Биологический способ неразрушающего прижизненного контроля параметров развития корневой системы растений


 


Владельцы патента RU 2614806:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения "Радуга" (ФГБНУ ВНИИ "Радуга") (RU)

Изобретение относится к области ботаники и сельского хозяйства, в частности к мелиорации, агрономии, почвоведению. В способе осуществляют неразрушающий прижизненный контроль параметров развития корневой системы растений посредством учета координат цветоносов видоспецифичных цветков растений-паразитов, например, заразиховых – Orobanchaceae Vent., паразитирующих на растениях-хозяевах, например Cucurbitaceae, Solonaceae, Asteraceae, выросших из семян заразихи, предварительно размещенных в пахотном слое почвы по возможности равномерно, устанавливается местоположение корня и его конфигурация, а также глубина залегания корней изучаемого растения по появляющимся на поверхности поля цветоносам заразихи. Способ обеспечивает достоверное определение местоположения корневой системы растений без проведения трудоемких раскопок корней. 1 ил.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для решения различных задач в мелиорации, агрономии, почвоведении, ботанике.

Известны способы изучения корневой системы растений, в которых для установления расположения корневой системы культурных растений применяют почвенные раскопки [Рожков В.А. Методы изучения корневых систем растений в поле и лаборатории: учебн.-методич. пособие 1 В.А. Рожков, И.В. Кузнецова, X.Р. Рахматуллоев. 2-е изд. М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2008. 51 с.]. Этот традиционный способ весьма трудоемок и требует значительных затрат квалифицированного ручного труда.

Следить за характером расположения корневой системы можно в вегетационных сосудах, используя для этого плоскую стенку, изготовленную из прозрачного стекла [Авторское свидетельство SU №40036, кл. 421,13, опубл. 30.11.1934].

Существенным недостатком использования данного способа контроля над расположением корней растения является значительное ограничение объема вегетационного сосуда, не позволяющее получать приоритетную информацию о характере формирования корневой системы растений, выросших в условиях полномасштабных натуральных площадей питания.

Известно, что некоторые виды культурных растений из семейств (пасленовых, тыквенных, астровых, крестоцветных и др.) поражаются различными видами цветковых растений-паразитов из семейства заразиховых - Orobanchaceae Vent. Подавляющее число видов заразих обладают достаточно выраженной степенью специализации, для того чтобы этот феномен мог быть использован для обнаружения корней именно изучаемого вида растений. Определенный вид заразихи приспособлен паразитировать на ограниченном круге питающих растений, принадлежащих в большинстве случаев только одному, в редких нескольким семействам, родам и видам [Терехин Э.С. Определитель заразиховых флоры СССР (с атласом плодов и семян) / Э.С. Терехин, Г.В. Шибакина и др. СПб.: НАУКА, 1993]. Например, заразиха египетская, или бахчевая (О. aegyptiaca Pers.), поражает около 70 видов растений, в том числе картофель, табак, капусту, томат, тыквенные. Такая особенность биологии семейства заразиховых позволяет использовать некоторые из видов после искусственного их внесения в почву для биологического способа неразрушающего прижизненного контроля параметров развития корневой системы опытных растений посредством учета координат цветоносов видоспецифичных облигатных подземных цветковых растений-паразитов. Например, заразихой вида О. aegyptiaca Pers. поражаются хозяева из семейств Cucurbitaceae L. и Solanaceae L., а видом заразихи О. cumana Wallr. поражаются хозяева из семейства Asteraceae L. - подсолнечник. Ввиду того, что заразихи относятся к категории малораспространенных карантинных сорняков, то их появление на поверхности поля однозначно укажет на место присутствия в почве корней хозяина, а именно - изучаемого культурного растения без проведения трудоемких раскопок почвы. Для приведения в действие данного способа наблюдения в почву на специально отведенных контролируемых участках перед посевом проводится искусственное внесение семян растения-паразита - равномерно по всей глубине пахотного слоя.

Целью предлагаемого изобретения является значительное сокращение затрат ручного труда на проведение исследований по установлению местоположения корневой системы изучаемых растений на этапе ознакомительного анализа ситуации, привлекая биологический способ неразрушающего прижизненного контроля параметров развития корневой системы опытного растения.

Поставленная цель достигается тем, что без проведения трудоемких раскопок корней посредством учета координат цветоносов видоспецифичных облигатных подземных цветковых растений-паразитов (например, заразиховых Orobanchaceae Vent.), паразитирующих на растениях (Cucurbitaceae L. и Solanaceae L., Asteraceae L., и др.), выросших из семян заразихи, предварительно размещенных на специально отведенных контролируемых участках в пахотном слое почвы по возможности равномерно, устанавливается местоположение корня изучаемого растения по появляющимся на поверхности поля цветоносам заразихи.

В предлагаемом способе наблюдение за расположением корневой системы растений производится без использования традиционных раскопок почвы, для чего в качестве индикаторов на присутствие в подземном пространстве корневой системы изучаемого растения используются облигатные цветковые растения-паразиты из семейства заразиховых - Orobanchaceae Vent., паразитирующие на нем, и которые в почве самостоятельно обнаруживают изучаемое растение, вступают с ними в контакт, а затем прорастают, растут, прикрепившись к корням хозяина, появляются на поверхности поля, достоверно указывая на наличие в основании их цветоноса корня сопряженного хозяина.

Для индикации местоположения корня предлагаемым способом необходимы следующие действия. До посева изучаемого растения в почву, на специально отведенных контролируемых участках вносятся равномерно по всему пахотному слою семена заразихи, сопряженного с хозяином вида. Растения заразихи при осуществлении заражения корней исследуемого растения обнаруживают себя, а следовательно, и местоположение корней по цветоносам, появляющимся на поверхности поля. Таким образом, цветоносы заразихи, появляющиеся на плоскости поля, предоставляют возможность наблюдать за расположением под землей корневой системы растения-хозяина без проведения трудоемких, требующих высокой квалификации, раскопок корневой системы. Фиксирование мест появления цветоносов заразихи облегчается тем обстоятельством, что у заразихи отсутствует хлорофилл, цветоносы обесцвечены, а ее цветки на контрастном фоне зеленой листостебельной массы опытного растения окрашены в синий и желтый цвет (см. рисунок). Проведя малозатратные раскопки непосредственно у цветоносов заразихи, можно дополнительно определить и глубину залегания корней.

Способ реализуется следующим образом.

После вспашки в процессе предпосевной подготовки поля на специально отведенных контролируемых участках, где будут размещены опытные растения, заранее производится внесение семян заразихи того вида, который входит в сопряженную пару (паразит-хозяин). Семена размещаются равномерно по всему профилю почвы, например, используя фрезерование. Затем, в процессе роста и развития опытного растения, выделяемая корневой системой растения-хозяина пасока, по мере приближения почвы к устойчивой температуре 22-25°C, стимулирует прорастание семян заразихи. Проростки заразихи, образуя присоски, вступают в контакт с корнем хозяина. После чего начинается развитие паразитического растения, заканчивающееся появлением на поверхности поля цветоноса заразихи. Во время учетов на плоскости поля производится установление конфигурации корневой системы изучаемого растения. Кроме того, проведя на местах появления цветоносов незначительные раскопки, при необходимости можно установить и глубину заложения корней. По мере продолжения вегетационного сезона возможно проведение повторных учетов, ввиду того, что прорастание всех семян заразихи, находящихся в зоне жизнедеятельности одного хозяина, не синхронизовано по времени.

Заготовить семена заразихи для проведения эксперимента несложно. На одном растении заразихи их может быть до 100 тыс. Семена мельчайшие, длиной 0,2-0,6 мм, шириной 0,17-0,25 мм. Заразиха относится к карантинным сорнякам и распространена не повсеместно, в связи с чем данный вид анализа следует проводить на специально отведенных контролируемых участках. Кроме того, по окончании исследований изучаемые растения обрабатываются раствором ГМК-Na, который подавляет развитие растений заразихи для предотвращения дальнейшего развития карантинного сорняка. Все успевшие появиться цветоносы заразихи собираются, подсушиваются и сжигаются, не допуская их обсеменения и попадания семян в почву.

Предлагаемый способ обеспечит значительную экономию затрат ручного труда на проведение изучения расположения корней опытных растений.

Биологический способ неразрушающего прижизненного контроля параметров развития корневой системы растений, отличающийся тем, что посредством учета координат цветоносов видоспецифичных цветков растений-паразитов, например, заразиховых – Orobanchaceae Vent., паразитирующих на растениях-хозяевах, например Cucurbitaceae, Solonaceae, Asteraceae, выросших из семян заразихи, предварительно размещенных в пахотном слое почвы по возможности равномерно, устанавливается местоположение корня и его конфигурация, а также глубина залегания корней изучаемого растения по появляющимся на поверхности поля цветоносам заразихи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для оценки степени загрязнения окружающей среды, например участков городской или лесной территории.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к технологии возделывания озимых колосовых культур. Способ включает определение времени начала весенней вегетации (ВНВВ) озимых колосовых культур, отбор почвенных образцов из слоя 0-20 см и растительных образцов с учетных площадок поля в период начала весенней вегетации растений, подсчет в них всех живых стеблей длиной >10 мм, определение густоты агрофитоценоза (АФЦ), принятие решения о величине планируемой урожайности.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к питомниководству. Способ включает заготовку одревесневших черенков с последующим укоренением в условиях повышенной влажности и последующее доращивание.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, плодоводству и селекции. Способ включает промораживание однолетних побегов в период покоя в камере искусственного климата.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, биологии и физиологии растений. Способ заключается в измерении оптических характеристик.

Изобретения относятся к области сельского хозяйства. Способ производства семян сои в условиях орошения предусматривает широкорядный посев семян сои, полив, уход за растениями и уборку.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и селекции. Способ включает посев оцениваемых культур и отбор.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к садоводству. Способ включает предварительное дезинфицирование с помощью контейнерного субстрата из торфа и крупнозернистого песка в соотношении 1:2.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, биологии и физиологии растений. В способе оценивают функциональное состояние растений in vitro путем определения параметров флуоресценции хлорофилла.

Изобретение к области сельского хозяйства. Способ включает отбор образцов сельскохозяйственной культуры в период вегетации по трансекте перпендикулярно лесной полосе и определение их биомассы.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к овощеводству закрытого грунта. Способ включает подготовку сырья, термообработку сырья паром, внесение в субстрат биологически активных веществ, перемешивание и формирование субстратных блоков с использованием полиэтиленовых пакетов.
Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ предусматривает использование многопольного севооборота с основной и предпосевной обработкой почвы, питание и защиту растений.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает предпосевную обработку почвы, посев и междурядные обработки.

Группа изобретений относится к области био- и нанотехнологий в растениеводстве, используется в аэропонных и гидропонных технологиях. В способе выращивают растения с использованием наночастиц путем проращивания семян и последующего выращивания растений в асептических условиях на агаризованной питательной среде, содержащей наночастицы.

Изобретение относится к области биотехнологии и сельского хозяйства. Способ включает приготовление стерильной жидкой питательной среды, содержащей источник углерода, азота, калия дигидрофосфат и магния сульфат, засев чистой культурой гриба и его культивирование.
Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает уборку предшественника, лущение стерни и измельчение пожнивных остатков предшественника, внесение удобрений перед основной обработкой почвы, вспашку с оборотом пласта, покровное боронование для выравнивания рельефа поля и подавления холодостойких сорняков, две культивации, подготовку семян к посеву, посев, уход за посевами.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к питомниководству. Способ включает заготовку одревесневших черенков с последующим укоренением в условиях повышенной влажности и последующее доращивание.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, плодоводству и селекции. Способ включает промораживание однолетних побегов в период покоя в камере искусственного климата.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к выращиванию овощных культур. Способ подготовки грунта для выращивания овощных культур включает рыхление дна канавки, выкопанной в штык, поливку, мульчирование сверху полуперепревшим навозом с опилками, перегноем, листьями или разложившимися почерневшими опилками.

Изобретения относятся к области сельского хозяйства. Способ производства семян сои в условиях орошения предусматривает широкорядный посев семян сои, полив, уход за растениями и уборку.
Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает обработку семян. При этом предшественник в севообороте – чистый пар, основную обработку которого проводят отвальным способом на глубину 18-20 см. Агротехнические меры ухода за парами состоят из ранневесеннего боронования для закрытия влаги, первой культивации на глубину 10-12 см, 2-3-х культиваций на глубину 8-10 см в весенне-летний период для уничтожения сорной растительности. Предпосевную культивацию проводят за 1-2 дня до посева на глубину 4-6 см. Причем водный раствор препарата используют при обработке семян из расчета 5 г препарата и 10 литров воды на 1 тонну семян и внекорневой подкормке вышедших в трубку растений из расчета на 1 га посева 7 г препарата «Энергия М» и не менее 50 литров воды. Препарат используют на фоне минеральных удобрений в дозе N30P60. Способ позволяет увеличить урожайность, повысить качество зерна озимой твердой пшеницы на светло-каштановых почвах аридной зоны Юга России, снизить интенсивность развития корневых гнилей и септориоза.
Наверх