Способ определения недостаточности основных элементов минерального питания в растениях
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.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11). (51)4 А 01 G 7/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3320553/30-15 (22) 16.07.81 (46) 15.08.85. Бюл. В 30 (72) С.М. Кочубей, Т.М. Шадчина,.
Д.М. Гродзинский и С.И. Слухай (71) Институт физиологии растений
АН УССР (53) 632. 121(088.8) (56) 1. Проблемы азота и урожайности
Полесья. Киев: Урожай, 1967, с ° 459, 2. Магницкий К.П. Диагностика потребности растений в удобрениях.
М., Московский рабочий, 1972, с. 47, 53, 61. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ В РАСТЕНИЯХ путем сравнения листьев контроля определяемого образца, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения 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.
1172486
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 учреждениях, агрохимслужбе и областных управлениях сельского хозяйства для слежения за состоя- 10 нием посевов сельскохозяйственных растений с целью оценки урожая в зависимости от уровня минерального питания, а также для характеристиEH плодородия почв, HJIHHBHH отдель- 15 ных приемов агротехники на ход питания растений.
Известен количественный способ оценки минеральной недостаточности у растений, заключающийся в щ химическом анализе азота, фосфора и калия в растительных тканях (I ).
Недостатками известного способа являются его трудоемкость и громоздкость, необходимость проведения ко- 25 личественного анализа по каждому из основных элементов минерального питания (азот, фосфор, калий), уничтожение при определении большого количества растений. 30
Перечисленные выше недостатки устраняют качественные способы оценки минеральной недостаточности.
Наиболее близким к предлагаемому является способ определения недостаточности основных элементов минерального питания в растениях по визуальной оценке окраски листьев.
Азотное голодание растений преж40 де всего характеризуется изменением зеленой окраски листьев. Когда растение начинает испытывать недостаток в азоте, то образование хлорофилла ослабевает и листья приобретают бледно-зеленую окраску. По изменению окраски листьев оценивают процесс азотного питания растений.
I 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
l 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 (2 1.
Однако данный. способ определения недостаточности N P К в растениях является субъективным. Кроме того, он позволяет оценить недостаточность только при сильной степени ее выраженности, 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 ис50
При фосфорном голодании содержание сахара в листьях повышается, так как при этом экономится сахар, идущий на образование фосфорорганических соединений и крахмала. Накопление сахара способствует более усиленному накоплению пигмента антоциана. Красная и лиловая окраска этого пигмента вместе с зеленой окраской хлорофилла придает листьям пользуют растения, выращенные в песчаной культуре с недостаточностью одного из элементов минерального питания (азота, фосфора или калия) .
Для измерений берут листья растений.
Листья прикрепляют к держателю спектрофлуориметрической установки и закрывают диафрагмой, которая позволяет оставлять открытой для изме " рения площадку листа постоянной величины, при этом геометрия взаимного расположения частей установки и измеряемого образца остается неизменной. Спектры флуоресценции записывают при комнатной температуре. Источником возбужденного света служит ртутная лампа ДР1Ч-250 с фильтром СЗС-9, приемником сигнала флуоресценци4 — ФЗУ-28. Запись спектров производят с помощью регистрирующего потенциометра ЗПП-09, Спектр флуоресценции листа при
20 С состоит из двух полос с макси0 мумами по длине волн 685 и 735 нм, Измеряют линейкой интенсивности этих полос в мм (Т у и Т ок или Т кор и
Т „ ) и берут их отношение (Т„ /I„„) для спектров контроля и образца: кор I p „) к и (Т кор /I лл ) оор, Затем рассчитывают отношение (I l< og / Т А л .) о 5 р (Т„„ /Т,,„ )„
Определяют в данных листьях концентрацию хлорофилла (спектральноадсорбционным методом в образце и контроле) в мг/дм . Рассчитывают отношение: (Схл /С „„ ), т,е. отношение концентраций хлорофилла образца и контроля. Устанавливают, на какую градуировочную кривую для азота, фосфора или калия лягут точки с координатами: (I„„ /Т,„)„
Методика построения градуировочных графиков (кривых): берут растения с различной степенью недостаточности элементов минерального питания (азота, фосфора, калия).
Определяют
72486 4 венно. Зти прямые проходят через точку с координатами х = 1, у 1, поскольку I„ /I „„ не изменяется, хор если не изменяется концентрация хлорофилла.Так как при азотной недостаточности концентрация хлорофилла в лис тьях всегда меньше,чем в контрольных растениях, то прямая зависимости имеет только значения х i 1, у < 1.
10 В случае фосфорной и калиевой недостаточности значения могут быть как ъ1, так и (1.
Пример 1. Регистрируют спектры флуоресценции листьев куку15 рузы и контроля и измеряют интенсивности полос флуоресценции при
685 и 735 нм: хор охр 102; I л оор " 164 i
I „ 88 Т *л к 147 ° кор к
Вычисляют: (I„, /I„„), * 0,62, (I K+0 / ьл ) Вр
2S «р *л» Ц 7Т ) кор *л
1, 03.
Определяют концентрацию хлорофилла образца и контроля:
Вычисляют отношение концентраций хлорофилла образца и контроля:
3S
С хлои. — — - -- 090 хл, Точка с координатами х 0,90, у = 1,03 ложится на прямую, отражающую зависимость I, /Е л от
С„„ при недостаточности фосфора.
Вывод: растения кукурузы с дефицитом фосфора.
Пример 2. Кукуруза. (I ко» /Т ьл ) 06p (i„0 I„„)к
С хл х». и о хл
К 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 соответст(Ткор /I лл )oap — 1,38;
50 (Теор 7Т*л ) к
1,72 Схл = Эк68
С хло — -=е- — 0,77
Хлк
С „ хл,,, 55
Точка с координатами x 1,15 и у = О, 77 ложится на градуировочную прямую для калиевой недоста(Ткор /I„„); O»70> (Текор/Еол )л О»53;
1I72486
З4„= ИЧ;. («P„„)„= O,gO;
3„, =85;, абр
Э„, =88;
Схп =3,6 ) Схл -4,4; Схп обр обр хлк
0,88
CÕÏk
I.I-koP /1 4п )o6р — 1,02 кар / qn ) к.
- Составитель Е. Шкрадюк
Редактор Ю. Петрушко Техред М.Надь Корректор О. Луговая
Заказ 5658 Тираж .743 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 точности. Вывод: растения кукурузы с дефицитом калия.
Пример 3. Ячмень.
Точка с координатами х = 0,88 и у 1,02 ложится на прямую, отражающую зависимость (Т„,р /Х „ ) от
С„ при недостаточности фосфора.
Вывод: растения ячменя с дефицитом
S фосфора.
Таким образом, предлагаемый спосо определения недостаточности позволяет объективно оценивать недостаточность элементов питания в расте10 ниях на самых ранних этапах развития растения, когда визуально различия в окраске листьев еще не наблюдаются. Кроме того, он является оси " вой для разработки способов дистанционной экспресс-диагностики на состояние растений, что позволяет проводить определение на больших площадях.
