорной недостаточности соответстС ХЛя5р

0,90

Точка с координатами х 0,90, 40 У 1,03 ложится на прямую, отражаЕощую зависимость 1 о С при недостаточности фосфора. Вывод: растения кукурузы с дефицитом фосфора. 45Пример2. Кукуруза.

( /1АЛ )rfp 0,70, (1к,р/14л ,53;

(1ко/ /I л л )оГр 1,38-, ( П

1,72i С,

, 3,68 0,77

С.л.

Точка с координатами х 1,15 и у О,77 ложится на градуировочную прямую для калиевой недоста64венно. Эти- прямые проходят через точку с координатами х 1, у 1, поскольку изменяется, если не изменяется концентрация хлорофилла,Так как при азотной недостаточности концентрация хлорофилла в листьях всегда меньше,чем в контрольных растениях, то прямая зависимости имеет только значения х 1, у 1. в случае фосфорной и калиевой недостаточности значения могут быть как 1, так и 1. Пример 1. Регистрируют спектры флуоресценции листьев кукурузы и контроля и измеряют интенсивности полос флуоресценции при 685 и 735 HMJ IXOP osp 102; е,р . 164, IKOP к 83; 1ллк, 147. Вычисляют: (1 /1д ) cSp 0,62, (1к.р/1лл).60; (J- /b -ktf VJ-KflD / АА /К -кар - А 1,03. Определяют концентрацию хлорофилла образца и контроля: 3,7; Вычисляют отношение концентраций хлорофилла образца и контроля:

точности. Вьгеод: растения кукурузы с дефицитом калия.

Пример 3. Ячмень.

ЛЛо, ,л)о5р.

«P.«i 4л. ь(4л)

Х обр Р,С,

0,(

хлк

Дкор /ХАЛ )в« ,.„

7г-7т-Т Ь02

/ -1- ял к-kop / 4Л V к

Точка с координатами х 0,88 у 1,02 ложится на прямую, отражающую зависимость (1кор ° С„ при недостаточности фосфора.

лЛ

Вывод: растения ячменя с дефицитом

фосфора.

Таким образом, предлагаемый спосоо определения недостаточности позволяет объективно оценивать недостаточность элементов питания в растениях на самых ранних этапах развития растения, когда визуально различия в окраске листьев еще не наблюдаются. Кроме того, он является оснч вой для разработки способов дистанционной экспресс-диагностики на состояние растений, что позволяет проводить определение на больших площадях.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ В РАСТЕНИЯХ путем сравнения листьев контроля определяемого образца, отличающийс я тем, что, с целью повьппения точности и возможности определения на ранних этапах недостаточности, в листьях контроля и образца регистрируют интенсивность флуоресценции 685 и 735 нм, находят их отношение, определяют концентрацию хлорофилла и путем сравнения данных образца с данными контроля определяют недостаточность минерального питания.