Способ оценки потенциальной продуктивности сельскохозяйственных растений Советский патент 1989 года по МПК A01G7/00 A01H1/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при прогнозировании урожая, а также для оценки эффективности проводимых агротехнических мероприятий.

Целью изобретения является повышение достоверности способа.

На чертеже показана члпись ЭПР- спектра пробы первого листа подсолнуха массой 100 мг,зафиксированной в жидком азоте при интенсивности света 15 Вт/м (ЭПР-спектр регистрировался

при освещении интенсивностью 300 Вт/м).

Способ реализуют следующим образом.

Образец листа растений размером 5-10 см (50-150 мг сырого веса ткани) фиксируют сразу после взятия, погружая в жидкий азот при освещении интенсивностью от 10, но не более 40 Вт/м (естественном в полевых условиях или искусственном в лаборатории) .

ел

о

СП

Nt

ND

31505472

Образцы в жидком азоте могут храниться неограниченное время. Спектр ЭПР образца записывают при температуре жидкого азота при освещении интен-

продуктивность у объекта с большей амплитудой А (с большим содержанием РЦ ФС-1).

Приме р. Из десяти одновоз- растных растений каждого варианта (повторность пятикратная) отбирают образцы (делая высечки из листа растения) с завершившего рост первого

сивностью не менее 300 Вт/м, но не

более 500 Вт/м, при мощности СВЧ-поля 10 мВт и модуляции 2 Гс и измеряют

амлитуду сигнала ЭПР при д-факторе

2,006 (А,) и сигнала ЭПР при д-факто- 10 листа, например у пшеницы, (у ячменя - на 12-15 сут после появления всходов), быстро взвешивают и фиксируют на свету погружением в жидкий азот, где их сохраняют до момен- 15

ре 2,015 (А), по которым может быть при необходимости рассчитано количество РЦ ФС на единицу площади (или массы) листовой пластинки исследуемого растения, и выносят сущ;ение, сравнивая с теми же показателями у контрольного растения, например с исходным сортом, выращиваемым в наиболее благоприятных условиях. По соотта измерения спектров ЭПР. Высечки упаковывают в пакетики из фильтрованной бумаги, на которых проставляют шифры в соответствии с записями в инвентарном (лабораторном) журнале.

продуктивность у объекта с большей амплитудой А (с большим содержанием РЦ ФС-1).

Приме р. Из десяти одновоз- растных растений каждого варианта (повторность пятикратная) отбирают образцы (делая высечки из листа растения) с завершившего рост первого

листа, например у пшеницы, (у ячменя - на 12-15 сут после появления всходов), быстро взвешивают и фиксируют на свету погружением в жидкий азот, где их сохраняют до момен-

та измерения спектров ЭПР. Высечки упаковывают в пакетики из фильтрованной бумаги, на которых проставляют шифры в соответствии с записями в инвентарном (лабораторном) журнале.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при прогнозировании урожая, а также оценки эффективности проводимых агротехнических мероприятий. Цель изобретения - повышение достоверности способа. Для оценки осуществляют отбор пробы при освещенности интенсивностью 10-40 Вт/м². Непосредственно после отбора пробу погружают в жидкий азот. Снимают спектр электронного парамагнитного резонанса при температуре жидкого азота и интенсивности света 300-500 Вт/м². Измеряют амплитуду сигналов при д-факторе 2,006-А₁ и 2,015-А₂ соответственно и рассчитывают коэффициент К по формуле К=2,75 А₂/А₁, по значению которого оценивают потенциальную продуктивность растений в текущем году, а при совпадении их внутри вида - по величине А₁, при этом большим значениям К и А₁ соответствуют более потенциально продуктивные сельскохозяйственные растения. 1 ил., 2 табл.

ношению амплитуд А и А рассчиты- 20. Б лаборатории на радиоспектрометре вают коэффициент К по формуле

К , А,

регистрируют спектры ЭПР отображенн образцов при температуре жидкого азота и непрерывном освещении образ ца в резонаторе спектрометра светом 25 интенсивностью 300 Вт/м и производ соответствующие подсчеты. В лабораторных условиях отбор образца, его взвешивание, фиксация и измерение спектра ЭПР занимают не более 5 мин Для расчета по спектру ЭПР количества РЦ ФС-1 удвоенную амплитуду сигнала ЭПР-1 умножают на постоянны коэффициент стандарта (который вычи ляется для имеющегося в наличии у прибора внутреннего стандарта после двойного интегрирования спектров), делят на амплитуду сигнала стандарт

Выбор параметров освещенности образцов при фиксации и измерении обусловлен следующим. При фиксации образ- - жидким азотом на свету для получения максимальной амплитуды А- сигна- 30 ла ЭПР-П освещенность более 40 Вт/м приводит к снижению амплитуды А сигнала ЭПР-1 за счет фиксации части акцепторов электрона в восстановленном состоянии, не способных по этой причине участвовать в стабилизации разделенных зарядов при регистрации спектров. Если при фиксации образца жидким азотом его освещать светом с интенсивностью менее 10 Вт/м, то

регистрируют спектры ЭПР отображенных образцов при температуре жидкого азота и непрерывном освещении образца в резонаторе спектрометра светом 25 интенсивностью 300 Вт/м и производят соответствующие подсчеты. В лабораторных условиях отбор образца, его взвешивание, фиксация и измерение спектра ЭПР занимают не более 5 мин. Для расчета по спектру ЭПР количества РЦ ФС-1 удвоенную амплитуду -А, сигнала ЭПР-1 умножают на постоянный коэффициент стандарта (который вычисляется для имеющегося в наличии у прибора внутреннего стандарта после двойного интегрирования спектров), делят на амплитуду сигнала стандарта

35

(А ,j ) и на площадь (или массу) исследуемого образца. Для определения количества РЦ ФС-2 умножают рассчитанный коэффициент К на количество РЦ ФС-1 .

Например, в спектре ЭПР первого листа подсолнечника (см. чертеж), высечки из которого фиксируют по описанному способу жидким азотом при интенсивности света 15 Вт/м, регистрацию спектра проводят под светом 300 Вт/м , при этом амплитуда А, равстационарного фотоиндуцированного раз-,,. а 54 мм, А - 22,5 мм, А - 22,5 мм, деления зарядов во всех РЦ ФС-1, а при освещенности выше 500 Вт/см , как показали опыты, амплитуда А достигает насьш1ения.

При вынесении суждения учитывают, что у сравниваемых объектов большей продуктивностью будет обладать тот, у которого выше значение К, а при одинаковом значении К большая

40

ЭПР-сигналы престают быть информатив- ньми, поскольку фотосистемы растений при такой малой освещенности не функционируют.

Использование освещенности ниже 45 300 Вт/м при регистрации спектра ЭПР не обеспечивает получения при низкой температуре максимальной амплитуды А, так как не достигается

55

а масса высечек составляет 100 мг. Используя эти данные, производят соответствующие расчеты:

К

РЦ ФС-1

AjX 0,1

Б лаборатории на радиоспектрометре

регистрируют спектры ЭПР отображенных образцов при температуре жидкого азота и непрерывном освещении образца в резонаторе спектрометра светом интенсивностью 300 Вт/м и производят соответствующие подсчеты. В лабораторных условиях отбор образца, его взвешивание, фиксация и измерение спектра ЭПР занимают не более 5 мин. Для расчета по спектру ЭПР количества РЦ ФС-1 удвоенную амплитуду -А, сигнала ЭПР-1 умножают на постоянный коэффициент стандарта (который вычисляется для имеющегося в наличии у прибора внутреннего стандарта после двойного интегрирования спектров), делят на амплитуду сигнала стандарта

а 54 мм, А - 22,5 мм, А - 22,5 мм,

а масса высечек составляет 100 мг. Используя эти данные, производят соответствующие расчеты:

К

РЦ ФС-1

AjX 0,1

)08 X 4,8 .10- .,, ,„,., -22:Гх-б:Т - 3,04.,0 /r сьфои

массы.

РЦ ФС-2 К X РД ФС- 1,25 X 23,П4 X 10 28,80 .20 /г сырой массы.

При регистрации спектра ЭПР этого же образца при постоянном освещении его в резонаторе светом интенсивность 500 Вт/м амплитуда Л остается неизменной, а при интенсивности 200 Вт/м амплитуда А уменьшается и оказывается 1)авной 4) мм. В последнем случае произведенный расчет дает следующие результаты: К 1,5 РЦ ФС-1 19,20 X 10 сырой массы; РЦ ФС-2 28,80 X 10 /г сырой массы.

В высечках того же листа, зафиксированных при интенсивности света в 50 Вт/м , амплитуда сигнала ЭПР-1 (А ) оказывается равной 26,5 мм при неизменной амплитуде Д 24,5 мм. Произведенный расчет дает следующие результаты: К 2,57; РЦ ФС-1 11,21 сырой массы; РЦ ФС-2 28,80-10 /г сырой массы.

Таким образом, фиксация образца и регистрация его спектра должны быть выполнены предлагаемым способом, ко- торьй обеспечивает высокую достоверность получаемых результатов.

В табл.1 и 2 приведены результаты измерений, выполненных описан} ым способом у различных растительных объектов .

Суждение по результатам эксперимен тов на делянках и в поле, выполненных предлагаемым способом, позволяет задолго до получения продукции (урожая) сделать прогноз. При этом более продуктивный сорт характеризуется бо

лее высоким значением К, а при равенстве К - более высоким значением А.

Таким образом, по данным, полученным о состоянии ФС-аппарата предлагаемым способом, в растениях на самых ранних сроках развития удалось в паре различных по происхождению сортов, выращиваемых в одинаковых экологических условиях (табл. 2 сорта 1 и 2),побо- лее высокому значению К указать более продуктивным сорт 2, которым оказался сорт Мексика-60, что соотнетгтво- вало действительности и подтвердилось после сбора урожая. Для плры Казахста

ской селекции (сорта 7 и 8) более продуктивным предсказан сорт 8, которым оказался сорт Казахстанская-3, который характеризуется большим значением А, при одш1аковом К. В четверке сортов Саратовской селекции (сорта 3-6) , включающие три новейшие формы, наиболее продуктивным предсказан сорт 4 и далее по убывающей - сорта 5, 6 и 3. Сорт 3 оказался исходным сортом СаратоБскля-29, а сорта 4 - 6 - новыми сортами СФ-52, СФ-63 и СФ-30. Для хлопчатника чз На- манганского и Сыр-Дарьинского районов в Ферганской долине УзССР большая урожайность прогнозировалась по Сыр-Дарьинского району, что соответствовало действительности и выяснилось после уборки хлопка-сырца.Суждение, вынесенное из показателей для состояния ФС-аппарата хлопчатника на ранних стадиях развития в 1984 и 1986 г., позволило сделать прогноз, что повсеместно по Узбекистану в 1986 г урожайность хлопчатника будет значительно ниже, чем в 1984 г., что подтвердилось в дальнейшем данными ЦСУ СССР.

.

5

Формула изобретения

Способ оценки потенциальной продуктивности сельскохозя1 1Ственных растений, вклю-сающий отбор npo6,i листьев, измерение биоАизическ1Гх показателей, характеризующих состояние двух фотосистем и оценку потенциальной продуктивности по значению измеренных показателей, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности способа, отбор проб1 1 осуществляют при освещенности интенсивностью 10-40 Вт/м , непосредственно после отбора пробу погружают в жидкий азот, измерение биофизического показателя осуществляют при температуре жидкого азетта и интенсивности света 300-500 Вт/м, в качестве биофизического показателя анализируют спектр электронного парамагнитного резонанса, измеряют амплитуды А, и А7 сигналов при р-факторе 2,006 А и 2,015 А соответственно, рассчитывают коэффициент К по формуле

, . .

при этом потенциальную продуктивность растений в текущем году оценивают по К,а при совпадении их внутри вила по величине А,, а большим значениКоличество реакционных центров фотосистемы 1 и 2 (ФС-1 и ФС-2) в высечках из листьев, взятых с одного яруса (одного возраста) у разных

растений

сырой массы листа х 10

Таблица 2

Экспериментальные данные, полученные на образцах высечек из первого листа растений, послужившие основанием для вынесения суждения по продуктивности

l2,5+0,2/33,5-t-1,5 14,1+0,2/50,0-1-1,2

13,5+0,2/32,,А 15,2-ьО,3/56,,А 1А,5+0,3/45,5-И.4 1А,5-| 0,2/Д4,5-1-1,3

14,6+0,2/32,1-1-1,4 16,6+0,3/37,3+1,4

ям К и А, соответствуют более гготен- Ц1 ально П1)одуктинн1 1е сельскохозяйственные растения. I

Таблица 1

14

46,6+2,3 1,27+0,02

55,3+1,3 1,34+0,05

45,2+2,5 1,25+0,02

Примечание: Сорта 1-6 - растения, выращенные на делянках,

сорта 7-12 - растения, вьфащенные в поле.

J

Ж

27 ц/га

24.3ц/га