Способ оценки действия оптического излучения на растения Советский патент 1981 года по МПК G01N21/62 

Изобретение относится к физиологии растений и сельскому хозяйству, преимущественно к растениеводству защищенного грунта, и может быть использовано для изучения управляющего действия оптического., излучения (ОИ) разного спектрального состава на рост и развитие высших растений. Известен способ оценки действия ОИ различного спектрального состава на растения путем измерения интегра ной облученности с помощью актинометрических приборов l . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является спо соб оценки действия ОИ на расте- ния, включающий измерение поглощения потока излучения фоторецепторами листьев растений 2 . Недостатком этого способа являет ся сложность и длительность процесс .измерения. Для выявления регуляторного действия излучения источников с различным спектром на расстения проводят длительные выращивания их в контролируемых условиях среды. Облучая растения в течение всей вегетации, наблюдают за их развитием и затем сравнивают скорость развития их и образования репродуктивных органов ими под влиянием излучения сравниваемых источников. Регуляторное действие ОИ на растения осуществляется посредством двух взаимопревратимых форм фитохрома, содержащихся в растениях и име- ЮП91Х максимумы-йоглощения при Дли- нах волн 660 нм (РвеЬ ™ (Pyjo) Эти формы фито грома вызы- вают взаимно антагонистичлне реакции растений в отношении развития. В случае преобладагтя поглощения излучения одной формой фИтохрома ( ускоряются процессы развития.и плодоношения растений, при преобладающем поглощении излучения другой формой (Рббо) происходят противоположные процессы - развитие растений замедляется, усиливается рост вегетативных частей, задерживается образование репродуктивных органов.

Цель изобретения - упрощение и укорение процесса оценки и измерения регуляторного действия ОИ на растения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе оценки действия оптического излучения на растения, включающем измерение поглощения потока излучения фоторецепторами листьев растений, из общего потока излучения вьщеляют часть энергии, всего активного диапазона длин волн, пропорциональную спектральному коэффициенту поглощения формы фитохрома PggQ, и часть энергии, пропорциональную спектральному коэффициенту поглощения другой формы фитохромы Pyjo, после чего определяют отношени первой выделенной части энергии ко второй и по полученному знaчe гию отношения судят о регуляторном действии излучения на растения.

Раздельное выделение и последующее определение отношения условно эффективных фитохромных потоков, соответствующих поглощению ОИ формами .фитохрома PggQ и PYJO обеспечивает непосредственную количественную оценку регуляторного воздействия излучения источников с любым спектральным составом на развитие растений,

Пршщипиальное отличие предлагаемого способа оценки регуляторного дейст в ия ОИ на растения от исполь-зуемого в настоящее время непосредственного облучения растений и срав.нения зарегистрированной скорости развития их заключается в том, что она проводится без затрат труда, времени и средств на длительное выращивание растений в контролируемых условиях, а также не требует наблюдений за их развитием.

Раздель.ное выделение условно эффективных фитохромных потоков для форм фитохромов PQSO И И определение этих потоков не требует существенных затрат средств, времени и труда. Для упрощения, повышения точности и надежности выгголнения этих операций предлагается устройство, позволяющае осу7дествлять непосредственную количественную оценку регу- пяторного действия ОИ на растения через фитохромы.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства, реализующего способ.

Устройство состоит из светофильтров 1-3, фотоэлементов 4 и 5, усилителей 6 и 7, аналогового делителя 8, стрелочного прибора 9, источника питания 10. Фотоэлементы 4 и 5 чувствительны к излучениям в области 300800 нм и имеют одинаковые спектральные и интегральные характеристики. 5 Входное окно фотоэлемента 4 перекрывается интерференциальным светофильтром 1 с максимумом пропускания при 660 нм, а фотоэлемента 5 - перекрывается интерференционным светофильтром ; 2 с максимумом пропускания при длине ,волны 730 нм и нейтральным светофильтром 3 с коэффициентом пропускания 0,5.Фотоэлементы 4 и 5 электрически связаны с входом аналогового делителя 8 через усилители 6 и 7, который работает на принципе сравнения двух частот, пропорциональных соответствующим значениям фототоков фотоэлементов 4 и 5. Выход аналогового делителя 8 электрически связан со стрелочным прибором 9. Автономное питание устройства осуществляется от малогабаритных батарей 10.

Устройство функционирует следующим образом.

Световой поток от источника оптического излучения пропускается светофильтрами 1-3 и попадает на фотоэлементы 4 и 5. Интерференционные светофильтры и имеют одинаковые значения максимумов коэффициентов пропускания и ширину полуполосы пропуска1шя: один U) - 30 нм, а другой (2) 50 нм« Излучение вызывает в фотоэлементах фототоки 1( и Ij. , которые ycиJШвaютcя усилителями 6 и 7 и затем поступают на вход аналогового делителя 8, которым измеряется их

ется на стрелочный прибор 9. Шкала прибора проградуирована в значениях отношения фототоков 1| /1 или что одно и то же, в величинах отношения условно эффективных фитохромных потоков форм фитохрома в пределах от О до 100,

При измерении величины отношения условно эффективных фитохромных потоков оба фотоэлемента устройства располагаются на уровне верхних листке растений перпендикулярно направлени падающего на растения излучения. Че рез 5-10 с после включения питания и прекращения движения стрелки прои водят отсчет. Пример. Непосредственным из рением с помощью устройства определены значения отношения условно эффективных фитохромных потоков для форм фитохрома РддцИ Р аоРзсте ий, для спектрального состава излучений семи электрических ламп, наиболее часто применяемых при облучении рас тений. В таблице приведены результаты из рений устройством и расчета отношения фитохромного потока для формы фитохрома к потоку для формы фитохрома Устройство обеспечивает достаточ но точное измерение отношения услов но эффективных фитохромных потоков, характеризующее регуляторное действие излучения на растения. Лампа накаливания300 Вт, 220 В 1,78 1,80 Ксеноновая ДКСТВ-6000 2,25 2,22 66 Предлагаемый способ оценки регуляторного действия оптического излучения на растения через фитохромы обеспечивает по сравнению с существующим способом возможность непосредственной оценки регуляторного действия на растения излучения различного спектрального состава без длительного вырашивания растений и наблюдений за их развитием; возможность выбора искусственных источников для требуемого регуляторного облучения растений с целью направленного ускорения или задержания развития растений, а также увеличения доли хозяйственно полезного урожая от общего биологического урожая. Формула изобретенрш Способ действия оптического излучения на растения, включающий измерение поглощения потока излучения фоторецепторами листьев растений, отличающийся тем, что, с -целью упрощения и ускорения процесса измерения, из общего потока излучения предварительно выделяют часть энергии, всего активного диапазона, длин волн, пропорциональную спектральному коэффициенту поглощения формы фитохромаPggQ, и часть энергии, пропорциональную спектральному коэффициенту поглощения другой формы фитохрома , после чего определяют отношение первой выделенной части энергии ко второй и по полученному значению отношения судят о регуляторном действии излучения на растения. Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе 1.Янишевский Ю.Д. Актинометричес кие приборы и методы наблюдений. Л., Гкдрометеоиздат, 1957, с. 10-30. 2.Авторское свидетельство СССР № 124669, кл. G 01 J 3/12, 1958 (прототип).

Ч У//

///;

Ж

е

А//г