Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Агропромышленность arrow Агрохимия

Метод растений-индикаторов

Известно, что потребность различных видов растений в элементах питания неодинакова. Есть виды растений, которые четко реагируют на недостаток доступных форм элементов питания в почве: азота - капуста белокочанная, смородина черная; фосфора и серы - брюква, крыжовник; калия - картофель, смородины; бора - помидор, яблоня; кальция - капуста цветная, крыжовник ; магния - капуста цветная; марганца - овес, свекла сахарная, малина; натрия - свекла сахарная. На этой основе разработан метод растений-индикаторов: в посеве высаживают несколько таких растений и по особенностям их роста и развития делают вывод, хорошо почву определенного поля обеспечен тем или иным элементом питания. Так, недостаток азота и калия на поле для зерновых культур легко распознать с помощью кукурузы. Предполагается, что данные о дефиците элементов питания, полученные с применением кукурузы, можно использовать и в отношении других культур севооборота.

Лабораторные методы , безусловно, являются самыми надежными методами определения содержания элементов питания в растении, в частности листовая диагностика. Оперативным является метод химической диагностики - химический анализ проб растений по фазам их развития на содержание азота и зольных элементов после озоления смесью кислот и перекиси водорода. Это быстрый (обычно длится 2-3 суток) и, безусловно, самый точный анализ. В его основу положен закон минимума: в каких элементах питания растение испытывает острый дефицит, тем ее прежде всего необходимо подкармливать. При этом важно правильно отобрать образцы растений для анализа:

• отбор проводят в сухую погоду, но до наступления жары;

• для определения различных элементов питания берут различные части растений (например, содержание фосфора определяют во всей надземной части, серы - только в молодых листьях)

• нужно отбирать части растений в зависимости от стадии развития культуры;

• индикатором может быть не весь орган растения, а его часть (например, для определения некоторых элементов вырезают кружочек ткани в зоне центральной жилки, для других - с периферии листа).

Химический состав различных видов растений неодинаков и зависит от количества, форм и способов внесения удобрений, доступности элементов питания почвы. Содержание химических элементов в растениях и отдельных их органах определяется также генетическими особенностями растений, физиологическим состоянием их органов и тканей.

Химические изменения в тканях во времени происходят первыми, поэтому они могут быть основой экспресс-диагностики. Принцип анализа растительных тканей (обычно листьев, отсюда термин - листовая диагностика) основывается на том, что с увеличением количества доступных форм элементов питания в почве возрастает их содержание в растениях. При низком содержании в ткани отдельного элемента рост растений замедляется, а увеличение его содержания способствует лучшему росту и повышению урожая. Однако эта зависимость не линейная.

При дефиците отдельного элемента даже небольшое увеличение его содержания в ткани после внесения удобрений значительно улучшает рост и повышает урожай, но на определенном уровне последующее увеличение содержания элемента питания уже почти не влияет на рост, а значит, и на урожай. Это содержание соответствует оптимальному уровню обеспечения. Переход от недостатка к оптимуму характеризуют термином "критическая концентрация" определенного элемента. Критическая концентрация - это обнаружена в ткани концентрация элемента, при которой происходит нормальное развитие растений, но ниже которой элемент становится дефицитным и рост растений замедляется. Именно критическую концентрацию следует учитывать, планируя внесения удобрений. Дальнейшее увеличение нормы удобрений почти не влияет на рост, может приводить к чрезмерному поглощению элемента. А избыток любого элемента в ткани обычно нарушает обмен веществ и снижает урожайность. Для макроэлементов токсический уровень почти не достигается, а для микроэлементов случается довольно часто. Так, оптимальная концентрация меди в тканях составляет 4-15 мкг / г массы сухого вещества. При концентрации <4 мкг / г наблюдается ее дефицит, за> 20 мкг / г - у многих растений начинается токсикоз. Критическая концентрация различных элементов питания не является постоянной и меняется в зависимости от вида растения, его органа и особенно от физиологического возраста.

Метод листовой (тканевой) диагностики отличается оперативностью в сочетании с достаточной точностью. Экспресс-анализы растений проводят в условиях химической лаборатории или в полевых условиях, применяя мини-лаборатории и приборы для экспресс-анализов. При этом контролируют содержание неорганических соединений азота, фосфора, калия, магния и других элементов на свежих срезах растений, в капли сока (экспресс-методы Церлинг и Магницкого) или в вытяжках из растений (дистиллированная вода, ацетатный буферный раствор, 2% раствор уксусной кислоты). Методы листовой диагностики постоянно совершенствуются. К ним широко прибегают фермеры многих стран мира. Из опыта применения этого метода известно, что химический состав сока растений существенно меняется в зависимости от возраста растений, размещения листьев на растении и метеорологических условий. Поэтому листовую диагностику проводят для определения потребности растений в внекорневой подкормке, но она является не надежной для разработки системы удобрения.

Методы инъекции и опрыскивание - это по сути микропольови опыты с удобрениями, так как их непосредственно проводят на растениях в поле или в саду. Объектом исследования могут быть растения, части растений (например, ветви) и даже листья, остальные - предназначена для контроля. Повторность не менее 10-кратная.

Суть метода заключается в том, что слабый раствор любого элемента, недостаток которого предполагается, наносят на растение, делают инъекции в ствол, стебель, ветку или леску листа или опрыскивают растение или его части определенным раствором. С помощью этого метода через несколько дней можно выявить, какие именно элементов требует растение. Он позволяет быстро и просто выявить потребность в важкодиагностованих микроэлементах, а также быстро (3-15 суток) установить причины нарушения питания и тем самым успеть исправить их. В этом случае используют тот факт, что удобрения, которые поступают через корень, медленно дают видимое визуальное улучшение состояния развития растения по сравнению с элементами питания, которые были введены непосредственно в надземную часть. Кроме того, значительно сложнее выявить изменения на всем массиве - поле или саду, чем на частных его или на отдельных исследовательских растениях.

Особенно эффективен этот метод для диагностики многолетних растений, а также в садах и ягодниках.

К основным элементам диагностики этим методом относятся: 1) введение раствора элементов питания в середину надземной части растения; 2) наблюдение и сравнение изменений в обработанной растении с необработанными растениями того же насаждения или посева.

Разрабатывать этот метод начал в 1931 Дж. П. Пир (США), а завершил в 1938 В. А. Роуч. Сейчас его широко используют для диагностики как древесных и кустарниковых, так и полевых сельскохозяйственных культур.

Вариантах применения этих методов очень отличаются, но все их можно разделить на две группы:

1) инъекции с введением через прокол питательного раствора в проводящую систему стебли, ветки или листа;

2) опрыскивание, намазывания и другие способы нанесения на листья питательного раствора, проникающего через поверхностные ткани листьев. Обычно в надземные части растения вводят раствор какого-то одного элемента питания, чтобы выявить недостаток или избыток именно того элемента, который является причиной заболевания растения. На основе полученных данных решают вопрос необходимости внесения соответствующих удобрений.

Концентрация элемента питания, который вводят в растение, небольшая, потому что при таком способе внесения даже небольшой избыток того или иного элемента может привести к угнетению роста и развития растений. Применяют такие концентрации растворов:

FeCl3 - 0,25% раствор (по Fe)

Фосфор - 0,5% раствор NaH2PO4;

KMnO4 - 0,05% раствор (по Mn)

Калий - 1% раствор КС1;

Н3ВО3 - 0,02% раствор (по В)

СаС12 - 1% раствор СаС12;

Азот - 0,2% раствор CO (NH2) 2,

MgSO4 - 0,5% раствор MgSO4.

Фитомониторинг - по сути диалоговый режим работы с растением. Никто не знает потребностей растения лучше, чем она сама. Станция фитомониторинга - это комплект сенсоров, которые устанавливают непосредственно на органы растений (стебель, листья, плоды). Через каждые 20 мин сенсор фиксирует малейшие изменения биометрических параметров растения: диаметра стебля, размера плода, температуры листьев и т.д. и передает эти данные через Интернет на компьютер пользователя. Проанализировав данные, можно проследить столь быстро и динамично развивается растение, выявить реакции на любое вмешательство в ее развитие. Для этого, например, на одной экспериментальной области проводят подкормку, а на другой - нет. Если растение на него реагирует, то это является доказательством эффективности такого мероприятия на всем поле. Эта диагностическая возможность - задавать растении вопросы и получать ответ уже на 2-3-и сутки называется "диалоговый режим работы с растением".

С помощью таких сенсоров можно непосредственно управлять минеральным питанием растений, орошением, определять целесообразность проведения любых агротехнологических мероприятий.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее