Способ управления и система управления урожаем биомассы растений

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ включает стадии: a) измерения количества жирных кислот, содержащихся в растении(ях); b) получения процентного содержания линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот, найденному в результате указанного измерения; и c) оценки урожая растительной биомассы на основании полученного таким образом процентного содержания линоленовой кислоты путем сравнения полученного процентного содержания с эталонным значением. Система включает: средства измерения для измерения количества жирных кислот, содержащихся в растении(ях); средства расчета для получения процентного содержания линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот, найденному в результате указанного измерения; и средства оценки для оценки урожая растительной биомассы на основании полученного таким образом процентного содержания линоленовой кислоты путем сравнения полученного процентного содержания с эталонным значением. Изобретения позволяют определять и управлять урожаем растительной биомассы. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 13 ил., 4 пр.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу и системе управления урожаем растительной биомассы (урожаем биомассы растений) на основании процентного содержания линоленовой кислоты в растении по отношению к общему количеству жирных кислот в растении.

Уровень техники

Растения широко применяются людьми в качестве еды, а также, например, в качестве декоративных растений, топлива и технических материалов, таких как бумага, химические реагенты и т.д. Регулирование и определение времени прорастания, созревания и цветения растений очень важны при оценке урожая декоративных растений и продовольственных растений, таких как овощи. Кроме того, в целях регулирования урожайности плодов и т.д. важно узнать год, в котором деревья приносят большое количество плодов (год хорошего урожая).

Из опыта известно, что урожайность зерновых культур и плодов в значительной степени зависит от метеорологических факторов и т.д. Как известно, существует связь между метеорологическими факторами и количеством распустившихся цветков и плодов, и на практике были выполнены различные оценки условий выращивания растений на основании этой зависимости. Тем не менее, эти оценки сами по себе не достаточно точны, а также не могут быть адаптированы в достаточной степени к недавним изменениям климата, таким как все более и более частым случаям аномальной погоды. Таким образом, все труднее оценивать условия выращивания растений.

В связи с данными обстоятельствами необходимы строгие требования к (i) определению фактора, который более точно отражает урожай растительной биомассы (например, количество плодов на растении) по сравнению со способами с применением метеорологических факторов и т.д., и (ii) разработке способа, в котором применяется этот фактор.

Авторы настоящего изобретения получили варианты Arabidopsis thaliana, качественно определяли количество активного кислорода методом Огавы (Ogawa) и соавт. (Непатентный источник 1) и выбрали варианты, содержащие большие количества активного кислорода, чем дикий тип. Эти варианты зацветали раньше, чем дикий тип в условиях длинного дня, низкой освещенности. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что растения, как правило, цветут раньше, когда они содержат избыточное количество активного кислорода. Кроме того, исследование вариантов показало, что ген, ответственный за варианты, представляет собой синтетазу линоленовой кислоты (Патентный источник 1). Линоленовая кислота представляет собой вид жирной кислоты, содержащейся в растениях.

Кроме того, авторы настоящего изобретения обнаружили существование неизвестного ранее механизма управления цветением растений. Так, авторы настоящего изобретения обнаружили, что присутствие в биомембранах композиции жирных кислот является новым триггером экспрессии в ходе развития цветка, которое, как считается, происходит под контролем гена, контролирующего цветение. Композиция жирных кислот в биомембранах представляет собой, в частности, процентное содержание линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот. На основе обнаружения этого факта авторы настоящего изобретения, путем измерения количества линоленовой кислоты, содержащейся в листьях в период формирования бутонов растения, сделали возможной точную оценку времени цветения растения до формирования бутонов (Патентный источник 2).

Список использованных источников

Патентные источники

Патентный источник 1

Патент Японии №4094971 В / Публикация заявки на патент Японии, Токукай, №2004-264245 А (Дата публикации: 24 сентября 2004 г)

Патентный источник 2

Патент Японии №4095112 В / Публикация заявки на патент Японии, Токукай, №2008-70384 А (Дата публикации: 27 марта 2008 г)

Непатентные источники

Непатентный источник 1

Ogawa et al. 2001 Plant and Cell Physiology 42: 286-291 (Опубликовано в марте 2001 г)

Краткое описание изобретения

Техническая проблема

В области сельского хозяйства наблюдается высокая потребность в технических приемах, которые заранее позволяют узнать продуктивность. Заблаговременное знание продуктивности позволит избежать перепроизводства и недостаточного производства и т.д., и тем самым, добиться дальнейшего улучшения рентабельности. Однако, ни один из способов, описанных в Патентных документах 1 и 2, не дает прямого ответа о продуктивности растений, хотя их можно использовать для определения условий роста растений и оценки времени цветения растений.

Настоящее изобретение было выполнено с учетом этих проблем, и задачей настоящего изобретения является создание способа и системы для заблаговременного определения урожая растительной биомассы и управления растительной биомассой.

Решение проблемы

Авторы настоящего изобретения провели тщательное исследование биологического индикатора, который можно применять для заблаговременного определения урожая растительной биомассы. В результате авторы изобретения обнаружили, что урожай растительной биомассы можно точно определить на относительно ранней стадии на основании процентного содержания линоленовой кислоты в растении по отношению к общему количеству жирных кислот в растении, и что это процентное содержание линоленовой кислоты можно использовать в качестве индикатора.

То есть, для решения указанной выше задачи, способ, в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой способ управления урожаем растительной биомассы, включающий стадии: а) измерение количества жирных кислот, содержащихся в растении (ях);b) получение процентного содержания линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот, которые найдены при измерении; и с) оценку урожая растительной биомассы на основании полученного таким образом процентного содержания линоленовой кислоты.

Система в соответствии с настоящим изобретением представляет собой систему управления урожаем растительной биомассы, включая: средство измерения для измерения количества жирных кислот, содержащихся в растении (ях); средство расчета для получения процентного содержания линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот, которые найдены при измерении; и средство оценки для оценки урожая растительной биомассы на основании полученного таким образом процентного содержания линоленовой кислоты.

Полезные эффекты изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает способ и систему для заблаговременного определения урожая растительной биомассы и управления растительной биомассой.

Краткое описание чертежей

Фигура 1 представляет собой блок-схему, схематически иллюстрирующую систему управления в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фигура 2 представляет собой график, демонстрирующий спектр поглощения воды в ближней инфракрасной области и сигнал, полученный путем дифференцирования второго порядка спектра.

Фигура 3 представляет собой график, позволяющий сравнение площади пика, полученного из линоленовой кислоты, и площади пика, полученного из воды.

Фигура 4 представляет собой график, показывающий спектры поглощения в ближней инфракрасной области в листе мандаринового дерева.

Фигура 5 представляет собой график, изображающий сигнал, полученный путем дифференцирования второго порядка спектра поглощения в ближней инфракрасной области в листе мандаринового дерева.

Фигура 6 представляет собой график, показывающий пики поглощения жирных кислот в ближней инфракрасной области в листе мандаринового дерева.

Фигура 7 представляет собой график, отображающий результаты, полученные при анализе с помощью газовой хроматографии, количества жирных кислот в отдельных растениях Arabidopsis thaliana, содержащих различное количество линоленовой кислоты.

Фигура 8 представляет собой график, демонстрирующий пики поглощения, полученные из жирных кислот от трех видов хвойных деревьев.

Фигура 9 представляет собой график, показывающий эффективность применения глутатиона на Arabidopsis thaliana.

На фигуре 10 представлена зависимость между процентным содержанием линоленовой кислоты в мандариновом дереве и количеством цветков на мандариновых деревьях.

На фигуре 11 представлена зависимость между процентным содержанием линоленовой кислоты в даурской лиственнице и количеством шишек на даурских лиственницах.

На фигуре 12 представлена зависимость между процентным содержанием линоленовой кислоты в даурской лиственнице и соотношением мужских цветков/женских цветков на даурских лиственницах.

Фигура 13 представляет собой график, показывающий сигнал, полученный путем дифференцирования второго порядка спектра поглощения в ближней инфракрасной области от листьев Arabidopsis thaliana, содержащих различное количество линоленовой кислоты.

Подробное описание изобретения

[1. Способ управления урожаем растительной биомассы]

(Обзор способа)

Способ управления урожаем растительной биомассы в соответствии с настоящим изобретением включает в себя стадии: измерение количества жирных кислот, содержащихся в растении (ях); получение процентного содержания линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот, которые найдены при измерении; и оценку урожая растительной биомассы на основании полученного таким образом процентного содержания линоленовой кислоты.

Способ может дополнительно включать, при необходимости, стадию решения, после стадии оценки. На стадии решения сравнивают расчетный урожай биомассы, полученный на стадии оценки, с целевым урожаем биомассы (целевая величина урожая биомассы), и принимают решение о необходимости регуляции урожая растительной биомассы.

Способ может дополнительно включать, при необходимости, стадию управления биомассой. На основе расчетной урожая биомассы на стадии оценки, на стадии управления выполняется процесс, позволяющий получить урожай растительной биомассы ближе к целевому значению. Одним из примеров стадии управления является изменение концентрации глутатиона в растении, в частности, изменение суточной концентрации глутатиона во время роста растения, даже после стадии оценки и стадии решения, до момента использования растения. Урожай растительной биомассы регулируется путем изменения концентрации глутатиона в растении. Другой пример стадии управления представляет собой остановку роста растения после стадии решения, чтобы тем самым предотвратить перепроизводство растений. Ниже более подробно описаны каждая стадия и тому подобное в соответствии с настоящим изобретением.

(Стадия измерения)

Стадия измерения представляет собой стадию разрушающего или неразрушающего измерения количества жирных кислот, содержащихся в растении. Измеряется количество каждой жирной кислоты, содержащейся в растении, и таким образом измеряется общее количество жирных кислот, содержащихся в растении, путем определения суммы этих жирных кислот.

Разрушающее измерение представляет собой способ (I) отбора образца анализируемого растения (часть тела растения), и (II) измерение, предпочтительно напрямую, количества жирных кислот, содержащихся в образце. Количество жирных кислот можно измерить, например, физико-химическими методами, такими как газовая хроматография, тонкослойная хроматография или кислотно-основное титрование. Из них газовая хроматография является предпочтительной (см. также описания Патентных документов 1 и 2). Разрушающее измерение количества жирных кислот имеет преимущество, т.к. можно выполнять прямой анализ.

Неразрушающие измерение представляет собой способ измерения количества жирных кислот, содержащихся в анализируемом растении, без разрушения растения (т.е. отбора образца не требуется). Количество жирных кислот можно измерить, например, с помощью ближней инфракрасной спектроскопии. По сравнению с разрушающим измерением, неразрушающее измерение требует относительно меньше опыта и специальных инструментов при пробоподготовке и анализе образцов, и можно получать результаты анализа в течение относительно короткого периода времени. Кроме того, при неразрушающем измерении минимум шансов, что анализируемый образец испортится из-за стресса, вызванного повреждением при отборе (вырезании) образца из растения. Неразрушающее измерение имеет преимущество также в том, что оно не требует отбора образцов, и возможно выполнять измерения с фиксированной точкой на отдельных растениях в течение некоторого периода времени.

В нижеследующем описании более подробно обсуждается пример ближней инфракрасной спектроскопии, которая является одними из видов неразрушающих способов. Неразрушающее измерение с помощью ближней инфракрасной спектроскопии, которое применяется в настоящем изобретении, представляет собой неразрушающее измерение количества жирных кислот, содержащихся в растении. Этот способ включает в себя стадию спектрального анализа света, отраженного от растений, по меньшей мере в части ближнего инфракрасного спектра (который лежит в диапазоне длин волн не менее чем 1,250 мкм, но не более 2,600 мкм). Этот способ можно осуществлять также посредством использования явления, при котором естественный свет отражается или поглощается поверхностью растения, и, следовательно, имеет преимущество в том, что его можно выполнять на высоте (например, из самолета или искусственного спутника). В качестве альтернативы, можно применять способ, использующий явление, при котором определенные длины волны света поглощаются, также когда свет, излучаемый на растение, проходит через него, т.е. способ включающий стадию спектрального анализа света, прошедшего через растение по меньшей мере в части ближнего инфракрасного спектра (который лежит в диапазоне длин волн не менее чем 1,250 мкм, но не более 2,600 мкм). Следует отметить, что хотя последующее описание главным образом основывается на случае, когда используется свет, отраженный от растения, используемые пиковые длины волн и т.д. такие же, как и в случае, когда используется свет, отраженный от растения, и когда используется свет, прошедший через растение.

Авторы настоящего изобретения провели детальный спектральный анализ света, отраженного от растений, в области спектра поглощения в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн от не менее 1,250 мкм, но не более 2,600 мкм. В результате, авторы настоящего изобретения впервые обнаружили, что в этом диапазоне есть характеристические пик (и) жирных кислот и существенно незатронутые поглощением воды. На основе этого открытия, авторы показали, что при анализе этих пиков можно измерять количество жирных кислот, содержащихся в растении, и процентное содержание линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот, при этом не разрушая растение. Обратите внимание, что спектр поглощения представляет собой зависимость между длиной волны света, которым облучают растение (длина волны света), и поглощением. Следует отметить, что характеристические пик(и) жирных кислот, которые подвергаются воздействию от поглощения воды, также можно использовать для определения (I) количества жирных кислот, содержащихся в растении, и (II) процентного содержания линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот, при этом не разрушая растение. Однако, пики, подвергающиеся влиянию от поглощения воды (например, паров воды в воздухе), предпочтительно используют в варианте реализации, при котором анализируют свет, прошедший через растение на близком расстоянии от растения.

«Спектральный анализ» означает получение спектра поглощения, путем выполнения спектрального анализа света, отраженного от растения, по меньшей мере в части ближнего инфракрасного спектра (который лежит в диапазоне длин волн не менее чем 1,250 мкм, но не более 2,600 мкм) с целью анализа поглощения света растением. То есть, «спектральный анализ» означает анализ посредством спектроскопии в ближней инфракрасной области спектра. Как упоминалось выше, спектр поглощения, можно получить путем выполнения спектрального анализа света, прошедшего через растение, по меньшей мере в части ближнего инфракрасного спектра (который принадлежит к вышеуказанному диапазону длин волн).

Свет, отраженный от растения, или свет, прошедший через растение, можно получить из естественного света или искусственного света, который содержит ближнюю инфракрасную область спектра, лежащую в диапазоне длин волн не менее 1,250 мкм, но не более 2,600 мкм. Свет ближней инфракрасной области спектра, который принадлежит к диапазону длин волн не менее 1,250 мкм, но не более 2,600 мкм, необходимый для анализа, хорошо проходит через тело живого организма (тело растения). Таким образом, возможно получать полезную информацию даже из относительно толстого растительного организма. Следует отметить, что с точки зрения улучшения точности измерений или возможности измерений при любых условиях (например, в условиях темноты), предпочтительным является искусственный свет.

Полученный спектроскопически спектр поглощения можно дважды дифференцировать (дифференцирование второго порядка), таким образом этот спектр более четко указывает на жирные кислоты, содержащиеся в образце. Тем не менее, в зависимости от целей, спектроскопически полученный спектр поглощения можно непосредственно подвергать сравнительному анализу. Сигнал, полученный дифференцированием второго порядка, и позиции пиков, полученные путем дифференцирования второго порядка, могут сильно зависеть от количества веществ, содержащихся в исследуемом образце, состава образца и условий дифференцирования и т.д. Подходящие условия могут быть выбраны в зависимости от ситуации. Способ дифференцирования второго порядка особенно не ограничен, например, можно применять способ Савицкого-Голея (Savitzky-Golay).

Для того чтобы существенно уменьшить влияние воды, содержащейся в растении, предпочтительно выполнять измерение на основе, по меньшей мере, части спектра поглощения, полученного путем облучения растения светом, который находится в диапазоне длин волн А. Диапазон длин волн А представляет собой, по крайней мере, один диапазон, выбранный из группы, состоящей из: диапазон длин волн не менее 1,250 мкм, но не более 1,340 мкм; диапазон длин волн не менее 1,355 мкм, но не более 1,390 мкм; диапазон длин волн не менее 1,500 мкм, но не более 1,750 мкм; диапазон длин волн не менее 1,810 мкм, но не более 1,880 мкм; и диапазон длин волн не менее 2,010 мкм, но не более 2,380 мкм. Более предпочтительно выполнять измерение на основе, по меньшей мере, части спектра поглощения, полученного путем облучения растения светом, который принадлежит диапазону длин волн не менее 1,500 мкм, но не более 1,750 мкм, или диапазону длин волн не менее 2,010 мкм, но не более 2,380 мкм. Еще более предпочтительным выполнять измерение на основе, по меньшей мере, части спектра поглощения, полученного путем облучения растения светом, который принадлежит диапазону длин волн не менее 1,690 мкм, но не более 1,740 мкм.

Общее количество жирных кислот измеряется предпочтительно на основе жирных кислот, полученных из их пиков поглощения в диапазоне длин волн (диапазон длин волн А), в котором влиянием воды можно пренебречь. В частности, предпочтительно, выполнение измерений основе, по меньшей мере, некоторых из девяти пиков поглощения, которые включают заданные длины волны 1,294 мкм, 1,712 мкм, 1,728 мкм, 2,061 мкм, 2,175 мкм, 2,270 мкм, 2,308 мкм, 2,342 мкм и 2,376 мкм, соответственно. Наиболее предпочтительно, выполнение измерений на основе всех этих пиков поглощения.

Способ получения спектра поглощения особо не ограничен. Для того, чтобы обязательно получить минутные пики от жирных кислот, таких как линоленовая кислота (описана ниже), то предпочтительно, применение способа AOTF (акустико-оптического настраиваемого фильтра) в качестве способа сканирования в ближней инфракрасной области спектра света. Измерение выполняют в интервале длин волн (размер ширины щели) не более 2 нм, предпочтительно не менее 0,5 нм, но не более 1,5 нм, и более предпочтительно не менее 0,8 нм, но не более 1,2 нм. Для удобства проведения наблюдений на открытом воздухе, предпочтительно, чтобы спектрограф для спектрального анализа имел размеры и форму, удобные для переноски. Расстояние между исследуемым растением и спектрографом при спектроскопии в ближней инфракрасной области не ограничено особым образом, при условии, что спектральный анализ можно выполнить.

Стандартную кривую, необходимую для анализа с помощью ближней инфракрасной спектроскопии, можно получить в соответствии с известным способом. В частности, чтобы получить стандартную кривую, можно выполнять анализ с помощью спектроскопии в ближней инфракрасной области спектра на стандартном образце жирной кислоты, такой как линоленовая кислота или линолевая кислота, или воде и т.д. Один из примеров описан ниже. Во-первых, стандартный образец заранее анализируют и количественно характеризуют с помощью газовой хроматографии. Далее, этот образец исследуют с помощью спектроскопии в ближней инфракрасной области спектра. Также получают список пиков, соответствующих основным жирным кислотам, содержащихся в растении, и из перечисленных пиков выбирают пик (и) поглощения, которые предпочтительно незатронуты водой. Поглощение, соответствующие пикам, анализируют с помощью множественного регрессионного анализа и затем сравнивают с данными, полученными на основе анализа газовой хроматографии. Таким образом, можно оценить общее количество жирных кислот. В частности, предпочтительно, количественное определение общего количества жирных кислот на основе всех или части пиков поглощения с заданными длинами волн 1,294 мкм, 1,712 мкм, 1,728 мкм, 2,061 мкм, 2,175 мкм, 2,270 мкм, 2,308 мкм, 2,342 мкм и 2,376 мкм (т.е. пики поглощения жирных кислот незатронутые влиянием воды). В настоящем документе, «заданная длина волны» означает приблизительную среднюю величину длин волн пика поглощения. Предпочтительно, чтобы у заданной длины волны допустимый предел погрешности составлял ±0,001 мкм, более предпочтительно ±0,0005 мкм.

В случае анализа линоленовой кислоты, содержащейся в растении, которая является жирной кислотой, анализ можно выполнять измерение на основе, по меньшей мере, части спектра поглощения, полученного путем облучения растения светом, который находится в диапазоне длин волн В. Диапазон длин волн В представляет собой, по крайней мере, один диапазон, выбранный из группы, состоящей из: диапазон длин волн не менее 1,350 мкм, но не более 1,420 мкм; диапазон длин волн не менее 1,690 мкм, но не более 1,740 мкм; диапазон длин волн не менее 1,750 мкм, но не более 1,785 мкм; диапазон длин волн не менее 1,905 мкм, но не более 1,920 мкм; диапазон длин волн не менее 1,940 мкм, но не более 1,950 мкм; диапазон длин волн не менее 2,150 мкм, но не более 2,180 мкм; диапазон длин волн не менее 2,190 мкм, но не более 2,220 мкм; диапазон длин волн не менее 2,290 мкм, но не более 2,310 мкм; диапазон длин волн не менее 2,330 мкм, но не более 2,350 мкм; и диапазон длин волн не менее 2,370 мкм, но не более 2,400 мкм. Для измерения количества линоленовой кислоты, наиболее предпочтительно выполнение измерения на основе обоих или одного из двух пиков поглощения, характерных для линоленовой кислоты и незатронутых влиянием воды. Два пика включают заданные длины волн 1,712 мкм и 2,175 мкм, соответственно. Обратите внимание, что в настоящем документе «заданная длина волны» означает приблизительную среднюю величину длин волн пика поглощения. Предпочтительно, чтобы у заданной длины волны допустимый предел погрешности составлял±0,001 мкм, более предпочтительно ±0,0005 мкм.

Выполнение стадии измерений особо не ограничено. Для того чтобы получить общее количество жирных кислот и количество линоленовой кислоты, которые могут лучше отражать урожай биомассы, предпочтительно выполнить стадию измерения в такой период, который перекрывает (i) период образования бутонов или (ii) период, который предшествует периоду образования бутонов и связан с образованием бутонов растением (период (ii) в дальнейшем называется как подготовительный период до образования бутонов, или подготовительный период перед бутонизацией). Для выполнения управления с более высокой точностью, более предпочтительно выполнять стадию измерения в такой период, который перекрывает подготовительный период перед бутонизацией. В частности, в случае когда общее количество плодов при сборе урожая (сухой вес) или общий урожай биомассы надземных частей растения (сухой вес) применяется как урожай растительной биомассы, предпочтительно, выполнять стадию измерения в такой период, который перекрывает период бутонизации или подготовительный период перед бутонизацией.

В случае, когда стадия измерения должна быть выполнена до начала периода бутонизации, подготовительный период перед бутонизацией можно определить в соответствии с характеристиками анализируемого растения. Например, в случае, когда подготовительный период перед бутонизацией приблизительно известен для целевого растения, стадию измерений можно выполнять на основе этой известной информации. В качестве альтернативы, можно легко определить подготовительный период перед бутонизацией, используя следующее явление, выполняя стадию измерения и стадию расчета в соответствии с настоящем изобретением в динамике: процент линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот показывает характерную картину изменений, когда подготовительный период перед бутонизацией начинается и когда он заканчивается.

Периоды бутонизации растений приблизительно известны для каждого вида растений. Таким образом, если необходимо, то специалисты в данной области могут определять этот период. Период бутонизации также можно легко определить, таким же образом, как и в случае подготовительного периода перед бутонизацией, выполняя стадию измерения и стадию расчета в соответствии с настоящим изобретением и изучением процентного содержания линоленовой кислоты в динамике. Кроме того, период бутонизации можно определить, например, проверкой внешнего вида растения или, например, из уровня экспрессии гена, ответственного за образование бутонов (например, гена LEAFY и генов, гомологичных ему). Например, в случае, когда растение представляет собой сосну, стадию измерения выполняют в следующем порядке: период бутонизации определяют или оценивают путем мониторинга изменений в уровне экспрессии генов, гомологичных LEAFY, или путем проверки внешнего вида дерева в период бутонизации. Период бутонизации сосны, как известно, это год, предшествующий году цветения. Было приблизительно рассчитано из процентного содержания линоленовой кислоты, полученного на стадии измерения и стадии расчета, что подготовительный период перед бутонизацией представляет собой год, предшествующий году бутонизации. Этот результат показывает, что настоящее изобретение можно применять, чтобы узнать (оценить) биомассу сосны в момент сбора урожая, который будет через два года.

Стадию измерения выполняют в одной точке (измерение в фиксированной точке), но более предпочтительно выполнение в нескольких точках (многоточечные измерения). Многоточечное измерение в случае разрушающего измерения означает выполнение стадии измерения на одной части или различных частях отдельного растения в одно и то же время или разное время. Многоточечное измерение в случае неразрушающего измерения означает выполнение стадии измерения на одной части или различных частях отдельного растения в одно и то же время или разное время. В случае, когда стадию измерения выполняют в разное время, каждую стадию предпочтительно проводят в такой период, который перекрывает период бутонизации или подготовительный период бутонизации. Измерение в фиксированной точке и многоточечное измерение можно проводить для целей сравнения на множестве растений одного вида (некоторые из них служат в качестве контролей), которые в основном растут в таких же условиях среды.

(Стадия расчета)

Стадия расчета представляет собой стадию получения процентного содержания линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот, измеренных на стадии измерения. Измеренное значение общего количества жирных кислот, включая линоленовую кислоту, и измеренные значения жирной кислоты (например, только линоленовой кислоты), можно получить путем выполнения вышеупомянутой стадии измерения. На стадии расчета, например, процентное содержание (например, массовые проценты) линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот получают путем деления измеренного значения количества жирной кислоты (например, только линоленовой кислоты) на измеренное значение общего количества жирных кислот, включая линоленовую кислоту. Например, в случае, когда количество жирных кислот измеряют вышеупомянутой спектроскопией в ближней инфракрасной области, процентное содержание линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот получают путем деления площади пика, который отражает количество линоленовой кислоты на площадь пика, который отражает общее количество жирных кислот. Следует отметить, что процентное содержание линоленовой кислоты в растении по отношению к общему количеству жирных кислот в растении может упоминаться как процентное соотношение «линоленовая кислота/общее количество жирных кислот».

(Стадия оценки)

Стадия оценки представляет собой стадию оценки урожая растительной биомассы на основе процентного содержания линоленовой кислоты. Общий урожай биомассы любого растения, как правило, становится ниже при повышении процентного соотношения «линоленовая кислота/общее количество жирных кислот». На стадии оценки, процентное соотношение «линоленовая кислота/общее количество жирных кислот», полученное на стадии расчета, сравнивают с эталонным значением для оценки, и на основании результата сравнения оценивают урожай растительной биомассы. Следует отметить, что оценка урожая биомассы, найденная на стадии оценки, в дальнейшем именуется как «оценочная урожай биомассы».

Эталон, применяемый для оценки (эталон для оценки), можно получить заранее до стадии измерения. Например, множество значений процентного соотношения «линоленовая кислота/общее количество жирных кислот» и соответствующий им урожай биомассы (фактически измеренное значение) растения (далее именуется как эталонное растение), которое является растением того же вида, урожай биомассы которого оценивают, получают заранее (эту стадию называют стадией подготовки эталона). Предпочтительно, чтобы эти эталоны содержали информацию, указывающую на то, что различные процентные соотношения «линоленовая кислота/общее количество жирных кислот» приводят к соответствующим различным уровням урожая биомассы. Таким образом, эталонные растения, упомянутые здесь, представляют собой множество растений того же вида, которые, как предполагается, имеют разные уровни урожая биомассы из-за разных условий роста и т.д. С помощью этих эталонных растений процентное соотношение «линоленовая кислота/общее количество жирных кислот» и соответствующие уровни урожая биомассы (фактически измеренные значения) множества растений получают одновременно. С другой стороны, в случае, если необходимо оценить урожай биомассы многолетнего растения, также можно заранее получить множество значений процентного соотношения «линоленовая кислота/общее количество жирных кислот» и соответствующий им урожай биомассы (фактически измеренное значение) с использованием одного эталонного растения (это может быть растение, для которого можно оценить биомассу) путем получения этих данных в одно время каждый год (в один и тот же сезон в разные годы) в течение нескольких лет. Эталонные значения предпочтительно наносят на двумерную диаграмму разброса данных как множество отметок, показывающих зависимость между процентным соотношением «линоленовая кислота/общее количество жирных кислот» и урожаем биомассы, и более предпочтительно представляют в виде линии регрессии, которая показывает зависимость между процентным соотношением «линоленовая кислота/общее количество жирных кислот» и урожаем биомассы, полученных из нескольких отметок на двумерной диаграмме разброса данных. Следует отметить, что оценку можно провести более точно с помощью регрессионного анализа с учетом других факторов, например с помощью множественного регрессионного анализа.

Далее из двумерной диаграммы разброса данных или линии регрессии и т.д., находят биомассу сборе урожая, соответствующую процентному соотношению «линоленовая кислота/общее количество жирных кислот», полученному на стадии расчета. Найденное таким образом значение урожая биомассы используют в качестве оценочного урожая биомассы растения.

Следует отметить, что на стадии подготовки эталона процентное соотношение «линоленовая кислота/общее количество жирных кислот» можно найти тем же самым способом, как на стадии измерения и стадии расчета. «Урожай биомассы (фактически измеренное значение)» можно получить путем измерения массы (предпочтительно сухой массы) собранных продуктов после определенного периода времени с момента определения процентного соотношения «линоленовая кислота/общее количество жирных кислот». «Определенный период времени» означает период с момента определения процентного соотношения «линоленовая кислота/общее количество жирных кислот» до момента сбора урожая, когда полученное процентное соотношение «линоленовая кислота/общее количество жирных кислот» имеет существенное влияние на урожай биомассы. В частности, в случае однолетнего растения, «определенный период времени» означает период с момента определения процентного соотношения «линоленовая кислота/общее количество жирных кислот» до момента сбора урожая. В случае многолетнего растения, «определенный период времени» определяют в зависимости от типа растения. Например, в случае семян сосны, «определенный период времени» представляет собой период с момента определения процентного соотношения «линоленовая кислота/общее количество жирных кислот» до следующего года или времени сбора урожая семян, происходящего через два года.

(Стадия решения)

Стадия решения представляет собой стадию принятия решения о необходимости регулирования урожая растительной биомассы, и осуществляется путем сравнения оценочной урожая биомассы, полученной на стадии оценки, с целевым урожаем биомассы (целевым значением урожая биомассы).

Целевой урожай биомассы устанавливают соответствующим образом в зависимости, например, от плана производства в области сельского и лесного хозяйства. Необходимость управления урожаем растительной биомассы находят на основании разницы между целевой биомассой и оценочным урожаем биомассы, находящимся в пределах определенного допустимого диапазона.

Один из примеров стадии решения состоит в следующем. 1) принимают решение, что не нужно регулировать биомассу, если оценочная урожай биомассы находится в пределах ±А% целевого значения (А представляет собой любое число, которое устанавливается в зависимости от конкретного случая), 2) принимают решение, что нужно уменьшить биомассу, если оценочная урожай биомассы больше, чем целевая биомасса более чем А%, или 3) принимают решение, что нужно увеличить биомассу, если оценочная биомасса меньше, чем целевая биомасса более чем А%. Способ управления биомассой (стадия управления) более подробно будет описан ниже.

(Один из примеров стадии управления биомассой: Стадия изменения концентрации глутатиона в растении)

Способ управления урожаем биомассы в соответствии с настоящим изобретением может включать, при необходимости, после стадии решения, но до использования растения, стадию управления биомассой, на основании оценочного урожая биомассы, и тем самым получая урожай растительной биомассы ближе к целевому значению. Один из примеров стадии управления представляет собой стадию изменения концентрации глутатиона в растении, в частности, изменение суточной концентрации глутатиона в растении, пока растение продолжает расти, даже после стадии оценки и стадии решения, и до момента использования растения.

Для более эффективного управления урожаем биомассы, стадию управления, предпочтительно, проводят после стадии решения, но во время или до периода бутонизации растения. Еще более предпочтительно, чтобы стадию управления выполняли в такой период, который перекрывает период перед периодом бутонизации. В случае проведения стадии управления перед периодом бутонизации, более предпочтительно выполнение стадии управления течение периода, в котором стадия управления может оказывать влияние на бутонизацию (подготовительный период перед бутонизацией). В частности, в случае, когда желательно стабильное производство, процесс, аналогичный стадии управления, можно выполнять заранее, а затем можно проводить стадию оценки и стадию решения в динамике. Это, в конечном счете, приведет к улучшению производительности.

Нет особых ограничений относительно того, как изменять концентрацию глутатиона в растении. Например, концентрацию глутатиона можно изменять (I) путем введения в растение полинуклеотида, который влияет на синтез или катаболизм глутатиона, или (II) добавлением к растению агента, регулирующего биомассу (соединение, отличное от вышеупомянутого полинуклеотида), который влияет на уровень глутатиона в растении. Более предпочтительным является добавление к растению агента, регулирующего биомассу.

Предпочтительно, частные примеры полинуклеотида, который влияет на синтез или катаболизм глутатиона включают: полинуклеотид, который кодирует гамма-глутамилцистеин синтетазу (далее этот полинуклеотид упоминается как «ген GSH1»); и полинуклеотид, который кодирует глутатион-связывающую фруктозо-1,6-дифосфат альдолазу пластидного типа (далее этот полинуклеотид упоминается как «ген FBA»). Избыточная экспрессия этих генов позволяет увеличивать концентрацию глутатиона в растении. Другие примеры полинуклеотидов, которые влияют на синтез или катаболизм глутатиона включают различные полинуклеотиды, которые подавляют экспрессию указанных генов, например, антисмысловые РНК и миРНК.

Ген GSH1 не ограничивается определенным типом. Частные примеры гена GSH1 включают: Zinnia elegans (номер в Genbank: АВ158510); Oryza sativa (номер в Genbank: AJ508915); и Nicotiana tabacum (номер в Genbank: DQ444219). Эти гены также могут соответствующим образом применяться в настоящем изобретении. Продукты, полученные при трансляции этих генов, также обладают сигнальными транзитными пептидами хлоропласта на их N-концевых участках как у Arabidopsis thaliana.

Частные примеры агента, регулирующего биомассу, который влияет на уровень глутатиона в растении включают: глутатион; конъюгат глутатиона; активный кислород (например, перекись водорода); активный азот; полиамин; оксид титана; жасмоновую кислоту; салициловую кислоту; цистеин; цистин; тяжелый металл кадмий; и ион железа. Все эти регулирующие агенты всасываются растением при контакте с растением, и служат для увеличения концентрации глутатиона в растении. Полиамин можно применять для образования перекиси водорода. При воздействии света оксид титана генерирует активный кислород. Цистеин и цистин являются предшественниками глутатиона. Предпочтительно, тяжелый металл кадмий и ион железа поставляются в избыточном количестве. Из этих веществ, перечисленных выше, глутатион является предпочтительным. Существуют два вида глутатиона: восстановленный глутатион (далее упоминается как «GSH»); и окисленный глутатион (далее упоминается как «GSSG»). GSSG является более предпочтительным, потому что он физически стабилен.

При выполнении стадии управления посредством концентрации глутатиона в растении, в котором суточная норма уменьшается по сравнению с оптимальным уровнем (целевым уровнем), урожай биомассы уменьшается по сравнению со случаем, когда стадию управления не выполняют. При выполнении стадии управления посредством концентрации глутатиона в растении, в котором суточная норма увеличивается по сравнению с оптимальным уровнем (целевым уровнем), урожай биомассы увеличивается по сравнению со случаем, когда стадию управления не выполняют. Это позволяет надлежащим образом регулировать урожай биомассы растений. Следует отметить, что описание в справочной литературе: публикации международной заявки РСТ WO2009/063806 - также следует упомянуть в связи со стадией изменения концентрации глутатиона в растении.

(Другой пример стадии управления биомассой)

Способ управления урожаем биомассы в соответствии с настоящим изобретением может также включать, после стадии решения, стадию остановки роста растения, но без использования растения. Остановка роста растения на ранней стадии выгодна не только для предотвращения перепроизводства, но и для снижения затрат рабочей силы и стоимости, необходимых для поддержания рост растений. Кроме того, путем остановки роста растений и посадкой других растений взамен этих растений можно оптимизировать использование сельскохозяйственных земель.

(Стадия применения растения)

В соответствии со способом управления урожаем биомассы в соответствии с настоящим изобретением, растения подвергаются регулированию и выращиванию, так что их урожай биомассы достигает соответствующего уровня. Выращенные растения, в конечном счете, применяют. Значение фразы «использование растения» включает (I) уборка растения и его использование для определенной цели и (II) использование растение без его уборки.

(Растения, к которым применим способ управления согласно настоящему изобретению)

Способ управления согласно настоящему изобретению применим к растениям любого вида, включая дикие растения и культурные растения. Ввиду управления урожаем биомассы, предпочтительны культурные растения.

Растения не ограничиваются определенным видом, и предпочтительны растения, у которых используют надземные части. Из них, более предпочтительными являются растения, у которых используют плоды или семена. Частные примеры растений, у которых используют надземные части, включают: овощи, такие как помидоры, зеленый перец, баклажаны, капуста, зелень (crown daisy) и зеленый лук; зерновые культуры и бобы, такие как рис, ячмень, пшеница, рожь, зеленая соя, соя, красная фасоль и кукуруза; плоды, такие как апельсины (цитрусовые), яблоки, груши, каштаны, виноград и персики; деревья для использования в качестве целлюлозы и древесины, такие как кедр, солнечное дерево (sun tree), кипарис, эвкалипт, акация и тополь; декоративные цветы и деревья (садовые растения), такие как лаванда, орхидеи фаленопсис и цитрусовые; и другие полезные растения, такие как масличный рапс, подсолнечник, каучуковое дерево, пастбищные растения, солодка, ятропа ветвистая, пальма и сахарный тростник.

Предпочтительно, растения представляют собой многолетние (в том числе двулетние) травы или древесные растения, потому что их урожай биомассы труднее оценить и регулировать без применения способа согласно настоящему изобретению. Из них, более предпочтительными, являются многолетние древесные растения. Однако, они не ограничиваются им.

Следует отметить, что приведенные выше растения включают любые растения, выращенные в естественных условиях и любые растения, выращенные в искусственных условиях. В частности, значение «в искусственных условиях» включает, например, растениеводство в закрытых условиях, таких как выращивание в теплице и т.д., выращивание растений посредством гидропоники, выращивание растений в открытом грунте, таких как выращивание на полях, и выращивание в садах. В частности, значение «в естественных условиях» включает, например, выращивание на равнинах, горах, холмах, реках, озерах и болотах, и океанах.

(Урожай биомассы)

В настоящем изобретении, урожай растительной биомассы означает биомассу (сухой вес) растения во время их использования. Время использования растения означает (I) время сбора урожая в случае, когда растение используют, убирая его, и (II) время использования растения в случае, когда растение используют без его уборки. Урожай биомассы может представлять собой общий урожай биомассы растения; однако, в случае когда растение представляет собой растение, у которого используют надземную часть, в частности, в случае когда у растения используют плоды или семена, урожай биомассы предпочтительно представляет собой общее количество плодов (сухой вес) при сборе урожая или урожай общей биомассы (сухой вес) надземных частей растения. Следует отметить, что, поскольку степень насыщенности тела растения в целом или надземной части растения относительно коррелирует с общим количеством плодов на растении, общее количество плодов относительно коррелирует с общим урожаем биомассы надземных частей растения.

(Один из примеров реализации настоящего изобретения)

Способ управления согласно настоящему изобретению дает возможность регулировать продуктивность биомассы (в том числе урожая семян). В частности, при применении способа управления на обширной территории управляемого растениеводства, то это приводит не только к соответствующему объему производства и соответствующей дистрибуции, но и к снижению затрат и экономии энергии, которые в конечном итоге приведут к созданию общества, заботящегося о чистоте окружающей среды. Кроме того, при осуществлении производства сельскохозяйственной продукции на большой территории, способ может служить в качестве техники управления объемом производства и дистрибуции количества.

Способ управления согласно настоящему изобретению является более выгодным при применении в управлении системой крупномасштабного производства. Например, способ управления согласно настоящему изобретению не только улучшает ростовые свойства растений, но также позволяет заранее узнать продуктивность растений (оценка урожая на ранней стадии). Таким образом, способ управления имеет преимущества, например, (I) в целом предотвращается перепроизводство в системе производства, и (II) если ожидается перепроизводство, то на ранней стадии можно использовать часть территории для других растений. Таким образом, способ управления согласно настоящему изобретению применим к IT (информационным технологиям) сельскохозяйственной системы, которая соответствующим образом регулирует рентабельность производственной системы.

[2. Система управления урожаем растительной биомассы]

В нижеследующем описании подробно обсуждается, со ссылкой на Фигуру 1, один из примеров системы выполнения вышеописанного способа управления урожаем растительной биомассы.

Как показано на Фигуре 1, система управления 10 включает по меньшей мере (i) средство измерения 1 для измерения количества жирных кислот, содержащихся в растении, (ii) средство расчета 2 для получения процентного содержания линоленовой кислоты, содержащейся в растении, по отношению к общей сумме жирных кислот, содержащихся в растении, и (iii) средство оценки/определения 3. Система управления 10 дополнительно включает средство отображения 4 и запоминающее устройство 5. Средство расчета 2, средство оценки/определения 3, средство отображения 4 и запоминающее устройство 5 являются составной частью компьютера 6. Средство оценки/определения 3 служит (а) как средство оценки для оценки урожая растительной биомассы, и (b) средство определения для определения, на основании оценочного урожая биомассы растений, полученного с помощью средства оценки, какой из процессов выполнять, чтобы получить урожай растительной биомассы ближе к целевому значению.

Средство измерения 1 соответствует измерительному прибору для выполнения стадии измерения, описанного выше в [1. Способ управления урожаем растительной биомассы]. В частности, средство измерения 1 представляет собой, например, оборудование для газовой хроматографии, оборудование для тонкослойной хроматографии (разрушающее измерение), спектрометр в ближней инфракрасной области спектра (для неразрушающего измерения), гиперспектральную камеру (для неразрушающего измерения) или тому подобное. Средство измерения 1 поставляет измеренные данные, относительно количества жирных кислот, содержащихся в растении, в запоминающее устройство 5.

Запоминающее устройство 5 хранит в себе измеренные данные, относительно количества жирных кислот, содержащихся в растении, которые поступают от средства измерения 1. Запоминающее устройство 5 также хранит эталонные значения для оценки, которые предназначены для использования на стадии оценки, описанного выше в [1. Способ управления урожаем растительной биомассы].

Средство расчета 2 выполняет стадию расчета, описанный выше в [1. Способ управления урожаем растительной биомассы]. В частности, средство расчета 2 извлекает из запоминающего устройства 5 измеренные данные о количествах различных жирных кислотах, содержащихся в растении, и извлекает из измеренных данных значение общего количества жирных кислот, содержащихся в растении и измеренное значение количества линоленовой кислоты, содержащейся в растении. Затем средство расчета 2 делит измеренное значение количества линоленовой кислоты на измеренное значение общего количества жирных кислот, включая линоленовую кислоту, и тем самым получая процентное содержание (например, проценты по массе) линоленовой кислоты, содержащиеся в растении, по отношению к общему количеству жирных кислот, содержащихся в растении. Полученное процентное содержание линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот предается из средства расчета 2 в средство оценки/определения 3.

Средство оценки/определения 3 выполняет стадию оценки и стадию решения, как описано выше в [1]. Способ управления урожаем растительной биомассы], и далее определяет, какой из процессов выполнять на стадии управления. В частности, средство оценки/определения 3 сравнивает эталонные значения для оценки, извлеченные из запоминающего устройства 5, с процентным содержанием линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот, полученных из средства расчета 2, и на основании результата сравнения оценивает урожай растительной биомассы (выполнение стадии оценки). Далее средство оценки/определения 3 принимает решение о необходимости регуляции урожая растительной биомассы путем сравнения урожая биомассы, полученного на стадии оценки, с целевым урожаем (целевым значением) биомассы (выполнение стадии решения). Если принято решение, что необходимо регулировать урожай растительной биомассы, средство оценки/определения 3 определяет (выбирает) из различных процессов для применения на стадии управления, какие процессы, хранящиеся в запоминающем устройстве 5, позволяют получить урожай растительной биомассы ближе к целевому значению (выполнение стадии определения), и извлекает выбранный процесс. Средство оценки/определения 3 передает на средство отображения 4 различных результата, такие как «урожай биомассы, который была оценен (оценочный урожай биомассы)», «результат определения необходимости регулировать урожай биомассы», «подробности о выбранном процессе, который должен привести урожай биомассы ближе к целевому значению, подробности результата определения».

«Определение (вычисление), какой процесс выполнять для получения урожая растительной биомассы ближе к целевому значению» включает, например, (I) определение, является ли каждый процесс подходящим, на основании разницы между оценочного урожая биомассы и целевым значением урожая биомассы, (II) извлечение наиболее подходящего процесса из множества процессов, и (III) выполнение моделирования от того, как изменится (улучшится) урожай биомассы, если применить выбранный процесс.

Определение можно выполнить более точно, если в запоминающем устройстве 5 уже хранятся различные процессы, которые влияют на урожай биомассы, и соответствующие им фактически измеренные изменения урожая биомассы, полученные при выполнении процесса на растении.

Средство отображения 4 представляет собой устройство с дисплеем, входящее состав компьютера 6. Конкретные примеры средства отображения 4 включают жидкокристаллические мониторы и тому подобное. Средство отображения 4 отображает информацию из средства оценки/определения 3 в форме, доступной для пользователя системы управления 10.

Следует отметить, что блоки средства расчета 2 и средства оценки/определения 3, которые составляют систему управления 10, могут быть реализованы посредством логической схемы (аппаратной) или могут быть реализованы посредством программного обеспечения, выполняемого центральным процессором (ЦП), как описано ниже.

То есть, система управления 10 включает в себя ЦП (центральный процессор) и устройства памяти (носитель информации). ЦП (центральный процессор) выполняет инструкции в программах управления, реализуя функции средства расчета 2 и средства оценки/определения 3. Устройства памяти включают ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), которое содержит программы, ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) в которое загружаются программы, и память, содержащую программы и различные данные. Задачи настоящего изобретения также могут быть достигнуты путем установки в систему управления 10 машиночитаемого носителя информации, содержащего программный код управления (выполняемая программа, промежуточный программный код, или исходная программа) для системы управления 10, который представляет собой программное обеспечение, реализующее вышеупомянутые функции, для того чтобы компьютер 6 (или ЦП, блок микропроцессора) извлекал и выполнял программный код, содержащийся в носителе информации.

Носителем информации может быть, например, лента, такая как магнитная лента или кассета с магнитной лентой; магнитный диск, такой как дискета (зарегистрированный товарный знак) или жесткий диск, или оптический диск, такой как CD-ROM/MO/MD/DVD/CD-R; карта, такая как карта IС (карта памяти) или оптическая карта; или полупроводниковая память, такая как маска ROM/EPROM/EEPROM (зарегистрированный товарный знак)/флэш-ПЗУ.

Система управления 10 может быть выполнена с возможностью подсоединения к сети связи таким образом, что программный код можно получать через сеть связи. Сеть связи не ограничивается каким-либо конкретным образом и включает, например, интернет, внутреннюю сеть, внешнюю сеть, LAN, ISDN, VAN, коммуникационную сеть кабельного телевидения, виртуальную выделенную сеть (виртуальную частную сеть), линию телефонной связи, сеть мобильный связи или спутниковой связи. Линия передачи данных, которая составляет сеть связи, не ограничивается каким-либо конкретным образом, и включает, например, проводные линии, такие как IEEE 1394, USB, линии электропередачи, линию кабельного телевидения, телефонную линию или ADSL линию; или беспроводные, например, инфракрасное излучение (IrDA, пульт дистанционного управления), Bluetooth (зарегистрированный товарный знак), 802.11 беспроводную связь, HDR, линии мобильной телефонной связи, спутниковое линии, или наземные цифровые линии. Настоящее изобретение осуществляет передачу несущей волны или сигнала данных, в которых программный код реализован в электронном виде.

В случае, когда система управления 10 выполнена с возможностью подсоединения к сети связи, также возможно использование конфигурации, в которой измеренные данные, выводимые из средства измерения 1 передаются через сеть связи и сохраняются на запоминающем устройстве 5, которое находится на сервере т.д. Средство расчета 2 и средства оценки/определения 3 также могут быть подключены к запоминающему устройству 5 (и средству измерения 1) через сеть связи. Кроме того, возможно использование конфигурации, которая позволяет комплексное управление, при котором множество средств измерения 1 для измерения растений в разных местах подключены к обычному запоминающему устройству 5 через сеть связи таким образом, что можно оптимизировать урожай растительной биомассы в разных местах.

[3.]

Способ (1) в соответствии с настоящим изобретением представляет собой способ управления урожаем растительной биомассы, включающий стадии: а) измерение количества жирных кислот, содержащихся в растении(ях); b) получение процентного содержания линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот, которые найдены при измерении; и с) оценку урожая растительной биомассы на основании полученного таким образом процентного содержания линоленовой кислоты.

Способ (2) в соответствии с настоящим изобретением представляет собой способ (1), в котором стадию а) выполняют перед или во время периода бутонизации растения (ий).

Способ (3) в соответствии с настоящим изобретением представляет собой способ (1) или (2), в котором рост растения (ий), урожаем биомассы которого управляют, не останавливают до, во время или после стадии а).

Способ (4) в соответствии с настоящим изобретением представляет собой любой из способов (1)-(3), в котором стадию а) осуществляют без разрушения.

Способ (5) в соответствии с настоящим изобретением представляет собой любой из способов (1)-(4), в котором стадию а) включает спектроскопический анализ света, отраженного от растения (ий), в ближней инфракрасной области спектра или анализ света, который прошел через растение (я), в ближней инфракрасной области спектра.

Способ (6) в соответствии с настоящим изобретением представляет собой любой из способов (1)-(5), который дополнительно включает в себя стадию: стадия а) включает спектроскопический анализ света, отраженного от растения (ий), в ближней инфракрасной области спектра или света, который прошел через растение (я), в ближней инфракрасной области спектра.

Способ (7) в соответствии с настоящим изобретением представляет собой способ (6), в котором стадия d) включает добавление к растению (ям) агента, регулирующего биомассу.

Способ (8) в соответствии с настоящим изобретением представляет собой способ (7), в котором агент, регулирующий биомассу, содержит глутатион.

Способ (9) в соответствии с настоящим изобретением является любой из способов (1)-(8), в котором урожай растительной биомассы представляет собой общее количество плодов на растении (ях) при сборе урожая или общий урожай биомассы надземных частей растения (ий).

Система (1) в соответствии с настоящим изобретением представляет собой систему для управления урожаем растительной биомассы, включая: средства измерения для измерения количества жирных кислот, содержащихся в растении (ях); средства расчета для получения процентного содержания линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот, найденному в результате указанного измерения; и средство оценки для оценки урожая растительной биомассы на основании полученного таким образом процентного содержания линоленовой кислоты.

Система (2) в соответствии с настоящим изобретением представляет собой систему (1), которая дополнительно включает средство определения для определения, на основании оценочного урожая биомассы растений, полученного с помощью средства оценки, какой из процессов выполнять, чтобы получить урожай растительной биомассы ближе к целевому значению.

Примеры

Дальнейшее описание поясняет настоящее изобретение, более конкретно на основании Справочных примеров и Примеров. Однако следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается этими примерами.

[Справочный пример 1] Идентификация диапазона, незатронутого спектром поглощения воды

Подготовительный эксперимент проводили для анализа ближнего инфракрасного спектра поглощения воды и сигнала, полученного путем дифференцирования второго порядка спектра. При использовании спектрометра в ближней инфракрасной области AOTF-NIR модель: С (Infrared Fiber Systems, Inc., США), измеряли свет, отраженный от исследуемой точки, при следующих условиях измерения:

- Диапазон длин волн (Длина волны) от 1,300 мкм до 2,500 мкм

- Интервал длин волн (Размер ширины щели): 1 нм

- Количество операций сканирования (Количество сканирований): 25 раз

- Период измерения (Время): 12 секунд

Далее, проводили дифференцирование второго порядка на полученном ближнем инфракрасном спектре поглощения с применением программного обеспечения для анализа сигнала 32/AI (Gram). Таким образом, получали график, показывающий зависимость между длиной волны и поглощением (см. Фигуру 2). Дифференцирование второго порядка проводили методом Савицкого-Голея с помощью программного обеспечения, с настройками, установленными следующим образом: 2-ая Производная, Степень 2, Точки 23.

Как показано на Фигуре 2, пять диапазонов (диапазон между Диапазонами А и В, диапазон между Диапазонами В и С, в диапазон между Диапазонами С и D, диапазон между Диапазонами D и Е, а также диапазон в области длинных длин волн Диапазона Е) в диапазоне длин волн не менее 1,250 мкм, но не более 2,500 мкм перекрывают пики поглощения воды. Таким образом, Диапазоны А-Е, отличные от вышеуказанных диапазонов, применяли для анализа количества жирных кислот. Эти пять диапазонов, т.е. Диапазоны А-Е, существенно незатронуты поглощением воды. Таким образом, любой из или все Диапазоны А-Е можно применять для анализа количества жирных кислот без влияния поглощения воды.

[Справочный пример 2] Анализ спектра поглощения линоленовой кислоты, полученный путем дифференцирования второго порядка

Таким же образом, как в Справочном примере 1, в ближней инфракрасной области спектра получили спектр поглощения стандартного образца линоленовой кислоты (Aldrich USA, Code No. 85,601-0). Далее, сигнал, полученный дифференцированием второго порядка этого спектра поглощения, рассчитывали с применением программного обеспечения для анализа сигнала 32/AI (Gram). Как показано на Фигуре 3, по крайней мере, десять пиков, характерных для линоленовой кислоты, были найдены в диапазоне длин волн не менее 1,250 мкм, но не более 2,400 мкм. В частности, эти пики (I) представляли собой пик в диапазоне длин волн не менее 1,350 мкм, но не более чем 1,420 мкм, (II) пик в диапазоне длин волн не менее 1,690 мкм, но не более чем 1,740 мкм, (III) пик в диапазоне длин волн не менее 1,750 мкм, но не более 1,760 мкм, (IV) пик в диапазоне длин волн не менее 1,910 мкм, но не более чем 1,920 мкм, (V) пик в диапазон длин волн не менее 1,940 мкм, но не более 1,950 мкм, (VI) пик в диапазоне длин волн не менее 2,150 мкм, но не более чем 2,180 мкм, (VII) пик в диапазоне длин волн не менее 2,190 мкм, но не более 2,220 мкм, (VIII) пик в диапазоне длин волн не менее 2,290 мкм, но не более чем 2,310 мкм, (IX) пик в диапазоне длин волн не менее 2,330 мкм, но не более 2,350 мкм, и (X) пик в диапазоне длин волн не менее 2,370 мкм, но не более 2,400 мкм. Из этих пиков, пики поглощения в диапазоне длин волн, незатронутых поглощением воды, которые перечислены в Справочном примере 1, представляют собой пик в диапазоне длин волн не менее 1,690 мкм, но не более чем 1,740 мкм, пик в диапазоне длин волн не менее 2,150 мкм, но не более чем 2,180 мкм, пик в диапазоне длин волн не менее 2,190 мкм, но не более чем 2,220 мкм, пик в диапазоне длин волн не менее 2,290 мкм, но не более 2,310 мкм, и пик в диапазоне длин волн не менее 2,330 мкм, но не более 2,350 мкм. Обратите внимание, что на Фигуре 3 для сравнения также показан сигнал, полученный дифференцированием второго порядка спектра поглощения воды (залит черным на Фигуре 3).

[Справочный пример 3] Неразрушающее измерение линоленовой кислоты в листьях мандаринового дерева с помощью спектроскопии в ближней инфракрасной области

В качестве образца растения использовали мандариновое дерево сацума (Citrus unshiu), проводили неразрушающее измерение количества жирных кислот, содержащихся в образце растения. Мандариновое дерево сацума, применяемое здесь, выращено в мандариновой роще в округе Арида, префектура Вакаяма (Научно-технический центр сельского хозяйства, лесного и рыбного хозяйства в Вакаяме). На 1 июля 2009 года, те же действия, что и в Справочном примере 1, выполнили для измерения количества жирных кислот, содержащихся в мандариновом дереве сацума, при использовании спектрометра в ближней инфракрасной области AOTF-NIR модель: С (Infrared Fiber Systems, Inc., США), при следующих условиях измерения:

- Диапазон длин волн (Длина волны) от 1,25 мкм до 2,5 мкм

- Интервал длин волн (Размер ширины щели): 1 нм

- Количество операций сканирования (Количество сканирований): 25 раз

- Период измерения (Время): 10 секунд

Измерение проводили на свете, который прошел через лист, который не был оторван от ветки и остался прикрепленным к ней. Измерение проводили в десяти разных точках на одном листе в течение 3 минут. На Фигуре 4 показаны десять необработанных спектров поглощения в ближней инфракрасной области. Выбирали один из этих спектров поглощения в ближней инфракрасной области и дифференцировали два раза (дифференцирование второго порядка) с применением программного обеспечения для анализа сигнала 32/AI (Gram). Таким образом, получали график, показывающий зависимость между длиной волны и поглощением (Фигура 5). Дифференцирование второго порядка проводили методом Савицкого-Голея с помощью программного обеспечения, с настройками, установленными следующим образом: 2-ая Производная, Степень 2, Точки 27. Диапазоны длин волн незатронутые влиянием воды представлены как А, В и С. Извлекали диапазоны, где значение второй производной спектра представляло собой отрицательную величину, и они показаны на Фигуре 6. Девять пиков, обозначенные как К1-К9, получены из жирных кислот. Эти заданные длины волн представляли собой К1 (1,294 мкм), К2 (1,712 мкм), К3 (1,728 мкм), К4 (2,061 мкм), К5 (2,175 мкм), К6 (2,270 мкм), К7 (2,308 мкм), К8 (2,342 мкм) и К9 (2,376 мкм). Жирные кислоты, соответствующие этим девяти пикам, включают основные жирные кислоты растений (например, линоленовую кислоту, линолевую кислоту, олеиновую кислоту, пальмитиновую кислоту). Из этих пиков, К1, К3, К4, К6, К7, К8 и К9 перекрывали линолевую кислоту, олеиновую кислоту, пальмитиновую кислоту и т.д., и поэтому не могли применяться для измерения количества линоленовой кислоты. С другой стороны, пики К2 и К5 являлись специфическими для линоленовой кислоты и не перекрывали другие жирные кислоты. Тот факт, что пик К2 или пик К5 поддаются обнаружению, показал, что можно измерить количество линоленовой кислоты даже в живых листья растения.

Диапазон длин волн, в котором задан спектр поглощения линоленовой кислоты, определяли путем проведения измерения с использованием реактива линоленовой кислоты (Aldrich USA, Code No. 85601-0). Другие жирные кислоты, содержащиеся в растении, например, линолевую кислоту, олеиновую кислоту и пальмитиновую кислоту, измеряли таким же способом с применением реактивов (линолевая кислота (Aldrich USA, Code No. 85776-9), олеиновая кислота (Aldrich USA, Code No. 49043-1) и пальмитиновая кислота (Aldrich USA, Code No. 48, 961-1)) [эти данные не показаны]. Результаты показали, что К2 и К5 представляли собой пики поглощения, которые не перекрывали пики поглощения других жирных кислот и являлись специфическими для линоленовой кислоты.

[Справочный пример 4] Неразрушающее измерение на штамме с дефицитом линоленовой кислоты, на штамме с избытком линоленовой кислоты, и диком штамме Arabidopsis thaliana

Количества линоленовой кислоты измеряли с помощью газовой хроматографии в следующих штаммах Arabidopsis thaliana: (I) тройной мутант (fad3, fad7, fadS/штамм с дефицитом линоленовой кислоты), в котором удалены все гены FAD3, FAD7 и FAD8, ответственные за путь биосинтеза линоленовой кислоты, (II) двойной мутант (fad7, fad8 / штамм с дефицитом линоленовой кислоты), в котором удалены FAD7 и FAD8, (III) FAD3-сверхэкспрессирующий штамм (35S-FAD3/штамм с избытком линоленовой кислоты) и (IV) штамм дикого типа (Col дикий тип). Штамм с дефицитном линоленовой кислоты (тройной мутант) и штамм с избытком линоленовой кислоты такие же, как описанные в Патентном документе 1 (патент Японии №4095112 В), и штамм с дефицитом линоленовой кислоты (двойной мутант) такой же как и растение, описанное в Справочной литературе (Plant Physiology 106, 1609-1614, 1994).

Каждый штамм Arabidopsis thaliana выращивали в контролируемых условиях, когда интенсивность света составляла около 100 мкЕ·м-2·с-1, световой и темновой режим составлял 16 часов и 8 часов, и температура 22°C. Через четыре недели после начала культивирования (когда происходит формирование бутона цветка), то есть 23 мая 2008 года, измеряли надземную часть (в основном пластинки листьев) каждого штамма.

Количество линоленовой кислоты анализировали неразрушающем способом, таким же образом, как в Справочном примере 1. То есть, спектрометр в ближней инфракрасной области AOTF-NIR модель: С, приводили в контакт с листом Arabidopsis thaliana, получая спектр поглощения, и спектр поглощения дифференцировали два раза (дифференцирование второго порядка) и анализировали с применением программного обеспечения для анализа сигнала 32/AI (Gram) при следующих условиях измерения:

- Диапазон длин волн (Длина волны) от 1,3 мкм до 2,5 мкм

- Интервал длин волн (Размер ширины щели): 1 нм

- Количество операций сканирования (Количество сканирований): 25 раз в среднем

Период измерения (Время): 12 секунд

Сигнал получали дифференцированием второго порядка спектра при следующих настройках: коэффициент сглаживания 79, 11 и число точек 17, 19, 23. На основании сигнала, полученного путем дифференцирования второго порядка спектра, количество линоленовой кислоты и общее количество жирных кислот в растении находили способом, описанным в предыдущем Справочном примере т.д.

На Фигуре 7 показано процентное содержание линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот в каждом штамме Arabidopsis thaliana, полученные в результате анализа с помощью газовой хроматографии. Этот результат показал аналогичную тенденцию к результату измерения процентного содержания линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот с помощью неразрушающего анализа со спектрами поглощения (Фигура 13). На Фигуре 13, А обозначает сигнал, полученный путем дифференцирования второго порядка спектра поглощения тройного мутанта, В обозначает сигнал, полученный путем дифференцирования второго порядка спектра поглощения FAD3-сверхэкспрессирующего штамма, и С обозначает сигнал, полученный путем дифференцирования второго порядка спектра поглощения штамма дикого типа. На основании сигналов, полученных путем дифференцирования второго порядка спектров, было обнаружено что пики, относящиеся к линоленовой кислоте, отличались в зависимости от количества линоленовой кислоты. Длины волн, при которых пики отличались в зависимости от количества линоленовой кислоты, например, составляли 1,396 мкм, 1,783 мкм, и 1,906 мкм.

[Справочный пример 5] Неразрушающее измерение линоленовой кислоты в листьях хвойного дерева

Анализировали листья следующих трех различных видов хвойных деревьев: ели Глена (Picea glehnii), даурской лиственницы (Larix gmelinii) и японской лиственницы (Larix kaempferi). Эти деревья выращивали в Научно-исследовательском институте лесного хозяйства в Хоккайдо (г. Бибай, префектура Хоккайдо). Измерение были проведены на 8 июня 2008 года. Количество линоленовой кислоты анализировали неразрушающим способом с помощью спектрометрии в ближней инфракрасной области таким же образом, как в Справочном примере 1. То есть, спектрометр в ближней инфракрасной области AOTF-NIR модель: С приводили в контакт с листьями и анализировали отраженный свет в ближней инфракрасной области до 2,600 мкм. На Фигуре 8 представлен график, показывающий зависимость между длиной волны и поглощением, полученным путем дифференцирования второго порядка полученных спектров поглощения. Фигура 8 представляет собой увеличенное изображение диапазона длин волн от 1,690 мкм до 1,750 мкм. Как показано на Фигуре 8, каждый из видов хвойных деревьев имеет пик поглощения с заданной длиной волны 1,712 мкм. Этот результат показал, что линоленовую кислоту возможно измерить. Результат также показал, что другие жирные кислоты, такие как линолевую кислоту и олеиновую кислоту также возможно измерить. Таким образом, было установлено, что применение способа согласно настоящему изобретению позволяет анализировать процентное содержание линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот также и для других растений (особенно для хвойных деревьев), а не только Arabidopsis thaliana.

[Пример 1] Применение глутатиона на штамме с дефицитом линоленовой кислоты, на штамме с избытком линоленовой кислоты, и диком штамме Arabidopsis thaliana

В Примере 1, измеряли биомассу каждого штамма Arabidopsis thaliana, используемого в Справочном примере 4, и тестировали, на сколько эффективен глутатион для регулирования биомассы.

Каждый штамм Arabidopsis thaliana, тестируемый здесь, выращивали следующим образом: семена трех особей каждого штамма Arabidopsis thaliana высевали в горшок и выращивали от момента высева семян до образования семян растением (выращивали в течение примерно от 2,5 до 3 месяцев) в контролируемых условиях, при которых интенсивность света составляла около 100 мкЕ·м-2·с-1, световой и темновой режим составлял 16 часов и 8 часов, и температура 22°C. В это время каждый вид глутатиона (2 мМ водный раствор GSH или 1 мМ водный раствор GSSG) наносили в количестве 25 мл на каждые три растения Arabidopsis thaliana (за исключением контрольных) один раз в неделю, начиная с первой недели и до пятой недели (в общей сложности 5 раз).

Собирали надземные части полученных Arabidopsis thaliana, и сушили в течение пяти или более дней в сушильном отделении при влажности 5% и температуре 20°C. После полного высыхания, для каждого горшка измеряли общий урожай биомассы надземной части (сухой вес всех надземных частей) и урожай семян (сухой вес собранных семян). Для штамма с дефицитом линоленовой кислоты (тройной мутант), измеряли только общую биомассу надземной части.

Результаты показаны на Фигуре 9. Процентное содержание (%) линоленовой кислоты на Фигуре 9 соответствует результату анализа в Справочном примере 4. Как видно из Фигуры 9, результаты показали, что штаммы, к которым добавляли глутатион, не зависимо от процентного содержания линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот, значительно увеличились в биомассе по сравнению с контролем. Кроме того, тот факт, что высокое процентное содержание (%) линоленовой кислоты приводит к меньшей надземной общей биомассе и меньшему урожаю семян, показал, что возможно оценить урожай биомассы на основании процентного содержания (%) линоленовой кислоты.

[Пример 2] Зависимость между процентным содержанием линоленовой кислоты и количеством цветов на мандариновом дереве

В качестве образцов растений использовали три особи мандаринового дерева сацума (Citrus unshiu, сорт Миягава) и исследовали зависимость между процентным содержанием линоленовой кислоты и количеством цветков на деревьях. Мандариновые деревья сацума, используемые здесь, выращивали в мандариновой роще. Листья отбирали от однолетних ветвей 10 сентября, 9 октября, 9 ноября и 9 декабря 2009 года. С помощью газовой хроматографии в листьях измеряли общее количество жирных кислот и количество линоленовой кислоты, содержащихся в них, и вычисляли процентное содержание линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот. Кроме того, 26 мая 2010 года, визуально подсчитывали количество цветков на этих трех особях мандариновых деревьев сацума. На Фигуре 10 показана зависимость между (I) процентным содержанием линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот и (II) общим количеством цветков на 100 узлов и количеством плодоносных цветков (цветки с листьями) на 100 узлов.

Как показано на Фигуре 10, существует тенденция, что более низкое процентное содержание линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот приводит к большему числу цветков и большему числу плодоносных цветков. Как известно, плодоносные цветки становятся хорошими плодами. Поэтому, в частности, увеличение числа плодоносных цветков означает увеличение урожая биомассы. Следует отметить, что для мандаринов, как правило, период с сентября по октябрь соответствует ранней стадии бутонизации и формирование бутонов все еще продолжается в ноябре и декабре.

[Пример 3] Зависимость между процентным содержанием линоленовой кислоты и количеством шишек на хвойном дереве

В качестве образцов растений использовали множество особей даурской лиственницы и исследовали зависимость между процентным содержанием линоленовой кислоты и количеством шишек на дереве. Даурские лиственницы, используемые здесь, выращивали в Научно-исследовательской организации в Хоккайдо, в Научно-исследовательском институте лесного хозяйства, Бибай центре. Листья отбирали от одно- до трехлетних (в основном от однолетних) ветвей один раз в месяц с августа по октябрь за два года до момента подсчета количества шишек, и с помощью газовой хроматографии в листьях измеряли общее количество жирных кислот и количество линоленовой кислоты, содержащихся в них. Затем вычисляли процентное содержание линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот.

В этих даурских лиственницах в мае на следующий год измеряли уровни экспрессии гена LFY, ответственного за образование бутонов. Полученные уровни экспрессии преобразовали в относительные уровни так, чтобы все измеренные значения были в пределах от 0 до 1,8. Через год после измерения уровней экспрессии гена LFY, ответственного за образование бутонов, визуально подсчитывали количество (число) шишек на даурской лиственнице. На Фигуре 11 показана зависимость между (I) процентным содержанием (%) линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот, измеренных с августа по октябрь, и (II) уровнем экспрессии гена LFY, ответственного за образование бутонов, через год после измерения процентного содержания линоленовой кислоты. Каждая отметка соответствует одной отдельной даурской лиственнице.

Как показано на Фигуре 11, существует заметная тенденция, что более высокое процентное содержание линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот приводит к относительно более высоким уровням экспрессии гена LFY, ответственного за образование бутонов, в следующем году и, в свою очередь, приводит к увеличению урожая биомассы (числа шишек и общей массы шишек). Следует отметить, что, хотя это не показано на Фигуре 11, относительный уровень экспрессии гена LFY, ответственного за образование бутонов, был почти пропорционален числу шишек в следующем году, и различия в средних массах шишек между отдельными даурскими лиственницами были практически статистически незначимыми.

[Пример 4] Зависимость между процентным содержанием линоленовой кислоты и соотношением мужских цветков/женских цветков на хвойном дереве

В качестве образцов растений использовали множество особей даурской лиственницы и исследовали зависимость между процентным содержанием линоленовой кислоты и соотношением мужских цветков/женских цветков. Даурские лиственницы, используемые здесь, выращивали близко друг к другу. Листья отбирали от отдельных растений, и с помощью газовой хроматографии в листьях измеряли общее количество жирных кислот и количество линоленовой кислоты, содержащихся в них. Затем вычисляли процентное содержание линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот.

На следующий год после расчета процентного содержания линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот визуально подсчитывали число открытых цветков на каждом растении. Затем находили соотношение мужских цветков/женских цветков (мж_соотношение). На Фигуре 12 показана зависимость между (I) процентным содержанием (%) линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот и (II) соотношением мужских цветков/женских цветков. Каждая отметка соответствует одной отдельной даурской лиственнице. На Фигуре 12, ряд А (с А-1 до А-3: три испытуемые группы), ряд В (с В-1 до В-3: три испытуемые группы) и ряд С (с С-4 до С-5: две испытуемые группы) обозначают соответствующие различные клоны. Ряд А выбран как клон, который вероятнее всего принесет шишки, и ряд В выбран как клон, который принесет лишь очень ограниченное число шишек.

Соотношение мужских цветков/женских цветков коррелирует с количеством шишек и служит показателем количества шишек. Как показано на Фигуре 12, что соотношение мужских цветков/женских цветков также тесно коррелирует с процентным содержанием линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот. Следует отметить, что при проведении того же самого измерения множество раз, и анализа полученных результатов с помощью множественного регрессионного анализа, то коэффициент корреляции был очень высоким, примерно от 0,7 до 0,9 или выше.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение делает возможным создание способа и системы для заблаговременного узнавания урожая растительной биомассы и управления биомассой.

Список ссылочных позиций

1 средство измерения

2 средство расчета

3 средство оценки/определения

4 средство отображения

5 запоминающее устройство

6 компьютер

10 система управления.

1. Способ управления урожаем растительной биомассы, включающий стадии:
a) измерения количества жирных кислот, содержащихся в растении(ях);
b) получения процентного содержания линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот, найденному в результате указанного измерения; и
c) оценки урожая растительной биомассы на основании полученного таким образом процентного содержания линоленовой кислоты путем сравнения полученного процентного содержания с эталонным значением.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стадию а) осуществляют до или в течение периода бутонизации растения(ий).

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что рост растения(ий), урожаем биомассы которого(ых) управляют, не останавливают до, во время или после стадии а).

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стадию а) осуществляют неразрушающим образом.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стадия а) включает спектроскопический анализ света, отраженного от растения(ий), в ближней инфракрасной области спектра, или анализ света, который прошел через растение(я), в ближней инфракрасной области спектра.

6. Способ по любому из пп. 1-5, дополнительно включающий стадию:
d) регулирования растительной биомассы путем выполнения, на основании урожая биомассы растений, оцененного на стадии с), процесса, позволяющего получить урожай растительной биомассы ближе к целевому значению.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что стадия d) включает подачу к растению(ям) агента, регулирующего биомассу.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что агент, регулирующий биомассу, содержит глутатион.

9. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что урожай растительной биомассы представляет собой общее количество плодов на растении(ях) при сборе урожая или общий урожай биомассы надземных частей растения(ий).

10. Система управления урожаем растительной биомассы способом по любому из пп. 1-9, включающая:
средства измерения для измерения количества жирных кислот, содержащихся в растении(ях);
средства расчета для получения процентного содержания линоленовой кислоты по отношению к общему количеству жирных кислот, найденному в результате указанного измерения; и
средства оценки для оценки урожая растительной биомассы на основании полученного таким образом процентного содержания линоленовой кислоты путем сравнения полученного процентного содержания с эталонным значением.

11. Система по п. 10, дополнительно включающая средства определения, для определения на основании значения урожая растительной биомассы, рассчитанного при помощи средств оценки, какой из процессов следует выполнять, чтобы получить урожай растительной биомассы ближе к целевому значению.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области биологии растений и лесоводству. Способ включает определение активности пероксидазы в ткани растений березы и выявление ее корреляции со степенью узорчатости древесины.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ включает нарезку черенков и посадку их на гряды в условиях защищенного грунта с искусственным туманом.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к кормопроизводству экологически чистых кормов в условиях естественных пойменных угодий, загрязненных радионуклидами.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к виноградарству. Способ включает заготовку, нарезку и подготовку к прививке черенков подвоя и привоя, последующую стратификацию прививок и бандажирование.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ включает оптимизацию площади питания.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ включает оптимизацию площади питания.

Изобретение относится к измерению качества травяного покрова по видовым комплексам трав и травянистых растений на пробах, преимущественно на пойменных лугах, и может быть использовано в экологическом и технологическом мониторинге территорий с травяным покровом.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для оценки степени загрязнения окружающей среды, например участков городской территории. Способ включает вычисление разности между значениями морфологических показателей у левой и правой сторон листа, а также их суммы, последующее вычисление индекса флуктуирующей асимметрии листьев и сравнение полученной величины этого индекса с величиной индекса, характерной для фоновой территории.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к физиологии растений. Устройство содержит блок (1) измерения облученности, блок (6) задания времени облучения, первый (8) и второй (13) сумматоры и блок (14) индикации.

Изобретение относится к светодиодным источникам света для растениеводства. Светодиодный источник (10) света, сформированный на подложке, включающий в себя по меньшей мере один кристалл (2) синего светодиода, который имеет максимум излучения в интервале от 400 нм до 480 нм, соответствующий максимуму поглощения света хлорофиллом в синей области спектра; красный люминофор (7b), который после приема возбуждающего светового излучения по меньшей мере из одного кристалла (2) синего светодиода излучает свет с длиной волны в максимуме излучения в интервале от 620 нм до 700 нм, который соответствует максимуму поглощения света хлорофиллом в красной области спектра; и слой смолы (7), в котором диспергирован красный люминофор 7b и которым покрыт по меньшей мере один кристалл (2) синего светодиода.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ обеспечивает увеличение массы корневищ за счет подготовки почвы по системе чистого пара, посадки и выращивания родиолы розовой.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к грибоводству. Для приготовления субстрата для выращивания плодовых тел грибов Grifola frondosa используют березовые опилки и минеральные компоненты в следующем соотношении, мас.%: березовые опилки - 65,0-80,0; пшеничные отруби - 10,0-30,0; CaCO3 - 1,0-1,5; KH2PO4 - 0,5-0,8; MgSO4×7H2O - 0,5-0,8; глюкоза - 0,5-0,8.
Изобретение относится к области изготовления растительных покрытий, применяемых для озеленения улиц, площадей, строительства спортивных площадок, а также ландшафтного дизайна.
Изобретение относится к области изготовления растительных покрытий, применяемых для озеленения улиц, площадей, строительства спортивных площадок, а также ландшафтного дизайна.

Группа изобретений относится к области растениеводства. Способ включает проведение стадии освещения растения красным и синим светом периодически и неоднократно в пределах определенного интервала времени, допуская прерывание обеих стадий стадией прерывания освещения растения светом.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к кормопроизводству экологически чистых кормов в условиях естественных пойменных угодий, загрязненных радионуклидами.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к виноградарству. Способ включает заготовку, нарезку и подготовку к прививке черенков подвоя и привоя, последующую стратификацию прививок и бандажирование.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и рекультивации. В способе продукцию топинамбура получают в результате возделывания его на техногенно загрязненных дерново-подзолистых почвах.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к плодоводству, физиологии растений и питомниководству. Способ включает измерение динамики электропроводности тканей прививки.

Изобретение относится к биотехнологии и микологии. Питательная среда содержит глюкозу, пептон, калий фосфорнокислый однозамещенный (KH2PO4), магний сернокислый 7-водный (MgSO4×7H2O), соевое масло и воду при заданном соотношении компонентов.
Наверх