Способ контроля дыхания почвы в посеве


 


Владельцы патента RU 2507517:

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д.Н. Прянишникова (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для контроля дыхания почвы в посеве. Для этого выполняют выбор в посеве контролируемого участка и его подготовку, процедуру контроля дыхания почвы на выбранном в посеве контролируемом участке путем измерения величины накопления (убыли) газообразного дыхательного субстрата CO2 (O2) в герметичной камере, которой накрывают контролируемый участок. Подготовка контролируемого участка дополнительно включает такой посев семян, при котором часть участка оставляют незасеянной. Для измерения используют отдельно и поочередно две разные герметичные камеры, с помощью одной из которых полностью накрывают только засеянную растениями часть контролируемого участка посева, а с помощью другой дополнительно к указанной выше площади накрывают частично или полностью также незасеянную часть контролируемого участка посева. При этом величину дыхания почвы, приходящейся на площадь контролируемого участка посева, рассчитывают путем определения разности между результатами измерений, полученными с помощью указанных выше герметичных камер, умноженной на величину отношения площади контролируемого участка посева к разности площадей оснований двух указанных выше герметичных камер. Изобретение обеспечивает возможность исследования в полевых условиях и одновременно не нарушает целостности взаимодействия корневой и наземной части растений. 1 ил.

 

Изобретение предназначено для использования в сельском хозяйстве при мониторинге посевов и земель сельхозназначения, а также при экологическом обустройстве окружающей среды с применением озеленительных технологий.

Органическая жизнь в посеве осуществляется в двух средах: приземном воздухе и в почве. При этом биологическая активность в приземном воздухе сопровождается фотосинтетическим и дыхательным СO 2 и O2 - газообменом надземной части растений, а в почве - дыханием корневой системы растений, почвенных животных и микроорганизмов.

Диффузионные газообменные потоки углекислого газа и кислорода от надземной части растений и от почвы аккумулируются в аэротопе (приземном воздухе, заключенном в пространстве, ограниченном поверхностью почвы и верхней границей растительного покрова), образуя его углекислотный и кислородный концентрационный фон (В. Лархер, «Экология растений», Издательство «Мир», Москва, 1978, с.13).

Для правильной оценки газообменной активности в посеве важно выделить в общей динамике изменения этого концентрационного фона вклад, вносимый отдельно дыханием почвы и газообменом надземной фитомассы растений.

С учетом имеющегося опыта (С.В. Норкин, А.Ф.Чудновский, «Энерго- и массообмен в системе растение - почва - воздух», Ленинград, Гидрометеоиздат, 1975, с.252-270) актуальным в настоящее время является задача выделения почвенной дыхательной компоненты в общем газообменном потоке в посеве.

В известных способах для контроля дыхания почвы используются разные приемы подготовки контролируемого участка посева и измерения газообмена.

Известны следующие приемы подготовки: неразрушающий, когда сохраняется целостность растений, и разрушающий, когда надземная часть растений отрезается от корневой.

При этом для измерения газообмена применяют накопительный объем в виде герметичной камеры, которой накрывают на время измерения контролируемый участок посева. В результате в камере естественным путем вследствие процессов фотосинтеза и дыхания происходит накопление (убыль) газообразного фотосинтетического и дыхательного субстрата CO2, количество которого измеряют с помощью ИК-газоанализатора.

Известный неразрушающий способ контроля дыхания интактных растений описан в работе: Erust - Manfred Wildenroth. Methodik der Erfassung des Gas - wechsels in Sprob - und Wurzelsystemen intakter Yungpflanzen. Wissenschaftliche Zeitschrift,der Humboldt - Universitat Zu Berlin. 6.1976.

Внутри герметичной камеры имеется перегородка, которая делит камеру на две части: верхнюю, в которой размещается надземная часть растений, нижнюю с корневой частью. Стебель каждого растения фиксируется в одном из отверстий, имеющихся в перегородке. Воздушная изоляция по стеблю осуществляется с помощью какого-либо эластичного уплотнения, например желеобразного агар-агара.

Недостатком известного способа является то, что контролируемый таким образом фитоценоз представляет собой упрощенную модель по сравнению с фитоценозом «in nature» из-за отсутствия свободного воздухотока между корневой частью и аэротопом, и кроме того, известный способ непригоден для применения в полевых условиях.

Известный разрушающий способ контроля описан в работе: Колосов С.И. «Метод определения CO2 - газообмена посевов». Труды Коми научного центра Ур О АН СССР, №94, Сыктывкар, 1988, с.89-95.

В известном способе контроль дыхания почвы осуществляют с помощью герметичной камеры, которой накрывают участок посева с предварительно удаленной надземной частью растений.

Недостатком известного способа контроля является привнесение в результаты измерения дополнительного элемента неопределенности, вызванного травмирующим воздействием на растения.

Была поставлена цель разработать способ контроля дыхания почвы в посеве, одинаково пригодный для использования как в лабораторных, так и в полевых условиях и одновременно не нарушающий целостность взаимодействия корневой и надземной частей растений.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что на этапе подготовки на выбранном для контроля участке почвы дополнительно проводят неравномерный посев, оставляя часть участка свободной от посева, тогда как другую часть засевают также, как весь посев. Такое распределение может быть, например, таким, как представлено на фиг.1. Внутри посева 1 выделяют контролируемый участок по границе 2, который имеет незасеянную часть 3 и засеянную часть 4.

При этом принимается во внимание, что в достаточно развитом посеве корневые системы отдельных растений, перекрывая друг друга и переплетаясь, образуют горизонтально однородное распределение корневой массы под поверхностью почвы.

Следовательно, можно считать, что таким же горизонтально однородным будет дыхательный поток по всей контролируемой площади, включая свободную от растений часть.

Как видно, в этом случае не теряется взаимосвязь между отдельными составляющими посева, а лишь несколько деформируется структура посева. Появляется возможность контролировать один и тот же посев многократно на разных этапах развития.

Другим отличительным признаком является изменение процедуры контроля дыхания почвы с использованием вместо одной двух разных герметичных камер с разной площадью основания. Одной их этих камер накрывают полностью только засеянную часть растений 4 контролируемого участка посева. Другая камера имеет основание, размеры которого позволяют дополнительно, кроме засеянной части, накрыть полностью или частично также незасеянную часть 3.

Указанные камеры могут иметь, например, форму цилиндра с высотой, позволяющей свободно разместить растения.

Заявленный способ осуществляется путем измерения газообмена тех объектов, которыми отдельно накрывают каждую из указанных выше двух камер.

В результате в камере, накрывающей засеянную часть 4 контролируемого участка, измеряют суммарный газообмен, состоящий из газообмена надземной части растений и дыхания почвы на этой площади. В то же время в другой камере с большим основанием, происходит дополнительное накопление (убыль) дыхательного газообразного субстрата CO2 (O2), вызванное дыханием почвы на незасеянной растениями площади. В итоге, определяя разность между результатами двух измерений и умножая эту разность на величину отношения площади контролируемого участка посева к разности площадей оснований двух камер, рассчитывают дыхание почвы на всей площади контролируемого участка посева.

Способ контроля дыхания почвы в посеве, включающий выбор в посеве контролируемого участка и его подготовку, а также процедуру контроля дыхания почвы на выбранном в посеве контролируемом участке путем измерения величины накопления (убыли) газообразного дыхательного субстрата CO2 (O2) в герметичной камере, которой накрывают контролируемый участок посева, отличающийся тем, что подготовка контролируемого участка дополнительно включает такой посев семян, при котором часть контролируемого участка оставляют незасеянной, а для измерения используют отдельно и поочередно две разные герметичные камеры, с помощью одной из которых полностью накрывают только засеянную растениями часть контролируемого участка посева, а с помощью другой дополнительно к указанной выше площади накрывают частично или полностью также незасеянную часть контролируемого участка посева, и при этом величину дыхания почвы, приходящейся на площадь контролируемого участка посева, рассчитывают путем определения разности между результатами измерений, полученными с помощью указанных выше герметичных камер, умноженной на величину отношения площади контролируемого участка посева к разности площадей оснований двух указанных выше герметичных камер.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области экологии и предназначено для оценки экологического состояния почв. Отбирают пробы незагрязненной фоновой почвы и загрязненной тяжелыми металлами или нефтью и нефтепродуктами и для каждой пары образцов почв определяют численность аммонифицирующих бактерий, численность микроскопических грибов, обилие бактерий рода Azotobacter, активность каталазы, активность инвертазы, всхожесть редиса.

Изобретение относится к строительному производству и предназначено для определения морозного пучения грунта при промерзании сезоннопротаивающего слоя. Способ определения морозного пучения грунта при промерзании сезоннопротаивающего слоя включает бурение скважины перед началом его промерзания, отбор образцов грунта, измерение глубины сезонного протаивания ξ, определение на образцах плотности сухого грунта ρd,th.

Способ дистанционного определения деградации почвенного покрова. Способ включает зондирование подстилающей поверхности, содержащей тестовые участки многоканальным спектрометром, установленнЫм на аэрокосмическом носителе с одновременным получением изображений на каждом канале; расчет методом зональных отношений амплитуд сигналов в каналах частных индексов деградации, а именно процентного содержания гумуса (Н), индекса засоленности (NSI) и индекса влагопотерь (W); определение интегрального показателя деградации D по многопараметрической регрессивной зависимости, вида: D = ( H 0 H ) 1,9 ⋅ ( N S I N S I 0 ) 0,5 ⋅ ( W 0 W ) 0,3 пересчет значениЙ пикселей яркости изображений в масштабе вычисленного показателя деградации каждого пикселя; выделение контуров их результирующих изображений с установленными градациями степени деградации.

Изобретение относится к исследованию прочностных характеристик грунтов, а именно к получению почвенных и грунтовых проб определенных размеров ненарушенной структуры.
Изобретение относится к области сельского хозяйства и предназначено для установления величины пирогенного изменения мощности слоя торфа на мелиорируемых землях. .
Изобретение относится к области экологии и предназначено для определения токсичности почв. .

Изобретение относится к области качественного и количественного анализа состава грунтов при определении территорий предполагаемых месторождений нефти, а также при бурении скважин в местах предполагаемых месторождений нефти.
Изобретение относится к области физики почв и предназначено для получения структурных отдельностей. .

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для отбора проб для анализа почвы. .
(57) Изобретение относится к области экологии и сельского хозяйства и предназначено для определения величины изменения мощности слоя торфа на мелиорируемых землях. Способ включает устройство разрезов, измерение мощности слоя оболочек почвенных биологических организмов в конце и начале периода наблюдения и расчет. При этом измеряют мощность уплотненного слоя оболочек раковинных амеб. Величину изменения мощности слоя торфа рассчитывают по формуле Нсраб=a·h, где Нсраб - величина уменьшения мощности слоя торфа, см; h - мощность уплотненного слоя оболочек раковинных амеб, см; а - коэффициент. Коэффициент а определяют по формуле а=(H1-H2)/(h1-h2), где Н2, H1 - мощности слоя торфа и h2, h1 - мощности уплотненного слоя оболочек раковинных амеб, соответственно в конце и начале периода наблюдения. Способ позволяет быстро и точно определить величину изменения мощности слоя торфа на мелиорируемых землях. 1 пр.
Изобретение относится к области экологии и сельского хозяйства и предназначено для определения коэффициента фильтрации плывунного грунта в зоне распространения подзолистых почв. Через образец грунта пропускают поток воды. На поверхности образца грунта размещают грузик. Фиксируют начало погружения грузика. Измеряют параметры образца и потока воды. Рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта. Фиксируют величину концентрации фульвокислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта. При снижении величины концентрации на 10% от начального значения вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, раствор фульвокислоты, восстанавливая величину концентрации фульвокислоты в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения. Использование заявленного способа расширяет функциональные возможности определения коэффициента фильтрации грунта, позволяет быстро и точно определить коэффициент фильтрации грунта, подверженного воздействию фульвокислоты, в зоне распространения подзолистых почв. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области экологии, в частности к способам выявления признаков природных катастроф, и может найти применение при оценке опасности поражения территорий. Способ включает фитоиндикацию по возрасту древесной растительности. Определение верхней границы поражения горной долины лавинообразным потоком, при сходе которого на склонах долины не остается растительности, проводят путем измерения разности высот между дном долины и нижней границей фитоиндикатора - коренных березняков, произрастающего над пораженным склоном; оценку даты поражения устанавливают путем измерения количества годичных колец на кернах древесины, высверленных возрастным буром, или на поперечных спилах у оснований стволов, на уровне корневой шейки наиболее крупных деревьев в новообразованных древостоях, возобновляющихся в зоне поражения ниже коренных березняков. Способ позволяет повысить эффективность выявления признаков опасных природных явлений. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для измерения динамического действия дождя на почву. Устройство включает корпус, пористую измерительную пластину, поры которой заполнены водой, эластичный экран с датчиками, электрически связанными с прибором индикации. Новым является то, что боковая внутренняя поверхность корпуса снабжена микроячейками, гидравлически связанными между собой и заполненными полиакриламидом. Достигается возможность измерения динамического действия на почву дождя с добавками полиакриламида, за счет наличия микроячеек, заполненных полиакриламидом. 1 ил.

Изобретение относится к мониторингу окружающей среды, определению зон техногенного загрязнения почв и подземных вод нефтью и нефтепродуктами. Способ включает площадное бурение скважин малого диаметра на малую глубину, отбор проб подпочвенного газа, определение в пробах объемной концентрации метана и суммарных углеводородов, а также объемной активности радона Rn222 и Rn220. По снижению объемной активности радона и повышению концентрации метана и суммарных углеводородов относительно природного фона делают вывод о наличии участка загрязнения. Достигается повышение информативности и надежности определения. 1 табл., 1 ил.
Изобретение относится к области биологии почв и агроэкологии и может быть использовано в качестве критериев оценки плодородия почв и потенциальной эмиссии диоксида углерода почвами при изменении климата. Способ включает определение валового содержания органического углерода в почвенном образце (С вал), количества потенциально минерализуемого органического углерода (С пм) при инкубации этого же образца, в результате чего рассчитывается содержание трансформируемого органического углерода (С транс). Количество инертного органического углерода (С инерт) вычисляют по формуле С инерт = С вал - С транс. Достигается ускорение и упрощение определения. 1 пр.,2 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к агропочвоведению, и может быть использовано для воспроизводства дождя в лабораторных и полевых условиях. Портативная лабораторно-полевая дождевальная установка включает горизонтальную раму с панелью, емкость для воды, фильтр, подающий и напорный водоводы с вентилем, дождеватель, состоящий из последовательно закрепленных ниппеля, толстой гибкой трубки с хомутами, втулки и закрепленного в ней пучка тонких гибких трубок. Емкость для воды закреплена выше рамы на вертикальных стойках с подвесной скобой. Между напорным водоводом и ниппелем установлен поплавковый механизм, состоящий из корпуса с закрепленной на нем сбоку на дренажной трубке резиновой грушей с дренажным отверстием и последовательно установленных в нем гнезда иглы, иглы и поплавка с направителем. Каплеобразующие концы тонких гибких трубок дождевателя закреплены на горизонтальной панели по спирали Архимеда с одинаковым шагом. Техническим результатом изобретения является повышение равномерности и стабильности распределения дождя по площади полива и упрощение конструкции установки. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к промышленному или гражданскому строительству, в частности к определению устойчивости мерзлых грунтов, и может быть использовано при строительстве нефте- и газопроводов для установления степени устойчивости грунтов к термоэрозионному размыву. Способ моделирования горизонтального термоэрозионного размыва мерзлых грунтов включает предварительное размещение образца грунта в кювету, насыщение образца грунта водой до заданной влажности, нанесение на поверхность образца ложбины стока определенной ширины и промораживание образца грунта в кювете с закрытой крышкой в холодильной камере до заданной температуры не менее суток, установку кюветы с подготовленным образцом грунта открытым сектором под водоподающее устройство под углом, в зависимости от заданных параметров моделирования, и размыв образца грунта водотоком. Ширина ложбины стока, температура воды и расход водотока являются регулируемыми, при этом проводятся измерения прямых показателей - глубина протаивания и размыва грунта, температура воды, ширина и глубина потока воды за выбранный интервал времени, на основе которых определяются косвенные параметры термоэрозионного размыва: интенсивность размыва, противоэрозионная устойчивость грунта, механическая энергия потока воды, тепловая энергия потока воды, тепловой поток, расходуемый на плавление мерзлого грунта, тепловой поток за счет диссипации механической энергии, коэффициент теплообмена между потоком воды и мерзлым грунтом по приведенным зависимостям. Технический результат состоит в обеспечении определения совокупности параметров, характеризующих процесс термоэрозии грунтов под воздействием водного потока. 3 табл., 2 ил.
Изобретение относится к экологии и почвоведению. Способ оценки степени деградации техноландшафта при химическом загрязнении предусматривает аналитическое определение общего количества химического элемента загрязнителя, количества химического элемента загрязнителя, находящегося в подвижной форме в почве техноландшафта, и, отдельно, географически сопряженного незагрязненного ландшафта. Предложена процедура оценки загрязнения ландшафта, состоящая из трех стадий: нормирование загрязнения техноландшафта и географически сопряженного незагрязненного ландшафта; определение соотношения нормы загрязнения техноландшафта и нормы загрязнения географически сопряженного незагрязненного ландшафта; определение степени деградации техноландшафта по соотношению норм загрязнения согласно предложенной нелинейной шкале степени деградации техноландшафта. Предложенный способ при практическом применении позволяет повысить надежность выявления степени деградации техноландшафта при химическом загрязнении. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к аналитической химии, конкретно к химическим индикаторам на твердофазных носителях, и может быть использовано для экспрессного определения металлов в водных средах и бензинах с помощью реагентных индикаторных трубок на основе хромогенных дисперсных кремнеземов. В качестве наполнителя содержат хромогенные ионообменные дисперсные кремнеземы с ковалентно привитыми гидразонами или формазанами. Технический результат изобретения заключается в повышении чувствительности и избирательности определения металлов. 3 табл., 4 ил., 14 пр.
Наверх