Способ оценки растений по транспирации

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 1997632 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.02.80 (21) 2877473/30-15 (51) М. y,„,,, А 01 Н 1/04 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гееударствелкмй кемитет

СССР

Ilo делам кэебретеккк и еткрмтий (53) УДК 631.52 (088.8) Опубликовано 23.02.83. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 28.02.83 (72) Авторы изобретения

В. М. Дедов, В. Л. Хорошко, В. Г. Хлыстун, И. Д. Бухтияров и Е. И. Павлов

Специальное опытное проектно-конструкторско-технологическое бюро

Сибирского отделения Всесоюзной ордена Ленина академии сельскохозяйственных наук им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ РАСТЕНИЙ ПО ТРАНСПИРАЦ

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в селекции засухоустойчивых растений.

Известен способ оценки растений по транспирации, при котором используют набор водопоглощающих реагентов (1) .

Однако данный способ пригоден лишь для долговременных измерений процессов транспирации в условиях естественного произрастания растений.

Известен также способ определения транспирации при помощи сорбционных электрогигродатчиков, при котором камеру - прищепку с чувствительным датчиком укрепляют на листе растения, включают секундомер и по времени насыщения определяют интенсивность транспирации (2) .

Однако данный. способ трудоемок, требует больших затрат времени, а также не приемлем для работы с проростками.

Цель изобретения — ускорение оценки, удешевление и упрощение работы. 20

Поставленная цель достигается тем, что отрезки стеблей одновозрастных растений помещают в измерительные камеры, изолированные от внешней среды, измеряют массу отрезков стеблей растений, после чего производят по крайней мере два разделенных временным интервалом измерения влажности воздуха в камерах с одновременным контролем его температуры и по величине отношения приращения влажности к массе стеблевых частей растений в степени 2/3 отбирают растения с заданными свойствами.

При этом массу стеблевых частей растений измеряют при помощи емкостных датчиков, которыми снабжены измерительные камеры.

Способ осуществляют следующим об - разом.

Отрезки стеблей десятидневных растений помещают в измерительные камеры 2 (каждое растение в отдельную измерительную ка меру), объемы которых изолируют от окружающей среды прокладкой 3 (фиг. 3).

Емкостные датчики измерителя биомассы 1 вырабатывают сигнал, пропорциональный массе исследуемых растений 4, который поступает на вход электронной измерительной схемы 5 и с ее выхода подается на арифметическое устройство б, снабженное блоком па мяти, отрабатывающее величину

997632 массы исследуемых растений в степени 2/3.

После этого производится первичный замер влажности и температуры воздуха в камерах (момент времени ti на фиг. 2), а через интервал времени Л t — последующий замер в каждой из камер. Результаты замеров так же обрабатываются электронной измерительной схемой 5 и арифметическим устройством 6, с выхода которого сигнал, пропорциональный, или равный, что зависит от программы арифметического блока 6) интенсивности транспирации, поступает на регистратор 7. Величина интенсивности транспирации каждого из исследуемых растений и является критерием отбора растений.

Для лучшей оценки растительного материала замеры могут производиться большее число раз — до тех пор, пока кривая

W = f(t) (фиг. 1) не войдет в насыщение.

Это увеличивает длительность измерительного цикла, тогда как для экспресс-оценки селекционного материала вполне достаточно двух замеров интенсивности транспирации. Выбор оптимального временного интервала Ю зависит от чувствительности и стабильности датчиков влажности.

При массовых оценках, когда может быть заранее установлена пороговая величина интенсивности транспирации, арифметическое устройство может быть задействовано в режиме «Д໠— «Нет > («Д໠— 1„) 1„, «Нет» — 1х 1ор)Зо

На фиг. 1 представлены зависимости возрастания влажности воздуха в измерительной камере от времени нахождения в ней стеблевых частей десятидневных растений пшеницы двух сортов (W = f (t) j;. на фиг. 2 — зависимости нарастания отно- зз шения —,„, 7- от времени нахождения в измерительной камере тех же стеблевых частей растений; на фиг. 3 — экспериментальная

it установка, позволяющая реализовать предлагаемый. способ.

Кривая 1 на фиг. 1 характеризует изменение влажности воздуха в измерительной камере с размещенными внутри нее десятидневными растениями пшеницы сорта «Свено» во времени. Кривая 2 иллюстрирует ту же зависимость для растений пше- 4 ницы сорта,«Эритросперум 841».

Как видно из графиков, рост влажности воздуха в измерительной камере во времени для более влаголюбивого сорта «Свено» (кривая 1, фиг. 1) значительно отличается от хода кривой W = f(t) для засухоустой- 0 чивого сорта «Эритросперум 841». Однако точную оценку растений по интенсивности транспирации по данным кривым производить невозможно, так как величина транспирирующей поверхности даже у одновозрастных, приблизительно равных по размеру, растений может значительно варьировать. Поэтому возникает необходимость величину приращения влажности воздуха з измерительной камере, где размещаются стеблевые части исследуемых растений, измеренную за определенный промежуток времени, что характеризует процесс транспирации данного растения, отнести к площади его транспирирующей поверхности.

В то же время измерение транспирирующей поверхности значительно затруднено и требует больших затрат времени.

С другой стороны, возможны скоростные измерения биомассы исследуемых растений емкостным методом с достаточно высокой степенью точности. При этом биомасса данного вида растений пропорциональна его объему где V — объем растения;

М вЂ” масса растения, К вЂ” коэффициент пропорциональности, равный обратной величине усредненного удельного веса данного сорта растений.

Поверхность любого геометрического тела связана с его объемом соотношением

S = К .V2/3, где s — площадь поверхности тела, К вЂ” коэффициент пропорциональности, зависящий от конфигурации объекта.

Для подобных геометрических фигур (растения одного сорта и равного возраста с высокой степенью точности можно считать геометрически подобными телами) коэффициент лропорциональности К вЂ” величина постоянная К = const

Тогда из приведенных выражений следует, что

S = К Х (Кi Х М)2/Зили S=N2/3, так как коэффициенты Ki и К вЂ” константы.

Таким образом, возникает возможность оценки интенсивности транспирации растений 1, как 2 1

М 2/3 где W< — значение влажности воздуха в измерительной камере в момент времени измерения ti, Ъ д — значение влажности воздуха в измерительной камере в момент времени измерения 1>.

На фиг. 2 представлены кривые изменения интенсивности транспирации двух сортов пшеницы «Свено» (кривая 1) и

«Эритросперум 841» (кривая 2) во времени, при tq — время первого измерения; — время повторного измерения; — величина, характеризующая инIH 2/3 тенсивность транспирации растений пшеницы сорта «Свено»;

997632

ДЪЧ2 — — величина, характеризующая инМ22/3 тенсивность транспирации растений пшеницы сорта «Эритросперум 841».

Из приведенных кривых видно, что измерения интенсивности транспирации наиболее целесообразно проводить на линейном участке зависимости - г27 — — 1(1), имедъ1/ ющим наибольшую крутизну. Протяженность этого участка зависит от объема измерительной камеры. Минимальная длительность временного интервала между измерениями зависит в основном от точностных характеристик измерителя влажности воздуха и для уверенного отбора растений должна быть не менее 30 с (при реальной точности измерителя 0,1%) .

Оценку растений производят по величине отношения приращения влажности hW к массе его стеблевой части в степени 2/3, которая пропорциональная интенсивности транспирации растений. В общем случае имеется ввиду приращение абсолютной влажности воздуха. При измерении относительной влажности, что на практике наиболее, просто выполнимо, вводится температурная поправка. По значениям относительной влажности и температуры воздуха в измерительных камерах определяется величина абсолютной влажности.

Однако, в случае непродолжительных исследований, когда температура воздуха остается стабильной, отбор растений по интенсивности транспирации можно производить и по величине приращения относительной влажности.

Предлагаемый способ обеспечивает - по сравнению с известными следующие преимущества: — проведение селекционной работы со скоростью, превышающей обычный процесс в сотни раз за счет -малой продолжительности необходимых измерений и использования большого количества измерительных камер, когда в одном цикле измерений осуществляется оценка десятков или сотен растений, что является решающим условием для проведения генетических исследований, анализа естественного и искусственного полиморфизма растений с целью выявления ценных генотипов; — сохранение целостности растения в процессе селекции и возможность проведения отбора, например, у полевых куль. тур практически на любой, и что особенно

10 важно, на ранней стадии развития растений; — простоту выполнения операций необходимых для реализации способа, не требующих специальной подготовки, и возможность анализа как минимум тысячи растений в рабочий день одним сотрудником.

Формула изобретения

ja Способ оценки растений по транспирации, включающий измерение интенсивности транспирации, отличающийся тем, что, с целью ускорения оценки, а также удешевления и упрощения работы, отрезки стеблей десятидневных растений помещают в измерительные камеры, изолированные от внешней среды, измеряют- с помощью емкостных датчиков массу отрезков стеблей и производят два разделенных временным ин тервалом измерения влажности воздуха в

ЗО камерах с одновременным контролем температуры воздуха и по величине отношения приращения влажности к массе отрезков стеблей в степени 2/3 отбирают растения с заданными свойствами.

Источники информации, 35 принятые во внимание при экспертизе

1. Филиппов Л. А. Метод определения тра испи рации листьев при помощи водопоглощающих реагентов.-«Физиология растений, 1975, т. 22, вып. 4, с. 863 — 868.

2. Труды Харьковского сельскохозяйственного института им. Докучаева. Харьков, 1972, т. 176, с. 20 — 29 (прототип).

997632 фиг.3

Составитель Л.Марченкова

Редактор Н. Джуган Техред И. Верес Корректор М. Коста

Заказ 980/1 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4