Способ определения низких и высоких температурных границ зон закаливания растений Советский патент 1982 года по МПК A01G7/00 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИЗКИХ И ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ГРАНИЦ ЗОН ЗАКАЛИВАНИЯ РАСТЕНИЙ

1

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к растениеводству, и может быть использов 1но при селекции и сортоизучении растений к действию неблагоприятных для вегетации температур.

Известен способ определения жароустойчивости растений, заключающийся в том, что растения помещают в темную термокамеру и измеряют температуру открывания устьиц в темноте, по которой судят о жароустойчивости 1 .

С помощью этого способа можно опреде-лить температурную границу зоны повреждения высокими температурами, однако данный способ не позволяет определить границы зоны закаливания повышенными температурами.

Известен также способ определения морозоустойчивости растений путем .регистрации вспыщек сверхслабого свечения при быстром размораживании растений или семян в дистиллированной воде. Величина амп литудь этой вспыщки является критерием степени повреждения растений - чем морозоустойчивее растение, тем слабее вспыщка 2.

Недостатком этого способа является то, что после проведения анализа растение уничтожается и получить от него урожай невозможно. Кроме того, данный способ не позволяет определить количественно температурные границы морозоустойчивости непосредственно в градусах С.

Известен способ определения морозоустойчивости растений, включающий выращивание 6-9-дневных проростков при комнатной температуре. Определение морозоустойчивости проводят по истинной ассимиляции СО , проростками растений, выращенных из навески семян в 1 г., в фенофазе начала появления щильца второго листа. Этот способ позволяет определять морозоустойчивость растений с сохранением изучаемого селекционного материала 3.

Данный способ, имея преимущество по сравнению с изложенным способом, все же позволяет определить только лишь относительную морозоустойчивость, выраженную в баллах устойчивости по сравнению с устойчивостью сорта-стандарта и не дает возможности определить конкретные температурные границы зон повреждения и закаливания в градусах С. Кроме того, по известному способу необходимо выращивать растения сорта-стандарта для получения сравнительных данных по интенсивности фотосинтеза, а для определения устойчивости- растений к действию высоких температур необходимо привлекать другой какой-либо способ, что влечет за собой использование дополнительных методов исследований и приборов.

Весь диапазон температур, действующий в природе на активно вегетирующие растения, по их влиянию на устойчивость можно разделить на пять зон: фоновую (оптимальную), две закаливающие и две повреждающие 4.

Зона фоновых температур характеризуется экологически .нормальными температурами, при которых обеспечивается нормальная жизнедеятельность растений. Зоны закаливающих температур расположены выще и ниже фоновой зоны. При этих температурах происходит изменение интенсивности и направленности физиолого-биохимических процессов, причем усиливаются процессы, обеспечивающие повыщение устойчивости тканей, сохранение и выживание организма. Зоны повреждающих температур нахо-дятся в области низких и высоких температур соответственно ниже и выще зон закаливания. Температуры этой зоны вызывают необратимые нарущения процессов жизнедеятельности даже при отсутствии внещних видимых повреждений, что в дальнейшем сказывается на снижении продуктивности растений или приводит к их гибели.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение способа.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют интенсивность видимого фотосинтеза при температуре 20-22°С, затем растения подвергают действию высоких 22- 44°С и низких 2-22°С положительных температур в течение 2,5-3 ч с градиентом снижения и повышения 1-2°С/мин, после окончания действия температурного импульса снова измеряют интенсивность видимого фотосинтеза при температуре 20-22°С и по изменению интенсивности после действия импульса температуры относительно исходной величины определяют границы зон закаливания.

На чертеже показан график определения низких и высоких температурных границ зон закаливания.

Опробывание предлагаемого способа проводили в лабораторных условиях в течение 1979-1980 гг.

Пример. Определяют низкие и высокие температурные границы зон закаливания у растений огурца сорта Алма-Атинский и Пекинской капусты сорта Хибинская. Семена исследуемых растений в количестве 15 щтук замачивают в чашках Петри. Через

два дня семена высаживают в специальные сосуды с песком и устанавливают их в камеру искусственного климата, где поддерживают оптимальные .для вегетации условия: температуру в пределах 24-26°С, влаж ность в пределах 70-85%, освещенность 8-10 клк. Полив растений огурца и Пекинской капусты производят раствором кногГа с рН 6,2 и 6,8 соответственно. Растения огурца выращивают до фенофазы 3-4-х настоящих,листьев, а Пекинскую капусту до фезофазы 5-6-ти настоящих листьев и далее анализируют. Растения устанавливают в герметичный фитотрон на 2 ч для адаптации, где поддерживают оптимальные условия для

активной вегетации: температуру воздуха 22°С, температуру почвы 21 °С, относительную влажность воздуха 70-SO /o, влажность почвы 60-80% от полной влагоемкости, освещенность 8 клк. Интенсивность видимого фотосинтеза определяют инфракрасным газоанализатором с пределами измерений О-0,05 об.%СО регистрация интенсивности производится постоянно автоматическим самописцем КСП-4. Затем на растения действуют импульсом низких температур. Под

импульсом понимается такое воздействие температурного фактора, когда температуру последовательно снижают с заданной скоростью до определенного уровня, выдерживают эту температуру нужное время и снова повышают температуру до исходной величины. В данном случае температуру снижают со скоростью li-2°С/мин до температуры воздуха 2°С, затем растения выдерживают при этой температуре 2,5-3 ч. Это время необходимо для завершения переходного процесса при установлении нового стационарного уровня у растений. После экспозиции постепенно повышают температуру воздуха до исходного состояния (22°С - температуры активной вегетации) и выдерживают при этой температуре 2,5-3 ч. Следующее растение подвергают действию импульса более высокой температуры (5°С), выдерживают при этой температуре 2,5-3 ч и снова повышают температуру до температуры активной вегетации и выдерживают 2,5-3 ч. Последующие растения также подёергают действию импульса более высокой температуры (8°С), выдерживают при этой температуре 2,5-3 ч и снова повышают температуру до температуры активной вегетации и выдерживают 2, ч. Последующие растения также подвергают действию импульсов, постепенно повышая температур ру нижнего уровня до 23°. Аналогичным образом растения подвергают действию импульсов высоких температур, постепенно повышая температуру верхнего уровня импульса с 23 до 44°С. Затем по даннУм самописца КСП-4 рассчитывают средйее значение интенсивности видимого фотосинтеза, зарегистрированное в период адаптации растения при температуре активной вегетацин, и это значение интенсивности принимают за единицу. Также рассчитывают среднее значение интенсивности видимого фотосинтеза после действия каждого отдельного импульса как низких, так и высоких положительных температур. После чега сравнивают интенсивность видимого фотосинтеза после воз действия импульса с интенсивностью видимого фотосинтеза до воздействия нмпульсов низких и высоких температур. Данные интенсивности фотосинтеза после действия высоких и нцзких температур представлены в таблице. По этим данным на ЭВМ определяют коэффициенты регрессионного уравнения вида Y 3 0+ а,х, + + а,х + aj,x,, гдеу - интенсивность фотосинтеза в последействии импульса температуры, отн.ед X, - температура воздуха (амплитуда импульса), °С; Зр а aj; ац:- определяемые коэффициенты. По уравнению строят графики изменения интенсивности видимого фотосинтеза в последействии в диапазоне температур 2-44°С. Точки пересечения с линией видимого фотосинтеза при температуре активной вегетации 1 и 4, а также 1 и 4 и точки перегиба кривой 2 и 3, а также 2 и 3 определяют границы температурных зон с точностью ± 1°С. Определение температурных границ зон закаливания и зон повреждения в практике растениеводства позволяет прогнозировать действие на урожай неблагоприятных для вегетации температур; в защищенном грунте знание температурных границ зон закаливания у растений дает возможность регулировать температурные условия среды с целью получения высоких урожаев при минимальных энергетических затратах. Данным способом можно определять устойчивость к действию неблагоприятных для вегетации температур как целого растения на любой фенофазе развития, так и отдельных его органов (листьев), что определяется задачами исследований и размерами установок.

- 0,027

Примечание: Интенсивность фотосинтеза

0,702

0,А50

0,987 0,8А1 1,126 ,0k2

1,191

1,071

1,072 1,014 1,004

1,002

1,005 1,082 1,003

1,021

1,198 1,289 1,105

1,172

1,330 1,286 1,212

1 ,121

1,192 0,821 1,021

0,211

0,453

до импульса температуры равна 1,0

Формула изобретения

Способ определения низких и высоких температурных границ зон закаливания растений, включающий измерение интенсивности фотосинтеза, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения способа, измеряют интенсивность видимогофотосинтеза при температуре 20-22°С, затем растения -подвергают действию высоких (22-44°С) и низких (2-22°С) положительных температур в течение 2,5-3 час с градиентом снижения и повыщения 1-2°С/мин, после окончания действия температурного импульса снова измеряют интенсивность видимого фотосинтеза при температуре 20-

,о/пн.ед.

фоновая

зона

2

лY

5ани зона.

22°С и по изменению интенсивности после действия импульса температуры относительно исходной величины определяют границы зон закаливания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

она saKO/iuoaffiifi

7/ У

;

п

Joffa

M ff/JUDuHU/l