Способ оценки состояния водного обмена древесных растений Советский патент 1992 года по МПК A01G7/00 A01H1/04 

Изобретение относится к физиологии и биофизике растений и может быть использовано в садоводстве и лесном хозяйстве при оценке физиологического состояния растений.

Известно, что при интенсивной транс- пирации расход воды растением превышает ее поступление в дерево из почвы, т. е. про- исхо дит нарушение водного баланса растения. Об этом свидетельствуют угнетение транспирации и фотосинтеза в дневные часы жарких летних дней.

Однако не известны критерии, по которым можно было бы точно определить момент возникновения и длительность дисбаланса водного обмена растений.

Наиболее близок к предлагаемому способ определения критического водного дефицита в древесных растениях вследствие воздушной засухи, по которому устанавливается величина водного дефицита в растении путем сопоставления предрассветной и дневной скоростей ксилемного потока в стволе.

Однако этот способ позволяет оценить степень водного дефицита в растении, сформировавшегося в результате превышения расхода влаги над ее поступлением, но не начало и продолжительность дисбаланса водного обмена растения.

Цель изобретения - повышение точности установления дисбаланса водного обмена растения путем определения момента его возникновения и продолжительности.

На фиг. 1 и 2 изображены суточные ритмы относительной скорости потока пасоки Vo, линейной скорости потока пасоки Vn в стволе яблони сорта Старкримсон и колебания диаметра d ее ствола; на фиг. 3 - суточные ритмы Vo в прохладный влажный осенний день (а) и при крайне напряженных атмосферных условиях (б).

Сущность предложения заключается а следующем.

С помощью датчика, установленного на стволе дерева и самопишущегося прибора, ведут постоянное наблюдение за динамикой относительной скорости ксилемного

VI

СО

ю

00

ел ел

водного потока Vo. При этом по характеру кривой суточного ритма V0 определяют состояние водного обмена растения (ВОР). Время, соответствующее утреннему максимуму Vo, является началом дисбаланса ВОР, а пик второго суточного максимума V0, наблюдаемого в дни без аномалий погоды, означает его окончание (фиг. 1 и 2). Обоснованием того, что продолжительность дисбаланса ВОР характеризуется расстоянием между.утренним и вечерним максимумом Vo, является перемена знака корреляции между относительной V0 и линейной Vfl скоростями ксилемного потока в моменты наступления максимума V0 при переходе от дневного к ночному периоду и наоборот; уменьшение диаметра ствола, начиная с наступления утреннего максимума Vo(. 1 и 2). Наличие в суточном ритме Vo одного максимума свидетельствует о расходе растением воды в соответствии с ее поступлением из почвы (фиг. 3 а), а отсутствие перегибов в кривой суточного ритма (фиг. 3 б) указывает на постоянное преобладание расхода влаги над ее приходом и глубокий водный дефицит в растении.

Предложенный способ был проверен в полевых условиях на разных сортах яблони в опытном хозяйстве Украинского НИИ орошаемого садоводства Мелитопольское(в описании проведены примеры для сорта Старкримсон). Датчик относительной скорости водного потока был внедрен в ксилему ствола дерева. Сигнал от датчика усиливали усилителем постоянного тока и непрерывно регистрировали на диаграммной ленте автоматического потенциометра КСП-4 в течение всего вегетационного сезона.

Для контроля за состоянием водного обмена растения одновременно с регистрацией Vo осуществляли измерения линейной скорости водного потока Ул в ксилеме ствола яблони методом тепловых импульсов и колебаний диаметра ствола d с помощью микрометра и специального приспособления. При возрастании транспирации сразу после восхода солнца Vn увеличивается и некоторое время синхронно с ней возрастает и V0, Однако при дальнейшем увеличении расхода (/п продолжает возрастать) поступление влаги из почвы не успевает за ним и вода начинает интенсивно расходоваться из запасов ствола, являющегося резервуаром влаги (уменьшение диаметра ствола на фиг. 1 и 2). Именно в этот момент регистрируется утренний максимум Vo. В период после утреннего максимума V0 расход алаги растением превышает ее поступление из почвы. На это указывает угнетение V0, динамика изменения которого в дневное время является зеркальным отражением вариаций линейной скорости ксилемного потока Vn (фиг. 1 и 2). С уменьшением транспирации в

вечернее время (о чем свидетельствует снижение Ул) расход влаги постепенно уменьшается, что ведет к увеличению V0 и d. Наконец вечерний максимум V0 указывает на равенство расхода влаги из ствола и ее

0 поступления из почвы. В дальнейшем происходит пополнение запасов ствола. В этот период Vo изменяется в прямой пропорции С Vfl, а диаметр ствола продолжает возрастать (фиг. 1, суточные ритмы за 8 и 9 августа

5 1983 г.). Период с вечернего максимума до утреннего является очень наглядным показателем величины водного дефицита, сформировавшегося вследствие напряженности внешних условий. Это либо невысокий уро0 вень водного дефицита, о чем свидетельствует полное (фиг. 1, суточные ритмы за 05.08.1983: нулевой уровень V0 ночью) или частичное (фиг. 1, суточные ритмы за 8 и 9.08.1983: ночная относительная скорость

5 потока ниже дневной) восполнение запасов резервуара ствола в течение ночи (диаметр ствола в обоих случаях к ночи выше своего предрассветного значения), либо уровень дневного расхода влаги был так высок, что

0 даже в течение ночи он не был компенсирован (фиг. 2: ночные относительные скорости на уровне дневных, наличие ночных значений Vfl и диаметр ствола к ночи ниже своего предрассветного значения).

5 Изображенный на фиг. 3 (б) суточный ритм Vo свидетельствует о крайне неблагоприятных для водного обмена дерева атмосферных условиях. В этот день, как и в несколько предшествующих ему суток, ско0 рость ветра составляла более 12м/с. Расход влаги на протяжении целых суток был выше поступления ее из почвы, поэтому в ритме V0 отсутствуют типичные для нормальных метеоусловий максимумы относительной

5 скорости ксилемного потока. Например, на фиг. 3 (а) вместо обычных в летнее время двух максимумов V0 отмечается лишь один, наблюдаемый в полуденное время. Такие ритмы обычно регистрируются в прохлад0 ные влажные дни осени и свидетельствуют о расходе растением воды в соответствии с ее приходом, поэтому отсутствует угнетение Vo в дневные часы и вместо двух максимумов Vo (утром и вечером) наблюдается один5 в середине дня.

Формул а изо бретени я Способ оценки состояния водного обмена древесных растений, включающий определение относительной скорости ксилемного потока, отличающийся тем,

что, с целью повышения точности способа, определяют суточную динамику относительной скорости ксилемного потока в течение периода вегетации, устанавливают утренний и вечерний максимальные значения и оценивают начало превышения расхода воды над ее поступлением из почвы по возникновению утреннего максимума, продолжительность дисбаланса - по времени между утренним и вечерним максимумами, равенство между расходом воды и ее поступлением оценивают по наличию одного максимального значения в суточной динамике, и постоянное преобладание расхода влаги над ее поступлением в растение - по отсутствию максимумов.

Использование; физиология и биофизика растений, способы оценки физиологического состояния растений. Сущность изобретения: определяют относительную скорость ксилемного потока в суточной динамике на протяжении вегетационного периода. Устанавливают утренний и вечерний максимальные значения и оценивают начало превышения расхода воды над ее поступ- лением из почвы по возникновению утреннего максимума. Продолжительность дисбаланса оценивают по времени между утренним и вечерним максимумами. Равенство между расходом воды и ее поступлением оценивают по наличию одного максимального значения в суточной динамике. Постоянное преобладание расхода влаги над ее поступлением в растение оценивают по отсутствию максимумов. 3 ил.

г 4 в в ie а 4 в & «

Фиг. 1

24 в в a f4 ft a to и t4

Фиг 2.

90S6S,.

ft I (6 a to tt t4 t 4 Л &

s 4 tf t to rt 4 fe /a to tt

4

-44

-4- 6

fO rt f4 US.ff.85

f6 ft to 12 14

JO 2 4 /4. Ю.88г. Фиг.З

fe a 0 fi и